TWI308644B - Hochaperturiges objektiv mlt obskurierter pupille - Google Patents

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1308644 九、發明說明： 本專利申請依據35 U.S.C §i19(e) (1)主張擁有us暫時 專利申請60/665036 (2005年3月24曰）、US暫時專利申請 60/695455(2005年6月30日）、以及us暫時專利申請 60/698909(2005年7月13日）之利益，以及依據35 usc § 119主張擁有德國專利申請de 1〇 2004 063 313.4(2004年12 月23曰）及德國專利申請DE 1〇 2〇〇5 〇42 〇〇5 2(2〇〇5年9月 5曰）之優先權。

本發明係、冑物鏡，尤其是一種投影物鏡，而且最好是一種 微影投影物鏡。本發明的物鏡亦可作為顯微技術及檢驗系統 用的物鏡。本發_物鏡可應料整個波長範圍，也就是說 在大於193 nm的波長範圍亦可應用。作為微影投影曝光設 備之微影投影減是本發日狀物鏡的—難為㈣的應用

= (i_並非唯一的應用方式），尤其是以應用在光波長^ 193 nm的範圍最為有利。 言可以將投影物鏡區分成3個不同的等級，也就是所 用拆Γ光物鏡、反光物鏡、以及反屈光物鏡。屈光物鏡是利 光It件(例如透鏡)將光線從物平面成像在像平面内。反 利用反射元件(例如反射鏡)將光線從物平面成像 將光Π内。反屈光物鏡則是同時利用折射元件及反射元件 f先線攸物平面成像在像平面内。 6 1308644 在使用鬲孔隙投影物鏡（尤其是超紫外線(EUV)微影用的高 孔隙投影物鏡）時’至少在高孔隙投影物鏡的若干反射鏡Z 會出現很大的入射角。入射角太大不但會導致反射損耗過 大，而且會導致s極化光線及p極化光線的相差無法修正戈 極難修正。尤其是會在微影投影物鏡的高孔隙部分的反射鏡 上方出現很大的入射角及/或很大的入射角變化。 之所以會如此’最主要的原因是按照現有技術設計的投影物 > 鏡系統的最後兩個反射鏡為符合遠心要求所採用的幾何形 狀。 乂 在US 5686728提出的投影物鏡系統中，成像側光程上的最 後兩個反射鏡是由一個凸面反射鏡及一個凹面反射鏡所組 成。雖然經由這種由一個凸面反射鏡及一個凹面反射鏡構成 的反射鏡組合可以滿足成像側的遠心要求，但是出現在光程 上倒數第二個反射鏡上的入射角及入射角變化仍然是非常 > 的大。 這個美國專利（US 5686728)是以像平面内的一個場（例如— 個環形場）的中心場點的主光束在反射鏡上的入射角大小來 代表在反射鏡上的入射角的大小。這個入射角稱為㊀cr。如 果是像EP 1434093提出的投影物鏡系統在最靠近像平面的 反射鏡的物理位置有一個中間像，雖然能夠達到一個復高的 像側孔隙(ΝΑ=0.5)，但是入射角仍然是非常的大，以致於在 7 1308644 從物平面到像平面的光程上倒數第二個反射鏡的位置叙可 避免的會出現很大的光損失。 為了消除這個缺點，Us 675G948 B2提出—種微影投影系 統’在這種系統中至少有—個反射鏡具有-個開Π，故能形 成一個遮蔽光瞳。 US 675_提出的微影投影系統是以接受光瞳造成的遮蔽 作用為彳’以達到缩物鏡(尤其是光程上倒數第二個反 射鏡）的尚孔隙部分的入射角的目的。 US 675G948提出的微影投影系統的最大缺點是其工作距離 非常小’也就是現小到含倒數第二個反射鏡的厚度計算在内 的工作距離最多只有12mm。 尤其是從反射鏡的曝來看，這麼小的玉作轉會造成很大 的問題。 但是US 67頻8提出的微影投影系統的工作距離是無法再 加大的’這是因為只要心作轉加大，光瞳錢的作用就 會因為光程上倒㈣二個反射鏡的直徑彳㈠、而急速變大。 