DE69806667T2

DE69806667T2 - Katadioptrisches optisches System

Info

Publication number: DE69806667T2
Application number: DE69806667T
Authority: DE
Inventors: Tomowaki Chiyoda-ku Takahashi
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1998-04-01
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2018-04-02
Also published as: EP0869383A3; US5969882A; EP0869383B1; DE69806667D1; EP0869383A2

Description

Diese Erfindung betrifft ein katadioptrisches optisches System gemäß der Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Ein derartiges katadioptrisches System ist aus der EP-A-736 789 bekannt und umfasst ein erstes Fokussierlinsensystem (A) mit einem Konkavspiegel (M₁ , M_c ), zur Bildung einer Zwischenabbildung einer ersten Ebene (R); ein zweites Fokussierlinsensystem (B) mit einem Aperturstop (AS, S), bestehend aus einer Blende mit dem Radius ∅, zur Bildung einer auf eine zweite Ebene (W) refokussierten Abbildung der Zwischenabbildung; eine reflektierende Oberfläche (M₂ , M₃ ; M_P1 , M_P2 ) zum Leiten eines Lichtflusses vom ersten Fokussierlinsensystem (A) zum zweiten Fokussierlinsensystem (B). Das katadioptrische System lässt sich bei einem verkleinerbaren Belichtungsgerät, beispielsweise einem Stepper, wie es bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet wird, einsetzen, und insbesondere bei einer katadioptrischen verkleinerbaren Abtast-Optik mit einer Vergrößerung von 1/4 bis 1/5 und einer im Submikronbereich liegenden Einheitsauflösung im ultravioletten Frequenzband.
In den letzten Jahren sind Halbleiterschaltungsmuster immer kleiner geworden, und es ist ein Bedarf nach einer hochauflösenden Belichtungsvorrichtung entstanden, die zum Drucken derart verschwindend kleiner Muster in der Lage ist.
Für die Realisierung einer hochauflösenden Belichtungsvorrichtung muss die Wellenlänge der Lichtquelle verkürzt werden; bei gleichzeitiger Erhöhung der numerischen Apertur (NA) der Optik. Bei einer Wellenlängenverkürzung sind jedoch die optischen Glasarten, die für den praktischen Einsatz in der Belichtungsvorrichtung in Frage kommen, äußerst begrenzt, und zwar aufgrund der Lichtabsorption. In der Praxis können nämlich bei einer Wellenlänge von 300 nm oder weniger nur synthetischer Quarz und Fluorit verwendet werden.
Bedauerlicherweise liegen jedoch die Abbeschen Konstanten von synthetischem Quarz und Fluorit zu nahe beieinander, um die chromatische Aberration im System ausreichend zu kompensieren. Aus diesem Grund wird es bei einer Verkürzung der Wellenlänge der Lichtquelle auf 300 nm oder weniger schwierig für die Projektionsoptik, welche lediglich eine Brechungsoptik umfasst, die chromatische Aberration in zufriedenstellendem Maße zu korrigieren. Außerdem neigt Fluorit aufgrund seiner minderwertigen Temperaturcharakteristik bei Temperaturänderungen zu Schwankungen seines spezifischen Lichtbrechungsvermögens. Fluorit erweist sich auch beim Linsenschliff in-mehrfacher Hinsicht als problematisch. Daher ist es nicht leicht, eine hochauflösende Belichtungsvorrichtung nur mit einer Brechungsoptik zu erzielen.
Andererseits wurde bereits mehrfach versucht, die Projektionsoptik unter Verwendung von nur einer Reflektionsoptik auszulegen. In diesem Fall nimmt die Projektionsoptik große Dimensionen an, und die reflektierenden Oberflächen müssen asphärisch gemacht werden. Es ist schwierig, eine asphärische Oberfläche mit hoher Präzision zu bilden.
Angesichts dieser Nachteile wurde vorgeschlagen, ein reflektierendes System mit einem brechenden System aus einem optischen Glas, das der gewünschten bzw. gewählten Wellenlänge standhält, zu kombinieren. Es wurden auch zahlreiche Verfahren zur Konstruktion einer verkleinerbaren Projektionsoptik unter Verwendung einer reflektierenden/brechenden, oder auch katadioptrischen, Optik vorgeschlagen. Viele dieser Systeme bilden in deren Optik zwei oder mehr Zwischenabbildungen. Mittlerweile wurden Techniken zur Bildung von nur einer Zwischenabbildung in der Optik in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5-25170, den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 63-163319 und Nr. 4-234722 und der USPN 4,779,966 offenbart.
Bei den Arten von Optik, wie sie insbesondere in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 4-234722 und in der USPN 4,779,966 offenbart sind, wird nur ein Konkavspiegel verwendet. Der Konkavspiegel wird in dem doppelgängigen Linsensystem verwendet, welches ausschließlich Konkavlinsen umfasst, ohne Verwendung konvexer Hgchleistungslinsen. Bei diesem Aufbau neigt der Lichtfluss bei seinem Auftreffen auf den Konkavspiegel dazu, zu divergieren, was den Durchmesser des Konkcavspiegels unweigerlich erhöht.
Das in der japanischen Anmeldung 4-234722 beschriebene doppelgängige Linsensystem ist perfekt symmetrisch, um Aberrationen in diesem Linsensystem so weit wie möglich auszuschließen und die nachfolgende Optik hinsichtlich einer Aberrationskorrektur zu entlasten. Es ist jedoch für die symmetrische Optik schwierig, zu einer angemessenen Arbeitsentfernung nahe der ersten Ebene zu gelangen, was die Verwendung eines Halbprismas erforderaich macht.
Bei der in der USPN 4,779,966 offenbarten Optik wird ein Spiegel in der sekundären Fokussieroptik hinter der Zwischenabbildung verwendet. Bei dieser Anordnung kann der Lichtfluss nicht verengt werden, da für die Optik eine angemessene Helligkeit erforderlich ist, und der divergente Lichtfluss auf der Oberfläche des Konkavspiegels auftrifft. Dies macht es schwierig, den Spiegel kleiner auszuführen.
Bei Verwendung einer Mehrzahl von Spiegeln lässt sich die Anzahl von Linsen in der Brechungsoptik verringern. Diese Art von System kann sich jedoch in anderer Hinsicht als potentiell problematisch erweisen.
Ein Problem besteht darin, dass es bei Verwendung dieser Art von katadioptrischer Optik als Objektivlinse keine effektive Blendenposition in dieser katadioptrischen Optik gibt. Zwar ermöglichen neuere Phasenverschiebungstechriken zur Verbesserung der Auflösung ein Verschieben der Phase eines ausgewählten Bereichs auf der Maske, wobei gleichzeitig ein ausreichendes Maß an Brennweite erzielt wird. Zur weiteren Verbesserung der Auflösung wird das NA-Verhältnis Ϭ der Beleuchtungsoptik zur Fokussieroptik variabel gemacht, durch Bereitstellung von Aperturstops in beiden Systemen. Bei dem voranstehend erwähnten Mehrfachspiegelsystem lässt sich ein Aperturstop nur in der Beleuchtungsoptik vorsehen, und für eine Blende ist in der katadioptrischen Optik, die als Objektivlinse des Geräts fungiert, kein Platz.
