KR20070012371A

KR20070012371A - 극자외선을 갖는 고 개구수 이미지용 반사굴절 이미지시스템

Info

Publication number: KR20070012371A
Application number: KR1020067019188A
Authority: KR
Inventors: 제임스 이. 웨브
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2007-01-25
Also published as: US20050179994A1; US7564633B2; WO2005081030A1; EP1721201A1; TW200535457A; TWI274903B; JP2007523383A; CN1922528A

Abstract

마이크로리소그래픽 투과용 반사굴절 이미지 시스템은 대부분의 초점 배율이 반사에 의해 제공되고 그리고 굴절각이 추가 수차를 피하도록 제한되는 고 개구수 물체를 특징으로 한다. 상면 보정 렌즈는 개구수를 향상시키기 위햐여 침지 형태의 만진 거울에 추가된다. 만진 거울 및 상면 보정 렌즈 사이의 광 연결은 입사각 또는 굴절률 차이를 제한함으로써 굴절각을 제어하여 준비된다. 방사 대칭 편광 효과는 이미지 조영을 개선하기 위한 동공으로 달성된다.

굴절면, 반사면, 상면 보정 렌즈, 개구수, 만진 거울

Description

극자외선을 갖는 고 개구수 이미지용 반사굴절 이미지 시스템{CATADIOPTRIC IMAGING SYSTEM FOR HIGH NUMERICAL APERTURE IMAGING WITH DEEP ULTRAVIOLET LIGHT}

본 발명은 반사면이 상당한 초점 배율을 제공하는 형태의 이미지 시스템에 관한 것이고 그리고 더욱 바람직하게는 초점 목적을 위하여 반사 및 굴절의 결합을 활용한 반사굴절을 감소하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 극자외선을 사용하여 고 개구수에서 마이크로리소그래픽 이미지를 위해 뉴턴 대물렌즈(Newtonian objective)에 대한 특별한 응용가능성을 갖는다. 본 발명은 이미지 시스템을 위한 편광 취급의 논쟁을 또한 고찰한다.

초점 배율이 반사에 의해 주로 달성되는 뉴턴 설계 형태는 색수차(chromatic aberration)를 제한하는 동안 이미지를 정확히 투영하기 위하여 마이크로리소그래픽 장치를 포함했다. 모든 굴절 이미지 시스템에 걸쳐 뉴턴 설계 형태의 색채의 이점은 투과 물질 선택이 더 많이 제한되는 자외선을 갖는 이미지에 대하여 특히 명백하다.

자외선의 짧은 파장을 사용하는 경향을 첨부하여, 고 개구수는 마이크로리소그래픽 장치에 의해 고 해상도를 달성하려고 또한 시도한다. 공지된 굴절 대물렌즈 의 요구되는 높은 굴절각은 극자외선(즉, 200nm 파장보다 작은) 투과를 위해 제한된 물질 선택으로 보정하기 어려운 색수차를 포함하는 다수의 수차에 원인이 된다. 본래 복굴절과 같은 어떤 이방성 특성은 굴절 해결을 더 복잡하게 하는 짧은 파장의 물질에서 명백히 된다.

비록 반사 렌즈가 주로 채색적으로 무감각하더라도, 다수의 다른 수차는 구면수차 그리고 상면 만곡(field curvature)을 포함한 그들 사용을 수반한다. 따라서, 굴절 렌즈는 반사 렌즈와 결합, 뉴턴 설계의 반사굴절 형태에 서로 강점 및 결점의 균형에 사용되었다. 그러한 반사굴절 형태의 실시예는 참조로써 여기에 통합된 극자외선 리소그래피용 이미지 시스템"으로 명칭된 미국 특허 제 5,650,877호에 개시된다.

고 해상도는 고 개구수이거나 또는 제공된 개구수용 짧은 파장을 필요로 하고, 그리고 더욱 유익하게 둘 모두를 필요로 한다. 각각의 공간은 이미지 시스템을 요구한다. 짧은 파장(특히 157nm 빛)은 투과을 위해 물질 선택을 더 제한하고 그리고 빛의 균일한 투과을 방해하는 이방성 특성을 확대한다. 고 개구수는 다수의 조리개를 수용하고 그리고 물질 부족을 더 악화시키는 빛 광선의 심한 굽힘을 요구한다.

본 발명은 낮은 수차를 갖는 고 해상도 이미지가 가능한 이미지 시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투과 장치를 숙고한다. 하나 이상의 실시형태에서 이미지 시스템은 고 개구수(즉 850 또는 더 크게)에서 극자외선의 파장(즉, 200nm 파장보다 작은)을 수용함으로써 효과적으로 고 해상도를 달성한다. 수차는 낮은 굴절 각에서 굴절 렌즈의 보정 특성과 서로 반사 렌즈의 초점 배율을 활용한 설계 개선에 의해 제한된다. 편광 처리는 이미지 조영(contrast)을 개선하여 사용된다.

반사굴절 이미지 시스템과 같이 본 발명의 일 실시예는 이중-반사 만진 거울에 기초한다. 만진 거울은 광 투과 몸체, 광 투과 몸체의 제 1 측면의 부분 반사면, 광 투과 몸체의 제 2 측면의 오목 반사면, 오목 반사면 내 조리개, 그리고 오목 반사면의 조리개 내 광 투과 몸체의 제 2 측면에 오목 굴절면을 갖는다. 광 투과 몸체의 제 2 측면의 오목 반사면 그리고 오목 굴절면은 이미지 빛이 조리개를 통하여 광 투과 몸체를 나가는 굴절각을 감소하기 위해 공통 광축을 따라 반대 방향에 위치된 명목상 만곡 중심을 갖는다. 오목 굴절면에 근접한 볼록 굴절면을 갖는 상면 보정 렌즈는 이미지 상면에 수차를 보정한다.

부분 반사면은 오목 반사면에 대하여 빛을 투과하는 굴절면인 것이 바람직하다. 오목 반사면은 부분 반사면 쪽으로 수렴 경로상으로 투과된 빛을 다시 반사하며, 그리고 부분 반사면은 만진 거울의 초점 쪽으로 오목 굴절면을 통하여 추가 수렴 경로로 되돌아오는 빛을 반사한다. 상면 보정 렌즈의 볼록 굴절면은 이미지 상면의 보정에 영향을 미치기 위해 오목 굴절면의 명목상 만곡 중심을 벗어나는 명목상 만곡 중심을 갖는다.

상면-보정 렌즈는 광축을 따라 위치된 제 1 및 제 2 측면을 갖는 렌즈 몸체를 포함하는 것이 바람직하다. 볼록 굴절면은 렌즈 몸체의 제 1 측면에 있고 그리고 다른 굴절면은 렌즈 몸체의 제 2 측면에 있다. 렌즈 몸체의 제 2 측면의 굴절면은 이미지 평면에 근접한 액체 광 매질 안으로 빛을 굴절하기 위한 침지면 형태를 형성하는 것이 바람직하다. 전체적으로, 상면-보정 렌즈는 순(net) 음의 배율을 가질 수 있고, 그리고 침지면은 명목상으로 평면 형태를 가질 수 있다. 선택적으로 침지 경계면은 상면-보정 렌즈 및 액체 매질 사이의 굴절을 반사하기 위하여 오목 형태를 가질 수 있다.

다른 보정 동안 수차의 수용을 최소화하기 위하여, 굴절은 오목 굴절면에 수렴 빔 입사에 의해 존재되는 입사각을 제한함으로써 만진 거울의 오목 굴절면에서 제한하는 것이 바람직하다. 굴절은 상면 보정 렌즈의 볼록 굴절면 그리고 만진 거울의 오목 굴절면 사이의 만곡 차이를 제한함으로써 상면-보정 렌즈의 볼록 굴절면에서 유사하게 제한될 수 있다. 굴절은 렌즈 몸체의 굴절률 그리고 액체 광 매질의 굴절률 사이의 차이를 제한함으로써 침지면에서 제한될 수 있다.

만진 거울의 투과 몸체의 제 1 측면에서 부분 반사면은 광 투과 몸체의 제 2 측면에서 오목 반사면 그리고 오목 굴절면의 공통 광축에 대하여 실질적으로 법선을 향하는 명목상 평면 형태를 갖는 것이 바람직하다. 다수의 이점은 이 형태와 결합된다. 평면은 종래 기술에 기술된 만진 거울에 보통 사용되는 오목 거울보다 조리개 쪽으로 높은 수렴 각도에서 주요 광선을 반사한다. 높은 수렴 각도는 굴절 렌즈의 초점 배율에 작은 신뢰를 갖는 고 개구수 이미지를 유지한다. 입사각 및 반사각은 광선이 각지게 의존하는 복굴절과 같은 각 감지 비대칭을 순환적으로 균형에 대하여 반대 방향의 실질적으로 같은 각도에서 만진 거울의 몸체를 가로지르도록 광축에 대하여 동일하다. 부분 반사면의 평면 형태는 오목 반사면, 오목 굴절면, 그리고 공통 광축을 따라 서로에 대하여 부분 반사면을 향하기 위해 비쐐기(de-wedging) 요구를 단순화함으로써 만진 거울을 위하여 제조 이점을 또한 제공한다.

본 발명에 따른 반사굴절 이미지 시스템의 다른 실시예는 굴절 몸체를 갖는 제 1 초점 렌즈, 초점 렌즈의 굴절 몸체의 제 1 측면에 반사면, 초점 렌즈의 굴절 몸체의 반대면에 굴절면, 그리고 반사면 내 조리개를 포함한다. 굴절면은 반사면에 대하여 빛을 투과하기 위한 부분 투과하고, 반사면은 굴절면 쪽으로 수렴 경로로 투과된 빛을 다시 반사하기 위한 오목 형태를 가지며, 그리고 굴절면은 이미지 시스템의 이미지 평면 쪽으로 조리개를 통하여 추가 수렴 경로로 되돌아오는 빛을 반사하기 위하여 부분 반사한다. 제 1 초점 렌즈의 조리개 근처에 굴절 몸체를 갖는 쌍방 침지 렌즈가 있다. 침지 렌즈의 굴절 몸체의 일면에 제 1 침지면은 쌍방 침지 렌즈 그리고 제 1 초점 렌즈의 조리개 사이의 액체 광 매질에 노출하기 위한 형태이다. 침지 렌즈의 굴절 몸체의 반대면에 제 2 침지면은 쌍방 침지 렌즈 및 이미지 평면 사이의 액체 광 매질에 노출하기 위한 형태이다.

주변 봉합은 쌍방 침지 렌즈 및 제 1 초점 렌즈 사이의 액체 광 매질을 한정하기 위해 사용될 수 있다. 쌍방 침지 렌즈는 또한 제 1 침지면에 노출된 액체 광 매질이 제 2 침지면에 노출된 액체 광매질의 굴절률과 다르게 수용되기 위한 형태일 수 있다. 제 2 침지면에 노출된 액체 광 매질의 굴절률은 개구수를 최고로 활용하기 위하여 제 1 침지면에 노출된 액체 광 매질의 굴절률보다 높을 수 있다.

