JP5634989B2 - 対物光学系および試料検査装置 - Google Patents

Description

本願は、２００８年６月１７日に出願された、発明の名称を「非球面の表面をもつ反射屈折対物光学系を使用する外部ビーム伝送システム」、発明者をジェイ・ジョゼフ・アームストロングとする米国仮特許出願第６１／１３２４３８号についての利益を請求するものであり、該出願を参照することにより本願に援用する。

本発明は、一般的に光結像の分野に関し、より具体的には、明視野および暗視野の光学検査への利用に使用される反射屈折光学システムに関する。

多くの光学および電子システムが、表面の特徴に欠陥、例えば、部分的に加工され統合された回路又はレクチルの、欠陥等がないか検査する。欠陥は、表面上での不規則に局部集中する粒子、スクラッチ及びアンダーエッチング等の加工不良の形態をとり得る。そのような検査技術及び装置は、当技術分野において周知であり、例えば米国カリフォルニア州サン・ホセ市のケーエルエー−テンカー・コーポレーションから入手可能な多くの製品等の、種々の商業的製品に具現化されている。

光学検査で用いられる結像モードとしては、いくつかの異なる結像モードが知られている。これらは、明視野および種々の暗視野の結像モードを含む。これらの各結像モードは、様々な種類の欠陥を検知する試みのために設けられる。斜め照射暗視野モードは、最も敏感で安定した暗視野モードの一つである。最先端の半導体検査システムのための要件は、高い開口数（ＮＡ）、広視野寸法、妥当な帯域幅、およびＵＶ−ＤＵＶ波長を含む。斜め照射暗視野結像の、ビーム伝送及び低散乱の要件も組み合わせると、先進試料検査のための好適な構成を発見することは、非常に難しい。

広視野寸法をもつ高ＮＡ・ＵＶ−ＤＵＶ・反射屈折システムを含む、半導体検査を支え得る光学システムの例が、シェーファーらによる米国特許第５７１７５１８号明細書及びチャンらによる米国特許第６０６４５１７号明細書に示される。

これら従来の構成は、所定の状況において斜め照射暗視野結像を行う場合、ビーム伝送上の問題を呈し得る。これらのシステムで、斜め照射暗視野モードを実行するための方法として、対物光学系により定義されるＮＡの範囲内で、光学システムの内側から、ウェーハを照らす単色光の平行ビームを使用するものがある。しかしながら、この構成を使用するレンズ要素からの散乱及び反射光の量は小さく、検出感度を低下させるレベルの光学的ノイズを生じ得る。レーザ照射は、収束レンズ群の瞳の近くに、又は反射屈折レンズ群の中の別の瞳の位置から導入される。これらの照射方法は、照射光が通過する多重レンズの表面から、重大な量の後方散乱及び反射光を生じる原因となり得る。ウェーハから離れ、鏡面的に反射された成分からの前方散乱光もまた、重大な潜在的問題であり得る。

斜め照射レーザ暗視野の、照射及び結像を達成するための従来の方法として、半導体ウェーハを照射する、結像対物光学系の外側からの単色光の平行ビーム、又は結像対物光学系の外側に起因する単色光の平行ビームを使用するものがある。これは、レーザが半導体ウェーハ上の関連領域にアクセスすることを可能とするため、長ワーキング距離対物光学系の使用を必須とする。この種の暗視野への応用で使用される対物光学系は、一般的に、０．７未満のＮＡに制限される、法線から４４°までしかない収束角に対応する屈折対物光学系である。このアプローチの主な欠点は、結像ＮＡが小さく、収束し得る散乱光の量が制限されることである。他の欠点は、反射型ＵＶ−ＤＵＶ対物光学系では典型的な、スペクトル帯域幅が小さいこと及び視野寸法が小さいことである。

他の従来の解決方法は、レボルバをもつ反射屈折対物光学系を使用して、外部斜め照射を可能とする。そのような対物光学系は、もっぱら、球面の光学表面を採用し、実行する際、所定の問題を生じる。

従って、従来から入手可能なシステムを改良して、試料を検査するための、特に斜め照射暗視野検査モードを使用する、ウェーハ等の試料の検査を可能とするシステムを得ることが望まれる。種々の状況下で使用することができ、従来から知られた構成に関係する結像の問題を克服する種々の構成要素をもつ、システム又は構成を提供することが、特に望まれる。

本発明の第１の形態は、
暗視野照射を使用して試料を検査するため構成される対物光学系であって、
前記試料に実質的に隣接する位置に配置され、かつ、光エネルギを試料から離れる方向へ反射させる向きに配置される表面を有するマンギンミラー要素と、
湾曲し、かつ、光エネルギを前記試料に向かって反射するよう配置された表面を有する反射屈折要素と、
前記マンギンミラー要素及び前記反射屈折要素が反射した光エネルギを受けるよう構成された中間レンズと、を備え、
前記中間レンズは、３重の通過が行われるよう構成され、該３重の通過とは、前記対物光学系が受ける光エネルギの少なくとも一部が、前記中間レンズを３回通過することを意味し、
前記マンギンミラー要素、前記反射屈折要素及び前記中間レンズのうち、少なくとも一つのものは、非球面の表面を有し、
前記マンギンミラー要素は、前記マンギンミラー要素の軸上に、前記試料側に向けて突出し、円錐状の側面と前記試料の最も近くに配置される表面とを有する延長要素を備える、
対物光学系である。
本発明の第２の形態は、
試料を検査するよう構成された試料検査装置であって、
光エネルギ源と、
対物光学系と、を備え、
前記対物光学系は、
試料に実質的に隣接する位置に配置され、かつ、光エネルギを前記試料から離れる方向へ反射させる向きに配置される表面を有するマンギンミラー要素と、
湾曲し、かつ、光エネルギを前記試料に向かって反射するよう配置された表面を有する反射屈折要素と、
前記マンギンミラー要素及び前記反射屈折要素が反射した光エネルギを受けるよう構成された中間レンズと、を有し、
前記中間レンズは、該中間レンズを少なくとも３回通過して受光された光エネルギを透過するよう構成され、
前記マンギンミラー要素、前記反射屈折要素及び前記中間レンズのうち、少なくとも一つのものは、非球面の表面を有し、
前記マンギンミラー要素は、前記マンギンミラー要素の軸上に、前記試料側に向けて突出し、円錐状の側面と前記試料の最も近くに配置される表面とを有する延長要素を備える、
試料検査装置である。
その他、以下のような構成を採用することができる。
本構成の第１の態様によれば、反射屈折対物光学系が提供される。該対物光学系は、試料の方向に向いた外側要素部分反射性表面を有し、かつ、前記試料から最も遠い位置に配置された外側要素と、試料から離れる方向に向いた内側要素部分反射性表面を有し、かつ、前記試料に最も近い位置に配置された内側要素と、外側レンズ及び内側レンズの間に位置する中央要素とを備える。前記外側要素、前記内側要素及び前記中央要素のうち、少なくとも一つの要素は、非球面の表面を有する。前記内側要素は、前記試料の暗視野検査を容易にするよう、空間的に構成される。

本構成の第２の態様によれば、暗視野照射を使用して試料を検査するため構成される対物光学系が提供される。該対物光学系は、試料に実質的に隣接する位置に配置され、かつ、光エネルギを試料から離れる方向へ反射させる向きに配置される表面を有するマンギンミラー要素と、実質的に湾曲し、かつ、光エネルギを試料に向かって反射するよう配置された表面を有する反射屈折要素と、前記マンギンミラー要素及び前記反射屈折要素が反射した光エネルギを受けるよう構成された中間レンズとを備える。前記中間レンズは、３重の通過が行われるよう構成され、該３重の通過とは、前記対物光学系が受ける光エネルギの少なくとも一部が、前記中間レンズを３回通過することを意味する。前記マンギンミラー要素、前記反射屈折要素及び前記中間レンズのうち、少なくとも一つのものは、非球面の表面を有える。前記マンギンミラー要素は、前記試料の暗視野検査を容易にするよう、空間的に構成される。

本発明のこれら及び他の利点は、以下の発明の詳細な説明及び添付図面から、当業者に明らかとなる。

本発明は、例示のために、かつ、限定のためでなく、添付図面に図示される。
或る要素の第１表面上の非球面の表面を使用する外部ビーム伝送との使用に適する、２表面マンギンミラー要素及び２．５ｍｍ視野をもつ反射屈折結像システムを示す。 或る要素の第２表面上の非球面の表面を使用する外部ビーム伝送との使用に適する、２表面マンギンミラー要素及び２．５ｍｍ視野をもつ反射屈折結像システムを示す。 或る要素の第１表面上の非球面の表面を使用する外部ビーム伝送との使用に適する、２表面マンギンミラー要素及び２．５ｍｍ視野をもつ反射屈折結像システムを示す。 ミラー要素の非球面の表面を使用する外部ビーム伝送との使用に適する、２表面マンギンミラー要素及び２．５ｍｍ視野をもつ反射屈折結像システムを示す。 改善されたＮＡ性能を与える非球面の表面を使用する外部ビーム伝送との使用に適する、３表面マンギンミラー要素及び３．０ｍｍ視野をもつ反射屈折結像システムを示す。 １つのレンズを除去した非球面の表面を使用する外部ビーム伝送との使用に適する、３表面マンギンミラー要素及び３．０ｍｍ視野をもつ反射屈折結像システムを示す。 ２つのレンズを除去した非球面の表面を使用する外部ビーム伝送との使用に適する、３表面マンギンミラー要素及び３．０ｍｍ視野をもつ反射屈折結像システムを示す。 マンギンミラー要素を採用するエクステンションを強調した、図７のマンギンミラー要素の詳細図を示す。

試料を検査するよう構成される反射屈折対物光学系が提供される。対物光学系は、複数のレンズ、非球面の表面形状をもつ要素及び少なくとも０．２５ｎｍの帯域幅を支持する構成を含む。対物光学系は、半導体ウェーハ等の試料の斜め照射レーザ暗視野モード検査に成功裏に採用することができる。

