(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射マイクロリソグラフィ投影光学システムであって、
対物面内の物体視野から波長λを有する放射光を像平面内の像視野に結像するように配列された複数の反射要素、
を含み、
７５ｍｍ又はそれよりも小さい物体−像シフトを有し、ここで前記物体−像シフトは、像視野内のある点の物体視野内の対応点からのｘ−ｙ平面内の距離であり、
前記像視野は、少なくとも１ｍｍ×１ｍｍのサイズを有し、
０．２又はそれよりも大きい像側開口数を有する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記要素の少なくとも１つは、前記放射光の経路に位置決めされた回転非対称表面を有する反射要素であり、
前記回転非対称表面は、前記回転非対称表面の少なくとも１つの位置で、前記回転非対称表面に最もよく一致する回転対称表面である回転対称基準表面から少なくともλのサグ方向の距離だけ偏位する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項３】
前記回転非対称表面は、式：
0005479889.tif 000034
で定められる表面から０．１λ又はそれよりも小さいサグ方向の距離だけ偏位し、ここで、
0005479889.tif 000035
であり、ｚは、軸に平行な、前記表面のサグであり、ｃは、頂点曲率であり、ｋは、円錐定数であり、Ｃjは、単項式ｘmｙnの係数であり、αは、整数であることを特徴とする請求項２に記載の光学システム。
【請求項４】
回転非対称表面が、前記回転非対称表面の１つ又はそれよりも多くの位置で、前記回転対称基準表面から１０λ又はそれよりも大きいサグ方向の距離だけ偏位することを特徴とする請求項２に記載の光学システム。
【請求項５】
回転非対称表面が、前記回転非対称表面の１つ又はそれよりも多くの位置で、前記回転対称基準表面から２０ｎｍ又はそれよりも大きいサグ方向の距離だけ偏位することを特徴とする請求項２に記載の光学システム。
【請求項６】
前記複数の反射要素は、前記光学システムの子午面に対して鏡面対称であることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項７】
前記複数の反射要素は、前記放射光の経路に位置決めされた回転非対称表面を有する反射要素である２つの要素を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項８】
前記複数の要素は、主光線角度の正の拡大を有する反射要素を２つよりも多く含まないことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項９】
前記複数の要素は、主光線角度の正の拡大を有する反射要素を１つよりも多く含まないことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１０】
０．４又はそれよりも大きい像側開口数を有することを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１１】
前記像平面において矩形視野を有し、
直交方向の各々における前記矩形視野は、１ｍｍ又はそれよりも大きい最小寸法を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１２】
前記像視野での歪曲収差が、１０ｎｍ又はそれよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１３】
前記像視野での波面誤差が、λ／１４又はそれよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１４】
光学システムを通る前記放射光の経路は、前記対物面での対物面法線と非平行である主光線によって特徴付けられることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１５】
主光線が、前記対物面において０．０５°以内で互いに平行であることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１６】
主光線が、前記対物面において互いから発散することを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１７】
光学システムの子午断面に対して、主光線が、前記要素の各々の表面上への２０°よりも小さい最大入射角を有することを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１８】
前記対物面においてテレセントリックであることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項１９】
前記像平面においてテレセントリックであることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項２０】
光学システムを通る前記放射光の経路は、主光線によって特徴付けられ、光学システムの子午断面に対して、視野中心点の該主光線は、前記要素の各々の表面上へのθ度の最大入射角を有し、光学システムが、０．３よりも大きい像側開口数ＮＡを有し、比率θ／ＮＡは、６８よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項２１】
３０ｎｍ又はそれよりも小さいλでの前記放射光を対物面に供給するように構成された放射光源を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項２２】
前記放射光源からの放射光を前記対物面に位置決めされた物体に向けるように配列された１つ又はそれよりも多くの要素を含む照明システムを更に含み、
前記照明システムは、光学システムの入射瞳に対応する位置に位置決めされた要素を含む、
ことを特徴とする請求項２１に記載の光学システム。
【請求項２３】
瞳掩蔽がないことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項２４】
請求項２２に記載の光学システムと、
レチクルを前記光学システムが該レチクルを像平面に結像するように対物面に位置決めするように構成された第１の可動台と、
物品を前記レチクルの像が該物品の表面にあるように前記像平面に位置決めするように構成された第２の可動台と、
を含むことを特徴とするマイクロリソグラフィ装置。
【請求項２５】
微細構造構成要素をマイクロリソグラフィにより生産する方法であって、
−少なくとも放射光感応材料の層を有する基板を準備する段階、
−投影されることになる構造を有するマスクを準備する段階、
−請求項２４に記載のマイクロリソグラフィ装置を準備する段階、
−前記マイクロリソグラフィ装置を用いて前記マスクの少なくとも一部を前記層の区域上に投影する段階、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の開示は、マイクロリソグラフィ投影光学システムに関し、具体的には、投影対物系、そのような光学システムを含むマイクロリソグラフィ装置、そのようなマイクロリソグラフィ装置を用いた微細構造構成要素のマイクロリソグラフィ生産の方法、及びそのような方法によって生成される微細構造構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影対物系は、レチクル像を基板上に位置決めされた感光材料層上に形成することによってレチクルからのパターンを基板に転写するのにマイクロリソグラフィにおいて幅広く用いられている。一般的に、投影対物系は、屈折対物系、反射対物系、及び反射屈折対物系という３つの異なる部類に分かれる。屈折対物系は、対物面からの光を像平面に結像するために屈折要素（例えば、レンズ要素）を用いる。反射対物系は、対物面からの光を像平面に結像するために反射要素（例えば、ミラー要素）を用いる。反射屈折対物系は、対物面からの光を像平面に結像するために屈折要素及び反射要素の両方を用いる。
【０００３】
特に投影システムにおける使用に向けた対物系は、Ｔ．Ｊｅｗｅｌｌ著「ＥＵＶリソグラフィに向けた投影カメラ開発における光学システムの設計問題」、ＳＰＩＥ会報、第２４３７巻（１９９５年）から公知である。他の対物系は、ＥＰ０、７３０、１６９Ａ、ＥＰ０、７３０、１７９Ａ、ＥＰ０、７３０、１８０Ａ、ＥＰ０、７９０、５１３Ａ、ＵＳ５、０６３、５８６Ａ、ＵＳ６、５７７、４４３Ａ、ＵＳ６、６６０、５５２Ａ、及びＵＳ６、７１０、９１７Ａから公知である。
特にマイクロリソグラフィ投影露光装置における対物系として用いることができる光学システムを投影対物系の測定及び試験に対するアクセス容易性に関して改善することが本発明の目的である。
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ０、７３０、１６９Ａ
【特許文献２】ＥＰ０、７３０、１７９Ａ
【特許文献３】ＥＰ０、７３０、１８０Ａ
【特許文献４】ＥＰ０、７９０、５１３Ａ
【特許文献５】ＵＳ５、０６３、５８６Ａ
【特許文献６】ＵＳ６、５７７、４４３Ａ
【特許文献７】ＵＳ６、６６０、５５２Ａ
【特許文献８】ＵＳ６、７１０、９１７Ａ
【特許文献９】ＵＳ６、２４０、１５８Ｂ１
【特許文献１０】ＵＳ６、５４９、２７０Ｂ１
【非特許文献１】Ｔ．Ｊｅｗｅｌｌ著「ＥＵＶリソグラフィに向けた投影カメラ開発における光学システムの設計問題」、ＳＰＩＥ会報、第２４３７巻（１９９５年）
【非特許文献２】「光学系ハンドブック」、第Ｉ巻、第２版、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｂａｓｓ編集（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、Ｉｎｃ．、１９９５年）、３５．３ページ
【非特許文献３】「Ｃｏｄｅ  Ｖ」、製品マニュアル、「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ」（パサデナ、ＣＡ）
【非特許文献４】Ｉ．Ｎ．Ｂｒｏｎｓｔｅｉｎ他著「数学ハンドブック」、第４版Ｓｐｒｉｎｇｅｒ、２００４年）、ｐ．５６７
【発明の開示】
【０００５】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有する光学システムによって満たされる。
本発明による光学システムでは、回転軸回りの光学システムの回転に関わらず、測定及び試験を容易に実施することができる。例えば、光学システム（例えば、高ＮＡ光学システム）の実施形態は、光学システムが回転軸回りに回転する際に中心物体視野点の平行移動が僅かであるか又は全く生じない比較的小さいか又はゼロの物体−像シフトを有することができる。従って、光学システムが回転を受ける時に、同じ視野位置で、その視野位置を再定位する必要なく測定及び試験を繰返し実施することができる。物体−像シフトは、特に５０ｍｍ、２５ｍｍ、又はそれ未満とすることができる。有利な態様では、光学システムは、物体−像シフトがゼロである。これは、物体−像回転軸周りの光学システムの回転が、軸上の視野点の平行移動を全く引き起こさないことを意味する。少なくとも１ｍｍ×１ｍｍの像視野サイズは、投影光学システムを通じて照らす基板に関して高い処理機能を可能にする。
【０００６】
光学系の複数の要素は、４つ又はそれよりも多くの反射要素を含むことができる。特にこの光学システムは、６つ又はそれよりも多くの反射要素を含むことができる。本発明による投影対物系は、反射投影対物系である。光学システムの像平面は、対物面と平行にすることができる。光学システムは、３００ｍｍの最小曲率半径を有する像平面での視野を有することができる。光学システムは、対物面から２．８ｍよりも遠くに、特に１０ｍよりも遠くに定位した入射瞳を有することができる。一般的に、自由形状表面を有する光学システムでは、正確に定められた瞳面は存在しない。自由形状表面を有する光学システムに言及する場合には、瞳面という用語は、強度分布が対物面内の照明角度分布に対応する光学システム内で導かれる光に対して直角な領域を特徴付けるために用いられる。光学システムの対物面は、複数の要素と光学システムの入射瞳との間に位置決めすることができる。代替的に、光学システムは、無限遠に定位した入射瞳を有することができる。結像した放射光は、対物面に位置決めされた物体から反射させることができる。対物面に位置決めされた物体は、複数の要素によって像平面に結像するレチクルとすることができる。光学システムは、４Ｘの縮小を有することができる。複数の要素は、対物面と像平面の間の中間像平面に放射光を結像するように配列することができる。この場合には、視野絞りを中間像平面又はその近くに位置決めすることができる。特に、これらの複数の要素は、５つの要素を含むことができ、中間像平面は、対物面から像平面への放射光の経路に沿って第４の要素と第５の要素の間に定位することができる。対物面と像平面は、１ｍ又はそれよりも大きい距離Ｌによって分離することができる。対物面から像平面への放射光の光路長は、約２Ｌ、３Ｌ、４Ｌ又はそれよりも大きいとすることができる。
複数の要素は、放射光経路内に少なくとも１対の隣接要素を含むことができ、この１対の隣接要素は、０．５Ｌ又はそれよりも大きく分離される。有利な態様では、複数の要素のうちのいずれも、像平面における出射瞳の掩蔽を引き起こさない。複数の要素は、約２５ｍｍ又はそれよりも小さいフリーボード、及び／又は約５ｍｍ又はそれよりも大きいフリーボードを有する４つ又はそれよりも多くの要素を含むことができる。複数の要素は、第１のミラー及び第２のミラーを含むことができ、第１及び第２のミラーは、それぞれ対物面からの最小距離ｄ1及びｄ2を有し、ｄ1／ｄ2は、約２又はそれよりも大きい。複数の要素は、対物面から像平面への放射光経路内に第１の要素を含むことができ、第１の要素は、正の屈折力を有する。光学システムは、対物面と像平面の間に位置決めされた開口絞りを含むことができる。複数の要素は、３つの要素を含むことができ、開口絞りは、対物面から像平面への放射光経路内の第２の要素と第３の要素の間に位置決めすることができる。代替的に、開口絞りは、第２の要素に、又は第３の要素に、又は投影レンズ内の何らかの他の位置、例えば、第１の要素と第２の要素の間に位置決めすることができる。放射光は、開口絞りを１回又は２回通過することができる。本発明による光学システムと共に用いる放射光源は、約３００ｎｍ又はそれ未満、２００ｎｍ又はそれ未満、１００ｎｍ又はそれよりも小さい波長を有するレーザ放射光源とすることができる。
【０００７】
以下の明細書では、請求項２に記載の回転非対称表面を自由形状表面とも呼ぶ。球面又は非球面ミラーとは異なり、自由形状表面は、回転対称軸を持たない。本発明による自由形状表面は、ＥＵＶ投影対物系に向けた公知の非球面回転対称ミラー表面が、数学的テイラー展開によって説明され、すなわち、サグがｎ次の回転対称多項式によって与えられるという点で、そのような公知の非球面ミラー表面から異なっている。全てのこれらの多項式項におけるテイラー展開の中心点は、共通の光軸によって定められる。テイラー展開は、計算が容易であり、最適化が容易であるから、公知のミラー表面はそのような展開によって説明され、従って、そのようなミラー表面を製造する豊富な経験が存在する。しかし、本発明者は、共通の中心を有する公知のテイラー展開は、ある一定のレベルよりも下に低下させることができない望ましくない歪曲収差を引き起こすことを認識した。本発明によると、回転対称光学面に固有のこの歪曲収差限界は、本発明によって光学面のうちの１つが自由形状又は回転非対称表面として実施された場合に回避される。特殊な実施形態では、自由形状表面は、光学システムの子午面に鏡面対称な表面とすることができる。
請求項３に記載の自由形状表面の数学的展開は、良好で再現可能な反射面の製造を可能にする。この展開では、αは、６６とすることができる。更に、ｍは、偶数整数を構成することができる。更に、ｍ＋ｎは、１０に等しいか又はそれよりも大きいものとすることができる。
【０００８】
請求項４又は５に記載の偏差は、回転対称光学面を用いて達することができる限界未満への対物系の歪曲収差の適正な低減をもたらす。回転非対称表面は、１つ又はそれよりも多くの位置において最良適合回転対称表面から約１００λ又はそれよりも大きく偏位することができる。回転非対称表面は、１つ又はそれよりも多くの位置において最良適合回転対称表面から約５０ｎｍ又はそれよりも大きく、約１００ｎｍ又はそれよりも大きく、約５００ｎｍ又はそれよりも大きく、又は約１０００ｎｍ又はそれよりも大きく偏位することができる。
【０００９】
請求項６に記載の鏡面対称自由形状光学面は、自由形状光学面の生成に対する要件を低くする。
請求項７に記載の自由形状光学面を有する２つの反射要素は、一方では良好な収差の最小化の可能性を導き、製造された自由形状に対してより複雑でない、ある一定の収差最小化要件を満たす可能性を与える。また、光学システムは、３つ、４つ、５つ、又は６つの自由形状要素を有することができる。
