KR101408483B1 - Method of manufacturing a projection objective and projection objective manufactured by that method - Google Patents

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Abstract

투영 대물렌즈를 제조하는 방법은 투영 대물렌즈에 대한 초기 설계를 정의하는 단계 및 특정한 품질 파라미터를 각각 반영하는 다수의 장점 함수 성분들 AB, IRRAD EFP을 갖는 장점 함수(merit function)를 사용하여 상기 설계를 최적화하는 단계를 포함한다. 상기 장점 함수 성분들 중 하나는, 투영 대물렌즈의 이미지 표면에서의 유효 방사조도에 대해 정규화된 유효 방사조도 AB, IRRAD EFF를 나타내는 정규화된 유효 방사조도 값이 투영 대물렌즈의 이미지 표면에 직접적으로 인접한 마지막 광학 표면을 제외한 상기 투영 대물렌즈의 각각의 광학 표면 상에서 소정의 방사조도 문턱값 IRR TV를 초과하지 않을 것을 요구하는 최대 방사조도 요구조건을 정의한다. 그럼으로써 부식성 영역들 내에 위치하는 광학 표면들 및/또는 광학 표면들 상의 매우 작은 유효 서브-개구들이 체계적으로 회피된다.A method for manufacturing a projection objective comprises defining an initial design for a projection objective and using a merit function having a plurality of merit function components AB, IRRAD EFP each reflecting a particular quality parameter, Lt; / RTI > One of the advantageous function components is a normalized effective irradiance value representing the effective irradiance AB, IRRAD EFF normalized to the effective irradiance at the image surface of the projection objective is directly adjacent to the image surface of the projection objective Defines a maximum radial illumination requirement that does not exceed a predetermined illuminance threshold IRR TV on each optical surface of the projection objective except for the last optical surface. Whereby very small effective sub-apertures on the optical surfaces and / or optical surfaces located in the corrosive areas are systematically avoided.

Description

투영 대물렌즈를 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 투영 대물렌즈 {Method of manufacturing a projection objective and projection objective manufactured by that method}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for manufacturing a projection objective and a projection objective manufactured by the method,

본 발명은 투영 대물렌즈에 대한 초기 설계를 정의하는 단계와 장점 함수를 사용하여 상기 설계를 최적화하는 단계를 포함하는 투영 대물렌즈를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 소형화된 장치들을 제조하는 마이크로리소그래피 공정에서 사용될 수 있는 투영 대물렌즈를 제조하는데 사용된다. 본 발명은 또한 그러한 방법에 의해 제조된 투영 대물렌즈에 관한 것이다.The present invention is directed to a method of manufacturing a projection objective comprising defining an initial design for a projection objective and optimizing the design using an advantage function. The method is used to fabricate projection objectives that can be used in microlithography processes to produce miniaturized devices. The invention also relates to a projection objective produced by such a method.

마이크로리소그래피 공정은 집적 회로, 액정 소자, 마이크로-패턴 구조 및 미소-기계 소자들과 같은 소형화된 장치들의 제조에서 공통적으로 사용된다. 그러한 공정에서, 투영 대물렌즈는 패터닝 구조(통상적으로 포토 마스크(마스크, 레티클))의 패턴을 기판(통상적으로 반도체 웨이퍼) 위로 투영시키는 역할을 한다. 상기 기판은 투영 방사광을 사용하여 패터닝 구조의 이미지로 노광되는 감광성층(레지스트)으로 코팅된다.Microlithography processes are commonly used in the manufacture of miniaturized devices such as integrated circuits, liquid crystal devices, micro-pattern structures and micro-mechanical elements. In such a process, the projection objective serves to project the pattern of the patterning structure (typically a photomask (mask, reticle)) onto a substrate (typically a semiconductor wafer). The substrate is coated with a photosensitive layer (resist) that is exposed to the image of the patterning structure using the projected radiation.

더욱 미세한 구조들을 형성하기 위하여, 투영 대물렌즈의 이미지측 개구수(NA)를 증가시키고 더욱 짧은 파장, 바람직하게는 약 260nm보다 작은 파장을 갖 는 자외선 방사광(radiation)을 사용하는 것이 모두 추구된다. 결론적으로, 더욱 더 높은 요구들이 투영 대물렌즈의 복잡성 위에 놓인다. 투영 대물렌즈는 통상적으로 렌즈들, 만곡된 미러들 등과 같은 적어도 10개 또는 20개 또는 심지어 25개 이상의 다수의 광학 요소들을 갖는다. 어떠한 방식으로 배열된 다수의 광학 요소들을 포함하는 전체 구조뿐만 아니라 각각의 단일한 광학 요소는 큰 이미지 필드 내에서 기판 위에 패터닝 구조의 결상을 제공하고 낮은 정도의 수차들을 갖도록 높은 정확도로 설계되고 제조되어야 한다.In order to form finer structures, it is all sought to increase the image side numerical aperture (NA) of the projection objective and to use ultraviolet radiation having a shorter wavelength, preferably less than about 260 nm. Consequently, higher demands are placed on the complexity of the projection objective. The projection objective typically has at least 10 or 20 or even more than 25 multiple optical elements, such as lenses, curved mirrors, and the like. Each single optical element, as well as the entire structure comprising a plurality of optical elements arranged in any manner, must be designed and manufactured with high accuracy to provide imaging of the patterning structure onto the substrate within a large image field and to have a low degree of aberrations do.

투영 대물렌즈의 새로운 설계를 만드는 것은 투영 대물렌즈의 구조 파라미터들 및 품질 파라미터들의 최적화를 포함하는 복잡한 작업이다. 구조 파라미터들은, 렌즈들을 형성하는 재료의 굴절률, 렌즈들 및 미러들(적용 가능하다면)의 표면 형태 파라미터들, 각 렌즈의 제 1 표면과 제 2 표면들 사이의 거리, 상이한 광학 요소들의 표면들 사이의 거리, 투영 대물렌즈의 물체 평면과 투영 대물렌즈의 물체측 전방 요소의 입사면 사이의 거리, 투영 대물렌즈의 이미지측 전방 소자의 출사면과 이미지 평면 사이의 거리, 인접하는 광학 요소들 사이에, 물체 평면과 물체측 전방 요소 사이에 그리고 이미지 평면과 이미지측 전방 요소 사이에 배치된 매질의 굴절률을 포함한다.Creating a new design of the projection objective is a complex task involving optimization of the structural parameters and quality parameters of the projection objective. The structural parameters include the refractive index of the material forming the lenses, the surface form parameters of the lenses and mirrors (if applicable), the distance between the first and second surfaces of each lens, the distance between the surfaces of different optical elements The distance between the object plane of the projection objective and the incident surface of the object-side front element of the projection objective, the distance between the image plane and the exit surface of the image-side front element of the projection objective, , A refractive index of the medium disposed between the object plane and the object-side front element, and between the image plane and the image-side front element.

품질 파라미터들은, 예컨대, 선택된 수차들, 이미지측 개구수, 투영 대물렌즈의 배율 등의 항목들에 있어서 투영 대물렌즈의 광학적 성능을 나타내는 파라미터들을 포함한다.The quality parameters include parameters indicative of the optical performance of the projection objective in items such as, for example, selected aberrations, image side numerical aperture, magnification of the projection objective, and the like.

투영 대물렌즈의 광학적 성능 및 다른 품질 특성들의 소망하는 세부 사항에 맞도록 설계를 최적화하는 것은 오늘날 소정의 경계 조건들을 관찰하면서 투영 대물렌즈의 파라미터들을 최적화하기 위하여 광선을 추적하는 것과 같은 계산적인 방법들을 포함한다. Optical Research Associates, Inc.에 의해 판매되는 렌즈 분석 및 설계 프로그램인 CODE V는 그러한 목적을 위하여 채용된, 공통적으로 사용되는 소프트웨어 도구이다. 최적화는 설계의 파라미터들에 따라 적절히 선택된 장점 함수(merit function)를 최소화하거나 최대화하는 것을 포함한다. 통상적으로, 장점 함수의 구성은, 특정 설계의 최적화 목표를 기술하는 광학적 측면, 제조성 측면 및 다른 측면들을 나타낼 수 있는 다수의 장점 함수 성분들을 사용함으로써 이루어진다.Optimizing the design to meet the desired details of the optical performance and other quality characteristics of the projection objective is now being carried out using computational methods such as tracking the beam to optimize the parameters of the projection objective while observing certain boundary conditions . CODE V, a lens analysis and design program sold by Optical Research Associates, Inc., is a commonly used software tool employed for that purpose. The optimization includes minimizing or maximizing the appropriately selected merit function according to the parameters of the design. Typically, the composition of the benefit function is achieved by using a number of benefit function components that can represent the optical aspect, composition aspect, and other aspects that describe the optimization goal of the particular design.

설계의 파라미터들의 높은 수로 인하여, 최적화 공정의 해 공간(solution space)은 높은 차원를 가지며, 요구된 세부 사항을 충족하는 설계로부터 먼 결과를 낳으면서 계산적인 방법이 가두어지는 그러한 해 공간 내에 많은 국소적인 최소들 및 최대들이 존재한다. 따라서, 마이크로리소그래피용 투영 대물렌즈를 설계하는 광학 설계자는 그의 직관력을 기초로 소정의 경계 조건들을 관찰하면서 및/또는 특정 응용에 적당한 새로운 설계의 원리를 결정하기 위해 세심한 작업을 충족시켜야 한다. 설계자는 따라서 컴퓨터 기반의 최적화를 위한 잠재적으로 성공적인 "시작 점"으로서 역할을 하는 "초기 설계"를 구체화하고 그런 후 그에 기반한 설계를 계산적인 최적화에 의해 향상시킬 것이다. 통상적으로, 소망하는 전체적인 세부 사항에 대하여 하나 이상의 결과들이 여전히 불충분할 것이며 만족스러운 해가 발견될 때까지 많은 노력이 시도되어야 할 것이다. 따라서, 계산적인 제조의 관점에 있어 서 새로운 설계의 비용은 높을 것이다.Due to the high number of parameters of the design, the solution space of the optimization process has a high dimension, and the smallest number of local minimums in the solution space, where computational methods are confined, yielding results far from the design satisfying the required details And maxima. Therefore, the optical designer designing the projection objective for microlithography must meet the meticulous task in observing certain boundary conditions based on its intuitive force and / or to determine the principles of a new design suitable for a particular application. Designers will therefore embody the "initial design" that serves as a potentially successful "starting point" for computer-based optimization and then improve the design based on it by computational optimization. Typically, one or more results will still be insufficient for the desired overall detail, and many efforts should be attempted until a satisfactory solution is found. Therefore, in terms of computational manufacturing, the cost of the new design will be high.

일단 적절한 설계가 발견되었다면, 제조 공정의 실제 제품을 얻기 위하여 투영 대물렌즈의 광학 요소들이 제조되고 조립되어야 한다. 이러한 제조 단계 동안, 스크래치 및 오염들과 같은 광학적 표면들의 표면 결함들을 가능한 많이 회피하기 위하여 주의가 요구되어야 한다. 낮거나 중간의 개구 시스템들이 그러한 인공 결함들에 대해 상대적으로 관대할 수 있는 반면, 이미지측 개구수 NA > 1.0인 개구 범위에 있는 침지 동작(immersion operation)을 위해 설계된 투영 대물렌즈와 같은, 매우 높은 개구수의 리소그래피 투영 대물렌즈들의 제조 공정에 있어서 표면 결함들에 대하여 매우 엄격한 세부 사항들이 일반적으로 적용된다.Once an appropriate design has been found, the optical elements of the projection objective must be manufactured and assembled to obtain the actual product of the manufacturing process. During this manufacturing step, care must be taken to avoid surface defects of optical surfaces such as scratches and fouling as much as possible. Such as a projection objective designed for immersion operation in an aperture range with an image side numerical aperture NA > 1.0, while low or medium aperture systems can be relatively tolerant to such artificial defects. In the manufacturing process of numerical aperture lithographic projection objectives, very stringent details are generally applied to surface defects.

적어도 하나의 중간상, 적어도 하나의 오목 미러 및 물체 표면으로부터 상기 오목 미러를 행해 오는 방사광을 편향시키기 위해 배치된 또는 상기 오목 미러로부터 이미지 표면을 향해 오는 방사광을 편향시키기 위해 배치된 적어도 하나의 평평한 폴딩 미러를 갖는 반사굴절식 투영 대물렌즈가 그러한 응용들에서 주로 적용된다. 대표적인 예들은, 예컨대, WO 2004/019128 A2 또는 JP 2005-003982 A에 도시되어 있다.At least one concave mirror and at least one flat folding mirror disposed to deflect radiation emitted from the concave mirror toward the image surface from the concave mirror, Lt; RTI ID = 0.0 > refraction < / RTI > Representative examples are shown, for example, in WO 2004/019128 A2 or JP 2005-003982 A.

광학 표면들 상의 표면 결함들은 상이한 손상 메커니즘으로 인한 광 손실을 유발함으로써 기본적으로 투영 대물렌즈의 광학적 성능에 심각하게 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 이상적인 매끄러운 표면 위의 상대적으로 거친 표면 영역은 광학적 성능에 부정적으로 영향을 주면서 미광(stray light)을 통상적으로 초래할 것이다. 또한, 투명한 표면 결함은 위상 물체로서 작용을 하여 간섭으로 인한 광 손실 이 발생할 수 있다. 불투명한 오염은 투영 빔의 영역을 차단할 수 있으며, 그럼으로써 이미지 필드에 있어서 세기 분포의 비균질성을 초래한다. 광학 표면들 상의 표면 결함들에 의해 초래되는 성능 열화에 대해 상대적으로 민감하지 않은 투영 대물렌즈를 가질 것이 요구된다.Surface defects on optical surfaces can fundamentally affect the optical performance of the projection objective by causing light loss due to different damage mechanisms. For example, a relatively rough surface area on an ideal smooth surface will typically result in stray light, negatively impacting optical performance. In addition, transparent surface defects act as phase objects, resulting in light loss due to interference. Opacity contamination can block the area of the projection beam, thereby causing heterogeneity of the intensity distribution in the image field. It is required to have a projection objective that is relatively insensitive to performance degradation caused by surface defects on the optical surfaces.

본 발명의 한 목적은 광학적 성능에 대하여 높은 표준을 유지하는 동시에 비용 효율적인 방식으로 마이크로리소그래피용의 복잡한 투영 대물렌즈를 제조할 수 있도록 투영 대물렌즈를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a projection objective so as to produce a complex projection objective for microlithography in a cost effective manner while maintaining a high standard for optical performance.

본 발명의 다른 목적은 투영 대물렌즈 내의 광학 표면들 상에 존재하는 표면 결함들에 대해 상대적으로 민감하지 않은 광학적 성능을 갖는 마이크로리소그래피용 투영 대물렌즈를 제조할 수 있도록 투영 대물렌즈를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a projection objective so as to produce a projection objective for microlithography having an optical performance that is relatively insensitive to surface defects present on the optical surfaces in the projection objective .

본 발명의 다른 목적은 세기의 낮은 정도의 필드 변화를 갖는 투영 대물렌즈를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a projection objective having a field variation of a low degree of intensity.

본 발명의 다른 목적은 투영 대물렌즈 내의 광학 표면들 상의 오염들 및 다른 영향들에 의해 초래되는 표면 결함들에 대해 상대적으로 민감하지 않은 투영 대물렌즈를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a projection objective that is relatively insensitive to surface defects caused by contaminations and other effects on optical surfaces within the projection objective.

