DE3784963T2

DE3784963T2 - Optisches projektionssystem.

Info

Publication number: DE3784963T2
Application number: DE8787106243T
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Araki; Koichi Kawata; Noboru Nomura; Takeo Sato; Atsushi Ueno; Shotaro Yoshida
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-05-02
Filing date: 1987-04-29
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2007-04-30
Also published as: EP0243950A2; US4757354A; EP0243950A3; EP0243950B1; DE3784963D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein optisches Projektionssystem und insbesondere auf ein optisches Projektionssysstem zur Photolithographie, das bei der Herstellung von integrierten Schaltungen, großintegrierten Schaltungen od. dgl. Anwendung findet.

Erörterung des Standes der Technik

Herkömmliche optische Projektionssysteme sind vom Refraktions- und vom Reflexionstyp. Die japanische Patentanmeldung 57-12966 und die japanische Patentanmeldung 55-10883 offenbaren optische Projektionssysteme des Refraktionstyps. Die japanische Patentanmeldung 55-17196 und die japanische Patentanmeldung 28-5735 offenbaren optische Projektionssysteme des Reflexionstyps. Die herkömmlichen optischen Projektionssysteme sind in einigen Punkten nicht zufriedenstellend, wie im folgenden erläutert wird.
Aus der US-A-25 20 633 ist ein optisches Projektionssystem bekannt, das ein Teilsystem des Refraktionstyps und ein Teilsystem des Reflexionstyps kombiniert. Dieses bekannte optische Projektionssystem umfaßt
ein zu projizierendes Objekt;
ein Brechungs-Teilsystem, das brechende Glieder enthält;
ein katoptrisches Teilsystem, das einen Konvexspiegel sowie einen Konkavspiegel einschließt, die in Rotationssymmetrie um eine Bezugsachse herum angeordnet sind, wobei der Konkavspiegel eine zentrale Öffnung hat und das katoptrische Teilsystem optisch mit dem Brechungs-Teilsystem verbunden ist;
hierin erstreckt sich das Brechungs-Teilsystem auf einer Objektseite, und das katoptrische Teilsystem erstreckt sich auf einer Bildseite; haben das Brechungs-Teilsystem und das katoptrische Teilsystem eine gemeinsame Achse; reflektiert der Konkavspiegel wenigstens einen Teil des Lichts, das durch das Brechungs-Teilsystem zum Konvexspiegel hin getreten ist; wirft der Konvexspiegel dieses reflektierte Licht zurück; läßt die zentrale Öffnung des Konkavspiegels zu, daß das durch den Konvexspiegel zurückgeworfene Licht durch den Konkavspiegel treten kann; und ist die optische Kombination des Brechungs-Teilsystems und des katoptrischen Teilsystems wirksam, um das Licht einer Abbildung auf einer Ebene, die sich rechtwinklig zur Bezugsachse und an der Rückseite des Konkavspiegels erstreckt, erzeugen zu lassen.
Aus dem "Handbook of Optics", Optical Society of America, W.G. Driscoll und W. Vaughan Eds., ist eine Brechungskorrekturplatte des Schmidt-Typs in Verbindung mit einem Konkavspiegel eines katadioptrischen Systems bekannt.