【００１０】
請求項８により主光線角度の正の拡大を有する反射要素を２つよりも多く持たない光学システムは、ミラー上で比較的小さい入射光線角度を示し、従って、最初から小さい収差しか引き起こさない。これは、請求項９により主光線角度の正の拡大を有する反射要素を１つのみ含む光学システムを用いる場合に特に当て嵌まる。これは、更に対物面において発散する主光線と少なくとも１つの中間像とを有する請求項９に記載の光学システムにおいて特に有利である。本発明によると、像視野中心軸に向う主光線の再方向付けの役割を達成する主光線角度の正の拡大を有する反射要素を１つのみ有することが十分である光学システムが設計される。
【００１１】
請求項１０に記載の光学システムの開口数は、高解像度を可能にする。像側開口数は、０．２５、０．２８、０．３、０．３５、０．４、又はそれよりも大きい高さにすることができる。
請求項１１に記載の像視野寸法は、マイクロリソグラフィ投影装置における光学システムの効率的使用を可能にする。矩形の視野は、約２ｍｍの最小寸法を有することができ、約１ｍｍ又はそれよりも大きい第１の寸法、並びに約１ｍｍ又はそれよりも大きい第２の寸法を有することができ、第１の寸法と第２の寸法は直交する。この第２の寸法は、約１０ｍｍ又は約２０ｍｍ又はそれよりも大きいとすることができる。
【００１２】
請求項１２に記載の歪曲収差、及び請求項１３に記載の波面誤差は、回折により、すなわち、投影光の波長によってのみ制限することができる投影品質をもたらす。そのような小さい歪曲収差しか持たない光学システムは、特に、１０ｎｍと３０ｎｍの間の範囲にあるＥＵＶ光源を用いた使用のための最適化される。
請求項１４に記載の非平行の主光線は、光学システム及び隣接する構成要素の設計に対して高度の柔軟性を与える。主光線は、対物面での対物面法線に対して約３°又はそれよりも大きく、５°又はそれよりも大きく、又は７°又はそれよりも大きい角度にあると考えられる。
【００１３】
請求項１５及び１６に記載の主光線の関係は、特定の設計及び／又は収差最小化の利点をもたらす。
請求項１６に記載の主光線を発散させることは、少数の光学構成要素による投影対物系の前にある照明光学系内の強度分布の制御により、対物面における照明角度の分布を制御する可能性を与える。発散する主光線を有する光学システムでは、対物面は、複数の要素と光学システムの入射瞳との間に位置決めされる。これは、収斂性（負の）主光線角度を有する光学システムを用いては不可能であり、それは、これが、操作面への接近を可能にし、この操作面における強度分布を通じて照明角度分布を制御する付加的な構成要素の要件をもたらすと考えられるからである。一方、収斂性主光線は、良好な収差制御が可能であること、及び必要とされる低収差量を達成するのにより小さいミラーサイズを利用することができることである利点を有する。
【００１４】
請求項１７に記載の主光線の最大入射角は、最初からの高収差を回避するのに役立つ。
要素の各々の表面上の最大入射角は、１８°よりも小さく又は１５°よりも小さいものとすることができる。
請求項１８に記載のテレセントリック光学システムは、高さ変化を有する対物面内の結像される物体の使用可能性を与える。特に、そのような物体は、位相シフトマスクである。
【００１５】
請求項１９に記載のテレセントリック光学システムは、像平面に配置された基板の高さ変化を許容する。
請求項２０に記載の光学システムは、非常に高い解像度をもたらす。比率θ／ＮＡは、約６０又はそれ未満、又は５０又はそれ未満とすることができる。
請求項２１に記載の放射光源と請求項２２に記載の照明システムとを有する光学システムは、そのような放射光源の波長範囲での収差及び歪曲収差が起こり得るので、測定及び試験の使用による収差の最小化を有利に利用する。好ましくは、波長は、約１０ｎｍから約１５ｎｍの範囲にある。
【００１６】
請求項２３に記載の光学システムは、照明角度格差のない像視野内の照明の可能性を与える。
請求項２４に記載のマイクロリソグラフィ装置の利点は、請求項１から２３による光学システムに関して上述したものに対応する。同じことは、請求項２５に記載の製造法に関して、更に請求項２６に記載の構成要素に関しても成り立つ。
更に、実施形態は、以下の利点のうちの１つ又はそれよりも多くを含むことができる。
例えば、実施形態は、像平面においてテレセントリックである反射投影対物系を含む。
それにより、像側作業距離の範囲にわたって一定又はほぼ一定の像拡大を達成することができる。
【００１７】
ある一定の実施形態では、反射投影対物系は、極めて高い解像度を有する。例えば、投影対物系は、約５０ｎｍよりも小さい構造を解像する機能を有することができる。高解像度は、短い波長（例えば、約１０ｎｍから約３０ｎｍ）での作動に対して設計された高い像側開口数を有する投影対物系において達成することができる。
投影対物系は、低い収差で像を供給することができる。ある一定の実施形態では、投影対物系は、約３０ｍλ又はそれよりも小さい波面誤差に対して補正される。ある一定の実施形態では、投影対物系は、約２ｎｍ又はそれよりも小さい値よりも低い歪曲収差に対して補正される。
【００１８】
実施形態は、反射対物系を含み、これは、高い開口数を有し、比較的大きい像視野にわたって低い像歪曲収差、低い波面誤差、及び像平面でのテレセントリック性を有する結像を提供する。これらの特徴は、１つ又はそれよりも多くの自由形状ミラーの使用によって達成することができる。
一部の実施形態では、回転軸回りの投影対物系の回転にも関わらず、投影対物系の測定を容易に実施することができる。例えば、投影対物系（例えば、高ＮＡ投影対物系）の実施形態は、投影対物系が軸回りに回転する際に中心物体視野点の平行移動が僅かであるか又は全く生じない比較的小さいか又はゼロの物体−像シフトを有することができる。従って、投影対物系が回転を受ける時に、視野位置を再定位する必要なく同じ視野位置で測定を繰返し実施することができる。
【００１９】
実施形態はまた、視野依存の瞳掩蔽又は中心瞳掩蔽を全く持たない反射投影対物系を含む。
投影対物系の実施形態は、可視及び紫外（ＵＶ）波長を含む様々な異なる波長における作動に適応させることができる。実施形態は、極ＵＶ（ＥＵＶ）波長における作動に適応させることができる。更に、実施形態は、１つよりも多い波長における使用又はある一定の波長範囲にわたる使用に適応させることができる。
【００２０】
反射投影対物系の実施形態は、リソグラフィ装置（例えば、リソグラフィスキャナ）において用いることができ、比較的低い過走査を提供することができる。低い過走査は、例えば、矩形の像視野を有する投影対物系を用いることによって達成される。そのような実施形態では、矩形の視野の縁部がダイ部位の前縁と平行になり、弓形の視野に対して矩形又は正方形のダイ部位を走査する場合に典型的であるダイ部位のコーナを走査するために像視野の縁部を超えてダイ部位の前縁を走査する必要性を回避するように、像を整列させることができる。
【００２１】
実施形態は、比較的高い処理機能のリソグラフィ装置を含む。例えば、比較的低い過走査を有する実施形態は、より大きい過走査を有する同等のシステムよりも効率的である。従って、これらの低過走査システムは、同等のシステムよりも高いウェーハ処理機能を提供することができる。
一部の実施形態では、陰影効果の視野依存性が低いか又は全くない反射投影対物系を提供する。例えば、反射投影対物系は、物体視野上で主光線の均一な照明角度をもたらす、対物面から遠くに（例えば、無限遠に）定位したそれらの入射瞳を有することがでる。それにより、主光線角度が物体視野にわたって変化する場合に生じる視野依存の陰影効果を低減又は回避することができる。代替的又は追加的に、投影対物系は、投影対物系内の各ミラーに対する子午断面の光線に対して、比較的小さい値の主光線入射角及び／又は小さい入射角変化を有することができ、その結果、各ミラーに対する平均反射率が上昇する。
【００２２】
ある一定の実施形態では、投影対物系は、照明システムの複雑さの低減を可能にする特徴を含むことができる。例えば、投影対物系の入射瞳の位置は、対物面の前とすることができる。言い換えれば、異なる視野点で始まる主光線は、互いに対して発散する。
これは、投影対物系の入射瞳／照明システムの出射瞳を照明システム内でテレスコープを用いることなくアクセス可能にし、照明システムの出射瞳を投影対物系の入射瞳の位置に中継することを可能にすることができる。
他の特徴及び利点は、本説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかであろう。
下位請求項からの全ての又は選択された特徴は、特に有利な実施形態を形成するために組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
一態様において、本発明の開示は、自由形状ミラー表面を有する１つ又はそれよりも多くのミラー（自由形状ミラーと呼ぶ）を有する反射投影対物系に関する。自由形状ミラーを有する反射投影対物系は、マイクロリソグラフィ装置において用いることができる。
図１を参照すると、マイクロリソグラフィ１００は、一般的に、光源１１０、照明システム１２０、投影対物系１０１、及び台１３０を含む。参照のために直交座標系を示している。光源１１０は、波長λで光を生成し、光ビーム１１２を照明システム１２０に導く。
照明システム１２０は、光と相互作用し（例えば、拡大及び均質化）、光ビーム１２２を対物面１０３に位置決めされたレチクル１４０に導く。投影対物系１０１は、レチクル１４０から反射した光１４２を像平面１０２に位置決めされた基板１５０の表面上に結像する。投影対物系１０１の像側の光を光線１５２として示している。図１に示すように、光線は単に例示的であり、例えば、レチクル１４０に対する放射光経路を正確に示すことを意図していない。基板１５０は、台１３０によって支持され、台１３０は、投影対物系１０１がレチクル１４０を基板１５０の異なる部分に結像するように、基板１５０を投影対物系１０１に対して移動する。
【００２４】
投影対物系１０１は、基準軸１０５を含む。投影対物系が子午断面に対して対称である実施形態では、基準軸１０５は、対物面１０３に対して直角であり、子午断面内に横たわる。
光源１１０は、装置１００の望ましい作動波長λで光を供給するように選択される。
一部の実施形態では、光源１１０は、ＫｒＦレーザ（例えば、約２４８ｎｍの波長を有する）、又はＡｒＦレーザ（例えば、約１９３ｎｍの波長を有する）のようなレーザ光源である。用いることができる非レーザ光源は、電磁スペクトルの青色又はＵＶ部分、例えば、約３６５ｎｍ、約２８０ｎｍ、又は約２２７ｎｍにおいて光を発するＬＥＤのような発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。
【００２５】
一般的に、リソグラフィ装置内の作動に対して設計された投影対物系では、波長λは、電磁スペクトルの紫外線部分、深紫外線部分、又は極紫外線部分内のものである。例えば、λは、約４００ｎｍ又はそれ未満（例えば、約３００ｎｍ又はそれ未満、約２００ｎｍ又はそれ未満、約１００ｎｍ又はそれ未満、約５０ｎｍ又はそれ未満、約３０ｎｍ又はそれ未満）とすることができ、λは、約２ｎｍよりも大きく（例えば、約５ｎｍ又はそれよりも大きく、約１０ｎｍ又はそれよりも大きく）することができる。実施形態では、λは、約１９３ｎｍ、約１５７ｎｍ、約１３ｎｍ、又は約１１ｎｍとすることができる。
一般的に、投影対物系の解像度は、波長にほぼ比例するので、比較的短い波長を用いることが望ましいであろう。従って、より短い波長は、投影対物系が、より長い波長を用いる同等の投影対物系よりも像内のより小さい特徴部を解像することを可能にする。しかし、ある一定の実施形態では、λは、電磁スペクトルの非ＵＶ部分（例えば、可視部分）内のものとすることができる。
【００２６】
照明システム１２０は、均質な強度分布を有する平行光を形成するように配列した光学構成要素を含む。また一般的に照明システム１２０は、ビーム１２２をレチクル１４０に導くためにビーム誘導光学系を含む。一部の実施形態では、照明システム１２０は、光ビームにおいて望ましい偏光分布をもたらす構成要素を含む。
対物面１０３は、投影対物系１０１の長手寸法又はトラック長とも呼ばれる距離Ｌだけ像平面１０２から分離する。一般的にこの距離は、投影対物系１０１の特定の設計及び装置１００の作動波長に依存する。ＥＵＶリソグラフィのための設計された装置等における一部の実施形態では、Ｌは、約１ｍから約３ｍの範囲内（例えば、約１．５ｍから約２．５ｍの範囲内）にある。ある一定の実施形態では、Ｌは、約１．９ｍ又はそれ未満（例えば、約１．８ｍ又はそれ未満、約１．７ｍ又はそれ未満、約１．６ｍ又はそれ未満、約１．５ｍ又はそれ未満）のように２ｍよりも短い。Ｌは、約０．２ｍ又はそれよりも大きい（例えば、約０．３ｍ又はそれよりも大きく、約０．４ｍ又はそれよりも大きく、約０．５ｍ又はそれよりも大きく、約０．６ｍ又はそれよりも大きく、約０．７ｍ又はそれよりも大きく、約０．８ｍ又はそれよりも大きく、約０．９ｍ又はそれよりも大きく、約１ｍ又はそれよりも大きい）ものとすることができる。
【００２７】
トラック長に対する結像放射光の光路長の比率は、投影対物系１０１の特定の設計に依存して変化する。一部の実施形態では、トラック長に対するこの光路長の比率を、比較的高くすることができる。例えば、トラック長に対するこの光路長の比率は、約２又はそれよりも大きい（例えば、約２．５又はそれよりも大きく、約３又はそれよりも大きく、約３．５又はそれよりも大きく、約４又はそれよりも大きく、約４．５又はそれよりも大きく、約５又はそれよりも大きい）とすることができる。
【００２８】
投影対物系１０１は、対物面１０３における視野寸法の像平面１０２における対応する視野寸法に対する比率を意味する拡大倍率を有する。一般的に、リソグラフィ装置に用いられる投影対物系は、縮小投影対物系である、すなわち、これらは、像を減寸又は縮小する。従って、一部の実施形態では、投影対物系１０１は、像平面１０２において、対物面１０３における寸法と比較して約２Ｘ又はそれよりも大きい（例えば、約３Ｘ又はそれよりも大きく、約４Ｘ又はそれよりも大きく、約５Ｘ又はそれよりも大きく、約６Ｘ又はそれよりも大きく、約７Ｘ又はそれよりも大きく、約８Ｘ又はそれよりも大きく、約９Ｘ又はそれよりも大きく、約１０Ｘ又はそれよりも大きい）だけ減寸された視野を生成することができる。言い換えれば、投影対物系１０１は、約２Ｘ又はそれよりも大きい（例えば、約３Ｘ又はそれよりも大きく、約４Ｘ又はそれよりも大きく、約５Ｘ又はそれよりも大きく、約６Ｘ又はそれよりも大きく、約７Ｘ又はそれよりも大きく、約８Ｘ又はそれよりも大きく、約９Ｘ又はそれよりも大きく、約１０Ｘ又はそれよりも大きい）縮小を有することができる。しかし、より一般的には、投影対物系は、拡大像又は物体と同じサイズの像を供給するように設計することができる。
【００２９】
同様に図２Ａを参照すると、光線１５２は、像平面１０２においてレチクル像を形成する光路の円錐体を定めている。光線円錐体の角度は、投影対物系１０１の像側開口数（ＮＡ）に関連する。像側ＮＡは、次式で表すことができる。
0005479889.tif 000002
ここで、ｎoは、基板１５０の表面に隣接する液浸媒体（例えば、空気、窒素、水、又は排気環境）の屈折率であり、θmaxは、投影対物系１０１からの像形成光線の最大円錐体の半角である。
【００３０】
一般的に投影対物系１０１は、約０．１又はそれよりも大きい（例えば、約０．１５又はそれよりも大きく、約０．２又はそれよりも大きく、約０．２５又はそれよりも大きく、約０．２８又はそれよりも大きく、約０．３又はそれよりも大きく、約０．３５又はそれよりも大きい）像側ＮＡを有することができる。一部の実施形態では、投影対物系１０１は、比較的高い像側ＮＡを有する。例えば、一部の実施形態では、投影対物系１０１は、０．４よりも大きい（例えば、約０．４５又はそれよりも大きく、約０．５又はそれよりも大きく、約０．５５又はそれよりも大きく、約０．６又はそれよりも大きい）像側ＮＡを有する。一般的に、投影対物系１０１の解像度は、波長λ及び像側ＮＡに依存して変化する。理論によって拘束されることは意図しないが、投影対物系の解像度は、次式に基づく波長及び像側ＮＡに基づいて特定することができる。
0005479889.tif 000003
ここで、Ｒは、印刷することができる最小寸法であり、ｋは、プロセス因子と呼ばれる無次元定数である。ｋは、放射光（例えば、偏光特性）、照明特性（例えば、部分干渉、環状照明、双極設定、四重極設定）、及びレジスト材料に関連する様々な因子に依存して変化する。一般的に、ｋは、約０．４から約０．８の範囲にあるが、ある一定の用途では０．４よりも低くし、０．８よりも高くすることができる。
【００３１】
