(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトな構成及び高倍率を実現し、広帯域で補正された結像装置の結像スケールを設定するための光学ズーム装置を提供する。【解決手段】光学素子アセンブリ108は、顕微鏡対物レンズ105の出口に光学接続するための物体側のズーム入口106.1と、画像記録装置104の入口に光学接続するための像側のズーム出口106.2を含み、光学素子アセンブリ108は望遠アセンブリ109を含み、望遠アセンブリ109は、ズーム出口106.2にある負屈折力の第１光学素子群108.1とズーム入口106.1にある正屈折力の第２光学素子群108.2を含み、光学素子アセンブリ108はズーム入口106.1に配置され、かつ正屈折力の第３光学素子群108.3を含み、第３光学素子群108.3は、ズーム装置内に中間実像111を生成するよう構成される。【選択図】図４
2015111259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡対物レンズ（105）を使用して物体を画像記録装置（104）の結像平面（107.1）上に結像させるよう構成される、結像装置の結像スケールを設定するための光学ズーム装置であって、
前記光学ズーム装置は、光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）を含み、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、特に前記顕微鏡対物レンズ（105）における補正及び／又は平行化された対物レンズ出口に、光学接続するための物体側のズーム入口（106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1）と、前記画像記録装置（104）における画像記録入口に光学接続するための像側のズーム出口（106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2）を含み、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、望遠レンズの原理に従って構成された望遠アセンブリ（109; 209; 309; 409; 509; 609; 709）を含み、該望遠アセンブリ（109; 209; 309; 409; 509; 609; 709）は、負の屈折力を有する第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）と、結像スケールを設定するために前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）に割り当てられ、かつ正の屈折力を有する第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）を含み、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、前記ズーム出口（106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2）に配置され、更に、
前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）の物体側に配置されている光学ズーム装置において、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、前記ズーム入口（106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1）に配置され、かつ正の屈折力を有する第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）を含み、該第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）が、前記ズーム装置内において、中間実像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）を生成するよう構成されていることを特徴とする光学ズーム装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ズーム装置であって、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って変位可能に配置され、
この場合、前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、特に互いに対して変位可能に配置され、
及び／又は、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）は、特に光軸上で変位可能に配置されている光学ズーム装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学ズーム装置であって、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）領域に配置され、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）間において、特にほぼ一定の間隔比で配置されている光学ズーム装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光学ズーム装置であって、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、前記画像記録装置（104）に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置されるよう構成され、特に変位可能に構成され、
及び／又は、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）は、前記顕微鏡対物レンズ（105）に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置されるよう構成され、特に変位可能に配置されるよう構成されている光学ズーム装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の光学ズーム装置であって、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、特に正の屈折力を有する第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）を含み、該第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）は、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）間に配置され、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、特に、前記顕微鏡対物レンズ（105）に対してほぼ一定の間隔で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置されるよう構成され、
及び／又は、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って、特に前記第４光学素子群に対して変位可能に配置され、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、特に、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）間に配置され、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、特に前記第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）領域に配置されている光学ズーム装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光学ズーム装置であって、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、顕著で特に高次の軸上色収差を有し、更に、
第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）は、前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）に関して、少なくとも部分的な補正、特に実質的に完全な補正をするよう構成されている光学ズーム装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の光学ズーム装置であって、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）における光学素子のペッツバール和は、少なくともほぼゼロに近く、好適にはゼロに等しく、
及び／又は、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）における光学素子は、少なくとも一部が、好適には全部が、屈折性を有する光学素子として構成され、
及び／又は、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）における光学素子は、少なくとも一部が、好適には大部分が、より好適には全部が、石英ガラス（SiO2）で製造され、及び／又は、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、少なくとも一部が、好適には大部分が、より好適には全部が、蛍石（CaF2）で構成され、
及び／又は、
結像スケールを設定するときに実現可能な広がりが、3x〜10x、好適には5x〜9x、より好適には6x〜8xとされ、
及び／又は、
結像スケールを設定するときに実現可能な焦点距離範囲が、1m〜30m、好適には2m〜25m、より好適には2.5m〜20mとされ、
及び／又は、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、該光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って、特に一定の、1m〜3mの長さ、好適には1.5m〜2.5mの長さ、より好適には1.8m〜2.0mの長さを有している光学ズーム装置。
【請求項８】
顕微鏡検査用の光学結像装置であって、
顕微鏡対物レンズ（105）及び請求項１〜７の何れか一項に係る光学ズーム装置（106; 206; 306; 406; 506; 606; 706）を含む結像ユニット（102; 202; 302; 402; 502; 602; 702）と、画像記録装置（104）を備え、