Abriß der Erfindung

Es ist ein erstes Ziel dieser Erfindung, ein zufriedenstellendes optisches Projektionssystem zu schaffen.
Es ist ein zweites Ziel dieser Erfindung, ein optisches Projektionssystem zur Verfügung zu stellen, das mit ultravioletten oder tiefultravioletten Strahlen verwendet werden kann und das eine hohe Auflösung ermöglicht.
Es ist ein drittes Ziel dieser Erfindung, ein optisches Projektionssystem zu schaffen, das verschiedene Fehler, wie eine sphärische Aberration, ein Koma, einen Astigmatismus und eine Verzerrung, vermindert oder verhindert.
Es ist ein viertes Ziel dieser Erfindung, ein optisches Projektionssystem zu schaffen, das auf eine feine Struktur Anwendung finden kann.
Die Erfindung ist durch die Patentansprüche 1 und 4 definiert.
In einem optischen Projektionssystem gemäß dieser Erfindung, wie durch den Patentanspruch 1 bestimmt ist, umfaßt ein Brechungs-Teilsystem eine Mehrzahl von brechenden Gliedern. Ein katadioptrisches Teilsystem enthält eine Brechungskorrekturplatte, einen Konvexspiegel und einen Konkavspiegel, die in Rotationssymmetrie um eine Bezugsachse herum angeordnet sind. Der Konkavspiegel hat eine zentrale Öffnung. Das Brechungs-Teilsystem und das katadioptrische Teilsystem erstrecken sich an einer Objektseite bzw. einer Bildseite der Brechungskorrekturplatte. Das Brechungs-Teilsystem und das katadioptrische Teilsystem haben eine gemeinsame Achse und eine gemeinsame Eintrittspupille auf der gemeinsamen Achse. Ein rückwärtiger Hauptpunkt des Brechungs-Teilsystems fällt im wesentlichen mit einem vorderen Hauptpunkt des katadioptrischen Teilsystems zusammen. Lichter, die sich vom Objekt fortbewegen, treten durch das Brechungs-Teilsystem, wobei sie eine Brechung erfahren. Dann treten die Lichter in das katadioptrische Teilsystem ein und durch die Brechungskorrekturplatte hindurch. Nachdem die Lichter durch die Brechungskorrekturplatte durchtreten, wird wenigstens ein Teil der Bündel der Lichter durch den Konkavspiegel zur Brechungskorrekturplatte zurückgeworfen und von der Brechungskorrekturplatte durch den Konvexspiegel weg reflektiert. Dann treten die Lichter durch die Öffnung des Konkavspiegels und erzeugen eine Abbildung an einer Ebene, die sich rechtwinklig zur Bezugsachse und rückwärts vom Konkavspiegel erstreckt.
In dem optischen Projektionssystem dieser Erfindung ist es vorzuziehen, daß alle durch den Konkavspiegel zur Brechungskorrekturplatte hin reflektierten Lichtbündel durch den Konvexspiegel von der Brechungskorrekturplatte weg zurückgeworfen werden und dann durch die Öffnung des Konkavspiegels treten, bevor sie eine Abbildung an der Rückseite des Konkavspiegels erzeugen.
In dem optischen Projektionssystem dieser Erfindung, das durch den Patentanspruch 4 definiert ist, hat der Konvexspiegel eine Öffnung. In diesem Fall ist es vorzuziehen, daß ein Teil der Bündel der Lichter, die durch die Brechungskorrekturplatte getreten sind, durch die Öffnungen des Konvexspiegels sowie des Konkavspiegels treten und sich zum Bildpunkt bewegen, und daß die restlichen Bündel durch den Konkavspiegel sowie den Konvexspiegel reflektiert werden und durch die Öffnung des Konkavspiegels treten, bevor sie zum Bildpunkt laufen. In diesem Fall ist es auch vorzuziehen, daß das zu projizierende Objekt an einer objektseitigen Fokalfläche des Brechungs-Teilsystems angeordnet wird und daß die Lichtquelle das Objekt in einer solchen Weise beleuchtet, um die Beleuchtungslichtbündel im Zentrum der gekrümmten Fläche der Bildseite der Brechungskorrekturplatte zu konzentrieren.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung eines ersten herkömmlichen optischen Projektionssystems.
Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung eines zweiten herkömmlichen optischen Projektionssystems.
Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung eines dritten herkömmlichen optischen Projektionssystems.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des optischen Projektionssystems von Fig. 3 in einem angenommenen Fall, wobei das System zur Erzeugung einer verkleinerten Abbildung verwendet wird;
Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung eines Objektivs in einem herkömmlichen Spiegelmikroskop.
Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung eines optischen Projektionssystems gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des optischen Projektionssystems der Fig. 6.
Fig. 8(a) ist eine schematische Darstellung einer sphärischen Aberration in dem optischen Projektionssystem der Fig. 6 und 7.
Fig. 8(b) ist eine schematische Darstellung eines Astigmatismus in dem optischen Projektionssystem der Fig. 6 und 7.
Fig. 8(c) ist eine schematische Darstellung einer Verzerrung in dem optischen Projektionssystem der Fig. 6 und 7.
Fig. 9 ist eine Schnittdarstellung eines optischen Projektionssystems in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 10 ist eine vergrößerte Darstellung eines Teils des optischen Projektionssystems der Fig. 9.
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung eines Teils des optischen Projektionssystems der Fig. 9 und 10.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Bevor Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben werden, werden herkömmliche optische Systeme im folgenden für ein besseres Verständnis dieser Erfindung erläutert.
Die Fig. 1 zeigt ein erstes herkömmliches optisches Projektionssystem des reinen Refraktionstyps, das eine Mehrzahl von Linsen enthält, die aus optischen Gläsern G und optischen Kristallmaterialien M gefertigt sind. Das optische Projektionssystem der Fig. 1 erzeugt im allgemeinen eine verkleinerte Abbildung mit einer Vergrößerung von einem Zehntel (1/10). In einem derartigen herkömmlichen optischen System ist, selbst wenn die Linsen G aus einem Glas "UBK7", hergestellt durch SCHOTT GLASWERKE in der Bundesrepublik Deutschland, gefertigt und für die Anwendung von ultravioletten Strahlen konstruiert sind und wenn die Glasdicke 5 mm beträgt, die Durchlässigkeit 23 % bei einer Licht-Wellenlänge von 280 nm. Diese Durchlässigkeit ist zu klein, um ein optisches System zu konstruieren.