また投影対物系１０１は、像平面において名目上テレセントリックでもある。例えば、主光線は、像平面における露出視野にわたって互いに平行である状態から約０．５°又はそれ未満（例えば、約０．４°又はそれ未満、約０．３°又はそれ未満、約０．２°又はそれ未満、約０．１°又はそれ未満、約０．０５°又はそれ未満、約０．０１°又はそれ未満、約０．００１°又はそれ未満）だけ偏位することができる。従って、投影対物系１０１は、像サイズの作業距離範囲にわたって実質的に一定の拡大をもたらすことができる。一部の実施形態では、主光線は、像平面１０２に対して名目上直交する。従って、ウェーハ表面の非平坦トポグラフィー又は像平面の合焦ずれは、必ずしも像平面内の歪曲収差又は陰影効果をもたらすわけではない。
【００３２】
ある一定の実施形態では、投影対物系１０１は、比較的高い解像度を有する（すなわち、Ｒ値を比較的小さいものとすることができる）。例えば、Ｒは、約１５０ｎｍ又はそれ未満（例えば、約１３０ｎｍ又はそれ未満、約１００ｎｍ又はそれ未満、約７５ｎｍ又はそれ未満、約５０ｎｍ又はそれ未満、約４０ｎｍ又はそれ未満、約３５ｎｍ又はそれ未満、約３２ｎｍ又はそれ未満、約３０ｎｍ又はそれ未満、約２８ｎｍ又はそれ未満、約２５ｎｍ又はそれ未満、約２２ｎｍ又はそれ未満、約２０ｎｍ又はそれ未満、約１８ｎｍ又はそれ未満、約１７ｎｍ又はそれ未満、約１６ｎｍ又はそれ未満、約１５ｎｍ又はそれ未満、約１４ｎｍ又はそれ未満、約１３ｎｍ又はそれ未満、約１２ｎｍ又はそれ未満、約１０ｎｍのような約１１ｎｍ又はそれ未満）とすることができる。
【００３３】
投影対物系１０１によって形成される像の品質は、様々な異なる方式で定量化することができる。例えば、像は、ガウス分布光学系に関連する理想的な条件からの測定した又は計算した像の逸脱に基づいて特徴付けることができる。これらの逸脱は、一般的に収差として公知である。理想的な又は望ましい形状からの波面の偏差を定量化するために用いられる１つの計量値は、二乗平均平方根波面誤差（Ｗrms）である。Ｗrmsは、本明細書において引用により組み込まれている「光学系ハンドブック」、第Ｉ巻、第２版、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｂａｓｓ編集（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、Ｉｎｃ．、１９９５年）、３５．３ページに定められている。一般的に、対物系におけるＷrmsの値が低い程、波面は、望ましい又は理想的な形状から僅かしか偏位せず、像の品質は良好である。ある一定の実施形態では、投影対物系１０１は、像平面１０２における像において比較的小さいＷrmsを有することができる。例えば、投影対物系１０１は、約０．１λ又はそれ未満（例えば、約０．０７λ又はそれ未満、約０．０６λ又はそれ未満、約０．０５λ又はそれ未満、約０．０４５λ又はそれ未満、約０．０４λ又はそれ未満、約０．０３５λ又はそれ未満、約０．０３λ又はそれ未満、約０．０２５λ又はそれ未満、約０．０２λ又はそれ未満、約０．０１５λ又はそれ未満、約０．００５λのような約０．０１λ又はそれ未満）のＷrmsを有することができる。
【００３４】
像の品質を評価するために用いることができる別の計量値は、視野曲率と呼ばれる。視野曲率は、視野点依存の焦点面位置に対する山から谷までの距離を意味する。一部の実施形態では、投影対物系１０１は、像平面１０２における像に対して比較的小さい視野曲率を有することができる。例えば、投影対物系１０１は、約５０ｎｍ又はそれ未満（例えば、約３０ｎｍ又はそれ未満、約２０ｎｍ又はそれ未満、約１５ｎｍ又はそれ未満、約１２ｎｍ又はそれ未満、１０ｎｍ又はそれ未満）の像側視野曲率を有することができる。
【００３５】
光学性能を評価するために用いることができる更に別の計量値は、歪曲収差と呼ばれる。歪曲収差は、像平面内の理想的な像点位置からの視野点依存の偏差の最大絶対値を意味する。一部の実施形態では、投影対物系１０１は、比較的小さい最大歪曲収差を有することができる。例えば、投影対物系１０１は、約５０ｎｍ又はそれ未満（例えば、約４０ｎｍ又はそれ未満、約３０ｎｍ又はそれ未満、約２０ｎｍ又はそれ未満、約１５ｎｍ又はそれ未満、約１２ｎｍ又はそれ未満、１０ｎｍ又はそれ未満、９ｎｍ又はそれ未満、８ｎｍ又はそれ未満、７ｎｍ又はそれ未満、６ｎｍ又はそれ未満、５ｎｍ又はそれ未満、４ｎｍ又はそれ未満、３ｎｍ又はそれ未満、１ｎｍのような２ｎｍ又はそれ未満）の最大歪曲収差を有することができる。
更に、ある一定の実施形態では、歪曲収差は、像視野にわたって比較的小量だけ異なるものとすることができる。例えば、歪曲収差は、像視野にわたって約５ｎｍ又はそれ未満（例えば、約４ｎｍ又はそれ未満、約３ｎｍ又はそれ未満、約２ｎｍ又はそれ未満、約１ｎｍ又はそれ未満）だけ異なるものとすることができる。
【００３６】
反射システムとして、投影対物系１０１は、レチクル１４０の像を基板１５０の表面上に形成する方法で光をレチクル１４０から基板１５０へと反射して導くように配列したいくつかのミラーを含む。投影対物系の特定の設計を下記に説明する。しかし、より一般的には、ミラーの個数、サイズ、及び構造は、投影対物系１０１の望ましい光学的性質及び装置１００の物理的拘束条件に一般的に依存する。
【００３７】
一般的に、投影対物系１０１内のミラー個数は、異なるものとすることができる。一般的に、ミラー個数は、望ましい処理機能（例えば、像平面１０２において像を形成する物体からの光の強度）、望ましい像側ＮＡ及び関連の像解像度、並びに望ましい最大瞳掩蔽のような対物系の光学性能特性に関連する様々な性能相殺に関連する。
一般的な投影対物系１０１は、少なくとも４つのミラー（例えば、５つ又はそれよりも多くのミラー、６つ又はそれよりも多くのミラー、７つ又はそれよりも多くのミラー、８つ又はそれよりも多くのミラー、９つ又はそれよりも多くのミラー、１０個又はそれよりも多くのミラー、１１個又はそれよりも多くのミラー、１２個又はそれよりも多くのミラー）を有する。対物系の全てのミラーが対物面と像平面の間に位置決めされることが望ましい実施形態では、対物系１０１は、一般的に偶数個のミラー（例えば、４つのミラー、６つのミラー、８つのミラー、１０個のミラー）を有することになる。投影対物系の全てのミラーが対物面と像平面の間に位置決めされたある一定の実施形態では、奇数個のミラーを用いることができる。例えば、１つ又はそれよりも多くのミラーを比較的大きい角度で傾斜させる場合には、投影対物系は、奇数個のミラーを含むことができ、全てのミラーは、対物面と像平面の間に位置決めされる。
【００３８】
一般的に、投影対物系１０１内のミラーのうちの少なくとも１つは、自由形状表面を有する。球面又は非球面ミラーとは異なり、自由形状ミラー表面は、回転対称軸を持たない。一般的に、自由形状表面は、最良適合回転対称表面（例えば、球面又は非球面表面）から偏位する。回転対称基準表面は、自由形状ミラー表面に対して以下のようにして特定することができる。最初に、注目している自由形状ミラー表面を特徴付ける情報を取得する。ミラーの光学データが既知である実施形態では、これらの情報は、ミラーの基本半径（例えば、１／ｃであり、ここでｃは、頂点の曲率である）、ミラーの円錐定数ｋ、及びミラーを特徴付ける多項式係数を特定するものを含む。代替的に又は追加的に、ミラーを特徴付ける情報は、ミラー表面の表面形状測定から得ることができる（例えば、干渉計を用いて取得する）。表面形状測定は、ミラー表面を表す関数ｚ’（ｘ’、ｙ’）を与えることができ、ここでｚ’は、２Ｂに例示するように、異なる（ｘ’、ｙ’）座標におけるｚ’軸に沿ったミラー表面のサグである。またこの最初の段階は、対物系において像形成光を反射するために実際に用いるミラー表面区域を意味するミラーにおける受光域を特定する段階を含む。この受光域は、光線追跡プログラムを用いて対物系を通じる光線を追跡し、光線が接触したミラー区域を抽出することによって特定することができる。
【００３９】
回転非対称表面を特徴付ける情報を得た後に、表面の偏心及び傾斜がゼロである表面に対する局所座標系を確立する。表面の傾斜及び偏心を設定することにより、基準表面を特定し、また、ミラー表面と基準表面の間のサグ差を特定することができる軸ｚ’を定めるための最適化アルゴリズムにおいて適切に定められた開始点が与えられる。ミラー表面に関する光学データが既知である場合には、ｚ’は、円錐定数ｋ、及び基本半径１／ｃに基づいて特定される。光学データの回転対称な部分では、ｚ’軸は、回転非対称表面の回転対称部分に対する対称軸である。ミラー表面が、表面形状測定から特徴付けられる実施形態では、ｚ’軸は、測定軸（例えば、干渉計の光軸）に対応する。図２Ｂは、回転非対称ミラー２０１の２次元断面において上述のことを示しており、ここでは、局所座標系をｘ’、ｙ’、及びｚ’軸で表している。回転非対称ミラー２０１の受光域における境界を図２Ｂに示す断面においてｘmin及びｘmaxと示している。
【００４０】
次に、最初の基準表面をこの座標系に対して確立する。最初の基準表面は、傾斜がゼロ及び偏心がゼロである。最初の基準表面は、球面表面又は回転対称非球面表面のいずれかである。最初の基準表面は、回転非対称ミラー表面を近似する回転対称表面を指定することによって確立される。最初の基準表面は、最適化アルゴリズムにおける開始点を表している。最初の基準表面を確立すると、最初の基準表面の複数の点と回転非対称表面受光域の表面上の複数の点との間で局所座標系のｚ’軸に沿って測定する局所距離ｂi（ｉ＝１…Ｎ）を特定する。次に、数値適合パラメータ、及び適合アルゴリズムを用いて局所距離（ｄi）における最小値を特定することによって回転対称基準表面（図２Ｂの表面２１１）を確立する。回転対称基準表面が球面表面である場合には、これらのパラメータは、局所座標系内の球体中心の位置、基準表面の半径を含む。図２Ｂでは、座標系原点からの球体中心の偏心を座標ｘc及びｚcによって示している（ｙ’に沿った量ｙcの偏心は、図２Ｂには示していない）。球面表面の半径は、Ｒと定めている。局所距離ｄiにおける最小値を得るために、次式に基づいてパラメータＲ、ｘc、ｙc、及びｚcを、最適化する。
z’ = （R2 - （x’ - xc）2 - （y’ - yc）2）1/2 - zc
これは、座標（ｘc、ｙc、ｚc）を中心とする半径Ｒの球面表面に関する式である。
【００４１】
回転対称基準表面が非球面表面である場合には、パラメータは、基準表面の偏心及び傾斜、基本半径、円錐定数、及び非球面係数を含むことができる。これらのパラメータは、円錐及び非球面表面を表す式である次式に基づいて判断されることができる。
0005479889.tif 000004
ここで、ｈ2＝ｘ’2＋ｙ’2であり、Ａ’jは、円錐表面からの回転対称基準表面の偏差を特徴付ける係数である。一般的に、基準表面をミラー表面に当て嵌めるために用いる非球面係数Ａ’jの個数は、表面を計算するために用いるシステムのコンピュータパワー、利用可能時間、及び望ましい精度レベルに依存して異なるものとすることができる。一部の実施形態では、基準表面は、３次までの非球面係数を用いて計算することができる。ある一定の実施形態では、３次よりも高い（例えば、４次、６次）係数が用いられる。円錐及び非球面表面のパラメータ化に関する更に別の解説に対しては、例えば、「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ」（パサデナ、ＣＡ）より入手可能な「Ｃｏｄｅ  Ｖ」に関する製品マニュアルを参照されたい。
【００４２】
一般的に、当て嵌めは、様々な最適化アルゴリズムを用いて実施することができる。例えば、一部の実施形態では、減衰最小二乗適合アルゴリズムのような最小二乗適合アルゴリズムを用いることができる。減衰最小二乗適合アルゴリズムは、例えば、「Ｃｏｄｅ  Ｖ」又は「ＺＥＭＡＸ」（英国スタンステッド所在の「Ｏｐｔｉｍａ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、Ｌｔｄ．」より入手可能）のような市販の光学設計ソフトウエアを用いて実行することができる。
回転対称基準表面を判断した後に、ミラー表面上の付加的な点の間の局所距離を特定し、可視化することができる。回転対称基準表面の付加的な特性を特定することができる。例えば、回転非対称ミラー表面からの回転対称基準表面の最大偏差を特定することができる。
【００４３】
自由形状表面は、例えば、約１λ又はそれよりも大きい（例えば、約１０λ又はそれよりも大きく、約２０λ又はそれよりも大きく、約５０λ又はそれよりも大きく、約１００λ又はそれよりも大きく、約１５０λ又はそれよりも大きく、約２００λ又はそれよりも大きく、約５００λ又はそれよりも大きく、約１、０００λ又はそれよりも大きく、約１０、０００λ又はそれよりも大きく、約５０、０００λ又はそれよりも大きい）最良適合球体からの最大偏差を有する。自由形状表面は、約１λ又はそれよりも大きい（例えば、約５λ又はそれよりも大きく、約１０λ又はそれよりも大きく、約２０λ又はそれよりも大きく、約５０λ又はそれよりも大きく、約１００λ又はそれよりも大きく、約２００λ又はそれよりも大きく、約５００λ又はそれよりも大きく、約１、０００λ又はそれよりも大きく、約１０、０００λ又はそれよりも大きい）最良適合回転対称非球面からの最大偏差を有することができる。一部の実施形態では、自由形状表面は、約１、０００λ又はそれ未満（例えば、約９００λ又はそれ未満、約８００λ又はそれ未満、約７００λ又はそれ未満、約６００λ又はそれ未満、約５００λ又はそれ未満）の最良適合回転対称非球面からの最大偏差を有することができる。
【００４４】
ある一定の実施形態では、自由形状表面は、１０ｎｍ又はそれよりも大きい（例えば、約１００ｎｍ又はそれよりも大きく、約５００ｎｍ又はそれよりも大きく、約１μｍ又はそれよりも大きく、約５μｍ又はそれよりも大きく、約１０μｍ又はそれよりも大きく、約５０μｍ又はそれよりも大きく、約１００μｍ又はそれよりも大きく、約２００μｍ又はそれよりも大きく、約５００μｍ又はそれよりも大きく、約１、０００μｍ、約２、０００μｍ又はそれよりも大きく、約３、０００μｍ又はそれよりも大きい）最良適合球体からの最大偏差を有する。自由形状表面は、約１０ｍｍ又はそれ未満（例えば、約５ｍｍ又はそれ未満、約３ｍｍ又はそれ未満、約２ｍｍ又はそれ未満、約１ｍｍ又はそれ未満、約５００μｍ又はそれ未満）の最良適合球体からの最大偏差を有することができる。
【００４５】
自由形状表面は、１０ｎｍ又はそれよりも大きい（例えば、約１００ｎｍ又はそれよりも大きく、約５００ｎｍ又はそれよりも大きく、約１μｍ又はそれよりも大きく、約５μｍ又はそれよりも大きく、約１０μｍ又はそれよりも大きく、約５０μｍ又はそれよりも大きく、約１００μｍ又はそれよりも大きく、約２００μｍ又はそれよりも大きく、約５００μｍ又はそれよりも大きく、約１、０００μｍ）最良適合回転対称非球面からの最大偏差を有することができる。自由形状表面は、約１０ｍｍ又はそれ未満（例えば、約５ｍｍ又はそれ未満、約３ｍｍ又はそれ未満、約２ｍｍ又はそれ未満、約１ｍｍ又はそれ未満、約５００μｍ又はそれ未満）の最良適合回転対称非球面からの最大偏差を有することができる。
【００４６】
ミラー表面の曲率は、視野中心点の主光線を反射する各ミラー表面上の点において特定される第１及び第２の平均主曲率によって特徴付けられる。第１及び第２の主曲率は、Ｉ．Ｎ．Ｂｒｏｎｓｔｅｉｎ他著「数学ハンドブック」、第４版Ｓｐｒｉｎｇｅｒ、２００４年）、ｐ．５６７に説明されているように計算される。一般的に、ミラーにおける第１の主曲率は、そのミラーにおける第２の主曲率と異なるものとすることができる。一部の実施形態では、第１の主曲率と第２の主曲率の間の差の絶対値は、約１０-8又はそれよりも大きい（例えば、１０-7又はそれよりも大きく、５×１０-7又はそれよりも大きく、約１０-6又はそれよりも大きく、約５×ｌＯ-6又はそれよりも大きく、約１０-5又はそれよりも大きく、約５×１０-5又はそれよりも大きく、約１０-4又はそれよりも大きく、約５×１０-4又はそれよりも大きく、約１０-3又はそれよりも大きい）とすることができる。
【００４７】
一般的に、第１及び／又は第２の主曲率は、正又は負とすることができる。ミラー表面における第１及び／又は第２の主曲率は、比較的小さいものとすることができる。例えば、一部の実施形態では、投影対物系１０１内の１つ又はそれよりも多くのミラーにおける第１の主曲率の絶対値は、約１０-2又はそれ未満（例えば、約５×１０-3又はそれ未満、約３×１０-3又はそれ未満、約２×１０-3又はそれ未満、約１０-3又はそれ未満）である。投影対物系１０１内のこれらのミラーにおける第１の主曲率の合計の絶対値は、約１０-3又はそれ未満（例えば、約５×１０-4又はそれ未満、約３×１０-4、約２×１０-4又はそれ未満、約１０-4又はそれ未満、５×１０-5又はそれ未満、１０-5又はそれ未満）とすることができる。
【００４８】
ある一定の実施形態では、投影対物系１０１内の１つ又はそれよりも多くのミラーにおける第２の主曲率の絶対値は、約１０-2又はそれ未満（例えば、約５×１０-3又はそれ未満、約３×１０-3又はそれ未満、約２×１０-3又はそれ未満、約１０-3又はそれ未満）である。投影対物系１０１内のこれらのミラーにおける第２の主曲率の合計の絶対値は、約１０-3又はそれ未満（例えば、約５×１０-4又はそれ未満、約３×１０-4、約２×１０-4又はそれ未満、約１０-4又はそれ未満、５×１０-5又はそれ未満、１０-5又はそれ未満）とすることができる。
