(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ用投影対物レンズであって、物体平面（Ｏ）と像平面（Ｂ）との間に光学素子の光学的構成（３２）を備え、
前記構成（３２）は、収差を補正するための、平面板である２つの補正素子（Ｋ1，Ｋ2）をさらに有し、
光伝搬方向において見ると、光学素子の前記構成（３２）は、
前記物体平面（Ｏ）を第１瞳孔平面（Ｐ1）を経て第１中間像平面（Ｚ1）内に結像する第１サブアセンブリ（Ｇ1）と、
前記第１中間像平面（Ｚ1）を第２瞳孔平面（Ｐ2）を経て第２中間像平面（Ｚ2）内に結像する第２サブアセンブリ（Ｇ2）と、
前記第２中間像平面（Ｚ2）を第３瞳孔平面（Ｐ3）を経て前記像平面（Ｂ）内に結像する第３サブアセンブリ（Ｇ3）とを備え、
前記第１補正素子（Ｋ1）は、光学的に少なくとも前記第１瞳孔平面（Ｐ1）の近傍に配置され、かつ前記第２補正素子（Ｋ2）は、前記第１瞳孔平面（Ｐ1）と前記第１中間像平面（Ｚ1）との間に配置され、かつ前記第１瞳孔平面（Ｐ1）にも前記第１中間像平面（Ｚ1）にも光学的に近くなく、
ここで、瞳孔平面の近傍とは、該位置での、最大絶対値の視野高さを持つ物体平面の視野点から発され、瞳面で高さをゼロとする主光線の高さと、物体平面の視野の中心から発する最大口径のビームの光線である周辺光線の高さとの比の絶対値が、１／ｎ未満であり、ｎ＝５であることを意味し、
瞳孔平面にも像平面にも光学的に近くなく、とは、該位置での前記主光線の高さと前記周辺光線の高さとの比の絶対値が、１／ｍより大きいが、ｐ／１０未満であり、ｍ＝５およびｐ＝１７であるように選択されることを意味する、
投影対物レンズ。
【請求項２】
リソグラフィ用投影対物レンズであって、物体平面（Ｏ）と像平面（Ｂ）との間に光学素子の光学的構成（４２）を備え、
前記構成（４２）は、収差を補正するための、平面板である２つの補正素子（Ｋ1，Ｋ2）をさらに有し、
光伝搬方向において見ると、光学素子の前記構成（４２）は、
前記物体平面（Ｏ）を第１瞳孔平面（Ｐ1）を経て第１中間像平面（Ｚ1）内に結像する第１サブアセンブリ（Ｇ1）と、
前記第１中間像平面（Ｚ1）を第２瞳孔平面（Ｐ2）を経て第２中間像平面（Ｚ2）内に結像する第２サブアセンブリ（Ｇ2）と、
前記第２中間像平面（Ｚ2）を第３瞳孔平面（Ｐ3）を経て前記像平面内に結像する第３サブアセンブリ（Ｇ3）とを備え、
前記第１補正素子（Ｋ1）は、光学的に少なくとも前記第１瞳孔平面（Ｐ1）の近傍に配置され、かつ前記第２補正素子（Ｋ2）は、前記物体平面（Ｏ）と前記第１瞳孔平面（Ｐ1）との間に配置され、かつ前記物体平面（Ｏ）にも前記第１瞳孔平面（Ｐ1）にも光学的に近くなく、
ここで、瞳孔平面の近傍とは、該位置での、最大絶対値の視野高さを持つ物体平面の視野点から発され、瞳面で高さを０とする主光線の高さと、物体平面の視野の中心から発する最大口径のビームの光線である周辺光線の高さとの比の絶対値が、１／ｎ未満であり、ｎ＝５であることを意味し、
瞳孔平面にも像平面にも光学的に近くなく、とは、該位置での前記主光線の高さと前記周辺光線の高さとの比の絶対値が、１／ｍより大きいが、ｐ／１０未満であり、ｍ＝５およびｐ＝１７であるように選択されることを意味する、
投影対物レンズ。
【請求項３】
第３補正素子（Ｋ3）が、光学的に少なくとも前記第３瞳孔平面（Ｐ3）の近傍に配置される、請求項２に記載の投影対物レンズ。
【請求項４】
リソグラフィ用投影対物レンズであって、物体平面（Ｏ）と像平面（Ｂ）との間に光学素子の光学的構成（４２）を備え、
前記構成（４２）は、収差を補正するための平面板である２つの補正素子（Ｋ1，Ｋ2）をさらに有し、
光伝搬方向において見ると、光学素子の前記構成（４２）は、
前記物体平面（Ｏ）を第１瞳孔平面（Ｐ1）を経て第１中間像平面（Ｚ1）内に結像する第１サブアセンブリ（Ｇ1）と、
前記第１中間像平面（Ｚ1）を第２瞳孔平面（Ｐ2）を経て第２中間像平面（Ｚ2）内に結像する第２サブアセンブリ（Ｇ2）と、
前記第２中間像平面（Ｚ2）を第３瞳孔平面（Ｐ3）を経て前記像平面（Ｂ）内に結像する第３サブアセンブリ（Ｇ3）とを備え、
前記第１補正素子（Ｋ1）は、光学的に少なくとも前記第３瞳孔平面（Ｐ3）の近傍に配置され、かつ前記第２補正素子（Ｋ2）は、前記物体平面（Ｏ）と前記第１瞳孔平面（Ｐ1）との間に配置され、かつ前記物体平面（Ｏ）にも前記第１瞳孔平面（Ｐ1）にも光学的に近くなく、
ここで、瞳孔平面の近傍とは、該位置での、最大絶対値の視野高さを持つ物体平面の視野点から発され、瞳面で高さをゼロとする主光線の高さと、物体平面の視野の中心から発する最大口径のビームの光線である周辺光線の高さとの比の絶対値が、１／ｎ未満であり、ｎ＝５であることを意味し、