Wird ein doppelgängiges Linsensystem mit mehreren Spiegeln in der Nähe der zweiten Ebene auf der Verkleinerungsseite (d. h. auf der Seite der Waferscheibe) in der katadioptrischen Optik vorgesehen, dann wird die Entfernung vom reflektierenden Spiegel zur Waferscheibe ungenügend, aufgrund der unter einem Wert von 1 liegenden Vergrößerung. Um dies zu vermeiden, muss die Anzahl der in der Objektivlinse verwendeten Linsen verringert werden, was zu einer Verdunkelung der Optik führt. Selbst, wenn eine hohe NA erzielt wird, müssen zahlreiche Linsenkomponenten auf einer begrenzten Strecke eingefügt werden und folglich wird die Arbeitsentfernung zwischen der letzten Linsenoberfläche der Objektivlinse und der Waferscheibe ungenügend.
Ein weiteres Problem bei der herkömmlichen katadioptrischen Optik besteht darin, dass die optische Achse in der Mitte des Lichtwegs dezentriert werden muss, unter Verwendung eines Dezentrierlinsensystems, und dass sich eine präzise Einstellung des Grades der Dezentrierung äußerst schwierig gestaltet.
Der Anmelder der vorliegenden Erfindung hat in einer anderen Veröffentlichung eine Doppel-Fokussieroptik mit ersten und zweiten Fokussierlinsensystemen vorgeschla gen. Bei diesem System weist das erste Fokussierlinsensystem ein doppelgängiges Linsensystem mit einem Konkavspiegel und einer Linsengruppe auf, durch die sowohl das Auflicht zum Konkavspiegel hin, als auch das aus dem Konkavspiegel austretende Licht verlaufen. Das erste Fokussierlinsensystem erstellt eine Zwischenabbil- dung der ersten Ebene (der Schablonenebene), und das zweite Fokussierlinsensystem bildet diese Zwischenabbildung auf der zweiten Ebene. Eine reflektierende Oberfläche ist vorgesehen, um den Lichtfluss vom ersten Fokussierlinsensystem auf das zweite Fokussierlinsensystem zu leiten.
Durch diese Doppelfokussier-Optik lässt sich der Durchmesser des Konkavspiegels verringern, und sie weist ein variables NA-Verhältnis ? der Beleuchtungsoptik zur Projektionsoptik auf, mit effektiven Blendenpositionen in beiden Systemen. Die gesamte Optik ist. hell genug, wobei die Arbeitsentfernung (WD) zwischen der Waferscheibe und der Endfläche der Objektivlinse ausreichend lang ist. Außerdem vereinfacht sich hierbei die Einstellung des Dezentrierelements im Dezentrierlinsensystem, und es ergibt sich eine äußerst präzise Optik.
Trotz dieser Vorteile wird diese Optik wahrscheinlich große Dimensionen annehmen, wenn eine noch höhere Bildqualität gefordert wird. Diese Optik hat keine symmetrische Struktur und dementsprechend kann es leicht zu einer Distorsion kommen. Insbesondere ist es nicht möglich, eine höhergrädige Distorsion lediglich durch entsprechende Einstellung der Krümmung der Brechungslinse oder des Linsenraums zu korrigieren, und das ganze Sys tem muss vergrößert werden, um die Distorsion in zufriedenstellendem Maße zu kompensieren.
Es ist daher Aufgabe dieser Erfindung, eine kompakte katadioptrische Optik bereitzustellen, mit der sich unter Beibehaltung einer hohen Bildqualität die Anzahl der im Linsensystem verwendeten Linsen verringern lässt.
Zur Lösung dieser Aufgabe umfasst die katadioptrische Optik gemäß vorliegender Erfindung ein erstes Fokussierlinsensystem A, ein zweites Fokussierlinsensystem B, sowie eine reflektierende Oberfläche zur Leitung des Lichtflusses vom ersten Fokussierlinsensystem zum zweiten Fokussierlinsensystem. Das erste Fokussierlinsensystem A ist mit einem Konkavspiegel Mc versehen, und es bildet eine Zwischenabbildung C der ersten Ebene. Das zweite Fokussierlinsensystem B weist einen Aperturstop AS auf, und es bildet eine auf die zweite Ebene W refokussierte Abbildung der Zwischenabbildung. Als Merkmal weist diese katadioptrische Optik eine oder mehrere Linsenoberfläche(n) auf, die folgende Bedingung erfüllen: h/∅ < 0,85 (1) wobei h die Höhe des Lichtstrahls bei jeder Linsenoberfläche darstellt, von dem angenommen wird, dass er vom Schnittpunkt der optischen Achse und der ersten Ebene abgegeben wird, und der durch die Linsenoberflächen mit maximaler numerischer Apertur verläuft, und ∅ ist der Radius der Blende des Aperturstops. Die ka tadioptrische Optik weist auch eine oder mehrere Linsenoberflächen auf, die folgende Bedingung erfüllen 0,85 < h/∅ < 1,2 (2)
Von diesen Linsenoberflächen ist mindestens eine der Linsenoberflächen, die Bedingung (1) erfüllen, und mindestens eine der Linsenoberflächen, die Bedingung (2) erfüllen, asphärisch.
Daher sind mindestens zwei asphärische Oberflächen an passenden Positionen vorgesehen, was eine Verringerung der Linsenanzahl ermöglicht, unter Beibehaltung einer hohen Bildqualität. Die gesamte Optik lässt sich dadurch auch kompakt ausbilden.
Die reflektierende Oberfläche trennt den vorwärtsverlaufenden Lichtfluss zum Konkavspiegel hin im Hinweg von dem vom Konkavspiegel zurückkehrenden Lichtfluss im Rückweg. Aufgrund dieser Trennung der hin- und rückfließenden Lichtflüsse muss der Lichtstrahl die Objektebene sowie die Abbildungsebene auf gewisser Höhe gegenüber der optischen Achse durchlaufen, und der von einem derartigen Lichtstrahl mit bestimmter Höhe definierte Bereich ist der eigentlich benutzte Bereich. Der Bereich, bei dem die Abbildungshöhe und die Objekthöhe gleich null sind, wird in der Praxis nicht benutzt. Der Satz "der Lichtstrahl, von dem angenommen wird, dass er von dem Kreuzungspunkt der optischen Achse und der ersten Ebene abgegeben wird" impliziert, dass ein solcher Lichtstrahl in dieser Optik eigentlich nicht benutzt wird.