쌍방 침지렌즈의 제 1 침지면은 볼록 형태를 가질 수 있고, 그리고 쌍방 책침 렌즈의 제 2 침지면은 평면 형태를 가질 수 있다. 굴절은 초점 렌즈의 굴절 몸체의 굴절률 그리고 쌍방 침지 렌즈의 제 1 침지면에 노출된 액체 광 매질의 굴절률 사이의 차이를 제한함으로써 제 1 초점 렌즈의 조리개에서 제한되는 것이 바람직하다. 유사하게, 굴절은 쌍방 침지 렌즈의 굴절 몸체의 굴절률 그리고 제 1 침지면에 노출된 액체 광 매질의 굴절률 사이의 차이를 제한함으로써 쌍방 침지 렌즈의 제 1 침지면에서 제한되는 것이 바람직하다. 굴절은 쌍방 침지 렌즈의 굴절 몸체의 굴절률 그리고 제 2 침지면에 노출된 액체 광 매질의 굴절률 사이의 차이를 제한함으로써 쌍방 침지 렌즈의 제 2 침지면에서 또한 유사하게 제한된다.

본 발명은 그 실시형태의 사이에 제 1 및 제 2 측면을 갖는 광 투과 몸체, 광 투과 몸체의 제 1 측면에 제 1 굴절면, 광 투과 몸체의 제 2 측면에 반사면, 그리고 반사면 내 조리개를 포함하는 이중-반사 만진 거울의 종류를 또한 포함한다. 만진 거울은 또한 조리개 내 광 투과 몸체의 제 2 측면에 제 2 굴절면을 포함한다. 광 투과 몸체의 제 2 측면에서 반사면은 제 1 표면 형태를 갖는다. 광 투과 몸체의 제 2 측면에서 제 2 굴절면은 제 1 표면 형태와 다른 제 2 표면 형태를 가지며, 그리고 광 투과 몸체의 제 1 측면상의 제 1 굴절면은 적어도 하나의 제 1 및 제 2 표면 형태와 다른 제 3 표면 형태를 갖는다.

광 투과 몸체의 제 2 측면의 반사면은 오목 반사면인 것이 바람직하다. 광 투과 몸체의 제 2 측면의 제 2 굴절면은 오목 굴절면인 것이 바람직하다. 그러한 것으로서, 반사면 및 제 2 굴절면은 공통 광축을 공유할 수 있고 그리고 이미지 빛이 조리개를 통하여 광 투과 몸체를 나가는 굴절각을 감소하기 위한 공통 광축을 따라 반대 방향에 위치된 명목상 만곡 중심을 갖는다.

제 1 굴절면은 반사면에 대하여 빛을 투과하기 위하여 부분 투과하는 것이 바람직하다. 반사면은 제 1 굴절면 쪽으로 수렴 경로로 투과된 빛을 다시 반사하기 위하여 오목 형태를 갖는 것이 바람직하며, 그리고 제 1 굴절면은 초점 쪽으로 제 2 굴절면을 통하여 추가 수렴 경로로 되돌아온 빛을 반사하기 위하여 부분 반사하는 것이 바람직하다. 오목 굴절면의 명목상 만곡 중심은 오목 굴절면으로부터 되돌아온 반사 빛을 피하기 위하여 만진 거울의 초점으로부터 빗나가는 것이 바람직하다.

제 1 굴절면은 추가 수렴 경로로 반사된 빛을 위한 수렴 각을 최고로 활용하기 위하여 평면 또는 볼록(비오목)면 형태를 갖는 것이 바람직하다. 반사 코팅은 제 1 굴절면의 일부분의 반사력을 높일 수 있다. 바람직하게는, 코팅은 제 1 굴절면으로부터 반사된 빛의 부근에 높은 반사력 및 제 1 굴절면을 통하여 투과된 빛의 부근에 낮은 반사력을 제공한다.

뉴턴-이미지 시스템과 같은 본 발명의 실시예는 제 1 광 매질 및 제 2 광 매질 사이의 부분적으로 반사 경계면, 제 2 광 매질에 근접한 오목 반사경, 및 오목 반사경에 형성된 조리개를 포함한다. 적어도 부분 투과 경계면은 제 2 광 매질 및 제 3 광 매질 사이의 조리개 내 위치된다. 제 4 광 매질을 통합한 침지 렌즈는 제 3 광 매질 및 제 5 광 매질 사이에 위치된다. 제 5 광 매질은 침지 렌즈를 이미지 평면과 광학적으로 연결하기 위한 액체 광 매질이다.

제 1 광 경로는 부분적으로 반사 경계면 및 제 2 광 매질을 통하여 제 1 광 매질을 오목 반사경과 연결한다. 제 2 광 경로는 제 2 광 매질을 통하여 오목 반사경을 부분적으로 반사 경계면과 연결한다. 제 3 광 경로는 부분적으로 반사 경계면을 제 2 광 매질, 적어도 부분 투과 경계면, 제 3 광 매질, 침지 렌즈의 제 4광 매질, 그리고 제 5 광 매질을 통하여 이미지 평면과 연결한다.

침지 렌즈는 제 3 광 매질에 근접한 제 1 굴절면 그리고 제 5 광 매질에 근접한 제 2 굴절면을 가질 수 있다. 제 1 굴절면은 볼록 굴절면인 것이 바람직하다. 제 3 광 매질은 또한 액체 광 매질일 수 있다. 그러나 제 2 광 매질은 고체 광 매질인 것이 바람직하며 그리고 적어도 부분 투과 경계면은 고체 액체 매질의 굴절면 그리고 제 3 광 매질 사이에 형성된다.

본 발명의 또 다른 실시예는 뉴턴 형태를 갖는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템을 구현한다. 결합된 반사 및 굴절 렌즈는 굴절 몸체, 굴절 몸체의 일 측면의 반사면, 굴절 몸체의 타 측면의 굴절면, 그리고 광축을 따른 굴절면 내 조리개를 포함한다. 굴절면은 반사면에 대하여 빛을 투과하기 위하여 부분 투과한다. 반사면은 굴절면 쪽으로 수렴 경로로 투과된 빛을 다시 반사하기 위한 오목 형태를 갖는다. 굴절면은 광축을 따라 위치된 초점 쪽으로 조리개를 통하여 추가 수렴 경로로 되돌아오는 빛을 반사하기 위하여 또한 부분 반사한다. 광축에 경사지는 제 2 각도에 같거나 또는 보다 작은 제 1 각도를 통하여 반사면으로부터 굴절면에 근접한 빛이 굴절면에 의해 반사된 빛이 광축에 기울어지도록 굴절면은 비오목 형태를 갖는다.

제 1 각도만큼 적어도 크게 함으로써, 제 2 각도는 굴절을 통하여 초점 배율을 위해 잔류 요구를 최소화하는 동안 소망의 개구수를 달성하기 위하여 결합된 반사 및 굴절 렌즈의 반사 초점 배율을 최대로 활용하기 위해 제공된다. 예를 들어, 굴절면은 제 2 각도가 제 1 각도다 큰 볼록 형태 또는 제 1 및 제 2 각도가 실질적으로 같은 명목상 평면 형태를 가질 수 있다. 굴절각이 입방 결정체 물질(cubic crystalline materials)로 형성되는 후자의 경우, 실질적으로 평면 형태의 굴절면은 결정체 물질의 복굴절 효과를 방사상으로 균형잡기 위해 사용될 수 있다.

굴절면은 주변 및 근축 광선 사이의 강도 및 편광 분포를 포함하는 다른 광 특성에 영향을 주도록 또한 취급될 수 있다. 예를 들어, 부분 반사 취급은 굴절면의 반사력이 굴절면에 근접한 빛을 사용하여 입사각에 기능 변화처럼 반사력의 변화를 보정하기 위한 광축으로부터 광선 거리의 기능에 따라 변화도록 굴절면에 적용될 수 있다. 편광 처리의 목적을 위하여, 반사 및 굴절면의 면 형태는 반사면으로부터 굴절면에 근접한 빛의 광선이 방사상으로 대칭 편광 패턴의 결과로 되는 다른 직각 편광 방향보다 실질적으로 더 한 개 편광 방향을 반사하는 입사각에서 면을 비추도록 관계될 수 있다. 잔류한 대칭적으로 편광된 빛은 높은 조영 이미지(contrast image)를 형성할 수 있다.

사실, 본 발명은 이미지 조영에 반대적으로 영향을 미칠 수 있는 편광 성분을 감소시키기 위해 명확하게 준비될 수 있다. 그렇게 준비된 침지 이미지 시스템은 물체 평면을 광 기준축을 따라 이미지 평면과 광학적으로 연결한 이미지 렌즈의 조립체를 포함할 수 있다. 액체 광 매질은 근접한 이미지 렌즈 중 하나를 이미지 평면과 연결한다. 동공은 물체 평면의 물체 지점 및 이미지 평면의 이미지 지점 사이를 연장한 중첩 광선속의 교차에서 물체 평면 및 이미지 평면 사이의 광 기준축을 따라 위치된다. 동공의 영역 내 위치된 각 감지 편광자는 예를 들어 이미지 평면에 입사 평면 축과 수직한 광선의 TE 편광 성분을 실질적으로 감소시키지 않고 이미지 평면에 입사 평면 축과 평행한 광선의 TM 편광 성분을 감소시키는 방사 대칭(예를 들어, 극성 직각, polar orthogonal)을 갖는 동공 내 중첩 광선속을 편광시킨다. 각 감지 편광자는 유사한 극성 직각 대칭을 갖는 TM 편광 성분에 대하여 TE 편광 성분을 감소시키기 위해 또한 사용될 수 있다.

바람직하게, 대칭은 방사(radial)이고, 그리고 편광자의 각지게 고감도는 기준축에 대하여 극좌표 각(대체로 "θ") 및 기준축(편광 효과의 크기에 영향을 미치는)에 대하여 기울어진 구좌표 각(대체로"φ") 모두로부터 명백히 된다. 예를 들어, 편광 효과가 기준축에 대하여 경사 각 "φ"에 의해 변하는 한편, 경사 각 "φ"에 결합된 효과는 기준축 주위에 극 각 "θ"의 전 범위에서 전부 같을 수 있다. 극 직각 대칭은 방사 또는 바람직하게 방위 편광 패턴에 방향을 맞춘 TE 편광 성분을 지지함으로써 달성될 수 있다.

이미지 시스템은 동공에서 가로지른 주요 광선이 이미지 평면(예를 들어, 레지스트)에서 기준축과 실질적으로 평행하게 연장된, 특히 마이크로리소그래픽 투영의 목적을 위한 텔레센트릭 이미지 시스템인 것이 바람직하다. 편광 렌즈는 텔레센트릭 시스템의 구경 조리개에 근접하게 위치될 수 있다.

광선의 TM 편광 성분은 기준축에 대하여 각 "φ"을 통하여 광선의 기울어짐을 보정한 기준축에 기울어짐의 변화에 영향받기 쉽다. 광선의 TE 편광 성분은 기준축에 대하여 광선의 기울어짐에도 불구하고 기준축에 대하여 직각으로 존재한다. 각 감지 편광자는 이미지 평면에서 기준축에 대하여 광선의 기울어짐 기능으로서 광선의 TM 편광 성분을 감소시키는 것이 바람직하다. 그러한 것으로서, 기준축에 대하여 더 기울어진 광선의 TM 편광 성분은 기준축에 대하여 보다 작게 경사진 광선의 TM 편광 성분 보다 더 많이 감소된다. 그러므로 편광 효과는 기준축에 대하여 더 많이 감소된 주변 광선에 더 많은 유리한 결정을 내린다.