이들 및 다른 목적들에 대한 해결책으로서, 본 발명은, 한 방식에 따르면, 투영 대물렌즈에 대한 초기 설계를 정의하는 단계 및 장점 함수(merit function)를 사용하여 상기 설계를 최적화하는 단계를 포함하는 투영 대물렌즈를 제조하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은:As a solution to these and other objects, the present invention relates to a method, according to one approach, for defining a projection, including defining an initial design for a projection objective and optimizing the design using a merit function There is provided a method of manufacturing an objective lens, comprising:

특정 품질 파라미터를 각각 반영하는 다수의 장점 함수 성분들을 정의하는 단계로서, 상기 장점 함수 성분들 중 하나가, 투영 대물렌즈의 이미지 표면에서의 유효 방사조도에 대해 정규화된 유효 방사조도를 나타내는 정규화된 유효 방사조도 값이 투영 대물렌즈의 이미지 표면에 직접적으로 인접한 마지막 광학 표면을 제외한 상기 투영 대물렌즈의 각각의 광학 표면 상에서의 소정의 방사조도 문턱값을 초과하지 않을 것을 요구하는 최대 방사조도 요구조건을 정의하는 단계;Defining a plurality of advantageous functional components each reflecting a specific quality parameter, wherein one of the advantageous functional components comprises a normalized effective value representing a normalized effective irradiance for the effective irradiance at the image surface of the projection objective Defines a maximum radiance requirement that requires that the irradiance value does not exceed a predetermined irradiance threshold on each optical surface of the projection objective other than the last optical surface directly adjacent to the image surface of the projection objective ;

투영 대물렌즈의 예비적인 설계의 대응하는 특징에 기초하여 상기 장점 함수 성분들의 각각에 대한 수치적인 값을 계산하는 단계;Calculating a numerical value for each of the advantageous functional components based on a corresponding feature of the preliminary design of the projection objective;

상기 장점 함수 성분들로부터, 품질 파라미터들을 반영하는 수치적인 항목들로 표현 가능한 전체 장점 함수를 계산하는 단계;Calculating, from the advantageous functional components, a total advantageous function that can be represented by numerical items reflecting quality parameters;

결과적인 전체 장점 함수가 소정의 수용 가능한 값에 도달할 때까지 투영 대물렌즈의 적어도 하나의 구조 파라미터를 연속적으로 변화시키고 각각의 연속적인 변화에 대한 결과적인 전체 장점 함수를 다시 계산하는 단계;Continuously varying at least one structural parameter of the projection objective until the resulting overall advantage function reaches a predetermined acceptable value and recalculating the resulting overall advantage function for each successive change;

결과적인 전체 장점 함수에 대한 소정의 수용 가능한 값을 갖는 최적화된 투영 대물렌즈의 구조 파라미터들을 얻는 단계; 및Obtaining structural parameters of an optimized projection objective having a predetermined acceptable value for the resulting overall advantage function; And

상기 파라미터들을 구현하여 투영 대물렌즈를 제조하는 단계를 포함한다.And implementing the parameters to produce a projection objective.

용어 "방사조도(irradiance)"는 일반적으로 단위 면적 당 한 표면에서의 전자기 방사광의 파워(power)를 나타낸다. 구체적으로, 용어 "방사조도"는 표면에 입사하는 전자기 방사광의 파워를 나타낸다. 여기서 사용된 바와 같은 용어 "유효 방사조도"는, 단일한 물체 필드점(field point)으로부터 방사된 방사광으로부터 기원하는 기여인, 광학 표면에 입사하는 전체적인 방사조도에 대한 기여를 나타낸다. 그 대신에 상기 유효 방사조도는 본 출원에서 "핀홀 방사조도"라고 언급될 수 있다.The term " irradiance "generally refers to the power of electromagnetic radiation at one surface per unit area. Specifically, the term "irradiance" refers to the power of electromagnetic radiation incident on the surface. The term "effective irradiance, " as used herein, refers to the contribution to the overall irradiance incident on the optical surface, a contribution originating from the radiation emitted from a single object field point. Instead, the effective irradiance can be referred to as "pinhole irradiance" in the present application.

큰 값의 유효 방사조도가 광학 표면들 상에서 회피된다면, 투영 대물렌즈의 광학적 성능은 투영 대물렌즈 내의 광학 표면들 상에 존재하는 표면 결함들에 대해 상대적으로 민감하지 않게 될 수 있다.If a large value of effective irradiance is avoided on the optical surfaces, the optical performance of the projection objective may become relatively insensitive to surface defects present on the optical surfaces in the projection objective.

많은 경우에, "마지막 광학 표면", 즉 이미지 표면에 가장 가까운 투영 대물렌즈의 광학 표면은, 상기 마지막 광학 표면이 최적화 공정으로부터 배제될 것을 요구하는 특별한 조건들에 지배를 받는다. 마지막 광학 표면에 걸친 방사광 광선들의 입사점들의 공간적인 분포는 관련된 투영 공정의 개념(건식 투영 또는 침지 투영)에 의해 크게 영향을 받으며 이미지측 작업 공간(기판 표면이 위치하게 되는, 마지막 광학 표면과 이미지 표면 사이의 공간)에서의 기하학적 조건들에 영향을 준다. 예를 들어, 침지 노광(immersion exposure)용 침지 액체를 도입시키기 위하여 마지막 광학 표면과 이미지 표면 사이에 좁은 간격(통상적으로 1밀리미터 또는 그 이상의 폭)을 제공하는 것이 유용할 수 있다. 이미지 공간 내에서의 침지 매질의 유입 및 배출의 관점에서, 실질적으로 평평한 마지막 광학 표면을 가질 것이 종종 요구된다. 이러한 조건들 하에서, (예컨대, 유효 방사조도로 표현되는) 마지막 광학 표면의 세기 부하(intensity load)는 기본적으로, 이미지측 작업 거리, 유효 이미지 필드의 크기, 마지막 광학 요소 뒤에 있는 매질의 굴절률 및 이미지측 개구수 NA에 의해 결정된다. 따라서, 상기 마지막 광학 표면의 위치 및 표면 형태를 나타내는 구조 파라미터들은 자유 파라미터가 아니며 최적화 과정으로부터 배제되어야 한다.In many cases, the "last optical surface ", i.e., the optical surface of the projection objective closest to the image surface, is subject to special conditions requiring that the last optical surface be excluded from the optimization process. The spatial distribution of the incident points of the radiation rays over the last optical surface is heavily influenced by the concept of the associated projection process (dry projection or immersion projection) and depends on the image side working space The space between the surfaces). For example, it may be useful to provide a narrow gap (typically 1 millimeter or more in width) between the last optical surface and the image surface to introduce immersion liquid for immersion exposure. In view of the inflow and outflow of the immersion medium within the image space, it is often desired to have a substantially flat last optical surface. Under these conditions, the intensity load of the last optical surface (expressed, for example, as the effective irradiance) is basically dependent on the image side working distance, the size of the effective image field, the refractive index of the medium behind the last optical element, Side numerical aperture NA. Therefore, the structural parameters indicating the position and surface shape of the last optical surface are not free parameters and should be excluded from the optimization process.

다양한 조건들이 광학 표면들 상의 유효 방사조도의 국소적인 최대를 초래하거나 또는 그에 기여할 수 있다. 예를 들어, 광학 표면이 부식성 영역 내에 놓여 있는 곳에서 큰 유효 방사조도 값들이 발생할 수도 있다. 일 실시예에서, 그러한 조건들은, 투영 대물렌즈 내의 잠재적인 부식성 영역들의 위치와 범위를 계산함으로써; 및 어떠한 광학 표면도 부식성 영역 내에 위치하지 않도록 투영 대물렌즈의 구조 파라미터들을 최적화함으로써 체계적으로 회피된다.Various conditions can result or contribute to the local maximum of the effective irradiance on the optical surfaces. For example, large effective irradiance values may occur where the optical surface lies within the corrosive zone. In one embodiment, such conditions include: calculating the position and extent of potential corrosive areas within the projection objective; And by optimizing the structural parameters of the projection objective so that no optical surface is located within the corrosive region.

그 대신에 또는 그에 추가하여, 광선속(ray bundle)들의 실제 서브-개구들의 크기가 크게 작아지게 되는 곳에서 광학 표면들이 중요할 수 있다. 따라서, 본 방법의 일 실시예는 다음의 단계들, 즉: 다수의 대표적인 필드점들을 정의하는 단계; 상기 필드점들로부터 기원하는 광선속들 및 상기 광선속들과 광학 표면들과의 교차 구역들을 계산하는 단계로서, 여기서 광선속과 광학 표면과의 교차 구역이 상기 교차 구역의 면적에 의해 정의되는 서브-개구(sub-aperture) 크기를 갖는 실제 서브-개구를 정의하는 단계; 서브-개구 크기 문턱값을 정의하는 단계; 및 투영 대물렌즈의 이미지 표면에 직접적으로 인접하는 마지막 광학 표면을 제외한 투영 대물렌즈의 모든 광학 표면들에 대해, 선택된 필드점들에 대한 실제 서브-개구 크기가 상기 서브-개구 크기 문턱값 아래로 떨어지지 않도록, 투영 대물렌즈의 구조 파라미터들을 최적화하는 단계를 포함한다.Alternatively or additionally, the optical surfaces can be important where the size of the actual sub-apertures of the ray bundles becomes significantly smaller. Thus, one embodiment of the method includes the steps of: defining a plurality of representative field points; Computing light beams originating from the field points and intersecting regions of the light beams with optical surfaces, wherein a crossing region between the light beam and the optical surface is defined by an area of the crossing region, defining a real sub-aperture having a sub-aperture size; Defining a sub-aperture size threshold; And for all optical surfaces of the projection objective other than the last optical surface directly adjacent to the image surface of the projection objective, the actual sub-aperture size for selected field points falls below the sub-aperture size threshold , Optimizing the structural parameters of the projection objective.

본 방법의 실시예들은 매우 높은 유효 방사조도 집중의 한 가지 이상의 원인을 고려하는 작업들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 장점 함수 성분은 상술한 것과 같은 최대 방사조도 요구조건을 정의할 수도 있으며, 다른 장점 함수 성분은, 모든 광학 표면들(마지막 광학 표면을 제외) 상의 실제 서브-개구들의 크기가 소정의 실제 서브-개구 크기 문턱값 위에 놓여 있는 광학 표면들만을 결과적인 광학 설계가 자동적으로 갖도록 최소의 실제 서브-개구 요구조건을 정의할 수도 있다.Embodiments of the method may include operations that take into account one or more causes of very high effective irradiance concentration. For example, one advantage function component may define a maximum radiance requirement, as described above, and the other advantage function component may be one that has the size of the actual sub-apertures on all of the optical surfaces (except the last optical surface) A minimum actual sub-aperture requirement may be defined such that the resulting optical design will automatically have only those optical surfaces that lie above a certain real sub-aperture size threshold.

본 방법은 다양한 타입의 광학 시스템의 설계 특히, NA > 1을 얻을 수 있는 침지 리소그래피용 투영 대물렌즈에서 주로 발견되는 것과 같은, 상대적으로 높은 이미지측 개구수를 갖는 마이크로리소그래피에 사용되는 투영 대물렌즈의 설계에서 적용될 수 있다. 많은 수의 종래의 투영 대물렌즈의 상세한 분석은, 적어도 하나의 오목 미러 및 적어도 하나의 중간상(intermediate image)뿐만 아니라 상기 오목 미러를 향해 진행하는 빔속을 상기 오목 미러로부터 반사된 빔속(beam bundle)으로부터 분리하기 위한 적어도 하나의 평평한 편향 미러를 갖는 반사굴절식 투영 대물렌즈에서 작은 유효 및/또는 실제 서브-개구들 및/또는 부식 조건들이 특히 발생할 수 있다는 것을 보였다. 이러한 타입의 투영 대물렌즈들은, 부식 조건들이 발생하거나 및/또는 매우 작은 유효 및/또는 실제 서브-개구들이 발생하는 광학 표면들(이미지 표면에 인접한 마지막 광학 표면을 제외)을 갖지 않도록, 본 발명의 실시예들에 따라 설계될 수 있다.The method is particularly suitable for the design of various types of optical systems, especially for projection objectives used in microlithography with relatively high image-side numerical apertures, such as those found primarily in projection objectives for immersion lithography where NA > Can be applied in design. A detailed analysis of a large number of conventional projection objectives may be performed by using at least one concave mirror and at least one intermediate image as well as a beam flux traveling towards the concave mirror from a beam bundle reflected from the concave mirror It has been shown that small effective and / or actual sub-apertures and / or erosion conditions can occur particularly in a catadioptric projection objective with at least one flat deflecting mirror for separation. Projection objectives of this type may be used in a wide range of applications, such as those of the present invention, such that there is no optical surfaces (except for the last optical surface adjacent to the image surface) where erosion conditions occur and / or very small effective and / or actual sub- May be designed according to embodiments.

몇몇 실시예들에서, 투영 대물렌즈는 물체 표면에 배치된 비축(off-axis) 물체 필드를 투영 대물렌즈의 이미지 표면에 배치된 비축 이미지 필드 위로 결상시키도록 배치된 다수의 광학 요소들을 포함하며, 상기 광학 요소들은:In some embodiments, the projection objective comprises a plurality of optical elements arranged to image an off-axis object field disposed at an object surface onto a non-contiguous image field disposed at an image surface of the projection objective, Said optical elements comprising:

물체 표면으로부터 오는 방사광으로부터 제 1 중간상을 형성하며 제 1 동공면(pupil surface)을 포함하는 제 1 굴절식 대물렌즈부;A first articulated objective lens part forming a first intermediate image from the radiation coming from an object surface and including a first pupil surface;

상기 제 1 중간상을 제 2 중간상으로 결상시키는 적어도 하나의 오목 미러를 포함하며 상기 제 1 동공면에 광학적으로 공액인 제 2 동공면을 포함하는 제 2 대물렌즈부; 및A second objective lens unit including at least one concave mirror for forming the first intermediate image into a second intermediate image and including a second pupil plane optically conjugate to the first pupil plane; And

상기 제 2 중간상을 이미지 표면 위로 결상시키며 상기 제 1 및 제 2 동공면에 광학적으로 공액인 제 3 동공면을 포함하는 제 3 굴절식 대물렌즈부를 형성한다.A third articulated objective lens part forming an image of the second intermediate image on the image surface and including a third pupil surface optically conjugate to the first and second pupil surfaces is formed.

실시예들은 정확하게 두 개의 중간상들을 가질 수도 있다.Embodiments may have exactly two intermediate images.

상기 제 2 대물렌즈부는 정확하게 하나의 오목 미러를 가질 수 있으며 상기 투영 대물렌즈는 물체 표면으로부터 오는 방사광을 상기 오목 미러의 방향으로 편향시키기 위한 제 1 폴딩 미러 및 상기 오목 미러로부터 오는 방사광을 이미지 표면의 방향으로 편향시키기 위한 제 2 폴딩 미러를 가질 수 있다. 상기 편향 미러들은 모두 평평할 수 있다. 투영 대물렌즈는 NA > 1인 침지 리소그래피용으로 설계될 수도 있다.The second objective lens portion can have exactly one concave mirror and the projection objective has a first folding mirror for deflecting the radiation from the object surface in the direction of the concave mirror and a second folding mirror for deflecting the radiation coming from the concave mirror onto the image surface Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > second folding mirror. The deflection mirrors may all be flat. The projection objective may be designed for immersion lithography with NA> 1.

도 1은 정확하게 두 개의 중간상 및 하나의 오목 미러를 갖는 종래의 반사굴절식 투영 대물렌즈의 상세도를 도시하는 것으로, 여기서 광선속들의 상대적으로 작은 실제 서브-개구들이 중간상에 가까운 광학 표면들에서 발생하며(도 1a), 폴딩 미러들이 부식성 영역에 위치한다(도 1b).Figure 1 shows a detailed view of a conventional catadioptric projection objective with exactly two intermediate images and one concave mirror wherein relatively small actual sub-apertures of the light beams occur at optical surfaces close to the intermediate image (FIG. 1A), folding mirrors are located in the corrosive zone (FIG. 1B).

도 2는 동공면에 위치하며 쌍극 조명(dipole illumination)으로 조명되는 렌즈 표면의 축 방향의 개략도를 도시하는 것으로, 여기서 극들 중 하나의 영역 내에 오염이 존재하고 있다.Figure 2 shows a schematic view of the axial direction of the lens surface located at the pupil plane and illuminated by dipole illumination where contamination is present in one region of the poles.

도 3은 매우 큰 방사조도의 집중을 갖는 광학 표면들을 회피하기 위한 제조 방법의 바람직한 실시예를 나타내는 개략적인 흐름도를 도시하고 있다.Fig. 3 shows a schematic flow chart showing a preferred embodiment of a manufacturing method for avoiding optical surfaces having a very large concentration of radiant illumination.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 실질적으로 동일한 래스터 필드 면적을 갖는 래스터 필드(raster field)들로 동공면을 분할하기 위한 동공점(pupil point)들의 동공 래스터를 도시한다.Figure 4 illustrates a pupil raster of pupil points for dividing a pupil plane into raster fields having substantially the same raster field area in accordance with an embodiment of the present invention.