斜め照射レーザ暗視野検査は、半導体ウェーハ等の試料の欠陥から散乱された光の検知を利用する。斜め照射レーザ暗視野モードを採用する検査システムは、光学システムの分解能未満のサイズの欠陥を検知することができる。検知器に向けて最小限の光を散乱する、試料上の平坦領域は、暗画像を生成する。物体上に突き出た任意の、表面異常又は特徴は、光を検知器に向けて散乱する傾向があり、半導体ウェーハ等の物体を検知するとき、暗視野結像は、特徴、粒子又は他の凹凸を表す明るい領域を、暗い背景上に生じさせる。

結像システムが集光する、欠陥からの錯乱光は、一般的に、照射光に占める、割合又は部分が非常に小さい。結像システムが集光する、欠陥が生成しない迷光が、欠陥の識別をさらに困難にする。最新の半導体検査は、できるだけ多くの散乱光を収集する一方で、集光する迷光を最小化する構造を用いる傾向にある。そのような構造及びそれらから得られる結果は、実質的に、ビーム伝送システム及び結像光学系の双方の検討に影響される。できるだけ多く光を集光するためには、高ＮＡを示す結像システムが不可欠である。

光の波長もまた、得られる像の質に影響する。波長が短いほど、通常、多くの散乱光を生じる。散乱光は、ＵＶ又はＤＵＶ波長の占める部分が、可視光の波長の占める部分よりも大きい。したがって、ＵＶ−ＤＵＶスペクトル領域の波長を使用する斜め照射暗視野散乱を行うことは、非常に有利であり得る。さらに、ウェーハ又はレチクルの半導体検査は、できるだけ速やかに行われることが好ましい。結像システムの示す視野寸法が広いほど、より高速でウェーハを走査することができるため、そのような走査において視野寸法は広い方が有益である。

広視野寸法及び高ＮＡをもつＵＶ−ＤＵＶ光学システムの構成は、通常、反射屈折システムに限られる。従来から、反射屈折システムを使用する斜め照射を用いるビーム伝送は、”レンズ内部”式のビーム伝送に限られている。レンズ内部式ビーム伝送は、レンズ及びミラーの表面から、著しい量の、望まない、反射及び散乱光を生じる傾向がある。対照的に、ビーム伝送構成要素が、被検査表面からの鏡面反射が結像光学系から離れる方向に向き、集光されない場合に、斜め入射照射は暗視野結像を生じる。照射光及び鏡面反射光の双方が対物レンズの外側にあるため、結像光学系から散乱するノイズが懸案事項とならない。したがって、ＵＶ及びＤＵＶ環境においてレンズ内部式ビーム伝送を避けることは、非常に有益であり得る。

従来の結像系の構成は、レボルバをもつ反射屈折対物光学系を利用しており、全ての表面は、通常、球面となっている。レボルバは、顕微鏡等の装置の、対物レンズを保持する部品である。従来、レボルバは、収差を最小化し、中央オブスキュレーションを制限する傾向があった。本発明の構成は、レボルバが必要無い対物光学系内の非球面の表面を使用する。本発明の構成は、有利に、ＮＡを、０．９を超えて増加させ、０．９ＮＡでの性能を改善し、又は所定のレンズ要素の必要を無くすことで構成を簡素化する。本発明の構成において実施可能なＮＡは、例えば、０．９０、０．９４又は０．９６を超え得る。

本発明の構成は、広帯域明視野検査及び斜め照射レーザ暗視野検査技術の双方を、いずれの技術の優位性も妥協させずに実施可能である。この改善されたデュアルモードの検査機能を達成するため、双方の検査技術は、一般的に、同じ結像システム、検知システム及び自動焦点システムを使用する。しかしながら、採用する、反射屈折システムの構成及び照射システムは、従来から入手できるものと異なる。

本発明の構成では、レーザ光を、マンギンミラー要素及びサンプルの間から、対物光学系の完全な外側に配置された構成要素を使用して、サンプルに照射する。照射は、特有の３表面マンギンミラー要素とビーム伝送光学系との組合せによって達成される。加えて、フーリエフィルタ又は他の瞳アパーチャを、斜め照射レーザ暗視野モードのために用いることができる。斜め照射暗視野検査技術が生成する高ダイナミック・レンジの信号を処理する検知器として、適当なダイナミック・レンジをもつ検知器を用いてもよい。

本明細書に示す対物光学系要素の構成は、所望の有益な性能を提供することに特に留意されたい。当業者が理解するとおり、単に、現在入手可能な対物光学系を持ち込んで、本明細書において説明する性能を有する妥当な性能の対物光学系を得ることはできない。例えばＮＡ、視野寸法、色性能等の説明する、性能及び機能性を可能とするのは、本明細書において設けた要素の特有の配置である。

図１は、本発明の構成に従って、一実施形態を示す。この構成では、非球面の表面を使用して、レボルバを使用すること無く、ワーキング距離の伸長を可能とする。構成は、縮写レンズ群１０１、収束レンズ群１０２及び反射屈折レンズ群１０３を備える。縮写レンズ群１０１はレンズ１０４−１０６を含み、視野レンズ群１０２はレンズ１０７−１１０を含み、反射屈折レンズ群１０３は要素１１２−１１４を含む。明視野型照射のため、又はレンズ暗視野照射を通じて、図１の左側から、光エネルギを受ける。縮写レンズ群１０１は、ビーム直径を減少させ、光エネルギを収束レンズ群１０２へ伝達する。次に、収束レンズ群１０２は、反射屈折レンズ群１０３のマンギンミラー要素１１２の頂点近傍に中間像１１１を形成する。反射屈折レンズ群１０３は、ミラー要素１１２、３重通過に使用するレンズ要素１１３及びマンギンミラー要素１１４を含む３つの要素を備える。反射屈折レンズ群１０３の３つの要素の配置では、レンズ要素１１３を、マンギンミラー要素１１２及びマンギンミラー要素１１４の間に配置する。

本明細書における説明全体を通じて、要素番号１１５は、この図において、サンプル、試料又はウェーハが配置されるが、サンプル、試料又はウェーハが図示されない位置を指す。図２−７もまた、サンプル、試料又はウェーハを表す番号と、サンプル、試料又はウェーハが配置されるが、サンプル、試料又はウェーハが図示されない概略位置を指す矢印とを示す。

外部斜め照射を可能とするこの構成の一態様では、マンギンミラー要素１１４をサンプル１１５から４ｍｍ離す。そのような間隔により、マンギンミラー要素１１４の反射性表面とサンプル１１５との間から導光することで、光をサンプル１１５に照射することが可能となる。これは、対物光学系外部の照射光を高出力に維持する。光のサンプルへの伝送は、２００７年１０月２５日出願の、発明者をジェイ・ジョゼフ・アームストロング、発明の名称を「反射屈折光学システムにおけるレーザ暗視野照射用外部ビーム伝送システム」とする、現在出願中の米国特許出願番号第１１／９７７９９８号（「‘９９８出願」）明細書に説明した方法と同様の方法で達成することができる。

３つの表面反射屈折要素を使用する‘９９８出願と比較して、本発明の構成は、マンギンミラー要素１１４上の非球面の表面を使用して、対物光学系のワーキング距離の伸長に起因する収差を補正する。本願において、非球面の表面は、要素１１４の反射性部分上に存在する。

図１の実施態様は、３表面マンギンミラー要素アプローチに比べて所定の利点をもつ。対物光学系を通じて、要素表面での光の直径を、著しく増加させる。光の直径の増加は、中間像１１１に隣接する表面で特に顕著であり、そのような増加は、サンプル１１５に最も近い、マンギンミラー要素の表面でも生じる。光の直径のそのような増加は、これら表面上の光損傷の可能性を減少させる傾向があり、またフォトマスクのコンタミネーションの可能性も減少させる。入射角は、暗視野システムの性能を制限し得る、伝統的に広視野角をもつシステムの問題である、ゴースト反射及び迷光を減少させるように設ける。

要素の、厚さ及び位置もまた、照射源としてモード・ロックされたレーザを用いる場合、コヒーレント干渉を制限するように設ける。モード・ロックとは、レーザが短パルスを生じるための技術を示し、固定位相関係がレーザ空洞のモード間に存在する技術を示す。モード・ロックされたレーザを使用すると、要素表面から反射するパルスは、通常、自己又は先行パルスと時間的に重ならず、よって、時間干渉効果が制限される。１０ｐｓパルス幅及び８００ＭＨｚの繰返し周波数でモード・ロックされたレーザを使用する場合、パルス長は３ｍｍであり、パルス間隔は３７５ｍｍである。この場合、１回反射のため、２つの隣接面は、１．５ｍｍを超える光学的間隔を示し、個々の表面は、１８７．５±１．５ｍｍ未満の光学的間隔を有する。

前述の‘９９８特許出願に示された３表面マンギンミラー要素アプローチに比べ、本発明の構成では、球面ミラー１１２の直径方向に中央オブスキュレーションを増加させる。図１の構成の中央オブスキュレーションは、直径の２３％である。反射屈折要素群中の要素の直径を増加させると、非球面構成のための中央オブスキュレーションを減少させることができる。当業者は、そのような構成の妥協を、図２の構成を出発点として使用して、なすことができる。

表１は、図１に示す実施形態のためのレンズ諸元を示す。

当業者が理解できるとおり、表１の最左欄の数字は、図１の左から表面を数えた表面番号を示す。例えば、図１に示す方向でレンズ１０４の左表面（図１の表面２）は、７７．０１２ｍｍの曲率半径と１２．０００ｍｍの厚さを有し、最右表面（表面３）は、−２６５．７２２ｍｍの曲率半径を有し、次の表面から２．０ｍｍ離れている。使用する材料は、石英ガラスである。

図１に示す構成において、マンギンミラー要素１１４の反射性側面は、非球面形状を有する。非球面形状を示すため多くの方程式を使用することができる。次の方程式を、表１のレンズ諸元の非球面表面を示すため使用する。