Die Fig. 2 zeigt ein zweites herkömmliches optisches Projektionssystem des Refraktionstyps, das eine Mehrzahl von Linsen G einschließt. In dem optischen System der Fig. 2 wird ein Objekt oder Muster 101, das projiziert werden soll, durch ein Bündel von parallelen Strahlen IL von teilweise kohärentem quasimonochromatischen Licht beleuchtet. Dieses optische Projektionssystem ist vom Rediffraktionstyp, in welchem von einem projizierten Objekt gebeugtes Licht Punktspektren S&sub1;, S&sub0; und S&submin;&sub1; an einer Pupillenfläche bildet und dann wieder ein sich ausbreitendes Bündel von Strahlen erzeugt. Die Spektren S&sub1;, S&sub0; und S&submin;&sub1; entsprechen den jeweiligen Beugungsordnungen. Das sich ausbreitende Strahlenbündel tritt durch die Linsen G und bildet dann durch eine Kombination von gebeugtem Licht nullter Ordnung, gebeugtem Licht +1. Ordnung und gebeugtem Licht -1. Ordnung eine Abbildung an einer Bildfläche. In Fig. 2 stellen die vertikale Linien einschließenden Bereiche gebeugtes Licht nullter Ordnung dar, während die geneigte, nach rechts hin ansteigende Linien enthaltenden Bereiche und die geneigte, nach rechts hin abfallende Linien enthaltenden Bereiche gebeugtes Licht +1. Ordnung bzw. gebeugtes Licht -1. Ordnung bezeichnen. Ein Beugungswinkel θ ist durch die folgende Gleichung gegeben:
sin θ = λ u,
worin der Buchstabe u die Raumfrequenz eines zu projizierenden Objekts bezeichnet, die dem Kehrwert des Rastermaßes gleich ist, und der Buchstabe λ die Wellenlänge eines von einer Quelle emittierten Lichts angibt.
In dem optischen System der Fig. 2 trennen sich jeweilige gebeugte Lichter von dem Objekt oder Muster 101 an einer Sperre oder Blende SP in Punktspektren, treten durch die folgenden Linsen und bilden dann wieder ein Bündel von parallelen Strahlen. Die parallelen Strahlen vereinigen sich an einer Bildfläche 102 und erzeugen eine projizierte Struktur durch Interferenzstreifen.
Im allgemeinen ist die Auflösungsgrenze eines optischen Projektionssystems durch die folgende Rayleigh-Gleichung gegeben:
D = 0,61 λ/NA,
worin das Symbol NA die numerische Apertur der Bildseite des optischen Systems darstellt und der Buchstabe λ die Wellenlänge des verwendeten Lichts bezeichnet.
Aus der Rayleigh-Gleichung wird deutlich, daß eine Verbesserung der Auflösungsgrenze D erlangt wird, indem die Wellenlänge λ des Lichts vermindert oder die numerische Apertur NA des optischen Systems vergrößert wird. Da eine Vergrößerung der numerischen Apertur NA im allgemeinen die optischen Berechnungen von Linsen schwierig macht, ist der derzeitige hauptsächliche Weg einer Verbesserung der Auflösungsgrenze D, die Wellenlänge λ des Lichts zu verkleinern.
Wenn in dem optischen System der Fig. 2 die Wellenlänge des verwendeten Lichts auf einen ultravioletten Bereich vermindert wird, fällt der Durchlaßgrad übermäßig ab. Beispielsweise ist, selbst wenn die Linsen G aus dem Glas "UBK7", hergestellt durch SCHOTT GLASWERKE in der Bundesrepublik Deutschland, gefertigt und für eine Anwendung auf ultraviolette Strahlen berechnet sind und wenn die Glasdicke 5 mm beträgt, der Durchlaßgrad 23 % bei einer Licht-Wellenlänge von 280 nm. Dieser Durchlaßgrad ist im allgemeinen nicht akzeptabel.
Einige optische Kristallmaterialien, wie z.B. ein kristallines Verbundmaterial aus TiF&sub2;, CaF&sub2; und KCl, weisen Durchlaßgrade von etwa 80 % bei Licht-Wellenlängen von annähernd 200 nm auf. Es ist im allgemeinen schwierig, die Abmessungen von derartigen leistungsfähigen optischen Materialien auf einen akzeptablen Bereich zu vergrößern und eine gute optische Fläche zu erzeugen. Die Zahl solcher wirksamer optischen Materialien ist begrenzt, so daß der Freiheitsgrad in der Konstruktion klein ist. Wenn ein optisches System des Rediffraktionstyps unter Verwendung einer begrenzten Anzahl von aus solchen leistungsfähigen optischen Materialien gefertigten Linsen gebildet wird, wobei eine akzeptable numerische Apertur NA aufrechterhalten wird, ist es darüber hinaus im allgemeinen schwierig, in adäquater Weise eine Aberration zu kompensieren. Deshalb ist es auch schwierig, ein akzeptables optisches System unter Anwendung von lediglich brechenden Gliedern zu bilden. Wenn derartige leistungsfähige optische Materialien zur Ausbildung der Linsen in den herkömmlichen optischen Systemen der Fig. 1 und 2 verwendet werden, sind folglich die typischen Merkmale der Bearbeitbarkeit nicht zufriedenstellend und ist eine genaue Bearbeitung üblicherweise im ultravioletten und tiefultravioletten Bereich schwierig.
Die Fig. 3 zeigt ein drittes herkömmliches optisches Projektionssystem, das vom Reflexionstyp ist. In dem optischen System der Fig. 3 werden von einem Objekt O wegbewegte Lichter durch Spiegel 200 sowie 201 reflektiert und bilden eine Abbildung I mit einer einfachen Vergrößerung (1/1) an einer Ebene, an welcher das Objekt O liegt. Das optische System der Fig. 3 bildet ein doppeltes telezentrisches System, in welchem Hauptstrahlen auf der Objektseite und der Bildseite zur optischen Achse parallel sind.
Da das optische System der Fig. 3 aus lediglich den reflektierenden Spiegeln aufgebaut ist, besteht keine Begrenzung bezüglich der Wellenlänge des verwendeten Lichts. Weil die Spiegel 200 und 201 um einen Punkt P auf der Achse der Abbildung I konzentrisch sind, ist der tangentiale Astigmatismus groß und die Bildfläche gekrümmt, obwohl die sphärische Aberration, das Koma und die Verzerrung angemessen kompensiert werden. Bei der Anwendung des optischen Systems der Fig. 3 in der Photolithographie zur Belichtung einer Maskenstruktur an einem Halbleiterwafer wird manchmal ein Schlitz verwendet, um ein gebogenes Feld an einer Bildhöhe zu erzeugen, wo der tangentiale Astigmatismus und der sagittale Astigmatismus ausgeglichen sind sowie die astigmatische Differenz null ist, und das aus der Maske und der dem Wafer entsprechenden Bildfläche I zusammengesetzte Objekt O wird gleichzeitig abgetastet, um ein notwendiges Projektionsfeld zu erzeugen.