瞳孔平面にも像平面にも光学的に近くなく、とは、該位置での前記主光線の高さと前記周辺光線の高さとの比の絶対値が、１／ｍより大きいが、ｐ／１０未満であり、ｍ＝５およびｐ＝１７であるように選択されることを意味する、
投影対物レンズ。
【請求項５】
リソグラフィ用投影対物レンズであって、物体平面（Ｏ）と像平面（Ｂ）との間に光学素子の光学的構成（５２）を備え、
前記構成（５２）は、収差を補正するための、平行平面板である２つの補正素子（Ｋ1，Ｋ2）をさらに有し、
光伝搬方向において見ると、光学素子の前記構成（５２）は、
前記物体平面（Ｏ）を第１瞳孔平面（Ｐ1）を経て前記中間像平面（Ｚ）内に結像する第１サブアセンブリ（Ｇ1）と、
前記中間像平面（Ｚ）を前記像平面（Ｂ）内に結像する第２サブアセンブリ（Ｇ2）とを備え、
前記第１補正素子（Ｋ1）は、光学的に少なくとも第２瞳孔平面（Ｐ2）の近傍に配置され、かつ前記第２補正素子（Ｋ2）は、前記物体平面（Ｏ）と前記第１瞳孔平面（Ｐ1）との間に配置され、かつ前記物体平面（Ｏ）にも前記第１瞳孔平面（Ｐ1）にも光学的に近くなく、
ここで、瞳孔平面の近傍とは、該位置での、最大絶対値の視野高さを持つ物体平面の視野点から発され、瞳面で高さをゼロとする主光線の高さと、物体平面の視野の中心から発する最大口径のビームの光線である周辺光線の高さとの比の絶対値が、１／ｎ未満であり、ｎ＝５であることを意味し、
瞳孔平面にも像平面にも光学的に近くなく、とは、該位置での前記主光線の高さと前記周辺光線の高さとの比の絶対値が、１／ｍより大きいが、ｐ／１０未満であり、ｍ＝５およびｐ＝１７であるように選択されることを意味する、
投影対物レンズ。
【請求項６】
前記第１補正素子（Ｋ1）の位置は、該位置での主光線の高さと周辺光線の高さとの比の絶対値が、１／ｎ未満であり、ｎ＝１０であるように選択される、請求項１ないし５のいずれかに記載の投影対物レンズ。
【請求項７】
前記補正素子の少なくとも１つを、前記投影対物レンズの動作中に交換することができる、請求項１ないし６のいずれかに記載の投影対物レンズ。
【請求項８】
前記補正素子の少なくとも１つは、非球面を有する、請求項１ないし７のいずれかに記載の投影対物レンズ。
【請求項９】
前記補正素子の少なくとも１つを、能動変形することができる、請求項１ないし８のいずれかに記載の投影対物レンズ。
【請求項１０】
前記補正素子の少なくとも１つを、熱操作することができる、請求項１ないし９のいずれかに記載の投影対物レンズ。
【請求項１１】
前記補正素子の少なくとも１つを、位置調整することができる、請求項１ないし１０のいずれかに記載の投影対物レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ用投影対物レンズに関する。
上記の種類の投影対物レンズは、リソグラフィ、特に半導体のマイクロリソグラフィ製造の分野で用いられ、その際、レティクルとも呼ばれる構造が設けられる対象物は、ウエハと呼ばれる基板上に投影対物レンズを用いて結像される。この構造が設けられる対象物は、投影対物レンズの物体平面に配置され、かつ基板（ウエハ）は、投影対物レンズの像平面に配置される。基板には、感光層が設けられ、それが露光されると、投影対物レンズを通る光によって、対象物の構造が感光層上に転写される。所望の構造は、感光層の現像の後、基板上に生じ、露光動作は、状況によっては多数回繰り返される。
【０００２】
投影対物レンズのさまざまな設計は、公知であり、かつ３種類に分けられる。第１種はジオプトリック（dioptric:光屈折）設計に関し、それの場合、投影対物レンズは屈折素子のみ有する。そのようなジオプトリック投影対物レンズは、下記特許文献１に開示されている。
投影対物レンズの第２種は、反射素子からのみ構成されるカトプトリック（catoptric:光反射）投影対物レンズによって形成される。
【０００３】
投影対物レンズの第３種は、その光学素子の光学的構成が、屈折素子および反射素子の両方を有するカタジオプトリック（catadioptric:反射屈折）投影対物レンズである。そのようなカタジオプトリック投影対物レンズは、例えば、下記特許文献２に記載されている。
投影対物レンズの、上に挙げた３種類のうちのどれに該当するかにかかわらず、本発明は、特に、物体平面と像平面との間に少なくとも１つの中間像平面を有する投影対物レンズに関する。結像され、かつ物体平面に配置される対象物の中間像は、中間像平面に作成される。
【背景技術】
【０００４】
一般に、投影対物レンズの結像品質には高い要求が突きつけられる。これらの要求は、投影対物レンズによって結像されるべき構造が小さいほど高い。したがって、投影対物レンズは、収差をできるだけ免れていなければならない。