前記結像ユニット（102; 202; 302; 402; 502; 602; 702）は、物体を前記画像記録装置（104）の結像平面（107）上に結像させるよう構成されている光学結像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光学結像装置であって、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、反射屈折性を有するレンズとして構成され、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、物体側において、0.8よりも大きく、好適には0.85よりも大きく、より好適には約0.9の開口数を有し、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、物体側において、0.2mmよりも大きく、好適には0.5mmよりも大きく、より好適には0.7mm〜1.0mmの視野半径を有し、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、物体側において、0.3よりも大きく、好適には0.4よりも大きく、より好適には0.7〜1.0のエタンデュを有し、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、特にほぼ固定的な他の中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）を有し、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、該顕微鏡対物レンズ（105）の出口において、前記光学ズーム装置（106; 206; 306; 406; 506; 606; 706）への、ほぼ平行化された光学接続を有し、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、該顕微鏡対物レンズ（105）の出口において、前記光学ズーム装置（106; 206; 306; 406; 506; 606; 706）への、収差が少なくともほぼ補正された光学接続を有しているか、又は前記顕微鏡対物レンズ（105）は、該顕微鏡対物レンズ（105）の出口において、前記光学ズーム装置（106; 206; 306; 406; 506; 606; 706）への、収差が補正されていない光学接続を有している光学結像装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の光学結像装置であって、
第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、前記画像記録装置（104）の物体側において最後の光学素子群であり、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、特に、前記画像記録装置（104）における前記結像平面（107.1）の物体側において最後の光学素子群であり、
及び／又は、
前記画像記録装置（104）における画像検出器の表面は、特に、前記画像記録装置（104）における前記結像平面（107.1）領域に配置されている光学結像装置。
【請求項１１】
請求項８〜１０の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記結像ユニット（102; 202; 302; 402; 502; 602; 702）は、収差に関して、少なくとも40nm、好適には少なくとも60nm、より好適には70nm〜100nmの帯域幅に亘って補正され、
及び／又は、
前記結像ユニット（102; 202; 302; 402; 502; 602; 702）は、収差に関して、180nm〜400nm、好適には185nm〜370nm、より好適には190nm〜260nmの動作波長範囲で補正され、
及び／又は、
前記結像ユニット（102; 202; 302; 402; 502; 602; 702）は、40x〜1000x、好適には80x〜900x、より好適には100x〜800xの結像スケールを有している光学結像装置。
【請求項１２】
顕微鏡対物レンズ（105）を使用して物体を画像記録装置（104）の結像平面（107.1）上に結像させる、結像工程における結像スケールを設定するための光学ズーム方法であって、
物体側のズーム入口（106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1）と、像側のズーム出口（106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2）を含む光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、前記ズーム入口（106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1）においては、前記顕微鏡対物レンズ（105）における平行化された対物レンズ出口に光学接続し、前記ズーム出口（106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2）においては、前記画像記録装置（104）における画像記録入口に光学接続し、
望遠レンズの原理に従って構成され、かつ前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）が含む望遠アセンブリ（109; 209; 309; 409; 509; 609; 709）は、結像スケールを設定するために使用し、この場合に前記望遠アセンブリ（109; 209; 309; 409; 509; 609; 709）は、負の屈折力を有する第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）と、正の屈折力を有する第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）を含み、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、前記像側のズーム出口（106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2）に配置され、更に、
前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）の物体側に配置する光学ズーム方法において、
中間実像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、正の屈折力を有する第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）により、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）領域で生成し、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）は、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の一部であると共に、前記ズーム入り口（106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1）に配置することを特徴とする光学ズーム方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学ズーム方法であって、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って変位させ、
及び／又は、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、特に互いに対して変位可能に配置し、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）は、光軸上で変位可能に配置し、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）領域に配置し、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）間において、特にほぼ一定の間隔比で配置し、
及び／又は、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、前記画像記録装置（104）に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置し、特に変位させ、
及び／又は、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）は、前記顕微鏡対物レンズ（105）に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置し、特に変位可能に配置する光学ズーム方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の光学ズーム方法であって、
前記光学素子アセンブリ（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）が含む第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）、特に正の屈折力を有する前記第４光学素子群（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、前記第３光学素子群及び前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）間に配置し、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、特に、前記顕微鏡対物レンズ（105）に対してほぼ一定の間隔で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置されるよう構成し、
及び／又は、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って、特に前記第４光学素子群に対して変位させ、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、特に、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）間に配置し、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、特に、前記第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）領域に配置する光学ズーム方法。
【請求項１５】
顕微鏡検査用の結像方法であって、
顕微鏡対物レンズ（105）及び該顕微鏡対物レンズ（105）に割り当てられた光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）により、画像記録装置（104）の結像平面（107.1）上に物体の像を生成し、
請求項１２〜１４の何れか一項に係る光学ズーム方法を利用して、像の結像スケールを設定する結像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像装置の結像スケールを設定するための光学ズーム装置、結像装置、光学ズーム方法及び顕微鏡検査用の結像方法に関する。本発明は、任意の表面又は物体の検査との関連で適用することができる。本発明は特に、超小型電子回路との関連で適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
多くの技術分野、特にマイクロリソグラフィの分野においては、物体及びその表面を厳密に光学検査することにより、例えば製造工程の品質を判断し、検査で所定の品質基準が満たされていないことが判明した場合には、必要に応じて修正を施すことがとりわけ重要である。結像装置の精度には、検査すべき物体の製造工程に使用される装置と比較して、同様又はより厳しい要件が課されることが望ましいのは言うまでもない。
【０００３】
この関連において特に重要なことは、検査に使用される結像装置の能力、即ち異なる波長の光を可及的に最小の収差で処理し、これにより結像装置を広範な適用分野に使用できるようにする能力である。このように、光学過程を含む製造方法との関連においては、検査に使用される結像装置が、光学過程でも使用される波長範囲を、最小化された収差で処理できるのが望ましい。この場合の波長範囲とは、例えば193nm（いわゆるVUV範囲）〜436nm（いわゆるHg g線）のことである。
【０００４】
この波長範囲では、十分な透過性を有する光学材料は僅かであるため、システムは、主に合成石英ガラス（SiO2）及び蛍石（CaF2）で構成される。