Wenn das optische System der Fig. 4 dazu ausgelegt wird, ein verkleinertes Bild zu erzeugen und eine telezentrische Struktur beizubehalten, können die Spiegel 200 und 201 nicht konzentrisch sein, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn ein oberer Teil des Spiegels 200 und des Spiegels 201 um einen Punkt C1 konzentrisch sind, so weicht in diesem Fall das Zentrum C2 eines unteren Teils des Spiegels 200 vom Punkt C1 ab, so daß die Aberration in einem Bereich außerhalb der Achse vergrößert wird. Weil das Objekt O und die Abbildung I nicht auf einer gemeinsamen Ebene liegen können, ist es darüber hinaus notwendig, die Maske sowie das Wafer unabhängig abzutasten und auch die Abtastgeschwindigkeiten in Übereinstimmung mit der Vergrößerung zu unterscheiden. Weil Fehler in den Abtastgeschwindigkeiten eine Verzerrung einer projizierten Abbildung hervorrufen, ist es notwendig, die Abtastgeschwindigkeiten präzis zu regeln. Ist eine projizierte Abbildung feiner, so ist eine genaue Regelung der Abtastungen schwieriger. Falls das optische System der Fig. 3 zur Erzeugung einer verkleinerten Abbildung verwendet wird, so werden folglich Probleme in bezug auf eine Kompensation für eine optische Aberration und einen mechanischen Aufbau auftreten.
Die Fig. 5 zeigt ein Objektiv in einem herkömmlichen Spiegelmikroskop. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, wird ein Bündel von von einem zu projizierenden Objekt 301 emittierten Strahlen aufeinanderfolgend durch Spiegel 305 sowie 306 reflektiert und bildet dann eine verkleinerte Abbildung an einer zum Objekt 301 entgegengesetzten Ebene 302.
Da das optische System von Fig. 5 lediglich aus reflektierenden Spiegeln zusammengesetzt ist, gibt es keine Begrenzung bezüglich der Wellenlänge des verwendeten Lichts. Wenn das optische System von Fig. 5 ein optisches Rediffraktionssystem unter kohärenter Beleuchtung bildet, wird gebeugtes Licht nullter Ordnung durch den Spiegel 305 blockiert, so daß lediglich gebeugtes Licht +1. Ordnung und gebeugtes Licht -1. Ordnung an der Abbildungs- oder Projektionsfläche 302 vereinigt werden. Wie in "Optical and Electro-Optical Engineering Contact" Vol 23, Nr. 3, 1985 klar dargelegt ist, haben in diesem Fall resultierende Interferenzstreifen eine zu einer gewünschten Raumfrequenz zweifache Raumfrequenz, so daß es schwierig ist, eine feine Struktur unter kohärentem Licht zu projizieren.
Ausführungsformen dieser Erfindung werden nun im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 6 zeigt ein optisches Projektionssystem in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Das optische System der Fig. 6 umfaßt ein Brechungs-Teilsystem X und ein katadioptrisches Teilsystem Y.
Das Brechungs-Teilsystem X ist allgemein aus einer Konvexlinse 1, einer Konkavlinse 2, einer Konvexlinse 3 und einer Konvexlinse 4 aus Quarz zusammengesetzt. Ein zu projizierendes Objekt 9 ist an einer Brennebene F des Brechungs-Teilsystems X angeordnet. Das Objekt 9 wird durch eine (nicht dargestellte) Lichtquelle beleuchtet. Beispielsweise besteht das Objekt 9 aus einem mit einem Muster, das auf ein Halbleiterwafer übertragen werden soll, ausgebildeten Teil. In der Richtung der Bewegung des Lichts folgt die Konkavlinse 2 auf die Konvexlinse 1, während die Konvexlinse 3 auf die Konkavlinse 2 folgt. Ferner folgt die Konvexlinse 4 der Konvexlinse 3. Die Linsen 1 - 4 und das Objekt 9 werden von geeigneten (nicht dargestellten) Bauteilen getragen.
Das katadioptrische Teilsystem Y ist mit Bezug zum Brechungs-Teilsystem X entgegengesetzt zum Objekt 9 angeordnet. Das katadioptrische Teilsystem Y ist im allgemeinen aus einer Brechungskorrekturplatte 5, die im folgenden als Phasenkompensationsplatte bezeichnet wird, einem Konkavspiegel 6 und einem Konvexspiegel 7, die durch geeignete (nicht dargestellte) Bauteile gelagert werden, zusammengesetzt. Die Phasenkompensationsplatte 5 ist aus Quarz gefertigt. Der Konkavspiegel 6 hat eine zentrale Öffnung. Die Phasenkompensationsplatte 5 liegt dem Brechungs-Teilsystem X zunächst. Der Konvexspiegel 7 erstreckt sich zwischen der Phasenkompensationsplatte 5 und dem Konkavspiegel 6. Die Phasenkompensationsplatte 5, der Konkavspiegel 6 und der Konvexspiegel 7 sind in Rotationssymmetrie um eine optische Bezugsachse herum angeordnet.
Das Brechungs-Teilsystem X und das katadioptrische Teilsystem Y sind optisch gekoppelt. Die Teilsysteme X und Y haben eine gemeinsame Achse sowie eine gemeinsame Eintrittspupille E auf der gemeinsamen Achse und stehen sich gegenseitig mit einem kleinen, zwischen ihnen ausgebildeten Abstand gegenüber. Somit liegen die Konvexlinse 4 und die Phasenkompensationsplatte 5 einander gegenüber und sind voneinander durch einen kleinen Spalt getrennt.
Der Konkavspiegel 6 und der Konvexspiegel 7 sind um einen Punkt C der Eintrittspupille E, der auf einer optischen Achse A liegt, konzentrisch. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, sind die linksliegende Seite L der Konvexlinse 4, die rechtsliegende Seite R der Phasenkompensationsplate 5 und der Konkavspiegel 6 asphärisch.
Von einem Punkt des Objekts 9 aus sich bewegende Lichter treten durch die Linsen 1, 2, 3 und 4, wobei sie eine Brechung durchmachen. Nach dem Durchtritt durch die Konvexlinse 4 bilden die Lichter parallele Strahlen und treten in die Phasenkompensationsplatte 5 ein. Die Lichter gehen durch die Phasenkompensationsplatte 5 und werden dann durch den Konkavspiegel 6 zum Konvexspiegel 7 hin, d.h. zur Phasenkompensationsplatte 5 hin, reflektiert. Danach werden die Lichter von der Phasenkompensationsplatte 5 durch den Konvexspiegel 7 weg reflektiert und treten dann durch die Öffnung des Konkavspiegels 6, worauf sie letztlich ein projiziertes Bild 8 auf einer Ebene erzeugen, die rechtwinklig zur Bezugsachse A und an der Rückseite des Konkavspiegels 6 verläuft. Im allgemeinen ist an dieser Ebene der Abbildung 8 ein Halbleiterwafer angeordnet.