편광자는 이미지 시스템 내 부분 반사면이 될 수 있다. 예를 들어, 부분 반사면은 또한 투과 광 몸체, 투과 광 몸체의 일면에 오목 반사면, 그리고 반사면 내 조리개를 갖는 만진 거울의 표면이 될 수 있다. 부분 반사면은 투과 광 몸체의 타면에 위치된다. 중첩 광선속은 부분 반사면 쪽으로 수렴 경로에 오목 반사면으로부터 반사하고 그리고 조리개를 통하여 수렴 경로에 부분 반사면으로부터 반사된다. 부분 반사면은 명목상 평면에 대하여 선속의 기울어짐이 기준축에 대하여 광선의 기울어짐에 일치하도록 평면이거나 또는 명목상 평면에 대하여 광선의 기울어짐이 기준축에 대하여 광선의 기울어짐 보다 적도록 볼록면이 될 수 있다. 바람직하게, 중첩 광선속은 주변광선을 포함하고, 그리고 주변광선은 TE 편광 성분이 실질적으로 TM 편광 성분 보다 더 반사되는 입사각에서 오목 반사면으로부터 부분 반사면에 근접한다. 주변광선의 입사각은 내부전반사(TIR)의 각보다 작은 것이 바람직하다.

침지 시스템에 한정되지 않은 방사 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템은 물체 평면을 광 기준축을 따라 이미지 평면과 광학적으로 연결하는 이미지 물체의 조립체 내에 또한 형성될 수 있다. 동공은 물체 평면에 물체 지점 그리고 이미지 평면에 이미지 지점 사이를 연장하는 중첩 광선속의 교차에서 물체 평면 및 이미지 평면 사이의 광 기준축을 따라 위치된다. 이미지 렌즈는 동공의 영역 내 위치되고 그리고 이미지 평면에서 입사 평면 축과 수직한 광선의 TE 편광 성분에 대하여 이미지 평면에서 입사 평면 축과 평행한 광선의 TM 편광 성분에 다르게 영향을 미치는 방사 대칭을 갖는 동공 내 중첩 광선속을 편광시키는 각 감지 편광자로서 준비된 굴절 경계면을 포함한다. 굴절 경계면은 다른 이미지 렌즈와 협력한 형태의 굴절 경계면에서 내부전반사를 필요로 하는 것보다 작은 각에 대하여 굴절 경계면에서 중첩 광선속의 입사각을 제한한다.

각 감지 편광자의 다른 효과는 다른 편광 성분을 넘어 편광 성분 중 하나의 반사를 돕는 것이 바람직하다. 예를 들어, 편광자는 입사 지점에서 명목상 굴절 경계면에 대하여 광선의 기울어짐 기능으로서 다른 편광 성분을 제외할 만큼 편광 성분 중 하나를 반사할 수 있다.

각 감지 편광자는 이미지 평면에서 입사 평면 축과 수직한 광선의 TE 편광 성분을 실질적으로 감소시키지 않고 이미지 평면에서 입사 평면 축과 평행한 광선의 TM 편광 성분을 감소시키는 방사 대칭을 갖는 동공 내 중첩 광선속을 편광시키는 것이 바람직하다. 광선의 TM 편광 성분은 이미지 평면에서 기준축에 대하여 광선의 기울어짐에 보정하는 기준축에 대하여 기울어짐의 변화에 영향을 미친다. 광선의 TE 편광 성분은 이미지 평면에서 기준축에 대하여 광선의 기울어짐에도 불구하고 기준축에 대하여 직각으로 존재한다. 그러한 것으로 편광자는 이미지 평면에서 기준축에 대하여 광선의 기울어짐 기능과 같은 광선의 TM 편광 성분을 감소시키는 것이 바람직하다.

굴절 경계면은 명목상 비오목 굴절면에 대하여 이미지 광선의 기울어짐이 기준축에 대하여 같은 이미지 광선의 기울어짐 보다 크지 않도록 비오목 굴절면으로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 굴절 경계면은 명목상 비오목 굴절면에 대하여 이미지 광선의 기울어짐이 기준축에 대하여 같은 이미지 광선의 기울어짐 보다 작도록 볼록 굴절면으로써 형성될 수 있다.

도 1은 이미지 플랜에 인접한 침지 렌즈를 갖는 마이크로리소그래픽(microlithographic) 투영용 반사굴절 이미지 시스템의 도면이다.

도 2는 이미지 플랜에 인접한 쌍방 침지 렌즈를 구비한 투과용 반사굴절 이미지 시스템의 유사 도면이다.

도 3은 도 1의 이미지 시스템의 만진 거울(mangin mirror) 및 단일-침지 시역 보정 렌즈의 확대 도면이다.

도 4는 도 2의 이미지 시스템의 만진 거울 및 이중-침지 시역 보정 렌즈의 확대 도면이다.

도 5는 이미지 플랜에 근접한 침지 렌즈를 구비한 반사굴절 이미지 시스템의 유사 도면이다.

도 6은 도 5의 이미지 시스템의 만진 거울 및 단일-침지 시역 보정 렌즈의 확대 도면이다.

마이크로리소그래픽 투영용 반사굴절 이미지 시스템(10)은 레지스트(14, resist, 이미지)위로 망선(12, 물체)을 이미지화하기 위한 배열을 도 1에서 나타난다. 이미지 시스템(10)을 위한 실질 초점 배율을 구비한 이중-반사 만진 거울(20)의 확대도는 도 3에서 나타난다. 주로 굴절 성분의 조립체(18)은 수차 보정을 하는 동안 이중-반사 만진 거울(20)의 조리개를 채우기 위해 준비된다. 조립체(18) 전체에, 굴절 각은 불필요한 수차의 도입을 피하는 것을 최소화 한다. 침지 모드에서 작동하는 상면 보정 렌즈(22)는 만진 거울(20)과 함께 작동하여 레지스트(14)의 초점면 위에 망선(12)의 최종 이미지를 형성한다.

이미지 시스템(10)의 동공에서 또는 가깝게 위치된 이중-반사 만진 거울(20)의 초점 배율은 만진 거울(20)을 통하여 묘사된 주변 광선(24a, 24b, marginal ray)의 경로로부터 명백하게 된다. 주변 광선(24a, 24b)은 광 투과 몸체의 전면에 형성된 부분 반사면(26)을 지나 만진 거울(20)에 들어들간다. 주변 광선(24a, 24b)은 광 투과 몸체(28)로 투과되고 그리고 광 투과 몸체(28)의 뒷면에 오목 반사면(30)에 의해 반사된다. 반사 후에, 주변 광선(24a, 24b)은 지나 수렴 경로를 따라 부분 반사면(26)에서 두번째 광 투과 몸체(28)로 투과된다. 주변 광선(24a, 24b)은 부분 반사면(26)을 지나 첫번째로 투과된 입사각보다 높은 입사각에서 부분 반사면(26)을 다시 만난다. 높은 입사각에서, 주변 광선(24a, 24b)의 각각은 세번째 광 투과 몸체를 지나 오목 반사면(30)에 형성된 조리개(32)쪽으로 추가 수렴 경로를 따라 투과하기 위하여 부분 반사면(26)으로부터 반사되는 실재 성분(substantial component)을 포함한다.

광 투과 몸체(28)는 극자외선 파장의 빛(즉, 200nm보다 적은)에서 투과되는 융해된 실리카(sillica) 또는 플루오르화 칼슘(calcium fluoride)과 같은 광 물질의 굴절 몸체인 것이 바람직하다. 부분 반사면(26)은 반사 몸체의 전면에 형성된 굴절면인 것이 바람직하다. 전도, 반사, 또는 편광의 코팅 조절 재료와 같은 코팅 또는 다른 처리법은 굴절면에 적용될 수 있다. 주변 광선(24a, 24b)의 투과 및 반사 교전(encounter) 사이의 변화하는 입사각에 더하여, 부분 반사면(26)을 지나 투과한 광선(주변 광선(24a, 24b)을 예로)은 부분 반사면(26)으로부터 반사된 광선보다 만진 거울(20)의 광축(34)에서부터 더 멀리 떨어져 있다. 이것은 추가 기회를 제공하여 광축(34)에 의해 부분 반사면(26)에서 투과된 광선 및 반사된 광선 사이를 구별한다. 반사 또는 비반사 코팅을 포함할 수 있는 취급법은 오목 반사면(30)쪽으로 투과한 광선을 처음으로 초래하는 부분 반사면(26)의 방사상으로 한정된 영역에 투과를 보강하고 그리고 조리개(32)쪽으로 방사한 광선을 처음으로 초래하는 부분 반사면(26)의 방사상으로 한정된 영역에 반사를 보강하는데 사용될 수 있다.

오목 굴절면(36)은 조리개(32)내 광 투과 몸체(28)에 형성된다. 오목 반사면(30)의 명목상 만곡 중심의 위치와 반대편 방향의 광축(34)을 따라 위치된 명목상 만곡 중심을 갖는 오목 굴절면(36)은 주변 광선(24a, 24b)이 만진 거울 요소(20)를 나가려고 하는 반사각(예를 들어 10도 보다 작은)을 제한한다. 유사 목적을 위해, 광 투과 몸체(38, 예를 들어 렌즈 몸체)를 갖는 상면 렌즈(22)는 만진 거울의 오목 굴절면(36)에 근접한 볼록 굴절면(40)을 포함한다. 주변 광선(24a, 24b)은 만진 거울(20)의 뒷면 위에 오목 면(36) 그리고 두 면(36, 40)에서 발생하는 굴절양을 감소시키기 위한 제한된 입사각(예를 들어 10도 보다 작은)에서 상면 렌 즈(22)의 전면 위에 볼록 면(40) 사이에 접근한다. 추가로, 상면 요소(32)의 볼록 굴절면(40)은 굴절이 두 면(36, 40) 사이의 안내된 수차에 효과적인 거리를 제한하기 위하여 만진 요소(20)의 오목 굴절면(36)과 꼭 들어맞다. 그러나, 근접한 오목 및 볼록 면(36, 40)의 만곡 중심은 보정 초점 기능을 제공하기 위하여 서로로부터 약간 벗어난다.

상면 보정 렌즈(22)의 뒷면은 포토 레지스트(14)를 구비한 침지 경계면을 형성하기 위한 비가스물(de-gassed water)과 같은 액체 광학 매질(44)에 노출된 침지 면(42)을 갖는다. 침지면(42)은 레지스트(14)에 근접하게 평면형(평철 렌즈를 상면 렌즈(22)로 제작)을 갖는 것이 바람직하다. 비록 주변 광선(24a, 24b)이 높은 입사각에서 침지면(42)에 근접하더라도, 굴절은 주변 광선(24a, 24b)이 초점 렌즈 투과 몸체(38)의 굴절률에서 공기보다 정밀한 굴절률을 갖는 액체 광 매질(44)때문에 면(42)에서 제한된다(예를 들어 10도 작은). 액체 광 매질(44)의 높은 굴절률은 주변광선(24a, 24b)이 레지스트에 초점을 맞추게 되는 상당히 높은 개구수를 또한 제공한다. 침지면(42)은 상면 보정 렌즈(22) 및 액체 광 매질(44) 사이의 굴절을 더 제한하기 위해 오목 형태를 또한 사용할 수 있지만, 그러나 시야의 어떤 희생이 따른다.