Im allgemeinen hat eine asphärische Oberfläche in einer Optik eine einzige Wirkung, in Abhängigkeit von ihrer Form, und die Position, an der die asphärische Oberfläche in dieser Optik angeordnet ist, ist sehr wichtig.
Aufgrund ihres Merkmals einer einzigen Wirkung lässt. sich eine asphärische Oberfläche äußerst wirkungsvoll zur Korrektur einer Art von Aberration einsetzen, erweist sich aber zur gleichzeitigen Korrektur einiger anderer Aberrationen nicht so nützlich. Bei falschem Einsatz oder falscher Position der asphärischen Oberfläche vermindert sich die Wirkung sehr stark, bzw. die asphärische Oberfläche selbst kann zu einem Hindernis werden.
Im allgemeinen wird eine sphärische Oberfläche nahe der Objektebene oder einer Abbildungsebene angeordnet, um die Distorsion zu korrigieren, welche die hauptsächliche außeraxiale Aberration darstellt, wobei dies sich nicht auf andere Aberrationen wie sphärische Aberration und Koma (Asymmetriefehler) auswirkt. Dies lässt sich auf andere Weise als mittels des Merkmals einer einzigen Wirkung der asphärischen Oberfläche bewerkstelligen, aufgrund der Tatsache, dass der Lichtfluss in der Nähe der Objektebene und der Abbildungsebene konvergiert, und somit die sphärische Aberration und das Koma selten von dieser spezifischen asphärischen Oberfläche, die in der Nähe dieser Ebenen angeordnet ist, beeinflusst werden. Der Astigmatismus wird jedoch teilweise durch die asphärische Oberfläche beeinflusst, weil er mit Ablenkung von der Abbildungsebene zusammenhängt.
Bei einer gewöhnlichen Optik gestaltet es sich schwierig, eine asphärische Oberfläche mit einer Funktion zur Korrektur der außeraxialen Aberration sehr nahe an der Objektebene oder der Abbildungsebene anzuordnen. Dementsprechend wird eine solche asphärische Oberfläche vorsichtig möglichst nahe an der Objekt- oder der Ab- bildungsebene angeordnet, und weit vom Aperturstop weg.
Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Erfindung eine Zwischenabbildung der Objektebene gebildet, und eine asphärische Oberfläche zur Korrektur der außeraxialen Aberration wird einfach auf oder in der Nähe dieser Zwischenabbildung angeordnet. Bei dieser Anordnung kann die asphärische Oberfläche ihre maximale Wirkung entfalten.
Bedingung (1) definiert die optimale Position der asphärischen Oberfläche zur Korrektur der außeraxialen Aberration. Oberhalb der Obergrenze dieses Bereiches wird das Verhältnis zwischen der Strahlhöhen an der Objektebene und der asphärischen Oberfläche schwach und folglich wird es schwierig, nur die außeraxiale Aberration zufriedenstellend zu korrigieren.
Zur Korrektur der sphärischen Aberration, die die hauptsächliche axiale Aberration darstellt, wird eine weitere asphärische Oberfläche mit einer zur Korrektur der sphärischen Aberration geeigneten Form in der Nähe des Aperturstops angeordnet. Wiederum aufgrund des Merkmals einer einzigen Wirkung lässt sich die sphärische Aberration wirkungsvoll korrigieren, wobei Astigmatismus und Distorsion unbeeinträchtigt bleiben. Die Tatsache, dass der Hauptstrahl des Lichtflusses auf o der in der Nähe der optischen Achse durch den Aperturstop verläuft, kann ebenfalls verhindern, dass der Astigmatismus und die Distorsion durch die in der Nähe des Aperturstops angeordnete asphärische Oberfläche beeinflusst werden. Diese asphärische Oberfläche wirkt sich jedoch teilweise auf das Koma aus, weil es in Zusammenhang mit der Aperturgröße steht.
In der vorliegenden Erfindung gemäß der Darstellung von 2 ist ein erstes asphärisches Element P in der Nähe der Zwischenabbildung C angeordnet, und ein zweites asphärisches Element Q befindet sich in der Nähe des Konkavspiegels M1, oder des Aperturstops S. Der Aper- turstop ist im zweiten Fokussierlinsensystem angeordnet, und die asphärische Oberfläche mit einer Funktion zur Korrektur der axialen Aberration kann nahe dem Aperturstop vorgesehen werden, wo sie ihre maximale Wirkung entfaltet. Oder der Konkavspiegel M1 kann alternativ asphärisch ausgeführt werden, um als das zweite asphärische Element Q zu fungieren.
Die asphärische Oberfläche zur Korrektur der axialen Aberration kann in der Nähe des Konkavspiegels des ersten Fokussierlinsensystems angeordnet werden. Diese Anordnung kann auch dieselbe Wirkung erzielen. wenn es also aufgrund der mechanischen Beschränkung des Aperturstops in Abhängigkeit von dem System nicht wün- schenswert ist, die asphärische Oberfläche in der Nähe des Aperturstops anzuordnen, wird die asphärische Oberfläche in der Nähe des Konkavspiegels angeordnet, anstatt sie in der Nähe des Aperturstops vorzusehen. In diesem Fall ist zu beachten, dass der Lichtfluss bei seinem Hin- und Rückweg diese asphärische Oberfläche zweimal durchläuft, und sich daher eine Änderung der Form der asphärischen Oberfläche doppelt auf den Lichtfluss auswirkt.
Bedingung (2) definiert die optimale Position der asphärischen Oberfläche mit einer Fähigkeit zur Korrektur der axialen Aberration. Unterhalb der Untergrenze des Bereichs wird das Verhältnis zwischen dem Winkel des aus dem Objekt austretenden Lichtstrahls (d.h. der numerischen Apertur) und der Strahlhöhe bei der asphärischen Oberfläche schwach, und es wird schwierig, lediglich die axiale Aberration zufriedenstellend zu korrigieren. Oberhalb der Obergrenze wird der Linsendurchmesser zu groß, was in Widerspruch zur Aufgabe der Erfindung steht.
Da bei vorliegender Erfindung mindestens zwei asphärische Oberflächen mit passenden Formen an mindestens zwei für die jeweiligen Zwecke geeigneten Stellen angeordnet sind, ist eine gleichzeitige Korrektur der Distorsion, die die hauptsächliche außeraxiale Aberration darstellt, sowie der sphärischen Aberration, wel-che die hauptsächliche axiale Aberration ist, möglich.
Im Gegensatz zum herkömmlichen asphärischen Fokussierlinsensystem sind diese asphärischen Oberflächen zu einer Korrektur ausschließlich der Zielaberrationen fähig, ohne sich hierbei nachteilig auf andere Aberrationen auszuwirken. Dies wirkt sich in einer verringerten Anzahl von Linsenkompönenten aus,und eine kompakte Optik lässt sich erzielen.Daher erzielt die minimale-Anzahl asphärischer Oberflächen die maximale Wirkung.