ただし、ｚは、表面から、要素の頂点の接平面までの、ザグ量又は距離である。第１項は、ｃを、表面曲率又は曲率半径の逆数とし、標準的な非球面表面のザグ量を示す。変数ｒは、０から要素直径の１／２までの範囲の値をとることができる。変数ｋは、円錐定数と呼ばれる。非球面表面では、ｋは０と同等である。非球面項は、総和のかたちをとる。ここで、Ｎは非球面項の数であり、ρは正規化した要素半径（要素直径の１／２）であり、αは非球面係数である。

表２は、図１に示す構成における非球面の表面のためのパラメータの一覧表である。要素１１４の反射性側面は、表１に、表面２２、表面２４及び表面３０として記入されている。表１において、要素の側面は、光がその表面に接触する毎に１つの表面として記入されている。

図１に示す構成において、ＮＡは空気中で約０．９に達するか、超えることもできる。図１から、縮写レンズ群は、光エネルギを受け、光エネルギを対物光学系の瞳位置１１６へ透過する機能をもつ。収束レンズ群１０２は、光エネルギを受け、収束された光エネルギを透過し、中間像１１１を形成する機能をもつ。反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置１０３は、中間エネルギを受け、制御された光エネルギを試料１１５に与える。交互に、反射経路は試料から生じ、試料から、反射され、又は散乱された光は、反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置１０３に受けられ、反射光エネルギを形成し透過する。収束レンズ群１０２は、得られた光エネルギを受け、光エネルギを開口絞り１１６へ透過する。アパーチャ又はマスクを開口絞り１１６に配置して、対物光学系のＮＡを制限し、又は変更することができる。加えて、中央オブスキュレーションを、開口絞り１１６に配置された表面の、反射屈折レンズ群１０３の中央オブスキュレーションに適合する位置に配置することができる。そのような中央オブスキュレーションの適合は、任意の検知システムに達する迷光を制限するのに役立つ。

図１及び表１に示す構成は、前述のように、単一のガラス材料、石英ガラスを使用する。他の材料を採用することもできるが、石英ガラス又は構成中に使用される材料は、対物光学系の構成が許容する波長の範囲に亘る低吸収性が求められる。石英ガラスは、１９０ｎｍから赤外線波長までの光エネルギについて比較的高い伝送特性を示す。超高ＮＡ対物光学系の単一物質構成によって、石英ガラスは、構成を、この波長範囲の任意の中央波長のため再最適化することを可能にする。例えば、構成を、１９３、１９８．５、２１３、２４４、２４８、２５７、２６６、３０８、３２５、３５１、３５５又は３６４ｎｍのレーザでの使用のため最適化することができる。加えて、フッ化カルシウムをガラス又はレンズ材料として採用する場合、１５７ｎｍで作動するエキシマレーザを構成に採用することができる。再最適化は、構成要素の僅かな、回転又は修正しか必要としないため、通常、当業者の能力の範囲内である。

図１の構成は、１ｎｍ帯域幅の２６６ｎｍ波長での光エネルギの存在下で作動し、約２．５ｍｍの視野寸法を示す。この配置の視野寸法は、システムが光学性能の最小劣化状態において結像することのできる、試料上の領域の寸法を意味する。図１の構成は、視野に亘って、０．９７を超える多色ストレール比を有する。追加的な結像光学系を使用して、残存収差を更に補正することができる。そのような補正により、帯域幅又は視野寸法を含み、これらに限定されない光学的諸元を増加することができる。図１に示す実施態様での最大要素直径は、約１２４ｍｍである。この構成の偏心許容誤差は、極めて大きい。１０μｍの偏心が誘引する最大多色波面誤差は、０．１８波長である。３表面マンギンミラー要素を使用する従来の構成は、感度が２倍のオーダーであった。

図１の構成は、自己補正型であり、ここで自己補正型とは、対物光学系が、検査構成諸元を達成すべく収差を補正するために、追加的な光学的構成要素を必要としないことを意味する。換言すれば、追加的な構成要素がなくても、大抵の収差に、収差のない像を与えることができることを意味し、又は対物光学系が、追加的な補償の必要がない、実質的に完全な像を与えることを意味する。自己補正機能は、より単純な光学実験上の計測と光学的調整を、他の自己補正型の結像光学系に与える。

図１に関するビーム伝送及び本発明の構成の他の実施態様は、対物光学系の外部の、マンギンミラー要素に隣接するレーザビーム伝送システムを用いるよう構成される対物光学系を伴ってもよい。レーザビーム伝送システムは、レーザビームを試料へ伝送してもよく、対物光学系は、レーザビームを受光するよう、配置され、又は配向されて、暗視野検査を行う。そのような配置において、レーザビームを、プリズム、反射性表面、マンギンミラー要素に取付けられたビーム配向要素又はマンギンミラー要素から分離して形成された表面上で支持されたビーム配向要素を介して、試料に向けてもよい。

いかなる光学系構成物にも当てはまるとおり、対物光学系又は光学系構成物の所望の用途に依存して、性能特性を改善するため、若干の妥協をなすことができる。例えば、用途に応じて、帯域幅、視野寸法、ＮＡ及び／又は対物光学系寸法を犠牲にして、前記性能特性の一つを強化することが可能である。例えば、より低いＮＡ又はより高いＮＡのため最適化することが可能である。ＮＡの減少は、製作公差及び対物光学系の外側直径を減少させる。ＮＡを下げた構成ほど、広い視野及び広い帯域幅を備え得る。ＮＡを下げた構成とし、同じ性能で光学系要素を少なくすることも可能である。より高いＮＡとなるよう構成を再最適化すると、一般的に、視野寸法又は帯域幅が制限され、対物光学系要素の直径を若干増加させる必要があり得る。非球面表面を、縮写レンズ群３０１、収束レンズ群３０２及び反射屈折レンズ群３０３中の、他の要素上に配置し、又は他の要素中に配置することで、レボルバを除去し、構成の性能を改善し、又は製作公差を減少させることができる。したがって、本発明の構成の、性能特性又は機能性の組合せは、特に顕著であり、既知の対物光学系構成では達成されていないことを理解されたい。

図１の構成は、１ｎｍを超える帯域幅の構成に対して、比較的低い固有の多色波面収差を与える。波面収差が低いと、製造上の自由度が増し、又は製造が容易となる一方、製造される対物光学系の性能を比較的高くすることができる。

図２は、本発明の構成に従う別の実施態様を示す。この構成では、非球面の表面を使用して、レボルバを使用すること無く、ワーキング距離の伸長を可能とする。構成は、縮写レンズ群２０１、収束レンズ群２０２及び反射屈折レンズ群２０３を備える。縮写レンズ群２０１はレンズ２０４−２０６を含み、視野レンズ群２０２はレンズ２０７−２１０を含み、反射屈折レンズ群２０３は要素２１２−２１４を含む。明視野型照射のため、図２の左側から、光エネルギを受ける。縮写レンズ群２０１は、ビーム直径を減少させ、光エネルギを収束レンズ群２０２へ伝達する。次に、収束レンズ群２０２は、反射屈折レンズ群２０３のマンギンミラー要素２１２の頂点近傍に中間像２１１を形成する。反射屈折レンズ群２０３は、ミラー要素２１２、３重通過に使用するレンズ要素２１３及びマンギンミラー要素２１４を含む３つの要素を備える。反射屈折レンズ群２０３の３つの要素の配置では、レンズ要素２１３を、マンギンミラー要素２１２及びマンギンミラー要素２１４の間に配置する。

外部斜め照射を可能とするこの構成の一態様では、マンギンミラー要素２１４をサンプル２１５から４ｍｍ離す。そのような間隔により、マンギンミラー要素２１４の反射性表面及びサンプル２１５の間から導光することで、光をサンプル２１５に照射することが可能となり、対物光学系の実質的に完全な外側で照射光を高出力に維持する。光のサンプルへの伝送は、前述の‘９９８特許出願において説明する方法と同様の方法で達成することができる。

３表面反射屈折要素を利用する先の特許出願に比べ、図２の構成では、マンギンミラー要素２１３上の非球面の表面を使用して、対物光学系のワーキング距離の伸長に起因する収差を補正する。本願において、非球面の表面は、サンプル２１５に最も近い要素２１３の表面上に存在する。

図２の実施態様も、３表面マンギンミラー要素アプローチに比べて所定の利点をもつ。対物光学系を通じて、要素表面での光の直径を、著しく増加させる。光の直径の増加は、中間像２１１に隣接する表面で特に顕著であり、そのような増加は、サンプル２１５に最も近い、マンギンミラー要素２１４の表面でも生じる。要素表面上の光の直径の増加は、これら表面上の光損傷の可能性を減少させる傾向があり、またフォトマスクのコンタミネーションの可能性も減少させる。入射角は、暗視野システム、特に広視野角をもつシステムの性能を制限し得る、ゴースト反射及び迷光を減少させるように選択する。

要素の、厚さ及び位置もまた、前述のとおり、照射源としてモード・ロックされたレーザを用いる場合、コヒーレント干渉を制限するように選択する。

図２の実施態様の構成のアプローチは、前述の‘９９８特許出願において使用される３表面マンギンミラー要素と比べると、球面ミラー２１２の直径方向に中央オブスキュレーションを増加させる。図２の構成の中央オブスキュレーションは、直径の２２％である。反射屈折要素群中の要素の直径を増加させることで、非球面構成のための中央オブスキュレーションを減少させることができる。当業者は、そのような構成の妥協を、図２を出発点としてなすことができる。

表３は、図２に示す実施形態のためのレンズ諸元を示す。

表４は、図２に示す構成における非球面の表面のためのパラメータの一覧表である。これらパラメータの定義は、前述の実施形態と同じである。要素２１３の非球面表面は、表３に、表面２０、表面２４及び表面２８として記入されている。表において、要素の側面は、光がその表面に接触する毎に１つの表面として記入されている。