投影対物系１０１内のミラーの第１及び第２の主曲率の合計は、比較的小さいものとすることができる。例えば、ミラーの第１及び第２の主曲率の合計の絶対値は、約１０-3又はそれ未満（例えば、約５×１０-4又はそれ未満、約３×１０-4、約２×１０-4又はそれ未満、約１０-4又はそれ未満、５×１０-5又はそれ未満、１０-5又はそれ未満）とすることができる。
【００４９】
ある一定の実施形態では、自由形状ミラー表面は、次式で数学的に説明することができる。
0005479889.tif 000005
ここで、次式が成り立つ。
0005479889.tif 000006
Ｚは、Ｚ軸に平行な表面のサグであり（Ｚ軸は、投影対物系１０１内の基準軸１０５に対して平行であってもなくてもよく、すなわち、一般的に、投影対物系１０１内の基準軸１０５に対して偏心及び傾斜する）、ｃは、頂点の曲率に対応する定数、ｋは円錐定数、Ｃjは単項式ＸmＴnである。一般的に、ｃ、ｋ、及びＣjの値は、投影対物系１０１に対するミラーの望ましい光学的性質に基づいて特定される。更に、単項式の次数ｍ＋ｎは、必要に応じて異なるものとすることができる。高次の単項式は、一般的に投影対物系設計に高レベルの収差をもたらすことができるが、一般的に特定における計算負荷が高い。一部の実施形態では、ｍ＋ｎは、１０又はそれよりも大きい（例えば、１５又はそれよりも大きく、２０又はそれよりも大きい）である。下記に解説するように、自由形状ミラーの式におけるパラメータは、市販の光学設計ソフトウエアを用いて特定することができる。一部の実施形態では、ｍ＋ｎは、１０よりも小さい（例えば、９又はそれ未満、８又はそれ未満、７又はそれ未満、６又はそれ未満、５又はそれ未満、４又はそれ未満、３又はそれ未満）。
【００５０】
一般的に自由形状表面は、上記に提供したもの以外の式を用いて説明することができる。例えば、一部の実施形態では、自由形状表面は、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式（「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ」、パサデナ、ＣＡより市販の「ＣＯＤＥ  Ｖ（登録商標）」のためのマニュアルに示すもの等）を用いて、又は２次元スプライン表面を用いて数学的に説明することができる。２次元スプライン表面の例は、ベジエプライン又は不均一有理ベジエスプライン（ＮＵＲＢＳ）である。２次元スプライン表面は、例えば、ｘ−ｙ平面内の点格子と対応するｚ値又は傾きとこれらの点によって説明することができる。スプライン表面の特定の種類に依存して、例えば、連続性又は微分可能性に関してある一定の性質を有する多項式又は関数（例えば、解析関数）を用いた格子点間の特定の内挿によって完全な表面が得られる。
【００５１】
一般的に、投影対物系１０１内の自由形状ミラーの個数及び位置は、異なるものとすることができる。実施形態は、２つ又はそれよりも多い自由形状ミラー（例えば、３つ又はそれよりも多い自由形状ミラー、４つ又はそれよりも多い自由形状ミラー、５つ又はそれよりも多い自由形状ミラー、６つ又はそれよりも多い自由形状ミラー）を有する投影対物系を含む。
一般的に、投影対物系１０１は、正の屈折力を有する１つ又はそれよりも多くのミラーを含む。言い換えれば、ミラーの反射部分は凹表面を有し、凹面ミラーと呼ばれる。投影対物系１０１は、２つ又はそれよりも多く（例えば、３つ又はそれよりも多く、４つ又はそれよりも多く、５つ又はそれよりも多く、６つ又はそれよりも多い）の凹面ミラーを含むことができる。また投影対物系１０１は、負の屈折力を有する１つ又はそれよりも多くのミラーを含むことができる。これは、ミラーのうちの１つ又はそれよりも多くが凸面表面を有する反射部分を有することを意味する（凸面ミラーと呼ばれる）。一部の実施形態では、投影対物系１０１は、２つ又はそれよりも多い（例えば、３つ又はそれよりも多く、４つ又はそれよりも多く、５つ又はそれよりも多く、６つ又はそれよりも多い）凸面ミラーを含む。
【００５２】
６つのミラーを含む投影対物系の実施形態を図３に示している。具体的には、投影対物系３００は、６つの自由形状ミラー３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、及び３６０を含む。投影対物系３００に関するデータを下記の表１Ａ及び表１Ｂに示している。表１Ａは、光学データを示しており、一方、表１Ｂは、ミラー表面の各々における自由形状定数を示している。表１Ａ及び表１Ｂに対して、ミラー名称を次のように関連付ける。ミラー１（Ｍ１）は、ミラー３１０に対応する。ミラー２（Ｍ２）は、ミラー３２０に対応する。ミラー３（Ｍ３）は、ミラー３３０に対応する。ミラー４（Ｍ４）は、ミラー３４０に対応する。ミラー５（Ｍ５）は、ミラー３５０に対応する。ミラー６（Ｍ６）は、ミラー３１０に対応する。表１Ａ及びその後の表における「厚み」は、放射光経路内の隣接要素間の距離を意味する。自由形状ミラーにおける単項式係数Ｃjを、これらのミラーが最初の投影対物系設計から偏心又は回転（又は傾斜）した量と共に表１Ｂに提供する。半径Ｒは、頂点曲率ｃの逆数である。偏心は、ｍｍで与えられ、回転は、度で与えられる。単項式係数の単位は、ｍｍ-j+1である。Ｎｒａｄｉｕｓは、単位なしの倍率である（例えば、「ＣＯＤＥ  Ｖ（登録商標）」のためのマニュアルを参照されたい）。
【００５３】
図３では、投影対物系３００を子午断面で示している。子午面は、投影対物系３００に対して対称な面である。子午面に関する対称性は、ミラーがｙ軸に対してのみ偏心し、ｘ軸に関して傾斜するということである。更に、ｘ座標において奇数次数（例えば、ｘ、ｘ3、ｘ5等）を有する自由形状ミラーに対する係数はゼロである。
投影対物系３００は、１３．５ｎｍの光による作動に対して構成され、０．３５の像側ＮＡ、及び１、５００ｍｍのトラック長を有する。結像放射光の光路長は３．８３３ｍｍである。従って、トラック長に対する光路長の比率は、ほぼ２．５６である。投影対物系は、４Ｘの縮小、１００ｎｍよりも小さい最大歪曲収差、０．０３５λのＷrms、及び２８ｎｍの視野曲率を有する。投影対物系３００の付加的な特性を以下の投影対物系１０１の解説において示している。
例えば、対物面１０３からの放射光経路内の第１のミラーであるミラー３１０は、正の屈折力を有する。ミラー３２０、３４０、及び３６０も同様にＰミラーである。ミラー３３０及び３５０は、（Ｎ）負の屈折力を有する。従って、投影対物系３００における放射光経路内のミラーシーケンスは、ＰＰＮＰＮＰである。
【００５４】
（表１Ａ）
0005479889.tif 000007
【００５５】
（表１Ｂ）
0005479889.tif 000008
【００５６】
（表１Ｂ続き）
0005479889.tif 000009
【００５７】
投影対物系３００内のミラーでは、各ミラーにおける最良適合球体からの自由形状表面の最大偏差は、ミラー３１０において１５４μｍであり、ミラー３２０において４３μｍであり、ミラー３３０において２４０μｍであり、ミラー３４０において１、１１０μｍであり、ミラー３５０において４４０μｍであり、ミラー３６０において７１２μｍである。最良適合回転対称非球面からの自由形状表面の最大偏差は、ミラー３１０において４７μｍであり、ミラー３２０において３３μｍであり、ミラー３３０において９６μｍであり、ミラー３４０において３５μｍであり、ミラー３５０において１５２μｍであり、ミラー３６０において１８０μｍである。
【００５８】
ミラー３１０における第１及び第２の主曲率は、それぞれ、９．５１×１０-4及び９．３０×１０-4である。投影対物系３００内の他のミラーにおけるそれぞれの第１及び第２の主曲率は、ミラー３２０において、２．７６×１０-5及び１．５６×１０-5であり、ミラー３３０において、−２．３８×１０-3及び−２．１７×１０-3であり、ミラー３４０において、１．７９×１０-3及び１．７５×１０-3であり、ミラー３５０において、−２．６４×１０-3及び−２．１０×１０-3であり、ミラー３６０において、１．９３×１０-3及び１．９１×１０-3である。投影対物系３００における第１の主曲率の合計は、−３．１９×１０-4である。第２の主曲率の合計は、３．２９×１０-4である。第１及び第２の主曲率の合計は、９．９７×１０-6であり、第１及び第２の主曲率の合計の逆数は、１．００×１０5である。
【００５９】
ある一定の実施形態では、投影対物系１０１におけるミラー配列は、対物面１０３からの放射光を１つ又はそれよりも大きい中間像平面に結像する。例えば、投影対物系３００は、対物面１０３からの放射光をミラー３６０の近くの位置３０５における中間像に結像する。１つ又はそれよりも大きい中間像を有する実施形態は、同様に２つ又はそれよりも多い瞳面を含む。一部の実施形態では、これらの瞳面のうちの少なくとも１つは、実質的にその瞳面のところに開口絞りを置くために物理的にアクセス可能である。開口絞りは、投影対物系の開口サイズを定めるために用いられる。
【００６０】
投影対物系１０１内の中間像におけるコマ収差は、比較的大きいものとすることができる。コマ収差は、上光線と下光線が交差する点における主光線と上下光線の間の距離によって定量化することができる。一部の実施形態では、この距離は、約１ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２ｍｍ又はそれよりも大きく、約３ｍｍ又はそれよりも大きく、約４ｍｍ又はそれよりも大きく、約５ｍｍ又はそれよりも大きく、約７ｍｍのような約６ｍｍ又はそれよりも大きい）とすることができる。投影対物系内の中間像におけるコマ収差は、比較的小さいものとすることができる。一部の実施形態では、この距離は、約１ｍｍ又はそれ未満（例えば、約０．１ｍｍ又はそれ未満、０．０１ｍｍ又はそれ未満）とすることができる。
【００６１】
一般的に、投影対物系１０１内のミラーは、これらのミラーが、ミラー上に法線に沿って入射するか又はある一定の範囲の入射角にわたって入射する波長λの光の実質的な量を反射するように形成される。ミラーは、例えば、法線に沿って入射するλの光のうちの約５０％又はそれよりも多く（例えば、約６０％又はそれよりも多く、約７０％又はそれよりも多く、約８０％又はそれよりも多く、約９０％又はそれよりも多く、約９５％又はそれよりも多く、９８％又はそれよりも多く）を反射するように形成することができる。
【００６２】
一部の実施形態では、ミラーは、法線に沿って入射するλの放射光を実質的に反射するように構成された異なる材料の膜の多層スタックを含む。スタック内の各膜は、約λ／４の光学厚みを有することができる。多層スタックは、約２０層又はそれよりも多い（例えば、約３０層又はそれよりも多く、約４０層又はそれよりも多く、約５０層又はそれよりも多い）膜を含むことができる。一般的に、多層スタックを形成するために用いる材料は、作動波長λに基づいて選択される。例えば、１０ｎｍから３０ｎｍの範囲の光（例えば、それぞれ、約１３ｎｍ又は約１１ｎｍのλ）を反射するためのミラーを形成するために、モリブデンとシリコン又はモリブデンとベリリウムの多層交互膜を用いることができる。一般的に、λ＝１１ｎｍに対してはモリブデンとシリコンの多層交互膜が好ましく、λ＝１３ｎｍに対してはモリブデンとベリリウムの多層交互膜が好ましい。
【００６３】
ある一定の実施形態では、ミラーは、アルミニウムの単層で被覆され、ＭｇＦ2、ＬａＦ2、又はＡｌ2Ｏ3から形成された層のような誘電体の１つ又はそれよりも多くの層で外側を更に被覆した石英ガラスで作られる。アルミニウムで形成され、誘電体コーティングを有するミラーは、例えば、約１９３ｎｍの波長を有する光に対して用いることができる。
一般的に、ミラーによって反射したλの光の百分率は、ミラー表面上の光の入射角の関数として変化する。結像放射光は、いくつかの異なる経路に沿って反射投影対物系を通じて伝播するので、各ミラー上の光の入射角は異なるものとすることができる。凹面反射面４０１を含むミラー４００の一部分を子午断面で示している図４を参照して、この効果を示す。結像放射光は、光線４１０、４２０、及び４３０で示しているいくつかの異なる経路に沿って、表面４０１上へと入射する。光線４１０、４２０、及び４３０は、表面法線が異なる表面４０１の一部分の上に入射する。これらの部分における表面法線の方向をそれぞれ光線４１０、４２０、及び４３０に対応する線４１１、４２１、及び４３１で示している。光線４１０、４２０、及び４３０は、それぞれ角度θ410、θ420、及びθ430で表面４０１上に入射する。一般的に、角度θ410、θ420、及びθ430は、異なるものとすることができる。
投影対物系１０１内の各ミラーにおいて、結像放射光の入射角は、様々な種類で特徴付けることができる。１つの特徴付けは、投影対物系１０１の子午断面における各ミラー上の子午光線の最大入射角である。子午光線は、子午断面内で延びる光線を意味する。
一般的に、θは、投影対物系１０１内の異なるミラーにおいて異なるものとすることができる。
【００６４】
一部の実施形態では、投影対物系１０１内の全てのミラーにおける最大値θmaxは、約７５°又はそれ未満（例えば、約７０°又はそれ未満、約６５°又はそれ未満、約６０°又はそれ未満、約５５°又はそれ未満、約５０°又はそれ未満、約４５°又はそれ未満）である。θmaxは、約５°よりも大きい（例えば、約１０°又はそれよりも大きく、約２０°又はそれよりも大きい）。一部の実施形態では、最大値θmaxは、比較的小さいものとすることができる。例えば、最大値θmaxは、約４０°又はそれ未満（例えば、約３５°又はそれ未満、約３０°又はそれ未満、約２５°又はそれ未満、約２０°又はそれ未満、約１５°又はそれ未満、約１３°又はそれ未満、約１０°又はそれ未満）とすることができる。
【００６５】
一例として、投影対物系３００では、ミラー３１０におけるθmaxは８．２２°であり、ミラー３２０におけるθmaxは１０．３８°であり、ミラー３３０におけるθmaxは２２．３５°であり、ミラー３４０におけるθmaxは７．４９°であり、ミラー３５０におけるθmaxは２４．５８°であり、ミラー３６０におけるθmaxは６．１５°である。
一部の実施形態では、像側ＮＡに対する最大値θmax（度における）の比率は、約１００又はそれ未満（例えば、約８０又はそれ未満、約７０又はそれ未満、６８又はそれ未満、約６０又はそれ未満、約５０又はそれ未満、約４０又はそれ未満、約３０又はそれ未満）とすることができる。
【００６６】
別の特徴付けは、投影対物系１０１の子午断面における各ミラー上の視野中心点に対応する主光線の入射角である。この角度を、θCRと呼ぶ。一般的に、θCRは、異なるものとすることができる。投影対物系３００では、例えば、ミラー３１０は６．５９°のθCRを有し、ミラー３２０は７．９３°のθCRを有し、ミラー３３０は２０．００°のθCRを有し、ミラー３４０は７．１３°のθCRを有し、ミラー３５０は１３．０６°のθCRを有し、ミラー３６０は５．０２°のθCRを有する。一部の実施形態では、投影対物系１０１におけるθCRの最大値θCR（ｍａｘ）は、比較的小さいものとすることができる。例えば、最大値θCR（ｍａｘ）は、約３５°又はそれ未満（例えば、約３０°又はそれ未満、約２５°又はそれ未満、約２０°又はそれ未満、約１５°又はそれ未満、約１３°又はそれ未満、約１０°又はそれ未満、約８°又はそれ未満、約５°又はそれ未満）とすることができる。投影対物系３００では、ミラー３３０におけるθCRである最大値θCR（ｍａｘ）は、２０．００°である。
一部の実施形態では、像側ＮＡに対する最大値θCR（ｍａｘ）（度における）の比率は、約１００又はそれ未満（例えば、約８０又はそれ未満、約７０又はそれ未満、６８又はそれ未満、約６０又はそれ未満、約５０又はそれ未満、約４０又はそれ未満、約３０又はそれ未満）とすることができる。
【００６７】
また、投影対物系１０１内の各ミラーは、投影対物系１０１の子午断面における光線の入射角度範囲Δθによって特徴付けることができる。各ミラーでは、Δθは、θmaxとθminの間の差に対応し、ここでθminは、投影対物系１０１の子午断面における各ミラー上の光線の最小入射角である。一般的にΔθは、投影対物系１０１内の各ミラーにおいて異なるものとすることができる。いくつかのミラーでは、Δθは、比較的小さいものとすることができる。例えば、Δθは、約２０°又はそれ未満（例えば、約１５°又はそれ未満、約１２°又はそれ未満、約１０°又はそれ未満、約８°又はそれ未満、約５°又はそれ未満、約３°又はそれ未満、２°又はそれ未満）とすることができる。代替的に、投影対物系１０１内のいくつかのミラーでは、Δθは、比較的大きいものとすることができる。例えば、Δθは、約２０°又はそれよりも大きい（例えば、約２５°又はそれよりも大きく、約３０°又はそれよりも大きく、約３５°又はそれよりも大きく、約４０°又はそれよりも大きい）とすることができる。投影対物系３００では、ミラー３１０におけるΔθmaxは、３．３４°であり、ミラー３２０におけるΔθmaxは、４．９２°であり、ミラー３３０におけるΔθmaxは、５．１８°であり、ミラー３４０におけるΔθmaxは、０．９８°であり、ミラー３５０におけるΔθmaxは、２４．０７°であり、ミラー３６０におけるΔθmaxは、２．７７°である。