Weitere, unterschiedlich geformte asphärische Oberflächen lassen sich zum Zwecke der Korrektur übriger Aberrationen, beispielsweise Koma und Astigmatismus, in die Optik einsetzen. Da in diesem Fall die hauptsächlichen axialen und außeraxialen Aberrationen bereits korrigiert wurden, lassen sich andere Aberrationen ohne weiteres beheben. Durch das Hinzufügen asphärischer Oberflächen lässt sich die Gesamtanzahl von Linsen verringern.
Bei der asphärischen Oberfläche zur Korrektur der außeraxialen Aberration und der asphärischen Oberfläche zur Korrektur der axialen Aberration kann es sich um unabhängige asphärische Linsen oder asphärische Konkavspiegel handeln, bzw. alternativ können sie auf der Endfläche oder auf der reflektierenden Oberfläche eines Prismas, auf der reflektierenden Oberfläche eines Planspiegels oder auf der Oberfläche einer planparallelen Platte ausgebildet sein.
Die Form der asphärischen Oberfläche kann um die Drehachse herum symmetrisch sein, oder torisch, oder auch vollkommen asymmetrisch.
Die voranstehend erwähnten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der detaillierten nachstehenden Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen
1 den Aufbau der katadioptrischen Optik gemäß der Erfindung;
2 den Aufbau der katadioptrischen Optik mit zwei asphärischen Elementen gemäß der Erfindung;
3 ein Strahlendiagramm der katadioptrischen Optik gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 die bei der ersten Ausführungsform auftretende transversale Aberration;
5 die Krümmung des astigmatischen Feldes und die Distorsion bei der ersten Ausführungsform;
6 ein Strahlendiagramm der katadioptrischen Optik gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 die bei der zweiten Ausführungsform auftretende transversale Aberration; und
8 die Krümmung des astigmatischen Feldes und die Distorsion bei der zweiten Ausführurngsform;
9 die Linsenanordnurug, gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
10 die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distorsion bei der dritten Ausführungsform;
11 die transversale Aberration bei der dritten Ausführungsform;
12 die Linsenanordnung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;
13 die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distorsion bei der vierten Ausführungsform;
14 die transversale Aberration bei der vierten Ausführungsform;
15 die Linsenanordnung gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung;
16 die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distorsion bei der fünften Ausführungsform; und
17 die transversale Aberration bei der fünften Ausführungsform.
Es folgt nunmehr eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
1 zeigt den Aufbau der katadioptrischen Optik der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wurde die vorliegende Erfindung auf eine verkleinerbare Projektionsoptik zur Übertragung des Schaltungsmusters auf der Strichplatte R (als erste Ebene) auf die Halbleiterwaferscheibe W (als zweite Ebene) mit einer Vergrößerung von unter 1 angewandt. Diese Projektionsoptik umfasst ein erstes Fokussierlinsensystem A, das zur Bildung einer Zwischenabbildung des auf der Strichplatte R vorhandenen Schaltungsmusters verwendet wird, sowie ein zweites Fokussierlinsensystem B zur Bildung eines refokussierten Bildes der Zwischenabbildung auf der Waferscheibe W. Das erste Fokussierlinsensystem A weist einen Konkavspiegel Mc auf, und das zweite Fokussierlinsensystem B enthält einen Aperturstop AS. Eine erste reflektierende Oberfläche M_P1 ist in der Nähe der Zwischenabbildung angeordnet. Durch diese reflektierende Oberfläche M_p1 erfährt die optische Achse Z eine Biegung um 90 Grad, wodurch der Lichtfluss vom ersten Fokussierlinsensystem A zum zweiten Fokussierlinsensystem B geleitet wird. Eine zweite reflektierende Oberfläche M_P2 ist zwischen der ersten reflektierenden Oberfläche M_P1 und dem Aperturstop AS angeordnet. Die zweite reflektierende Oberfläche M_P2 bewirkt eine weitere Biegung der optischen Achse Z um 90 Grad, so dass die optische Achse Z auf der Strichplatte R und die optische Achse Z auf der Waferscheibe W parallel zueinander werden. Es kann fakultativ auf die zweite reflektierende Oberfläcfie M_p2 verzichtet werden.
Bei dieser Projektionsoptik wird der Lichtfluss durch die erste reflektierende Oberfläche M_P1 in zwei Teile aufgeteilt, nämlich den in den Konkavspiegel Mc eintretenden Fluss, und den aus dem Konkavspiegel Mc austretenden Fluss. Aufgrund dieser Anordnung werden die Unter-Bereiche auf der Strichplatte R und der Waferscheibe W, die die optische Achse Z enthalten, nicht für den Muster-Transfer verwendet. Mit anderen Worten werden die schlitzartigen Unter-Bereiche auf der Strichplatte R, die nicht die optische Achse Z enthalten, als die Beleuchtungsbereiche Ro verwendet, und die schlitzartigen Unter-Bereiche auf der Waferscheibe W, die nicht die optische Achse Z enthalten, werden als der Belichtungsbereich Wo verwendet. Durch Abtastung der schlitzartigen Unterbereiche Ro und Wo in der Richtung "w" entlang der Breite des Schlitzes wird das in diesem schlitzartigen Bereich enthaltene Strichplattenmuster auf die Waferscheibe übertragen. Obgleich in 1 der Unter-Bereich ein schlitzartiges Rechteck mit einer Breite "w" und einer Länge "d" ist, ist die Form des Unter-Bereichs nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und jedwede Formen, die durch Umsetzung einer beliebigen Zeile oder Kurve (z. B. eines Bogens) in der Abtastrichtung mit "w" entstehen, können verwendet werden.
2 zeigt den Aufbau der katadioptrischen Optik mit zwei asphärischen Oberflächen. Die vorliegende Erfindung verwendet ein sogenanntes zweifach fokussierendes Linsensystem, bei dem während der Projektion des Musterbildes der ersten Ebene R auf die zweite Ebene W eine Zwischenabbildung C entsteht. Das zweifach fokussierende System unter Verwendung eines Konkavspie gels ermöglicht eine wirkungsvolle Kompensation der Petzval-Summe sowie der chromatischen Aberration. Zur weiteren Korrektur von Aberrationen sind asphärische Oberflächen an spezifischen Positionen vorgesehen.