図２に示す構成において、ＮＡは空気中で約０．９に達するか、超えることもできる。図２から、縮写レンズ群は、光エネルギを受け、光エネルギを対物光学系の瞳位置２１６へ透過する機能をもつ。収束レンズ群２０２は、光エネルギを受け、収束された光エネルギを透過し、中間像２１１を形成する機能をもつ。反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置２０３は、中間エネルギを受け、制御された光エネルギを試料２１５に与える。交互に、反射経路は試料から生じ、試料から、反射され、又は散乱された光は、反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置２０３に受けられ、反射光エネルギを形成し透過する。収束レンズ群２０２は、得られた光エネルギを受け、光エネルギを開口絞り２１６へ透過する。アパーチャ又はマスクを開口絞り２１６に配置して、対物光学系のＮＡを、制限し、又は変更することができる。加えて、中央オブスキュレーションを、開口絞り２１６に配置された表面の、反射屈折レンズ群２０３の中央オブスキュレーションに適合する位置に配置してもよい。そのような中央オブスキュレーションの適合は、任意の検知システムに達する迷光を制限するのに役立つ。

図２の構成は、１ｎｍ帯域幅の２６６ｎｍ波長での光エネルギの存在下で作動し、約２．５ｍｍの視野寸法を示す。この配置の視野寸法は、システムが光学性能の最小劣化状態において結像することのできる、試料上の領域の寸法を意味する。図２の構成は、視野に亘って、０．９８を超える多色ストレール比を有する。追加的な結像光学系を使用して、残存収差を更に補正することができる。そのような補正により、帯域幅又は視野寸法を含み、これらに限定されない光学的諸元を増加することができる。

図２に示す実施態様での最大要素直径は、約１３４ｍｍである。図２の構成は、第１実施形態に関して説明した自己補正型である。図２及び表２に示す構成は、したがって、単一のガラス材料、石英ガラスを使用する。

いかなる光学系構成物にも当てはまるとおり、対物光学系又は光学系構成物の所望の用途に応じて、性能特性を改善するため、若干の妥協をなすことができる。例えば、用途に応じて、帯域幅、視野寸法、ＮＡ及び／又は対物光学系寸法を犠牲にして、前記性能特性の一つを強化することが可能である。例えば、より低い又は高いＮＡのため最適化することが可能である。ＮＡの減少は、製作公差及び対物光学系の外側直径を減少させる。ＮＡを下げた構成ほど、広い視野及び広い帯域幅を備え得る。ＮＡを下げた構成とし、同じ性能で光学系要素を少なくすることも可能である。より高いＮＡとなるよう構成を再最適化すると、一般的に、視野寸法又は帯域幅が制限され、対物光学系要素の直径を若干増加させる必要があり得る。したがって、本発明の、性能特性又は機能性の組合せは、特に顕著であり、既知の対物光学系構成では達成されていない。非球面表面を、縮写レンズ群２０１、収束レンズ群２０２及び反射屈折レンズ群２０３中の他の要素上に配置することで、レボルバの必要性を除去し、構成の性能を改善し、又は製作公差を減少させることができる。

図２の構成を出発点として使用し、構成を、他の、波長、ＮＡ、視野寸法又は性能要件のために再最適化してもよい。この再最適化は、構成要素の僅かな、回転又は修正しか必要とせず、当業者が通常行うことができる。

図２の構成は、１ｎｍを超える帯域幅の構成に対して、比較的低い固有の多色波面収差を与える。波面収差が低いと、製造上の自由度が増し、又は製造が容易となる一方、対物光学系の性能を比較的高くすることができる。

図３は、本発明の構成に従う別の実施態様を示す。図３の構成では、非球面の表面を使用して、レボルバを使用すること無く、ワーキング距離の伸長を可能とする。構成は、縮写レンズ群３０１、収束レンズ群３０２及び反射屈折レンズ群３０３を備える。縮写レンズ群３０１は、レンズ３０４−３０６を含み、視野レンズ群３０２は、レンズ３０７−３１０を含み、反射屈折レンズ群３０３は、要素３１２−３１４を含む。明視野型照射のため、図３の左側から、光エネルギを受ける。縮写レンズ群３０１は、ビーム直径を減少させ、光エネルギを収束レンズ群３０２へ伝達する。収束レンズ群３０２は、次に、反射屈折レンズ群３０３のマンギンミラー要素３１２の頂点近傍に中間像３１１を形成する。反射屈折レンズ群３０３は、ミラー要素３１２、３重通過に使用するレンズ要素３１３及びマンギンミラー要素３１４を含む３つの要素を備える。反射屈折レンズ群３０３の３つの要素の配置では、レンズ要素３１３を、マンギンミラー要素３１２及びマンギンミラー要素３１４の間に配置する。

外部斜め照射を可能とするこの構成の一態様では、マンギンミラー要素３１４をサンプル３１５から４ｍｍ離す。そのような間隔により、マンギンミラー要素３１４の反射性表面及びサンプル３１５の間から導光することで、光をサンプル３１５に照射することが可能となる。この方法による導光により、対物光学系の外側の照射光を高出力に維持する。光のサンプルへの伝送は、前述の‘９９８特許出願において説明する方法と同様の方法で達成することができる。

３表面反射屈折要素を利用する先の特許出願とは対照的に、図３の構成は、マンギンミラー要素３１３上の非球面の表面を使用して、対物光学系のワーキング距離の伸長に起因する収差を補正する。本願において、非球面の表面は、サンプル３１５に最も遠い要素３１３の表面上に存在する。

また、３表面マンギンミラー要素アプローチに比べ、対物光学系を通じた、要素表面での光の直径は、著しく増加させられる。光の直径の増加は、中間像３１１に隣接する表面で特に顕著であり、サンプル３１５に最も近い、マンギンミラー要素３１４の表面でも生じる。光の直径の増加は、これら表面上の光損傷の可能性を減少させる傾向があり、またフォトマスクのコンタミネーションの可能性を減少させる傾向がある。得られる入射角は、暗視野システム、特に広視野角を示すシステムの性能を制限し得る、ゴースト反射及び迷光を減少させる傾向がある。

要素の、厚さ及び位置もまた、前述のとおり、照射源としてモード・ロックされたレーザを用いる場合、コヒーレント干渉を制限する。

図３の構成のアプローチは、‘９９８特許出願において採用された３表面マンギンミラー要素構成アプローチと比べると、球面ミラー３１２の直径方向に、中央オブスキュレーションを増加させる。図３の構成の中央オブスキュレーションは、直径の約２１％である。反射屈折要素群中の要素の直径を増加させることで、非球面構成のための中央オブスキュレーションを減少させることができる。当業者は、中央オブスキュレーションのそのような減少及び関連する妥協を、図３の構成を出発点として使用して、なすことができる。

表５は、図３に示す実施形態のためのレンズ諸元を示す。

表６は、図３に示す構成における非球面の表面のためのパラメータの一覧表である。これらパラメータの定義は、前述の実施形態と同じである。要素３１３の非球面表面は、表５に、表面１９、表面２５及び表面２７として記入されている。表において、要素の側面は、光がその表面に接触する毎に１つの表面として記入されている。

図３に示す構成において、ＮＡは空気中で約０．９に達するか、超えることもできる。図３から、縮写レンズ群は、光エネルギを受け、光エネルギを対物光学系の瞳位置３１６へ透過する機能をもつ。収束レンズ群３０２は、光エネルギを受け、収束された光エネルギを透過し、中間像３１１を形成する機能をもつ。反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置３０３は、中間エネルギを受け、制御された光エネルギを試料３１５に与える。

交互に、反射経路は試料から生じ、試料から、反射され、又は散乱された光は、反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置３０３に受けられ、反射光エネルギを形成し透過する。収束レンズ群３０２は、得られた光エネルギを受け、光エネルギを開口絞り３１６へ透過する。アパーチャ又はマスクを開口絞り３１６に配置して、対物光学系のＮＡを制限し、又は変更することができる。加えて、中央オブスキュレーションを、開口絞り３１６に配置された表面の、反射屈折レンズ群３０３の中央オブスキュレーションに適合する位置に配置してもよい。そのような中央オブスキュレーションの適合は、任意の検知システムに達する迷光を制限するのに役立つ。

図３の構成は、１ｎｍ帯域幅の２６６ｎｍ波長での光エネルギの存在下で作動し、約２．５ｍｍの視野寸法を示す。この配置の視野寸法は、システムが光学性能の最小劣化状態において結像することのできる、試料上の領域の寸法を意味する。図３の構成は、視野に亘って、０．９９を超える多色ストレール比を有する。追加的な結像光学系を使用して、残存収差を更に補正することができる。そのような補正により、帯域幅又は視野寸法を含み、これらに限定されない光学的諸元を増加することができる。図３に示す実施態様での最大要素直径は、約１３４ｍｍである。図３の構成は、前述のとおりの自己補正型である。図３及び表５に示す構成は、したがって、単一のガラス材料、石英ガラスを使用する。

いかなる光学系構成物にも当てはまるとおり、対物光学系又は光学系構成物の所望の用途に応じて、性能特性を改善するため、若干の妥協をなすことができる。例えば、用途に応じて、帯域幅、視野寸法、ＮＡ及び／又は対物光学系寸法を犠牲にして、前記性能特性の一つを強化することが可能である。例えば、より低い又は高いＮＡのため最適化することが可能である。ＮＡの減少は、製作公差及び対物光学系の外側直径を減少させる。ＮＡを下げた構成ほど、広い視野及び広い帯域幅を備え得る。ＮＡを下げた構成とし、同じ性能で光学系要素を少なくすることも可能である。より高いＮＡとなるよう構成を再最適化すると、一般的に、視野寸法又は帯域幅が制限され、対物光学系要素の直径を若干増加させる必要があり得る。