Es ist zu bemerken, daß die Fig. 6 den Fall zeigt, wobei das Objekt 9 durch inkohärente quasimonochromatische Lichter beleuchtet wird.
Die Bildvergrößerung B in der Ausführungsform der Fig. 6 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 7 beschrieben.
Die Bildvergrößerung B ist durch die folgende Gleichung gegeben:
B = h2/h1 = (f2 tanθ2)/(f1 tanθ1),
worin das Symbol h1 eine Höhe des Objekts 9 bezeichnet; das Symbol h2 eine Höhe der Abbildung 8 bezeichnet; das Symbol f1 eine Brennweite des Brechungs-Teilsystems X bezeichnet; das Symbol f2 eine Brennweite des katadioptrischen Systems 1 bezeichnet; das Symbol θ1 einen Einfallswinkel der Lichter von der Einfallshöhe h1 mit Bezug auf einen durch die optische Achse A bestimmten Bezugspunkt bezeichnet; und das Symbol θ2 einen Austritts- oder Endwinkel der zur Einfallshöhe h2 sich bewegenden Lichter bezeichnet.
Wie in Fig. 6 und 7 gezeigt ist, erstreckt sich die Eintrittspupille E an einem rechtsseitigen Scheitel der Phasenkompensationsplatte 5. Ferner sind ein hinterer Hauptpunkt des Brechungs-Teilsystems X und ein vorderer Hauptpunkt des katadioptrischen Teilsystems Y so gewählt, daß sie miteinander zusammenfallen. Folglich sind die Winkel θ1 und θ2 gleich, so daß die Vergrößerung B allein durch das Verhältnis zwischen den Brennweiten f1 und f2 bestimmt wird. Das heißt mit anderen Worten, daß das Brechungs-Teilsystem X und das katadioptrische Teilsystem Y eine gemeinsame Eintrittspupille E und gleiche wirksame Durchmesser haben, so daß das Verhältnis zwischen ihren numerischen Aperturen die Vergrößerung B bestimmt.
Ein Bündel der vom Objekt 9 einfallenden Lichter wird durch das Brechungs-Teilsystem X in parallele Strahlen vor seinem Eintritt in das katadioptrische Teilsystem Y umgewandelt. Demzufolge ist die numerische Apertur eines gesamten optischen Systems, das aus einer optischen Kombination des Brechungs-Teilsystems X und des katadioptrischen Teilsystems Y besteht sowie eine Auflösungsgrenze bestimmt, von einer projizierten Bildseite abhängig, die aus dem katadioptrischen Teilsystem Y besteht, sie ist jedoch von einer Objektseite, die aus dem Brechungs-Teilsystem X besteht, unabhängig. Somit ist eine kleine numerische Apertur des Brechungs-Teilsytems X zulässig, so daß es möglich ist, ohne Schwierigkeiten das Brechungs-Teilsystem X zu konstruieren und zu fertigen. Ferner dient das objektseitige Brechungs-Teilsystem X als ein afokaler Wandler, der einen kleinen Einfallswinkel der in das bildseitige katadioptrische Teilsystem Y vom Objekt eintretenden Lichter ermöglicht und dadurch optische Fehler in einem Bereich außenseitig der optischen Achse vermindert.
Da in dem katadioptrischen Teilsystem Y der Konkavspiegel 6 und der Konvexspiegel 7 um das Zentrum C der Eintrittspupille E konzentrisch sind, können das Koma, der Astigmatismus und die Verzerrung minimiert werden.
Durch die oben geschilderten asphärischen Anordnungen der Phasenkompensationsplatte 5, des Konkavspiegels 6 und der Linse 4 kann die sphärische Aberration vermindert oder beseitigt werden.
Die Kompensation für die außeraxialen Fehler, d.h. das Koma, den Astigmatismus und die Verzerrung, im objektseitigen Brechungs-Teilsystem X ist unabhängig von der Kompensation für die außeraxialen Fehler im bildseitigen katadioptrischen Teilsystem Y, so daß die Fehler auch in der optischen Kombination der Teilsysteme X und Y klein oder null sein können.
Eine beispielhafte spezielle Konstruktion des optischen Projektionssystems der Fig. 6 und 7 wird nun im folgenden beschrieben.
Die Wellenlänge des verwendeten Lichts ist 193 nm. Das gesamte System oder die optische Kombination des Brechungs- Teilsystems X und des katadioptrischen Teilsystems Y hat eine Brennweite f von 100 mm, eine wirksame F-Zahl oder ein wirksames Öffnungsverhältnis von 1,3 und eine Vergrößerung von 1/5.
Die Linsen 1 - 4, die Phasenkompensationsplatte 5 und die Spiegel 6 sowie 7 werden, wie folgt, ausgelegt.
r1 = 232,659 d1 = 13,027 n1 = 1,560769
r2 = -1307,074 d2 = 17,669
r3 = -217,552 d3 = 7,682 n2 = 1,560769
r4 = 222,203 d4 = 48,397
r5 = ∞ d5 = 9,768 n3 = 1,560769
r6 = -209,132 d6 = 0,163
r7 = 732,966 d7 = 5,024 n4 = 1,560769
(asphärisch)
r8 = ∞ d8 = 0,8
r9 = ∞ d9 = 5,028 n5 = 1,560769
r10 = ∞ d10 = 90,426
(asphärisch)
r11 = -90,426 d11 = -24,556(reflektierende Fläche)
(asphärisch)
r12 = -65,869(reflektierende Fläche)
worin, wie in Fig. 7 gezeigt ist, die Symbole r1 und r2 die Krümmungsradien der Brechflächen der Linse 1 bezeichnen; die Symbole r3 und r4 die Krümmungsradien der Brechflächen der Linse 2 bezeichnen; die Symbole r5 und r6 die Krümmungsradien der Brechflächen der Linse 3 bezeichnen; die Symbole r7 und r8 die Krümmungsradien der Brechflächen der Linse 4 bezeichnen; die Symbole r9 und r10 die Krümmungsradien der einander entgegengesetzten Flächen der Phasenkompensationsplatte 5 bezeichnen; das Symbol r11 den Krümmungsradius der Reflexionsfläche des Konkavspiegels 6 bezeichnet; das Symbol r12 den Krümmungsradius der Reflexionsfläche des Konvexspiegels 7 bezeichnet; das Symbol d1 die Dicke der Linse 1 bezeichnet; das Symbol d2 den Abstand zwischen der Hinterfläche der Linse 1 und der Vorderfläche der Linse 2 bezeichnet; das Symbol d3 die Dicke der Linse 2 bezeichnet; das Symbol d4 den Abstand zwischen der Hinterfläche der Linse 2 und der Vorderfläche der Linse 3 bezeichnet; das Symbol d5 die Dicke der Linse 3 bezeichnet; das Symbol d6 den Abstand zwischen der Hinterfläche der Linse 3 und der Vorderfläche der Linse 4 bezeichnet; das Symbol d7 die Dicke der Linse 4 bezeichnet; das Symbol d8 den Spalt oder Zwischenraum zwischen der Hinterfläche der Linse 4 und der Vorderfläche der Phasenkompensationsplatte 5 bezeichnet; das Symbol d9 die Dicke der Phasenkompensationsplatte 5 bezeichnet; das Symbol d10 den Abstand zwischen der Hinterfläche der Phasenkompensationsplatte 5 und der Reflexionsfläche des Konkavspiegels 6 bezeichnet; das Symbol d11 den Abstand zwischen der Reflexionsfläche des Konkavspiegels 6 und der Reflexionsfläche des Konvexspiegels 7 bezeichnet;