도 5는 동공면으로부터 먼 선택된 광학 표면 상의, 도 4에 도시된 동공 래스터의 광선들의 교차점들을 도시하는 것으로, 여기서 상대적으로 높은 유효 방사조도(또는 핀홀 방사조도)의 영역이 도시되어 있다.Fig. 5 shows the intersections of the rays of the pupil raster shown in Fig. 4 on the selected optical surface far from the pupil plane, wherein the region of relatively high effective irradiance (or pinhole illumination intensity) is shown.

도 6은 동공면으로부터 먼 선택된 광학 표면 상의, 도 4에 도시된 동공 래스터의 광선들의 교차점들을 도시하는 것으로, 여기서 부식 조건을 갖는 영역이 도시되어 있다.Fig. 6 shows the intersections of the rays of the pupil raster shown in Fig. 4 on the selected optical surface far from the pupil plane, wherein the region having the corrosion condition is shown.

도 7은 두 개의 중간상, 하나의 오목 미러 및 두 개의 평평한 편향 미러들을 갖는 반사굴절식 투영 대물렌즈의 일 실시예를 도시하는 것으로, 여기서 중간상들에 가까운 광학 표면들 상에서 부식 조건들이 체계적으로 회피되고 있다.Figure 7 shows one embodiment of a catadioptric projection objective with two intermediate images, one concave mirror and two flat deflecting mirrors wherein corrosion conditions are systematically avoided on optical surfaces near the intermediate images have.

도 8은 도 7의 실시예의 제 1 및 제 2 폴딩 미러들 상의 직사각형 필드의 에 지 둘레에 있는 선택된 필드점들의 자국을 도시한다.Figure 8 shows the traces of selected field points around the edge of a rectangular field on the first and second folding mirrors of the embodiment of Figure 7;

본 발명의 바람직한 실시예들에 의해 해결되는 문제들 중 몇몇에 대한 도입으로서, NA > 1의 침지 리소그래피에 대해 적합한 높은 개구의 반사굴절식 투영 대물렌즈를 고려한다. 많은 경우에 있어서, 그러한 설계들은 광학 표면들 상에 오히려 작은 실제 서브-개구들을 보인다. 여기서 사용되는 것과 같은, 용어 "실제 서브-개구(real sub-aperture)"는 광학 표면 상에서의 특정 물체점(object point)(즉, 물체 표면 내의 필드점)으로부터 기원하는 광선속(ray bundle)의 "자국"(교차 구역)을 나타낸다. 작은 실제 서브-개구들은, 적어도 하나의 오목 미러 및 적어도 하나의 중간상뿐만 아니라 상기 오목 미러를 향해 진행하는 빔속을 상기 오목 미러로부터 반사된 빔속으로부터 분리하기 위한 적어도 하나의 평평한 편향 미러를 갖는 반사굴절식 투영 대물렌즈에서 특히 발생할 수 있다.As an introduction to some of the problems solved by the preferred embodiments of the present invention, consider a high-aperture reflective refractive objective lens suitable for immersion lithography with NA > 1. In many cases, such designs exhibit rather small actual sub-apertures on the optical surfaces. The term "real sub-aperture ", as used herein, refers to the" real sub-aperture " of a ray bundle originating from a specific object point (i.e., a field point in an object surface) Mark "(intersection area). The small actual sub-apertures comprise at least one concave mirror and at least one intermediate phase, as well as at least one flat deflection mirror with at least one flat deflection mirror for separating the beam traveling towards the concave mirror from the beam reflected from the concave mirror. This can occur particularly in projection objectives.

설명의 목적을 위해, 도 1a는 WO 2004/019128 A2의 도 2로부터 취한 종래의 반사굴절식 투영 대물렌즈의 상세도를 도시하고 있다. 상기 투영 대물렌즈는 평평한 물체 표면(OS)으로부터의 물체 필드를 제 1 중간상(IMI1)으로 결상시키기 위한 제 1 굴절식 대물렌즈부(OP1), 상기 제 1 중간상(IMI1)을 제 2 중간상(IMI2)으로 결상시키기 위한 오목 미러(CM)를 포함하는 제 2 반사굴절식 대물렌즈부(OP2), 및 상기 물체 표면(OS)에 평행한 평평한 이미지 표면에 상기 제 2 중간상(IMI2)을 결상시키기 위한 (단지 부분적으로 도시된) 제 3 굴절식 대물렌즈부(OP3)를 포함한다. 제 1 평평한 폴딩 미러(FM1)는 물체 표면으로부터 오는 방사광(radiation)을 상기 오목 미러(CM)를 향해 편향시킨다. 상기 제 1 폴딩 미러에 대해 직각인 제 2 평평한 폴딩 미러(FM2)는 상기 오목 미러로부터 오는 방사광을 이미지 표면을 향해 편향시킨다.For purposes of explanation, FIG. 1A shows a detailed view of a conventional catadioptric projection objective taken from FIG. 2 of WO 2004/019128 A2. The projection objective lens has a first articulated objective portion OP1 for imaging an object field from a flat object surface OS into a first intermediate image IMI1, a second intermediate image IMI2, And a concave mirror (CM) for imaging the second intermediate image (IMI2) onto a flat image surface parallel to the object surface (OS) And a third articulated objective portion OP3 (only partially shown). The first flat folding mirror FM1 deflects the radiation coming from the object surface towards the concave mirror CM. A second flat folding mirror FM2, which is orthogonal to the first folding mirror, deflects the radiation coming from the concave mirror toward the image surface.

광축(AX)의 완전히 바깥쪽에 위치하는 유효 물체 필드의 비축(off-axis) 필드점(FP1)으로부터 기원하는 광선속(RB)은 광학 시스템 내의 광학 표면의 위치에 따라 변화하는 크기의 교차 구역들 내에서 광학 표면들과 교차한다. 상기 교차 구역들은 본 출원에서 "실제 서브-개구들"로 표시된다. 몇몇 대표적인 교차 구역들이 도 1에서 굵은 라인으로 강조되어 있다. 물체 표면 바로 다음에 있는 평면-평행판의 입사측 상의 제 1 실제 서브-개구(SA1)는 필드 표면(물체 표면)에 더 가까우며 상대적으로 작다. 메니스커스 렌즈의 오목한 입사측 상의 제 1 동공면(P1)에 가까운 제 2 실제 서브-개구(SA2)의 크기는 그 위치에 있는 동공의 크기와 실질적으로 대응하며 상대적으로 크다. 모든 실제 서브-개구들은 동공면(pupil surface)에서 실질적으로 중첩된다. 실제 서브-개구들은, 제 1 폴딩 미러(FM1)의 바로 상류측에 있는 포지티브 메니스커스 렌즈의 오목한 출사측 상의 실제 서브-개구(SA3)에 대해 알 수 있는 바와 같이, 그리고 제 1 중간상의 바로 상류측에 있는 제 1 폴딩 미러(FM1) 상에 형성된 실제 서브-개구(SA4)에 의해 알 수 있는 바와 같이, 광학 표면들이 제 1 중간상(IMI1)에 더 가깝게 위치할수록 점점 더 작아지게 된다. 반대로, 오목 미러(CM)의 바로 전방에 있는 네가티브 메니스커스 렌즈의 볼록면 상의 제 5 실제 서브-개구(SA5)는 상기 오목 미러(CM)가 위치하고 있는 제 2 동공(P2)의 크기에 실질적으로 대응하는 큰 크기를 갖는다.The light beam RB originating from the off-axis field point FP1 of the effective object field located completely out of the optical axis AX is located within the intersecting zones of a size varying with the position of the optical surface in the optical system Lt; / RTI > intersects the optical surfaces. The intersection zones are denoted as "actual sub-apertures" in the present application. Some representative intersection areas are highlighted in bold lines in FIG. The first actual sub-opening SA1 on the incidence side of the plane-parallel plate immediately following the object surface is closer to the field surface (object surface) and relatively small. The size of the second actual sub-aperture SA2 near the first pupil plane P1 on the concave incidence side of the meniscus lens substantially corresponds to the size of the pupil at that position and is relatively large. All actual sub-apertures are substantially superimposed on the pupil surface. The actual sub-apertures are arranged so that, as can be seen for the actual sub-aperture (SA3) on the concave exit side of the positive meniscus lens immediately upstream of the first folding mirror (FM1) As the optical surfaces are closer to the first intermediate image IMI1, as can be seen by the actual sub-aperture SA4 formed on the first folding mirror FM1 on the upstream side. On the contrary, the fifth actual sub-opening SA5 on the convex surface of the negative meniscus lens just in front of the concave mirror CM is substantially parallel to the size of the second pupil P2 in which the concave mirror CM is located As shown in FIG.

비네팅(vignetting) 및 동공 암흑화(pupil obscuration)가 없는 이미지를 얻기 위하여 본 설계에서는 비축 물체 필드와 이미지 필드가 사용된다. 비축 필드가 사용될 때, "설계 물체 필드"의 크기가 증가하도록 비축 물체 필드와 광축 사이의 거리를 증가시키는 것과 함께 결상 수차들을 보정하기 위해 요구되는 노력이 증가한다. 상기 "설계 물체 필드"는, 의도된 리소그래피 공정에 충분한 결상 정확도를 갖는 투영 대물렌즈에 의해 투영될 수 있는 물체 표면의 모든 필드점들을 포함한다. 설계 물체 필드 내에서는 의도된 투영 목적을 위해 모든 결상 수차들이 충분히 보정되어야 하는 반면, 설계 물체 필드의 바깥에 있는 필드점들에 대해서는 수차들 중에서 적어도 하나가 소망하는 문턱값보다 크다. 따라서 보정을 용이하게 하기 위하여, 설계 물체 필드의 크기를 작게 유지하는 것이 요구될 수 있으며, 이는 또한 광축과 비축 물체 필드 사이의 오프셋을 최소화할 것을 요구한다. 이러한 오프셋을 최소화하기 위한 노력은 종종 필드 표면에 상대적으로 가까운 렌즈 표면들 및/또는 미러 표면들을 갖는 설계를 유도하는데, 그로 인하여 필드 표면들에 가까운 상기 광학 표면들 상에 존재하는 대응하는 실제 서브-개구들이 작아지게 된다. 예를 들어, 제 1 중간상(IMI1)의 바로 상류측에 있는 렌즈면 및 미러면 상의 실제 서브-개구들(SA3 및 SA4)은 상대적으로 작다.In order to obtain images without vignetting and pupil obscuration, non-axis object fields and image fields are used in this design. When the stock field is used, the effort required to correct the imaging aberrations increases with increasing the distance between the non-axis object field and the optical axis to increase the size of the "design object field ". The "design object field" includes all field points of an object surface that can be projected by a projection objective with sufficient imaging accuracy for the intended lithography process. Within the design object field, all imaging aberrations must be sufficiently corrected for the intended projection purpose, while for field points outside the design object field at least one of the aberrations is greater than the desired threshold. Thus, in order to facilitate correction, it may be required to keep the size of the design object field small, which also requires minimizing the offset between the optical axis and the non-axis object field. Efforts to minimize such offsets often lead to designs with lens surfaces and / or mirror surfaces that are relatively close to the field surface so that the corresponding actual sub- The openings become smaller. For example, the lens surface immediately upstream of the first intermediate image IMI1 and the actual sub-apertures SA3 and SA4 on the mirror surface are relatively small.

광학 표면들 상의 작은 실제 서브-개구들은 일반적으로, 심각한 표면 결함들이 실질적으로 없는, 제조 공정 및 결과적인 광학 표면들의 청결에 대하여 엄격한 요구조건들을 요구한다. 선택된 필드점으로부터 방출된 에너지가 작은 실제 서브-개구의 영역 내의 상대적으로 작은 면적에 집중되기 때문에, 작은 실제 서브-개구 의 상기 영역 내에 존재하는 결함은 광선속 내에 존재하는 광 세기의 일부를 차단할 수도 있을 것이고, 그럼으로써 광 손실을 발생시킨다. 대응하는 실제 서브-개구가 작은 경우에, 주어진 크기의 표면 결함은 큰 실제 서브-개구를 갖는 영역에서보다 더욱 큰 광 손실 효과를 초래하는데, 왜냐하면 교란을 초래하는 결함의 면적과 실제 서브-개구의 면적(자국 면적) 사이의 비율이 단순히 더욱 바람직하지 않게 되기 때문이다. 결함들에 의해 초래된 국소적인 광 손실은 투영 대물렌즈로 제조된 구조들의 임계치수(critical dimension)에 관하여 직접적인 문제를 갖는 균일성 오차를 초래할 수 있다. 특히, 기판 상의 감광성 코팅(포토레지스트)의 감도와 관련하여 임계치수의 바람직하지 않은 변화(CD 변화)가 초래될 수도 있다.Small actual sub-apertures on optical surfaces generally require stringent requirements for cleanliness of the manufacturing process and the resulting optical surfaces, which are substantially free of severe surface defects. Since the energy emitted from the selected field point is concentrated in a relatively small area in the area of the small real sub-aperture, defects present in that area of the small real sub-aperture may block some of the light intensity present in the light beam Thereby causing optical loss. In the case where the corresponding actual sub-aperture is small, surface defects of a given size result in a greater light loss effect than in areas with large real sub-apertures, because the area of the defect resulting in the perturbation and the area of the actual sub- And the ratio between the area (the local area) becomes simply undesirable. The localized light loss caused by defects can result in a uniformity error with a direct problem with respect to the critical dimension of the structures made with the projection objective. In particular, an undesirable change in the critical dimension (CD variation) may be caused in relation to the sensitivity of the photosensitive coating (photoresist) on the substrate.

또한, 국소화된 광 손실은 일반적으로 교란되지 않은 영역들의 방향으로 동공의 에너지 중심의 시프트로부터 기인하는 텔레센트릭성 오차들을 또한 초래할 수 있다. 도시된 바와 같이, 도 2는 투영 대물렌즈 내의 원형 동공면에 위치하는 렌즈 표면(LS)의 축 방향의 개략도를 도시하고 있다. 투영 노광 장치는, 예를 들어, 밀집하여 패킹된 단일 방향 라인들을 프린팅할 때 초점 심도(depth of focus) 및/또는 콘트라스트를 향상시키기 위하여 쌍극 조명으로 동작된다. 투영 방사광의 대응하는 세기 분포는 두 개의 "극(pole)들", 즉 광 에너지가 집중되어 있는, 광축(AX)의 양측에 있는 제 1 극(PO1)과 제 2 극(PO2)에 의해 특징지어진다. 광축 상에는 어떠한 광 세기도 없다. 표면 오염(CON)이 제 1 극(PO1)의 영역 내에서 렌즈 표면(LS) 상에 존재한다. 상기 오염(CON)이 제 1 극(PO1)에 존재하는 광 에너지의 상당한 부분을 차단하기 때문에, 동공의 에너지 중심은 교란되지 않은 제 2 극(PO2) 을 향해 시프트 될 것이다. 동공 내의 이러한 편심된 에너지 중심은 웨이퍼가 위치하는 이미지 공간 내에서 이미지의 세기 중심이 진행하는 진행 방향과 대응한다. 오염(CON)으로 인하여, 상기 진행 방향은 광축으로부터 벗어나며 광축에 대해 유한한 각도로 방향지어진다. 그 결과 공중 이미지의 비스듬한 배향이 초래되는데, 예를 들어 평평하지 않은 기판 표면으로 인해 및/또는 웨이퍼 스테이지에 의해 초래된 위치 변화들로 인해 기판 표면의 위치가 국소적으로 변화한다면 이는 텔레센트릭성-유발 왜곡을 가져올 수 있다.In addition, the localized light loss may also result in telecentric errors resulting from the shift of the energy center of the pupil generally in the direction of the unperturbed regions. As shown, Fig. 2 shows a schematic view of the axial direction of the lens surface LS located on the circular pupil plane in the projection objective lens. The projection exposure apparatus is operated as bipolar illumination, for example, to improve the depth of focus and / or contrast when printing densely packed unidirectional lines. The corresponding intensity distribution of the projected radiation is characterized by two "poles," ie, a first pole (PO1) and a second pole (PO2) on both sides of the optical axis (AX) It is built. There is no light intensity on the optical axis. Surface contamination CON exists on the lens surface LS within the region of the first pole PO1. Since the contaminant CON blocks a significant portion of the light energy present at the first pole PO1, the energy center of the pupil will shift towards the unperturbed second pole PO2. This eccentric energy center in the pupil corresponds to the direction of travel of the intensity center of the image in the image space in which the wafer is located. Due to contamination (CON), the traveling direction deviates from the optical axis and is directed at a finite angle with respect to the optical axis. This results in an oblique orientation of the aerial image, for example if the position of the substrate surface locally changes due to a non-flat substrate surface and / or due to positional changes caused by the wafer stage, then telecentricity - Can induce induced distortion.