Eine zweite asphärische Oberfläche Q ist in der Nähe des Aperturstops S angeordnet, was eine Korrektur der sphärischen Aberration und des Komas ermöglicht, ohne Auswirkung auf die Aberrationen in Zusammenhang mit dem Betrachtungswinkel (z. B. Distorsion und Astigmatismus). Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Hauptstrahl des Lichtflusses die Mitte der Blende durchläuft, und somit die Form irgendeiner asphärischen Oberfläche keinerlei Auswirkung auf den Hauptstrahl hat. Im Gegenteil: Da alle Lichtflüsse, die die erste Ebene R auf oder außerhalb der optischen Achse verlassen haben, stets den gesamten Bereich des Aperturstops S durchlaufen, sind diese Lichtflüsse gleichförmig dem Brechungseffekt ausgesetzt.
Neben der Position in der Nähe des Aperturstops S im zweiten Fokussierlinsensystem B wird ferner die Position in der Nähe des Konkavspiegels M1 im ersten Fokussierlinsensystem A ebenfalls zur Korrektur der mit der Einfallshöhe in Zusammenhang stehenden Aberrationen, unabhängig von anderen Aberrationen, eingesetzt. Bei der Anordnung eines asphärischen Elements in der Nähe des Konkavspiegels M1 des ersten Fokussierlinsensystems A kann eine planparallele Platte, deren Oberfläche zu einer asphärischen Oberflächs geschliffen wird, oder eine unabhängige asphärische Linse verwendet werden. Alternativ kann der Konkavspiegel M1 selbst als asphärischer Konkavspiegel ausgeführt sein.
Eine erste -asphärische Oberfläche P ist in der Nähe der Zwischenabbildung C angeordnet, wodurch sich Distorsion und Astigmatismus korrigieren lassen, ohne hierbei die mit der Einfallshöhe in Zusammenhang stehenden Aberrationen (z. B. sphärische Aberration und Koma) zu beeinträchtigen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Lichtfluss in der Nähe der Zwischenabbildung C konvergiert und sich daher die asphärische Form in der Nähe der Zwischenabbildung nicht auf die peripheren Flüsse, die die erste Ebene R auf oder außerhalb der optischen Achse verlassen haben, auswirkt. Im Gegenteil: Aufgrund der asphärischen Oberfläche wirkt sich der Brechungseffekt auf alle Hauptstrahlen aus.
Bei der Anordnung des ersten asphärischen Elements P in der Nähe der Zwischenabbildung C kann eine unabhängige asphärische Linse verwendet werden oder alternativ kann die Endoberfläche eines Prismas oder einer planparallelen Platte zu einer asphärischen Oberfläche geschliffen werden. Des Weiteren kann die reflektierende Oberfläche eines lichtfluss-spaltenden Spiegels oder eines in der Nähe der Zwischenabbildung C angeordneten Prismas zu der asphärischen Oberfläche geschliffen werden.
Reguläre Linsen sowie planparallele Platten können als die asphärischen Elemente in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das erste asphärische Element P kann ein Prisma sein, wenn eine zweite reflektierende Oberfläche M2 zur Ablenkung des Lichtwegs im System vorgesehen ist.
Um die gesamte zweifach fokussierende Optik kompakt zu gestalten, wird bevorzugt, die zweite reflektierende Oberfläche M2 zur Ablenkung des Lichtwegs auf oder in der Nähe der Zwischenabbildung C vorzusehen. Bei der zweiten reflektierenden Oberfläche M2 handelt es sich beispielsweise um die reflektierende Oberfläche eines Spiegels oder eines Prismas.
Außerdem ist es für das erste Fokussierlinsensystem A vorzuziehen, dass dieses ein Einweg-Linsensystem A11 umfasst, über das das einfallende Licht auf den Konkavspiegel M1 auftrifft, sowie ein zweigängiges Linsensystem AI2, über das sowohl der vorwärts gerichtete, auf den Konkavspiegel M1 auftreffende Strahl als auch der zurückkehrende, vom Konkavspiegel M1 reflektierte Strahl verlaufen. Dies bedeutet, dass das erste Fokussierlinsensystem A nicht mit einer Vergrößerung von 1 verwendet wird, wodurch sich Distorsion und Koma, wie sie beim zweiten Fokussierlinsensystem B auftreten, in zufriedenstellendem Maße beheben lassen.
Das Einweg-Linsensystem A11 hat ein negatives Lichtbrechungsvermögen, so dass sich der auf das doppelgängige Linsensystem A12 fallende Lichtfluss nicht mit dem aus dem doppelgängigen Linsensystem A12 austretenden Lichtfluss überschneidet.
Eine dritte reflektierende Oberfläche M3 ist zwischen der zweiten reflektierenden Oberfläche M2 und dem zweiten Fokussierlinsensystem B angeordnet, um den Lichtweg abzulenken. Vorzugsweise verlaufen die erste Ebene R und die zweite Ebene W parallel-zueinander. Durch Anordnung der dritten-reflektierenden Oberfläche M3 wird die Optik zweifach gefaltet, was im Ergebnis zu einer Kompaktierung des gesamten Systems führt. Durch parallele Anordnung der ersten Ebene R und der zweiten Ebene W richten sich die optischen Achsen der optischen Elemente, die außerhalb des Bereichs zwischen der zweiten und der dritten reflektierenden Oberfläche M2 bzw. M3 angeordnet sind, in einer Richtung aus. Durch diese Anordnung lässt sich eine asymmetrische Verformung optischer Elemente verhindern, wodurch eine äußerst präzise Optik im Herstellungsprozess erhalten wird. Bei allen Ausführungsformen der Erfindung existiert kein optisches Element zwischen der zweiten und der dritten reflektierenden Oberfläche M2 bzw. M3 und dementsprechend richten sich die optischen Achsen aller optischen Elemente in eine Richtung aus, wodurch eine Optik mit einem höheren Grad an Präzision erhalten wird.
Vorzugsweise ist die erste asphärische Oberfläche P rotationssymmetrisch, torisch oder perfekt asymmetrisch, und die zweite asphärische Oberfläche Q ist rotationssymmetrisch.
Die eigentlichen Beispiele der katadioptrischen Optik gemäß der Erfindung sind nachstehend ausgeführt.
Das als das Glasmaterial verwendete SiO₂ hat einen Brechungsindex von 1,50839 bezüglich des Lichts mit einer Wellenlänge von 248 nm. Obwohl bei den Ausführungsformen lediglich SiO₂ als das Glasmaterial verwendet wird, kann-auch CaF₂ hierfür verwendet werden.
(Erste Ausführungsform]
3 zeigt ein Strahlendiagramm der katadioptrischen Optik gemäß der ersten Ausführungsform und in Tabelle 1 sind die Linsendaten dieser Optik aufgeführt. In Tabelle 1 sind in der erste Spalte alle Linsenoberflächen der Reihe nach durchnummeriert aufgelistet, in der zweiten Spalte ist der Krümmungsradius einer jeden Linsenoberfläche angegeben, in der dritten Spalte steht die Entfernung zur nächsten Linsenoberfläche, und in der vierten Spalte ist das Glasmaterial angegeben. Spezifische Elemente sind mit den in dieser Schrift verwendeten Symbolen bezeichnet.