【０００５】
この場合に問題になるのは、色収差、即ち光の波長に依存する収差である。検査において、例えば屈折性を有する光学素子（レンズなど）が結像装置に使用される場合、容認可能なコストをかけた結像装置の収差は、一般的には比較的狭い波長範囲に最小化されるにすぎない。このような屈折性を有する結像装置、即ち屈折性を有する光学素子のみを備える結像装置におけるいわゆる無色化、換言すれば色収差の除去は、（上述したような）広帯域の波長範囲に亘ってはもはや容認可能なコストでは実現できない。
【０００６】
そのため、いわゆる反射屈折性を有する結像装置、即ち屈折性を有する光学素子に加えて、色収差に関してより好適、かつ反射性を有する光学素子を含む結像装置が使用される。このような反射屈折性を有するシステムは、例えば特許文献１（米国特許第5031976号明細書）、特許文献２（米国特許第5717518号明細書）、特許文献３（米国特許出願公開第2004/0027688号明細書）及び特許文献４（米国特許第7136159号明細書）に既知であり、その開示がそれぞれ本明細書に参照されている。
【０００７】
ウェハ検査との関連において、特許文献３には、高開口数（0.9よりも大きな開口数NA）を有し、かつ高度に拡大的な反射屈折性の顕微鏡対物レンズが既知である。この場合の対物レンズは、物体を無限遠に結像させ、その際の結像は広帯域、即ち広範囲の波長に亘って補正されている。この場合、一変形における顕微鏡対物レンズには、光学素子群が隣接し、その光学素子群によって先に中間像が生成され、その後に光が、再び平行化されて正の屈折力を有するズーム群に供給される。このズームシステムの問題点は、コンパクトな構成とした場合に、最大焦点距離が比較的小さく、従って比較的小さな最大拡大倍率（そのため、結像スケールの広がりも比較的小さい）しか実現できないことである。
【０００８】
ウェハ検査との関連において、上述した特許文献４は、平坦化された像面を有し、高開口数（0.99までの開口数NA）で、高度に拡大的な反射屈折性の顕微鏡対物レンズを記載している。この場合の対物レンズは、物体を無限遠に結像し、その際の結像は広帯域、即ち広範囲の波長に亘って補正されている。その後、顕微鏡対物レンズの光ビームは、非テレセントリック光学チューブユニットにより、検出器上に高倍率で結像される。この点に関する一変形において、（非テレセントリックなビーム経路に配置された）検出器の位置の変化及びその後の収束により、約3x（倍率の変化は36x〜100x）の広がりを有する結像スケールが生じる。これにより、ズーム可能で構成簡単な光学チューブユニットが実現されるが、システム全体の長さは、設定した倍率に大幅に依存することになる。
【０００９】
特許文献４は更に、同一の広がり（倍率の変化は36x〜100x）を有する他の一変形において、顕微鏡対物レンズのコリメータ出口を、ズーム可能な結像スケールで検出器上に結像させるズームシステムを記載している。この場合の一変形においては、望遠レンズの原理に従って構成される２個の部材より成るズームシステム又は望遠システムが示され、該システムは、結像スケールを変化させる、正の屈折力を有する物体側の素子群と、負の屈折力を有する像側の素子群を備える。この場合、両方の素子群を変位させることにより、ズームシステムにおいて一定の長さが達成される。
【００１０】
この場合の問題点は、このような望遠システムの像面湾曲を代表するペッツバール和を補正できないことである。そのため、望遠システムにより、システム全体のペッツバール和が大幅に過補正されることになる。この効果は、よりコンパクトな構成に伴い及び／又は倍率の増加に伴い増大するものである。しかしながら多くの場合、顕微鏡対物レンズ及びズームシステム間における光学インターフェースは、収差がなく、かつ平行化して構成することが望ましい。従って、上述したような望遠システムでは、高倍率が有利に達成できるにも関わらず、コンパクトな構成とした場合に、所望かつ無収差の広帯域を容易には実現することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第5031976号明細書
【特許文献２】米国特許第5717518号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第2004/0027688号明細書
【特許文献４】米国特許第7136159号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した事情に鑑み、本発明の課題は、特にコンパクトな構成及び高倍率を実現した状態で、上述した欠点を全く示さないか又は少なくとも僅かにのみ示すと共に、広帯域で補正された結像を容易に可能にする、結像装置の結像スケールを設定するための光学ズーム装置、結像装置、光学ズーム方法及び顕微鏡検査用の結像方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ズームシステムが、正の屈折力を有し、かつ第１光学素子群及び第２光学素子群よりも物体側に配置された第３光学素子群を含めば、コンパクトな構成及び高倍率を実現した状態で、結像が広帯域で補正できるとの思想に基づくものである。この場合、第３光学素子群は、中間実像をズームシステム内に生成する。第３光学素子群により、ズームシステムにおけるペッツバール和が補正され、従って必要に応じてシステム全体におけるペッツバール和をゼロにするさえ可能になる。これにより、光学的に無収差及び／又は平行化された顕微鏡対物レンズへの光学接続が容易に可能になる。
【００１４】
更に、この場合の第１及び第２光学素子群の設計により、大きな最大焦点距離が、コンパクトな構成で容易に可能になる。これにより、結像スケールに関して、高倍率及び大きな広がりを容易に実現することができる。
【００１５】
従って、本発明の一態様によれば、顕微鏡対物レンズを使用して物体を画像記録装置の結像平面上に結像させるよう構成される、結像装置の結像スケールを設定するための光学ズーム装置に関する。本発明のズーム装置は、光学素子アセンブリを含み、該光学素子アセンブリは、特に顕微鏡対物レンズにおける平行化された対物レンズ出口に、光学接続するための物体側のズームと、画像記録装置における画像記録入口に光学接続するための像側のズーム出口を含む。光学素子アセンブリは、望遠レンズの原理に従って構成された望遠アセンブリを含み、該望遠アセンブリは、負の屈折力を有する第１光学素子群と、結像スケールを設定するために第１光学素子群に割り当てられ、かつ正の屈折力を有する第２光学素子群を含み、この場合、第１光学素子群は、ズーム出口に配置され、第２光学素子群は、第１光学素子群の物体側に配置されている。光学素子アセンブリは、ズーム入口に配置され、かつ正の屈折力を有する第３光学素子群を含み、該第３光学素子群は、ズーム装置内において、中間実像を生成するよう構成されている。
【００１６】
なお、本明細書に記載する全ての光学素子群は、原則として、単一の光学素子のみを含む構成とすることができる点に留意されたい。基本的には、少なくとも個々の光学素子群は、任意とした複数個の光学素子を含む。この場合、原則として、任意のタイプ（屈折性、反射性、回折性）の光学素子を使用してもよく、また異なるタイプの光学素子の組み合わせとしてもよい。更に、個々の光学素子群における光学素子は、異なる材料で製造することができる。この場合、屈折性を有する光学素子は、特に合成石英ガラス（Si02）及び蛍石（CaF2）で構成するのが好適である。従って、光学素子アセンブリにおける光学素子は、少なくとも一部が、好適には大部分が、より好適には全部が石英ガラス（Si02）及び／又は蛍石（CaF2）で製造することができる。この場合、個々の光学素子群における光学素子には、これら２つの材料のみを（個別的に又は組み合わせて）使用することができる。
【００１７】
原則として、結像スケールは、ズーム装置における光学素子により、任意かつ適切な方法で設定することができる。従って、例えば第１光学素子群及び／又は第２光学素子群は、結像スケールを設定するために、光学素子アセンブリの光軸に沿って変位可能に配置することができる。
【００１８】
例えばこの場合、中間像への第２光学素子群の変位により、中間像は、可変的かつ結像平面側で拡大される他の中間像に変化することができ、その後にこの他の中間像が第１光学素子群に捕捉されると共に、やはり結像平面側で拡大された状態で、画像記録装置上に結像する。
【００１９】
第１光学素子群及び画像記録装置の間隔が、対として固定的に選択された場合、結像スケールは、この対を異ならせること、及び第２光学素子群を光軸に沿って変位させることによって設定される。この場合、システムにおける広がり全体は、第２光学素子群を変化させることによって実質的に達成される。更にこの場合、第１及び第２光学素子群の軸線方向における間隔は、結像スケールを設定するために原則として可変である。
【００２０】
原則として、第１及び第２光学素子群は、軸線方向に固定的な間隔を有する対として配置し、結像スケールを設定するために、軸線方向に共に変位させることができる。ただし、収差が生じることをより良好に補正するために、第１及び第２光学素子群を互いに対して変位可能に配置して、これら光学素子群の間隔を調整することもできる。
【００２１】
原則として、第３光学素子群は、光軸に沿った固定的な位置に配置することができる。ただし、結像スケールを設定するために、第３光学素子群を光軸に沿って変位可能に配置することもできる。これにより、特に顕微鏡対物レンズがコリメータ出口を有する場合に、結像装置の長さを容易に一定とすることが可能になる。
【００２２】
第３光学素子群は、第１光学素子群及び／又は第２光学素子群と共に変位可能であり、これら対としての光学素子群における間隔は、（特に収差を補正するために）必要に応じて調整可能である。
【００２３】
原則として、中間像は、ズーム装置内における任意の箇所に配置することができる。中間像は、第２光学素子群領域、特に第２光学素子群における物体側に配置するのが好適である。付加的又は代替的には、中間像は、ほぼ不変の間隔比で、第３光学素子群及び第２光学素子群間に配置することができる。何れの場合でも、ズーム工程に関する第１及び／又は第２光学素子群の変位は比較的容易である。
【００２４】
上述したように、第１光学素子群は、画像記録装置に対してほぼ一定の距離で、光学素子アセンブリにおける光軸に沿って配置することができる。この場合、画像記録装置及び第１光学素子群より成る対は、原則として、固定的に配置することもできるが、この対は、結像スケールを設定するために、変位可能とするのが好適である。
【００２５】
本発明の他の変形において、第３光学素子群は、顕微鏡対物レンズに対してほぼ一定の距離で、光学素子アセンブリにおける光軸に沿って配置することができる。これにより、基本的には固定的な中間像が生成される。この場合、収差を補正するために、僅かな相対変位が可能である。
【００２６】
この場合、結像スケールは、第１及び／又は第２光学素子群、並びに画像記録装置を必要に応じて移動させることにより設定することができる。この変形の利点は、少なくともほぼ固定的な中間像領域において、操作を行うことができる点、及び／又は、付加的なビーム経路を結合若しくは分離させることができる点にある。これにより、例えば自動焦点システムをビーム経路に統合すること、及び／又は、露光モニタリング用の測定装置を設けることが可能になる。
【００２７】
本発明の他の好適な変形において、光学素子アセンブリは、好適には正の屈折力を有する第４光学素子群を含む。この場合、第４光学素子群は、第３光学素子群及び第２光学素子群間に配置される。これにより、中間像をほぼ固定的に留めておくと共に、やはり第１及び／又は第２光学素子群によって、結像スケールを設定することが容易に可能になる。即ち、第３光学素子群及び／又は第４光学素子群は、顕微鏡対物レンズに対してほぼ一定の距離で、光学素子アセンブリにおける光軸に沿って配置しておくのが好適である。このように、これら変形における第４光学素子群により、システム瞳の結像が、結像の広がりを実現する第１及び／又は第２光学素子群で構成される実際のズームシステム内において保証される。