【００６８】
一部の実施形態では、投影対物系１０１内の全てのミラーにおいて、Δθにおける最大値Δθmaxは、比較的小さいものとすることができる。例えば、Δθmaxは、約２５°又はそれ未満（例えば、約２０°又はそれ未満、約１５°又はそれ未満、約１２°又はそれ未満、約１０°又はそれ未満、約９°又はそれ未満、約８°又はそれ未満、約７°又はそれ未満、約６°又はそれ未満、３°のような約５°又はそれ未満、）とすることができる。投影対物系３００では、最大値Δθmaxは、２４．０７°である。
【００６９】
投影対物系１０１内の放射光経路を特徴付ける別の方法は、各ミラーからの反射の前後での主光線（例えば、子午断面における）と基準軸１０５の間の角度の正接の比率を意味する各ミラーにおける主光線の拡大によるものである。例えば、ミラー５１０からの反射の前に主光線５０１が基準軸１０５から逸れており、ミラー５１０から基準軸１０５に向って反射して戻る図５Ａを参照すると、ミラー５１０は、主光線角度の正の拡大を有する。ミラー５２０からの反射の前後両方において、主光線５０２が基準軸１０５から逸れている図５Ｂを参照すると、ミラー５２０は、主光線角度の負の拡大を有する。両方の場合に、主光線の拡大は、ｔａｎ（α）／ｔａｎ（β）で与えられる。ある一定の実施形態では、主光線角度の正の拡大を有する複数のミラーを有することは、投影対物系内の１つ又はそれよりも多くのミラー上の比較的大きい入射角に対応するものとすることができる。従って、主光線角度の正の拡大を有するミラーを１つだけ有する投影対物系は、ミラー上の比較的小さい入射光線角度を示すことができる。投影対物系３００では、ミラー３１０、３２０、３３０、及び３５０は、主光線角度の負の拡大を有し、一方でミラー３４０は、主光線角度の正の拡大を有する。
【００７０】
投影対物系１０１内のミラーの相対間隔は、投影対物系の特定の設計に依存して異なるものとすることができる。隣接ミラー間の比較的大きい（放射光経路に比較して）距離は、ミラー上の比較的小さい入射光線角度に対応するものとすることができる。ある一定の実施形態では、投影対物系１０１は、投影対物系のトラック長の５０％を超えて分離した少なくとも１対の隣接ミラーを含むことができる。例えば、投影対物系３００では、ミラー３４０とミラー３５０は、投影対物系のトラック長の５０％を超えて分離する。
【００７１】
ある一定の実施形態では、対物面と放射光経路内の第２のミラーとの間の距離ｄop-2に比較して、対物面と放射光経路内の第１のミラーとの間に大きい相対距離ｄop-1を有することは、同様にミラー上の比較的小さい入射光線角度に対応するものとすることができる。例えば、ｄop-1／ｄop-2が約２又はそれよりも大きい（例えば、約２．５又はそれよりも大きく、約３又はそれよりも大きく、約３．５又はそれよりも大きく、約４又はそれよりも大きく、約４．５又はそれよりも大きく、約５又はそれよりも大きい）実施形態は、同様に比較的小さい入射光線角度を有することができる。投影対物系３００では、ｄop-1／ｄop-2は２．３８である。
【００７２】
一般的に、投影対物系１０１内のミラーの受光域サイズ及び形状は、異なるものとすることができる。受光域形状は、表面の局所座標系のｘ−ｙ平面上に投影されたミラーの形状を意味する。ミラーの受光域は、円形、楕円形、多角形（例えば、矩形、正方形、六角形）、又は不規則形状とすることができる。実施形態においては、受光域は、投影対物系１０１の子午面に対して対称である。
ある一定の実施形態では、ミラーは、約１、５００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１、４００ｎｍ又はそれ未満、約１、３００ｍｍ又はそれ未満、約１、２００ｍｍ又はそれ未満、約１、１００ｍｍ又はそれ未満、約１、０００ｍｍ又はそれ未満、約９００ｍｍ又はそれ未満、約８００ｍｍ又はそれ未満、約７００ｍｍ又はそれ未満、約６００ｍｍ又はそれ未満、約５００ｍｍ又はそれ未満、約４００ｍｍ又はそれ未満、約３００ｍｍ又はそれ未満、約２００ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満）の最大寸法を有する受光域を有することができる。ミラーは、約１０ｍｍよりも大きい（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きい）最大寸法を有する受光域を有することができる。
【００７３】
楕円形受光域を有するミラー６００の例を図６Ａに示している。ミラー６００は、Ｍxによって与えられるｘ方向に最大寸法を有する。実施形態では、Ｍxは、約１、５００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１、４００ｎｍ又はそれ未満、約１、３００ｍｍ又はそれ未満、約１、２００ｍｍ又はそれ未満、約１、１００ｍｍ又はそれ未満、約１、０００ｍｍ又はそれ未満、約９００ｍｍ又はそれ未満、約８００ｍｍ又はそれ未満、約７００ｍｍ又はそれ未満、約６００ｍｍ又はそれ未満、約５００ｍｍ又はそれ未満、約４００ｍｍ又はそれ未満、約３００ｍｍ又はそれ未満、約２００ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満）とすることができる。Ｍxは、約１０ｍｍよりも大きい（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きい）ものとすることができる。
【００７４】
ミラー６００は、子午線６０１に対して対称である。ミラー６００は、子午線６０１に沿って寸法Ｍyを有する。ミラー６００では、ＭyはＭxよりも小さいが、より一般的には、Ｍyは、Ｍxよりも小さいか、Ｍxと同じサイズか、又はＭxよりも大きいものとすることができる。一部の実施形態では、Ｍyは、約０．１Ｍxから約１Ｍxの範囲にある（例えば、約０．２Ｍx又はそれよりも大きく、約０．３Ｍx又はそれよりも大きく、約０．４Ｍx又はそれよりも大きく、約０．５Ｍx又はそれよりも大きく、約０．６Ｍx又はそれよりも大きく、約０．７Ｍx又はそれよりも大きく、約０．８Ｍx又はそれよりも大きく、約０．９Ｍx又はそれよりも大きい）。代替的に、ある一定の実施形態では、Ｍyは、約２Ｍxから約１０Ｍxまでの範囲内のような約１．１Ｍx又はそれよりも大きい（例えば、約１．５Ｍx又はそれよりも大きい）とすることができる。Ｍyは、約１、０００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約９００ｍｍ又はそれ未満、約８００ｍｍ又はそれ未満、約７００ｍｍ又はそれ未満、約６００ｍｍ又はそれ未満、約５００ｍｍ又はそれ未満、約４００ｍｍ又はそれ未満、約３００ｍｍ又はそれ未満、約２００ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満）とすることができる。Ｍyは、約１０ｍｍよりも大きい（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きい）ものとすることができる。
【００７５】
投影対物系３００では、ミラー３１０におけるＭx及びＭyは、それぞれ、３０３ｍｍ及び１３９ｍｍであり、ミラー３２０におけるＭx及びＭyは、それぞれ、１８７ｍｍ及び１０５ｍｍであり、ミラー３３０におけるＭx及びＭyは、それぞれ、１１４ｍｍ及び６２ｍｍであり、ミラー３４０におけるＭx及びＭyは、それぞれ、２９９ｍｍ及び１１８ｍｍであり、ミラー３５０におけるＭx及びＭyは、それぞれ、９９ｍｍ及び７１ｍｍであり、ミラー３６０におけるＭx及びＭyは、それぞれ、３５８ｍｍ及び３３２ｍｍである。
【００７６】
一部の実施形態では、ミラー基部を１つ又はそれよりも多くの方向にミラー表面（すなわち、結像放射光を反射するミラー部分）を超えて拡張することができる。例えば、ミラー基部は、ｘ及び／又はｙ方向に約１０ｍｍ又はそれよりも大きく（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３０ｍｍ又はそれよりも大きく、約４０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きく）拡張することができる。ミラー基部の拡張は、装着装置に取り付けることができる光学的に活性ではない表面を設けることにより、投影対物系１０１内にミラーを装着することを容易にすることができる。
【００７７】
好ましくは、ミラー基部の拡張は、投影対物系１０１内の放射光経路を遮蔽する方向に行うべきではない。ミラー縁部とミラーを通過する放射光経路との間の距離は、ミラー縁部に最も近い光線と、ミラーが反射するミラー縁部に最も近い光線との間の最小距離である「フリーボード」と呼ばれるパラメータに関連する。一部の実施形態では、投影対物系１０１は、約２０ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２５ｍｍ又はそれよりも大きく、約３０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３５ｍｍ又はそれよりも大きく、約４０ｍｍ又はそれよりも大きく、約４５ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きい）フリーボードを有する１つ又はそれよりも多くのミラーを含む。この投影対物系は、結像放射光の遮蔽なしに拡張ミラー基部を収容することができるので、大きいフリーボードは、ミラー加工に柔軟性をもたらす。しかし、比較的小さいフリーボードは、投影対物系内のミラー上の小さい入射光線角度に対応するものとすることができる。一部の実施形態では、投影対物系１０１は、約１５ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１２ｍｍ又はそれ未満、約１０ｍｍ又はそれ未満、約８ｍｍ又はそれ未満、約５ｍｍ又はそれ未満）のフリーボードを有する１つ又はそれよりも多くのミラーを含むことができる。ある一定の実施形態では、投影対物系１０１は、５ｍｍと２５ｍｍの間のフリーボードを有する１つ又はそれよりも多くのミラーを含む。例えば、投影対物系３００では、ミラー３１０、３２０、３３０、３５０、及び３６０は、５ｍｍと２５ｍｍの間のフリーボードを有する。
【００７８】
一般的に、投影対物系１０１内のミラーの厚みは、異なるものとすることができる。
ミラー厚は、ｚ軸に沿ったミラーの寸法を意味する。一般的にミラーは、投影対物系内での装着を容易にするために十分な厚みを有するべきである。図６Ｂを参照すると、ミラー６００の厚みは、最大厚Ｔmax及び最小厚Ｔminによって特徴付けることができる。一般的に、ＴmaxとＴminの間の差は、ミラー表面の曲率及びミラー基部の構造に依存することになる。一部の実施形態では、Ｔmaxは、約２００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１５０ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満、約８０ｍｍ又はそれ未満、約６０ｍｍ又はそれ未満、約５０ｍｍ又はそれ未満、約４０ｍｍ又はそれ未満、約３０ｍｍ又はそれ未満、約２０ｍｍ又はそれ未満）である。ある一定の実施形態では、Ｔminは、約１ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２ｍｍ又はそれよりも大きく、約５ｍｍ又はそれよりも大きく、約１０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約１００ｍｍ又はそれよりも大きい）。
【００７９】
一部の実施形態では、投影対物系内のあらゆるミラーの最大寸法は、約１、５００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１、４００ｎｍ又はそれ未満、約１、３００ｍｍ又はそれ未満、約１、２００ｍｍ又はそれ未満、約１、１００ｍｍ又はそれ未満、約１、０００ｍｍ又はそれ未満、約９００ｍｍ又はそれ未満、約８００ｍｍ又はそれ未満、約７００ｍｍ又はそれ未満、約６００ｍｍ又はそれ未満、約３００ｍｍのように約５００ｍｍ又はそれ未満）である。ある一定の実施形態では、投影対物系内のあらゆるミラーの最大寸法は、約１０ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３０ｍｍ又はそれよりも大きく、約４０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約７５ｍｍ又はそれよりも大きく、約１００ｍｍ又はそれよりも大きい）。
【００８０】
一般的に、投影対物系の視野の形状は、異なるものとすることができる。ある一定の実施形態では、視野は、リングセグメントの形状のような弓形形状を有する。図７Ａを参照すると、リングセグメント視野７００は、ｘ寸法ｄx、ｙ寸法ｄy、及び半径寸法ｄrによって特徴付けることができる。ｄx及びｄyは、それぞれｘ方向及びｙ方向に沿った視野の寸法に対応する。ｄrは、軸７０５から視野７００の内側境界まで測定したリング半径に対応する。リングセグメント視野７００は、ｙ−ｚ平面に対して対称であり、これを線７１０によって示している。一般的に、ｄx、ｄy、及びｄrのサイズは、投影対物系１０１の設計に依存して異なる。一般的に、ｄyはｄxよりも小さい。対物面１０３及び像平面１０２における視野寸法ｄx、ｄy、及びｄrの相対サイズは、投影対物系１０１の拡大又は縮小に依存して異なる。
【００８１】
一部の実施形態では、ｄxは、像平面１０２において比較的大きい。例えば、像平面１０２におけるｄxは、１ｍｍよりも大きい（例えば、約３ｍｍ又はそれよりも大きく、約４ｍｍ又はそれよりも大きく、約５ｍｍ又はそれよりも大きく、約６ｍｍ又はそれよりも大きく、約７ｍｍ又はそれよりも大きく、約８ｍｍ又はそれよりも大きく、約９ｍｍ又はそれよりも大きく、約１０ｍｍ又はそれよりも大きく、約１１ｍｍ又はそれよりも大きく、約１２ｍｍ又はそれよりも大きく、約１３ｍｍ又はそれよりも大きく、約１４ｍｍ又はそれよりも大きく、約１５ｍｍ又はそれよりも大きく、約１８ｍｍ又はそれよりも大きく、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２５ｍｍ又はそれよりも大きい）ものとすることができる。ｄxは、約１００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約５０ｍｍ又はそれ未満、約３０ｍｍ又はそれ未満）とすることができる。像平面１０２におけるｄyは、約０．５ｍｍから約５ｍｍまでの範囲内（例えば、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ）とすることができる。
【００８２】
典型的には、像平面１０２におけるｄrは、約１０ｍｍ又はそれよりも大きい。ｄrは、例えば、像平面１０２において約１５ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２５ｍｍ又はそれよりも大きく、約３０ｍｍ又はそれよりも大きい）とすることができる。一部の実施形態では、ｄrは、極めて大きい（例えば、約１ｍ又はそれよりも大きく、約５ｍ又はそれよりも大きく、約１０ｍ又はそれよりも大きい）ものとすることができる。ある一定の実施形態では、視野は矩形の形状であり、ｄrは無限である。投影対物系３００は、例えば、矩形の視野を有する。具体的には、投影対物系３００は、ｙ寸法が２ｍｍ、ｘ寸法が２６ｍｍの矩形の視野を有する。
【００８３】
より一般的に、他の視野形状では、投影対物系１０１は、像平面１０２において１ｍｍよりも大きい（例えば、約３ｍｍ又はそれよりも大きく、約４ｍｍ又はそれよりも大きく、約５ｍｍ又はそれよりも大きく、約６ｍｍ又はそれよりも大きく、約７ｍｍ又はそれよりも大きく、約８ｍｍ又はそれよりも大きく、約９ｍｍ又はそれよりも大きく、約１０ｍｍ又はそれよりも大きく、約１１ｍｍ又はそれよりも大きく、約１２ｍｍ又はそれよりも大きく、約１３ｍｍ又はそれよりも大きく、約１４ｍｍ又はそれよりも大きく、約１５ｍｍ又はそれよりも大きく、約１８ｍｍ又はそれよりも大きく、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２５ｍｍ又はそれよりも大きい）最大視野寸法を有することができる。ある一定の実施形態では、投影対物系は、約１００ｍｍを超えない（例えば、約５０ｍｍ又はそれ未満、約３０ｍｍ又はそれ未満）最大視野寸法を有する。
【００８４】
一部の実施形態では、像視野の形状は、投影対物系１０１を用いて露光するウェーハ上のダイ部位の形状に対応するものとすることができる（例えば、１つ又はそれよりも大きい寸法において）。例えば、像視野は、ウェーハを露光する際の過走査を低減するように成形することができる。過走査は、ダイ部位全体を露光するためにその部位の縁部を超えて像視野を走査する必要性を意味する。一般的に、過走査は、像視野の形状がダイ部位の形状に一致しない場合に生じる。