したがって、本発明の構成の性能特性の組合せは特に顕著であり、既知の対物光学系構成では達成されていないことを理解されたい。非球面表面を、縮写レンズ群３０１、収束レンズ群３０２及び反射屈折レンズ群３０３中の、他の要素上に配置し、又は他の要素中に配置することで、レボルバを除去し、構成の性能を改善し、又は製作公差を減少させることができる。この構成を出発点として使用し、構成を、他の、波長、ＮＡ、視野寸法又は性能要件のために再最適化してもよい。この再最適化は、構成要素の僅かな、回転又は修正しか必要とせず、通常、当業者の能力の範囲内である。

図３の構成は、１ｎｍを超える帯域幅の構成に対して、比較的低い固有の多色波面収差を与える。波面収差が低いと、製造上の自由度が増し、又は製造が容易となる一方、対物光学系の性能を比較的高くすることができる。

図４は、本発明の構成に従う別の実施態様を示す。この構成では、非球面の表面を使用して、レボルバを使用すること無く、ワーキング距離の伸長を可能とする。構成は、縮写レンズ群４０１、収束レンズ群４０２及び反射屈折レンズ群４０３を備える。縮写レンズ群４０１は、レンズ４０４−４０６を含み、視野レンズ群４０２は、レンズ４０７−４１０を含み、反射屈折レンズ群４０３は、要素４１２−４１４を含む。明視野型照射のため、図４の左側から、光エネルギを受ける。縮写レンズ群４０１は、ビーム直径を減少させ、光エネルギを収束レンズ群４０２へ伝達する。次に、収束レンズ群４０２は、反射屈折レンズ群４０３のマンギンミラー要素４１２の頂点近傍に中間像４１１を形成する。反射屈折レンズ群４０３は、ミラー要素４１２、３重通過に使用するレンズ要素４１３及びマンギンミラー要素４１４を含む３つの要素を備える。反射屈折レンズ群４０３の３つの要素の配置では、レンズ要素４１３を、マンギンミラー要素４１２及びマンギンミラー要素４１４の間に配置する。

外部斜め照射を可能とするこの構成の一態様では、マンギンミラー要素４１４をサンプル４１５から４ｍｍ離す。外部照射によって、マンギンミラー要素４１４の反射性表面及びサンプル４１５の間から導光することで、光をサンプル４１５に照射することが可能となる。この方法による導光により、対物光学系の外側の照射光を高出力に維持する。光のサンプルへの伝送は、前述の‘９９８特許出願において説明する方法と同様の方法で達成することができる。

３表面反射屈折要素を利用する‘９９８特許出願の構成に比べ、図４の構成では、要素４１２上の非球面の表面を使用して、対物光学系のワーキング距離の伸長に起因する収差を補正する。本願において、非球面の表面は、要素４１２の反射性表面上に存在する。

図４の実施態様は、３表面マンギンミラー要素アプローチに比べて利点をもつ。対物光学系を通じて、要素表面での光の直径を、著しく増加させる。また、光の直径の増加は、中間像４１１に隣接する表面で特に顕著である。そのような増加は、サンプル４１５に最も近い、マンギンミラー要素４１４の表面でも生じる。そのような、光の直径の増加は、これら表面上の光損傷の可能性及びフォトマスクのコンタミネーションを減少させる傾向がある。入射角は、暗視野システムの性能を制限し得る、ゴースト反射及び迷光を減少させるように設ける。この方法によるゴースト反射の減少は、広視野角のシステムに特に有用であり得る。

要素の、厚さ及び位置を、前述のとおり、照射源としてモード・ロックされたレーザを用いる場合、コヒーレント干渉を制限するように設ける。

図４の構成のアプローチは、‘９９８特許出願において使用される３表面マンギンミラー要素と比べると、球面ミラー４１２の直径方向に中央オブスキュレーションを増加させる。図４の構成の中央オブスキュレーションは、直径の２２％である。反射屈折要素群中の要素の直径を増加させることで、非球面構成のための中央オブスキュレーションを減少させることができる。当業者は、そのような構成の妥協を、図４の構成を出発点として使用して、なすことができる。

表７は、図４に示す実施形態のためのレンズ諸元を示す。

表８は、図４に示す構成における非球面の表面のためのパラメータの一覧表である。これらパラメータの定義は、前述の実施形態と同じである。要素４１２の非球面表面は、表７に、表面１８及び表面２６として記入されている。表において、要素の側面は、光がその表面に接触する毎に１つの表面として記入されている。

図４に示す構成において、ＮＡは空気中で約０．９に達するか、超えることもできる。図４から、縮写レンズ群は、光エネルギを受け、光エネルギを対物光学系の瞳位置４１６へ透過する機能をもつ。収束レンズ群４０２は、光エネルギを受け、収束された光エネルギを透過し、中間像４１１を形成する機能をもつ。反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置４０３は、中間エネルギを受け、制御された光エネルギを試料４１５に与える。交互に、反射経路は試料から生じ、試料から、反射され、又は散乱された光は、反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置４０３に受けられ、反射光エネルギを形成し透過する。収束レンズ群４０２は、得られた光エネルギを受け、光エネルギを開口絞り４１６へ透過する。アパーチャ又はマスクを開口絞り４１６に配置して、対物光学系のＮＡを、制限し、又は変更することができる。加えて、中央オブスキュレーションを、開口絞り４１６に配置された表面の、反射屈折レンズ群４０３の中央オブスキュレーションに適合する位置に配置してもよい。そのような中央オブスキュレーションは、任意の検知システムに達する迷光を制限することができる。

図４の構成は、１ｎｍ帯域幅の２６６ｎｍ波長での光エネルギの存在下で作動し、約２．５ｍｍの視野寸法を示す。この配置の視野寸法もまた、システムが光学性能の最小劣化状態において結像することのできる、試料上の領域の寸法を意味する。図４の構成は、視野に亘って、０．９７を超える多色ストレール比を有する。追加的な結像光学系を使用して、残存収差を更に補正することができる。そのような補正により、帯域幅又は視野寸法を含み、これらに限定されない光学的諸元を増加することができる。図４に示す実施態様での最大要素直径は、約１３４ｍｍである。図４の構成は、前述のとおりの自己補正型である。図４及び表７に示す構成は、単一のガラス材料、石英ガラスを使用する。

いかなる光学系構成物にも当てはまるとおり、対物光学系又は光学系構成物の所望の用途に応じて、性能特性を改善するため、若干の妥協をなすことができる。例えば、用途に応じて、帯域幅、視野寸法、ＮＡ及び／又は対物光学系寸法を犠牲にして、前記性能特性の一つを強化することが可能である。例えば、より低い又は高いＮＡのため最適化することが可能である。ＮＡの減少は、製作公差及び対物光学系の外側直径を減少させる。ＮＡを下げた構成ほど、広い視野及び広い帯域幅を備え得る。ＮＡを下げた構成とし、同じ性能で光学系要素を少なくすることも可能である。

より高いＮＡとなるよう構成を再最適化すると、一般的に、視野寸法又は帯域幅が制限され、対物光学系要素の直径を若干増加させる必要があり得る。したがって、本発明の構成の性能特性の組合せは特に顕著であり、既知の対物光学系構成では達成されていないことを理解されたい。非球面表面を、縮写レンズ群４０１、収束レンズ群４０２及び反射屈折レンズ群４０３中の、他の要素上に配置し、又は他の要素中に配置することで、レボルバを除去し、構成の性能を改善し、又は製作公差を減少させることができる。この構成を出発点として使用し、構成を、他の、波長、ＮＡ、視野寸法又は性能要件のために再最適化してもよい。この再最適化は、構成要素の僅かな、回転又は修正しか必要とせず、通常、当業者の能力の範囲内である。

図４の構成は、１ｎｍを超える帯域幅の構成に対して、比較的低い固有の多色波面収差を与える。波面収差が低いと、製造上の自由度が増し、又は製造が容易となる一方、製造される対物光学系の性能を比較的高くすることができる。

図５は、本発明の構成に従う別の実施態様を示す。この構成では、非球面の表面を使用して、対物光学系のＮＡを増加させる。構成は、縮写レンズ群５０１、収束レンズ群５０２及び反射屈折レンズ群５０３を備える。縮写レンズ群５０１は、レンズ５０４−５０６を含み、視野レンズ群５０２は、レンズ５０７−５１０を含み、反射屈折レンズ群５０３は、要素５１２−５１４を含む。明視野型照射のため、図５の左側から、光エネルギを受ける。縮写レンズ群５０１は、ビーム直径を減少させ、光エネルギを収束レンズ群５０２へ伝達する。次に、収束レンズ群５０２は、反射屈折レンズ群５０３のマンギンミラー要素５１２の頂点近傍に中間像５１１を形成する。反射屈折レンズ群５０３は、ミラー要素５１２、３重通過に使用するレンズ要素５１４及び３表面マンギンミラー要素５１３を含む３つの要素を備える。３表面マンギンミラー要素５１３は、取付けられた延長部５１８を含む。反射屈折レンズ群５０３の３つの要素の配置では、レンズ要素５１４を、ミラー要素５１２及びマンギンミラー要素５１３の間に配置する。

この図５の構成の一つの特徴は、軸方向の異なる位置に配置された３つの光学表面５１５、５１６、５１７を有するマンギンミラー要素５１３を使用して、外部斜め照射を可能としていることである。前述の反射屈折要素システムと比較すると、マンギンミラー要素５１３上の、試料５１９に最も近いガラスが、表面５１６から表面５１７へ延びている。表面５１６は、少なくとも１つのミラー部分を含むことに留意されたい。この延長部５１８は、円錐形状の、レンズ又はガラス要素からなる区画であってよく、マンギンミラー要素５１３と別体的に、又は一体的に形成され得る。この延長部の構成は、以下に述べる。マージナル光線の入射角度は、ガラスの屈折率によって減じられ、表面５１６をくぼませることを可能とする一方、中央オブスキュレーションの増加を最小化させる。表面５１６と試料又はサンプル５１９との間の空間を追加することで、レーザ照射を可能とする。そのような、空間の追加により、対物光学系の外側の照射光を高出力に維持する。光のサンプルへの伝送は、前述の‘９９８特許出願において説明する方法と同様の方法で達成することができる。