US 2004/0114217提出一種在像側具有很高孔隙的遮蔽系 1308644 這種遮蔽系統的缺點是，根據US 2004/0114217的方式，第 一個部分物鏡的反射鏡是破裂的反射鏡，也就是說是帶有一 個開口的反射鏡。 這種在第一個部分物鏡中帶有破裂的反射鏡的遮蔽系統的 缺點是不適用於大面積的場，例如不適用於超紫外線(EUV) 微影所需的大面積的場，這是因為所有的反射鏡都是設置在 光瞳附近，所以無法修正與場有關的像差（例如遠心及圖像 • 失真）。 上述以現有技術設計的所有已知物鏡系統的一個共同缺點 是它們對小於50 nm的圖形的辨識率都無法提供足夠的反 射性及角度帶寬。 上述以現有技術設計的所有已知物鏡系統（尤其是應用於微 影的投影系統）的另外一個共同缺點是為了修正及/或減少 色像差，必須使用不同種類的玻璃，或是必須配合窄寬光源 使用昂貴的雷射設備。 由於寬帶光源(例如發光二極體，也就是所謂的LED，包括 紫外線範圍的發光二極體）所產生的色像差太大，因此不能 作為一般折射微影系統的光源。發出藍光、尤其是紫外線範 圍（例如波長365 nm、280 nm、或是227 m)的發光二極體（也 就是所謂的LED)的帶寬介於+/-20nm及+/-50nm之間，光 9 1308644 輸出功率最大達100 mW。 本發明的目的是克服現有技術的上述缺點。 從第一個觀點來看，本發明提出的高孔隙物鏡（尤其是一種 投影物鏡）一方面要具有入射角小的特點，另一方面在本發 明的一種特別有利的實施方式中，最靠近像平面的反射鏡要 具有足夠的工作距離。最好是具有像侧遠心的光束導向。 從第二個觀點來看，本發明提出的物鏡系統還要能夠辨識出 小於50 nm的圖形。尤其是以波長S 193 nm(尤其是S 157 nm，或最好是S 100 nm)的光線運作的物鏡系統一定要能夠 辨識出小於50 nm的圖形。 從第三個觀點來看，本發明提出的物鏡系統還要能夠使用寬 帶光源（例如LED)，及/或能夠使用不同的不連續光波長， ® 例如 633 nm 及 248 nm。 最好是將依據本發明的方式設計的微影投影物鏡區分為至 少具有一個反射鏡的第一個部分物鏡及至少具有兩個反射 鏡的第二個部分物鏡。 從第一個觀點來看，本發明提出的由兩個部分物鏡構成的物 鏡（尤其是微影投影物鏡)就可以達成上述的任務，其中第一 10 1308644 個部分物鏡至少具有一個反射鏡’第二個部分物鏡具有—個 一次凹面反射鏡及一個二次凹面反射鏡。第一個部分物鏡的 反射鏡並不帶有供從物侧到像侧通過投影物鏡的光束通過 的開口。第二個部分物鏡所具有的至少兩面凹面反射鏡(也 就是一次凹面反射鏡及二次凹面反射鏡）則帶有供光束通過 的開口。在本專利說明中，所謂，，反射鏡”是指反射鏡表面上 的光學利用區域。所謂光學利用區域是指被從物平面到像平 面通過物鏡的光線照到的區域。由於第二個部分物鏡的兩個 反射鏡都是凹面反射鏡，因此一次凹面反射鏡到像平面的工 作距離可以達到大於12 nm(尤其是大於15 nm)的程度。 一次凹面反射鏡到像平面之間具有這麼大的距離有兩個好 處，其一是在像面内待曝光的實物（例如晶圓）會變得比較容 易被處理’其二是由於在反射鏡及像平面之間有足夠的空 間’因此可以使用具有足夠厚度的反射鏡，這對於提高反射 鏡的穩定性有很大的幫助。所謂一次凹面反射鏡到像平面之 間的距離是指一次凹面反射鏡的反射面的頂點到像平面之 間的距離。 這個距離以大於12 rnn為佳，大於15 nm更好，大於3 0 nm 又更好’能夠大於60 nm則最好。 