실제 서브-개구 내의 상이한 위치들 사이에 국소적인 방사광 에너지 유입에 있어서 차이가 없거나 또는 매우 약간의 차이만 있을 정도로 상기 실제 서브-개구들이 실질적으로 균질하게 조명된다고 가정하면, 상술한 바와 같은 실제 서브-개구들의 크기는 어떠한 광학 표면들이 표면 결함들에 대하여 결정적일 것인지를 보이는 우수한 표시자로서 고려된다.Assuming that the actual sub-apertures are substantially homogeneously illuminated so that there is no or little difference in localized radiation energy input between different locations within the actual sub-aperture, then the actual sub- The size of the apertures is considered as an excellent indicator of which optical surfaces will be critical to surface defects.

실제 서브-개구들 내의 방사조도(irradiance)의 실질적으로 균질한 분포는 많은 순수 굴절식 광학 시스템들에 있어서 우수한 접근법일 수 있다. 그러나, 국소적인 방사조도에 있어서 심각한 차이들이 상기 실제 서브-개구들 내에 발생할 수 있을 정도로 실제 서브-개구 내의 국소적인 방사조도에 있어서 상당한 변화들이 존재할 수도 있다. 실제 서브-개구들 내의 국소적인 방사조도에 관한 가능한 비균질성을 고려하기 위하여, "유효 서브-개구(effective sub-aperture)"를 정의하는 것이 유용하다는 것을 발견하였는데, 이는 실제 서브-개구들 내의 방사조도의 국소적인 변화들을 고려할 수 있게 한다. 위에서 언급한 바와 같이, 광학 표면들 상의 결 함들은 상대적으로 큰 방사광 에너지가 결함의 영역 내에 집중되는 경우에 심각할 수 있다. 따라서 실제 서브-개구 내에서, 상기 실제 서브-개구의 다른 부분들과 비교할 때 국소적인 방사조도가 상대적으로 큰 값을 가지는 경우에 그러한 영역들은 특히 심각할 수 있다. 방사광 에너지의 국소적인 집중과 관련된 문제들을 거의 피하기 위하여, 유효 방사조도에 대한 최대값이 발생하는 영역(또는 영역들)을 식별하기 위해 실제 서브-개구의 영역을 분석하는 것이 유용할 것으로 여겨진다. 기하학적인 묘사에 있어서, 국소적인 방사조도는 물체 평면 내에 있는 단일 필드점으로부터 기원하는 광선들의 "기하학적 광선 밀도"에 대한 특정 값으로 특징지워질 수도 있으며, 여기서 유효 방사조도에 대한 최대 값은 상기 기하학적 광선 밀도에 대해 최대 값이 발생하는 곳에서 발생한다.A substantially homogeneous distribution of irradiance in the actual sub-apertures may be an excellent approach for many purely refractive optical systems. However, there may be significant variations in the local irradiance in the actual sub-opening such that significant differences in the local irradiance may occur within the actual sub-apertures. It has been found useful to define an "effective sub-aperture" in order to take into account possible inhomogeneities with respect to the local irradiance in the actual sub-apertures, To take into account local changes in the environment. As mentioned above, defects on the optical surfaces can be significant if a relatively large synchrotron radiation energy is concentrated in the region of the defect. Thus, within the actual sub-aperture, such areas may be particularly severe if the local irradiance has a relatively large value when compared to other portions of the actual sub-aperture. In order to substantially avoid the problems associated with the local concentration of the radiation energy, it may be useful to analyze the area of the actual sub-aperture to identify the area (or areas) where the maximum value for the effective irradiance occurs. In a geometric description, the local irradiance may be characterized by a specific value for the "geometric light density" of rays originating from a single field point in the object plane, where the maximum value for the effective irradiance is the geometric ray Occurs where the maximum value for density occurs.

이제, 기하학적 광선 밀도(또는 유효 방사조도)의 그러한 국소적인 최대들을 고려한 시스템 최적화를 생각한다. 시스템 레이아웃에 대한 공차(tolerance)는, 각각의 실제 서브-개구가 균질하게 조명된다고 가정하여 특정한 값을 가질 수 있다. 그러나 상기 공차는, 실제 서브-개구 내에서 방사광 에너지의 국소적인 집중이 발생하는 경우에 더욱 엄격하게 되어야 한다. 이러한 영향은 최대 기하학적 광선 밀도(또는 최대 유효 방사조도)를 갖는 위치를 나타내는 서브-개구에 대응하는 "유효 서브-개구"를 정의함으로써 고려될 수 있다. 이러한 개념 내에서, "유효 서브-개구"의 크기는, 실제 서브-개구가 균질하게 조명되는 시스템들에서의 "실제 서브-개구"의 크기와 동일하다. 그러나, 방사광 에너지의 국소적인 집중이 상기 실제 서브-개구 내에서 발생한다면, 이는 실제 서브-개구의 크기보다 작게 되는 유효 서브- 개구의 크기에 의해 표현된다.Now consider a system optimization that takes into account such local maxima of the geometric light density (or effective irradiance). The tolerance for the system layout can have a particular value, assuming that each actual sub-aperture is illuminated homogeneously. However, the tolerance must be more stringent when localized concentration of the radiation energy in the actual sub-aperture occurs. This effect can be considered by defining "effective sub-apertures" corresponding to sub-apertures representing positions with maximum geometric light density (or maximum effective radial intensity). Within this concept, the magnitude of the "effective sub-aperture" is equal to the magnitude of the "actual sub-aperture" in systems where the actual sub- aperture is uniformly illuminated. However, if localized localization of the synchrotron radiation occurs in the actual sub-aperture, it is represented by the size of the effective sub-aperture which is smaller than the size of the actual sub-aperture.

실례로서, 도 1b는 WO 2004/019128 A2의 실시예5로부터 취한 또 다른 종래의 반사굴절식 투영 대물렌즈의 상세도를 도시한다. 동일한 또는 유사한 요소들은 도 1a에서와 동일한 참조 번호로 표시된다. 하나의 광선속(RB)이 물체 표면(OS)에 있는 선택된 필드점(FP1)으로부터 나온다. 물체 표면에서의 광선속의 개시각(opening angle)은 물체측 개구수 NAOBJ에 의해 결정된다. 광선들(R1 및 R2)을 포함하는 다양한 선택된 광선들의 궤적이 도시되어 있다. 도면으로부터 명백하듯이, 광선속(RB)의 광선들에 의해 정의된 기하학적 광선 밀도는 광학 표면들을 가로질러 제 1 폴딩 미러(FM1)의 상류측에 있는 큰 포지티브 메니스커스 렌즈(ML)의 영역까지 실질적으로 균질하다. 그러나, 광선들이 제 1 폴딩 미러(FM1)에 접근할수록, 광선들의 국소적인 밀도(즉, 기하학적 광선 밀도)는 광축에 더 가까운 영역과 비교할 때 광선속의 바깥쪽으로(광축(AX)으로부터 가장 멀리) 증가한다. 바꾸어 말하자면, 기하학적 광선 밀도는 제 1 중간상(IMI1)의 상류측에서 작은 거리에 있는 제 1 폴딩 미러의 영역에서 균질하지 않게 된다. 특히, 상이한 개구값으로 필드점(FP1)으로부터 기원하는 광선들(R1 및 R2)은 제 1 폴딩 미러(FM1)에 있는 또는 그에 가까이 있는 영역에서 교차한다. (단일한 광선들의 그러한 교차는 중간상들(IMI1, IMI2)에 각각 광학적으로 가까운 제 1 폴딩 미러(FM1) 및 제 2 폴딩 미러(FM2)의 영역들에서 특히 발생한다는 점을 유의한다.) 상이한 개구들로 공통의 필드점으로부터 기원하는 광선들의 교차는 "부식(caustic)" 조건의 존재를 나타낸다. 광선속(RB)의 광선들이 교차하는 영역들에, 즉 "부식성 영역(caustic region)들"에 제 1 폴딩 미러(FM1)와 제 2 폴딩 미러(FM2) 모두가 위치한다는 것은 도 1b로부터 명백하다.By way of illustration, FIG. 1B shows a detail view of another conventional catadioptric projection objective taken from Example 5 of WO 2004/019128 A2. The same or similar elements are denoted by the same reference numerals as in FIG. One ray of light RB emerges from the selected field point FP1 on the object surface OS. The opening angle of the light beam on the object surface is determined by the object side numerical aperture NA OBJ . The trajectories of various selected rays including rays Rl and R2 are shown. As is apparent from the figure, the geometric light beam density defined by the rays of light RB is transmitted to the area of the large positive meniscus lens ML, which is on the upstream side of the first folding mirror FM1 across the optical surfaces Substantially homogeneous. However, as the rays approach the first folding mirror FM1, the local density of the rays (i.e., the geometric light beam density) increases to the outside of the light beam (furthest away from the optical axis AX) do. In other words, the geometric light density becomes non-homogeneous in the region of the first folding mirror at a small distance upstream from the first intermediate image IMI1. In particular, the rays R1 and R2 originating from the field point FP1 with different aperture values intersect in an area at or near the first folding mirror FM1. (Note that such intersection of single rays occurs particularly in the areas of the first folding mirror FM1 and the second folding mirror FM2 optically close to the intermediate images IMI1 and IMI2, respectively. The intersection of rays originating from a common field point with a " light " indicates the presence of a "caustic" condition. It is evident from FIG. 1B that both the first folding mirror FM1 and the second folding mirror FM2 are located in the regions where the rays of light RB intersect, i.e. in the "caustic regions ".

상술한 바와 같이, 특정 필드점에 대응하는 기하학적 광선 밀도는 광학 표면 상의 총 방사조도에 대한 특정 필드점의 기여를 표현하는 것으로서 여겨질 수 있다. 이러한 기여는 본 출원에서 "유효 방사조도(effective irradiance)"라고 부른다. 사고 실험에서, 광학 시스템의 물체 평면 내의 (하나의 단일한 필드점을 나타내는) 조명 핀홀을 생각한다. 한 광선속이 상기 필드점으로부터 기원한다. 그 필드점에 대응하는 "유효 방사조도"는 한 선택된 광학 표면에서의 그 필드점으로부터 기원하는 광선속의 방사조도 기여이다. 상기 광학 표면에 입사하는 총 방사조도에 대한 이러한 기여는 물체 표면 내의 핀홀의 위치의 함수일 뿐만 아니라 상기 광학 표면 상의 위치(또는 장소)의 함수이다. (단일한 물체 필드점에 대응하는 방사조도인) 유효 방사조도의 모든 값들 중 최대값은 소정의 "방사조도 문턱값"을 초과하여서는 안되는 것으로 의도된다.As noted above, the geometric light density corresponding to a particular field point can be viewed as representing the contribution of a particular field point to the total irradiance on the optical surface. This contribution is referred to in this application as "effective irradiance ". In an accident experiment, consider an illumination pinhole (representing one single field point) in the object plane of the optical system. A ray of light originates from the field point. The "effective irradiance" corresponding to the field point is the contribution of the irradiance of the light beam originating from its field point at the selected optical surface. This contribution to the total irradiance entering the optical surface is a function of the position of the pinhole in the object surface as well as a function of the position (or location) on the optical surface. The maximum value of all values of the effective irradiance (which is the irradiance corresponding to a single object field point) is not intended to exceed the predetermined "irradiance threshold ".

부식성 영역에서, 즉 부식 조건이 존재하는 영역에서, 유효 방사조도(핀홀 방사조도)는 상대적으로 작은 표면 면적 상에 심각한 광 에너지의 집중을 실질적으로 이끌며 발산하게 될 수 있다. 광선 진행의 관점에서, 상이한 개구수로 한 물체점으로부터 방출된 상이한 광선들이 한 광학 표면 상에서 또는 그 부근에서 교차한다면, 부식 조건은 그 광학 표면 상에 주어진다. 부식성 영역이 위치하는 광학 표면 상의 표면 결함은 상이한 개구각(aperture angle)으로 물체점으로부터 방출된 광선들에 영향을 주며, 그럼으로써 부식성 영역 바깥에 위치한 결함보다 실질적으 로 더 결상 품질을 잠재적으로 악화시킨다.In the corrosive region, that is, in the region where the corrosive condition exists, the effective irradiance (pinhole irradiance) can lead to substantially directing the concentration of serious light energy on a relatively small surface area. From the point of view of ray propagation, if different rays emitted from object points with different numerical apertures intersect on or near one optical surface, a corrosion condition is given on the optical surface. Surface defects on the optical surface where the corrosive area is located affect the light rays emitted from the object point at different aperture angles, thereby substantially further degrading the imaging quality than defects located outside the corrosive area .

본 발명에 따른 투영 대물렌즈를 제조하는 방법의 일 실시예에 있어서, 광학 표면들 상의 부식 조건들의 발생 및/또는 광학 표면들 상의 너무 작은 유효 서브-개구들의 발생은, 투영 대물렌즈의 광학 요소들의 일반적인 배치를 이끄는 컴퓨터-기반의 광학 설계에 사용되는 소프트웨어에서 대응하는 서브-루틴으로 인해 체계적으로 회피된다. 그러한 부식 조건들이 체계적으로 회피되는 경우에, 결과적인 투영 대물렌즈의 광학적 성능을 실질적으로 위태롭게 하지 않고도 공정의 청결함에 대한 요구조건들이 완화될 수 있다.In one embodiment of the method of manufacturing a projection objective according to the present invention, the occurrence of erosion conditions on the optical surfaces and / or the generation of too small effective sub-apertures on the optical surfaces causes the optical elements of the projection objective But are systematically avoided by corresponding sub-routines in software used in computer-based optical design leading to typical layouts. In the event that such corrosion conditions are systematically avoided, the requirements for cleanliness of the process can be mitigated without substantially jeopardizing the optical performance of the resulting projection objective.

본 실시예에서, 계산적인 공정에서 사용되는 장점 함수(merit function) 성분들 중 하나는, (이미지 표면에 가장 가까운 마지막 광학 표면을 제외한) 각각의 광학 표면 상에서 발생하는 유효 방사조도 IRRDDEFF에 대한 최대 값이 소정의 방사조도 문턱값 IRRTV를 초과하지 않을 것을 요구하는 최대 방사조도 요구조건을 정의한다.In this embodiment, one of the merit function components used in the computational process is that the effective irradiance that occurs on each optical surface (except for the last optical surface closest to the image surface) is equal to the maximum effective IRRDD EFF Lt; RTI ID = 0.0 > IRRTV. ≪ / RTI >

여기서 사용된 바와 같은, 용어 "방사조도"는 단위 면적 당, 한 표면에서의 전자기 방사광의 파워(power)를 나타낸다. 구체적으로, 상기 용어 "방사조도"는 표면에 입사하는 전자기 방사광의 파워를 나타낸다. 방사조도에 대한 SI 단위는 평방 미터 당 와트(W/㎡)이다. 방사조도는 때때로 세기로도 불리지만, 상이한 단위를 가지는 방출 세기(radiant intensity)와 혼동되어서는 안된다. ("핀홀 방사조도"로도 표기되는) 용어 "유효 방사조도"는, 하나의 단일한 물체 필드점으로부터 나오는 방 사광으로부터 기원하는, 한 광학 표면에 입사하는 전체 방사조도에 대한 기여를 나타낸다. 광선 진행의 관점에서, 상기 "유효 방사조도"는 등거리 개구 계단들로 공통의 필드점으로부터 기원하는 상이한 광선들의 "기하학적 광선 밀도"에 대응한다. 유효 방사조도는 한 표면 상에서 균질할 수 있다. 일반적으로는, 상기 유효 방사조도는 (큰 국소적인 기하학적 광선 밀도에 대응하는) 최대 유효 방사조도의 영역과 (더 작은 기하학적 광선 밀도에 대응하는) 유효 방사조도에 대한 더 작은 값들의 영역을 정의하도록 한 표면에 걸쳐 변화할 수도 있다.As used herein, the term "irradiance" refers to the power of electromagnetic radiation at one surface per unit area. Specifically, the term "irradiance" refers to the power of electromagnetic radiation incident on the surface. SI units for irradiance are in watts per square meter (W / ㎡). Radiance is sometimes called intensity, but it should not be confused with radiant intensity with different units. The term "effective irradiance " (also referred to as" pinhole irradiance ") refers to the contribution to total irradiance incident on one optical surface, originating from the radiant light coming from one single object field point. From the light ray progression, the "effective irradiance" corresponds to the "geometric light ray density" of different rays originating from a common field point with equidistant aperture steps. The effective irradiance can be homogeneous on one surface. In general, the effective irradiance is defined to define an area of maximum effective irradiance (corresponding to a large local geometric light density) and an area of smaller values for effective irradiance (corresponding to a smaller geometric light density) It may also vary across a surface.