【００２８】
原則として、この場合の中間像は、任意の箇所に配置することができる。好適には、中間像は、第３光学素子群及び第４光学素子群間に配置され、好適には、第４光学素子群に近接、特に第４光学素子群領域に配置される。
【００２９】
上述したシステム瞳の結像に加えて、中間像の近傍に配置される第４光学素子群は、色収差の焦点変動に関して、二次スペクトルを補正する際に重要な機能を発揮し得る。従って、本発明における特定の変形において、顕微鏡対物レンズからの（必要に応じて）平行化された光ビームは、大きな軸上色収差を有する状態で中間像に結像される可能性があり、その結果、第４光学素子群上において、周辺光線のビーム高さが光の波長の関数として大きく異なる場合がある。
【００３０】
他方では、軸上色収差に対するレンズ素子の全体的な補正の寄与度、レンズ素子の屈折力、利用する材料における分散性及び通過する光ビームにおける周辺光線高さの二乗に比例する。従って、中間像における大きな軸上色収差により、第４光学素子群における周辺光線高さの位置を波長に応じて大きく異ならせ、従ってシステム全体における軸上色収差に対する第４光学素子群の寄与度を、異なる波長で大幅に異ならせることができる。本発明の好適な変形において、この効果は、高次の色収差を補正するために、第４光学素子群における光学パラメータを適切に選択することによって有利に利用することができる。
【００３１】
従って、本発明の好適な変形において、中間像は、顕著で特に高次の軸上色収差を有しし、また第４光学素子群は、中間像における軸上色収差の少なくとも部分的な補正、特にほぼ完全な補正のために構成される。
【００３２】
上述したように、第１及び第２光学素子群より成る顕著な望遠構成にも関わらず、本発明により、ズーム装置及び／又は顕微鏡対物レンズとズーム装置で構成される結像装置全体における像面湾曲（従ってペッツバール和）が補正可能であり、これにより画像記録装置領域において、少なくともほぼ平坦な像面を得ることができる。この点は、主として、３光学素子群と、場合によって第４光学素子群における正の屈折力によって、中間像を生成することで達成される。顕微鏡対物レンズにより、該顕微鏡対物レンズにおける物体側の出口において予め平坦な像面がもたらされる場合、光学素子アセンブリにおける光学素子のペッツバール和は、少なくともほぼゼロに近く、好適にはほぼゼロに等しいことが想定される。
【００３３】
顕微鏡対物レンズにおける物体側の出口において予め平坦な像面がもたらされない場合、好適には、ズーム出口において、ほぼ平坦な像面が得られるものとし、従って顕微鏡対物レンズ及びズーム装置で構成される結像装置における光学素子のペッツバール和は、少なくともほぼゼロに近く、好適にはほぼゼロに等しいことが想定される。
【００３４】
本発明により、原則として、（技術的に可能な範囲内で）像に関して任意の広がりを得ることが可能である。結像スケールの設定で実現可能な広がりは、3x〜10x、好適には5x〜9x、より好適には6x〜8xとされている。ただし、本発明における他の変形においては、より大きな広がり（特にＤ>10x）を実現できることは言うまでもない。
【００３５】
同様に、本発明により、原則として、（技術的に可能な範囲内で）任意の大きさの焦点距離範囲を得ることが可能である。結像スケールを設定するときに実現可能な焦点距離範囲は、1m〜30m、好適には2m〜25m、より好適には2.5m〜20mとされている。
【００３６】
更に、本発明により、大きな広がり、大きな焦点距離範囲又は倍率にも関わらず、ズームシステムに関して比較的コンパクトな構成が、場合によっては一定の長さで実現可能である。本発明の好適な変形において、光学素子アセンブリは、該光学素子アセンブリの光軸に沿って、特に一定の、1m〜3mの長さ、好適には1.5m〜2.5mの長さ、より好適には1.8m〜2.0mの長さを有する。これにより、望遠倍数、即ち長さに対する焦点距離比は、１よりも又は５よりも又は10よりも遥かに大きな値とすることが可能である。
【００３７】
また、本発明は、顕微鏡検査用の光学結像装置に関する。該光学結像装置は、顕微鏡対物レンズを含む結像ユニットと、本発明に係る光学ズーム装置と、画像記録装置を備える。この場合に結像ユニットは、（顕微鏡対物レンズの対物レンズ入口に割り当てられた）物体を、画像記録装置における像平面上に結像させるよう構成される。
【００３８】
この場合、顕微鏡対物レンズは、原則として、任意かつ適切に構成することができる。顕微鏡対物レンズは、反射屈折性を有する対物レンズとして構成するのが好適である。これは、このような対物レンズが、収差補正に関して特に有利だからである。
【００３９】
好適には、高開口数の顕微鏡対物レンズを使用する。従って、顕微鏡対物レンズは、物体側において、0．8よりも大きく、好適には0.85よりも大きく、より好適には約0.9の開口数を有する。
【００４０】
更に、顕微鏡対物レンズは、物体側において、0.2mmよりも大きく、好適には0.5mmよりも大きく、より好適には0.7mm〜1.0mmの視野半径を有する。付加的又は代替的には、顕微鏡対物レンズは、物体側において、0.3よりも大きく、好適には0.4よりも大きく、より好適には0.7〜1.0以上のエタンデュ（即ち開口数及び視野半径の積）を有する。
【００４１】
本発明の特に有利な変形において、顕微鏡対物レンズは、特にほぼ固定的な他の中間像を有する。付加的又は代替的には、顕微鏡対物レンズは、対物レンズ出口において、光学ズーム装置への、少なくともほぼ平行化された光学接続を有する。この点は、ズーム装置への特に簡単な光学接続の他に、特に、ズーム装置内における結像スケールの設定に関して有利である。なぜならこの場合、第３光学素子群は、必要に応じて、容易に変位可能に構成できるからである。
【００４２】
本発明の特定の変形において、顕微鏡対物レンズの対物レンズ出口は、収差に関して、光学ズーム装置への、少なくともほぼ平行化された光学接続を有する。この平行化された対物レンズ出口は、任意のズーム装置に関して、標準化された光学接続を実現できる点で有利な場合がある。
【００４３】
ただし、本発明の他の変形において、顕微鏡対物レンズの対物レンズ出口は、ズーム装置への光学接続を、収差に関して補正されていない状態で有することもできる。このことは、顕微鏡対物レンズを補正するコストが低減されると共に、補正がより容易に実現し得るズーム装置内で行われる点で有利な場合がある。
【００４４】
好適には、第１光学素子群は、画像記録装置における結像平面の物体側において最後の光学素子群とする。この点に関して、本発明の特定の変形においては、画像記録装置における他の光学素子により、ズーム出口における結像平面は、実際の画像取得装置、例えば検出器上に再度結像される。ただし、実際の画像取得装置（例えば検出器）は、ズーム出口における結像平面領域に配置するのが好適である。従って、画像記録装置における画像検出器の表面は、画像記録装置の結像平面領域に配置するのが好適である。
【００４５】
好適には、結像装置は、広帯域で補正されたものとする。従って、結像装置は、収差に関して、少なくとも40nm、好適には60nm、より好適には70nm〜100nmの帯域幅に亘って補正されるのが好適である。原則として、結像装置は、任意の波長に使用することができる。好適には、結像装置の動作波長は、真空紫外線（VUV）の少なくとも一部を含む。従って、結像ユニットは、収差に関して、180nm〜400nm、好適には185nm〜370nm、より好適には190nm〜260nmの動作波長範囲で補正されるのが好適である。
【００４６】
結像ユニットおよびその変形における結像スケールは、原則として、任意の大きさとすることができる。結像ユニットは、40x〜1000x、好適には80x〜900x、より好適には100x〜800xの結像スケールを有する。
【００４７】
更に、本発明は、顕微鏡対物レンズを使用して物体を画像記録装置の結像平面上に結像させる、結像工程における結像スケールを設定するための光学ズーム方法に関する。該ズーム方法において、物体側のズーム入口と、像側のズーム出口を含む光学素子アセンブリは、ズーム入口においては、顕微鏡対物レンズにおける平行化された対物レンズ出口に光学接続し、ズーム出口においては、画像記録装置における画像記録入口に光学接続する。光学素子アセンブリが含む、望遠原理に従って構成された望遠アセンブリは、結像スケールを設定するために使用し、この場合に望遠アセンブリは、負の屈折力を有する第１光学素子群と、結像スケールを設定するために第１光学素子群に割り当てられ、かつ正の屈折力を有する第２光学素子群を含み、この場合、第１光学素子群は、ズーム出口に配置し、第２光学素子群は、第１光学素子群の物体側に配置する。中間実像は、正の屈折力を有する第３光学素子群により、光学素子アセンブリ領域で生成し、第３光学素子群は、光学素子アセンブリの一部であると共に、ズーム入り口に配置する。
【００４８】
本発明の他の態様によれば、本発明は、顕微鏡検査用の結像方法に関する。該方法においては、顕微鏡対物レンズ及び該顕微鏡対物レンズに割り当てられた光学素子アセンブリにより、画像記録装置の結像平面上に物体の像を生成し、本発明に係る光学ズーム方法を利用して、像の結像スケールを設定する。
【００４９】
本発明に係るズーム方法又は結像方法を利用すれば、本発明に係るズーム装置及び結像装置との関連において上述した変形や利点が同じように実現可能であり、従ってこれらの点に関しては、特に上述した説明を参照されたい。
【００５０】
本発明の他の好適な実施形態は、従属請求項又は添付図面に関連付けられた以下の好適な実施形態の記載に明らかなとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ズーム方法を利用した結像方法の好適な実施形態を実行可能にする、光学ズーム装置の好適な実施形態を含む光学結像装置の好適な実施形態を示す略図である。
【図２】図１の光学結像装置における顕微鏡対物レンズの一部を示す略図である。
【図３】図１の結像装置を使用したズーム方法によって実行可能である、結像方法の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図４】図１のズーム装置を示す略図である。
【図５】図４のズーム装置における好適な具体化を示す略図である。
【図６】図４のズーム装置における他の好適な具体化を示す略図である。
【図７】図４のズーム装置における他の好適な具体化を示す略図である。
【図８】本発明に係るズーム装置における他の好適な実施形態を示す略図である。
【図９】図８のズーム装置における好適な具体化を示す略図である。
【図１０】本発明に係るズーム装置における他の好適な実施形態を示す略図である。
【図１１】図１０のズーム装置における好適な具体化を示す略図である。
【図１２】図１０のズーム装置における他の好適な具体化を示す略図である。
【図１３】図１０のズーム装置における他の好適な具体化を示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
第１実施形態
図１〜図５との関連において、以下では、顕微鏡101とした光学結像装置における好適な第１実施形態を記載する。この場合の光学結像装置は、ズーム方法を利用した結像方法の好適な実施形態を実行可能にする、光学ズーム装置の好適な実施形態を含む。
【００５３】
以下の記載がより容易に理解できるよう、図面には、直交xyz座標系を使用してある。この場合にＺ座標は、重力方向と一致している。ただし、本発明の他の変形において、結像装置における構成要素は、他の任意の配向とすることができることは言うまでもない。
【００５４】