명백한 것처럼, 이미지 시스템(10)의 대부분 초점 배율은 만진 거울(20)의 반사에 의해 제공된다. 오목 반사면(30)의 만곡의 증가는 초점 배율을 증가시킬 수 있다. 그러나, 오목 반사면(30)의 만곡 증가는 만진 거울(20)이 이중으로 반사하는 빛에 효과적인 조리개 크기를 또한 제한할 수 있다. 정상적으로, 만진 거울의 굴절 면은 구면 수차의 효과를 감소시키기 위하여 오목하다. 그러나, 주변광(24a, 24b)이 오목 반사면(30)으로부터 반사된 적어도 수렴각 "α"처럼 큰 수렴각 "β"에 의해 부분 반사면(26)으로부터 반사된 주변 광선(24a, 24b)이 광축(34)으로 기울어지도록, 만진 거울(20)의 부분 반사면(26)은 거의 평면을 포함하는 비오목면인 것이 바람직하다.

도시된 실시형태에서 처럼, 부분 반사면(26)은 광축(34)에 평면을 향한 법선이다. 따라서, 광선(24a, 24b)이 오목 반사면(30)에 의해 첫째로 수렴되는 각 "α"는 두 반사각 "α" "β"이 동일하도록 부분 반사면(26)으로부터 반사에 의해 유지된다. 더욱 큰"β" 각은 볼록면처럼 부분 반사면(26)을 형성함으로써 가능하다. 그러나, 부분 반사면(26)의 평면 형태는 부분 반사면(26)을 만진 거울(20)의 오목 반사면(30) 및 오목 굴절면(34)와 더 쉽게 연합하기 위하여 제공되는 것처럼 중요한 제조 이점을 갖는다.

표 1은 1.2의 개구수 및 15x 감소한 배율을 사용하여 192.6 내지 194nm의 범위에 걸쳐 193.3nm 참조 파장에서 작동한 도시된 반사굴절 이미지 시스템을 제조하기 위하여 밀리미터(millimeters)의 제작 데이터를 기재한다.

요소 번호	만곡의 반지름		두께	조리개 지름		물질
요소 번호	앞	뒤		앞	뒤
물체 12	INF		7.0000
51	43.3356	37.2553	6.6881	11.6500	11.5829	실리카
공간			333.3049
52	1024.2604	-137.0424	8.0616	65.7105	66.0127	플루오르화 칼슘
공간			96.2258
53	87.4466	40.8464	7.5129	53.5077	49.9088	실리카
공간			20.0310
54	-43.8045	-54.6894	5.0000	51.2325	55.5014	실리카
공간			8.5625
55	296.4268	-118.5802	10.4736	64.9622	66.0260	플루오르화 칼슘
공간			0.0200
56	99.6257	56.2463	17.7410	67.2065	63.6415	플루오르화 칼슘
공간			10.3943
57	266.5824	-60.6273	15.0404	64.8690	65.6625	플루오르화 칼슘
공간			7.3373
58	-53.6837	-153.2293	5.000	63.6834	67.5688	실리카
공간			21.3538
구경 조리개 59				74.2546
공간			0..0200
28(26~36)	INF	-82.8138	18.9632	74.2605	76.0852	실리카
30	-82.8138			76.0852		반사
28(30~26)	-82.8138	INF	-18.9632	76.0852	76.0852	실리카
26	INF			53.4919		반사
28(26~30)	INF	11.0239	17.5713	53.4919	76.0852	실리카
공간			0.6823
38(40~42)	6.6465	INF	2.9229	7.3577	2.5339	플루오르화 칼슘
44	INF	INF	0.6000	2.5339	0.7070	물
이미지 14	INF			0.7070

이미지 시스템을 정의하기 위한 FFL이 제 1 표면으로부터 측정되고 그리고 BFL이 마지막 표면으로부터 측정된 다른 첫번째 순서 데이터는 다음 표 2 및 표 3에 있다.

무한 공액
EFL	53.4911
BFL	-2.9659
FFL	551.6155
F/NO	0.4219

사용된 공액에서
감력	0.0667
유한 F/NO	0.4167
물체 거리	7.0000
전체 트랙	601.5438
이미지 거리	0.6000
OAL	593.9438
근축 이미지 하프타임	0.3535
근축 이미지 거리	0.6001
세미-상면 각	0.5551
입사동 직경	88.2731
입사동 간격	542.9388
사출동 직경	378.8727
사출동 간격	226.6206

본 발명에 따른 다른 반사굴절 이미지 시스템(70)은 도 4에 나타난 이중-반사 만진 거울(80)을 사용하기 위해 개조된 도 2에 나타난다. 앞선 반사굴절 이미지 시스템(10)과 유사하게, 반사굴절 이미지 시스템(70)은 높은 감력 비율에서 레지스트(14)위로 망선(12, 물체)의 이미지를 투과하기 위해 뉴턴 형태(Newtonian form)를 갖는다. 대부분의 초점 배율은 이중-반사 만진 거울(80)에 의해 제공된다. 굴절 광학 조립체(78)은 이미지 시스템(70) 내 발생하는 다양한 수차를 보정하는 동안 이중-반사 만진 거울(80)의 조리개를 채운다. 이중-반사 만진 거울(80)은 이미지 공간에 텔레센트릭 이미지 시스템(telecentric imaging system)의 동공에서 또는 가까이에 위치된다. 도 4에 도시된 것처럼, 상면 보정 렌즈(82)는 두 개 액체 광 매질(86, 88) 사이의 쌍방 침지 렌즈로서 배열된다. 액체 광 매질(86)은 이중-반사 만진 거울(80)을 상면 렌즈(82)와 연결시키고, 그리고 액체 광 매질(88)은 상면 렌즈(82)를 이미지 시스템(70)의 이미지 평면에서 레지스트(14)와 연결시킨다.

앞선 실시형태와 비슷하게, 이미지 시스템(70)에 의해 초점을 가져오는 광선의 범위를 직접 표시하는 주변 광선(84a, 84b)운 부분 투과 및 부분 굴절 모두에 적응된 굴절면(96)을 지나 만진 거울(80)의 굴절 몸체(98, 투과 광 몸체))에 들어간다. 주변 광선(84a, 94b)은 근접한 법선 입사에서 굴절면(96)에 근접하고 그리고 이런 이유로 굴절면(96)을 통하여 투과하는 경향이 있다. 굴절 몸체(98)을 가로지른 후에, 주변 광선(84a, 84b)은 굴절 몸체(98)의 뒷면에 형성된 오목 반사면(100)으로부터 반사된다. 반사된 주변 광선(84a, 84b)은 두번째 굴절 몸체(98)를 지나 수렴 경로를 따라 직행하고, 각"α"를 지나 만진 거울(80)의 광축(94)으로 기울어진다. 수렴한 주변 광선(84a, 84b)의 각각은 세번째 굴절 몸체(98)을 지나 추가 수렴 경로에 굴절면(96)으로부터 반사되고, 각"β"를 지나 만진 거울(80)의 광축(94)으로 경사지는 중요 성분을 포함한다. 굴절면(96)은 주변 광선(84a, 84b)이 오목 반사면(100)으로부터 반사되는 각"α"보다 크거나 같은 각"β"에서 굴절면(96)으로부터 주변 광선(84a, 84b)이 반사하기 위한 형태이다(예를 들어, 비오목 및, 바람직하게 평면에 가깝다).

굴절면(96)의 반사력은 (a) 굴절 몸체(98)의 굴절률 그리고 그것의 인접한 공기 매질 사이의 차이, 그리고 (b) 수렴 광이 굴절면(96)에 근접하는 입사각에서 적어도 일부분 기인한다. 추가로, 코팅은 굴절면(96)을 가로지른 빛의 투과 및 반사를 더욱 효과적으로 조절하기 위해 적용될 수 있다. 예를 들어, 코팅은 이미지 시스템(70)에 의해 초점을 맞추는 광선의 범위를 더욱 효과적으로 투과 및 반사하기 위한 굴절면(96)의 입사각 또는 위치를 기초로 더 구별짓는 굴절면(96)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 코팅의 반사력은 이미지 광이 주로 투과되는 경향이 있는 굴절면(96)의 고리 영역(97)에서 이미지 광이 주로 감소되고 그리고 반사되는 경향이 있는 굴절면(96)의 고리 영역(95)에서 증가될 수 있다.

수렴 주변 광선(84a, 84b)은 오목 반사면(100)의 조리개(102) 내 볼록 굴절면(106)을 통하여 만진 거울(80)를 나간다. 볼록 굴절면(106)은 두 개 면(100, 106)이 굴절 몸체(98)의 뒤에 연속된 형태(예를 들어, 구형)의 다른 일부를 차지하도록 오목 반사면의 적어도 대략 정합하는 만곡 중심을 갖는다. 비록 수렴 방사상 광선이 상대적으로 높은 입사각에서 볼록 굴절면(106)에 근접하더라도, 굴절은 액체 광 매질(86)를 사용하여 만진 거울(80) 및 상면 보정 렌즈(82) 사이의 공간을 채움으로써 제한된다(예를 들어 10도보다 작게). 비가스물일 수 있는 액체 광 매질(86)은 볼록 굴절면(106)을 가로지른 굴절률 차이를 감소시킨다.

상면 보정 렌즈(82)는 만진 거울(80)의 볼록 굴절면(106)에 인접한 볼록 굴절면(110) 및 레지스트(14)에 인접한 평면 굴절면(112)과 함께 굴절 몸체(108)를 갖는다. 그러한 것으로, 상면 보정 렌즈(82)는 양의 초점 배율을 갖는 평-볼록 렌즈로서 언급될 수 있다. 상면 보정 렌즈(82)는 또한 볼록 굴절면(110)이 액체 광 매질(86)로 노출된 침지면이고 그리고 평면 굴절면(112)이 액체 광 매질(88)로 노출된 침지면이기 때문에 쌍방 침지 렌즈로서 언급될 수 있다.

액체 광 매질(86, 88)의 상승된 굴절률은 상면 렌즈(82)의 굴절면(110, 112)을 가로지른 굴절양을 제한한다(예를 들어 10도보다 작게). 비록 주변 광선(84a, 84b)이 실재 입사각에서 각각의 굴절면(110, 112)에 근접하더라도, 굴절은 굴절면(110, 112)의 반대면 위에 광 매질(86, 88)의 굴절률의 차이를 제한함으로써 한정된다. 비가스물이 두 개의 액체 광 매질(86, 88)를 선택하는 한편, 다른 광 액체는 하나 또는 두개를 사용할 수 있다. 예를 들어, 액체 광 매질(86)은 액체 광 매질(88)와 관계없이 주변 봉합(114)에 의해 만진 거울(80) 및 상면 렌즈(82) 사이를 한정할 수 있다. 이미지 시스템(70)의 동일한 전체 설계 내에, 두 개 액체 광 매질(86, 88)은 다른 레지스트(14)를 수용하고 그리고 우수한 광학 조절을 만들기 위해 변경할 수 있다.

표 4는 1.2의 개구수 및 15x 감소한 배율을 사용하여 1934nm 파장에서 앞선 실시형태와 유사하게 작동한 도시된 반사굴절 이미지 시스템을 제조하기 위하여 밀리미터(millimeters)의 제작 데이터를 기재한다.