由於投影物鏡的一次凹面反射鏡具有一個供通過投影物鏡 的光束通過的開口而產生光瞳的遮蔽作用，使投影系統具有 11 1308644 一個像侧數值孔隙(ΝΑ)，且以NA>0.4為佳，NA>〇.5更 好’ NA> 0.6又更好，NA> 0.7則最好。 可以用曼金(1^1^11)反射鏡作為波長2 15711111的¥11\^投 影物鏡、深紫外線(DUV)投影物鏡、以及紫外線(UV)投影物 鏡的一次凹面反射鏡。入射光束會通過曼金反射鏡的透鏡材 料(例如波長為157 nm的光束會通過透鏡材料CaF2，波長 為193 nm的光束會通過透鏡材料Si〇2)，並在透鏡的背面（此 • 處可以塗上一個反射塗層）被反射。經由這種方式就可以構 成一個厚度很大、很穩定的反射鏡，這個反射鏡與放置待曝 光的實物的像平面之間僅間隔一很小的距離。 在本發明的一種特別有利的實施方式中，第一個部分物鏡具 有的至少一個反射鏡具有一個反射面，從物平面到像平面通 過微影投影物鏡的光束會照射在這個反射鏡上，且這個反射 面會形成第一個軸外段。 本發明的物鏡（尤其是微影投影物鏡）具有一個對稱軸（又稱 為光學轴）。在本發明的一種有利的實施方式中，反射鏡之 間係以這個光學轴呈旋轉對稱的關係。在本發明中，所謂反 射鏡的軸外段(〇FF-Axis-Segment)是指僅包括繞光學軸旋轉 對稱的反射面的一部分的反射鏡段，也就是僅包括反射鏡的 軸外部分的反射鏡段。 12 1308644 在本發明的一種有利的實施方式中，除了第一個部分物鏡 (又稱為場組物鏡）及第二個部分物鏡（又稱為中繼組物鏡） 外，微影投影物鏡還具有第三個部分物鏡，在物平面到像平 面之間的光程上，第三個部分物鏡係位於第一個部分物鏡之 後，但是位於第二個部分物鏡之前。 第三個部分物鏡又稱為轉換組物鏡。 在本發明的一種特別有利的實施方式中，投影物鏡是由總共 3個部分物鏡所構成，且第一個部分物鏡(也就是所謂的場組 物鏡)會將實物成像在第一個中間像上。 由於第一個部分物鏡係位於整個物鏡中孔隙較小的部分，因 此應用軸外（off-axis)反射段也可以達到無遮蔽的光束導 向。由於轴外反射鏡段可以被設置在很靠近場的位置，因此 在第一個部分物鏡中使用軸外反射鏡段可以達到修正與場 有關的像差（例如遠心及失真）的目的。 此外，還可以在第一個部分物鏡内設置一個可接近的光瞳平 面，可以將這個光瞳平面直接設置在一個反射鏡上，也可以 設置在第一個部分物鏡的兩個反射鏡之間，且在這個光瞳平 面内可以設置一個孔隙光圈及一個定義光瞳遮蔽的遮蔽 段。為光瞳平面内的光瞳遮蔽設置遮蔽元件的方式可以獲得 一個與場無關的光瞳遮蔽。如果遮蔽元件不是設置在光瞳平 13 遮t會形成—個與場有關的光瞳遮蔽。但是與場所關的 適者的敝對投影物鏡在微影技術中微影成像上的應用是不 t田、’原因是辨識能力會因此而產生與場有關的變化。 在一種特別有利的實施方式中，第一個部分物鏡具有兩個以 上的反射鏡(正確的說是具有4個的反射鏡），這4個反射鏡 的種特別有利的排列順序是凹面反射鏡〜凸面反射鏡— 凸面反射鏡一凹面反射鏡。

1308644 第一個部分物鏡的4個反射鏡的排列順序也可以是凸面反 射鏡一凹面反射鏡—凸面反射鏡—凹面反射鏡。—種特別有 利的實施方式是第一個反射鏡的曲率半徑特別的大，尤其是 大於10000 mm。此外，這4個反射鏡的排列順序也可以是 平面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡，或是 凹面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡。 在一種經進一步改良的實施方式中，第一個部分物鏡具有6 個反射鏡。第一個部分物鏡的這6個反射物鏡可以有不同的 排列順序。