유효 방사조도의 상대적으로 큰 값들이 광학 표면 상에서 발생하는 경우, 그러한 광학 표면들은 스크래치 및 오염과 같은 표면 결함들에 대하여 위험하게 될 수 있다. 유효 방사조도의 상대적으로 큰 값들은, 예를 들어, 광학 표면 상의 부식 조건들에 의해 및/또는 광학 표면 상의 너무 작은 유효 서브-개구들에 의해 초래될 수 있다.If relatively large values of effective irradiance occur on the optical surface, such optical surfaces can be compromised for surface defects such as scratches and contamination. Relatively large values of effective irradiance can be caused, for example, by corrosion conditions on the optical surface and / or by too small effective sub-apertures on the optical surface.

투영 대물렌즈의 광학적 설계(레이아웃)를 계산하는데 사용되는 소프트웨어 프로그램 내에서 구현되는 최적화 루틴의 일 실시예가 도 3에 도시된 개략적인 흐름도를 참조하여 이제 설명된다. 제 1 단계(S1)(수차들에 대한 최적화, OPT AB)에서, 광학적 설계의 기본적인 레이아웃이 최적화 설계(D1)를 얻도록 수차들에 관하여 최적화된다. 이를 위하여, 투영 대물렌즈의 하나의 이상의 구조 파라미터들을 변화시키기 위해 그리고 상기 설계의 결과적인 전체 수차들을 계산하기 위해 적절한 광학적 설계 프로그램의 통상적인 서브루틴들이 사용될 수 있다. 결과적으로 최적화 설계(D1)는, 하나 이상의 광학 표면들 상에서 유효 방사조도의 큰 집중이 국 소적으로 발생하는 광학 표면들을 가질 수도 있고 갖지 않을 수도 있다.One embodiment of an optimization routine implemented in a software program used to calculate the optical design (layout) of the projection objective is now described with reference to the schematic flow chart shown in FIG. In the first step S1 (optimization for aberrations, OPT AB), the basic layout of the optical design is optimized with respect to aberrations to obtain the optimized design D1. To this end, conventional subroutines of appropriate optical design programs may be used to change one or more structural parameters of the projection objective and to calculate the resulting overall aberrations of the design. As a result, the optimization design D1 may or may not have optical surfaces that occur locally, with a large concentration of effective irradiance on one or more of the optical surfaces.

제 2 단계(S2)에서, 투영 대물렌즈의 이미지 표면에서의 유효 방사조도에 대해 정규화된 유효 방사조도를 나타내는 정규화된 유효 방사조도 값 IRRADEFF이 (투영 대물렌즈의 이미지 표면에 직접적으로 인접한 마지막 광학 표면을 제외한) 상기 투영 대물렌즈의 각각의 광학 표면 상에서의 소정의 방사조도 문턱값 IRRTV을 초과하는지 아닌지 여부를 결정하기 위하여, 상기 최적화된 설계가 분석된다.In a second step S2, a normalized effective irradiance value IRRAD EFF representing the effective irradiance normalized to the effective irradiance at the image surface of the projection objective is obtained (the last optical power directly adjacent to the image surface of the projection objective The optimized design is analyzed to determine whether or not a predetermined irradiance threshold IRRTV on each optical surface of the projection objective (except the surface) is exceeded.

만약 정규화된 유효 방사조도 값 IRRADEFF이 어떠한 광학 표면 상에서도(마지막 광학 표면은 가능하면 제외하고) 방사조도 문턱값 IRRTV을 초과하지 않는다면, 최적화 설계(D1)를 나타내는 파라미터들은, 수차 정도(aberration level) AB가 소정의 수차 문턱값 ATV의 위에 있는지 또는 아래에 있는지 여부를 결정하기 위하여 수차 결정 단계(S3)로 입력된다. 만약 수차 정도가 수차 문턱값 아래에 있다면, 최적화 설계(D2)가 최적화 과정의 결과로서 출력된다. 최종적인 설계(D2)는, 제 2 단계(S2)에서의 방사조도 결정에 대한 입력으로서 역할을 하는 최적화 설계(D1)와 동일할 것이다.If the normalized effective irradiance value IRRAD EFF does not exceed the irradiance threshold IRRTV on any optical surface (except when the last optical surface is possible), then the parameters representing the optimization design D1 are the aberration level, AB is input to the aberration determining step S3 to determine whether it is above or below the predetermined aberration threshold value ATV. If the aberration degree is below the aberration threshold, the optimization design (D2) is output as a result of the optimization process. The final design D2 will be the same as the optimization design D1 that serves as input to the emission intensity determination in the second step S2.

만약 제 2 단계(S2)에서의 방사조도 결정이, 최적화 설계(D1)의 정규화된 유효 방사조도 값 IRRAD이 적어도 하나의 광학 표면에 대해(마지막 광학 표면 제외) 방사조도 문턱값 IRRTV을 초과한다고 결정한다면, 계산 루틴은 방사조도 최적화 단계(S4)(OPT IRRAD)로 진행하며, 여기서 중요한 광학 표면들 상의 방사조도의 국소적인 집중을 감소시키기 위하여 상기 최적화 설계(D1)는 유효 방사조도에 대하여 다시 최적화된다. 이를 위하여, 투영 대물렌즈의 적어도 하나의 구조 파라미터가 변경되며 최대 방사조도 요구조건을 정의하는 장점 함수 성분을 포함하여 전체적인 장점 함수가 채용된다. 그런 후 결과적인 재최적화 설계(D1')는, 이제 정규화된 방사조도 값이 고려된 광학 표면들의 각각에 대해 방사조도 문턱값 IRRTV 아래에 있는지 여부를 결정하기 위하여 단계(S1)를 통해 방사조도 결정 단계(S2)로 입력된다. 두 개 이상의 재최적화 단계들을 포함하는 반복이 상기 목적을 위해 사용될 수 있다.]If the irradiance determination in the second step S2 determines that the normalized effective irradiance value IRRAD of the optimization design D1 exceeds the irradiance threshold value IRRTV for at least one optical surface (excluding the last optical surface) , The calculation routine proceeds to an irradiance optimization step S4 (OPT IRRAD), where the optimization design D1 is again optimized for effective irradiance to reduce the local concentration of irradiance on the critical optical surfaces do. To this end, at least one structural parameter of the projection objective is modified and an overall advantage function is employed, including an advantage function component that defines the maximum irradiance requirement. The resulting re-optimization design D1 'then determines the illuminance intensity through step S1 to determine whether the normalized illuminance value is now below the illuminance threshold value IRRTV for each of the considered optical surfaces Is input to step S2. Repetitions involving more than two re-optimization steps may be used for this purpose.

만약 상기 결과적인 재최적화 설계(D1')가 방사조도의 국소적인 최대의 발생에 관하여 최적화되었다고 방사조도 결정 단계(S2)가 결정하면, 방사조도에 관한 재최적화가 하나 이상의 임계 수차들을 각각의 수차 문턱값 위에 있도록 하는지 여부를 결정하기 위하여 최적화된 구조가 수차 결정 단계(S3)로 입력된다. 만약 재최적화 설계가 수차들에 대하여 여전히 수용 가능하다면, 최종 설계(D2')가 얻어지며 단계(S5)에서 출력된다.If the radiation illuminance determining step S2 determines that the resulting re-optimization design D1 'has been optimized with respect to the local maximum occurrence of the radiation illuminance, re-optimization of the irradiance illuminates one or more critical aberrations The optimized structure is input to the aberration determining step S3 to determine whether to be above the threshold value. If the re-optimization design is still acceptable for aberrations, the final design (D2 ') is obtained and output in step S5.

만약 상기 설계가 수차들에 관하여 최적화되어야 할 필요가 있다면, (방사조도에 관하여 이미 최적화되어 있는) 상기 광학적 설계를 수차들에 관하여도 변형하기 위하여, 단계(S2)로부터 받은 구조 파라미터들이 단계(S1)로 입력된다. 수차에 관하여 상기 설계를 재최적화하고 모든 중요한 광학 표면들에 대하여 임계 방사조도 문턱값 IRRTV 아래의 정규화된 방사조도 값을 여전히 얻기 위하여 하나 이상의 반복들이 필요할 수도 있다. 최종적인 설계(D2')는 재최적화 과정의 결과이다.If the design needs to be optimized with respect to aberrations, in order to modify the optical design (which has already been optimized with respect to the irradiance) also with respect to aberrations, the structural parameters received from step S2, ). One or more iterations may be needed to re-optimize the design with respect to aberrations and still obtain a normalized irradiance value below the critical irradiance threshold IRRTV for all critical optical surfaces. The final design (D2 ') is the result of the re-optimization process.

몇몇 실시예들에서, 결정 단계(S2)를 결정하는 방사조도에 관한 서브루틴은, 이미지 표면에 가장 가까운 마지막 광학 표면을 제외하고 모든 광학 표면들 상의 너무 작은 서브-개구들을 회피하도록 하고 모든 광학 표면들 상의 부식 조건들의 발생을 회피하도록 할 수 있다.In some embodiments, the subroutine relating to the irradiance that determines the determination step S2 allows for avoiding too small sub-apertures on all optical surfaces, except for the last optical surface closest to the image surface, Thereby avoiding the occurrence of erosive conditions on the surfaces.

광학 표면들 상의 부식 조건의 발생을 체계적으로 회피하도록 설계된 계산적인 루틴의 일 실시예가 이제 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명된다.One embodiment of a computational routine designed to systematically avoid the occurrence of corrosion conditions on the optical surfaces is now described with reference to Figures 4-6.

제조 방법의 계산적인 부분의 제 1 단계에서, 다수의 대표적인 필드점들이 정의된다. 상기 대표적인 필드점들로부터 기원하는 광선속들의 광선들에 대한 광선 추적이 수행된다.In the first step of the computational part of the manufacturing method, a number of representative field points are defined. Ray tracing is performed on the rays of rays of light originating from the representative field points.

제 2 단계에서, 동공 래스터(pupil raster)가 정의되는데, 여기서 상기 동공 래스터는 투영 대물렌즈의 동공면에 있는 래스터 점(raster point)들의 어레이를 나타내며, 상기 래스터 점들은 2차원 어레이 내에서 소정의 거리로 서로로부터 떨어져 있다.In a second step, a pupil raster is defined, in which the pupil raster represents an array of raster points in the pupil plane of the projection objective, the raster points being arranged in a two- Distance away from each other.

제 3 단계에서, 대표적인 필드점들로부터 기원하며 상기 동공 래스터의 래스터 점들을 통과하는 광선들의 광선 궤적이 각각의 대표적인 필드점들에 대해 계산된다. 이 목적을 위하여, CODE V, OSLO 또는 ZEMAX와 같은 상업적으로 입수 가능한 설계 프로그램들이 사용될 수 있다.In a third step, a ray trajectory of the rays originating from representative field points and passing through the raster points of the pupil raster is calculated for each representative field point. Commercially available design programs such as CODE V, OSLO or ZEMAX may be used for this purpose.

동공 래스터는 통상적으로 투영 대물렌즈의 전체 활용 가능한 개구를 둘러싸는데, 여기서 상기 개구는 각각의 대표적인 필드점으로부터 기원하는 광선속의 개시각을 결정한다. 도 4에 개략적으로 도시된 동공 래스터의 실시예에서, 동공면 내의 래스터 점들의 좌표들은, 이웃하는 래스터 점들(즉, 소정의 거리로 서로 직접적 으로 인접하는 래스터 점들)이 방위각 방향으로 동일한 거리를 갖도록 극좌표로 주어져 있다. 본 실시예에서, 둘레 방향(방위각 방향)으로 이웃하는 래스터 점들 사이의 각도 계단 폭은 10/3도이다. 반경 방향(방사 방향)으로의 래스터 점들의 좌표는 각각의 광선들과 광축 사이에 포함된 개구각에 대응한다. 상기 각도는 본 출원에서 "동공각(pupil angle)"으로도 불린다. 동공각의 사인(sine)의 절대값은 각도 0과 최대 각도 kmax = NAㆍβ 사이에서 제곱근 함수

Figure 112009030743864-pct00001
에 따라 계단형으로 증가하는데, 여기서 i = 0, 1, ..., n 이고, NA는 투영 대물렌즈의 이미지측 개구수이며, β는 물체 필드와 이미지 필드 사이의 배율이다. 그렇게 함으로써, 동공면은 실질적으로 동일한 래스터 필드 면적을 갖는 래스터 필드(또는 래스터 셀)들로 재분할된다.The pupil raster typically surrounds the entire usable aperture of the projection objective, wherein the aperture determines the aperture angle of the light beam originating from each representative field point. In the embodiment of the pupil raster shown schematically in Figure 4, the coordinates of the raster points in the pupil plane are such that the neighboring raster points (i.e., raster points directly adjacent to each other at a predetermined distance) have the same distance in the azimuthal direction It is given in polar coordinates. In this embodiment, the angular step width between neighboring raster points in the circumferential direction (azimuth direction) is 10/3 degrees. The coordinates of the raster points in the radial direction (radial direction) correspond to the aperture angles included between the respective rays and the optical axis. The angle is also referred to as the "pupil angle" in the present application. The absolute value of the sine of the sinusoid is defined as the square root function between angle 0 and maximum angle k max = NA -
Figure 112009030743864-pct00001
, Where n is the image-side numerical aperture of the projection objective, and? Is the magnification between the object field and the image field. By doing so, the pupil plane is subdivided into raster fields (or raster cells) having substantially the same raster field area.

제 4 단계에서, 투영 대물렌즈 내의 광학 표면들과 선택된 광선들과의 교차점들이 (몇몇의 경우들에서 이미지 표면에 바로 인접하는 마지막 광학 표면을 잠재적으로 제외하고) 각각의 광학 표면에 대하여 계산된다.In a fourth step, the intersections of the optical surfaces and the selected rays in the projection objective are calculated for each optical surface (potentially excluding the last optical surface immediately adjacent to the image surface in some cases).

다음의 단계들에서, 동공면 내의 직접적으로 이웃하는 래스터 점들의 쌍들이 고려된다. 직접적으로 이웃하는 래스터 점들은, 상기 쌍의 두 래스터 점들이 동일한 방위각 좌표 또는 동일한 동공각 좌표를 갖는 반면 각각의 다른 좌표들이 미리 선택된 계단 폭에 따라 각각의 좌표 방향으로 하나의 좌표 계단만큼씩 상이한 것을 특징으로 한다. 이웃하는 래스터 점들의 각각의 쌍에 대해, 다음과 같은 계차몫(difference quotient)이 계산되며:In the following steps, pairs of directly neighboring raster points in the pupil plane are considered. Directly neighboring raster points are defined such that the two raster points of the pair have the same azimuth coordinate or the same dynamic coordinate, while each of the other coordinates differs by one coordinate step in each coordinate direction according to the preselected step width . For each pair of neighboring raster points, the following difference quotient is computed:

Figure 112009030743864-pct00002
Figure 112009030743864-pct00002

여기서, f는 각각의 광학 표면의 번호를 나타내며, i, j는 이웃하는 동공 래스터 점들의 색인을 나타낸다. 수학식(1)에서, 변수 x와 k는 벡터이다. 벡터 x의 성분들은 실제 공간에서 광학 표면들 상의 한 점의 좌표를 나타낸다. 벡터 k의 성분들은 광학 시스템의 입사동공(entrance pupil)에서의(즉, 동공 공간에서의) 광선의 진행 방향을 가리키는 단위 벡터의 x, y, z 좌표들을 나타내는 방향 사인 값들이다. 따라서, 수학식(1)에서 계차몫은, 동공 공간 내의 소정의 계단 폭(변수 k)을 갖는 계단과 광학 표면 상의 실제 공간 내의 대응하는 계단 폭(변수 x) 사이의 관계를 나타내는 측정값이다. 바꾸어 말하자면, 수학식(1)의 계차몫에 의해 정의된 그레디언트(gradient) 파라미터 gf ij는 동공 좌표들에 있어서의 주어진 차에 대한 각각의 표면 상의 교차점들의 변화의 정도를 나타낸다. (수학식(1)의 계차몫은 유한한 계단 폭이 수치 계산에서 통상적으로 사용된다는 것을 나타내는 미분몫(differential quotient)의 근사치이다. 수학식(1)의 계차몫은 계단 폭이 영(0)에 접근함에 따라 미분몫이 된다.)Where f represents the number of each optical surface and i, j represents the index of neighboring pupil raster points. In Equation (1), the variables x and k are vectors. The components of vector x represent the coordinates of a point on the optical surfaces in real space. The components of vector k are direction sign values indicating the x, y, z coordinates of the unit vector indicating the direction of travel of the light in the entrance pupil of the optical system (i.e., in the pupil space). Thus, the quotient in Equation (1) is a measure that represents the relationship between the step having a predetermined step width (variable k) in the pupil space and the corresponding step width (variable x) in the actual space on the optical surface. In other words, the gradient parameter g f ij defined by the numerator of equation (1) represents the degree of change in intersection points on each surface for a given difference in pupil coordinates. (The differential quotient of equation (1) is an approximation of the differential quotient, which indicates that the finite step width is typically used in numerical calculations. And becomes a derivative share.