요소 번소	만곡의 반지름		두께	조리개 직경		물질
요소 번소	앞	뒤		앞	뒤
물체 12	INF		85.8698
61	65.7102	51.6419	20.5066	23.0980	22.3354	실리카
공간			245.4068
62	435.1054	-150.4084	9.0483	69.8704	70.1300	플루오르화 칼슘
공간			102.1563
63	116.2850	43.2535	6.6875	55.8903	52.7145	실리카
공간			20.6876
64	-47.7576	-71.4321	12.0956	54.3401	64.5469	실리카
공간			7.0370
65	134.9633	-101.5776	17.8787	78.4571	79.2839	플루오르화 칼슘
공간			0.0200
66	79.3961	56.4347	4.3609	77.2784	73.6386	실리카
공간			9.9511
67	113.8151	-132.3919	14.8674	74.1772	73.8734	플루오르화 칼슘
공간			6.8027
68	-73.9770	-198.0131	5.0848	72.7498	74.3303	실리카
공간			11.3173
구경 조리개 69				74.3728
공간			0.6827
98(96-100)	-1043.7160	-89.2413	19.7738	74.3736	74.9486	실리카
100	-89.2413			74.9846		반사
98(100-96)	-89.2413	-1043.716	-19.7738	74.9846	74.9486	실리카
96	-1043.7160			48.5489		반사
98(96-106)	-1043.7160	-89.2413	19.7738	48.5489	74.9846	실리카
86	-89.2413	4.0537	0.2000	10.0000	4.9516	물
82	4.0537	INF	1.8436	4.9516	2.5397	실리카
88	INF	INF	0.6000	2.5397	10.0000	물
이미지 14	INF			10.0000

비록 부분 반사면(96)이 굴절 몸체(98)의 전면위에 오목면을 나타내는 만곡 의 음의 반지름을 갖도록 기재되더라고, 만곡의 반지름의 크기는 면(96)이 명목상 평면임을 여전히 고려하게 된다. 또한, 반사면(100) 및 굴절면(106)이 같은 음극 만곡을 갖는 한편, 반사면(100)은 오목으로 여기게 되고 그리고 굴절면(106)은 통상의 광학 명칭에 따라 볼록으로 여기게 된다.

이미지 시스템을 정의하기 위하여 FFL이 제 1 표면으로부터 측정되고 그리고 BFL이 마지막 표면으로부터 측정된 다른 첫번째 순서 데이터는 다음의 표 5 및 표 6과 같다.

무한공액
EFL	62.0784
BFL	-3.5384
FL	562.7456
F/NO	0.4284

사용된 공액에서
감력	0.0667
유한 F/NO	0.4167
물체 거리	85.8698
전체 트랙	602.8784
이미지 거리	0.6000
OAL	516.4086
근축 이미지 하프타임	0.3535
근축 이미지 거리	0.6001
세미-상면 각	0.4835
입사동 직경	100.9403
입사동 간격	542.9926
사출동 직경	220.9466
사출동 간격	132.3550

두 개의 묘사된 이미지 시스템(10, 70)의 요소 사이의 공간은 일반적으로 공기이고 그리고 바람직하게 질소이며, 한편 요소들은 일반적으로 유리이고 그리고 바람직하게 융해된 실리카 또는 플루오르화 칼슘이다. 하나이상의 액체 매질, 바람직하게 비가스물은 또한 최종요소 22 또는 82의 한면 또는 양면에 나타난다. 일반적으로, 설계동안 경계면에서 굴절량을 최소화하는 동안 설계는 하나(예를 들어 1,2)보다 실질적으로 큰 개구수를 포함하는 고 개구수를 달성한다.

추가로, 설계는 입방 결정체 물질(cubic crystalline materials, 예를 들어 플루오르화 칼슘) 내 복굴절 영향을 최소화하기 위해 대부분의 굴절 렌즈(18, 78)의 도처에 광축(34, 94)에 대하여 주변 광선의 기울어짐을 최소화한다. 대부분의 기울어짐은 반사의 결과로서 이중-반사 만진거울(20, 80) 내에 발생한다. 만진 거울(20, 80)의 굴절 몸체(28, 98)은 복굴절의 효과를 최소화하기 위해 실리카를 융해할 수 있다. 그러나, 비록 플루오르화 칼슘과 같은 입방 결정체 물질이 만진 거울(20, 80)의 굴절 몸체(28, 98)에 사용될지라도, 복합 반사는 복굴절 효과를 대부분 균일하게 분배하는 경향이 있는 클로킹 효과(clocking effect)를 갖는다. 사실, 클러킹 효과는 광선이 광축(34, 94)에 대하여 대략 동일한 각에서 굴절 몸체(28, 98)를 통하여 반대 방향(결정축의 하나의 방향에 대응하는)으로 지나도록 부분 반사면(26, 96)을 평면 형태에 가깝게 준비함으로써 최대한으로 활용할 수 있다.

일반적으로, 중앙 차폐(central obscuration)는 근축광선(paraxial ray)을 만진 거울(20, 80)의 전면에서 굴절면(26, 96) 그리고 만진 거울의 뒷면에서 조리개(23, 102) 내 굴절면(36, 106) 사이의 굴절 몸체(28, 98)을 통하여 직접적으로 지나가는 것을 방지할 필요가 있다. 차폐는 만진 거울(20, 80)이 조리개(32, 102)를 통하여 지나가는 빛 중 무엇이든지 이중으로 반사되는 것을 보증한다.

부분 반사면(26, 96)은 조리개(32, 102)로 추가 수렴 경로에 반사된 빛에 각지게 의존하는 방사상으로 대칭 편광 효과를 갖도록 또한 준비될 수 있다. 내부전반사의 각보다 작게 접근(예를 들어 브루스터 각 부근에서, Brewster angle)하는 입사각에서, 두 개 직각 편광 방향(즉, 입사 평면에 편광 방향 TM) 중 하나는 반사되지 않는다. 투과된 TM 편광 빛은 소실된다. 브루스터 각(편광각)이 입사 평면에서 참조되고 그리고 입사 광이 광축(34, 94)을 가로지르는 축 평면의 궤적 내에서 굽어지므로, 편광된 빛의 방위각 분포처럼 명백하게, 부르스터 각에서 또는 가까이 반사면(26, 96)위로 입사된 광은 방사상 대칭으로 편광된다.

보통은, 만약 능률적인 이미지 시스템을 제조하는 것이 가능하다면 그러한 편광 손실은 기피된다. 그러나, 본 발명은 고 개구수에서 이미지를 높이기 위하여 생긴 편광 대칭을 활용하기 위해 제공된다. 높은 입사각으로부터 이미지 평면에 접근한 임의의 편광된 빛은 이미지 형성에 완전히 참여하지 않고 그리고 감소한 전체 조영 효과를 갖는 광축을 따라 편광의 성분을 포함한다. 레지스트(14)에 대하여 입사 평면의 편광 방향(즉 TM)은 높은 입사각에서 이미지 형성을 위해 가장 작은 것이 바람직하다. TM 편광 방향의 전장 벡터는 레지스트(14)에 대하여 법선에 반대하여 측정된 입사각에 따른 광축(34, 94)에 보충적으로 기울어진다. TM 편광의 간섭 효과는 같은 입사 평면 내 전장 벡터의 기울임 각 사이의 차이에 의해 감소된다. 예를 들어, 같은 입사 평면 내 90도로 상대적으로 기울어진 전장 벡터는 조금이라도 간섭하지 않는다(음의 조영이 높은 입사각 차이에서 가능하다). 문제는 전장 상면 벡터가 입사각의 전체 범위에 입사 평면에 평행으로 존재하는 TE 편광 방향에 영향을 미치지 않는다.

게다가 부분 반사면(26, 96)에서 입사각에 걸친 제어는 제조하기 예리한 이미지를 위한 방사상 편광 대칭을 제조하는데 활용될 수 있다. 부분 반사면(26, 96)이 이미지 시스템(10)의 동공에 인접접하게 위치되므로, 높은 입사각에서 부분 반사면(26, 96)에 근접한 주변 광선(24a, 24b, 84a, 84b)은 높은 입사각에서 레지스트(14)에 또한 근접한다. 따라서, 형태, 처리 또는 부분 반사면(26, 96)을 가로지른 굴절률 차이를 조정함으로써, 브루스터 각은 선택된 범위 내 바람직하지 않은 TM 편광을 없애기 위하여 높은 입사각의 선택된 범위에서 조화를 이룰 수 있다. 수렴 빔이 부분 반사면(26)을 비추는 입사각의 정확한 스팬(span) 사이에 브루스터 각(비교되는 각)의 정확한 위치는 더 높은 스팬의 말단에서 TM 편광 방향의 투과를 지지하도록 조정할 수 있다.

그러나, 더 높은 입사각은 소망한 편광 효과를 유지하기 위해 내부전반사 각보다 작게 존재해야 한다. 더 높은 입사각은 부분 반사면(26, 96)의 볼록면을 증가시킴으로써 소망한 수렴 각"β"을 유지하는 동안 내부전반사의 범위 내 부분 반사면(26, 96)에서 감소시킬 수 있다. 부분 반사면(26, 96)으로부터 반사된 수렴 빔은 완전 조영(contrast)을 사용하여 이미지화할 수 있는 극 직각 편광 패턴을 지지하는, 특히 더 높은 기울임 각도에서 방사상으로 편광된다.

레지스트(14)의 면에서 같은 브루스터 각 효과는 소망한 TE 편광보다 더욱 효과적으로 바람직하지 않은 TM 편광을 결부시키는 경향이 있다. 그러나, TM 편광 빛의 반사력은 레지스트(14)의 면을 가로지른 굴절률 차이를 감소시키는 액체 광 매질(44, 88)에 의해 감소된다. 예를 들어, 1.8의 굴절률을 갖는 레지스트를 위하여, 57도로 기울어진 TM 편광의 반사력은 대략 1.4의 굴절률을 갖는(예를 들어 물) 액체 물 매질(44, 48)의 존재에 의해 24퍼센트에서 8퍼세트까지 감소될 수 있다.

부분 반사면(26, 96)의 편광 효과는 조리개(59, 69)에 근접한 것 처럼 빛의 선속 예를 들어 물체 지점(13, 15)으로부터 나오는 이미지 시스템(70)의 117 및 119 또는 이미지 시스템(10)의 17 및 19가 서로 중첩되는 동공의 영역 내 일어나는 것이 바람직하다. 중첩의 영역 내, 빛의 선속(17, 19, 117, 119)은 이미지 평면(레지스트 14)에서 유일한 이미지 지점에 근접한 방사상 대칭 편광 패턴(예를 들어 방위 편광 패턴)을 각각 유지하도록 총제적으로 다룬다. 유사한 영역 내 위치한 방사상 대칭 편광은 구경 조리개(59, 69)와 결합된 유사한 편광 효과를 형성할 수 있다.

또 다른 이중-반사 만진 거울(140)과 함께 이중-텔레센트릭 반사굴절 이미지 시스템(130)이 도 5 및 도 6에 도시된다. 두 개 앞선 실시형태와 유사하게, 이미지 시스템(130)은 높은 감력률에서 레티클(물체)의 이미지를 레지스트(14, 이미지)에 투영한다. 그러나, 이미지 시스템(130)은 물체 공간 및 이미지 공간 모두에 텔레센트릭 한다.