図示の実施例において、顕微鏡101は、基板103，1上に(例えば光学過程で)形成された構造物を検査するために使用される。ただし、本発明に係る顕微鏡は、本発明の他の変形では、他の任意の使用、特に他の任意の物体、基板、表面又は液体などとの関連における結像工程のために使用できることは言うまでもない。
【００５５】
図１は、(光軸102.1と照明系102.2を有する)光学結像ユニット102、基板装置103及び画像記録装置104を備える顕微鏡101の略図を示す。照明系102.2は、(詳細には図示しない光学導波装置によって)、基板装置103の基板ステージ103.2上に配置された基板103.1を、結像光ビーム(図示せず)で照射するものである。結像ユニット102は、顕微鏡対物レンズ105と、該顕微鏡対物レンズ105に隣接する本発明のズーム装置106を含む。
【００５６】
検査すべき構造物は、結像ユニット102に対向している基板103.1表面におけるいわゆる物体平面103.3に位置し、結像光ビームで検査すべきこれら構造物は、結像ユニット102に配置された顕微鏡対物レンズ105及びズーム装置106の光学素子を介して、画像記録装置104における画像センサ107の結像平面107.1上に結像される。その後、画像センサ107の信号から取得された信号は、基板103.1表面を検査するために従来の方法で使用される。
【００５７】
顕微鏡101は、広帯域で補正された結像装置であり、190nm〜260nmの動作波長範囲、即ち約60nmの帯域幅に亘って補正されている。この場合、顕微鏡101の結像スケールMOB(物体平面103.3から結像平面107.1まで)は、MOB＝100x〜MOB＝800xまで異ならせることができる。従って、図示の実施例では、結像に関して８倍の広がり(即ちＤ＝8x)が達成可能である。
【００５８】
図示の実施例において、顕微鏡対物レンズ105は、反射屈折性を有する高開口数の対物レンズであり、物体側において、NA＝0.9の開口数を有する。また、顕微鏡対物レンズ105は、物体側において、図示の実施例で0.5mmの視野半径FRを有するため、エテンデュＥ(即ち、開口数NA及び視野半径FRの積)はＥ＝0.45になる。顕微鏡対物レンズ105は、中間実像105.2と、収差に関して補正され、かつ物体平面103.3を無限遠に結像させる瞳ボケ光学系105.1を含む。従って、顕微鏡対物レンズ105における対物レンズ出口105.3は、補正かつ平行化された光学インターフェースとして機能する。
【００５９】
光学ズーム装置106における物体側のズーム入口106.1は、対物レンズ出口105.3における上述の平行化された光学インターフェースに接続している。この場合にズーム装置106は、以下により詳しく説明するように、結像装置102の結像スケールＭを設定するために機能するものである。画像記録装置104の画像記録入口107.2には、光学ズーム装置106における像側のズーム出口106.2が光学的に接続している。
【００６０】
特に図４(ズーム装置106における光学系に関して、近軸光学的な代替図を示す)に示すように、ズーム装置106は、光学素子アセンブリ108を含む。この光学素子アセンブリ108は、望遠アセンブリ109を含み、該望遠アセンブリ109は、望遠レンズの原理に従って構成されると共に、負の屈折力を有する第１光学素子群108.1と、正の屈折力を有する第２光学素子群108.2を含む。
【００６１】
第１光学素子群108.1及び第２光学素子群108.2は、結像スケールMOBを設定するために互いに割り当てられている。この場合、第１光学素子群108.1は、ズーム装置106におけるズーム出口106.2に配置され、第２光学素子群108.2は、第１光学素子群108.1の物体側に配置されている。更に、光学素子アセンブリ108は、正の屈折力を有すると共に、ズーム入口106.1に配置された第３光学素子群108.3を含む。この第３光学素子群108.3は、ズーム装置106内に中間実像111を生成するよう構成されている。
【００６２】
第１光学素子群108.1及び第２光学素子群108.2よりも物体側に配置された第３光学素子群108.3により、光学装置106のペッツバール和PSを有利に補正することが可能である。即ち、ズーム装置106全体におけるペッツバール和をゼロに等しくし(PS＝０)、これにより収差がなく、かつ平行化された顕微鏡対物レンズ105への光学接続が容易に可能になり、結像平面107.1領域において平坦な像面が実現される。
【００６３】
更に、望遠アセンブリ109としての第１及び第２光学素子群108.1，108.2の設計により、大きな焦点距離がコンパクトな構成で容易に実現可能になる。従って、結像スケールに関して、高倍率MOB及び大きな広がりＤを容易に実現することができる。図示の実施例において、ズーム装置106の焦点距離範囲は2.5m〜20mであり、またズーム装置106の(光軸102.1に沿う)最大軸線方向長LZは2mである。
【００６４】
図４におけるＡ〜Ｅまでの部分は、５つの異なる結像スケールのための設定を示し、Ａ(MOB＝100x)〜Ｅ(MOB＝800x)にかけて拡大している。図示の実施例に示すように、固定的な第３光学素子群108.3により、対物レンズ105における平行化された光ビーム112から中間像111が生成され、望遠アセンブリ109によって、画像センサ107の結像平面107.1上に結像される。この場合、物体平面103.3から中間像111までの結像スケールMOBは、固定的な第３光学素子群108.3により一定である。
【００６５】
図示の実施例において、物体平面103.3から結像平面107.1までの結像スケールMOBは、第１光学素子群108.1及び第２光学素子群108.2の何れもを、光軸102.1に沿う軸線方向(Z方向)に変位させることで設定される。
【００６６】
この場合、中間像111に対する第２光学素子群108.2の変位により、中間像111は、他の中間像において可変的に拡大された中間像111の像となり、その後にこの他の中間像が第１光学素子群108.1に捕捉されると共に、さらに拡大された状態で、画像記録装置104の結像平面107.1上に結像する。
【００６７】
図４の実施例に示すように、第１光学素子群108.1及び結像平面107.1の間隔は、これら構成要素の対との関連で固定的に選択されているため、結像スケールMOBの設定は、これら対を異ならせること、及び第２光学素子群108.2を光軸102.1に沿って変位させることで行われる。この場合、システムにおける広がり(Ｄ＝8x)全体は、中間像111の近傍に配置された第２光学素子群108.2を異ならせることによって実質的に達成され、また図示の実施例における中間像111は、第２光学素子群108.2の物体側に配置されている。
【００６８】
軸線方向にほぼ固定的に配置される第３光学素子群108.3と、このことによる中間像111の軸線方向におけるほぼ固定的な配置は、該中間像111領域において、操作を行うことができる点、及び／又は、付加的なビーム経路を結合若しくは分離させることができる点で有利である。これにより、例えば自動焦点システムをビーム経路に統合すること、及び／又は、露光モニタリング用の測定装置を設けることが可能になる。
【００６９】
図示の実施形態において、各光学素子群108.1，108.2，108.3は、複数個のレンズ素子、即ち屈折性を有する光学素子で構成されている。この場合、光学素子群108.1，108.2，108.3における全ての光学素子は、石英ガラス（SiO2）及び蛍石（CaF2）で製造されている。ただし、本発明の他の変形において、別の任意のタイプの（反射、回折）光学素子と、異なるタイプの光学素子の任意の組み合わせが、付加的又は代替的に使用できることは言うまでもない。
【００７０】
図５は、図４の結像ユニット102における近軸的構成に僅かな修正を施した具体的な実施形態を示す。この場合の修正点は、（図４の純粋に近軸的アプローチに比べて）第１光学素子群108.1及び結像平面107.1の間隔も、生じ得る収差をより良好に補正できるよう可変に構成されていることである。
【００７１】
図３は、本発明に係るズーム方法の好適な変形を利用して顕微鏡101で実行する、本発明に係る結像方法の好適な変形のフローチャートを示す。
【００７２】
この場合、まずステップ113.1では、顕微鏡101の構成要素を準備し、上述したように配置する。
【００７３】
ステップ113.2では、上述したように、照明装置102.2による光ビームで基板103.1を照射し、その後に基板表面上における該当領域を、結像ユニット102を使用して画像センサ107のセンサ表面上に結像させる。この場合に結像スケールは、上述したように、結像の前、最中又は後で設定する。
【００７４】
ステップ113.3では、更なる結像工程を行うか否かの確認を行う。更なる結像工程を行う場合には、ステップ113.2に戻る。更なる結像工程を行わない場合には、結像方法の工程がステップ113.4で完了する。
【００７５】
第２及び第３実施形態
図１〜図３並びに図６及び図７との関連において、以下では、本発明に係る方法を実現可能とする本発明に係るズーム装置206又は306を備える、本発明に係る結像装置101における他の好適な実施形態を記載する。ズーム装置206又は306は、ズーム装置106の代わりに、結像装置101に使用することができる。この場合、ズーム装置206又は306の基本的な構成及び機能は、ズーム装置106に対応するものであるため、以下の記載では違いについてのみ説明する。類似する構成要素の参照符号は、それぞれ、値を100又は200増加させて表している。以下において、これら構成要素の特性及び利点に関して異なる説明をしない場合には、上述した第１実施形態に関する説明を参照されたい。
【００７６】
ズーム装置206及びズーム装置106の違いは、視野半径FRを縮小させていることにあり、システム仕様におけるその他の点については同一である。視野半径FRを縮小させていることにより、システム構成を簡単にすることができ、第１光学素子群208.1領域における光学素子の個数を減らすことができる。
【００７７】
ズーム装置306及びズーム装置106の違いは、視野半径FRを縮小させていることにあり、システム仕様におけるその他の点については同一である。視野半径FRを縮小させていることにより、システム構成を簡単にすることができ、第１光学素子群308.1領域における光学素子の個数を減らすことができる。更に、絞り領域も平行化させて構成されている。
【００７８】
第４実施形態
図１〜図３並びに図８及び図９との関連において、以下では、本発明に係る方法を実現可能とする本発明に係るズーム装置406を備える、本発明に係る結像装置101における他の好適な実施形態を記載する。ズーム装置406は、ズーム装置106の代わりに、結像装置101に使用することができる。この場合、ズーム装置406の基本的な構成及び機能は、ズーム装置106に対応するものであるため、以下の記載では相違点についてのみ説明する。類似する構成要素の参照符号は、値を300増加させて表している。以下において、これら構成要素の特性及び利点に関して異なる説明をしない場合には、上述した第１実施形態に関する説明を参照されたい。
【００７９】
ズーム装置406及びズーム装置106における実質的な違いは、ズーム装置406が軸線方向において一定の全長を有することである。即ち、有利には、結像スケールMOBを広がり全体（Ｄ＝8x）に亘って変化させたときに、物体平面103.3に対する結像平面107.1の位置が変わらない。
【００８０】
この点は、（平行化された対物レンズ出口105.3のおかげで）、第１光学素子群408.1、第２光学素子群402.2及び第３光学素子群408.3を光軸102.1に沿って変位させることで調整が行われ、これにより装置におけるシステム長LZが一定のまま、焦点距離変化の補償がなされることによって達成される。
【００８１】