投影対物レンズが製造に起因して有することがある固有の収差に加えて、収差は、主として投影対物レンズの動作中に生じることがあり、かつ投影対物レンズを通過する結像光が原因で主に光学素子の変更によって生じる。投影対物レンズの光学素子の加熱によって、例えば、光学素子の形状および／または材料特性（屈折率等）が変わるという事実により、短期の可逆的収差がもたらされる。または光学素子の寿命効果は、永久的な光学作用が、光学素子、例えば、それらの材料密度、すなわちそれらの光学特性（小型化、薄型化）を不可逆的に変更するという事実により生じることがある。
【０００５】
光学素子の変更に基づいて生じ、かつその結像特性を可逆的にまたは不可逆的に損なう収差を、投影対物レンズにおける少なくとも１つの光学素子を交換することによって、少なくとも部分的に補正することができることが一般に公知である。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００４／０９７９１１号パンフレット
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００４／０１９１２８号パンフレット
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０２５６４４７号明細書
【特許文献４】国際公開ＷＯ２００６／００５５４７号パンフレット
【特許文献５】米国特許出願公開第２００６／００５６０６４号明細書
【特許文献６】国際公開ＷＯ２００６／１２１００８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
固有の収差および動作中に生じる収差はどちらも、投影対物レンズの像平面のさまざまな視野プロファイルをとることができる。この場合、視野一定収差と視野依存性（非視野一定）収差とを区別することができる。本明細書での目的は、設計対策の助けをできるだけ借りないで、投影対物レンズの動作中に、視野一定収差および視野依存性収差のどちらをも処理することができるということである。
【０００７】
そのような投影対物レンズの収差を補正するために対策がとられるべきである場合、これらの対策は、投影対物レンズの本来の設計にできるだけ介入しないようにすべきであり、またはわずかにのみ介入すべきである。
本発明の目的は、収差を補正する対策として、設計が簡単で視野一定プロファイルおよび視野依存性プロファイルのどちらを用いても可能である投影対物レンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、前記目的は、物体平面と像平面との間に光学素子の光学的構成を備える、リソグラフィ投影露光機の投影対物レンズによって達成され、前記構成は、少なくとも１つの中間像平面を有し、前記構成は、収差を補正するための少なくとも２つの補正素子をさらに有し、そのうち第１補正素子は、光学的に少なくとも瞳孔平面の近傍に配置され、かつ第２補正素子は、瞳孔平面にも視野平面にも光学的に近くない領域に配置される。
【０００９】
本発明による投影対物レンズの場合には、その光学素子の光学的構成が物体平面と像平面との間に少なくとも１つの中間像平面を有するが、投影対物レンズの特定の位置に本発明に従って配置される、収差を補正するための少なくとも２つの、好ましくは正確に２つまたは３つの補正素子が、収差を補正する対策として提供される。第１補正素子は、この場合、光学的に少なくとも瞳孔平面の近傍に配置される。これに関連して、第１補正素子を、投影対物レンズの瞳孔平面に正確に配置することもできるということも理解されたい。瞳孔平面の光学素子の投影対物レンズの像平面での光学作用は、ほぼ視野一定プロファイルを示すため、第１補正素子を、視野一定プロファイルを持つ収差を補正するのに用いることができる。
【００１０】
それに対し、第２補正素子は、中間領域、すなわち瞳孔平面にも視野平面にも光学的に近くない領域に配置される。瞳孔と視野との間のそのような中間領域に配置される光学素子は、視野一定成分および視野依存成分のどちらをも有する光学作用を像平面の像のプロファイル上に示す。したがって、第２補正素子を、少なくとも視野依存的でもあるプロファイルを有する収差を処理するのに用いることができる。
【００１１】
少なくとも１つの中間像平面と比べて、視野平面は、本明細書では物体平面および像平面としても理解されるべきである。したがって、本発明による投影対物レンズは、少なくとも３つの視野平面を有する。
「光学的に近い」という用語は、第１または第２補正素子の位置が、瞳孔平面または視野平面に対する空間位置の問題ではなくて、該位置の光学作用のことを意味していると理解されたい。したがって、「光学的に近い」位置は、該位置の瞳孔平面または視野平面からの空間距離によって画定されず、要点は、むしろ、該位置に配置される光学素子によって、瞳孔平面内への結像に及ぼされる光学作用である。