das Symbol n1 den Brechungsindex der Linse 1 bezeichnet;
das Symbol n2 den Brechungsindex der Linse 2 bezeichnet;
das Symbol n3 den Brechungsindex der Linse 3 bezeichnet;
das Symbol n4 den Brechungsindex der Linse 4 bezeichnet;
und das Symbol n5 den Brechungsindex der Phasenkompensationsplatte 5 bezeichnet. Die Radien r1 - r12 und die Dicken sowie die Abstände d1 - d11 sind in der Einheit mm angegeben.
Die asphärische Durchbiegungsgröße oder Ablenkung Z von einer Bezugsfläche der Linse 4, der Phasenkompensationsplatte 5 und des Konkavspiegels 6 sind in der folgenden Gleichung durch Koeffizienten K, A&sub4;, A&sub6;, A&sub8; und A&sub1;&sub0; wiedergegeben:
worin K = -e² ist; der Buchstabe e bezeichnet die Exzentrizität; der Buchstabe h bezeichnet die Einfallshöhe eines Strahls; R = 1/r; und der Buchstabe r bezeichnet den Krümmungsradius.
Hinsichtlich der asphärischen Fläche (r7) der Linse 4 sind die Koeffizienten K, A&sub4;, A&sub6;, A&sub8; und A&sub1;&sub0; gleich jeweils 0, -1,4500X10&supmin;&sup8;, 3,2000X10&supmin;¹³, 0 und 0. Hinsichtlich der asphärischen Fläche (r10) der Phasenkompensationsplatte 5 sind die Koeffizienten K, A&sub4;, A&sub6;, A&sub8; und A&sub1;&sub0; gleich 0, 2,4233X10&supmin;&sup7;, 2,2897X10&supmin;¹¹, 1,6851X10&supmin;¹&sup5; und -1,3901X10&supmin;¹&sup9; jeweils. Hinsichtlich der asphärischen Fläche (r11) der Konkavlinse 6 sind die Koeffizienten K, A&sub4;, A&sub6;, A&sub8; und A&sub1;&sub0; jeweils 0, 1,9573X10&supmin;&sup9;, 1,1446X10&supmin;¹², 2,3025X10&supmin;¹&sup6; und -6,0020X10&supmin;²¹.
Die Fig. 8(a), Fig. 8(b) und Fig. 8(c) zeigen jeweils die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Verzerrung in dieser speziellen Konstruktion des optischen Projektionssystems der Fig. 6 und 7.
Hauptkomponenten der sphärischen Aberration werden durch die asphärische Fläche der Quarzlinse 4 und der Phasenkompensationsplatte 5 beseitigt. Die verbleibenden Komponenten hoher Ordnung der sphärischen Aberration werden durch den Konkavspiegel 6 vermindert oder kompensiert.
Der Astigmatismus, die Verzerrung und das Koma werden durch die folgende Anordnung und Konstruktion vermindert oder beseitigt. Der Konkavspiegel 6 und der Konvexspiegel 7 in dem katadioptrischen Teilsystem Y sind um das Zentrum C der Eintrittspupille E konzentrisch. Die Spiegelfläche des Konvexspiegels 7 ist sphärisch. Der Konvexspiegel 7 ist mit dem Konkavspiegel 6 auch in bezug auf die außeraxial sich bewegenden Lichter konzentrisch.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6 - 8 sind die brechenden Glieder oder Linsen nur aus Quarz gefertigt, so daß der Durchlaßgrad im allgemeinen gleich oder höher als 30 % für ein Licht mit einer Wellenlänge von 193 nm ist.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6 - 8 hat das Brechungs- Teilsystem X eine große F-Zahl oder ein großes Öffnungsverhältnis, so daß die Fehler des Teilsystems X ohne Schwierigkeiten kompensiert werden können. Wie vorher beschrieben wurde, ist das katadioptrische Teilsystem Y so berechnet daß die damit verbundenen Fehler klein oder null sein können. Weil ferner das Brechungs-Teilsystem X und das katadioptrische Teilsystem Y optisch sowie koaxial verbunden sind und die Phasenkompensationsplatte in einem Endbereich des katadioptrischen Teilsystems Y, der an das Brechungs-Teilsystem X angrenzt, angeordnet ist, können die sphärische Aberration, das Koma, der Astigmatismus und die Verzerrung klein oder null sein.
Weil zusätzlich ein großer Teil der gesamten Brechkraft auf die reflektierenden Spiegel 6 sowie 7 und die allein aus Quarz gefertigten Linsen 1 - 4 zurückzuführen ist, kann ein akzeptabler Durchlaßgrad für Lichter in ultravioletten und tiefultravioletten Bereichen gewährleistet werden.
Die Fig. 9 und 10 zeigen ein optisches Projektionssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung. Das optische System der Fig. 9 und 10 schließt ein objektseitiges Brechungs-Teilsystem X und ein bildseitiges katadioptrisches Teilsystem Y ein.
Das Brechungs-Teilsystem X ist allgemein aus einer Konvexlinse 11, einer Konkavlinse 12, einer Konvexlinse 13 und einer Konvexlinse 14, die aus Quarz gefertigt sind, zusammengesetzt. Ein zu projizierendes Objekt 19 ist an einer Brennebene F des Brechungs-Teilsystems X angeordnet. Das Objekt 19 wird durch eine Lichtquelle 20 beleuchtet. Beispielsweise besteht das Objekt 19 aus einem Bauteil, an dem eine auf ein Halbleiterwafer zu übertragende Struktur ausgebildet ist. In der Bewegungsrichtung des Lichts folgt die Konkavlinse 12 auf die Konvexlinse 11, und die Konvexlinse 13 folgt der Konkavlinse 12. Ferner folgt die Konvexlinse 14 der Konvexlinse 13. Die Linsen 11 - 14 und das Objekt 19 werden durch (nicht dargestellte) geeignete Bauteile getragen.
Das katadioptrische Teilsystem Y ist mit Bezug zum Brechungs-Teilsystem X entgegengesetzt zum Objekt 19 angeordnet. Das katadioptrische Teilsystem Y besteht allgemein aus einer Brechungskorrekturplatte 15, die im folgenden als Phasenkompensationsplatte bezeichnet wird, einem Konkavspiegel 16 und einem Konvexspiegel 17, die durch (nicht dargestellte) geeignete Bauteile gehalten sind. Die Phasenkompensationsplatte 15 ist aus Quarz gefertigt. Der Konkavspiegel 16 hat eine zentrale Öffnung O1. Der Konvexspiegel 17 hat eine zentrale Öffnung O2. Die Phasenkompensationsplatte 15 ist am nächsten zum Brechungs-Teilsystem X angeordnet. Der Konvexspiegel 17 erstreckt sich zwischen der Phasenkompensationsplatte 15 und dem Konkavspiegel 16.
Das Brechungs-Teilsystem X und das katadioptrische Teilsystem Y sind einander entgegengesetzt und optisch gekoppelt. Die Teilsysteme X und Y haben eine gemeinsame Achse. Auf dieser gemeinsamen Achse fällt die Position einer Blende oder Pupille AP eines jeden der Teilsysteme X und Y mit der Position des Zentrums C der gekrümmten Fläche der Bildseite der Phasenkompensationsplatte 15 zusammen.