図示の実施形態においても、第１光学素子群408.1及び第２光学素子群408.2よりも物体側に配置された第３光学素子群408.3により、光学装置406のペッツバール和PSを有利に補正することが可能である。即ち、必要に応じてズーム装置106全体におけるペッツバール和をゼロに等しくし、これにより収差がなく、かつ平行化された顕微鏡対物レンズ105への光学接続が容易に可能になり、結像平面107.1領域において平坦な像面が実現される。
【００８２】
更に、望遠アセンブリ409としての第１及び第２光学素子群408.1，408.2の設計により、大きな焦点距離がコンパクトな構成で容易に実現可能になる。従って、結像スケールに関して、高倍率MOB及び大きな広がりＤを容易に実現することができる。図示の実施例においても、ズーム装置406の焦点距離範囲は2.5m〜20mであり、またズーム装置406の(光軸102.1に沿う)一定の軸線方向長LZは2mである。
【００８３】
（ズーム装置406における光学系に関して、近軸光学的な代替図としての）図８におけるＡ〜Ｅまでの部分は、５つの異なる結像スケールのための設定を示し、Ａ(MOB＝100x)〜Ｅ(MOB＝800x)にかけて拡大している。図示の実施例に示すように、望遠アセンブリ409により、画像センサ107の結像平面107.1上に結像され、かつ（第３光学素子群408.3と共に）軸線方向に変位可能な中間像411は、図示の実施例でやはり軸線方向に変位可能な第３光学素子群によって、対物レンズ105における平行化された光ビーム112から生成される。この場合、物体平面103.3から中間像411までの結像スケールMOBは、光ビーム112が平行化されていることによりやはり一定である。
【００８４】
図示の実施例において、広がり（Ｄ＝8x）は、主として第１光学素子群408.1によってもたらされる。ただし、本発明における他の変形において、広がりＤは、やはり第２光学素子群408.2によってもたらされる構成とし、第１光学素子群408.1は、結像平面107.1に対してほぼ一定の間隔で配置することが可能である。
【００８５】
更に、ズーム装置406における第１、第２及び第３光学素子群408.1，408.2，408．3の軸線方向における相対的な位置は、必要に応じて、収差を補正するために互いに対して変位可能とすることができる。
【００８６】
図９は、図８におけるズームの概念を具体的な実施形態で示す。
【００８７】
第５から第７実施形態
図１〜図３並びに図10及び図11又は図12又は図13との関連において、以下では、本発明に係る方法を実現可能とする本発明に係るズーム装置506，606又は706を備える、本発明に係る結像装置101における他の好適な実施形態を記載する。ズーム装置506又は606又は706は、ズーム装置106の代わりに、結像装置101に使用することができる。この場合、ズーム装置506又は606又は706の基本的な構成及び機能は、ズーム装置106に対応するものであるため、以下の記載では相違点についてのみ説明する。類似する構成要素の参照符号は、それぞれ、値を400及び500及び増加させて表している。以下において、これら構成要素の特性及び利点に関して異なる説明をしない場合には、上述した第１実施形態に関する説明を参照されたい。
【００８８】
ズーム装置506及びズーム装置106における実質的な違いは、ズーム装置506が軸線方向においてやはり一定の全長を有することである。即ち、有利には、結像スケールMOBを広がり全体（Ｄ＝8x）に亘って変化させたときに、物体平面103.3に対する結像平面107.1の位置が変わらない。
【００８９】
この点は、光学素子アセンブリ508が、正の屈折力を有する第４光学素子群508.4を含むことによって達成される。この第４光学素子群508.4は、場合によっては単一の視野レンズ508.4とすることもできる。第４光学素子群508.4は、図示の実施形態において、軸線方向に固定された第３光学素子群508.3及び第２光学素子群508.2間に配置されている。これにより、中間像508.2をやはりほぼ固定的に留めておくことが容易に可能になり、第１光学素子群508.1及び第２光学素子群508.2によって、やはり結像スケールMOBの設定を行うことが可能になる。
【００９０】
図示の実施例において、第３光学素子群508.3及び第４光学素子群508.4は、顕微鏡対物レンズ105に対して、光軸102.1に沿いほぼ一定の間隔で配置され、また第４光学素子群508.4により、システム瞳の結像が、第１及び第２光学素子群508.1，508.2で構成される望遠アセンブリ509における実際のズームシステム内において保証され、更に望遠アセンブリ509により、結像の最大広がり（Ｄ＝8x）が実現する。
【００９１】
図示の実施例において、中間像511は、第３光学素子群508.3及び第４光学素子群508.4間に配置されている。この場合、中間像511は、物体側において、第４光学素子群508.4領域の近傍に配置されている。
【００９２】
ただし、第４光学素子群508.4は、必ずしも中間像511及び結像平面107.1間に配置する必要はない。本発明の他の変形において、第４光学素子群508.4は、中間像の物体側、即ち顕微鏡対物レンズ105及び中間像511間に配置することも想定可能である。場合によっては、第４光学素子群508.4は、中間像511において直接に配置することも可能であるが、この場合、第４光学素子群における光学素子の表面には、より大きな清純度が求められる。
【００９３】
図示の実施例において、結像スケールMOBは、やはり第１光学素子群508.1及び第２光学素子群508.2を光軸102.1に沿って変位させることで調整される。これにより、装置におけるシステム長LZが一定のまま、焦点距離変化の補償が行われる。この場合、第３光学素子群508.3及び第４光学素子群508.4は、ほぼ固定的である。
【００９４】
第３光学素子群508.3及び／又は第４光学素子群508.4は、第１光学素子群508.1及び第２光学素子群508.2よりも物体側に配置され、やはり光学装置506におけるペッツバール和PSを有利に補正することが可能である。即ち、必要に応じてズーム装置506全体及び／又は結像ユニット502全体におけるペッツバール和をゼロに等しくし、これにより結像平面107.1領域において平坦な像面が実現される。
【００９５】
（ズーム装置506における光学系に関して、近軸光学的な代替図としての）図10におけるＡ〜Ｅまでの部分は、５つの異なる結像スケールのための設定を示し、Ａ(MOB＝100x)〜Ｅ(MOB＝800x)にかけて拡大している。図示の実施例に示すように、軸線方向に固定的な第３光学素子群508.3により、対物レンズ105における平行化された光ビーム112から、軸線方向にやはり固定的な中間像511が生成され、望遠アセンブリ509によって、画像センサ107の結像平面107.1上に結像される。この場合、物体平面103.3から中間像511までの結像スケールMOBは、光ビーム112が平行化されていることによりやはり一定である。
【００９６】
軸線方向にほぼ固定的に配置される第３光学素子群508.4及び第４光学素子群508.4と、このことによる中間像511の軸線方向におけるほぼ固定的な配置は、該中間像511領域において、操作を行うことができる点、及び／又は、付加的なビーム経路を結合若しくは分離させることができる点でやはり有利である。これにより、例えば自動焦点システムをビーム経路に統合すること、及び／又は、露光モニタリング用の測定装置を設けることが可能になる。
【００９７】
図示の実施例において、広がり（Ｄ＝8x）は、第１光学素子群508.1及び第２光学素子群508.2の軸線方向への変位によってもたらされる。ただしこの場合、ズーム装置506における第１、第２、第３及び第４光学素子群508.1，508.2，508.3，508.4の軸線方向における相対的な位置は、必要に応じて、収差の補正を調整するために互いに対して調整可能とすることができる。
【００９８】
図11は、図10におけるズームの概念を具体的な実施形態で示す。この場合の実施形態では、193nm〜260nmの波長範囲に亘って、広帯域で良好な補正が可能である。
【００９９】
上述したシステム瞳の結像に加えて、中間像の近傍に配置され、かつ図12及び図13の実施例に示す第４光学素子群608.4，708.4（他の点は図10及び図11の構成と同一）は、光学システムにおける色収差の焦点変動に関して、二次スペクトルを補正する際に重要な機能を発揮し得る。従って、図12及び図13の実施例において、顕微鏡対物レンズ105からの平行化された光ビーム112は、大きな軸上色収差を有する状態で中間像611又は711に結像される可能性があり、その結果、第４光学素子群608.4又は708.4上において、周辺光線のビーム高さが、光の波長の関数として大きく異なる場合がある。
【０１００】
冒頭に述べたように、中間像611又は711におけるこのような大きな軸上色収差により、第４光学素子群608.4又は708.4における周辺光線高さの位置を大きく異ならせ、従って軸上色収差に対する第４光学素子群608.4又は708.4の寄与度を、異なる波長で大幅に異ならせることができる。図示の実施例において、この効果は、高次の色収差、特に二次スペクトルを補正するために、第４光学素子群608.4又は708.4における光学パラメータを適切に選択することによって有利に利用することができる。
【０１０１】
反射屈折性を有する顕微鏡対物レンズ105及びズーム装置606又は706間における無収差インターフェースの追及を放棄することにより、構成を大幅に簡単にしたシステムが、大幅に少ない個数の光学素子で実現可能になる。図12は、このようなズームシステムを具体的な実施形態で示す。この場合、ズームシステムは、ズーム装置606及び顕微鏡対物レンズ105間において、無収差インターフェースをもはや有しておらず、レンズの個数が図11のシステムに比べて大幅に少ない。
【０１０２】
図13に示す具体的な実施形態は、図12の実施例とは異なり、やはり絞り領域を平行化させて構成されている。
【０１０３】
本発明は、上記において、基板検査の分野における一例に関して記載したものにすぎない。ただし本発明は、他の任意の分野又は結像方法、特に、結像に使用される任意の光の波長との関連でも同様に利用できることは言うまでもない。
【図３】
2015111259.tif 000003
【図１】
2015111259.tif 000004
【図２】
2015111259.tif 000005
【図４】
2015111259.tif 000006
【図５】
2015111259.tif 000007
【図６】
2015111259.tif 000008
【図７】
2015111259.tif 000009
【図８】
2015111259.tif 000010
【図９】
2015111259.tif 000011
【図１０】
2015111259.tif 000012
【図１１】
2015111259.tif 000013
【図１２】
2015111259.tif 000014
【図１３】
2015111259.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月20日(2015.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡対物レンズ（105）を使用して物体を画像記録装置（104）の結像平面（107.1）上に結像させるよう構成される、結像装置の結像スケールを設定するための光学ズーム装置であって、