Die katadioptrische Optik dieser Ausführungsformen hat ein erstes Fokussierlinsensystem A, welches aus einem Einweg-Linsensystem A11 mit einer Brechungslinse sowie einem doppelgängigen Linsensystem A12 mit sechs Linsen, einem Konkavspiegel M1, und einer planparallelen Platte (d. h. einem ersten asphärischen Element P) mit einer asphärischen Oberfläche besteht. Nach Verlassen der ersten Ebene R verläuft der Lichtstrahl durch diese Elemente in dieser Reihenfolge. Der Lichtstrahl wird dann von dem lichtfluss-spaltenden Spiegel, der als die zweite reflektierende Oberfläche M2 fungiert, und dem Krümmungsspiegel, der als die dritte reflektierende Oberfläche M3 fungiert, reflektiert. Der Strahl verläuft des Weiteren durch das zweite Fokussierlinsensystem B, welches fünf Linsen sowie eine planparallele Platte (d. h. ein zweites äsphärisehes Element Q) mit einer asphärischen Oberfläche umfasst, und erreicht schließlich die Waferscheibe (d. h. die -zweite Ebene) W. Eine Zwischenabbildung C der Strichplatte R wird in der Nähe des lichtfluss-spaltenden Spiegels gebildet.
Die Vergrößerung dieser Optik beträgt ¼, die numerische Apertur NA auf der Abbildungsseite beträgt 0,6 und die maximale Objekthöhe beläuft sich auf 52,8. Diese Optik hat eine reguläre Apertur mit einer Belichtungsgröße von 55 × 90, und das Strichplattenmuster wird mit dem Lichtstrahl belichtet, während die Strichplatte bezüglich des Lichtstrahls abgetastet wird.
TABELLE 1
Wie in 3 gezeigt, betragen die effektiven Durchmesser der im System verwendeten Linsen 170 oder weniger, und der Abstand zwischen dem Objekt und der Abbildung beträgt 741. Diese werte liegen bei ca. ¾ derjenigen, welche bei einer herkömmlichen Brechungsoptik. mit sphärischer Oberfläche gemäß dieser Schrift verwendet werden. Die Anzahl der in dieser Optik verwendeten Linsen wurde gleich oder ähnlich derjenigen des herkömmlichen Systems gehalten, trotz der Tatsache, dass der effektive Durchmesser der Linse und die Größe des gesamten Systems geringer sind.
4 zeigt die transversale Aberration der katadioptrischen Optik gemäß der ersten Ausführungsform, und 5 zeigt den Astigmatismus und die Distorsion derselben Optik. Wie aus diesen Figuren deutlich hervorgeht, lassen sich sphärische Aberration, Koma, Astigmatismus und-Distorsion wirkungsvoll bis auf fast keine Aberrationen korrigieren, während einultravioletter Excimer-Laser mit einer kurzen Wellenlänge von 248 nm verwendet wird.
[Zweite Ausführungsform]
6 ist ein Strahlendiagramm der katadioptrischen Optik gemäß der zweiten Ausführungsform und in Tabelle 2 sind die Linsendaten dieser Optik aufgeführt. In Tabelle 2 gibt die erste Spalte alle Linsenoberflächen der Reihe nach durchnummeriert an, die zweite Spalte enthält die Werte des Krümmungsradius einer jeden Linsenoberfläche, die dritte Spalte gibt den Abstand zur nächsten Linsenoberfläche an, und Spalte 4 enthält die Bezeichnung des Glasmaterials. Spezifische Elemente sind mit den in dieser Schrift verwendeten Symbolen bezeichnet.
Die katadioptrische Optik dieser Ausführungsformen hat ein erstes Fokussierlinsensystem A, welches aus einem Einweg-Linsensystem A11 mit einer Brechungslinse und einem zweigängigen Linsensystem A12 mit acht Linsen und einem Konkavspiegel M1 besteht. Ein lichtflussspaltendes Prisma ist nach dem ersten Fokussierlinsensystem A angeordnet. Der aus der ersten Ebene R ausgetretene Lichtstrahl verläuft durch die Elemente des ersten Fokussierlinsensystems A in der voranstehend angegebenen Reihenfolge, und das lichtfluss-spaltende Prisma. Der Lichtstrahl verläuft des Weiteren durch das zweite Fokussierlinsensystem B, das fünf Linsen, einen Aperturstop S sowie eine planparallele Platte (d. h. ein zweites asphärisches Element Q) mit einer asphärischen Oberfläche umfasst, und erreicht schließlich die Waferscheibe (d. h. die zweite Ebene) W. Die Einfallsoberfläche des lichtfluss-spaltenden Prismas wird zu einer asphärischen Oberfläche geschliffen. Dieses Prisma dient als das erste asphärische Element P und es enthält gleichzeitig die zweite und dritte reflektierende Oberfläche M2 und M3.
Die Vergrößerung dieser Optik beträgt ¼, die numerische Apertur NA auf der Abbildungsseite liegt bei 0,6, und die maximale Objekthöhe ist 70,0. Diese Optik hat eine rechteckige Apertur mit einer Belichtungsgröße von 24 × 120, und das Strichplattenmuster wird dem Lichtstrahl ausgesetzt, während die Strichplatte bezüglich des Lichtstrahls abgetastet wird.
TABELLE 2
Wie in 6 gezeigt, liegen, obwohl die effektiven Durchmesser einiger Linsen ca. 220 betragen, die Durchmesser der anderen Linsen bei 150 oder weniger, und der Abstand zwischen dem Objekt und der Abbildung beträgt 790, wodurch sich ein kompaktes System erzielen lässt, Somit lässt sich der effektive Durchmesser der Linsen und die Größe der gesamten Optik verringern, während die Anzahl der in dieser Optik verwendeten Linsen fast gleich der im hierkömmlichen System ist.
7 zeigt die transversale Aberration der katadioptrischen Optik gemäß der zweiten Ausführungsform, und 8 zeigt den Astigmatismus und die Distorsion derselben Optik. Wie deutlich aus diesen Figuren hervorgeht, lassen sich sphärische Aberration, Koma, Astigmatismus und Distorsion wirkungsvoll bis auf fast keine Aberrationen korrigieren, während ein ultravioletter Excimer-Laser mit einer kurzen Wellenlänge von 248 nm verwendet wird.