텔레센트릭 물체 공간 내, 표시한 물체 지점(13, 15)으로부터 나오는 빛 선속(137, 139)의 주광선(141, 143)은 공통의 광축(144)과 평행하게 연장한다. 구경 조리개(159)에서 중심에 있는 동공 공간 내, 주광선(141, 143)은 광축(144)을 교차하고 그리고 빛 선속(137, 139)은 서로 중첩된다. 텔레센트릭 이미지 공간 내, 주광선(141, 143)은 만진 거울(140)에 앞서 구경에 의해 방해되지 않고, 레지시트(14)에 대응하는 이미지 지점을 형성하기 위해 광축(144)과 평행하게 되돌아갈 것이다. 동공 공간 내 중첩된 빛 선속(137, 139)은 레지스트(14)에 대응하는 이미지 지점의 형성에 같거나 유사한 효과를 갖기 위해 동공 공간 내 총체적으로 다룰 수 있다.

만진 거울(140)은 대부분 초점 배율을 제공하며, 그리고 만진 거울(140)과 결합된 상면 보정 렌즈(142)는 굴절을 제한하고 그리고 개구수를 증가하기 위해 레지스트(14)를 구비한 침지 경계면을 갖는다. 만진 거울(140)에 앞서 구경(159)을 채우는 굴절 광 조립체(138)은 물체 공간용 형태에서 텔렉센트릭 하고, 그리고 상면 보정 렌즈(142)와 함께 만진 거울(140)은 이미지 공간용 형태에서 텔레센트릭 하며, 조리개(159) 부근에 공동 동공을 각각 분배한다.

도 6에 도시된 것 처럼, 중첩된 주변 광선(134a, 134b)은 광 투과 몸체(148)에 볼록 굴절면(146)을 통해 지남으로써 만진 거울(140)에 들어간다. 주변 광선(134a, 134b)은 광 투과 몸체(148)을 통해 투과하고 그리고 광축(144)에 대하여 각"α"로 기울어진 수렴 경로를 향하여 오목 반사면(150)으로부터 반사된다. 볼록 굴절면(146)은 볼록 굴절면(146)에 형성된 조리개(152) 쪽으로 광축(144)에 대하여 각"β"로 기울어진 추가 수렴 경로를 향하여 되돌아오는 주변 광선(134a, 134b)을 반사함으로써 부분 반사면으로 또한 쓰인다.

부분 반사면(26, 96)이 평면 또는 거의 평면인 두 개 앞선 실시형태에서, 각"α" 및 "β"은 서로 동일하고 그리고 주변 광선이 면에 부딪히고 입사 지점에서 면 법선에 대하여 측정된 입사각과 대략 동일하다. 그러나, 만진 거울(140) 내, 각"β"는 입사 지점때문에 각"α" 보다 상당히 크며, 면 법선(147)은 볼록 굴절면(146)의 볼록함때문에 광축(144)에 기울어진다. 실제 입사각 "μ"은 각 "α" 및 "β"의 평균과 동일하다.

입사각 "μ"은 일부분이 볼록 굴절면(146)의 반사 특성을 제어하고, 한편 각"β"이 만진 거울(140)의 초점 배율을 초래하는 일부분이라는 것이다. 볼록 굴절면(146)의 볼록함으로 제어함으로써, 볼록 굴절면(146)의 반사 특성은 만진 거울(140)의 초점 배율과 관계없이 조절될 수 있다. 이 독립적 조절은 볼록 굴절면(146)의 각 편광 고감도를 활용하기 위해 특히 중요하다. 예를 들어, 주변 광선(134a, 134b)의 입사각"μ"은 주변 광선(134)의 특유의 편광이 볼록 굴절면을 사용하여 주변 광선의 교전에 차별적으로 영향을 미치도록 내부전반사의 각보다 작게 조절될 수 있다.

예를 들어, 입사각 "μ"은 볼록 굴절면(146)이 투과에 의해 손실된 편광의 TM 성분보다 편광의 TE 성분의 반사를 좋아하도록 브루스터 각의 부근에서 조절될 수 있다. 차별 효과는 더 높은 입사각에서 가장 많이 명백한 것이 바람직하다. 실질적으로 광선 선속(137, 139)이 중첩된 동공의 영역 내 볼록 굴절면(146)이 있으므로, 편광 효과는 광 선속(137, 139)의 각각 내 유사하다. 그러므로, 이미지 평면(레지스트 14)에서 더 높은 입사각 광선과 결합된 TM 편광 성분은 광축(144) 주위에 볼록 굴절면(146)의 방사상 대칭에 필적하는 각각의 선속(137, 139) 내 방사상 대칭을 사용하여 유사하게 최소화된다.

비록 볼록 굴절면(146)의 차이 편광 효과가 입사각 "μ" 그리고 볼록 굴절면(146)을 가로지른 굴절률 차이의 기능을 크게할지라도, 편광 효과는 볼록 굴절면에 대하여 적용한 편광 코팅 또는 다른 취급 방법에 의해 더 제어될 수 있다. 볼록 굴절면(146)에서 상대적으로 높은 입사각은 소망한 각지게 고감도 그리고 방사상으로 대칭 편광 효과를 달성에 특히 적당한 면을 형성한다. 그러나, 다른 면 또는 광 구조는 중첩한 광선속(137, 139)에 소망한 방사상 대칭 편광 효과를 달성하기 위하여 동공의 영역 내에 또한 사용될 수 있다.

도 3의 실시형태와 유사하게, 오목 굴절면(156)은 수렴 광선이 조리개(152)에 접근한 입사각을 제한하기 위하여 조리개(152) 내에 형성된다. 상면 보정 렌즈(152)는 일면에 광 투과 몸체(158) 그리고 타면에 실질적으로 평면(162)인 볼록 굴절면(160)을 갖는다. 만진 거울(140)의 오목 굴절면(156) 그리고 상면 보정 렌즈(152)의 볼록 굴절면(160)은 제한된 굴절각을 통하여 상면 보정 효과를 제공하기 위한 형태에서 벗어난다. 평면(162)은 제한된 굴절각이지만 고 개구수에서 레지스트(154)에 대하여 상면 보정 렌즈(152)를 결합하기 위한 액체 광 매질(154)과 접촉한 침지 면이다.

표 7은 다음에 192.6-194.0nm의 분광 범위 내 193.3nm 참조 파장에서 반사굴절 이미지 시스템을 위한 밀리미터(millimeters)의 제작 데이터를 기재한다.

요소 번호	만곡의 반지름		두께	조리개 지름		물질
요소 번호	앞	뒤		앞	뒤
물체		INF	8.8120
171	43.8766	32.2866	20.9205	12.0911	12.1413	실리카
			148.3546
172	-1715.9101	A(1)	5.9311	44.9003	45.4512	플루오르화 칼슘
			262.5214
173	241.5870	47.0285	4.5000	47.3665	46.7355	실리카
			18.8190
174	-38.4333	-57.1318	5.0020	49.0497	55.4000	실리카
			0.1482
175	375.3203	-63.6290	19.8929	62.8751	67.2032	플루오르화 칼슘
			12.6018
176	106.4111	57.2145	19.9818	70.8697	67.1712	플루오르화 칼슘
			9.1360
177	138.1296	-82.3658	15.4741	68.6578	69.3138	플루오르화 칼슘
			4.5986
178	-66.3868	A(2)	5.0000	68.8332	72.1529	실리카
			11.9800
구경 조리개 179				76.0465
구경 조리개 179			0.0200
(146-150)	283.3503	-118.5485	23.0274	76.7809	78.0418	플루오르화 칼슘
150	-118.5485			78.0418		반사
(150-146)	-118.5485	283.3503	-23.0274	78.0418	78.0418	플루오르화 칼슘
146	283.3503			56.3647		반사
(146-156)	283.3503	14.6851	22.0074	56.3647	78.0418	플루오르화 칼슘
			0.0238
(160-162)	9.0476	INF	3.5207	8.7659	3.0056	실리카
154	INF	INF	0.7539	3.0056	0.7070	물
이미지 14		INF		0.7070

다른 표에서와 같이, 양의 반지름은 오른쪽에 만곡의 중심을 가리키며, 그리고 음의 반지름은 왼쪽에 만곡의 중심을 가리킨다. 두께는 인접한 면 사이의 축 거리이고, 그리고 이미지 지름은 오히려 광 추적 값보다 근축값이다.

광학 요소(172, 178)는 비구면 뒷면 설계된 표면들 A(1) 및A(2)를 갖는다. 그들 면은 다음 식에 따라 다음 표 8에 재생된 일련의 계수에 의해 정의된다.

표면	만곡	K	A	B	C	D
A(1)	-0.00971830	0.000000	-2.87514E-08	-6.97112E-12	7.24275E-15	-5.39628E-18
A(2)	-0.00608055	0.000000	2.78960E-08	-2.57837E-12	1.98478E-16	4.73140E-18

이미지 시스템을 정의하기 위해 다른 첫번째 순서 데이터는 FFL이 제 1 표면으로부터 측정되고 그리고 BFL이 마지막 표면으로부터 다음 표 9 및 표 10과 같이 측정된다.

무한공액
EFL	-1458.4794
BFL	97.9869
FFL	-15239.5785
F/NO	-0.0603

사용된 공액에서
감력	0.0667
유한 F/NO	0.4167
물체 거리	8.8120
전체 트랙	600.0000
이미지 거리	0.7539
OAL	590.4341
근축 이미지 하프타임	0.3535
근축 이미지 거리	0.7540
세미-상면 각	0.0029
입사동 직경	16845.5552
입사동 간격	104938.4560
사출동 직경	142.3294
사출동 간격	85.6641

비록 본 발명이 제한된 다수의 실시형태에 대하여 기술되더라도, 본 발명의 기술 및 설명은 고 개구수 이미지, 감소 수차, 극자외선 파장의 수용, 및 강화한 이미지 조영과 같은 목적을 위한 다수의 다른 방법으로 적응할 수 있는 본 발명을 표현한다.

본 발명은 반사 및 굴절의 결합을 활용한 반사굴절 이미지 시스템에 관한 것이며, 고 개구수에서 극자외선의 파장을 수용하고, 굴절 렌즈의 보정 특성과 반사 렌즈의 초점 배율을 활용한 설계 개선함으로써, 낮은 수차를 갖고 고 해상도 이미지가 가능한 극자외선을 갖는 고 개구수 이미지용 반사굴절 이미지 시스템에 관한 것이다.