【００１２】
好ましい改良形態では、第１補正素子の位置は、該位置での主光線の高さと周辺光線の高さとの比の絶対値が１／ｎ未満であり、ｎ＝５、ｎ＝１０、またはｎ＝２０であるように選択される。
主光線の高さは、最大絶対値の視野高さを持つ物体平面の視野点の主光線の光線高さとして理解される。周辺光線高さは、物体平面の視野の中心から発する最大口径のビームの光線高さとして理解される。投影対物レンズのビーム経路における特定の位置での主光線の高さと周辺光線の高さとの比は、該位置が、瞳孔平面の近傍に光学的に配置されるか、視野平面の近傍に光学的に配置されるかを判定するために用いることができる基準である。この比は、直接に瞳孔平面ではゼロであり、かつ視野平面では１よりはるかに大きく、少なくとも１０より大きい。本発明による補正対策が提供される投影対物レンズの本来の設計により、第１補正素子を瞳孔平面に直接配置することができない範囲内で、本改良形態の場合には、主光線の高さと周辺光線の高さとの比が１／５未満である位置を探す。
【００１３】
さらなる好ましい改良形態では、第２補正素子の位置は、該位置での主光線の高さと周辺光線の高さとの比の絶対値が、１／ｍより大きいが、ｐ／１０未満であり、ｍ＝２０、またはｍ＝１０、またはｍ＝５、およびＰ＝５５、またはｐ＝３５、またはｐ＝２５、またはｐ＝２０、またはｐ＝１７であるように選択される。
第２補正素子の位置のそのような選択は、好都合なことには、第２補正素子が、瞳孔平面に対しても視野平面に対しても光学的に近くに配置されないことを保証する。
【００１４】
投影対物レンズの好ましい改良形態では、光伝搬方向において見ると、光学素子の構成が、光学平面を第１瞳孔平面を経て中間像平面内に結像する第１サブアセンブリと、中間像平面を第２瞳孔平面を経て像平面内に結像する第２サブアセンブリとを備える場合には、第１補正素子は、第２瞳孔平面の光学的に少なくとも近傍に配置され、かつ第２補正素子は、中間像平面の下流かつ第２瞳孔平面の上流に配置され、かつ中間像平面にも第２瞳孔平面にも光学的に近くない。
【００１５】
さらなる好ましい改良形態では、光伝搬方向において見ると、光学素子の構成が、光学平面を第１瞳孔平面を経て中間像平面内に結像する第１サブアセンブリと、中間像平面を第２瞳孔平面を経て像平面内に結像する第２サブアセンブリとを備える場合には、第１補正素子は、第２瞳孔平面の光学的に少なくとも近傍に配置され、かつ第２補正素子は、第１瞳孔平面の上流に配置されかつ物体平面にも第１瞳孔平面にも光学的に近くない。
【００１６】
投影対物レンズのまたさらなる好ましい改良形態では、光伝搬方向において見ると、光学素子の構成が、物体平面を第１瞳孔平面を経て第１中間像平面内に結像する第１サブアセンブリと、第１中間像平面を第２瞳孔平面を経て第２中間像平面内に結像する第２サブアセンブリと、第２中間像平面を第３瞳孔平面を経て像平面内に結像する第３サブアセンブリとを備える場合には、第１補正素子は、第１瞳孔平面の光学的に少なくとも近傍に配置され、かつ第２補正素子は、第１瞳孔平面と第１中間像平面との間に配置され、かつ第１物体平面にも第１中間像平面にも光学的に近くない。
【００１７】
投影対物レンズのまたさらなる好ましい改良形態では、光伝搬方向において見ると、光学素子の構成が、物体平面を第１瞳孔平面を経て第１中間像平面内に結像する第１サブアセンブリと、第１中間像平面を第２瞳孔平面を経て第２中間像平面内に結像する第２サブアセンブリと、第２中間像平面を第３瞳孔平面を経て像平面内に結像する第３サブアセンブリとを備える場合には、第１補正素子は、第１瞳孔平面の光学的に少なくとも近傍に配置され、かつ第２補正素子は、物体平面と第１瞳孔平面との間に配置され、かつ物体平面にも第１瞳孔平面にも光学的に近くない。
【００１８】
投影対物レンズの前述した改良形態に関連して、第３補正素子を、第３瞳孔平面の光学的に少なくとも近傍に配置することがさらに可能である。
投影対物レンズのさらなる好ましい改良形態では、光伝搬方向において見ると、光学素子の構成が、物体平面を第１瞳孔平面を経て第１中間像平面内に結像する第１サブアセンブリと、第１中間像平面を第２瞳孔平面を経て第２中間像平面内に結像する第２サブアセンブリと、第２中間像平面を第３瞳孔平面を経て像平面内に結像する第３サブアセンブリとを備える場合には、第１補正素子は、第３瞳孔平面の光学的に少なくとも近傍に配置され、かつ第２補正素子は、物体平面と第１瞳孔平面との間に配置され、かつ物体平面にも第１瞳孔平面にも光学的に近くない。
【００１９】