In den 9, 12 und 15 ist die Linsenanordnung der katadioptrischen Optik gemäß der dritten, vierten und fünften Ausführungsform dargestellt. In den Zeichnungen stellen die mit einem Stern markierten Oberflächen asphärische Oberflächen dar. Bei jeder Ausführungsorm umfasst das erste Fokussierlinsensystem A sieben Linsen L1 bis L7 sowie einen Konkavspiegel Mc. Eine erste reflektierende Oberfläche M_P1 ist zwischen den Linsen L1 und L2 angeordnet, und die Linsen L2 bis L7 umfassen ein zweigängiges Linsensystem. Bei der dritten und vierten Ausführungsform umfasst das zweite Fakussierlinsensystem B sieben Linsen L8 bis L14, während bei der fünften Ausführungsform das zweite Fokussierlinsensystem B sechs Linsen L8 bis L13 umfasst. Somit ist die Anzahl der in der Optik gemäß vorliegender Erfindung verwendeten Linsen relativ gering.
Die Parameter, die bei der dritten, vierten und fünften Ausführungsform gleich sind, sind nachstehend aufgeführt.

– Maximale Objekthöhe: 52,8;
– Beleuchtungsbereich: Rechteck, definiert durch die Länge d von 45 und die Breite w von 16
– Fokussiervergrößerung: ¼;
– Maximale numerische Apertur auf der Abbildungsseite: 0,6;

In der dritten Ausführungsform ist die Einfallsoberfläche r31 des Prismas, die als die zweite reflektierende Oberfläche M_P2 dient, und die Einfallsoberfläche r36 der Linse L9 asphärisch. Erstere (r31) wird zur Kompensation der außeraxialen Aberration verwendet, und letztere (r36) wird zur Kompensation der axialen Aberration eingesetzt.
Bei der vierten Ausführungsform ist die Einfallsoberfläche r30 der Linse L5 und die Einfallsoberfläche r37 der Linse L11 asphärisch. Erstere (r30) wird zur Kompensation der außeraxialen Aberration verwendet, und letztere (r37) wird zur Kompensation der axialen Aberration eingesetzt.
Bei der fünften Ausführungsform sind die Einfallsoberfläche r1 der Linse L1 und die Einfallsoberfläche r40 der Linse L10 asphärisch. Erstere (r1) wird zur Kompensation der außeraxialen Aberration verwendet, und letztere (r40) wird zur Kompensation der axialen Aberration eingesetzt.
In den Tabellen 3 bis 5 sind verschiedene Parameter der dritten bis fünften Ausführungsform aufgeführt. Hinsichtlich des "Linsenparameters" bezeichnet die erste Spalte (Nr.) die der Reihe nach durchnummerierten optischen Oberflächen ab der Strichplatte R, die zweite Spalte (r) gibt den Krümmungsradius einer jeden optischen Oberfläche an, die dritte Spalte (d) bezeichnet den Abstand zur nächsten optischen Oberfläche entlang der optischen Achse, und die vierte Spalte enthält Angaben zu den in der Optik verwendeten optischen Elementen. In der dritten Spalte ändert sich bei jeder Reflexion des Lichtflusses durch eine optische Oberfläche das Vorzeichen. Es bezeichnet zum Beispiel das erste negative Vorzeichen die erste Reflexion.
In den Ausführungsformen sind alle Linsen und die Prismen aus synthetischem Quarz (SiO₂) hergestellt.
Die in der ersten Spalte mit Stern markierten Oberflächen sind asphärische Oberflächen, und die entsprechenden "r"-Werte in der zweiten Spalte sind Scheitel-Krümmungsradien. Die Form der asphärischen Oberflächen lässt sich mittels folgender Formel angeben
wobei y die Höhe von der optischen Achse bezeichnet, z für den Abstand entlang der optischen Achse von der Knotenebene zur asphärischen Oberfläche angibt, r den Scheitel-Krümmungsradius bezeichnet, κ den konischen Koeffizienten angibt, und A, B, C und D asphärische Koeffizienten bezeichnen. "DATEN DER ASPHÄRISCHEN OBERFLÄCHEN" gibt die tatsächlichen Werte des konischen Koeffizienten κ und der asphärischen Koeffizienten A bis D einer jeden asphärischen Oberfläche an.
Die in den Gleichungen (1) und (2) eingesetzten Werte h/∅, die die asphärischen Oberflächen definieren, sind ebenfalls bei jeder Ausführungsform aufgeführt.
TABELLE 3 [HAUPTPARAMETER]
Maximaler Linsendurchmesser: 200
Festgelegte Wellenlänge: 193,3 nm (ArF-Laserstrahl)
Brechungsindex von SiO₂: 1,56033 [LINSENPARAMETER]
[DATEN DER ASPHÄRISCHEN OBERFLÄCHEN]
[KONDITIONELLE WERTE ]
Nr. 31 h/Ř = 0,247
Nr. 36 h/Ř = 1, 06
TABELLE 4 [HAUPTPARAMETER].
Maximaler Linsendurchmesser: 203
Festgelegte Wellenlänge: 193,3 nm (ArF-Laserstrahl)
Brechungsindex von SiO₂: 1,56033 [LINSENPARAMETER]
[DATEN DER ASPHÄRISCHEN OBERFLÄCHEN]
[KONDITIONELLE WERTE]
Nr. 30 h/Ř = 0, 806
Nr. 37 h/∅ = 0,988
TABELLE 5
[HAUPTPARAMETER]
Maximaler Linsendurchmesser: 186
Festgelegte Wellenlänge: 248,4 nm (KrF-Laserstrahl]
Brechungsindex von SiO₂: 1,50839
[LINSENPARAMETER]

[DATEN DER ASPHÄRISCHEN OBERFLÄCHEN]
[KONDITIONELLE WERTE]
Nr. 1 h/Ř = 0,131
Nr. 40 h/∅ = 0,928
10 zeigt die bei der dritten Ausführungsform auftretende sphärische Aberration, Astigmatismus, sowie Distorsion, und 11 zeigt die transversale Aberration der dritten Ausführungsform. Entsprechend zeigen die 13 und 14 dieselben Aberrationen bei der vierten Ausführungsform, und die 16 und 17 zeigen dieselben Aberrationen bei der fünften Ausführungsform. In den Aberrationsdiagrammen bezeichnet NA die numerische Apertur auf der Abbildungsseite, und Y bezeichnet die Abbildungshöhe. Beim Astigmatismus gibt die durchgezogene Linie die sagittale Abbildungsebene an, und die gestrichelte Linie gibt die Meridian-Abbildungsebene an. Wie aus diesen Aberrationsdiagrammen hervorgeht, hat die Optik einer jeden Ausführungsform eine hohe Bildqualität.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die optische Ober fläche, in der die Höhe des vom Objekt abgestrahlten Strahles in engem Verhältnis zu der Strahlhöhe steht, die sich mit dieser Oberfläche schneidet, asphärisch ausgebildet, wodurch die außeraxialen Aberrationen, einschließlich der Distorsion, kompensiert werden, ohne sich auf die axialen Aberrationen, beispielsweise der sphärischen Aberration, auszuwirken. Außerdem wird die optische Oberfläche, in der die numerische Apertur des vom Objekt abgestrahlten Strahles in engem Verhältnis zu der Strahlhöhe steht, die durch diese Oberfläche verläuft, asphärisch ausgebildet, wodurch die axialen Aberrationen, einschließlich der sphärischen Aberration, kompensiert werden, ohne sich hierbei auf die außeraxialen Aberration, beispielsweise die Distorsion, auszuwirken.