Die Phasenkompensationsplatte 15 ist zur gemeinsamen Achse oder der optischen Bezugsachse rotationssymmetrisch. Der Konkavspiegel 16 und der Konvexspiegel 17 sind zum Zentrum C der gekrümmten Fläche der Phasenkompensationsplatte 15 konzentrisch.
Bei der Ausführungsform der Fig. 9 und 10 ist die numerische Apertur der Objektseite oder des Brechungs-Teilsystems X vorzugsweise 0,076 und ist die numerische Apertur der Bildseite oder des katadioptrischen Teilsystems Y vorzugsweise 0,38, und die Vergrößerung beträgt vorzugsweise 1/5.
Die Lichtquelle 20 emittiert kohärente Strahlen, die der gesamten Fläche des Objekts 19 zugeführt werden. Die emittierten Lichter bestehen aus konvergenten Strahlen. Insbesondere konvergieren sie, nachdem die Lichter durch das Brechungs-Teilsystem X treten, am Zentrum C der gekrümmten Fläche der Phasenkompensationsplatte 15. Auf diese Weise wird das Objekt 19 durch kohärente und konvergente, von der Lichtquelle 20 ausgesandte Strahlen beleuchtet.
Gebeugtes Licht D0 nullter Ordnung, gebeugtes Licht D+1 von +1. Ordnung, gebeugtes Licht D-1 von -1. Ordnung und die gebeugten Lichter höherer Ordnung werden vom Objekt 19 ausgesandt. Ein Teil dieser Lichter tritt in die optische Kombination der Teilsysteme X und Y ein. Insbesondere wird der Einfallswinkel, der von der numerischen Apertur auf der Objektseite der optischen Kombination der Teilsysteme X und Y abhängt, so gewählt, daß er dem Winkel θ1 des gebeugten Lichts D+1 von +1. Ordnung oder dem gebeugten Licht D-1 von -1. Ordnung entspricht, so daß gebeugtes Licht +2. Ordnung, gebeugtes Licht -2. Ordnung und die gebeugten Lichter höherer Ordnung nicht in die optische Kombination der Teilsysteme X und Y eintreten werden. Auf diese Weise treten lediglich gebeugtes Licht D0 nullter Ordnung, gebeugtes Licht D+1 von +1. Ordnung und gebeugtes Licht D-1 von -1. Ordnung in die optische Kombination der Teilsysteme X und Y ein.
Das gebeugte Licht D0 nullter Ordnung, das gebeugte Licht D+1 von +1. Ordnung und das gebeugte Licht D-1 von -1. Ordnung vom Objekt 19 treten durch die Linsen 11 - 14 und die Phasenkompensationsplatte 15, wobei sie eine Brechung durchmachen. Dann trennen sich das gebeugte Licht D0 nullter Ordnung, das gebeugte Licht D+1 von +1. Ordnung und das gebeugte Licht D-1 von -1. Ordnung und sie konvergieren jeweils an Punktspektren S0, S+1 sowie S-1 in der Blende oder Pupille AP. Nach einem Durchtreten durch die Blende oder Pupille AP werden das gebeugte Licht D+1 von +1. Ordnung und das gebeugte Licht D-1 von -1. Ordnung durch den Konkavspiegel 16 zur Phasenkompensationsplatte 15 oder zum Konvexspiegel 17 reflektiert und dann durch den Konvexspiegel 17 von der Phasenkompensationsplatte 15 weg reflektiert. Nach einem Reflektieren durch den Konvexspiegel 17 tritt das gebeugte Licht D+1 von +1. Ordnung und das gebeugte Licht D-1 von -1. Ordnung durch die zentrale Öffnung O1 des Konkavspiegels 16, und sie bewegen sich zur Rückseite dieses Konkavspiegels 16. Nach einem Durchtreten durch die Blende oder Pupille AP tritt das gebeugte Licht D0 nullter Ordnung anschließend durch die zentrale Öffnung O2 des Konvexspiegels 17 und die zentrale Öffnung O1 des Konkavspiegels 16, und es bewegt sich dann zur Rückseite des Konkavspiegels 16.
Weil der Konkavspiegel 16 und der Konvexspiegel 17 um das Zentrum C der Blende oder Pupille AP konzentrisch sind und das gebeugte Licht D0 von nullter Ordnung sich an diesem Punkt C konzentriert, bewegt sich, wie am besten in Fig. 11 gezeigt ist, das gebeugte Licht D0 nullter Ordnung längs einer Bahn, die einer angenommenen Bahn ähnlich ist, entlang welcher sich das gebeugte Licht D0 nullter Ordnung bewegt, wenn das Licht D0 durch die Spiegel 16 und 17 reflektiert wird. Folglich vergrößert die Bewegung des gebeugten Lichts D0 von nullter Ordnung durch die Spiegel 16 und 17 hindurch ohne eine Reflexion nicht die optischen Fehler.
An der Rückseite des Konkavspiegels 16 treffen das gebeugte Licht D0 von nullter Ordnung, das gebeugte Licht D+1 von +1. Ordnung und das gebeugte Licht D-1 von -1. Ordnung zusammen, und sie bilden Interferenzstreifen, die eine Abbildung auf einer zur optischen Bezugsachse rechtwinkligen Ebene IM bestimmen. Ein Halbleiterwafer wird im allgemeinen an dieser Ebene IM angeordnet.
Wie vorstehend beschrieben wurde, hat das katadioptrische reflektierende Teilsystem Y eine relativ große numerische Apertur, während das Brechungs-Teilsystem X eine relativ kleine numerische Apertur hat. Die Linsen 11 - 14 und die Phasenkompensationsplatte 15 sind allein aus Quarz gefertigt. Die Gesamtzahl der Linsen und der Phasenkompensationsplatte beträgt fünf. Demzufolge ist der Durchlaßgrad des optischen Projektionssystems der Fig. 9 bis 11 gleich oder höher als 30 % für Licht, das eine Wellenlänge von 200 nm hat.
Bei der Ausführungsform der Fig. 9 bis 11 sind das Brechungs-Teilsystem X und das katadioptrische Teilsystem Y optisch gekoppelt. Die Teilsysteme X und Y haben eine gemeinsame Achse. Das Zentrum der gekrümmten Fläche der Bildseite der Phasenkompensationsplatte 15 fällt mit der Position der Blende oder Pupille AP zusammen. Das zu projizierende Objekt 19 wird durch kohärente Strahlen in einer solchen Weise beleuchtet, daß sich die kohärenten Strahlen am Zentrum der Blende oder Pupille AP nach ihrem Durchtreten durch das Objekt 19 konzentrieren. Das optische Projektionssystem der Fig. 9 bis 11 enthält eine Rediffraktionsanordnung, die eine Abbildung durch Interferenzstreifen von gebeugtem Licht nullter Ordnung, gebeugtem Licht +1. Ordnung und gebeugtem Licht -1. Ordnung erzeugt. Die Rediffraktionsanordnung ermöglicht die Projektion einer feinen Struktur. Weil ein großer Teil der gesamten Brechkraft den reflektierenden Spiegeln 16 sowie 17 zuzuschreiben ist und die Anzahl der brechenden Linsen klein ist, kann zusätzlich ein akzeptabler Durchlaßgrad für Lichter in ultravioletten sowie tiefultravioletten Bereichen gewährleistet werden und eine hohe Auflösung erzeugt werden.