【００８５】
過走査は、ダイ部位の後尾縁部のコーナが露光される位置における像視野の前縁とダイ部位の後尾縁部との最大距離の比率（例えば、百分率で表した）によって特徴付けることができる。図７Ｂを参照すると、過走査は、ｄyに対するｄosの比率に対応し、ｄosは、コーナ７２１及び７２２が露光される位置における像視野７００の前縁とダイ部位７２０の後尾縁部との間の距離である。ある一定の実施形態では、投影対物系は、比較的低い過走査を有することができる。例えば、投影対物系は、約５％又はそれ未満（例えば、約４％又はそれ未満、約３％又はそれ未満、約２％又はそれ未満、約１％又はそれ未満、約０．５％又はそれ未満、０．１％又はそれ未満）の過走査を有することができる。
ある一定の実施形態では、投影対物系１０１は、過走査ゼロで用いることができる。
例えば、図７Ｃを参照すると、正方形のダイ部位７４０を露光させるために像視野７３０を用いる実施形態では、過走査ゼロで走査を達成することができる。
【００８６】
図８を参照すると、一般的に、投影対物系１０１は、投影対物系の特定の設計に依存して異なる物体−像シフトｄoisを提供している。物体−像シフトは、像視野内のある点の物体視野内の対応点からのｘ−ｙ平面内の距離を意味する。光軸（投影対物系内の各ミラーに対して回転対称性を有する共通軸）を有する投影対物系では、物体−像シフトは、次式を用いて計算することができる。
0005479889.tif 000010
ここで、ｈoは、物体視野内の視野中心点の光軸からのｘ−ｙ平面内の距離を意味し、Ｍは、投影対物系の拡大倍率である。例えば、４Ｘの縮小（すなわち、Ｍ＝０．２５）を有し、視野中心点が光軸から１２０ｍｍである投影対物系では、ｄoisは９０ｍｍである。
【００８７】
投影対物系１０１は、比較的小さい物体−像シフトを有する。例えば、投影対物系は、物体−像シフトがゼロである。比較的小さい物体−像シフトを有する投影対物系は、比較的細身の光学設計を有することができる。更に、物体−像シフトがゼロである実施形態では、例えば、台１３０に対して視野中心点を平行移動させることなく、投影対物系１０１を、物体視野及び像視野内の視野中心点と交差する軸の回りに回転させることができる。
これは、投影対物系が回転する際に、視野中心点が視野中心点の公称位置に対して平行移動されないことがら、例えば、ウェーハを検査し、投影対物系１０１に対して整列させるための測定装置（例えば、ＵＳ６、２４０、１５８Ｂ１に開示されているもののような検出光学システム）をこの位置に置く場合に有利である可能性がある。従って、物体−像シフトがゼロであることにより、作動期間中に投影対物系１０１が回転を受ける場合に、この投影対物系の測定及び試験を容易にすることができる。
【００８８】
これを図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、及び８Ｄに関連して例示する。図８Ａは、大きい物体−像シフトｄoisを有する対物系の投影の物体視野及び像視野の図を示している。基準軸１０５に一致する回転軸回りの投影対物系１０１の回転の後に、対物面１０３内の物体視野１０３Ａは、物体視野位置１０３Ｂ内へとピボット回転する。それに応じて、像平面１０２内のそれぞれの像視野１０２Ａは、像視野位置１０２Ｂへとピボット回転する。物体視野１０３Ａの中心物体視野点Ｃ0は、回転軸１０５回りのこのピボット回転により、位置ＣOAから位置ＣOBへと移動する。それに応じて、像視野中心点Ｃ1は、位置Ｃ1Aから位置Ｃ1Bへと移動する。従って、大きい物体−像シフトｄoisを有する図８Ａの光学システムでは、視野中心点Ｃ0、Ｃ1は、回転軸１０５回りの回転によって検出領域から逸脱し、従って、測定から外れる。これは望ましくない。
【００８９】
図８Ｂは、投影対物系１０１の物体−像シフトｄoisがゼロである場合を示している。この場合には、回転軸１０５は、視野中心点Ｃ0、Ｃ1で対物面１０３及び像平面１０２と交差する。投影対物系１０１の回転軸１０５回りの回転中は、視野中心点Ｃ0、Ｃ1は、測定領域内に留まる。この場合には、試験及び測定は容易である。
図８Ｃ及び８Ｄは、異なる種類の投影対物系を比較する際に多くの場合に見られる物体−像シフトの光学システムの開口数への依存性を示している。図８Ｃは、比較的小さい開口数を有する投影対物系１０１を概略的に示している。この場合には、投影対物系の殆どの設計は、視野中心点Ｃ0を通じる軸と光軸ＯＡとの間に比較的小さい距離ｈoを呈している。従って、ｈoに直接比例するｄoisも小さく保つことができる。図８Ｄは、高い開口数を有する投影対物系１０１における場合を示している。この場合には、投影対物系は、視野中心点Ｃ0を通じる軸と光軸ＯＡの間に多くの場合に大きい距離ｈoを呈している。従って、同様にｄoisも、図８Ｃの投影対物系におけるものよりも大きい。
【００９０】
本発明による投影対物系では、小さい距離ｈoしか持たないか又はｈo＝０でさえある高開口数の光学システムを提供する。この場合には、高開口数の投影対物系により、小さい物体−像シフト又は物体−像シフトゼロを達成することができる。
一部の実施形態では、投影対物系１０１は、約８０ｍｍ又はそれ未満（例えば、約６０ｍｍ又はそれ未満、約５０ｍｍ又はそれ未満、約４０ｍｍ又はそれ未満、約３０ｍｍ又はそれ未満、約２０ｍｍ又はそれ未満、約１５ｍｍ又はそれ未満、約１２ｍｍ又はそれ未満、約１０ｍｍ又はそれ未満、約８ｍｍ又はそれ未満、約５ｍｍ又はそれ未満、約４ｍｍ又はそれ未満、約３ｍｍ又はそれ未満、約２ｍｍ又はそれ未満、約１ｍｍ又はそれ未満）のｄoisを有する。投影対物系３００は、例えば、５７ｍｍのｄoisを有する。
【００９１】
投影対物系１０１の実施形態は、比較的大きい像側自由作業距離を有することができる。像側自由作業距離は、像平面１０２と、像平面１０２に最も近い結像放射光を反射するミラーのミラー表面との間の最短距離を意味する。これを像平面１０２に最も近いミラーとしてミラー８１０を示している図９に例示する。光は、ミラー８１０の表面８１１から反射される。像側自由作業距離をｄwで表している。一部の実施形態では、ｄwは、約２５ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約３０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３５ｍｍ又はそれよりも大きく、約４０ｍｍ又はそれよりも大きく、約４５ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５５ｍｍ又はそれよりも大きく、約６０ｍｍ又はそれよりも大きく、約６５ｍｍ又はそれよりも大きい）。ある一定の実施形態では、ｄwは、約２００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１５０ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満、約５０ｍｍ又はそれ未満）である。投影対物系３００は、例えば、ほぼ４５ｍｍの像側自由作業距離を有する。比較的大きい作動距離は、ミラー８１０の像平面１０２に対面する側に接触することなしに基板１５０の表面を像平面１０２に位置決めすることを可能にするので望ましいものとすることができる。
【００９２】
同様に、物体側自由作業距離は、対物面１０３と、投影対物系１０１内で対物面１０３に最も近い結像放射光を反射するミラーの反射側のミラー表面との間の最短距離を意味する。一部の実施形態では、投影対物系１０１は、比較的大きい物体側自由作業距離を有する。例えば、投影対物系１０１は、約５０ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約１００ｍｍ又はそれよりも大きく、約１５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２００ｍｍ又はそれよりも大きく、約２５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３００ｍｍ又はそれよりも大きく、約３５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約４００ｍｍ又はそれよりも大きく、約４５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５００ｍｍ又はそれよりも大きく、約５５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約６００ｍｍ又はそれよりも大きく、約６５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約７００ｍｍ又はそれよりも大きく、約７５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約８００ｍｍ又はそれよりも大きく、約８５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約９００ｍｍ又はそれよりも大きく、約９５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約１、０００ｍｍ又はそれよりも大きい）物体側自由作業距離を有することができる。ある一定の実施形態では、物体側自由作業距離は、約２、０００ｍｍを超えない（例えば、約１、５００ｍｍ又はそれ未満、約１、２００ｍｍ又はそれ未満、約１、０００ｍｍ又はそれ未満）。投影対物系３００は、例えば、ほぼ３００ｍｍの物体側自由作業距離を有する。比較的大きい物体側自由作業距離は、投影対物系１０１と対物面１０３の間の空間への接近が望ましい実施形態において有利である可能性がある。例えば、レチクル１４０が反射レチクルである実施形態では、対物系１０１に対面する側からレチクルを照らすことが必要である。従って、望ましい照明角度で照明システム１２０がレチクルを照らすことを可能にするために、投影対物系１０１と対物面１０３の間に十分な空間が存在すべきである。更に、一般的に、大きい物体側自由作業距離により、投影対物系１０１とレチクル１４０のための支持構造体との間に他の構成要素（例えば、均一化フィルタ）を装着するための十分な空間が設けられ、ツールの残りの設計における柔軟性を可能にする。
【００９３】
一般的に、投影対物系１０１は、主光線が、レチクル１４０において集束、発散、又は互いに実質的に平行であるように設計することができる。相応して、投影対物系１０１の入射瞳の位置は、異なるものとすることができる。例えば、主光線がレチクル１４０で集束する場合には、入射瞳は、対物面１０３の像平面側に定位される。逆に主光線がレチクル１４０で発散する場合には、対物面は、入射瞳と像平面１０２の間に定位される。更に、対物面１０３と入射瞳の間の距離は、異なるものとすることができる。一部の実施形態では、入射瞳は、対物面１０３から約１ｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２ｍ又はそれよりも大きく、約３ｍ又はそれよりも大きく、約４ｍ又はそれよりも大きく、約５ｍ又はそれよりも大きく、約８ｍ又はそれよりも大きく、約１０ｍ又はそれよりも大きい）ところに定位される（対物面１０３に対して直角の軸に沿って測定する）。
一部の実施形態では、入射瞳は、対物面１０３に対して無限遠に定位される。これは、主光線がレチクル１４０において互いに平行である場合に対応する。投影対物系３００では、対物面１０３の視野中心点における主光線の入射角は７°であり、視野中心点の主光線からの主光線角度の最大変異は０．８２°である。入射瞳は、対物面１０３の像平面１０２とは反対側の対物面１０３から１、０００ｍｍのところに定位される。
【００９４】
照明システム１２０は、照明システムの出射瞳を実質的に投影対物系１０１の入射瞳のところに位置決めされるように配列することができる。ある一定の実施形態では、照明システム１２０は、照明システムの出射瞳を投影対物系１０１の入射瞳の位置に投影するテレスコープサブシステムを含む。しかし、一部の実施形態では、照明システム１２０の出射瞳は、照明システム内でテレスコープを用いることなく、投影対物系１０１の入射瞳に位置決めされる。例えば、対物面１０３が、投影対物系１０１と該投影対物系の入射瞳との間に存在する場合には、照明システム１２０の出射瞳は、照明システム内でテレスコープを用いることなく、投影対物系の入射瞳に一致させることができる。
【００９５】
一般的に、投影対物系１０１は、ＺＥＭＡＸ、ＯＳＬＯ、又は「Ｃｏｄｅ  Ｖ」のような市販の光学設計ソフトウエアを用いて設計することができる。一般的に、設計は、最初の投影対物系設計（例えば、ミラー配列）と共に、例えば、放射光波長、視野サイズ、及び開口数のようなパラメータを指定することによって始まる。次に、コードは、例えば、波面誤差、歪曲収差、テレセントリック性、及び視野曲率のような指定した光学性能基準に対して設計を最適化する。
【００９６】
ある一定の実施形態では、最初の投影対物系は、光軸上に中心を定めた回転対称ミラー（例えば、球面又は非球面ミラー）によって指定される。次に、各ミラーは、光軸から、これらのミラーがいずれかの予め確立された判断基準を満たす位置へと偏心される。例えば、各ミラーは、特定の視野にわたって主光線入射角を最小にする量だけ光軸から偏心させることができる。実施形態では、ミラーは、約５ｍｍ又はそれよりも大きく（例えば、約１０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きく）偏心させることができる。ある一定の実施形態では、ミラーは、約２００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１８０ｍｍ又はそれ未満、約１５０ｍｍ又はそれ未満、約１２０ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満）だけ偏心される。
【００９７】
代替的又は追加的に、各ミラーがいずれかの予め確立された判断基準を満たすように、これらのミラーを傾斜させることができる。傾斜は、投影対物系の最初の構成の光軸に対する各ミラーの対称軸の向きを意味する。ミラーは、約１°又はそれよりも大きく（例えば、約２°又はそれよりも大きく、約３°又はそれよりも大きく、約４°又はそれよりも大きく、約５°又はそれよりも大きく）傾斜させることができる。一部の実施形態では、ミラーは、約２０°又はそれ未満（例えば、約１５°又はそれ未満、約１２°又はそれ未満、約１０°又はそれ未満）だけ傾斜される。
偏心及び／又は傾斜の後に、指定した光学性能基準に対して投影対物系設計を最適化するように、各ミラーにおける自由形状を特定することができる。
【００９８】
ミラーに加えて、投影対物系１０１は、１つ又はそれよりも多くの開口絞りのような１つ又はそれよりも多くの他の構成要素を含むことができる。一般的に、開口絞りの形状は、異なるものとすることができる。開口絞りの例は、円形開口絞り、楕円形開口絞り、及び／又は多角形開口絞りを含む。開口絞りは、結像放射光が開口絞りを通して２回通過又は１回通過を行うように位置決めすることができる。開口絞りは、投影対物系内で交換することができ、及び／又は可調節開口を有することができる。
一部の実施形態では、投影対物系１０１は、視野絞りを含む。例えば、投影対物系が中間像を含む実施形態では、視野絞りは、中間像に又はその近くに位置決めすることができる。
【００９９】
実施形態は、隔壁を含むことができる（例えば、迷光からウェーハを遮蔽するために）。一部の実施形態では、投影対物系１０１は、投影対物系内でのミラー位置の変化をモニタするための構成要素（例えば、干渉計）を含むことができる。これらの情報は、ミラー間のあらゆる相対移動に対して補正を行うためにミラーを調節するのに用いることができる。ミラー調節は、自動化することができる。ミラー位置をモニタ／調節するためのシステムの例は、ＵＳ６、５４９、２７０Ｂ１に開示されている。
【０１００】
図１０を参照すると、投影対物系１０００の実施形態は、６個のミラー１０１０、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、及び１０６０を含み、０．３５の像側開口数、及び１３．５ｎｍの作動波長を有する。ミラー１０１０、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、及び１０６０は、全て自由形状ミラーである。投影対物系１０００は、対物面１０３からの結像放射光を像平面１０２に４Ｘの縮小倍率で結像する。投影対物系１０００のトラック長は、１４９７ｍｍであり、結像放射光の光路長は、４７６０ｍｍである。従って、トラック長に対する光路長の比率は、ほぼ３．１８である。投影対物系１０００は、ミラー１０２０の近くに位置決めされた開口絞りを有する。
【０１０１】