위의 수학식(1)에 주어진 수치적 기준은 선형 그레디언트를 사용하여 정의된 것임을 유의한다. 더욱 정확하게는, 방향 공간 내의 관련된 하나와 대응하는 표면 상의 한 격자 메시 요소(grid mesh element)의 영역들 사이의 비율이 제어될 수 있 었을 것이다. 그러나 실용적으로는, 거의 직교하는 방향들로 선형 그레디언트를 제어하는 것이 대부분의 경우에 광선 밀도의 국소적인 피크를 회피하기에 충분한다는 것을 보여준다.Note that the numerical criterion given in equation (1) above is defined using linear gradients. More precisely, the ratio between the areas of one grid mesh element on the corresponding one and the corresponding one in the orientation space could be controlled. Practically, however, it is shown that controlling the linear gradients in nearly orthogonal directions is sufficient in most cases to avoid local peaks of light density.

추가적인 단계에서, 광학 표면들 상의 이웃하는 교차점들 사이의 수용 가능한 최소 그레디언트를 나타내는 그레디언트 문턱값이 정의된다. 예를 들어, 그레디언트 문턱값 gf ij(min) = 10mm가 정의될 수 있다.In a further step, a gradient threshold value is defined that represents the minimum acceptable acceptance between neighboring intersections on the optical surfaces. For example, a gradient threshold g f ij (min) = 10 mm may be defined.

그레디언트 파라미터의 의미를 추가적으로 설명하는 것으로서, 도 5는 선택된 대표적인 필드점에 대한 선택된 광학 표면 상의 도 4에 도시된 동공 래스터의 광선들의 교차점들을 도시한다. 광학 표면의 우하부에 있는 높은 방사조도 영역(HIRAD)에서 교차점들의 국소적인 밀도가 상기 높은 방사조도 영역에 대해 직경 방향으로 반대쪽에 있는 좌상부에서와 같이 광학 표면의 다른 부분들에서보다 상당히 더 크기 때문에, 교차점들의 분포 및 그 결과로서 광학 표면에 걸친 방사조도의 분포가 균일하지 않다는 것이 명백하다. 그러나, 광학 표면 상에는 부식 조건들이 주어지지 않는데, 왜냐하면 (각각의 영역 내의 방사조도의 양을 나타내는 이웃하는 교차점들 사이의 계단 폭이 상기 광학 표면에 걸쳐 크게 변화함에도 불구하고) 방위각 방향 및 반경 방향으로의 일련의 교차점들이 동공면에서와 동일하기 때문이다. 도 5에 도시된 상황은 그레디언트 파라미터 gf ij에 대하여 4.7mm의 값에 대응한다.5 further illustrates the intersection points of the rays of the pupil raster shown in Fig. 4 on the selected optical surface for the selected representative field point. The local density of the intersections in the high irradiance area (HIRAD) at the lower right corner of the optical surface is considerably larger than in other parts of the optical surface, such as in the upper left, diametrically opposed to the higher irradiance area It is clear, therefore, that the distribution of the intersections and, consequently, the distribution of the irradiance across the optical surface is not uniform. However, no erosion conditions are given on the optical surface, because (in spite of the fact that the step width between neighboring intersections representing the amount of irradiance in each area varies greatly across the optical surface) Because the series of intersections in the pupil plane is the same as in the pupil plane. The situation shown in Fig. 5 corresponds to a value of 4.7 mm for the gradient parameter g f ij .

다음의 단계에서, 그레디언트 파라미터의 최소값이 각각의 광학 표면들에 대해(선택적으로, 마지막 광학 표면을 제외하고) 계산된다. 만약 특정 광학 표면에 대해 계산된 최소값이 그레디언트 문턱값보다 더 작다는 것이 발견된다면, 각각의 광학 표면에 대한 최소 그레디언트가 그레디언트 문턱값과 같거나 그보다 커질 때까지 증가하도록 투영 대물렌즈의 구조 파라미터들이 최적화된다. 예를 들어, 상기 최적화 과정은 각각의 광학 표면과 이웃하는 필드면(field surface)(물체 표면, 중간상 표면 또는 이미지 표면과 같은) 사이의 거리를 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 그 대신에 또는 그에 추가하여, 이웃하는 교차점들에 대해 계산된 그레디언트를 증가시키기 위하여 최소 그레디언트 영역 내의 광학 표면의 국소적인 경사가 변경될 수도 있다.In the next step, the minimum value of the gradient parameter is calculated for each of the optical surfaces (optionally, except for the last optical surface). If the minimum value computed for a particular optical surface is found to be less than the gradient threshold, then the structural parameters of the projection objective are optimized such that the minimum gradient for each optical surface increases until it is greater than or equal to the gradient threshold do. For example, the optimization process may include increasing the distance between each optical surface and a neighboring field surface (such as an object surface, intermediate surface, or image surface). Alternatively or additionally, the local tilt of the optical surface within the minimum gradient area may be changed to increase the calculated gradient for neighboring intersections.

"유효 서브-개구"의 대응하는 반경 RSUBEFF는 다음의 수학식(2)에 따라 계산될 수 있다.The corresponding radius R SUBEFF of the "effective sub-opening" can be calculated according to the following equation (2).

Figure 112009030743864-pct00003
Figure 112009030743864-pct00003

여기서, Min(gf ij)는 수학식(1)에 있는 계차몫의 최소값이며 NAOBJ는 이미지측 개구수이다. 그레디언트 파라미터에 대해 최소값을 갖는 영역이 최대 기하학적 광선 밀도(및 최대 유효 방사조도)를 갖는 영역과 대응한다는 점을 유의한다.Here, Min (g f ij ) is the minimum value of the difference quotient in Equation (1) and NA OBJ is the image side numerical aperture. Note that the area having the minimum value for the gradient parameter corresponds to the area having the maximum geometric light density (and the maximum effective irradiance).

최적화 과정의 최종적인 결과로서, 그레디언트 파라미터가 그레디언트 문턱 값과 같거나 그보다 크도록 투영 대물렌즈의 모든 광학 표면들이 위치하고 성형된다. 방사조도의 관점에 있어서, 이러한 요구조건은, 투영 대물렌즈의 이미지 표면에서의 방사조도에 대해 정규화된 방사조도를 나타내는 정규화된 방사조도 값 IRRAD가 투영 대물렌즈의 각각의 광학 표면(투영 대물렌즈의 이미지 표면에 직접적으로 인접하는 마지막 광학 표면을 제외하고) 상의 소정의 방사조도 문턱값 IRRTV를 초과하지 않는다는 조건과 대응한다. 방사조도가 정규화된 방사조도에 대한 수용 가능한 최대값을 초과하지 않는 경우에, 투영 대물렌즈의 광학적 성능은, 상술한 바와 같이, 광학 표면들 상의 잠재적인 결함들에 대해 상대적으로 민감하지 않게 된다.As a final result of the optimization process, all of the optical surfaces of the projection objective are positioned and shaped such that the gradient parameter is equal to or greater than the gradient threshold. In view of the radiance, this requirement is satisfied if the normalized irradiance value IRRAD, which represents the normalized irradiance for the irradiance at the image surface of the projection objective, is greater than the normalized irradiance value IRRAD for each optical surface of the projection objective (Except for the last optical surface directly adjacent to the image surface) does not exceed the predetermined illuminance threshold IRRTV. If the irradiance does not exceed the acceptable maximum value for the normalized irradiance, the optical performance of the projection objective becomes relatively insensitive to potential defects on the optical surfaces, as described above.

비교를 위하여, 도 6은 필드점에 대해 부식 조건이 발생하는 영역 내에 있는 "가상의" 시스템 표면 상의 동공 래스터의 광선들의 교차점들을 도시한다. 가상 표면의 좌상부에서, 동공의 외측 에지에서의 동공 좌표들에 대응하는 교차점들이 광축과 상기 동공의 외측 에지 사이의 어딘가에 위치하는 래스터 점들에 대응하는 교차점들보다 축 광선(axial ray)의 교차점에 더 가까이 놓여 있다는 것이 명백하다. 바꾸어 말하자면, (동공 래스터에서 상이한 반경 방향 좌표들에 의해 표현되는) 상이한 개구수로 어떤 필드점으로부터 기원하는 광선들은, 동공면 내의 더 큰 개구값에 대응하는 광선이 더 작은 개구값들에 대응하는 광선들보다 축 광선에 더 가깝게 광학 표면과 교차하도록, 각각의 광학 표면 상에서 또는 그 부근에서 교차한다. 이러한 설명에서, 그레디언트 파라미터 gf ij는 부식성 영역(CAUSTIC)(좌상부)에 놓여 있는 광학 표면의 영역에서 0mm의 최소값을 얻는다.For comparison, FIG. 6 shows the intersections of the rays of the pupil raster on the "virtual" system surface within the region where the corrosion condition occurs for the field point. At the upper left of the hypothetical surface, the intersection points corresponding to the pupil coordinates at the outer edge of the pupil are located at the intersection of the axial ray, rather than the intersection points corresponding to raster points located somewhere between the optical axis and the outer edge of the pupil It is clear that they are closer. In other words, the rays originating from a certain field point with different numerical apertures (represented by different radial coordinates in the pupil raster) may be arranged such that the light rays corresponding to the larger aperture value in the pupil plane correspond to smaller aperture values Intersect on or near each optical surface so as to intersect the optical surface closer to the axis of the ray than to the rays of light. In this description, the gradient parameter g f ij obtains a minimum value of 0 mm in the region of the optical surface lying in the caustic region (CAUSTIC) (upper left).

이러한 방법을 채용하는 것은, 어떠한 광학 표면들도 부식성 영역에 및/또는 매우 작은 유효 서브-개구들을 갖는 영역에 위치하지 않는 광학적 설계를 체계적으로 유도한다. 그러한 광학 표면들이 광학 시스템 내에서 회피되는 경우에, 표면 품질 및/또는 오염에 관한 세부 사항들이 완화될 수 있으며, 그럼으로써 광학 시스템의 제조를 용이하게 할 수 있다.Adopting this method systematically leads to optical design in which no optical surfaces are located in areas with corrosive and / or very small effective sub-apertures. In the event that such optical surfaces are avoided in the optical system, details regarding surface quality and / or contamination can be mitigated, thereby facilitating the fabrication of the optical system.

도 7은 그러한 조건들을 따르는 반사굴절식 투영 대물렌즈(100)의 일 실시예를 도시한다. 상기 투영 대물렌즈는 λ=193nm의 공칭 UV-동작 파장에 대해 설계되어 있다. 그 세부 사항은 표 1 및 표 1a에 주어져 있다. 투영 대물렌즈(100)는, 정확하게 두 개의 중간 실상(real intermediate image)(IMI1, IMI2)을 형성하면서, 평평한 물체 표면(OS)(물체 평면)에 배치된 레티클 상의 패턴의 이미지를 축소된 스케일로, 예컨대 4;1로 평평한 이미지 표면(IS)(이미지 평면)으로 투영시키도록 설계되어 있다. 직사각형의 유효 물체 필드(OF)와 이미지 필드(IF)는 광축(AX)의 완전히 바깥쪽에 있는 비축(off-axis)이다. 제 1 굴절식 대물렌즈부(OP1)는 물체 표면에 있는 패턴을 확대된 스케일로 제 1 중간상(IMI1)으로 결상하도록 설계된다. 제 2 반사굴절식(굴절식/반사식) 대물렌즈부(OP2)는 제 1 중간상(IMI1)을 1:(-1)에 가까운 배율로 제 2 중간상(IMI2)으로 결상시킨다. 제 3 굴절식 대물렌즈부(OP3)는 제 2 중간상(IMI2)을 강한 축소 비율로 이미지 표면(IS) 위로 결상시킨다.FIG. 7 illustrates one embodiment of a catadioptric projection objective 100 that follows such conditions. The projection objective is designed for a nominal UV-operating wavelength of? = 193 nm. The details are given in Tables 1 and 1a. The projection objective 100 can project an image of a pattern on a reticle disposed on a flat object surface OS (object plane) onto a reduced scale, while accurately forming two intermediate intermediate images IMI1 and IMI2 , E.g., 4: 1, onto a flat image surface IS (image plane). The rectangular effective object field OF and the image field IF are off-axis completely outside the optical axis AX. The first articulated objective lens unit OP1 is designed to image the pattern on the object surface to the first intermediate image IMI1 on an enlarged scale. The second refraction type refracting / reflecting type objective lens unit OP2 images the first intermediate image IMI1 into the second intermediate image IMI2 at a magnification close to 1: (- 1). The third articulated objective section OP3 images the second intermediate image IMI2 at a strong reduction ratio onto the image surface IS.

비축 물체 필드(OF)의 외측 필드점의 주광선(CR)의 경로는 투영 빔의 빔 경로를 따라가기 용이하도록 도 7에서 굵게 도시되어 있다. 본 출원의 목적을 위해, (주요 광선으로도 알려진) 상기 용어 "주광선"은 유효하게 사용되는 물체 필드(OF)의 (광축으로부터 가장 먼) 최외측 필드점으로부터 입사동공의 중심으로 진행하는 광선을 나타낸다. 시스템의 회전 대칭으로 인하여, 주광선은 예시의 목적을 위해 도면에 도시된 바와 같이 자오선 평면(meridional plane) 내에 있는 등가의 필드점으로부터 선택될 수 있다. 물체측에서 실질적으로 텔레센트릭한 투영 대물렌즈에 있어서, 주광선은 광축에 대해 평행하거나 또는 매우 작은 각도로 물체 표면으로부터 나온다. 결상 과정은 또한 주변광선의 궤적에 의해 특징지어진다. 여기서 사용된 바와 같이 "주변광선"은 축상의 물체 필드점(광축 상에 있는 필드점)으로부터 개구 조리개의 에지로 진행하는 광선이다. 상기 주변광선은 비축 유효 물체 필드가 사용될 때 비네팅으로 인해 이미지 형성에 기여하지 않을 수 있다. 주광선과 주변광선은 투영 대물렌즈의 광학적 특성들을 특징짓도록 선택된다. 그러한 선택된 광선들과 주어진 축상의 위치에서의 광축 사이에 포함된 각도는 각각 "주광선 각도"(CRA) 및 "주변광선 각도"(MRA)라고 불린다. 그러한 선택된 광선들과 주어진 축상의 위치에서의 광축 사이의 반경 방향 거리는 각각 "주광선 높이"(CRH) 및 "주변광선 높이"(MRH)라고 불린다.The path of the principal ray CR of the outer field point of the reserved object field OF is shown in bold in Fig. 7 so as to be easily traced along the beam path of the projection beam. For purposes of the present application, the term "principal ray " (also known as the main ray) refers to the ray that travels from the outermost field point (farthest from the optical axis) of the object field OF used effectively to the center of the incident pupil . Due to the rotational symmetry of the system, the principal ray can be selected from equivalent field points within the meridional plane as shown in the figure for illustrative purposes. In projection objective lenses that are substantially telecentric at the object side, the principal ray emerges from the object surface at a very small angle or parallel to the optical axis. The imaging process is also characterized by the trajectory of the ambient light. As used herein, "ambient light" is a ray traveling from the on-axis object field point (the field point on the optical axis) to the edge of the aperture stop. The ambient light may not contribute to image formation due to vignetting when the stockpile effective object field is used. The principal ray and the peripheral ray are selected to characterize the optical properties of the projection objective. The angles included between such selected rays and the optical axis at a given axial location are referred to as "principal ray angle" (CRA) and "ambient ray angle" (MRA), respectively. The radial distance between such selected rays and the optical axis at a given axial location is referred to as the " principal ray height "(CRH) and the" ambient ray height "(MRH), respectively.