投影対物レンズのまたさらなる改良形態では、光伝搬方向において見ると、光学素子の構成が、物体平面を第１瞳孔平面を経て中間像平面内に結像する第１サブアセンブリと、中間像平面を像平面内に結像する第２サブアセンブリとを備える場合には、第１補正素子は、第２瞳孔平面の光学的に少なくとも近傍に配置され、かつ第２補正素子は、物体平面と第１瞳孔平面との間に配置され、かつ物体平面にも第１瞳孔平面にも光学的に近くない。
【００２０】
すでに前述したように、構成が、正確に２つの補正素子または３つの補正素子を備える場合特に好ましい。
本明細書での利点は、補正対策費全体を低く保つことができ、しかも視野一定収差または視野依存収差を補正することに関連して高い補正潜在力があるという事実にある。
さらに好ましい改良形態では、補正素子の少なくとも１つを、投影対物レンズの動作中に交換することができる。
【００２１】
特に、生じる収差によっては例えばクイックチェンジャを介してすばやく互いに交換することができる複数の第１補正素子および複数の第２補正素子を準備のできた状態にしておくと、投影対物レンズの動作中に、動作中に生じる収差にすばやく反応することが可能であるのは、本明細書では有利である。
さらなる好ましい改良形態によれば、補正素子の少なくとも１つは、平面板である。補正素子がどちらも平面板であるのが好ましい。
【００２２】
さらなる好ましい改良形態によれば、補正素子の少なくとも１つは、非球面を有し、補正素子がどちらも非球面を有するのが可能である。
補正素子の少なくとも１つを、好ましくは能動変形することができ、この場合、１つ以上の収差は、投影対物レンズの動作中に補正素子を変形することによって補正される。
またさらなる好ましい改良形態では、補正素子の少なくとも１つを、熱操作することができる。
【００２３】
これによって理解すべきことは、熱操作可能な補正素子は、それを介して補正素子を加熱または冷却することができる熱源／ヒートシンクに、その際補正素子の光学作用を設定して１つ以上の収差を補償するために接続されるということである。
さらなる好ましい改良形態では、補正素子の少なくとも１つを、位置調整することができる。
【００２４】
補正潜在力にとって必要とされることによっては、位置調整を、変位または回転および／または傾斜に制限することができ、または該位置調整は、移行および回転および／または傾斜のすべての可能な自由度を備えることができる。
さらなる利点および特徴は、以下の説明および添付の図面から明らかとなろう。
上述の特徴、および以下でなお説明すべき特徴を、本発明の範囲から逸脱することなく、それぞれ特定の組合せでのみならず、他の組合せまたは単独で用いることができるのは言うまでもない。
【００２５】
本発明の例示的な実施形態を、図面において示し、かつ該図面を参照して以下でより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１に示されるのは、全体に参照番号１０が付けられ、かつ部品のリソグラフィ製造のために用いられる投影対物レンズである。
投影対物レンズ１０は、物体平面Ｏと像平面Ｂとの間に複数の光学素子の光学的構成１２を備える。光学的構成１２は、中間像平面Ｚをさらに有する。
物体平面Ｏから像平面Ｂへの光伝搬方向において見ると、投影対物レンズ１０の光学的構成１２を、二つのサブアセンブリ、具体的には第１サブアセンブリＧ１および第２サブアセンブリＧ２に分割することができる。
【００２７】
第１サブアセンブリＧ１は物体平面Ｏまたはそこに配置される対象物を、第１瞳孔平面Ｐ１を経て中間像平面Ｚ内に結像する。第１サブアセンブリは、カタジオプトリックである。それは３つのレンズおよび２つの鏡Ｍ１およびＭ２を有する。瞳孔平面Ｐ１は、ほぼ鏡Ｍ１の位置に配置される。
第２サブアセンブリＧ２はジオプトリック（屈折）であり、かつ中間像Ｚを第２瞳孔平面Ｐ２を経て像平面Ｂ内に結像する。第２サブアセンブリは、複数のレンズを有する。
【００２８】
中間像平面Ｚを有する投影対物レンズ１０は、対応して３つの視野平面、具体的には物体平面Oによって形成される視野平面Ｆ１、中間像平面Ｚによって形成される像平面Ｆ２，および像平面Ｂによって形成される像平面Ｆ３を有する。
配置１２は、収差を補正するための２つの補正素子Ｋ１およびＫ２を備える。
第１補正素子Ｋ１は、光学的に第２瞳孔平面Ｐ２の近くに配置される。この場合、第１補正素子Ｋ１は、事実上瞳孔平面Ｐ２に配置される。主光線の高さと周辺光線の高さとの比は、補正素子Ｋ１の位置ではほとんどゼロである。
【００２９】
光伝搬方向において見ると、第２補正素子Ｋ２は、中間像平面Ｚの下流かつ第２瞳孔平面Ｐ２の上流に配置され、かつこれら２つの平面のどちらにも光学的に近くない。補正素子Ｋ２の位置での主光線の高さと周辺光線の高さとの比は、一方ではゼロと明らかに異なるが、他方では１より実質的に大きくない。