投影対物系１０００の入射瞳は、対物面１０３から１、０００ｍｍのところに定位され、対物面は、入射瞳とミラーの間に位置決めされる。対物面１０３に位置決めされた反射レチクルにより、照明光学系は、入射瞳に対応する位置１０７０に位置決めすることができる。対物面１０３における視野中心点の主光線角度は７°である。対物面１０３における主光線角度の最大変異は０．８２°である。
【０１０２】
投影対物系１０００は、矩形の視野を有する。像側視野幅ｄxは２６ｍｍである。像側視野長ｄyは２ｍｍである。投影対物系１０００は、１３ｍｍの物体−像シフトを有する。
投影対物系１０００の性能には、０．０２１λの像側Ｗrmsが含まれる。歪曲収差は１０ｎｍよりも小さく、像側視野曲率は１９ｎｍである。投影対物系１０００は、ミラー１０４０と１０５０の間に中間像を設ける。中間像におけるコマ収差は比較的大きい。
特に、上光線と下光線が交差する位置における主光線と上下光線の間の距離は７ｍｍである。
【０１０３】
対物面１０３から像平面１０２までの放射光経路の順のミラーの屈折力は、以下の通りである。ミラー１０１０は、正の屈折力を有する。ミラー１０２０は、負の屈折力を有する。ミラー１０３０は、正の屈折力を有する。ミラー１０４０は、正の屈折力を有する。
ミラー１０５０は、負の屈折力を有する。ミラー１０６０は、正の屈折力を有する。
Ｍx×Ｍyで与えられる各ミラーの受光域の寸法は、ミラー１０１０において３２３ｍｍ×１５２ｍｍ、ミラー１０２０において１０７ｍｍ×５９ｍｍ、ミラー１０３０において２９７ｍｍ×２６１ｍｍ、ミラー１０４０において２７７ｍｍ×１９４ｍｍ、ミラー１０５０において９９ｍｍ×７２ｍｍ、及びミラー１０６０において２６８ｍｍ×２４３ｍｍである。
【０１０４】
最良適合球体からのミラー１０１０の最大偏差は、４７５μｍである。最良適合球体からのミラー１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、及び１０６０の最大偏差は、それぞれ、１、２３４μｍ、９９５μｍ、１、４１４μｍ、１７０μｍ、及び４１６μｍである。最良適合非球面からの各ミラーの最大偏差は、ミラー１０１０、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、及び１０６０において、それぞれ、２３６μｍ、１０２μｍ、１０２μｍ、１４８μｍ、５４μｍ、及び３７２μｍである。
【０１０５】
ミラー１０１０における第１及び第２の主曲率は、それぞれ、１．１６×１０-3及び１．０５×１０-3である。投影対物系１０００内の他のミラーにおけるそれぞれの第１及び第２の主曲率は、ミラー１０２０において−３．０２×１０-3及び−１．１３×１０-3、ミラー１０３０において５．９７×１０-4及び４．９６×１０-4、ミラー１０４０において５．５０×１０-4及び３．６３×１０-4、ミラー１０５０において−２．２４×１０-3及び−２．０４×１０-3、及びミラー１０６０において２．５７×１０-3及び２．４８
×１０-3である。投影対物系１０００における第１の主曲率の合計は、−３．７８×１０-4である。第２の主曲率の合計は、１．２２×１０-3である。第１及び第２の主曲率の合計は、８．４５×１０-4であり、第１及び第２の主曲率の合計の逆数は、１．１８×１０3である。
【０１０６】
視野中心点における主光線入射角は、ミラー１０１０、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、及び１０６０において、それぞれ、３．４０°、９．８６°、６．４８°、１０．１３°、１３．６６°、及び７．００°である。子午断面における各ミラー上の最大入射角は、ミラー１０１０、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、及び１０６０において、それぞれ、３．９４°、１０．４２°、７．４５°、１４．３４°、２４．２８°、及び８．６１°である。ミラー１０１０、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、及び１０６０におけるΔθは、それぞれ、１．１３°、２．７４°、３．４２°、９．９６°、２３．６９°、及び３．９５°である。
【０１０７】
ミラー１０１０、１０２０、１０３０、１０５０、及び１０６０は、５ｍｍよりも大きく、２５ｍｍよりも小さいフリーボードを有する。ミラー１０３０は、主光線角度の正の拡大を有し、一方、ミラー１０４０及び１０５０は、主光線角度の負の拡大を有する。
投影対物系１０００の像側自由作業距離は、４５ｍｍである。物体側自由作業距離は、２５２ｍｍである。
投影対物系１０００では、ｄop-1／ｄop-2は３．１４である。更に、隣接ミラー対１０２０と１０３０、１０３０と１０４０、及び１０４０と１０５０は、投影対物系のトラック長の５０％を超えて分離される。また、ミラー１０１０と対物面１０３の間の距離は、投影対物系のトラック長の５０％よりも大きい。
【０１０８】
投影対物系１０００に関するデータを下記の表２Ａ及び表２Ｂに示している。表２Ａ及び２Ｂ、並びにその後の表におけるパラメータ及び単位は、表１Ａ及び１Ｂに示す対応パラメータ及び単位と同じである。表２Ａは、光学データを示しており、一方、表２Ｂは、ミラー表面の各々における自由形状定数を示している。表２Ａ及び表２Ｂのためのミラー名称を次のように関連付ける。ミラー１（Ｍ１）は、ミラー１０１０に対応する。ミラー２（Ｍ２）は、ミラー１０２０に対応する。ミラー３（Ｍ３）は、ミラー１０３０に対応する。ミラー４（Ｍ４）は、ミラー１０４０に対応する。ミラー５（Ｍ５）は、ミラー１０５０に対応する。ミラー６（Ｍ６）は、ミラー１０６０に対応する。
【０１０９】
（表２Ａ）
0005479889.tif 000011
【０１１０】
（表２Ｂ）
0005479889.tif 000012
【０１１１】
（表２Ｂ続き）
0005479889.tif 000013
【０１１２】
図１１を参照すると、投影対物系１０００の実施形態は、６個のミラー１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、及び１１６０を含み、０．３５の像側開口数、及び１３．５ｎｍの作動波長を有する。ミラー１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、及び１１６０は、全て自由形状ミラーである。投影対物系１１００は、対物面１０３からの結像放射光を像平面１０２に４Ｘの縮小倍率で結像する。投影対物系１１００のトラック長は、２０００ｍｍであり、結像放射光の光路長は、５３３７ｍｍである。従って、トラック長に対する光路長の比率は、ほぼ２．６７である。投影対物系１１００は、ミラー１１２０の近くに位置決めされた開口絞り１１０６を有する。
【０１１３】
投影対物系１１００の入射瞳は、無限遠に定位され、対物面は、入射瞳とミラーの間に位置決めされる。対物面１０３における視野中心点の主光線角度は７°である。対物面１０３における主光線角度の最大変異は０．０６°よりも小さい。
投影対物系１１００は、矩形の視野を有する。像側視野幅ｄxは２６ｍｍである。像側視野長ｄyは２ｍｍである。投影対物系１０００は、３１ｍｍの物体−像シフトを有する。
投影対物系１１００の性能には、０．０２５λの像側Ｗrmsが含まれる。像側視野曲率は１０ｎｍである。投影対物系１１００は、ミラー１１４０と１１５０の間に中間像を設ける。
【０１１４】
対物面１０３から像平面１０２までの放射光経路の順のミラーの屈折力は、以下の通りである。ミラー１１１０は、正の屈折力を有する。ミラー１１２０は、正の屈折力を有する。ミラー１１３０は、負の屈折力を有する。ミラー１１４０は、正の屈折力を有する。
ミラー１１５０は、負の屈折力を有する。ミラー１１６０は、正の屈折力を有する。
Ｍx×Ｍyで与えられる各ミラーの受光域の寸法は、ミラー１１１０において２９１ｍｍ×１９５ｍｍ、ミラー１１２０において１５９ｍｍ×１５２ｍｍ、ミラー１１３０において１５７ｍｍ×５３ｍｍ、ミラー１１４０において２９５ｍｍ×６６ｍｍ、ミラー１１５０において１０５ｍｍ×８６ｍｍ、及びミラー１１６０において３４５ｍｍ×３１８ｍｍである。
【０１１５】
視野中心点における主光線入射角は、ミラー１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、及び１１６０において、それぞれ、４．３８°、４．０３°、１８．３７°、７．７４°、１２．６４°、及び５．１７°である。子午断面における各ミラー上の最大入射角は、ミラー１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、及び１１６０において、それぞれ、６．４８°、６．４４°、２０．０５°、９．１２°、２１．７６°、及び７．２２°である。ミラー１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、及び１１６０におけるΔθは、それぞれ、４．２７°、４．９２°、４．０９°、３．１２°、１９．３７°、及び４．６１°である。
【０１１６】
ミラー１１１０、１１５０、及び１１６０は、５ｍｍよりも大きく、２５ｍｍよりも小さいフリーボードを有する。ミラー１１４０は、主光線角度の正の拡大を有し、一方、ミラー１１１０、１１２０、１１３０、及び１１５０は、主光線角度の負の拡大を有する。
投影対物系１１００の像側自由作業距離は２５ｍｍである。物体側自由作業距離は１６３ｍｍである。
投影対物系１１００では、ｄop-1／ｄop-2は６．５７である。更に、隣接ミラー対１０４０と１０５０は、投影対物系のトラック長の５０％を超えて分離される。また、ミラー１１１０と対物面１０３の間の距離は、投影対物系のトラック長の５０％よりも大きい。
【０１１７】
投影対物系１１００に関するデータを下記の表３Ａ及び表３Ｂに示している。表３Ａは、光学データを示しており、一方、表３Ｂは、ミラー表面の各々における非球面定数を示している。表３Ａ及び表３Ｂのためのミラー名称を次のように関連付ける。ミラー１（Ｍ１）は、ミラー１１１０に対応する。ミラー２（Ｍ２）は、ミラー１１２０に対応する。ミラー３（Ｍ３）は、ミラー１１３０に対応する。ミラー４（Ｍ４）は、ミラー１１４０に対応する。ミラー５（Ｍ５）は、ミラー１１５０に対応する。ミラー６（Ｍ６）は、ミラー１１６０に対応する。
【０１１８】
（表３Ａ）
0005479889.tif 000014
【０１１９】
（表３Ｂ）
0005479889.tif 000015
【０１２０】
（表３Ｂ続き）
0005479889.tif 000016
【０１２１】
図１２を参照すると、投影対物系１２００の実施形態は、６個のミラー１２１０、１２２０、１２３０、１２４０、１２５０、及び１２６０を含み、０．３５の像側開口数、及び１３．５ｎｍの作動波長を有する。ミラー１２１０、１２２０、１２３０、１２４０、１２５０、及び１２６０は、全て自由形状ミラーである。投影対物系１２００は、対物面１０３からの結像放射光を像平面１０２に４Ｘの縮小倍率で結像する。対物面１０３及び像平面１０２に対して直角な基準軸１２０５は、物体視野及び像視野内の対応視野点と交わる。投影対物系１２００のトラック長は１３８５ｍｍであり、結像放射光の光路長は４１６２ｍｍである。従って、トラック長に対する光路長の比率は、ほぼ３．０１である。投影対物系１２００は、ミラー１２２０に位置決めされた開口絞りを有する。
【０１２２】
投影対物系１２００の入射瞳は無限遠に存在し、対物面は、入射瞳とミラーの間に位置決めされる。対物面１０３における視野中心点の主光線角度は７°である。対物面１０３における主光線角度の最大変異は０．０６°よりも小さい。
投影対物系１２００は、矩形の視野を有する。像側視野幅ｄxは２６ｍｍである。像側視野長ｄyは２ｍｍである。投影対物系１２００の物体−像シフトはゼロである。
投影対物系１２００は、ミラー１２４０と１２５０の間に中間像を設ける。
【０１２３】
対物面１０３から像平面１０２までの放射光経路の順のミラーの屈折力は、以下の通りである。ミラー１２１０は正の屈折力を有する。ミラー１２２０は負の屈折力を有する。ミラー１２３０は正の屈折力を有する。ミラー１２４０は正の屈折力を有する。ミラー１２５０は負の屈折力を有する。ミラー１２６０は正の屈折力を有する。
Ｍx×Ｍyで与えられる各ミラーの受光域の寸法は、ミラー１２１０において２５０ｍｍ×１５３ｍｍ、ミラー１０２０において７０ｍｍ×６９ｍｍ、ミラー１２３０において３２８ｍｍ×１５３ｍｍ、ミラー１２４０において３２５ｍｍ×１１２ｍｍ、ミラー１２５０において８７ｍｍ×７５ｍｍ、及びミラー１２６０において２６９ｍｍ×２３８ｍｍである。
【０１２４】
視野中心点における主光線入射角は、ミラー１２１０、１２２０、１２３０、１２４０、１２５０、及び１２６０において、それぞれ、６．１３°、１０．６１°、８．６５°、８．２６°、１４．２２°、及び５．２３°である。子午断面における各ミラー上の最大入射角は、ミラー１２１０、１２２０、１２３０、１２４０、１２５０、及び１２６０において、それぞれ、６．５３°、１１．６３°、８．９１°、１１．３９°、２４．２６°、及び７．４４°である。ミラー１２１０、１２２０、１２３０、１２４０、１２５０、及び１２６０におけるΔθは、それぞれ、１．０７°、３．６４°、１．７４°、７．４４°、２１．７０°、及び４．５１°である。
【０１２５】
ミラー１２１０、１２２０、１２５０、及び１２６０は、５ｍｍよりも大きく、２５ｍｍよりも小さいフリーボードを有する。ミラー１２４０は、主光線角度の正の拡大を有し、一方、ミラー１２１０、１２２０、１２３０、及び１２５０は、主光線角度の負の拡大を有する。
投影対物系１２００の像側自由作業距離は４０ｍｍである。物体側自由作業距離は４３９ｍｍである。
投影対物系１２００では、ｄop-1／ｄop-2は１．９１である。更に、隣接ミラー対１２４０と１２５０は、投影対物系のトラック長の５０％を超えて分離される。また、ミラー１２１０と対物面１０３の間の距離は、投影対物系のトラック長の５０％よりも大きい。
【０１２６】
投影対物系１２００に関するデータを下記の表４Ａ及び表４Ｂに示している。表４Ａは、光学データを示しており、一方、表４Ｂは、ミラー表面の各々における非球面定数を示している。表４Ａ及び表４Ｂのためのミラー名称を次のように関連付ける。ミラー１（Ｍ１）は、ミラー１２１０に対応する。ミラー２（Ｍ２）は、ミラー１２２０に対応する。ミラー３（Ｍ３）は、ミラー１２３０に対応する。ミラー４（Ｍ４）は、ミラー１２４０に対応する。ミラー５（Ｍ５）は、ミラー１２５０に対応する。ミラー６（Ｍ６）は、ミラー１２６０に対応する。
【０１２７】
（表４Ａ）
0005479889.tif 000017
【０１２８】
（表４Ｂ）
0005479889.tif 000018
【０１２９】
（表４Ｂ続き）
0005479889.tif 000019
【０１３０】
図１３を参照すると、投影対物系１４００の実施形態は、６個のミラー１４１０、１４２０、１４３０、１４４０、１４５０、及び１４６０を含み、０．４０の像側開口数、及び１３．５ｎｍの作動波長を有する。ミラー１４１０、１４２０、１４３０、１４４０、１４５０、及び１４６０は、全て自由形状ミラーである。投影対物系１４００は、対物面１０３からの結像放射光を像平面１０２に４Ｘの縮小倍率で結像する。投影対物系１４００のトラック長は１４９８ｍｍであり、結像放射光の光路長は３９３１ｍｍである。従って、トラック長に対する光路長の比率は、ほぼ２．６２である。投影対物系１４００は、ミラー１４２０とミラー１４３０の間に位置決めされた開口絞りを有する。
【０１３１】
投影対物系１４００の入射瞳は、対物面１０３から１、０００ｍｍのところに定位され、対物面は、入射瞳とミラーの間に位置決めされる。対物面１０３における視野中心点の主光線角度は７°である。対物面１０３における主光線角度の最大変異は０．８２°である。
投影対物系１４００は、矩形の視野を有する。像側視野幅ｄxは２６ｍｍである。像側視野長ｄyは２ｍｍである。投影対物系１０００は、３８ｍｍの物体−像シフトを有する。
【０１３２】
投影対物系１０００の性能には、０．０８３λの像側Ｗrmsが含まれる。歪曲収差は、ほぼ１００ｎｍであり、像側視野曲率は３６ｎｍである。投影対物系１４００は、ミラー１４４０と１４５０の間に中間像を設ける。
対物面１０３から像平面１０２までの放射光経路の順のミラーの屈折力は、以下の通りである。ミラー１４１０は正の屈折力を有する。ミラー１４２０は正の屈折力を有する。
ミラー１４３０は負の屈折力を有する。ミラー１４４０は正の屈折力を有する。ミラー１０５０は負の屈折力を有する。ミラー１４６０は正の屈折力を有する。
【０１３３】
Ｍx×Ｍyで与えられる各ミラーの受光域の寸法は、ミラー１４１０において３２６ｍｍ×１５９ｍｍ、ミラー１４２０において２１０ｍｍ×１２３ｍｍ、ミラー１４３０において１２０ｍｍ×６６ｍｍ、ミラー１４４０において３１２ｍｍ×１１９ｍｍ、ミラー１４５０において１１２ｍｍ×８３ｍｍ、及びミラー１４６０において４０５ｍｍ×３７９ｍｍである。