要素５１３は、２つの主な方法を用いて製造することができる。要素５１３は、表面５１６及び表面５１７の間の外側部分のガラスを、研磨し、及び除去することで、ガラスの単一の要素から構成することができる。次に、光学表面５１６は、表面５１７に影響を与えること無く研磨されてもよい。製造を単純化する代替的な方法は、２つの分離したガラス要素を製造することである。第１の要素は、表面５１５及び表面５１６が境界となるガラス部分である。第２の要素は、表面５１６及び表面５１７が境界となるガラス部分である。両要素、すなわち、延長要素５１８及び要素５１３は、光学的接触、接着又は機械的マウントによって取付けることができる。

‘９９８出願の３表面反射屈折要素の使用に比べ、図５の構成では、要素５１４上の非球面の表面を使用して、収差を補正し、対物光学系のＮＡを０．９６まで増加させる。これはまた、０．９６未満のＮＡの対物光学系の性能を改善する。本願において、非球面の表面は、要素５１４上のサンプル５１９から最も遠い表面である。

０．９６ＮＡを使用するこの構成のアプローチは、０．９ＮＡを使用する３表面マンギンミラー要素構成アプローチと比べると、球面ミラー５１２の直径方向に中央オブスキュレーションを増加させる。図５の構成の中央オブスキュレーションは、直径の２０％である。反射屈折要素群中の要素の直径を増加させることで、３表面マンギンミラー要素を使用する高ＮＡ非球面構成のための中央オブスキュレーションを減少させることができる。当業者は、構成の妥協を、図５の構成を出発点として使用して、なすことができる。

表９は、図５に示す実施形態のためのレンズ諸元を示す。

表１０は、図５に示す構成における非球面の表面のためのパラメータの一覧表である。これらパラメータの定義は、前述の実施形態と同じである。要素５１４の非球面表面は、表９に、表面１８、表面２４及び表面２６として記入されている。表において、要素の側面は、光がその表面に接触する毎に１つの表面として記入されている。

図５に示す構成において、ＮＡは空気中で約０．９６に達するか、超えることもできる。図５から、縮写レンズ群は、光エネルギを受け、光エネルギを対物光学系の瞳位置５２０へ透過する機能をもつ。収束レンズ群５０２は、光エネルギを受け、収束された光エネルギを透過し、中間像５１１を形成する機能をもつ。反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置５０３は、中間エネルギを受け、制御された光エネルギを試料５１５に与える。交互に、反射経路は試料から生じ、試料から、反射され、又は散乱された光は、反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置５０３に受けられ、反射光エネルギを形成し透過する。収束レンズ群５０２は、得られた光エネルギを受け、光エネルギを開口絞り５２０へ透過する。アパーチャ又はマスクを開口絞り５２０に配置して、対物光学系のＮＡを、制限し、又は変更することができる。加えて、中央オブスキュレーションを、開口絞り５２０に配置された表面の、反射屈折レンズ群５０３の中央オブスキュレーションに適合する位置に配置してもよい。そのような中央オブスキュレーションは、検知器又は検知システムに達する迷光を制限することができる。

図５の構成は、１ｎｍ帯域幅の２６６ｎｍ波長での光エネルギの存在下で作動し、約３．０ｍｍの視野寸法を示す。図５の構成は、視野に亘って、０．９５を超える多色ストレール比を有する。追加的な結像光学系を使用して、残存収差を更に補正することができる。そのような補正により、帯域幅又は視野寸法を含み、これらに限定されない光学的諸元を増加することができる。図５に示す実施態様での最大要素直径は、約１３８ｍｍである。図５の構成は、第１実施形態において述べたとおりの自己補正型である。図５及び表９に示す構成は、単一のガラス材料、石英ガラスを使用する。

また、対物光学系又は光学系構成物の所望の用途に応じて、性能特性を改善するため、若干の妥協をなすことができる。例えば、用途に応じて、帯域幅、視野寸法、ＮＡ及び／又は対物光学系寸法を犠牲にして、前記性能特性の一つを強化することが可能である。例えば、より低い又は高いＮＡのため最適化することが可能である。ＮＡの減少は、製作公差及び対物光学系の外側直径を減少させる。ＮＡを下げた構成ほど、広い視野及び広い帯域幅を備え得る。ＮＡを下げた構成とし、同じ性能で光学系要素を少なくすることも可能である。より高いＮＡとなるよう構成を再最適化すると、一般的に、視野寸法又は帯域幅が制限され、対物光学系要素の直径を若干増加させる必要があり得る。したがって、本発明の構成の性能特性の組合せは特に顕著であり、既知の対物光学系構成では達成されていないことを理解されたい。非球面表面を、縮写レンズ群５０１、収束レンズ群５０２及び反射屈折レンズ群５０３中の、他の要素上に配置することで、構成のＮＡを増加させ、構成の性能を改善し、又は製作公差を減少させることができる。この構成を出発点として使用し、構成を、他の、波長、ＮＡ、視野寸法又は性能要件のために再最適化してもよい。この再最適化は、構成要素の僅かな、回転又は修正しか必要とせず、通常、当業者の能力の範囲内である。

図５の構成は、１ｎｍを超える帯域幅の構成に対して、比較的低い固有の多色波面収差を与える。波面収差が低いと、製造上の自由度が増し、又は製造が容易となる一方、製造される対物光学系の性能を比較的高くすることができる。

図６は、本発明の構成に従う別の実施態様を示す。この構成では、非球面の表面を使用して、９つの要素で構成することを可能としている。構成は、縮写レンズ群６０１、収束レンズ群６０２及び反射屈折レンズ群６０３を備える。縮写レンズ群６０１は、レンズ６０４−６０６を含み、視野レンズ群６０２は、レンズ６０７−６０９を含み、反射屈折レンズ群６０３は、要素６１１−６１３を含む。明視野型照射のため、図６の左側から、光エネルギを受ける。縮写レンズ群６０１は、ビーム直径を減少させ、光エネルギを収束レンズ群６０２へ伝達する。次に、収束レンズ群６０２は、反射屈折レンズ群６０３のマンギンミラー要素６１１の頂点近傍に中間像６１０を形成する。反射屈折レンズ群６０３は、ミラー要素６１１、３重通過に使用するレンズ要素６１２及び３表面マンギンミラー要素６１３を含む３つの要素を備える。３表面マンギンミラー要素６１３は、取付けられた延長部６１７を含む。反射屈折レンズ群６０３の３つの要素の配置では、レンズ要素６１２を、ミラー要素６１１及びマンギンミラー要素６１３の間に配置する。

この構成の一つの特徴は、軸方向の異なる位置に配置された３つの光学表面６１４、６１５、６１６を有するマンギンミラー要素６１３を使用して、外部斜め照射を可能としていることである。前述の反射屈折要素システムと比較すると、マンギンミラー要素６１３上の、試料６１８に最も近いガラスが、表面６１５から表面６１６へ延びている。表面６１５は、少なくとも１つのミラー部分を含むことに留意されたい。この延長部６１７は、円錐形状の、レンズ又はガラス要素からなる区画であってよく、マンギンミラー要素６１３と別体的に、又は一体的に形成され得る。要素６１３の製造は、前述の実施形態において説明したと同様に達成される。

マージナル光線の入射角度は、ガラスの屈折率によって減じられ、表面５１６をくぼませることを可能とする一方、中央オブスキュレーションの増加を最小化させる。表面６１５及びサンプル６１８の間の空間を追加することで、レーザ照射を可能とする。これにより、対物光学系の完全な外側の照射光を高出力に維持する。光のサンプルへの伝送は、‘９９８特許出願において説明する方法と同様の方法で達成することができる。

従来の３表面反射屈折要素の使用に比べ、図６の構成では、要素６１２上の非球面の表面を使用して、収束レンズ群６０２からレンズ要素を除去したことにより生じる収差を補正する。本願において、非球面の表面は、要素６１２上のサンプル６１８から最も遠い表面である。

表１１は、図６に示す実施形態のためのレンズ諸元を示す。

表１２は、図６に示す構成における非球面の表面のためのパラメータの一覧表である。これらパラメータの定義は、前述の実施形態と同じである。要素６１２の非球面表面は、表１１に、表面１６、表面２２及び表面２４として記入されている。表において、要素の側面は、光がその表面に接触する毎に１つの表面として記入されている。

図６に示す構成において、ＮＡは空気中で約０．９に達するか、超えることもできる。図６から、縮写レンズ群は、光エネルギを受け、光エネルギを対物光学系の瞳位置６１９へ透過する機能をもつ。収束レンズ群６０２は、光エネルギを受け、収束された光エネルギを透過し、中間像６１０を形成する機能をもつ。反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置６０３は、中間エネルギを受け、制御された光エネルギを試料６１８に与える。交互に、反射経路は試料から生じ、試料から、反射され、又は散乱された光は、反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置６０３に受けられ、反射光エネルギを形成し透過する。収束レンズ群６０２は、得られた光エネルギを受け、光エネルギを開口絞り６１９へ透過する。アパーチャ又はマスクを開口絞り６１９に配置して、対物光学系のＮＡを、制限し、又は変更することができる。加えて、中央オブスキュレーションを、開口絞り６１９に配置された表面の、反射屈折レンズ群６０３の中央オブスキュレーションに適合する位置に配置してもよい。これは、迷光が検知器又は検知システムに達することを防止するのに役立ち得る。

図６の構成は、１ｎｍ帯域幅の２６６ｎｍ波長での光エネルギの存在下で作動し、約３．０ｍｍの視野寸法を示す。図６の構成は、視野に亘って、０．９７を超える多色ストレール比を有する。追加的な結像光学系を使用して、残存収差を更に補正することができる。そのような補正により、帯域幅又は視野寸法を含み、これらに限定されない光学的諸元を増加することができる。図６に示す実施態様での最大要素直径は、約１２２ｍｍである。図６の構成は、自己補正型である。図６及び表１１に示す構成は、単一のガラス材料、石英ガラスを使用する。