投影対物レンズ１０の光学データを、表１に要約する。さらに、補正素子のない投影対物レンズの基本設計は、上記特許文献３に記載されており、さらなる詳細のために参照する。
【００３０】
全体を参照番号２０で示す投影対物レンズを、図２に示す。
投影対物レンズ２０は、複数の光学素子が物体平面Ｏと像平面Ｂとの間にある光学的構成２２を有する。投影対物レンズ２０は、中間像平面Ｚを有する。
図１の例示的な実施形態の場合におけるように、構成２２を２つのサブアセンブリに分割することができる。カタジオプトリックである第１サブアセンブリＧ１は、物体平面Ｏを第１瞳孔平面Ｐ１を経て中間像平面Ｚ内に結像する。第１サブアセンブリＧ１は、２つの鏡Ｍ１およびＭ２を備える。
【００３１】
第２サブアセンブリＧ２は、中間像Ｚを第２瞳孔平面Ｐ２を経て像平面Ｂ内に結像する。第２サブアセンブリＧ２は、２つの鏡Ｍ３およびＭ４ならびに複数のレンズを有し、ひいてはカタジオプトリックである。
収差を補正するために、構成２２は、２つの補正素子、具体的には第２瞳孔平面Ｐ２の光学的に近くに、具体的には２つの隣接するレンズ間に十分な空間がある位置に配置される第１補正素子Ｋ１を有する。
【００３２】
第２補正素子Ｋ２は、物体平面Ｏと第１瞳孔平面Ｐ１との間に配置され、補正素子Ｋ２の位置は、瞳孔平面Ｐ１にも物体平面Ｏにも光学的に近くないように選択される。
補正素子Ｋ１の位置での主光線の高さと周辺光線の高さとの比がゼロに近い一方、補正素子Ｋ２の位置での該比は、ほぼ０．５と２との間である。
投影対物レンズ２０の光学データを、表２に要約する。補正素子のない投影対物レンズ２０の基本設計は、さらに、上記特許文献３に記載され、それをさらなる詳細のために参照する。
【００３３】
図３は、本発明による投影対物レンズ３０のさらなる例示的な実施形態を示す。
投影対物レンズ３０は、物体平面Ｏと像平面Ｂとの間に複数の光学素子からなる光学的構成３２を備える。光学素子は、レンズおよび鏡を備える。
投影対物レンズ３０は、合計２つの中間像平面Ｚ１およびＺ２を有する。
光学的構成３２を、全体として３つのサブアセンブリＧ１，Ｇ２およびＧ３に分けることができる。
【００３４】
第１サブアセンブリＧ１は、物体平面Ｏを第１瞳孔平面Ｐ１を経て第１中間像平面Ｚ１内に結像する。第１サブアセンブリＧ１は、ジオプトリックであり、すなわち屈折素子、本明細書ではレンズのみからなる。
第２サブアセンブリＧ２は、カトプトリックであり、すなわち鏡のみから、具体的には鏡Ｍ１およびＭ２からなる。第２サブアセンブリＧ２は、中間像平面Ｚ１を第２瞳孔平面Ｐ２を経て第２中間像平面Ｚ２内に結像する。
【００３５】
第３サブアセンブリＧ３は、またジオプトリックであり、すなわち屈折素子のみからなり、かつ中間像平面Ｚ２を像平面Ｂ内に結像する。
投影対物レンズ３０は、対応して４つの視野平面Ｆ１〜Ｆ４を有する。
構成３２は、第１補正素子Ｋ１および第２補正素子Ｋ２をさらに備える。
第１補正素子Ｋ１は、光学的に第１瞳孔平面Ｐ１の近くに配置される。第２補正素子Ｋ２は、第１瞳孔平面Ｐ１と第１中間像平面Ｚ１との間に配置されるが、第１瞳孔平面Ｐ１にも第１中間像平面Ｚ１にも光学的に近くない。このことは、補正素子Ｋ２の位置では主光線の高さと周辺光線の高さとの比が１未満であるが、それは０より明らかに大きく、約０．５であるという事実から生じる。
【００３６】
投影対物レンズ３０の光学データを、表３に要約する。補正素子のない投影対物レンズ３０は、上記特許文献４にさらに記載されており、それをさらなる詳細のために参照する。
投影対物レンズ３０の設計のために、第３瞳孔平面Ｐ３または瞳孔平面Ｐ３の周りの領域は、該領域の隣接レンズ間の空間が小さすぎるので、補正素子を配置するにはよくない。
【００３７】
図４は、物体平面Ｏと像平面Ｂとの間にレンズおよび鏡を備える、複数の光学素子からなる光学的構成４２を有する投影対物レンズ４０のさらなる例示的な実施形態を示す。
投影対物レンズ３０と同様、投影対物レンズ４０は、２つの中間像平面Ｚ１およびＺ２を有する。投影対物レンズ４０は、４つの視野平面Ｆ１〜Ｆ４も有する。
光伝搬方向において見ると、光学的構成４２を、サブアセンブリＧ１，Ｇ２およびＧ３に分けることができる。
【００３８】
第１サブアセンブリＧ１は、物体平面Ｏを第１瞳孔平面Ｐ１を経て第１中間像平面Ｚ１内に結像する。第１サブアセンブリＧ１は、カタジオプトリックでありかつ鏡Ｍ１を有する。
第２サブアセンブリＧ２は、第１中間像平面Ｚ１を、鏡Ｍ２の位置に配置される第２瞳孔平面Ｐ２を経て、第２中間像平面Ｚ２内に結像する。第２サブアセンブリＧ２は、同様にカタジオプトリックである。第３サブアセンブリＧ３は、第２中間像平面Ｚ２を第３瞳孔平面Ｐ３を経て像平面Ｂ内に結像する。第３サブアセンブリＧ３は、鏡Ｍ３および複数のレンズを有し、それゆえにカタジオプトリックである。