其中第一種可能的排列順序是凸面反射鏡一凹面 反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反 射鏡，第二種可能的排列順序是凸面反射鏡一凹面反射鏡一 凹面反射鏡一凸面反射鏡一凸面反射鏡—凹面反射鏡’第三 種可能的排列順序是凹面反射鏡一凹面反射鏡—凸面反射 鏡凹面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡’第四種可能的 14 1308644 排列順序是凹面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凹面 反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡，第五種可能的排列順序 是凹面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反射鏡一 凸面反射鏡一凹面反射鏡。 在一種特別有利的實施方式中，第一個部分物鏡的第一個反 射鏡的曲率半徑特別的大（尤其是大於10000 mm)，由於曲 率半徑很大，因此第一個反射鏡可以是平面、凸面、或是凹 面反射鏡，因此第一個部分物鏡的反射鏡可以有下列的排列 順序： 凹面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凹 面反射鏡一凸面反射鏡 平面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凹 面反射鏡一凸面反射鏡 凸面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凸 面反射鏡—凹面反射鏡 平面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凸 面反射鏡一凹面反射鏡 凸面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凹面反射鏡一凸 面反射鏡一凹面反射鏡 平面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凹面反射鏡一凸 面反射鏡一凹面反射鏡 凸面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反射鏡一凸 面反射鏡一凹面反射鏡 15 1308644 平面反射鏡一凸面反射鏡〜凹面反射鏡—凸面反射鏡—凸 面反射鏡一凹面反射鏡 為了使第一個部分物鏡位於從物平面到像平面的光程上的 第二個反射鏡上的入射角較小，第一個部分物鏡位於從物平 面到像平面的光程上的第二個反射鏡最好是凹面反射鏡。 本發明的物鏡（尤其是微影投影物鏡）的一種改良的實施方 式具有第三個部分物鏡（又稱為轉換組物鏡）。第三個部分物 鏡是由至少兩個反射鏡構成。—種特別有利的實施方式是第 三個部分物鏡是由兩個物鏡構成。第三個部分物鏡的任務是 將小孔隙的物鏡部分轉換成高孔隙的物鏡部分，也就是說調 整投影比例尺或投影係數。一種特別有利的方式是轉換組物 鏡的兩個反射鏡中有一個反射鏡是凸面反射鏡，另外一個反 射鏡是凹面反射鏡。如果將轉換組物鏡的兩個反射鏡命名為 第二個反射鏡及第四個反射鏡，這就表示第三個反射鏡是凸 面反射鏡，而第四個反射鏡是凹面反射鏡，或是表示第三個 反射鏡是凹面反射鏡，而第四個反射鏡是凸面反射鏡。 在微影投影系統的一種有利的實施方式中，第一個部分物鏡 將物平面成像在第一個中間像上，第三個部分物鏡將第一個 中間像成像在第二個中間像上，第二個部分物鏡將第二個中 間像成像在像平面内。為了盡可能縮小反射鏡穿孔，以便 將必要的遮蔽（尤其是光瞳遮蔽)保持在很低的程度，最好是 16 1308644 將開口（也就是反射鏡穿孔）盡可能的縮小。