前記光学ズーム装置は、光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）を含み、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、特に前記顕微鏡対物レンズ（105）における補正及び／又は平行化された対物レンズ出口に、光学接続するための物体側のズーム入口（106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1）と、前記画像記録装置（104）における画像記録入口に光学接続するための像側のズーム出口（106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2）を含み、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、望遠レンズの原理に従って構成された望遠アセンブリ（109; 209; 309; 409; 509; 609; 709）を含み、該望遠アセンブリ（109; 209; 309; 409; 509; 609; 709）は、負の屈折力を有する第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）と、結像スケールを設定するために前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）に割り当てられ、かつ正の屈折力を有する第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）を含み、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、前記ズーム出口（106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2）に配置され、更に、
前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）の物体側に配置されている光学ズーム装置において、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、前記ズーム入口（106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1）に配置され、かつ正の屈折力を有する第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）を含み、該第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）が、前記ズーム装置内において、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）間に、中間実像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）を生成するよう構成されていることを特徴とする光学ズーム装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ズーム装置であって、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って変位可能に配置され、
この場合、前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、特に互いに対して変位可能に配置され、
及び／又は、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）は、特に光軸上で変位可能に配置されている光学ズーム装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学ズーム装置であって、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）領域に配置され、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）間において、ほぼ一定の間隔比で配置されている光学ズーム装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光学ズーム装置であって、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、前記画像記録装置（104）に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置されるよう構成され、特に変位可能に構成され、
及び／又は、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）は、前記顕微鏡対物レンズ（105）に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置されるよう構成され、特に変位可能に配置されるよう構成されている光学ズーム装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の光学ズーム装置であって、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、特に正の屈折力を有する第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）を含み、該第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）は、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）間に配置され、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、特に、前記顕微鏡対物レンズ（105）に対してほぼ一定の間隔で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置されるよう構成され、
及び／又は、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って、特に前記第４光学素子群に対して変位可能に配置され、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、特に、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）間に配置され、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、特に前記第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）領域に配置されている光学ズーム装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光学ズーム装置であって、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、顕著で特に高次の軸上色収差を有し、更に、
第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）は、前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）に関して、少なくとも部分的な補正、特に実質的に完全な補正をするよう構成されている光学ズーム装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の光学ズーム装置であって、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）における光学素子のペッツバール和は、少なくともほぼゼロに近く、好適にはゼロに等しく、
及び／又は、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）における光学素子は、少なくとも一部が、好適には全部が、屈折性を有する光学素子として構成され、
及び／又は、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）における光学素子は、少なくとも一部が、好適には大部分が、より好適には全部が、石英ガラス（SiO2）で製造され、及び／又は、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、少なくとも一部が、好適には大部分が、より好適には全部が、蛍石（CaF2）で構成され、
及び／又は、
結像スケールを設定するときに実現可能な広がりが、3x〜10x、好適には5x〜9x、より好適には6x〜8xとされ、
及び／又は、
結像スケールを設定するときに実現可能な焦点距離範囲が、1m〜30m、好適には2m〜25m、より好適には2.5m〜20mとされ、
及び／又は、
前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、該光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って、特に一定の、1m〜3mの長さ、好適には1.5m〜2.5mの長さ、より好適には1.8m〜2.0mの長さを有している光学ズーム装置。
【請求項８】
顕微鏡検査用の光学結像装置であって、
顕微鏡対物レンズ（105）及び請求項１〜７の何れか一項に係る光学ズーム装置（106; 206; 306; 406; 506; 606; 706）を含む結像ユニット（102; 202; 302; 402; 502; 602; 702）と、画像記録装置（104）を備え、
前記結像ユニット（102; 202; 302; 402; 502; 602; 702）は、物体を前記画像記録装置（104）の結像平面（107）上に結像させるよう構成されている光学結像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光学結像装置であって、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、反射屈折性を有するレンズとして構成され、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、物体側において、0.8よりも大きく、好適には0.85よりも大きく、より好適には約0.9の開口数を有し、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、物体側において、0.2mmよりも大きく、好適には0.5mmよりも大きく、より好適には0.7mm〜1.0mmの視野半径を有し、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、物体側において、0.3よりも大きく、好適には0.4よりも大きく、より好適には0.7〜1.0のエタンデュを有し、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、特にほぼ固定的な他の中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）を有し、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、該顕微鏡対物レンズ（105）の出口において、前記光学ズーム装置（106; 206; 306; 406; 506; 606; 706）への、ほぼ平行化された光学接続を有し、
及び／又は、
前記顕微鏡対物レンズ（105）は、該顕微鏡対物レンズ（105）の出口において、前記光学ズーム装置（106; 206; 306; 406; 506; 606; 706）への、収差が少なくともほぼ補正された光学接続を有しているか、又は前記顕微鏡対物レンズ（105）は、該顕微鏡対物レンズ（105）の出口において、前記光学ズーム装置（106; 206; 306; 406; 506; 606; 706）への、収差が補正されていない光学接続を有している光学結像装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の光学結像装置であって、