Bei dieser Anordnung werden die bei der herkömmlichen katadioptrischen Optik auftretenden Probleme eliminiert, und eine kompakte sowie qualitativ hochwertige Optik lässt sich mit verringerter Linsenanzahl bereitstellen.
Obgleich die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, versteht es sich natürlich, dass sich für den Fachmann zahlreiche Änderungs- und Austauschmöglichkeiten ergeben und in die Tat umgesetzt werden können, ohne hierbei vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er ausschließlich in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Katadioptrische Optik, folgendes umfassend: ein erstes Fokussierlinsensystem (A) mit einem Konkavspiegel (M₁ , M_c ), zur Bildung einer Zwischenabbildung einer ersten Ebene (R); ein zweites Fokussierlinsensystem (B) mit einem Aperturstop (AS, S), bestehend aus einer Blende mit dem Radius Ř, zur Bildung einer auf eine zweite Ebene (W) refokussierten Abbildung der Zwischenabbildung; eine reflektierende Oberfläche (M₂ , M₃ ; M_P1 , M_P2 ) zum Leiten eines Lichtflusses vom ersten Fokussierlinsensystem (A) zum zweiten Fokussierlinsensystem (B); dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Linsenoberflächen (P, Q) die Bedingung: h/Ř < 0,85 (1) erfüllt, und dass zumindest eine der Linsenober flächen (P, Q) die Bedingung: 0,85 < h/∅ < 1,2 erfüllt, wobei h eine Höhe, an der Linsenoberfläche, eines von einem Schnittpunkt einer optischen Achse (Z) mit der ersten Ebene (R) abgestrahlten und durch die Linsenoberflächen (P, Q) mit einer maximalen numerischen Apertur verlaufenden Lichtstrahles ist; und dass zumindest eine der Linsenoberflächen (P, Q), die die Bedingung (1) erfüllen, und zumindest eine der Linsenoberflächen (P, Q), die die Bedingung (2) erfüllen, asphärisch ist.
Katadioptrische Optik nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass zumindest eine der Linsenoberflächen (P, Q), die die Bedingung (1) erfüllen, ein erstes asphärisches Element (P) aufweist, welches in der Nähe der Ebene angeordnet ist, in der die Zwischenabbildung gebildet wird; und ein zweites asphärisches Element (Q) in der Nähe des Konkavspiegels (M₁ , M_c ) angeordnet ist.
Katadioptrische Optik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Linse zwischen der reflektierenden Oberfläche (M₂ ; M₃ ; M_P1 , M_P2 ) und dem Konkavspiegel (M₁ , M_c ) angeordnet ist, um einen sich auf den Konkavspiegel (M₁ , M_c ) zu bewegenden Lichtstrahl entlang einem vorwärts gerichteten Strahlweg zu leiten, und einen vom Konkavspiegel (M₁ , M_c ) reflektierten Lichtfluss entlang einem- zurückgerichteten Strahlweg zu leiten.
Katadioptrische Optik nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite reflektierende (M₃ ; M_P2 ) Oberfläche zwischen der reflektierenden (M₂ ; M_P1 ) Oberfläche und dem Aperturstop (AS; S) vorgesehen ist, so dass die erste Ebene (R) und die zweite Ebene (W) parallel zueinander werden.
Katadioptrische Optik nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die asphärische Linsenoberfläche gemäß Bedingung (1) innerhalb zweier Oberflächen von der Zwischenabbildung entfernt befindet, und sich die asphärische Linsenoberfläche gemäß Bedingung (2) innerhalb von vier Oberflächen vom Aperturstop entfernt befindet.
Katadioptrische Optik nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die asphärische Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (2) den Konkavspiegel (M₁ , M_c ) einschließt.
Katadioptrische Optik nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fokussierlinsensystem (A) ein Einweg-Linsensystem umfasst, um nur einen vorwärts gerichteten Lichtstrahl, der auf den Konkavspiegel (M₁ , M_c ) fällt, durchzulassen, sowie ein doppelgängiges Linsensystem zum Durchlassen sowohl des vorwärts gerichteten, auf den Konkavspiegel (M₁ , M_c ) fallenden Lichtstrahls als auch eines zurück kehrenden Lichtstrahls, der vom Konkavspiegel (M₁ , M_c ) reflektiert wird.
Katadioptrische Optik nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einweg-Linsensystem negative Brechkraft hat.
Katadioptrische Optik nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die asphärische Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (1) auf einer ebenen Oberfläche gebildet ist und die asphärische Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (2) auf einer ebenen Oberfläche gebildet ist.
Katadioptrische Optik nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die asphärische Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (1) auf einer Oberfläche einer planparallelen Platte gebildet ist und die asphärische Linsenoberfläche (P, Q)v gemäß Bedingung (2) auf einer Oberfläche einer planparallelen Platte gebildet ist.
Katadioptrische Optik nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Oberfläche (M₂ ; M₁ ) in der Nähe der Ebene angeordnet ist, auf der die Zwischenabbildung entsteht, um einen Lichtweg abzulenken.
Katadioptrische Optik nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet; dass eine zweite reflektierende Oberfäche (M₃ ; M_P2 ) zwischen der reflektierenden Oberfläche (M₂ ; M_P1 ) und dem zweiten Fokussierlinsensystem (B) angeordnet ist, um den Lichtweg ab zulenken, und die erste Ebene (R) und die zweite Ebene (W) parallel zueinander angeordnet sind.
Katadioptrische Optik nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der asphärischen. Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (1) um ein Prisma handelt, und die asphärische Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (2) auf einer Oberfläche einer planparallelen Platte gebildet ist.
Katadioptrische Optik nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die asphärische Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (1) rotationssymmetrisch ist, und die asphärische Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (2) ebenfalls rotationssymmetrisch ist.
Katadioptrische Optik nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die asphärische Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (1) asymmetrisch ist, und die asphärische Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (2) rotationssymmetrisch ist.
Katadioptrische Optik nach den Ansprüchen 1 bis 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die asphärische Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (1) torisch ist, und die asphärische Linsenoberfläche (P, Q) gemäß Bedingung (2) rotationssymmetrisch ist.
Projektions-Optik, folgendes umfassend: eine Strichplatte mit einem Muster; und ein Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster der Strichplatte von der katadioptrischen Optik nach einem der voranstehenden Ansprüche auf das Substrat übertragen wird.