這樣做的好處是 在本發明的一種具有多個反射鏡的微影投影物鏡内，系統的 中間像會在各個部分物鏡間被成像在反射鏡穿孔附近。一種 特別有利的方式是在物理上第一個中間像位於第四個反射 鏡附近’以及在物理上第二個中間像位於第三個反射鏡附 近。所謂”在物理上位於附近”是指中間像到反射鏡表面頂點 沿著光學軸測得的距離小於物鏡的構造長度的1 /10。所謂物 鏡的構造長度是指沿著光學軸從物平面到像平面的距離。 如前所述’第三個部分物鏡會產生第二個中間像，由於第二 個中間像最好是位於第三個反射鏡附近，因此對像平面而言 通常是無法接近的。在考量必要的反射鏡厚度的前提下，第 二個中間像經由第二個部分物鏡被成像在像平面内的方式 要能夠維持在像平面之前具有足夠的工作距離。 第三個反射鏡的直徑及二次凹面反射鏡的直徑不應如US 2004/0114217 A1所述有很大的差異，而應該是屬於同一個 數量級。一種有利的實施方式是這兩個反射鏡的直徑大小僅 相差兩倍。 如果將第三個反射鏡的直徑及二次凹面反射鏡的直徑設計 成一樣大或是幾乎一樣大，則一種特別有利的實施方式是二 次凹面反射鏡的直徑dl、第三個反射鏡的直徑d2、第二個 中間像到二次凹面反射鏡的表面的距離zl、以及第二個中 17 1308644 間像到第三個反射鏡的表面的距離z2符合以下的比例關 係： dl/d2 与 zl/z2 也就是說dl/d2的比值與zl/z2的比值大致上是相等的。 上式中dl代表二次凹面反射鏡的直徑，d2代表第三個反射 鏡的直徑，zl代表第二個中間像到二次凹面反射鏡的表面 的距離，z2代表第二個中間像到第三個反射鏡的表面的距 離0 發明人發現，只要符合上面的比例條件，則系統的遮蔽就會 降到最低。尤其是可以防止光瞳遮蔽被放大的不利情況出 現。 本發明的一種特別有利的實施方式是將從物平面到像平面 的光程上倒數第四個反射鏡及最後一個反射鏡的鏡面設計 成雙鏡。這種雙鏡會用到一片基片的具有反光性的正面及反 面，並在雙鏡中置入一個孔隙開口（或是穿孔）。在這種雙鏡 中，基片的正面及反面都有蒸鍍上一個具有40個Mo/Si薄 膜組的高反光性（例如用於波長λ =13 nm之X射線微影）的 鑛層。在一個具有3個部分物鏡的系統中，倒數第四個反射 鏡就是第三個反射鏡，最後一個反射鏡就是從物平面到像平 18 1308644 面的光程上的二次凹面反射鏡。 這種雙鏡的優點是可以像透鏡一樣被生產及嵌入。雖然理論 上也可以使用由兩個反射鏡構成的設計，但是這兩個反射鏡 都必須以一種剛性很大的材料（例如碳化矽）製成。 一種有利的實施方式是將雙鏡的孔隙開口（也就是穿孔）製 作成圓錐形，以便達到盡可能縮小遮蔽的目的。 雙鏡構造的一個優點是可以達到很高的力學穩定性。 為了確保與像平面保持足夠的距離，在紫外線(uv)、深紫外 線(DUV)、以及VUV等波長範圍也可以使用一種曼金反射 鏡。 曼金反射鏡的構造可參見’’Lexikon der Optik”（光學百科全 籲書）第223頁的說明。 本發明的一種特別有利的實施方式是將從物平面到像平面 的光程上的第二個反射鏡製作成凹面反射鏡，以達到縮小光 線在反射鏡上的入射角的目的。 在本發明的另外一種特別有利的實施方式中，系統的孔隙光 圈及遮蔽光圈並非設置在同一個位置，而是設置在兩個彼此 19 1308644 共軛的光圈平面上，而且這兩個光圈平面同時又是投影物鏡 的入射光瞳的共軛平面（也就是所謂的光瞳平面）。 將遮蔽光圈及孔隙光圈設置在遠離反射鏡的位置的作法不 只可以產生光學上的優點，也可以產生機械學上的優點。直 接設置在反射鏡前面的孔隙光圈或遮蔽光圈會被光束穿過 兩次，因此無可避免的會出現光圈阻的現象，這對於成像品 質會造成不良的影響。