また、対物光学系又は光学系構成物の所望の用途に応じて、性能特性を改善するため、若干の妥協をなすことができる。例えば、用途に応じて、帯域幅、視野寸法、ＮＡ及び／又は対物光学系寸法を犠牲にして、前記性能特性の一つを強化することが可能である。例えば、より低い又は高いＮＡのため最適化することが可能である。ＮＡの減少は、製作公差及び対物光学系の外側直径を減少させる。ＮＡを下げた構成ほど、広い視野及び広い帯域幅を備え得る。ＮＡを下げた構成とし、同じ性能で光学系要素を少なくすることも可能である。より高いＮＡとなるよう構成を再最適化すると、一般的に、視野寸法又は帯域幅が制限され、対物光学系要素の直径を若干増加させる必要があり得る。したがって、本発明の構成の性能特性の組合せは特に顕著であり、既知の対物光学系構成では達成されていないことを理解されたい。

非球面表面を、縮写レンズ群６０１、収束レンズ群６０２及び反射屈折レンズ群６０３中の、他の要素上に配置することで、構成の要素の数を減少させ、構成の性能を改善し、又は製作公差を減少させることができる。この構成を出発点として使用し、構成を、他の、波長、ＮＡ、視野寸法又は性能要件のために再最適化してもよい。この再最適化は、構成要素の僅かな、回転又は修正しか必要とせず、通常、当業者の能力の範囲内である一方、本発明の示唆の範囲内でもある。

図６の構成は、１ｎｍを超える帯域幅の構成に対して、比較的低い固有の多色波面収差を与える。波面収差が低いと、製造上の自由度が増し、又は製造が容易となる一方、製造される対物光学系の性能を比較的高くすることができる。

図７は、本発明の構成に従う更なる実施態様を示す。図７の構成では、非球面の表面を使用し、８つの要素だけを含む。構成は、縮写レンズ群７０１、収束レンズ群７０２及び反射屈折レンズ群７０３を備える。縮写レンズ群７０１は、レンズ７０４−７０６を含み、視野レンズ群７０２は、レンズ７０７及び７０８を含み、反射屈折レンズ群７０３は、要素７１０−７１２を含む。明視野型照射のため、図７の左側から、光エネルギを受ける。縮写レンズ群７０１は、ビーム直径を減少させ、光エネルギを収束レンズ群７０２へ伝達する。次に、収束レンズ群７０２は、反射屈折レンズ群７０３のマンギンミラー要素７１０の頂点近傍に中間像７０９を形成する。反射屈折レンズ群７０３は、ミラー要素７１０、３重通過に使用するレンズ要素６１１及び３表面マンギンミラー要素７１２を含む３つの要素を備える。３表面マンギンミラー要素７１２は、取付けられた延長部７１６を含む。反射屈折レンズ群７０３の３つの要素の配置では、レンズ要素７１１を、ミラー要素７１０及びマンギンミラー要素７１２の間に配置する。

軸方向の異なる位置に配置された３つの光学表面７１３、７１４、７１５を有するマンギンミラー要素７１２により、外部斜め照射が可能となっている。前述の反射屈折要素システムと比較すると、マンギンミラー要素７１２上の、試料７１７に最も近いガラスが、表面７１４から表面７１５へ延びている。表面７１４は、少なくとも１つのミラー部分を含むことに留意されたい。この延長部７１６は、円錐形状の、レンズ又はガラス要素からなる区画であってよく、マンギンミラー要素７１２と別体的に、又は一体的に形成され得る。要素７１２は、図６の実施形態に関して説明したと同様に製造することができる。

マージナル光線の入射角度は、ガラスの屈折率によって減じられ、表面７１４をくぼませることを可能とする一方、中央オブスキュレーションの増加を最小化させる。表面７１４及びサンプル７１７の間の空間を追加することで、レーザ照射を可能とする。これにより、対物光学系の外側の照射光を高出力に維持する。光のサンプルへの伝送は、‘９９８出願において説明する方法と同様の方法で達成することができる。

３表面反射屈折要素を利用する先の特許出願に比べ、この構成では、要素７１１上の非球面の表面を使用して、収束レンズ群７０２から２つのレンズ要素を除去したことにより生じる収差を補正する。本願において、非球面の表面は、要素７１１上のサンプル７１７から最も遠い表面である。

表１３は、図７に示す実施形態のためのレンズ諸元を示す。

表１４は、図７に示す構成における非球面の表面のためのパラメータの一覧表である。これらパラメータの定義は、前述の実施形態と同じである。要素７１１の非球面表面は、表１３に、表面１５、表面２１及び表面２３として記入されている。表において、要素の側面は、光がその表面に接触する毎に１つの表面として記入されている。

図７に示す構成において、ＮＡは空気中で約０．９に達するか、超えることもできる。図７から、縮写レンズ群は、光エネルギを受け、光エネルギを対物光学系の瞳位置７１８へ透過する機能をもつ。収束レンズ群７０２は、光エネルギを受け、収束された光エネルギを透過し、中間像７０９を形成する機能をもつ。反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置７０３は、中間エネルギを受け、制御された光エネルギを試料７１７に与える。交互に、反射経路は試料から生じ、試料から、反射され、又は散乱された光は、反射屈折レンズ群又はマンギンミラー配置７０３に受けられ、反射光エネルギを形成し透過する。収束レンズ群７０２は、得られた光エネルギを受け、光エネルギを開口絞り７１８へ透過する。アパーチャ又はマスクを開口絞り７１８に配置して、対物光学系のＮＡを、制限し、又は変更することができる。加えて、中央オブスキュレーションを、開口絞り７１８に配置された表面の、反射屈折レンズ群７０３の中央オブスキュレーションに適合する位置に配置してもよい。これは、迷光が検知器又は検知システムに達することを防止するのに役立ち得る。

図７の構成は、１ｎｍ帯域幅の２６６ｎｍ波長での光エネルギの存在下で作動し、約３．０ｍｍの視野寸法を示す。この配置の視野寸法は、システムが光学性能の最小劣化状態において結像することのできる、試料上の領域の寸法を意味する。図７の構成は、視野に亘って、０．９を超える多色ストレール比を有する。追加的な結像光学系を使用して、残存収差を更に補正することができる。そのような補正により、帯域幅、視野寸法等の光学的諸元を増加することができる。図７に示す実施態様での最大要素直径は、約１１６ｍｍである。図７の構成は、自己補正型であり、単一のガラス材料、石英ガラスを使用する。

対物光学系又は光学系構成物の所望の用途に応じて、性能特性を改善するため、若干の妥協をなすことができる。そのような妥協は、用途に応じて、帯域幅、視野寸法、ＮＡ及び／又は対物光学系寸法に悪影響を与えて、これら性能特性の一つを強化することを含むが、これに限定されない。例えば、より低い又は高いＮＡのため最適化することが可能である。ＮＡの減少は、製作公差及び対物光学系の外側直径を減少させる。ＮＡを下げた構成ほど、広い視野及び広い帯域幅を備え得る。ＮＡを下げた構成とし、同じ性能で光学系要素を少なくすることも可能である。より高いＮＡとなるよう構成を再最適化すると、一般的に、視野寸法又は帯域幅が制限され、対物光学系要素の直径を若干増加させる必要があり得る。したがって、本発明の構成の性能特性の組合せは特に顕著であり、既知の対物光学系構成では達成されていない。非球面表面を、縮写レンズ群７０１、収束レンズ群７０２及び反射屈折レンズ群７０３中の、他の要素上に配置することで、構成の要素の数を減少させ、構成の性能を改善し、又は製作公差を減少させることができる。この構成を出発点として使用し、構成を、他の、波長、ＮＡ、視野寸法又は性能要件のために再最適化してもよい。この再最適化は、構成要素の僅かな、回転又は修正しか必要とせず、通常、当業者の能力の範囲内である一方、本発明の示唆の範囲内でもある。

図７の構成は、１ｎｍを超える帯域幅の構成に対して、比較的低い固有の多色波面収差を与える。波面収差が低いと、製造上の自由度が増し、又は製造が容易となる一方、製造される対物光学系の性能を比較的高くすることができる。

図８は、該詳細図は、マンギンミラー要素７１２に採用され、又はマンギンミラー要素７１２の一部である延長部７１６を強調した、図７のマンギンミラー要素７１２の詳細図を示す。図８には、表面７１５が、試料７１７に最も近い表面７１４及び試料から離れた表面７１３に加えて示される。延長部の使用により、本明細書において説明した利益的特徴が与えられる。