【００３９】
構成４２は、２つの補正素子Ｋ１およびＫ２を有する。補正素子Ｋ１は、第１瞳孔平面Ｐ１に、かつ具体的にさらに正確に示した例示的な実施形態では、２つの対向する凹レンズ表面間の第１瞳孔平面Ｐ１に配置される。
第２補正素子Ｋ２は、物体平面Ｏと第１瞳孔平面Ｐ１との間に配置されるが、物体平面Ｏにも第１瞳孔平面Ｐ１にも光学的に近くない。主光線の高さと周辺光線の高さとの比は、第２補正素子Ｋ２の位置では１に近い。
【００４０】
その設計に基づき、第３瞳孔平面Ｐ３の両側に配置される２つのレンズ間にはわずかであるが空間があるので、投影対物レンズ４０により、第１補正素子Ｋ１をほぼ第３瞳孔平面Ｐ３に配置することもできるであろう。
図４に従う投影対物レンズ４０の光学データを、表４に要約し、一方、第１補正素子Ｋ１の対応する他の位置について図５に従う投影対物レンズ４０の光学データを、表５に要約する。
【００４１】
図４および図５に従うが、補正素子がない投影対物レンズ４０は、さらに上記特許文献２に記載されており、それをさらなる詳細のために参照してもよい。
図６は、前述した投影対物レンズと区別され、全体としてジオプトリックである、すなわち屈折素子のみからなる投影対物レンズ５０のさらなる例示的な実施形態を示す。
投影対物レンズ５０は、物体平面Ｏと像平面Ｂとの間に配置されるレンズの形態の複数の光学素子からなる光学的構成５２を有する。
【００４２】
構成５２は、中間像Ｚを有し、かつ該構成を２つのサブアセンブリＧ１およびＧ２に分けることができる。
対応してジオプトリックである第１サブアセンブリＧ１は、像平面Ｏを第１瞳孔平面Ｐ１を経て中間像平面Ｚ内に結像する。同様にジオプトリックである第２サブアセンブリＧ２は、中間像平面Ｚを第２瞳孔平面Ｐ２を経て中間像平面Ｂ内に結像する。
【００４３】
構成５２は、合計２つの補正素子Ｋ１およびＫ２を有する。
第１補正素子Ｋ１は、光学的に第２瞳孔平面Ｐ２の近くに配置される。第１補正素子Ｋ１は、３つのレンズによって瞳孔平面Ｐ２から空間的に分離されているが、補正素子Ｋ１は、該補正素子Ｋ１の位置での主光線の高さと周辺光線の高さとの比が、ゼロとわずかに異なるのみであり、具体的には１／１０よりやや小さいので、瞳孔平面Ｐ２に光学的に近い。
【００４４】
第２補正素子Ｋ２は、物体平面Ｏと第１瞳孔平面Ｐ１との間に配置されるが、物体平面Ｏにも瞳孔平面Ｐ１にも光学的に近くない。主光線の高さと周辺光線の高さとの比は、補正素子Ｋ２の位置では１よりわずかに大きいのみである。
投影対物レンズ５０の光学データを、表６に要約する。補正素子のない投影対物レンズ５０は、上記特許文献５にも記載されており、それを補足的に参照する。
【００４５】
最後に、光学的構成４２’を有する投影対物レンズ４０’のまたさらなる例示的な実施形態を、図７に示す。図７に示す投影対物レンズ４０’は、図４および図５の例示的な実施形態とその基本設計が類似しており、そこで該実施形態の説明を参照してもよい。
図４および図５の例示的な実施形態と異なり、光学的構成４２’は、合計３つの補正素子Ｋ１，Ｋ２およびＫ３を有する。第１補正素子Ｋ１は、第１瞳孔平面Ｐ１に配置されるか、またはそれに少なくとも光学的に近く、かつ第２補正素子Ｋ２は、物体平面Ｏにも瞳孔平面Ｐ１にも光学的に近くない位置で、物体平面Ｏと瞳孔平面Ｐ１との間に配置される。
【００４６】
第３補正素子Ｋ３は、光学的に第３瞳孔平面Ｐ３の近くに配置される。
投影対物レンズ４０’の光学データを、表７に要約する。補正素子のない投影対物レンズ４０’の基本設計は、上記特許文献６に記載されており、それを補足的に参照する。
次のさらなる対策は、全ての前述の例示的な実施形態の場合に提供される。
第１補正素子Ｋ１および／または第２補正素子Ｋ２および／または第３補正素子Ｋ３を，投影対物レンズ１０，２０，３０，４０または５０の動作中に交換することができる。この意味での「交換可能な」という語は、補正素子Ｋ１および／またはＫ２および／またはＫ３を、好ましくはクイックチェンジ機構を介して、光経路からすばやく除去し、または光経路内にすばやく導入することができることを意味する。次に、それぞれ検出された収差を最も有効に補正することができるように他の光学特性を用いて構成される複数の交換補正素子を、第１補正素子Ｋ１および／または第２補正素子Ｋ２（および／または第３補正素子Ｋ３）に対して準備ができた状態にしておくことも可能である。
【００４７】
図１〜図７に示すように、第１補正素子Ｋ１および／または第２補正素子Ｋ２および／または第３補正素子Ｋ３は、好ましくは、平面板として設計される。したがって、補正素子Ｋ１およびＫ２および／またはＫ３は、結像光学作用がないが、単に収差を補正するのに役立つ。しかも、それらのわずかな空間要求のために、平面板をその後、既存の対物レンズ設計に、該対物レンズ設計をわずかに変化させて、特に有利に挿入することができる。