從機械學的觀點來看，要將孔隙光圈 或遮蔽光圈設置在靠近反射鏡的位置是一件很困難的事，其 中一個原因是可供使用的空間十分狹窄，另外一個原因是設 置位置必須十分精確（也就是說公差極小）。如果是以在反射 鏡上鍍上一層抗反射膜的方式製作遮蔽光圈（如US 6750648 提出的方法），則如果要更換遮蔽光圈就必須將所有的反射 鏡一起換掉，這樣不但費事而且十分昂貴。孔隙光圈限定光 束的外緣及確定外半徑（也就是所謂的孔隙半徑），而與場無 關的遮蔽則是被遮蔽光圈定義，也就是光束的内半徑(從物 平面到像平面穿過投影系統的半徑）。 在本發明的一種特別有利的實施方式中，投影微影物鏡具有 第一個部分物鏡（就是所謂的場組物鏡）及第二個部分物 鏡，其中場組物鏡僅具有所謂的軸外反射鏡段，而第二個部 分物鏡則具有兩個凹面反射鏡。這種物鏡沒有第三個部分物 鏡，也就是說沒有具有供光束通過用的開口的反射鏡的轉換 組物鏡。這種物鏡的優點是由於沒有第三個部分物鏡，因此 20 1308644 可以省掉兩個反射鏡。這樣不但透光率會變大，而且也可以 降低製造的複雜度及生產成本。在這種物鏡中，轉換組的功 能是由場組物鏡及孔隙組物鏡本身來完成，也就是說由場組 物鏡及孔隙組物鏡自行完成從低孔隙的場組物鏡傳送到高 孔隙的孔隙組物鏡的工作。在這種實施方式中，場組物具= 有6個反射鏡，這6個反射鏡的一種可能的排列順序是凹面 反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡—凸面反射鏡—凸面反 射鏡一凹面反射鏡。這種物鏡的特別有利的實施方式可以達 到縮小主光線角及數值孔隙(NA)=：0.7的目的。 根據本發明的第二個觀點，本發明提出的物鏡系統要能夠辨 識出小於50 nm的圖形，尤其是以波長^193 nm(尤其是^ 157 nm，或最好是$100 rnn)的光線運作的物鏡系統要能夠 辨識出小於50 nm的圖形。為達到本發明的第二個觀點提出 的要求，因此本發明提出一種像側數值孔隙(NA)大於〇.7的 物鏡糸統。如果物鏡糸統的孔隙(NA)大於0.72更好，大於 0.80又更好，最好是大於0.90。 根據本發明的第二個觀點設計的物鏡至少具有8個反射 鏡，若是至少具有10個反射鏡則更好。此外，根據本發明 的第二個觀點設計的物鏡還可以具有一個像場尺寸大於〇1 mm的像場。 在一種特別有利的貝施方式中，一種具有高數值孔隙的物鏡 Ϊ308644 系統的特徵為主光線與中央場點所失的最大入射角在所有 的反射鏡上均小於30度。 根據本發明的第二個觀點設計的一種特別有利的物鏡系統 具有兩個部分物鏡系統，也就是第〜個部分物鏡系統及第二 個部分物鏡系統。 第一個部分物鏡系統的反射鏡最好都沒有中央開口，而且最 好是設置在投影物鏡的主軸外的位置。因此這些反射鏡都是 所謂的軸外反射鏡段。第一個部分物鏡系統也被稱為場組物 鏡0 第二個部分物鏡系統至少具有一個帶有中央開口的反射 鏡。第二個部分物鏡系統也被稱為孔隙組物鏡。 根據本發明的第二個觀點設計的第一種實施方式，場組物鏡 具有8個反射鏡，其中有6個反射鏡屬於第一個部分物鏡= 系統，2個反射鏡屬於第二個部分物鏡子系統。場組物^的 這8個反射鏡的一種有利的排列順序是凹面反射鏡一2面 反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反 射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡。由於場組物鏡具有8個反 射鏡’因此與場有關的像差能夠獲得很好的修正。 根據本發明的第二個觀點設計的第一種實施方式，孔隙組物 22 1308644 鏡具有2個反射鏡。 