Claims

1. Ein optisches Projektionssystem, das umfaßt:

(a) ein zu projizierendes Objekt (9);

(b) ein Brechungs-Teilsystem (X), das brechende Glieder (1, 2, 3, 4) enthält, wobei das projizierte Objekt (9) an der vorderen Brennebene des Brechungs-Teilsystems (X) angeordnet ist;

(c) ein katadioptrisches Teilsystem (Y), das eine Brechungskorrekturplatte (5), einen Konvexspiegel (7) sowie einen Konkavspiegel (6), die in Rotationssymmetrie um eine Bezugsachse (A) herum angeordnet sind, enthält, wobei der Konkavspiegel (6) eine zentrale Öffnung hat und das katadioptrische Teilsystem (Y) optisch mit dem Brechungs-Teilsystem (X) verbunden ist;

(d) in welchem sich das Brechungs-Teilsystem (X) an einer Objektseite sowie das katadioptrische Teilsystem (Y) an einer Bildseite erstreckt; das Brechungs-Teilsystem (X) sowie das katadioptrische Teilsystem (Y) die genannte Bezugsachse als gemeinsame optische Achse (A) und eine gemeinsame Eintrittspupille (E) auf der gemeinsamen optischen Achse haben; der hintere Hauptpunkt des Brechungs-Teilsystems im wesentlichen mit dem vorderen Hauptpunkt des katadioptrischen Teilsystems (Y) zusammenfällt; die Brechungskorrekturplatte (5) an das Brechungs-Teilsystem (X) angrenzt; der Konkavspiegel (6) wenigstens einen Teil des durch die Brechungskorrekturplatte (5) getretenen Lichts zum Konvexspiegel (7) hin reflektiert; der Konvexspiegel (7) das genannte reflektierte Licht zurückwirft; die zentrale Öffnung des Konkavspiegels (6) dem durch den Konvexspiegel (7) zurückgeworfenen Licht ein Durchtreten durch den Konkavspiegel (6) erlaubt; die optische Kombination des Brechungs-Teilsystems (X) und des katadioptrischen Teilsystems (Y) wirksam ist, um dem projizierten Licht die Erzeugung eines Bildes (8) an einer Ebene, die sich rechtwinklig zur Bezugsachse (A) sowie an der Rückseite des Konkavspiegels (6) erstreckt, zu ermöglichen; sowie das Brechungs-Teilsystem (X) eine Funktion eines afokalen Wandlers mit Bezug zu dem katadioptrischen Teilsystem (Y) hat; und

(e) in welchem das brechende, an das katadioptrische Teilsystem (Y) angrenzende Glied (4) eine dem katadioptrischen Teilsystem gegenüberliegende Fläche hat, deren Krümmung Null ist; die Brechungskorrekturplatte (5) eine dem Brechungs-Teilsystem (X) gegenüberliegende Fläche hat, deren Krümmung Null ist; und die besagten gegenüberliegenden Flächen mit einem geringen Abstand zwischen diesen koaxial angeordnet sind.

2. Das optische Projektionssystem nach Anspruch 1, in welchem der Konvexspiegel (7) das gesamte, von dem Konkavspiegel (6) reflektierte Licht zurückwirft.

3. Das optische Projektionssystem nach Anspruch 1, in welchem das Verhältnis zwischen den numerischen Aperturen des Brechungs-Teilsystems (X) und des katadioptrischen Teilsystems (Y) die Vergrößerung des Systems bestimmt.

4. Ein optisches Projektionssystem, das umfaßt:

(a) ein Brechungs-Teilsystem (X), das brechende Glieder (11, 12, 13, 14) enthält;

(b) ein katadioptrisches Teilsystem (Y), das eine Brechungskorrekturplatte (15), einen Konvexspiegel (17) sowie einen Konkavspiegel (16) einschließt, wobei die Brechungskorrekturplatte (15) in Rotationssymmetrie um eine Bezugsachse herum angeordnet ist, der Konvexspiegel (17) sowie der Konkavspiegel (16) konzentrisch um ein Zentrum (C) der gekrümmten Fläche der Bildseite der Brechungskorrektplatte (15) herum angeordnet sind, der Konvexspiegel (17) eine zentrale Öffnung (02) hat, der Konkavspiegel (16) eine zentrlae Öffnung (01) hat und das katadioptrische Teilsystem (Y) optisch mit dem Brechungs-Teilsystem (X) verbunden ist;

(c) in welchem das Brechungs-Teilsystem (X) sich an einer Objektseite und das katadioptrische Teilsystem sich an einer Bildseite erstrecken; das Brechungs- Teilsystem (X) sowie das katadioptrische Teilsystem (Y) die genannte Bezugsachse als gemeinsame optische Achse haben; die Brechungskorrekturplatte an das Brechungs- Teilsystem angrenzt; die Blende (AP) an der bildseitigen Fläche der Brechungskorrekturplatte (15) angeordnet ist; das Brechungs-Teilsystem (X) von einem Objekt (19) aus bewegtes Licht bricht und dem gebrochenen Licht ein Durchtreten durch die Brechungskorrekturplate (15) erlaubt; die zentrale Öffnung (02) des Konvexspiegels (17) sowie die zentrale Öffnung (01) des Konkavspiegels (16) einem Teil des durch die Brechungskorrekturplatte (15) getretenen Lichts ein Durchtreten durch den Konvexspiegel (17) sowie den Konkavspiegel (16) und ein Erreichen eines Bildpunkts ermöglichen; der Konkavspiegel (16) den restlichen Teil des Lichts zum Konvexspiegel (17) hin zurückwirft; der Konvexspiegel (17) das genannte zurückgeworfene Licht reflektiert; die zentrale Öffnung (01) des Konkavspiegels (16) dem vom Konvexspiegel (17) reflektierten Licht eine Bewegung durch den Konkavspiegel (16) hindurch sowie das Erreichen des Bildpunkts erlaubt; und das den Bildpunkt erreichende Licht ein Bild an einer Ebene, die sich rechtwinklig zur Bezugsachse und an der Rückseite des Konkavspiegels (16) erstreckt, erzeugt;

(d) ein zu projizierendes Objekt (19), das sich an der objektseitigen Brennebene des Brechungs-Teilsystems (X) erstreckt, wobei das Objekt (19) mit einer Struktur ausgestaltet ist, die eine vorbestimmte Raumfrequenz hat, welche ausgewählt ist, um aus einer kohärenten Beleuchtung gebeugtes Licht zu erzeugen;

(e) in welchem das Brechungs-Teilsystem (X) eine Funktion eines afokalen Wandlers mit Bezug zum katadioptrischen Teilsystem (Y) hat; und

(f) eine konvergentes, kohärentes Licht emittierende sowie das konvergente, köhärente Licht dem Objekt (19) zuführende Lichtquelle (20), wobei die Lichtquelle (20) wirksam ist, um das konvergente Licht am Zentrum (C) der gekrümmten Fläche der Bildseite der Brechungskorrekturplatte (15), nachdem das konvergente Licht durch das Objekt (19) tritt, zu konzentrieren.

5. Das optische Projektionssystem nach Anspruch 4, in welchem das Brechungs-Teilsystem (X) eine numerische Apertur hat, die kleiner als die numerische Apertur des katadioptrischen Teilsystems (Y) ist.