【００４８】
達成されるべき補正作用によっては、補正素子Ｋ１および／またはＫ２および／またはＫ３に所望の光学補正作用を設定するために、補正素子Ｋ１および／またはＫ２および／またはＫ３を、非球面化することができ、かつ／または該補正素子を、対応する変形マニピュレータが割り当てられる能動変形可能な素子として設計することができ、かつ／または該補正素子には、補正素子Ｋ１および／またはＫ２および／またはＫ３を加熱または冷却する熱マニピュレータを設けることもできる。さらに、特定の光学補正作用を達成するために、補正素子Ｋ１および／またはＫ２および／またはＫ３を、位置調整可能なように設計することができ、補正素子Ｋ１および／またはＫ２および／またはＫ３には、位置を調整するための適切なマニピュレータが割り当てられる。位置調整は、光伝搬方向にもしくは光伝搬方向を横切って、またはこれら２つの方向を足し合わせた方向における変位、回転、傾斜等からなることがある。
【００４９】
瞳孔平面の近傍に常に配置される第１補正素子Ｋ１は、視野一定収差を補正する目的にかない、一方視野平面と瞳孔平面との間の中間領域に常に配置される補正素子Ｋ２は、少なくとも視野依存性成分をも有する収差を補正するのに役立つ。
【００５０】
【表１−１】
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【００５１】
【表１−２】
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【００５２】
【表２−１】
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【００５３】
【表２−２】
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【００５４】
【表３−１】
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【００５５】
【表３−２】
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【００５６】
【表４−１】
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【００５７】
【表４−２】
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【００５８】
【表４−３】
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【００５９】
【表５−１】
0005600377.tif 000011
【００６０】
【表５−２】
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【００６１】
【表５−３】
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【００６２】
【表６−１】
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【００６３】
【表６−２】
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【００６４】
【表７−１】
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【００６５】
【表７−２】
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【００６６】
【表７−３】
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【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明による投影対物レンズの第１の例示的な実施形態を示す。
【図２】本発明による投影対物レンズのさらなる例示的な実施形態を示す。
【図３】本発明による投影対物レンズのまたさらなる例示的な実施形態を示す。
【図４】本発明による投影対物レンズのまたさらなる例示的な実施形態を示す。
【図５】本発明による投影対物レンズのまたさらなる例示的な実施形態を示す。
【図６】本発明による投影対物レンズのまたさらなる例示的な実施形態を示す。
【図７】本発明による投影対物レンズのまたさらなる例示的な実施形態を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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