第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、前記画像記録装置（104）の物体側において最後の光学素子群であり、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、特に、前記画像記録装置（104）における前記結像平面（107.1）の物体側において最後の光学素子群であり、
及び／又は、
前記画像記録装置（104）における画像検出器の表面は、特に、前記画像記録装置（104）における前記結像平面（107.1）領域に配置されている光学結像装置。
【請求項１１】
請求項８〜１０の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記結像ユニット（102; 202; 302; 402; 502; 602; 702）は、収差に関して、少なくとも40nm、好適には少なくとも60nm、より好適には70nm〜100nmの帯域幅に亘って補正され、
及び／又は、
前記結像ユニット（102; 202; 302; 402; 502; 602; 702）は、収差に関して、180nm〜400nm、好適には185nm〜370nm、より好適には190nm〜260nmの動作波長範囲で補正され、
及び／又は、
前記結像ユニット（102; 202; 302; 402; 502; 602; 702）は、40x〜1000x、好適には80x〜900x、より好適には100x〜800xの結像スケールを有している光学結像装置。
【請求項１２】
顕微鏡対物レンズ（105）を使用して物体を画像記録装置（104）の結像平面（107.1）上に結像させる、結像工程における結像スケールを設定するための光学ズーム方法であって、
物体側のズーム入口（106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1）と、像側のズーム出口（106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2）を含む光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、前記ズーム入口（106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1）においては、前記顕微鏡対物レンズ（105）における平行化された対物レンズ出口に光学接続し、前記ズーム出口（106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2）においては、前記画像記録装置（104）における画像記録入口に光学接続し、
望遠レンズの原理に従って構成され、かつ前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）が含む望遠アセンブリ（109; 209; 309; 409; 509; 609; 709）は、結像スケールを設定するために使用し、この場合に前記望遠アセンブリ（109; 209; 309; 409; 509; 609; 709）は、負の屈折力を有する第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）と、正の屈折力を有する第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）を含み、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、前記像側のズーム出口（106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2）に配置され、更に、
前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）の物体側に配置する光学ズーム方法において、
中間実像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、正の屈折力を有する第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）により、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）領域で生成し、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）は、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の一部であると共に、前記ズーム入り口（106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1）に配置し、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）の間に配置することを特徴とする光学ズーム方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学ズーム方法であって、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って変位させ、
及び／又は、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、特に互いに対して変位可能に配置し、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）は、光軸上で変位可能に配置し、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）領域に配置し、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）間において、ほぼ一定の間隔比で配置し、
及び／又は、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）は、前記画像記録装置（104）に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置し、特に変位させ、
及び／又は、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）は、前記顕微鏡対物レンズ（105）に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置し、特に変位可能に配置する光学ズーム方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の光学ズーム方法であって、
前記光学素子アセンブリ（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）が含む第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）、特に正の屈折力を有する前記第４光学素子群（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）は、前記第３光学素子群及び前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）間に配置し、
前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、特に、前記顕微鏡対物レンズ（105）に対してほぼ一定の間隔で、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って配置されるよう構成し、
及び／又は、
前記第１光学素子群（108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1）及び／又は前記第２光学素子群（108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2）は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）の光軸に沿って、特に前記第４光学素子群に対して変位させ、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、特に、前記第３光学素子群（108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3）及び前記第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）間に配置し、
及び／又は、
前記中間像（111; 211; 311; 411; 511; 611; 711）は、特に、前記第４光学素子群（108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4）領域に配置する光学ズーム方法。
【請求項１５】
顕微鏡検査用の結像方法であって、
顕微鏡対物レンズ（105）及び該顕微鏡対物レンズ（105）に割り当てられた光学素子アセンブリ（108; 208; 308; 408; 508; 608; 708）により、画像記録装置（104）の結像平面（107.1）上に物体の像を生成し、
請求項１２〜１４の何れか一項に係る光学ズーム方法を利用して、像の結像スケールを設定する結像方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
従って、本発明の一態様によれば、顕微鏡対物レンズを使用して物体を画像記録装置の結像平面上に結像させるよう構成される、結像装置の結像スケールを設定するための光学ズーム装置に関する。本発明のズーム装置は、光学素子アセンブリを含み、該光学素子アセンブリは、特に顕微鏡対物レンズにおける平行化された対物レンズ出口に、光学接続するための物体側のズームと、画像記録装置における画像記録入口に光学接続するための像側のズーム出口を含む。光学素子アセンブリは、望遠レンズの原理に従って構成された望遠アセンブリを含み、該望遠アセンブリは、負の屈折力を有する第１光学素子群と、結像スケールを設定するために第１光学素子群に割り当てられ、かつ正の屈折力を有する第２光学素子群を含み、この場合、第１光学素子群は、ズーム出口に配置され、第２光学素子群は、第１光学素子群の物体側に配置されている。光学素子アセンブリは、ズーム入口に配置され、かつ正の屈折力を有する第３光学素子群を含み、該第３光学素子群は、ズーム装置内において、中間実像を生成するよう構成されている。好適には、この中間実像は、第３光学素子群及び第２光学素子群間に配置されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
更に、本発明は、顕微鏡対物レンズを使用して物体を画像記録装置の結像平面上に結像させる、結像工程における結像スケールを設定するための光学ズーム方法に関する。該ズーム方法において、物体側のズーム入口と、像側のズーム出口を含む光学素子アセンブリは、ズーム入口においては、顕微鏡対物レンズにおける平行化された対物レンズ出口に光学接続し、ズーム出口においては、画像記録装置における画像記録入口に光学接続する。光学素子アセンブリが含む、望遠原理に従って構成された望遠アセンブリは、結像スケールを設定するために使用し、この場合に望遠アセンブリは、負の屈折力を有する第１光学素子群と、結像スケールを設定するために第１光学素子群に割り当てられ、かつ正の屈折力を有する第２光学素子群を含み、この場合、第１光学素子群は、ズーム出口に配置し、第２光学素子群は、第１光学素子群の物体側に配置する。中間実像は、正の屈折力を有する第３光学素子群により、光学素子アセンブリ領域で生成し、第３光学素子群は、光学素子アセンブリの一部であると共に、ズーム入り口に配置する。好適には、中間像は、第３光学素子群及び第２光学素子群間に配置されている。
【外国語明細書】
2015111259000001.pdf