本明細書に示した構成及び図示した詳細な態様は、限定を意図するものではなく、代替的な構成要素を含み得るものであり、その一方で、本発明の示唆及び利益を具体化するものでもある。したがって、本発明を、その詳細な実施態様と関連して説明したが、本発明は更なる変更が可能であることを理解されたい。本出願は、本発明の原理に概ね従う発明のいかなる、バリエーション、使用又は採用を包含することを意図されているとともに、本明細書による開示技術に、本発明が属する技術の分野における周知技術及び慣用技術を適用して得られるようなものを含む発明のいかなる、バリエーション、使用又は採用を包含することを意図されている。
本発明は、以下の適用例としても実現可能である。
［適用例１］
少なくとも１つの暗視野検査技術を使用して、試料を検査するよう構成された対物光学系であって、
前記試料の方向に向いた外側要素部分反射性表面を有し、かつ、前記試料から最も遠い位置に配置された外側要素と、
前記試料から離れる方向に向いた内側要素部分反射性表面を有し、かつ、前記試料に最も近い位置に配置された内側要素と、
外側レンズ及び内側レンズの間に位置する中央要素と、を備え、
前記外側要素、前記内側要素及び前記中央要素のうち、少なくとも一つの要素は、非球面の表面を有し、
前記内側要素は、前記試料の暗視野検査を容易にするよう、空間的に構成された
対物光学系。
［適用例２］
前記対物光学系には、少なくとも０．２５ｎｍを超える帯域幅を有する光エネルギが入射される、適用例１に記載の対物光学系。
［適用例３］
暗視野検査の間に用いるよう構成した瞳アパーチャをさらに備える、適用例１に記載の対物光学系。
［適用例４］
暗視野検査が生成する高ダイナミック・レンジの信号を受信するよう構成した検知器をさらに備える、適用例１に記載の対物光学系。
［適用例５］
前記内側要素は、マンギンミラー要素を備え、前記非球面の表面は、該マンギンミラー要素の表面である、適用例１に記載の対物光学系。
［適用例６］
前記中央要素は、レンズを備え、前記非球面の表面は、該レンズの表面である、適用例１に記載の対物光学系。
［適用例７］
前記非球面の表面は、前記外側要素部分反射性表面である、適用例１に記載の対物光学系。
［適用例８］
前記対物光学系は、少なくとも１．０ｍｍを超える視野寸法を有する、適用例１に記載の対物光学系。
［適用例９］
前記対物光学系は、少なくとも０．２５ｎｍの補正後の帯域幅を有する、適用例１に記載の対物光学系。
［適用例１０］
前記対物光学系は、視野に亘って、０．９を超える多色ストレール比を有する、適用例１に記載の対物光学系。
［適用例１１］
前記対物光学系は、単一のガラス材料からなる、適用例１に記載の対物光学系。
［適用例１２］
前記対物光学系は、前記対物光学系の外部の、前記マンギンミラー要素に隣接するレーザビーム伝送システムを用いるよう構成されるとともに、レーザビームを前記試料に伝送する、適用例１に記載の対物光学系。
［適用例１３］
暗視野照射を使用して試料を検査するため構成される対物光学系であって、
前記試料に実質的に隣接する位置に配置され、かつ、光エネルギを試料から離れる方向へ反射させる向きに配置される表面を有するマンギンミラー要素と、
実質的に湾曲し、かつ、光エネルギを前記試料に向かって反射するよう配置された表面を有する反射屈折要素と、
前記マンギンミラー要素及び前記反射屈折要素が反射した光エネルギを受けるよう構成された中間レンズと、を備え、
前記中間レンズは、３重の通過が行われるよう構成され、該３重の通過とは、前記対物光学系が受ける光エネルギの少なくとも一部が、前記中間レンズを３回通過することを意味し、
前記マンギンミラー要素、前記反射屈折要素及び前記中間レンズのうち、少なくとも一つのものは、非球面の表面を有し、
前記マンギンミラー要素は、前記試料の暗視野検査を容易にするよう、空間的に構成された
対物光学系。
［適用例１４］
前記対物光学系には、少なくとも０．２５ｎｍを超える帯域幅を有する光エネルギが入射される、適用例１３に記載の対物光学系。
［適用例１５］
前記マンギンミラー要素は、延長要素を有する、適用例１３に記載の対物光学系。
［適用例１６］
前記延長要素は、前記マンギンミラー要素と別体的に形成され、かつ、前記マンギンミラー要素に取付けられる、適用例１５に記載の対物光学系。
［適用例１７］
前記延長要素は、前記マンギンミラー要素と一体的に形成される、適用例１５に記載の対物光学系。
［適用例１８］
前記対物光学系は、前記対物光学系の外部の、前記マンギンミラー要素に隣接するレーザビーム伝送システムを用いるよう構成されるとともに、レーザビームを前記試料に伝送する、適用例１３に記載の対物光学系。
［適用例１９］
試料を検査するよう構成された試料検査装置であって、
光エネルギ源と、
対物光学系と、を備え、
前記対物光学系は、
試料に実質的に隣接する位置に配置され、かつ、光エネルギを前記試料から離れる方向へ反射させる向きに配置される表面を有するマンギンミラー要素と、
実質的に湾曲し、かつ、光エネルギを前記試料に向かって反射するよう配置された表面を有する反射屈折要素と、
前記マンギンミラー要素及び前記反射屈折要素が反射した光エネルギを受けるよう構成された中間レンズと、を有し、
前記中間レンズは、該中間レンズを少なくとも３回通過して受光された光エネルギを透過するよう構成され、
前記マンギンミラー要素、前記反射屈折要素及び前記中間レンズのうち、少なくとも一つのものは、非球面の表面を有する
試料検査装置。
［適用例２０］
前記対物光学系には、少なくとも０．２５ｎｍの帯域幅を有する光エネルギが入射される、適用例１９に記載の試料検査装置。
［適用例２１］
前記マンギンミラー要素は、延長要素を有する、適用例１９に記載の試料検査装置。
［適用例２２］
前記延長要素は、前記マンギンミラー要素と別体的に形成され、かつ、前記マンギンミラー要素に取付けられる、適用例２１に記載の試料検査装置。
［適用例２３］
前記延長要素は、前記マンギンミラー要素と一体的に形成される、適用例２１に記載の試料検査装置。
［適用例２４］
前記光エネルギ源は、前記試料へレーザビームを伝送するよう構成された対物光学系の外部のレーザビーム伝送システムを有する、適用例１９に記載の試料検査装置。
［適用例２５］
前記対物光学系は、暗視野検査の間に用いるよう構成した瞳アパーチャをさらに備える、適用例１９に記載の試料検査装置。
［適用例２６］
暗視野検査が生成する高ダイナミック・レンジの信号を受信するよう構成した検知器をさらに備える、適用例１９に試料検査装置。
［適用例２７］
前記非球面の表面は、前記マンギンミラー要素の表面である、適用例１９に記載の試料検査装置。
［適用例２８］
前記非球面の表面は、前記中間レンズの表面である、適用例１９に記載の試料検査装置。
［適用例２９］
前記非球面の表面は、前記反射屈折要素の一表面である、適用例１９に記載の試料検査装置。
［適用例３０］
前記対物光学系は、視野に亘って、０．９を超える多色ストレール比を有する、適用例１９に記載の試料検査装置。
［適用例３１］
前記対物光学系は、単一のガラス材料からなる、適用例１９に記載の試料検査装置。

Claims (14)

1. 暗視野照射を使用して試料を検査するため構成される対物光学系であって、
   前記試料に実質的に隣接する位置に配置され、かつ、光エネルギを試料から離れる方向へ反射させる向きに配置される表面を有するマンギンミラー要素と、
   湾曲し、かつ、光エネルギを前記試料に向かって反射するよう配置された表面を有する反射屈折要素と、
   前記マンギンミラー要素及び前記反射屈折要素が反射した光エネルギを受けるよう構成された中間レンズと、を備え、
   前記中間レンズは、３重の通過が行われるよう構成され、該３重の通過とは、前記対物光学系が受ける光エネルギの少なくとも一部が、前記中間レンズを３回通過することを意味し、
   前記マンギンミラー要素、前記反射屈折要素及び前記中間レンズのうち、少なくとも一つのものは、非球面の表面を有し、
   前記マンギンミラー要素は、前記マンギンミラー要素の軸上に、前記試料側に向けて突出し、円錐状の側面と前記試料の最も近くに配置される表面とを有する延長要素を備える、
   対物光学系。
2. 前記対物光学系には、少なくとも０．２５ｎｍを超える帯域幅を有する光エネルギが入射される、請求項１に記載の対物光学系。
3. 前記延長要素は、前記マンギンミラー要素と別体的に形成され、かつ、前記マンギンミラー要素に取付けられる、請求項１に記載の対物光学系。
4. 前記延長要素は、前記マンギンミラー要素と一体的に形成される、請求項１に記載の対物光学系。
5. 前記対物光学系は、前記対物光学系の外部の、前記マンギンミラー要素に隣接するレーザビーム伝送システムを用いるよう構成されるとともに、レーザビームを前記試料に伝送する、請求項１に記載の対物光学系。
6. 試料を検査するよう構成された試料検査装置であって、
   光エネルギ源と、
   対物光学系と、を備え、
   前記対物光学系は、
   試料に実質的に隣接する位置に配置され、かつ、光エネルギを前記試料から離れる方向へ反射させる向きに配置される表面を有するマンギンミラー要素と、
   湾曲し、かつ、光エネルギを前記試料に向かって反射するよう配置された表面を有する反射屈折要素と、
   前記マンギンミラー要素及び前記反射屈折要素が反射した光エネルギを受けるよう構成された中間レンズと、を有し、
   前記中間レンズは、該中間レンズを少なくとも３回通過して受光された光エネルギを透過するよう構成され、
   前記マンギンミラー要素、前記反射屈折要素及び前記中間レンズのうち、少なくとも一つのものは、非球面の表面を有し、
   前記マンギンミラー要素は、前記マンギンミラー要素の軸上に、前記試料側に向けて突出し、円錐状の側面と前記試料の最も近くに配置される表面とを有する延長要素を備える、
   試料検査装置。
7. 前記対物光学系には、少なくとも０．２５ｎｍの帯域幅を有する光エネルギが入射される、請求項６に記載の試料検査装置。
8. 前記延長要素は、前記マンギンミラー要素と別体的に形成され、かつ、前記マンギンミラー要素に取付けられる、請求項６に記載の試料検査装置。
9. 前記延長要素は、前記マンギンミラー要素と一体的に形成される、請求項６に記載の試料検査装置。
10. 前記光エネルギ源は、前記試料へレーザビームを伝送するよう構成された対物光学系の外部のレーザビーム伝送システムを有する、請求項６に記載の試料検査装置。
11. 前記非球面の表面は、前記マンギンミラー要素の表面である、請求項６に記載の試料検査装置。
12. 前記非球面の表面は、前記中間レンズの表面である、請求項６に記載の試料検査装置。
13. 前記非球面の表面は、前記反射屈折要素の一表面である、請求項６に記載の試料検査装置。
14. 前記対物光学系は、単一のガラス材料からなる、請求項６に記載の試料検査装置。

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