Claims

광 투과 몸체,

상기 광 투과 몸체의 제 1 측면의 부분 반사면,

상기 광 투과 몸체의 제 2 측면의 오목 반사면,

상기 오목 반사면 내 조리개, 및

상기 오목 반사면의 조리개 내 광 투과 몸체의 제 2 측면의 오목 굴절면;을 갖는 이중-반사 만진 거울; 및

이미지 상면에서 수차를 보정하기 위한 오목 굴절면에 인접한 볼록 굴절면을 갖는 상면 보정 렌즈;를 포함하고,

상기 광 투과 몸체의 제 2 측면의 오목 반사면 및 오목 굴절면은 이미지 빛이 상기 조리개를 통해 광 투과 몸체를 나가는 굴절 각을 감소시키기 위해 공통 광축을 따라 반대 방향에 위치된 만곡의 공통 중심을 갖는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 상면 보정렌즈의 볼록 굴절면은 이미지 상면의 보정에 영향을 끼치기 위한 오목 굴절면의 명목상 만곡 중심으로부터 벗어나는 명목상 만곡 중심을 갖는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 상면 보정 렌즈는 렌즈 몸체를 포함하고, 볼록 굴절 면이 상기 렌즈 몸체의 제 1 측면에 위치하고, 그리고 다른 굴절면이 상기 렌즈 몸체의 제 2 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 다른 굴절면은 이미지 상면에 근접한 액체 광 매질로 빛을 투과하기 위한 형태의 침지 경계면인 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 상면 보정 렌즈는 순 양의 배율을 갖는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 다른 굴절면은 명목상 평면 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 다른 굴절면은 오목 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 4 항에 있어서, 오목 굴절면에 대한 수렴 빔 입사에 의해 나타나는 입사각을 제한함으로써 만진 거울의 볼록 굴절면에서 굴절이 제한되는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 상면 보정 렌즈의 볼록 굴절면 및 만진 거울의 오목 굴절면 사이의 만곡 차이를 제한함으로써 상기 상면 보정 렌즈의 볼록 굴절면에서 굴절이 제한되는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 렌즈 몸체의 굴절률 및 액체 광 매질의 굴절률 사이의 차이를 제한함으로써 침지면에서 굴절이 제한되는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 광 투과 몸체의 제 1 측면의 부분 반사면은 상기 광 투과 몸체의 제 2 측면의 오목 반사면 및 오목 굴절면의 공통 광축에 대하여 실질적으로 법선쪽으로 향한 명목상 평면 형태인 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 광 투과 몸체의 제 1 측면의 부분 반사면은 상기 광 투과 몸체의 제 2 측면의 오목 반사면 및 오목 굴절면의 공통 광축에 대하여 실질적으로 법선쪽으로 향한 명목상 볼록 형태인 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 부분 반사면은 상기 오목 반사면으로 빛을 투과하기 위한 굴절면이고, 상기 오목 반사면은 상기 부분 반사면 쪽으로 수렴 경로 상에 투 과된 빛을 다시 반사하며; 그리고 상기 부분 반사면은 만진 거울의 초점 쪽으로 오목 굴절면을 통하여 추가 수렴 경로로 되돌아오는 빛을 반사하는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
굴절 몸체를 갖는 제 1 초점 렌즈; 및

굴절 몸체를 갖는 쌍방 침지 렌즈;를 포함하고,

상기 제 1 초점 렌즈는 상기 제 1 초점 렌즈의 굴절 몸체의 일 측면의 반사면, 상기 제 1 초점 렌즈의 굴절 몸체의 타 측면의 굴절면, 및 상기 반사면 내 조리개를 갖고,

상기 굴절면은 상기 반사면으로 빛을 투과하기 위하여 부분 투과하고, 상기 반사면은 상기 굴절면을 향한 수렴 경로 상으로 투과된 빛을 다시 반사하는 오목 형태를 갖고, 그리고 상기 굴절면은 이미지 시스템의 이미지 상면을 향하여 조리개를 통해 추가의 수렴 경로상으로 되돌아오는 빛을 부분 반사하며,

상기 쌍방 침지 렌즈는 상기 쌍방 침지 렌즈와 상기 제 1 초점 렌즈의 조리개 사이에 액체 광 매질을 노출시키기 위한 형태의 쌍방 침지 렌즈의 굴절 몸체의 일 측면에 제 1 침지면, 및 상기 쌍방 침지 렌즈 및 상기 이미지 상면 사이에 액체 광 매질을 노출시키기 위한 형태의 상기 쌍방 침지 렌즈의 굴절 몸체의 반대 측면의 제 2 침지면을 갖는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 쌍방 침지 렌즈 및 상기 제 1 초점 렌즈 사이의 액 체 광 매질을 한정하기 위한 외주 봉합을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 쌍방 침지 렌즈는 상기 제 2 침지면에 노출되는 광 액체 매질의 굴절률과 다른 상기 제 1 침지면에 노출되는 광 액체 매질의 굴절률을 수용하기 위한 형태인 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 16 항에 있어서, 상기 제 2 침지면에 노출되는 액체 광 매질의 굴절률은 개구수를 최대로 활용하기 위하여 상기 제 1 침지면에 노출되는 액체 광 매질의 굴절률보다 높은 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 쌍방 침지 렌즈의 제 1 침지면은 볼록 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 18 항에 있어서, 상기 쌍방 침지 렌즈의 제 2 침지면은 평면 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 18 항에 있어서, 상기 쌍방 침지 렌즈의 제 2 침지면은 오목 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 제 1 초점 렌즈의 굴절 몸체의 굴절률 및 상기 쌍방 침지 렌즈의 제 1 침지면에 노출되는 액체 광 매질의 굴절률 사이의 차이를 제한함으로써 상기 제 1 초점 렌즈의 조리개에서 굴절이 제한되는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 21 항에 있어서, 상기 쌍방 침지 렌즈의 굴절 몸체의 굴절률 및 상기 제 1 침지면에 노출되는 액체 광 매질의 굴절률 사이의 차이를 제한함으로써 상기 쌍방 침지 렌즈의 제 1 침지면에서 굴절이 제한되는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 19 항에 있어서, 상기 쌍방 침지 렌즈의 굴절 몸체의 굴절률 및 상기 제 2 침지면에 노출되는 액체 광 매질의 굴절률 사이의 차이를 제한함으로써 상기 쌍방 침지 렌즈의 제 2 침지면에서 굴절이 제한되는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 초점 렌즈 굴절 몸체의 타 측면의 굴절면은 명목상 평면 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 제 1 초점 렌즈의 굴절 몸체의 타 측면의 굴절면은 오목 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 반사굴절 이미지 시스템.
제 1 및 제 2 측면을 갖는 광 투과 몸체;

상기 광 투과 몸체의 제 1 측면의 제 1 굴절면;

상기 광 투과 몸체의 제 2 측면의 반사면;

상기 반사면 내 조리개;

상기 조리개 내 광 투과 몸체의 제 2 측면의 제 2 굴절면;

제 1 표면 형태를 갖는 광 투과 몸체의 제 2 측면의 반사면;

제 1 표면 형태와 다른 제 2 표면 형태를 갖는 광 투과 몸체의 제 2 측면의 제 2 굴절면; 및

적어도 하나의 제 1 및 제 2 표면 형태와 또한 다른 제 3 표면 형태를 갖는 광 투과 몸체의 제 1 측면상의 제 1 굴절면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중-반사 만진 거울.
제 26 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 표면 형태는 비평면 형태이며 그리고 상기 제 3 표면 형태는 평면 형태인 것을 특징으로 하는 이중-반사 만진 거울.
제 26 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 표면 형태는 비평면 형태이고 그리고 상기 제 3 표면 형태는 볼록면 형태인 것을 특징으로 하는 이중-반사 만진 거울.
제 26 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 표면 형태는 볼록면 형태이고, 상기 광 투과 몸체의 제 2 측면의 반사면은 오목 반사면을 갖고 그리고 상기 광 투과 몸체의 제 2 측면의 제 2 굴절면은 오목 굴절면 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 이중-반사 만진 거울.
제 29 항에 있어서, 상기 반사면 및 상기 제 2 굴절면은 공통 광축을 공유하고 그리고 이미지 빛이 조리개를 통하여 광 투과 몸체를 나가는 굴절 각을 감소시키기 위해 공통 광축을 따라 반대 방향에 위치된 명목상 만곡 중심을 갖는 것을 특징으로 하는 이중-반사 만진 거울.
제 30 항에 있어서, 상기 제 3 표면 형태는 비오목면 형태이고, 상기 광 투과 몸체의 제 1 측면상의 제 1 굴절면은 비오목 부분 투과 및 부분 반사면을 갖는 것을 특징으로 하는 이중-반사 만진 거울.
제 31 항에 있어서, 상기 제 3 표면 형태는 평면 형태인 것을 특징으로 하는 이중-반사 만진 거울.
제 26 항에 있어서,

상기 제 1 굴절면은 반사면으로 빛을 투과하기 위해 부분 투과하며;

상기 반사면은 제 1 굴절면 쪽으로 수렴 경로로 투과된 빛을 다시 반사하기 위한 오목 형태를 가지며; 그리고

상기 제 1 굴절면은 초점 쪽으로 제 2 굴절면을 통하여 추가의 수렴 경로로되돌아오는 빛을 반사하기 위하여 부분 반사하는 것;을 특징으로 하는 이중-반사 만진 거울.
제 33 항에 있어서, 상기 제 1 굴절면에 적용되고, 상기 제 1 굴절면으로부터 반사된 빛의 부근에 높은 반사력을 그리고 상기 제 1 굴절면을 통하여 투과된 빛의 부근에 낮은 반사력을 제공하는 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중-반사 만진 거울.
제 1 광 매질 및 제 2 광 매질 사이의 부분적 반사 경계면;

상기 제 2 광 매질에 근접한 오목 반사경;

상기 오목 반사경에 형성된 조리개;

상기 제 2 광 매질 및 제 3 광 매질 사이의 조리개 내 적어도 부분 투과 경계면;

상기 제 3 광 매질 및 제 5 광 매질 사이의 제 4 광 매질을 포함하는 침지 렌즈;

상기 침지 렌즈를 이미지 평면과 광학으로 연결하기 위한 액체 광 매질이 되는 제 5 광 매질;

제 1 광 매질 및 부분 반사 경계면을 통하여 가로지르는 오목 반사경 및 제 2 광 매질 사이의 제 1 광 경로;

오목 반사경 및 제 2 광 매질을 통하여 가로지르는 부분 반사 경계면 사이의 제 2 광 경로;

제 2 광 매질, 적어도 부분 투과 경계면, 제 3 광 매질, 침지 렌즈의 제 4 광 매질, 및 제 5 광 매질을 가로지르는 이미지 상면 및 상기 부분 반사 경계면 사이의 제 3 광 경로;를 포함하는 뉴튼 이미지 시스템.
제 35 항에 있어서, 상기 침지 렌즈는 상기 제 3 광 매질에 근접한 제 1 굴절면 그리고 상기 제 5 광 매질에 근접한 제 2 굴절면을 가지며, 그리고 상기 제 1 굴절면은 볼록 굴절면인 것을 특징으로 하는 뉴튼 이미지 시스템.
제 36 항에 있어서, 상기 제 3 광 매질은 액체 광 매질인 것을 특징으로 하는 뉴튼 이미지 시스템.
제 36 항에 있어서, 상기 제 2 광 매질은 고체 광 매질이고 그리고 상기 적어도 부분 투과 경계면은 상기 고체 광 매질의 오목 굴절면 및 제 3 광 매질 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 뉴튼 이미지 시스템.
제 38 항에 있어서, 상기 부분 반사 경계면은 명목상 평면 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 뉴튼 이미지 시스템.
제 39 항에 있어서, 상기 부분 반사 경계면은 제 1 광 매질 및 고체 광 매질의 평면 굴절면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 뉴튼 이미지 시스템.
제 38 항에 있어서, 상기 부분 반사 경계면은 오목 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 뉴튼 이미지 시스템.
굴절 몸체, 상기 굴절 몸체의 일 측면의 반사면, 상기 굴절 몸체의 타 측면의 굴절면, 및 광축에 따른 반사면 내 조리개를 갖는 결합된 반사 및 굴절 렌즈;를 포함하고,