상기 주광선(CR)이 광축과 교차하는 위치들에서 세 개의 상호 공액인 동공면들(P1, P2 및 P3)이 형성된다. 제 1 동공면(P1)은 물체 평면과 제 1 중간상 사이의 제 1 대물렌즈부 내에 형성되고, 제 2 동공면(P2)은 제 1 중간상과 제 2 중간상 사이의 제 2 대물렌즈부 내에 형성되며, 제 3 동공면(P3)은 제 2 중간상과 이미지 표면(IS) 사이의 제 3 대물렌즈부 내에 형성된다.Three mutually conjugate pupil surfaces P1, P2 and P3 are formed at positions where the principal ray CR crosses the optical axis. The first pupil plane P1 is formed in the first objective lens part between the object plane and the first intermediate image and the second pupil plane P2 is formed in the second objective lens part between the first intermediate image and the second intermediate image , And a third pupil plane P3 are formed in the third objective lens portion between the second intermediate image and the image surface IS.

제 2 대물렌즈부(OP2)는 단일한 오목 미러(CM)를 포함한다. 제 1 평평한 폴딩 미러(FM1)가, 물체 표면으로부터 상기 오목 미러(CM)의 방향으로 오는 방사광을 반사하도록, 광축(AX)에 대해 45°의 각도로 제 1 중간상(IMI1)에 광학적으로 가깝게 배치된다. 제 1 폴딩 미러의 평평한 미러면에 대해 직각으로 배열된 평평한 미러면을 갖는 제 2 폴딩 미러(FM2)는 상기 오목 미러(CM)로부터 오는 방사광을 물체 표면과 평행한 이미지 표면의 방향으로 반사한다.The second objective lens unit OP2 includes a single concave mirror CM. The first flat folding mirror FM1 is disposed optically close to the first intermediate image IMI1 at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis AX so as to reflect the radiation coming from the object surface in the direction of the concave mirror CM do. A second folding mirror FM2 having a flat mirror surface arranged at right angles to the flat mirror surface of the first folding mirror reflects the radiation coming from the concave mirror CM in the direction of the image surface parallel to the object surface.

상기 폴딩 미러들(FM1, FM2)은 중간상의 광학적 근방에 각각 위치하고 있으며, 그 결과 에텐듀(etendue)(기하학적 플럭스)가 작게 유지된다. 중간상들은 바람직하게는 상기 평평한 미러면들 상에 위치하지 않는데, 이는 광학적으로 가장 가까운 미러면과 상기 중간상 사이의 유한한 최소 거리를 가져온다. 이는, 스크래치 또는 불순물과 같은 미러면 내의 어떠한 결함도 이미지 표면 위로 예리하게 결상되지 않도록 하는 것을 보장한다.The folding mirrors FM1 and FM2 are respectively located in the optical vicinity of the intermediate image, and the result is that the etendue (geometrical flux) is kept small. The intermediate images are preferably not located on the flat mirror surfaces, resulting in a finite minimum distance between the optically closest mirror surface and the intermediate image. This ensures that any defects in the mirror surface, such as scratches or impurities, are not sharply imaged onto the image surface.

제 1 대물렌즈부(OP1)는 제 1 동공면(P1)의 양측에서 포지티브 굴절력을 각각 갖는 두 개의 렌즈 그룹(LG1, LG2)을 포함한다. 제 1 렌즈 그룹(LG1)은 투영 대물렌즈의 텔레센트릭한 입사동공을 제 1 동공면(P1)에 결상시킴으로써 단일 푸리에 변환을 수행하는 푸리에 렌즈 그룹의 방식으로 작용하도록 설계된다. 이러한 푸리에 변환은 제 1 동공면에서 17° 정도의 상대적으로 작은 최대 주광선 각도 CRAP1를 유도한다. 그 결과, 라그랑쥬 불변식(Lagrange invariant)에 따라, 제 1 동공면에서의 방사빔의 직경 D1 = 145mm로 표시된 바와 같이, 제 1 동공의 광학적 자유 직경 이 상대적으로 크다.The first objective lens unit OP1 includes two lens groups LG1 and LG2 each having a positive refractive power on both sides of the first pupil plane P1. The first lens group LG1 is designed to function in the manner of a Fourier lens group that performs a single Fourier transform by imaging the telecentric incident pupil of the projection objective on the first pupil plane Pl. This Fourier transform leads to a relatively small maximum principal ray angle CRA P1 of about 17 degrees at the first pupil plane. As a result, the optical freedom diameter of the first pupil is relatively large, as indicated by the diameter D 1 = 145 mm of the radiation beam at the first pupil plane, according to the Lagrange invariant.

큰 동공 직경과 함께 상대적으로 작은 주광선 각도는 동공 공간(PS)의 상대적으로 큰 축 방향 확장에 대응한다. 본 출원의 목적을 위하여, 상기 동공 공간은, 광선 높이비 RHR = CRH/MRH에 대해 조건 RHR < |B| << 1이 충족되도록 주변광선 높이 MRH가 주광선 높이 CRH보다 충분히 큰 영역으로서 정의된다. 광선 높이비의 상한(upper limit) B는, 예를 들어, 0.4보다 작을 수 있으며 또는 0.3보다 작을 수 있고 또는 0.2보다 작을 수 있다. 만약 상기 조건이 충족되면, 동공 공간에 적용된 보정은 실질적으로 필드에 일정한(field-constant) 효과를 가질 것이다. 동공 공간의 축 방향 확장은 각각의 동공에서의 주광선 각도가 감소함에 따라 증가한다. 본 실시예에서, 조건 RHR < 0.3이 충족된다.A relatively small principal ray angle with a large pupil diameter corresponds to a relatively large axial extension of the pupil space (PS). For the purposes of the present application, the pupil space is defined by the condition RHR < B &gt; for the ray height ratio RHR = CRH / << 1 is satisfied, the peripheral ray height MRH is defined as an area sufficiently larger than the principal ray height CRH. The upper limit B of the beam height ratio may be, for example, less than 0.4, or less than 0.3, or less than 0.2. If the above condition is met, the correction applied to the pupil space will have a substantially field-constant effect. The axial expansion of the pupil space increases as the principal ray angle in each pupil decreases. In this embodiment, the condition RHR &lt; 0.3 is satisfied.

본 실시예에서, 상기 동공 공간(PS)은 동공면의 바로 하류측에 있는 LG2의 제 1 렌즈(L1-6)(양볼록 렌즈)를 포함하며, 동공면의 이미지측 상에 있는 그에 후속하는 렌즈(L1-7)까지 그리고 제 1 동공면의 바로 상류측에 있는 양볼록 포지티브 렌즈(L1-5)까지 확장된다. 자유 공간 내에 하나 이상의 얇은 보정 소자들을 위치시킬 수 있도록 적어도 40mm의 축 방향 확장을 각각 갖는 자유 공간들(FS1(=41mm) 및 FS2(=62mm))이 동공 공간(PS) 내의 동공면(P1)의 양측에, 즉 상기 동공면에 광학적으로 가깝게 형성된다. 따라서, 본 실시예는, 필드의 모든 필드점들에 대해 실질적으로 동일한 보정 효과(필드에 일정한 보정)를 얻기 위하여 제 1 동공면(P1)에 광학적으로 가까운 하나 이상의 보정 소자들을 개재시키는 것을 가능하게 한다.In the present embodiment, the pupil space PS includes a first lens L1-6 (biconvex lens) of LG2 immediately downstream of the pupil plane, and the first lens L1-6 (biconvex lens) on the image side of the pupil plane To the positive convex positive lens L1-5 which is on the upstream side of the first pupil plane to the lens L1-7. (FS1 (= 41 mm) and FS2 (= 62 mm)) having an axial extension of at least 40 mm so as to position one or more thin correction elements in the free space is formed on the pupil plane P1 in the pupil space PS. I.e., optically close to the pupil plane. Thus, this embodiment enables to interpose one or more correction elements optically close to the first pupil plane Pl to obtain substantially the same correction effect (constant correction to the field) for all field points of the field do.

동공 공간(PS)에서 조건 RHR ~ 0이 충족되는 제 1 동공면(P1)에 평행판(PP) 이 배치된다. 상기 평행판은 투영 대물렌즈의 초기 설계의 일부이며, 동일한 두께와 재료를 갖는 평면 평행판으로서 실질적으로 형성될 수도 있는 보정 소자를 위한 위치홀더(placeholder)로서 역할을 할 수 있는데, 여기서 적어도 하나의 표면이 비구면 형태를 갖는다.A parallel plate PP is arranged on the first pupil plane P1 where the condition RHR ~ 0 is satisfied in the pupil space PS. The parallel plate may serve as a placeholder for a correction element which may be substantially formed as a plane parallel plate having the same thickness and material, which is part of the initial design of the projection objective, wherein at least one The surface has an aspherical shape.

위에서 언급한 바와 같이, 마이크로리소그래피에서 통상적으로 사용되는 고개구(high-aperture) 투영 대물렌즈에 있어서, 광선속들의 상대적으로 작은 실제 및/또는 유효 서브-개구들이 어떤 광학 표면들, 예를 들어 필드면에 가까운 광학 표면들에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 7의 실시예에서, 제 1 폴딩 미러(FM1)와 제 2 폴딩 미러(FM2)는 모두, 각각의 작은 실제 서브-개구들이 상기 폴딩 미러들 상에서 발생하도록, 이웃하는 중간상(IMI1 및 IMI2)에 각각 광학적으로 가까이에 위치한다. 일반적으로, 광학 표면 상에서의 방사조도는 서브-개구들의 크기가 감소할수록 증가한다. 상대적으로 큰 값의 방사조도가 광학 표면 상에서 발생하는 경우, 그 광학 표면은 스크래치 및 오염과 같은 표면 결함에 대하여 결정적일 수 있다. 또한, 부식 조건들이 광학 시스템 내의, 특히 필드면에 가까운 어떤 광학 표면들 상에 발생할 수도 있다. 광학 표면이 부식성 영역 내에 있는 경우, 방사조도는 발산하게 될 수 있다.As mentioned above, for high-aperture projection objective lenses commonly used in microlithography, relatively small actual and / or effective sub-apertures of the light beams may be used for certain optical surfaces, RTI ID = 0.0 &gt; optical surfaces. &Lt; / RTI &gt; For example, in the embodiment of FIG. 7, both the first folding mirror FM1 and the second folding mirror FM2 are spaced apart from each other so that each small actual sub-aperture is formed on the folding mirrors, And IMI2, respectively. Generally, the irradiance on the optical surface increases as the size of the sub-apertures decreases. If a relatively large value of irradiance occurs on the optical surface, the optical surface may be critical to surface defects such as scratches and contamination. Corrosion conditions may also occur on some optical surfaces in the optical system, particularly near field planes. If the optical surface is in the corrosive zone, the irradiance may be divergent.

이러한 효과들로 인하여, 표면 품질 및 오염에 대한 세부 사항들은, 작은 서브-개구들의 영역에 있는 및/또는 부식 조건이 발생하는 영역에 있는 광학 표면들을 갖는 광학 시스템에서 특히 엄격하게 유지되어야 한다. 한편, 만약 그러한 표면들이 광학 시스템에서 회피된다면, 표면 품질 및/또는 오염에 대한 세부 사항들은 완화될 수 있으며, 그럼으로써 광학 시스템의 제조를 용이하게 할 수 있다.Due to these effects, the details of surface quality and contamination must be kept particularly strict in optical systems having optical surfaces in areas of small sub-openings and / or in areas where corrosion conditions occur. On the other hand, if such surfaces are avoided in an optical system, the details of surface quality and / or contamination can be mitigated, thereby facilitating the manufacture of optical systems.

도 7의 실시예의 제조에 있어서, 상대적으로 큰 서브-개구를 얻기 위하여 제 1 및 제 2 폴딩 미러들(FM1 및 FM2)이 중간상으로부터 충분히 떨어져 위치하도록 광선 경로를 보정하는 것과 그리고 또한 상기 두 폴딩 미러들(FM1 및 FM2)에서 어떠한 부식 조건도 발생하지 않도록 부식 조건들을 제어하는 것에 관하여 특별한 강조가 있었다. 이는, 제 1 폴딩 미러(FM1)와 제 2 폴딩 미러(FM2) 상의 직사각형 필드의 에지 둘레에 있는 18개의 선택된 필드점들의 자국을 도시하고 있는 도 8에서 질적으로 예시되고 있다. 각각의 자국에서, 광선속들은 10개의 등거리 개구 계단들로 도시되어 있다. 동일한 필드점으로부터 기원하는 상이한 개구의 광선속들에 대응하는 실질적으로 타원형인 라인들이 교차하지 않으며, 폴딩 미러들의 교차 없이 끼워져 있다는 것이 명백하다. 이는, 제 1 및 제 2 폴딩 미러가 모두 부식 조건이 없는 영역들에, 즉 "부식-없는" 영역들에 있다는 것을 나타낸다. 또한, 기하학적으로 상기 폴딩 미러들(FM1, FM2)과 오목 미러 사이의 이중-경로 영역에 배치되어 있는 그리고 광학적으로 제 1 및 제 2 중간상들에 상대적으로 가까이 배치되어 있는 양볼록 포지티브 렌즈가 부식-없는 영역에 있다. 그 결과, 도 7의 실시예는 중간상들(IMI1, IMI2)에 가까운 광학 표면들 상의 표면 결함 및/또는 오염에 대해 상대적으로 관대하다.In the fabrication of the embodiment of FIG. 7, it is necessary to correct the optical path such that the first and second folding mirrors FM1 and FM2 are sufficiently far away from the intermediate phase to obtain a relatively large sub- There was a special emphasis on controlling the corrosion conditions so that no corrosion conditions would occur in FM1 and FM2. This is qualitatively illustrated in FIG. 8, which shows the traces of the 18 selected field points around the edge of the rectangular field on the first folding mirror FM1 and the second folding mirror FM2. In each of the traces, the light beams are shown as ten equidistant opening stairs. It is clear that the substantially elliptical lines corresponding to the light beams of the different apertures originating from the same field point do not intersect and are fitted without intersection of the folding mirrors. This indicates that both the first and second folding mirrors are in regions that are free of erosion conditions, i.e., "corrosion free" regions. Also, a biconvex positive lens, which is geometrically located in the dual-path region between the folding mirrors (FM1, FM2) and the concave mirror, and which is optically located relatively close to the first and second intermediate images, There is no area. As a result, the embodiment of FIG. 7 is relatively tolerant of surface defects and / or contamination on optical surfaces close to the intermediate images IMI1, IMI2.

바람직한 실시예들에 대한 상기 설명은 예시의 방식으로 주어졌다. 개개의 특징들은 본 발명의 실시예들로서 단독으로 또는 결합하여 구현될 수 있으며, 또는 다른 분야의 응용에서 구현될 수도 있다. 또한, 이들은, 제출된 바와 같이 본 출원 에서 보호를 청구하는 또는 본 출원의 존속 기간 동안 보호를 청구할 권리에서 보호 받을 수 있는 유리한 실시예들을 나타낼 수 있다. 주어진 명세서로부터, 본 기술분야의 당업자는 본 발명 및 그에 따른 이점들을 이해할 뿐만 아니라, 개시된 구조 및 방법에 대한 명백한 다양한 변화 및 변형들을 발견할 것이다. 따라서 본 출원인은, 첨부된 청구범위 및 그 등가물에 의해 정의된 바와 같이, 본 발명의 정신 과 범위 내에 있는 그러한 변화 및 변형들을 모두 커버할 것을 추구한다.The above description of the preferred embodiments has been given in an illustrative manner. The individual features may be implemented singly or in combination as embodiments of the present invention, or may be implemented in other fields of application. They may also represent advantageous embodiments that may be protected from the right to claim protection in the present application as filed or to claim protection for the duration of the present application. It will be apparent to those skilled in the art, upon reading the present disclosure, that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art without departing from the invention and its advantages, as well as with the structure and method disclosed. The Applicant therefore seeks to cover all such variations and modifications as are within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents.

모든 청구범위의 내용은 참조에 의해 본 명세서의 일부를 구성한다.The contents of all claims are hereby incorporated by reference.