視野中心点における主光線入射角は、ミラー１４１０、１４２０、１４３０、１４４０、１４５０、及び１４６０において、それぞれ、６．７０°、８．０８°、２０．４１°、６．６８°、１４．５２°、及び５．６７°である。子午断面における各ミラー上の最大入射角は、ミラー１４１０、１４２０、１４３０、１４４０、１４５０、及び１４６０において、それぞれ、８．６１°、１０．９１°、２１．９８°、７．４１°、２７．１９°、及び６．８６°である。ミラー１４１０、１４２０、１４３０、１４４０、１４５０、及び１４６０におけるΔθは、それぞれ、３．９２°、５．６９°、３．８２°、１．７９°、２６．８３°、及び３．２０°である。
【０１３４】
ミラー１４１０、１４２０、１４３０、１４５０、及び１４６０は、５ｍｍよりも大きく、２５ｍｍよりも小さいフリーボードを有する。ミラー１４４０は、主光線角度の正の拡大を有し、一方、ミラー１４１０、１４２０、１４３０、及び１４５０は、主光線角度の負の拡大を有する。
投影対物系１４００の像側自由作業距離は４５ｍｍである。物体側自由作業距離は２９１ｍｍである。
投影対物系１４００では、ｄop-1／ｄop-2は２．４７である。更に、隣接ミラー対１４４０と１４５０は、投影対物系のトラック長の５０％を超えて分離される。
【０１３５】
投影対物系１４００に関するデータを下記の表６Ａ及び表６Ｂに示している。表６Ａは光学データを示しており、一方、表６Ｂは、ミラー表面の各々における非球面定数を示している。表６Ａ及び表６Ｂのためのミラー名称を次のように関連付ける。ミラー１（Ｍ１）は、ミラー１０１０に対応する。ミラー２（Ｍ２）は、ミラー１０２０に対応する。
ミラー３（Ｍ３）は、ミラー１０３０に対応する。ミラー４（Ｍ４）は、ミラー１０４０に対応する。ミラー５（Ｍ５）は、ミラー１０５０に対応する。ミラー６（Ｍ６）は、ミラー１０６０に対応する。
【０１３６】
（表６Ａ）
0005479889.tif 000020
【０１３７】
（表６Ｂ）
0005479889.tif 000021
【０１３８】
（表６Ｂ続き）
0005479889.tif 000022
【０１３９】
図１４を参照すると、光源１４０５、及び集光装置ユニット１４１５と、スペクトル純化フィルタ１４２５と、視野ファセットミラー１４３５と、瞳ファセットミラー１４４５とを含む照明光学系を含む投影対物系１４００を光学システム１４０１において用いることができる。光源１４０５は、投影対物系に１３．５ｎｍの光を供給するように構成されたＥＵＶ光源である。集光装置ユニット１４１５は、光源１４０５からの光を集光し、この光を１３．５ｎｍ以外の波長の入射光をフィルタリングするスペクトル純化フィルタ１４１５へと導き、更に、１３．５ｎｍの光を視野ファセットミラー１４３５へと導く。瞳ファセットミラー１４４５と共に、視野ファセットミラーは、対物面１０３に位置決めされた反射レチクルを１３．５ｎｍの光で照らす。光は、主光線がレチクルから発散するように供給される。このようにして、放射光は、かすめ入射ミラーのような付加的な構成要素の使用なしにレチクルに供給される。
【０１４０】
図１５を参照すると、投影対物系１５００の実施形態は、６個のミラー１５１０、１５２０、１５３０、１５４０、１５５０、及び１５６０を含み、０．４０の像側開口数、及び１３．５ｎｍの作動波長を有する。ミラー１５１０、１５２０、１５３０、１５４０、１５５０、及び１４６０は、全て自由形状ミラーである。投影対物系１５００は、対物面１０３からの結像放射光を像平面１０２に４Ｘの縮小倍率で結像する。投影対物系１５００のトラック長は１４９９ｍｍであり、結像放射光の光路長は４７６２ｍｍである。従って、トラック長に対する光路長の比率は、ほぼ３．１８である。投影対物系１５００は、ミラー１５２０の近くに位置決めされた開口絞りを有する。
【０１４１】
投影対物系１５００の入射瞳は、対物面１０３から１、０００ｍｍのところに定位され、対物面は、入射瞳とミラーの間に位置決めされる。対物面１０３に反射レチクルを位置決めすることにより、照明光学系は、入射瞳に対応する位置１５０１に位置決めすることができる。対物面１０３における視野中心点の主光線角度は７°である。対物面１０３における主光線角度の最大変異は０．８２°である。
【０１４２】
投影対物系１５００は、矩形の視野を有する。像側視野幅ｄxは２６ｍｍである。像側視野長ｄyは２ｍｍである。投影対物系１５００は、７ｍｍの物体−像シフトを有する。
投影対物系１５００の性能には、０．０４０λの像側Ｗrmsが含まれる。同様に図１６Ａを参照すると、歪曲収差は、像視野にわたって３ｎｍよりも少ない。像側視野曲率は３５ｎｍである。投影対物系１５００は、ミラー１５４０と１５５０の間に中間像を設ける。図１６Ｂを参照すると、主光線は、像視野において約０．００１ｒａｄ（０．０６°）以内で像平面１０２に対して直角である。
【０１４３】
対物面１０３から像平面１０２までの放射光経路の順のミラーの屈折力は、以下の通りである。ミラー１５１０は正の屈折力を有する。ミラー１５２０は負の屈折力を有する。ミラー１５３０は正の屈折力を有する。ミラー１５４０は正の屈折力を有する。ミラー１５５０は負の屈折力を有する。ミラー１５６０は正の屈折力を有する。
Ｍx×Ｍyで与えられる各ミラーの受光域の寸法は、ミラー１５１０において２５３ｍｍ×１６２ｍｍ、ミラー１５２０において１０５ｍｍ×６６ｍｍ、ミラー１５３０において２２７ｍｍ×３０１ｍｍ、ミラー１５４０において１８２ｍｍ×２２０ｍｍ、ミラー１５５０において１１１ｍｍ×８５ｍｍ、及びミラー１５６０において２８９ｍｍ×２７５ｍｍである。
【０１４４】
視野中心点における主光線入射角は、ミラー１５１０、１５２０、１５３０、１５４０、１５５０、及び１５６０において、それぞれ、３．９６°、１２．２１  °、７．５１°、１１．９８°、１５．８２°、及び８．０８°である。子午断面における各ミラー上の最大入射角は、ミラー１５１０、１５２０、１５３０、１５４０、１５５０、及び１５６０において、それぞれ、４．４７°、１２．８１°、８．５５°、１６．９１°、２７．６８°、及び９．９６°である。ミラー１５１０、１５２０、１５３０、１５４０、１５５０、及び１５６０におけるΔθは、それぞれ、１．１０°、３．６１°、４．１９°、１２．１２°、２７．１７°、及び４．７９°である。
【０１４５】
ミラー１５１０、１５２０、１５４０、１５５０、及び１５６０は、５ｍｍよりも大きく、２５ｍｍよりも小さいフリーボードを有する。ミラー１５３０は、主光線角度の正の拡大を有し、一方、ミラー１５１０、１５２０、１５４０、及び１５５０は、主光線角度の負の拡大を有する。
投影対物系１５００の像側自由作業距離は４５ｍｍである。物体側自由作業距離は２６０ｍｍである。
投影対物系１５００では、ｄop-1／ｄop-2は３．０５である。更に、隣接ミラー対１５２０と１５３０、１５３０と１５４０、及び１５４０と１５５０は、投影対物系のトラック長の５０％を超えて分離される。また、ミラー１５１０と対物面１０３の間の距離は、投影対物系のトラック長の５０％よりも大きい。
【０１４６】
投影対物系１５００に関するデータを下記の表７Ａ及び表７Ｂに示している。表７Ａは、光学データを示しており、一方、表７Ｂは、ミラー表面の各々における非球面定数を示している。表７Ａ及び表７Ｂのためのミラー名称を次のように関連付ける。ミラー１（Ｍ１）は、ミラー１５１０に対応する。ミラー２（Ｍ２）は、ミラー１５２０に対応する。ミラー３（Ｍ３）は、ミラー１５３０に対応する。ミラー４（Ｍ４）は、ミラー１５４０に対応する。ミラー５（Ｍ５）は、ミラー１５５０に対応する。ミラー６（Ｍ６）は、ミラー１５６０に対応する。
【０１４７】
（表７Ａ）
0005479889.tif 000023
【０１４８】
（表７Ｂ）
0005479889.tif 000024
【０１４９】
（表７Ｂ続き）
0005479889.tif 000025
【０１５０】
図１７は、全てを自由形状表面で設計した６個のミラーを有する本発明の別の実施形態を示している。図示のものは、対物面３０００、像平面３００２、第１のミラーＭ１、第２のミラーＭ２、第３のミラーＭ３、第４のミラーＭ４、第５のミラーＭ５、及び第６のミラーＭ６である。この投影対物系は、０．４０の像側開口数を有する。視野の形状は、幅２６ｍｍ、高さ２ｍｍの矩形である。作動波長は１３．５ｎｍである。ミラーの屈折力シーケンスは、ＰＮＰＮＮＰである。この光学システムは、ミラーＭ４とＭ５の間に１つの中間像を有する。対物面３０００は、入射瞳とミラーの間に位置決めされ、この投影対物系の入射瞳は、対物面３０００から１０００ｍｍのところに定位される。瞳面は、ミラーＭ２とミラーＭ３の間に位置決めされる。トラック長は１７３６ｍｍである。物体−像シフトは６５ｍｍである。光路長は４８２７ｍｍである。
【０１５１】
この投影対物系の性能には、０．０３７λの像側Ｗrmsが含まれる。歪曲収差は１２ｎｍよりも小さい。像側視野曲率は２５ｎｍである。
物体における視野中心点の主光線角度は７°である。対物面３０００における主光線角度の最大変異は０．８２である。
Ｍx×Ｍyで与えられる各ミラーの受光域の寸法は、ミラーＭ１において３２３ｍｍ×２１５ｍｍ、ミラーＭ２において１３１ｍｍ×１０２ｍｍ、ミラーＭ３において２６７ｍｍ×１８３ｍｍ、ミラーＭ４において７０ｍｍ×５２ｍｍ、ミラーＭ５において１２４ｍｍ×１０９ｍｍ、ミラーＭ６において４４７ｍｍ×４３３ｍｍである。
【０１５２】
ミラーＭ１からＭ６において、視野中心点における主光線入射角は、４．０６°、１１．３４°、１２．２０°、３１．６０°、１２．２７°及び７．６４°である。ミラーＭ１からＭ６において、子午断面内の最大入射角は、４．９６°、１２．３８°、１６．５４°、４１．２４°、２９．４２°及び９．２５°である。ミラーＭ１からＭ６における子午断面内の入射角の域幅は、１．０８°、２．７１°、９．８３°、２２．７２°、２９．１３°及び４．２８°である。ミラーＭ２及びＭ４は、５ｍｍよりも大きく、２５ｍｍよりも小さいフリーボードを有する。ミラーＭ３は、主光線角度の正の拡大を有し、一方、ミラーＭｌ、Ｍ２、Ｍ４、及びＭ５は、主光線角度の負の拡大を有する。
この投影対物系の像側自由作業距離は４５ｍｍである。物体側自由作業距離は４００ｍｍである。
この投影対物系では、ｄop-1／ｄop-2は２．６７である。更に、レチクルとミラーＭ１、並びにミラーＭ２とＭ３は、投影対物系のトラック長の５０％を超えて分離される。
【０１５３】
図１７の投影対物系に関するデータを下記の表８Ａ及び表８Ｂに示している。表８Ａは、光学データを示しており、一方、表８Ｂは、ミラー表面の各々における非球面定数を示している。
【０１５４】
（表８Ａ）
0005479889.tif 000026
【０１５５】
（表８Ｂ）
0005479889.tif 000027
【０１５６】
（表８Ｂ続き）
0005479889.tif 000028
【０１５７】
0005479889.tif 000029
【０１５８】
図１７の投影対物系は、主にミラーＭ４の形状において、図３、１０、１１、１２、１３、及び１４の実施形態とは異なる。上述のこれらの実施形態とは対照的に、図１７の実施形態のミラーＭ４は凸面である。
図１８は、全てを自由形状表面で設計した６個のミラーを有する本発明の別の実施形態を示している。図示のものは、対物面３０００、像平面３００２、第１のミラーＭ１、第２のミラーＭ２、第３のミラーＭ３、第４のミラーＭ４、第５のミラーＭ５、及び第６のミラーＭ６である。この投影対物系は、０．３５の像側開口数を有する。視野の形状は、幅２６ｍｍ、高さ２ｍｍの矩形である。作動波長は１３．５ｎｍである。ミラーの屈折力シーケンスは、ＰＰＮＰＮＰである。この光学システムは、ミラーＭ４とＭ５の間に１つの中間像を有する。この投影対物系の入射瞳は、対物面３０００の像平面側の距離１７４９ｍｍのところに定位される。開口絞りは、ミラーＭ２上に位置決めされる。トラック長は１７００ｍｍである。物体−像シフトは４１ｎｍである。光路長は４１５６ｍｍである。
【０１５９】
この投影対物系の性能には、０．０２０λの像側Ｗrmsが含まれる。歪曲収差は１．１ｎｍよりも小さい。像側視野曲率は１７ｎｍである。
物体における視野中心点の主光線角度は６°である。対物面３０００における主光線角度の最大変異は０．５８である。
Ｍx×Ｍyで与えられる各ミラーの受光域の寸法は、ミラーＭ１において１６９ｍｍ×１４８ｍｍ、ミラーＭ２において１５９ｍｍ×１３６ｍｍ、ミラーＭ３において１２０ｍｍ×６１ｍｍ、ミラーＭ４において２６５ｍｍ×１１８ｍｍ、ミラーＭ５において１０１ｍｍ×７７ｍｍ、ミラーＭ６において３４５ｍｍ×３２９ｍｍである。
【０１６０】
ミラーＭ１からＭ６において、視野中心点における主光線入射角は、８．１１°、９．４９°、２１．０３°、８．０１°、１３．６７°、５．０３°である。ミラーＭ１からＭ６において、子午断面内の最大入射角は、１０．３１°、１２．０６°、２１．５６°、８．４５°、２４．５９°、６．３６°である。ミラーＭ１からＭ６における子午断面内の入射角の域幅は、４．５６°、５．３４°、１．８５°、１．２３°、２２．９８°、３．１６°である。ミラーＭ４は、主光線角度の正の拡大を有し、一方、ミラーＭｌ、Ｍ２、Ｍ３及びＭ５は、主光線角度の負の拡大を有する。
この投影対物系の像側自由作業距離は４５ｍｍである。物体側自由作業距離は４４１ｍｍである。
この投影対物系では、ｄop-1／ｄop-2は１．８９である。更に、ミラーＭ４とＭ５は、投影対物系のトラック長の５０％を超えて分離される。
【０１６１】
図１８の投影対物系に関するデータを下記の表９Ａ及び表９Ｂに示している。表９Ａは、光学データを示しており、一方、表９Ｂは、ミラー表面の各々における非球面定数を示している。
【０１６２】
（表９Ａ）
0005479889.tif 000030
【０１６３】
（表９Ｂ）
0005479889.tif 000031
【０１６４】
（表９Ｂ続き）
0005479889.tif 000032
【０１６５】
0005479889.tif 000033
【０１６６】
図１８の投影対物系は、対物面３０００から始まるが互いに集束する主光線を有する。
他の実施形態は、特許請求の範囲に説明している。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】マイクロリソグラフィ装置の実施形態の概略図である。
【図２Ａ】図１に示すマイクロリソグラフィ装置の一部分を示す概略図である。
【図２Ｂ】回転非対称表面及び対応する回転対称基準表面の断面図である。
【図３】子午断面において示す投影対物系の実施形態の断面図である。
【図４】子午断面において示す投影対物系からのミラーの一部分の断面図である。
【図５Ａ】主光線角度の正の拡大を有するミラーにおける光線経路の概略図である。
【図５Ｂ】主光線角度の負の拡大を有するミラーにおける光線経路の概略図である。
【図６Ａ】ミラーの受光域の図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示すミラーの断面図である。
【図７Ａ】リングセグメント視野の実施形態の平面図である。
【図７Ｂ】１対のウェーハダイ部位に対するリングセグメント視野の平面図である。
【図７Ｃ】１対のウェーハダイ部位に対する矩形視野の平面図である。
【図８】図１に示すマイクロリソグラフィ装置の実施形態の投影対物系の概略図である。
【図９】子午断面において示す投影対物系の一部分の断面図である。
【図１０】子午断面において示す投影対物系の断面図である。
【図１１】子午断面において示す投影対物系の断面図である。
【図１２】子午断面において示す投影対物系の断面図である。
【図１３】子午断面において示す投影対物系の断面図である。
【図１４】図１３に示す投影対物系を含む光学システムの断面図である。
【図１５】子午断面において示す投影対物系の断面図である。
【図１６Ａ】図１５に示す投影対物系における像視野内の位置の関数として計算した歪曲収差を示すｘ−ｙベクトルプロット図である。
【図１６Ｂ】図１５に示す投影対物系における像視野内の位置の関数として計算した主光線角度を示すｘ−ｙベクトルプロット図である。
【図１７】子午断面において示す投影対物系の断面図である。
【図１８】子午断面において示す投影対物系の断面図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１０２  像平面
１０３  対物面
３００  反射マイクロリソグラフィ投影光学システム
３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０  反射光学要素
ＯＩＳ  物体−像シフト
【図１】
0005479889.tif 000036
【図２Ａ】
0005479889.tif 000037
【図２Ｂ】
0005479889.tif 000038
【図３】
0005479889.tif 000039
【図４】
0005479889.tif 000040
【図５Ａ】
0005479889.tif 000041
【図５Ｂ】
0005479889.tif 000042
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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