상기 굴절면은 상기 반사면으로 빛을 투과하기 위해 부분 투과되고,

상기 반사면은 상기 굴절면 쪽으로 수렴 경로 상으로 투과된 빛을 다시 반사하기 위해 오목 형태를 갖고,

상기 굴절면은 또한 광축을 따라 위치된 초점 쪽으로 조리개를 통하여 추가의 수렴 경로상으로 되돌아오는 빛을 반사하기 위해 부분적으로 반사하며,

상기 굴절면은 상기 굴절면에 의해 반사된 빛이 광축으로 기울어지는 제 2 각도와 같거나 또는 보다 작은 제 1 각도를 통하여 상기 반사면으로부터 상기 굴절면에 접근한 빛이 광축으로 기울어지도록 비오목 형태를 갖는 것을 특징으로 하는,뉴튼 형태를 갖는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템.
제 42 항에 있어서, 상기 굴절면은 상기 제 2 각도가 상기 제 1 각보다 크도 록 볼록 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템.
제 42 항에 있어서, 상기 굴절면은 상기 제 1 및 제 2 각도가 실질적으로 같도록 명목상 평면 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템.
제 44 항에 있어서, 상기 굴절 몸체는 입방 결정체 물질로 제조되고 그리고 상기 평면 굴절면은 결정체 물질의 방사상 균형 복굴절 효과에 적응되는 것을 특징으로 하는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템.
제 42 항에 있어서, 상기 굴절면의 반사력이 상기 굴절면에 근접한 빛을 사용하여 입사각의 변화 기능과 같이 반사력의 변화를 보정하기 위하여 광축으로부터 방사 거리의 기능에 따라 변화하도록 굴절면에 적용된 부분 반사 처리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템.
제 42 항에 있어서, 상기 반사면 및 굴절면은 상기 반사면으로부터 굴절면에 근접한 빛의 주변 광선이 직각 방향의 편광보다 실질적으로 더 한 방향의 편광을 반사시키는 입사각에서 굴절면을 비추도록 결합되는 것을 특징으로 하는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템.
제 47 항에 있어서, 상기 굴절면은 상기 반사면으로부터 굴절면에 접근한 광의 주변 광선이 내부전반사의 각보다 작은 입사각에서 굴절면을 비추도록 충분히 볼록한 것을 특징으로 하는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템.
제 47 항에 있어서, 상기 굴절면은 상기 큰 입사각 만큼 큰 각 감지 편광 효과를 제공하기 위한 형태인 것을 특징으로 하는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템.
제 42 항에 있어서, 상기 굴절면은 상기 굴절면으로부터 반사된 빛에 방사상 대칭 편광 효과를 제조하는 것을 특징으로 하는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템.
제 50 항에 있어서, 상기 결합된 반사 및 굴절 렌즈는 광축을 따라 물체 평면을 이미지 평면과 연결시키며, 그리고 상기 굴절면의 방사상 대칭 편광 효과는 이미지 평면에서 입사각 축과 수직한 광선의 TE 편광 성분에 대하여 이미지 평면에서 입사 평면 축과 평행한 광선의 TM 편광 성분에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템.
제 51 항에 있어서, 상기 굴절면의 방사상 대칭 편광 효과는 이미지 평면에서 입사 평면 축과 수직한 광선의 TE 편광 성분을 실질적으로 감소시키지 않고 이 미지 평면에서 입사 평면 축과 평행한 광선의 TM 편광 성분을 감소시키는 것을 특징으로 하는 극자외선용 반사굴절 이미지 시스템.
광 기준축을 따라 물체 평면을 이미지 평면과 광학적으로 연결한 이미지 렌즈의 조립체;

이미지 평면에 인접한 이미지 렌즈 중 하나와 결합한 액체 광 매질;

상기 물체 평면에서 물체 지점 및 이미지 평면에서 이미지 지점 사이를 연장하는 광선의 중첩 선속의 교차에서 물체 평면 및 이미지 평면 사이의 광 기준축을 따라 위치된 동공;

이미지 평면에서 입사 평면 축과 수직한 광선의 TE 편광 성분에 대하여 이미지 평면에서 입사 평면 축과 평행한 광선의 TM 편광 성분에 다르게 영향을 미치는 방사상 대칭을 갖는 동공 내 광선의 중첩 선속을 편광하는 동공의 영역 내 위치된 각 감지 편광자;를 포함하는 침지(immersive) 이미지 시스템.
제 53 항에 있어서, 상기 각 감지 편광자는 극성 직각 편광 패턴을 제조하는 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 54 항에 있어서, 상기 극성 직각 편광 패턴은 방위각의 편광 패턴인 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 53 항에 있어서, 상기 각 감지 편광자는 이미지 평면에서 입사각 축과 수직한 광선의 TE 편광 성분을 실질적으로 감소시키지 않고 이미지 평면에서 입사각 축과 평행한 광선의 TM 편광 성분을 감소시키는 방사상 대칭을 갖는 동공 내 광선의 중첩 선속을 편광시키는 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 56 항에 있어서, 광선의 TM 편광 성분은 이미지 평면에서 기준축에 대한 광선의 기울어짐의 작용과 같은 기준축에 대한 기울어짐의 변화에 영향을 받기 쉬운 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 56 항에 있어서, 광선의 TM 편광 성분은 이미지 평면에서 기준축에 대한 광선의 기울어짐에 보완적인 기준축에 대한 기울어짐의 변화에 영향을 받기 쉬운 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 57 항에 있어서, 광선의 TE 편광 성분은 이미지 평면에서 기준축에 광선의 기울임에도 불구하고 기준축에 여전히 직각인 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 53 항에 있어서, 시스템은 동공에서 가로지르는 주요 광선이 이미지 평면에서 기준축과 실질적으로 평행하게 연장한 이중-텔레센트릭 시스템인 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 60 항에 있어서, 상기 시스템은 상기 주요 광선이 물체 평면에서 기준축과 실질적으로 평행하게 또한 연장한 이중-텔레센트릭 시스템인 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 53 항에 있어서, 상기 편광 렌즈는 구경 조리개에 인접하게 위치되는 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 57 항에 있어서, 상기 편광자는 이미지 평면에서 기준축에 대하여 광선의 기울임의 작용과 같이 광선의 TM 편광 성분을 감소시키는 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 63 항에 있어서, 상기 편광자는 기준축에 보다 기울어진 광선의 TM 편광 성분 보다 더욱 기준축에 더 기울어진 광선의 TM 편광 성분을 감소시키는 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 53 항에 있어서, 상기 편광자는 부분 반사면인 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 65 항에 있어서, 상기 부분 반사면은 투과 광 몸체, 상기 투과 광 몸체의 일 측면상 오목 반사면, 상기 반사면 내 조리개, 그리고 상기 투과 광 몸체의 다른 측면상의 부분 반사면을 갖는 만진 거울의 표면인 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 66 항에 있어서, 광선의 중첩 선속은 부분 반사면 쪽으로 수렴 경로상에서 오목 반사면으로부터 반사되고 그리고 조리개를 통해 수렴 경로상에서 부분 반사면으로부터 반사되는 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 67 항에 있어서, 상기 명목상의 부분 반사면에 대하여 광선의 기울어짐이 상기 기준축에 대하여 같은 광선의 기울어짐보다 크지 않도록 상기 부분 반사면은 비오목면인 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
제 67 항에 있어서, 상기 광선의 중첩 선속은 주변 광선 그리고 상기 부분 반사면에서 내부전반사의 각보다 작은 입사각에서 오목 반사면으로부터 부분 반사면에 근접한 주변 광선을 포함하는 것을 특징으로 하는 침지 이미지 시스템.
광 기준축을 따라 물체 평면을 이미지 평면과 광학적으로 연결하는 이미지 렌즈의 조립체; 및

이미지 평면에서 물체 지점 및 이미지 평면에서 이미지 지점 사이를 연장하는 광선의 중첩 선속의 교차에서 물체 평면 및 이미지 평면 사이의 광 기준축을 따 라 위치된 동공;을 포함하고,

상기 이미지 렌즈는 이미지 평면에서 입사 평면 축과 수직한 광선의 TE 편광 성분에 대하여 이미지 평면에서 입사 평면 축과 평행한 광선의 TM 편광 성분에 다르게 영향을 미치는 방사상 대칭을 갖는 동공 내 광선의 중첩 선속을 편광시키는 각 감지 편광자로서 배열되고 그리고 동공의 영역 내 위치된 굴절 경계면을 포함하고,

상기 반사면은 상기 굴절 경계면에서 내부전반사를 위해 요구되는 보다 작은 각에 대하여 굴절 경계면에서 광선의 중첩 선속의 입사각을 제한하기 위하여 다른 이미지 렌즈와 협력한 형태인 것을 특징으로 하는 방사상 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템.
제 70 항에 있어서, 상기 각 감지 편광자의 차별적 효과는 다른 편광 성분에 걸쳐 편광 성분 중 하나의 유리한 반사를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사상 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템.
제 71 항에 있어서, 상기 편광자는 입사 지점에서 명목상 굴절 경계면에 대하여 광선의 기울어짐의 기능과 같은 다른 편광 성분을 제외할 만큼 편광 성분 중 하나를 반사시키는 것을 특징으로 하는 방사상 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템.
제 70 항에 있어서, 상기 각 감지 편광자는 이미지 평면에서 입사 평면 축과 수직한 광선의 TE 편광 성분을 실질적으로 감소시키지 않고 이미지 평면에서 입사 평면 축과 평행한 광선의 TM 편광 성분을 감소시키는 방사상 대칭을 갖는 동공 내 광선의 중첩 선속을 편광시키는 것을 특징으로 하는 방사상 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템.
제 73 항에 있어서, 상기 광선의 TM 편광 성분은 이미지 평면에서 기준축에 대한 광선의 기울어짐의 작용과 같은 기준축에 대한 기울어짐의 변화에 영향을 받기 쉬운 것을 특징으로 하는 방사상 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템.
제 74 항에 있어서, 광선의 TM 편광 성분은 이미지 평면에서 기준축에 대한 광선의 기울어짐에 보완적인 기준축에 대한 기울어짐의 변화에 영향을 받기 쉬운 것을 특징으로 하는 방사상 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템.
제 74 항에 있어서, 광선의 TE 편광 성분은 이미지 평면에서 기준축에 광선의 기울임에도 불구하고 기준축에 여전히 직각인 것을 특징으로 하는 방사상 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템.
제 74 항에 있어서, 상기 편광자는 이미지 평면에서 기준축에 대하여 광선의 기울어짐의 작용과 같은 광선의 TM 편광 성분을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방사상 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템.
제 74 항에 있어서, 상기 편광은 상기 기준축에 대하여 보다 적게 기울어진 광선의 TM 편광 성분 보다 기준축에 더 기울어진 광선의 TM 편광 성분을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방사상 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템.
제 70 항에 있어서, 명목상의 비오목 굴절면에 대하여 이미지 광선의 기울어짐이 기준축에 대하여 같은 이미지 광선의 기울어짐 보다 크지 않도록 상기 굴절은 비오목 굴절면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방사상 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템.
제 70 항에 있어서, 명목상의 비오목 굴절면에 대하여 이미지 광선의 기울어짐이 기준축에 대하여 같은 이미지 광선의 기울어짐 보다 작도록 상기 굴절 경계면은 볼록 굴절면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방사상 편광 대칭을 갖는 이미지 시스템.