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Claims (14)

투영 대물렌즈에 대한 초기 설계를 정의하는 단계 및 장점 함수를 사용하여 상기 설계를 최적화하는 단계를 포함하는 투영 대물렌즈를 제조하는 방법에 있어서,Defining an initial design for a projection objective and optimizing the design using an advantage function, the method comprising: 특정 품질 파라미터를 각각 반영하는 다수의 장점 함수 성분들을 정의하는 단계로서, 상기 장점 함수 성분들 중 하나가, 투영 대물렌즈의 이미지 표면에서의 유효 방사조도에 대해 정규화된 유효 방사조도를 나타내는 정규화된 유효 방사조도 값이 투영 대물렌즈의 이미지 표면에 직접적으로 인접한 마지막 광학 표면을 제외한 상기 투영 대물렌즈의 각각의 광학 표면 상에서의 소정의 방사조도 문턱값을 초과하지 않을 것을 요구하는 최대 방사조도 요구조건을 정의하는 단계;Defining a plurality of advantageous functional components each reflecting a specific quality parameter, wherein one of the advantageous functional components comprises a normalized effective value representing a normalized effective irradiance for the effective irradiance at the image surface of the projection objective Defines a maximum radiance requirement that requires that the irradiance value does not exceed a predetermined irradiance threshold on each optical surface of the projection objective other than the last optical surface directly adjacent to the image surface of the projection objective ; 상기 장점 함수 성분들의 각각에 대한 수치적인 값을, 투영 대물렌즈의 예비적인 설계의 대응하는 특징에 기초하여 계산하는 단계;Calculating numerical values for each of the advantageous function components based on a corresponding feature of the preliminary design of the projection objective; 상기 장점 함수 성분들로부터, 품질 파라미터들을 반영하는 수치적인 항목들로 표현 가능한 전체 장점 함수를 계산하는 단계;Calculating, from the advantageous functional components, a total advantageous function that can be represented by numerical items reflecting quality parameters; 결과적인 전체 장점 함수가 소정의 수용 가능한 값에 도달할 때까지, 투영 대물렌즈의 적어도 하나의 구조 파라미터를 연속적으로 변화시키고 각각의 연속적인 변화에 대한 결과적인 전체 장점 함수를 다시 계산하는 단계;Continuously varying at least one structural parameter of the projection objective and recalculating the resulting overall advantage function for each successive change until the resulting overall advantage function reaches a predetermined acceptable value; 결과적인 전체 장점 함수에 대한 소정의 수용 가능한 값을 갖는 최적화된 투영 대물렌즈의 구조 파라미터들을 얻는 단계; 및Obtaining structural parameters of an optimized projection objective having a predetermined acceptable value for the resulting overall advantage function; And 상기 파라미터들을 구현하여 투영 대물렌즈를 제조하는 단계를 포함하는 방법.And implementing the parameters to produce a projection objective. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 투영 대물렌즈 내의 잠재적인 부식성 영역들의 위치와 범위를 계산하는 단계; 및Calculating the position and extent of potential corrosive areas in the projection objective; And 어떠한 광학 표면도 부식성 영역 내에 위치하지 않도록 투영 대물렌즈의 구조 파라미터들을 최적화하는 단계를 포함하는 방법.And optimizing structural parameters of the projection objective such that no optical surface is located within the corrosive region. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,3. The method according to claim 1 or 2, 다수의 대표적인 필드점들을 정의하는 단계;Defining a plurality of representative field points; 투영 대물렌즈의 동공면 내의 서로 떨어져 있는 래스터 점들의 어레이를 나타내는 동공 래스터를 정의하는 단계;Defining a pupil raster representing an array of spaced apart raster points within the pupil plane of the projection objective; 각각의 대표적인 필드점들에 대해, 상기 대표적인 필드점들로부터 기원하여 상기 동공 래스터의 래스터 점들을 통과하는 광선들의 광선 궤적을 계산하는 단계;Calculating, for each representative field point, a ray trajectory of light rays originating from the representative field points and passing through raster points of the pupil raster; 각각의 광학 표면에 대해, 상기 광학 표면과 광선들과의 교차점들을 계산하는 단계;Calculating, for each optical surface, the intersections of the optical surface and the rays; 각각의 광학 표면에 대해, 서로 직접적으로 인접하여 배열된 이웃하는 래스터 점들에 대응하는 교차점들 사이의 각각의 그레디언트를 나타내는 다수의 그레디언트 파라미터들을 계산하는 단계;Computing, for each optical surface, a number of gradient parameters representing respective gradients between intersections corresponding to neighboring raster points arranged directly adjacent to each other; 이웃하는 교차점들 사이의 수용 가능한 최소 그레디언트를 나타내는 그레디언트 문턱값을 정의하는 단계; 및Defining a gradient threshold value that represents an acceptable minimum gradient between neighboring intersections; And 상기 마지막 광학 표면을 제외하고 투영 대물렌즈의 각각의 광학 표면에 대하여 상기 그레디언트 파라미터가 상기 그레디언트 문턱값 아래에 있지 않도록 투영 대물렌즈의 구조 파라미터들을 최적화하는 단계를 포함하는 방법.Optimizing the structural parameters of the projection objective such that the gradient parameter is not below the gradient threshold for each optical surface of the projection objective except for the last optical surface. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, 실질적으로 동일한 래스터 필드 면적을 갖는 래스터 필드들로 상기 동공면이 재분할되도록 상기 동공 래스터가 정의되는 방법.Wherein the pupil raster is defined such that the pupil plane is subdivided into raster fields having substantially the same raster field area. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, 상기 동공 래스터는 이웃하는 래스터 점들이 방위각 방향으로 동일한 거리를 갖도록 극좌표로 정의되며, 동공각(pupil angle) k가 0과 kmax = NAㆍβ 사이에서
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에 따라 계단형으로 변화하고, 여기서 i = 0, 1, ..., n 이고, NA는 투영 대물렌즈의 이미지측 개구수이며, β는 물체 필드와 이미지 필드 사이의 배율인 방법.
The pupil raster is defined as a polar coordinate so that neighboring raster points have the same distance in the azimuthal direction, and the pupil angle k is between 0 and k max = NA 占
Figure 112012054721927-pct00007
, Where i = 0, 1, ..., n, NA is the image side numerical aperture of the projection objective, and [beta] is a magnification between the object field and the image field.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,3. The method according to claim 1 or 2, 다수의 대표적인 필드점들을 정의하는 단계;Defining a plurality of representative field points; 상기 필드점들로부터 기원하는 광선속들 및 상기 광선속들과 광학 표면들과의 교차 구역들을 계산하는 단계로서, 광선속과 광학 표면과의 교차 구역이 상기 교차 구역의 면적에 의해 정의되는 실제 서브-개구 크기를 갖는 실제 서브-개구를 정의하는 단계;Calculating the intersection areas of the light beams originating from the field points and the optical surfaces and the optical surfaces, wherein the intersection area between the light beam and the optical surface is the actual sub-aperture size defined by the area of the intersection area Defining a real sub-aperture having a first sub-aperture; 서브-개구 크기 문턱값을 정의하는 단계;Defining a sub-aperture size threshold; 투영 대물렌즈의 이미지 표면에 직접적으로 인접하는 마지막 광학 표면을 제외한 투영 대물렌즈의 모든 광학 표면들에 대해, 선택된 필드점들에 대한 실제 서브-개구 크기가 상기 서브-개구 크기 문턱값 아래에 있지 않도록, 투영 대물렌즈의 구조 파라미터들을 최적화하는 단계를 포함하는 방법.For all optical surfaces of the projection objective except the last optical surface directly adjacent to the image surface of the projection objective, the actual sub-aperture size for the selected field points is not below the sub-aperture size threshold And optimizing the structural parameters of the projection objective. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법에 따라 제조된 투영 대물렌즈에 있어서, 투영 대물렌즈의 물체 표면에 제공된 패턴을 투영 대물렌즈의 이미지 표면 위로 결상시키도록 구성된 다수의 광학 요소들을 포함하는 투영 대물렌즈.6. A projection objective produced according to the method of claims 1 or 2, characterized in that the projection objective comprises a plurality of optical elements configured to image the pattern provided on the object surface of the projection objective onto the image surface of the projection objective lens. 제 7 항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 투영 대물렌즈는 물체 표면에 배치된 비축 물체 필드를 이미지 표면에 배치된 비축 이미지 필드로 결상시키도록 설계된 반사굴절식 투영 대물렌즈이며,Wherein the projection objective is a catadioptric projection objective designed to image a stock object field disposed at an object surface into a stock image field disposed at an image surface, 적어도 하나의 오목 미러;At least one concave mirror; 적어도 하나의 중간상; 및At least one intermediate phase; And 물체 표면으로부터 오는 방사광을 상기 오목 미러로 편향시키도록 배치되거 나 또는 상기 오목 미러로부터 오는 방사광을 이미지 표면으로 편향시키도록 배치된 적어도 하나의 폴딩 미러를 포함하는 투영 대물렌즈.And at least one folding mirror disposed to deflect the radiation from the object surface to the concave mirror or to deflect the radiation from the concave mirror to the image surface. 제 8 항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 광학 요소들은:Said optical elements comprising: 물체 표면으로부터 오는 방사광으로부터 제 1 중간상을 형성하며 제 1 동공면을 포함하는 제 1 굴절식 대물렌즈부;A first articulated objective lens unit forming a first intermediate image from the radiation coming from the object surface and including a first pupil plane; 상기 제 1 중간상을 제 2 중간상으로 결상시키는 적어도 하나의 오목 미러를 포함하며 상기 제 1 동공면에 광학적으로 공액인 제 2 동공면을 포함하는 제 2 대물렌즈부; 및A second objective lens unit including at least one concave mirror for forming the first intermediate image into a second intermediate image and including a second pupil plane optically conjugate to the first pupil plane; And 상기 제 2 중간상을 이미지 표면 위로 결상시키며 상기 제 1 및 제 2 동공면에 광학적으로 공액인 제 3 동공면을 포함하는 제 3 굴절식 대물렌즈부를 형성하는 투영 대물렌즈.And a third refractive objective lens portion forming an image of the second intermediate image on the image surface and including a third pupil surface optically conjugate to the first and second pupil surfaces. 제 9 항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 투영 대물렌즈는 정확하게 두 개의 중간상을 가지거나, 또는 상기 제 2 대물렌즈부는 정확하게 하나의 오목 미러를 가지거나, 또는 상기 투영 대물렌즈는 정확하게 두 개의 중간상을 갖고 또한 상기 제 2 대물렌즈부는 정확하게 하나의 오목 미러를 가지며, The projection objective has precisely two intermediate images or the second objective part has exactly one concave mirror or the projection objective has exactly two intermediate images and the second objective part is exactly one Lt; RTI ID = 0.0 &gt; mirror, 상기 투영 대물렌즈는 물체 표면으로부터 오는 방사광을 오목 미러의 방향으로 편향시키기 위한 제 1 폴딩 미러 및 상기 오목 미러로부터 오는 방사광을 이미지 표면의 방향으로 편향시키기 위한 제 2 폴딩 미러를 구비하거나, 또는 상기 투영 대물렌즈는 NA > 1인 침지 리소그래피용으로 설계되거나, 또는 상기 투영 대물렌즈는 물체 표면으로부터 오는 방사광을 오목 미러의 방향으로 편향시키기 위한 제 1 폴딩 미러 및 상기 오목 미러로부터 오는 방사광을 이미지 표면의 방향으로 편향시키기 위한 제 2 폴딩 미러를 구비하고 또한 상기 투영 대물렌즈는 NA > 1인 침지 리소그래피용으로 설계되는 투영 대물렌즈.Wherein the projection objective has a first folding mirror for deflecting the radiation from the object surface in the direction of the concave mirror and a second folding mirror for deflecting the radiation from the concave mirror toward the image surface, The objective lens is designed for immersion lithography with NA > 1, or the projection objective has a first folding mirror for deflecting the radiation from the object surface in the direction of the concave mirror and a second folding mirror for deflecting the radiation coming from the concave mirror in the direction And wherein the projection objective is designed for immersion lithography with NA > 1. 물체 표면에 배치된 비축 물체 필드를 투영 대물렌즈의 이미지 표면에 배치된 비축 이미지 필드로 결상시키도록 구성된 광학 표면들을 갖는 다수의 광학 요소들을 포함하는 투영 대물렌즈에 있어서,CLAIMS What is claimed is: 1. A projection objective comprising a plurality of optical elements having optical surfaces configured to image a non-shrink object field disposed at an object surface into a non-contiguous image field disposed at an image surface of the projection objective, 적어도 하나의 오목 미러;At least one concave mirror; 적어도 하나의 중간상; 및At least one intermediate phase; And 물체 표면으로부터 오는 방사광을 상기 오목 미러로 편향시키도록 배치되거나 또는 상기 오목 미러로부터 오는 방사광을 이미지 표면으로 편향시키도록 배치된 적어도 하나의 폴딩 미러를 포함하며,At least one folding mirror disposed to deflect the radiation from the object surface to the concave mirror or to deflect the radiation from the concave mirror to the image surface, 어떠한 광학 표면도 부식성 영역 내에 위치하지 않도록 상기 투영 대물렌즈의 구조 파라미터들이 조정되어 있는 투영 대물렌즈.Wherein the structural parameters of the projection objective are adjusted so that no optical surface is located within the corrosive region. 제 11 항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 광학 요소들은:Said optical elements comprising: 물체 표면으로부터 오는 방사광으로부터 제 1 중간상을 형성하며 제 1 동공면을 포함하는 제 1 굴절식 대물렌즈부;A first articulated objective lens unit forming a first intermediate image from the radiation coming from the object surface and including a first pupil plane; 상기 제 1 중간상을 제 2 중간상으로 결상시키는 적어도 하나의 오목 미러를 포함하며 상기 제 1 동공면에 광학적으로 공액인 제 2 동공면을 포함하는 제 2 대물렌즈부; 및A second objective lens unit including at least one concave mirror for forming the first intermediate image into a second intermediate image and including a second pupil plane optically conjugate to the first pupil plane; And 상기 제 2 중간상을 이미지 표면 위로 결상시키며 상기 제 1 및 제 2 동공면에 광학적으로 공액인 제 3 동공면을 포함하는 제 3 굴절식 대물렌즈부를 형성하는 투영 대물렌즈.And a third refractive objective lens portion forming an image of the second intermediate image on the image surface and including a third pupil surface optically conjugate to the first and second pupil surfaces. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 투영 대물렌즈는 정확하게 두 개의 중간상을 가지거나, 또는 상기 제 2 대물렌즈부는 정확하게 하나의 오목 미러를 가지거나, 또는 상기 투영 대물렌즈는 정확하게 두 개의 중간상을 갖고 또한 상기 제 2 대물렌즈부는 정확하게 하나의 오목 미러를 가지며,The projection objective has precisely two intermediate images or the second objective part has exactly one concave mirror or the projection objective has exactly two intermediate images and the second objective part is exactly one Lt; RTI ID = 0.0 &gt; mirror, 상기 투영 대물렌즈는 물체 표면으로부터 오는 방사광을 오목 미러의 방향으로 편향시키기 위한 제 1 폴딩 미러 및 상기 오목 미러로부터 오는 방사광을 이미지 표면의 방향으로 편향시키기 위한 제 2 폴딩 미러를 구비하거나, 또는 상기 투영 대물렌즈는 NA > 1인 침지 리소그래피용으로 설계되거나, 또는 상기 투영 대물렌즈는 물체 표면으로부터 오는 방사광을 오목 미러의 방향으로 편향시키기 위한 제 1 폴딩 미러 및 상기 오목 미러로부터 오는 방사광을 이미지 표면의 방향으로 편향시키기 위한 제 2 폴딩 미러를 구비하고 또한 상기 투영 대물렌즈는 NA > 1인 침지 리소그래피용으로 설계되는 투영 대물렌즈.Wherein the projection objective has a first folding mirror for deflecting the radiation from the object surface in the direction of the concave mirror and a second folding mirror for deflecting the radiation from the concave mirror toward the image surface, The objective lens is designed for immersion lithography with NA > 1, or the projection objective has a first folding mirror for deflecting the radiation from the object surface in the direction of the concave mirror and a second folding mirror for deflecting the radiation coming from the concave mirror in the direction And wherein the projection objective is designed for immersion lithography with NA > 1. 제 11 항, 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,14. The method according to claim 11, 12 or 13, 상기 적어도 하나의 폴딩 미러는 평평한 미러인 투영 대물렌즈.Wherein the at least one folding mirror is a flat mirror.
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