根據本發明的第二個觀點設計的第二種實施方式，場組物鏡 具有6個反射鏡’其排列順序為凹面反射鏡—凹面反射鏡— 凸面反射鏡—凹面反射鏡—凸面反射鏡—凹面反射鏡。場組 物鏡分為具有4個反射鏡的第―個部分物鏡子系統及且有2 個反射鏡的卜個部分物鏡m孔隙組物鏡分為具有2 個凹面反射鏡的第-個部分物鏡部分系統及具有2個凹面 春 反射鏡的第二個部分物鏡部分系統。在根據本發明的第二個 觀點設計的第二種實施方式的物鏡中總共會形成3個中間 像。根據本發_第二個觀點設計㈣二種實财式的物鏡 的-個特徵是可以在入射角很小的情況下達到很高的數值 孔隙。在根據本發明的第二個觀點設計的第二種實施方式的 物鏡中，主光線與中央場點所失的入射角小於3〇度。此外， 根據本發明的第二個觀點設計的第二種實施方式的物鏡的 I 另外一個特徵是反射鏡之間的漂移段很長。 根據本發明的第二個觀點設計的物鏡的第三種實施方式，場 組物鏡具有6個反射鏡，其排列順序為凸面反射鏡—凹面反 射鏡一凹面反射鏡一凸面反射鏡—凸面反射鏡一凹面反射 鏡。孔隙組物鏡分為第一個部分物鏡部分系統及第二個部分 物鏡部分系統。在孔隙組物鏡中的反射鏡的排列順序是凸面 反射鏡〜凹面反射鏡一凹面反射鏡—凹面反射鏡。第三種實 施方式的物鏡總共會形成3個中間像。第三種實施方式的物 23 1308644 鏡的特徵是具有很高的數值孔隙。 根據本發明的第三個觀點設計的物鏡系統至少具有8個反 射鏡，且其像側數值孔隙（NA)大於0.5(最好是大於0.7)，且 在從物平面到像平面的光程上最多形成一個中間像。 根據本發明的第三個觀點設計的另外一種實施方式，物鏡系 統具有兩個部分物鏡，且第二個部分物鏡系統至少具有一個 I 具有供光束通過用的開口的反射鏡。根據本發明的第三個觀 點設計的一種特別有利的實施方式，物鏡系統的特徵是主光 線與中央場點所夾的最大入射角在所有的反射鏡上均小於 30度，且最好是小於26度。 根據本發明的第三個觀點設計的物鏡的一種實施方式，第一 個部分物鏡系統只具有一個沒有中央開口的反射鏡，而且這 個反射鏡最好是設置在投影物鏡的主軸外的位置。因此這種 > 反射鏡就是所謂的軸外反射鏡段。第一個部分物鏡系統也被 稱為場組物鏡。 第二個部分物鏡至少具有一個有中央開口的反射鏡。第二個 部分物鏡系統也被稱為孔隙組物鏡。 在一種有利的實施方式中，場組物鏡具有6個反射鏡，其排 列順序為凸面反射鏡一凹面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反 24 1308644 射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡，且在光瞳内有一個中央遮 蔽，其所佔面積小於整個被照亮的光瞳面積的12%。這種實 施方式的一個優點是光瞳遮蔽很小，另外一個優點是入射光 瞳的頂焦距是負的。 因此這種實施方式可以讓照明系統少用兩個反射鏡，以提高 整個系統的透光率。 在另外一種有利的實施方式中，場組物鏡具有6個反射鏡， 其排列順序為凹面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反射鏡一凹 面反射鏡一凹面反射鏡一凸面反射鏡，其中第一個反射鏡的 曲率半徑大到可以將第一個反射鏡製作成平面反射鏡或凸 面反射鏡。在這種實施方式中，入射光瞳的頂焦距是負的， 因此在場組物鏡内的反射鏡表面上會出現很小的入射角（小 於26度）。 利用現有技術（不需要有發明行為）也可以製造出主光線在 光柵沿著平行於光學轴的方向前進的系統。為了能夠為這種 系統提供照明，必須應用一種傳輸掩膜，如果是應用一種反 光掩膜，則必須在光程上設置一個分光器或半透明的反射 鏡。 在一種有利的實施方式中，孔隙組物鏡具有兩個反射鏡，其 中第一個反射鏡最好是凸面反射鏡，第二個反射鏡最好是凹 面反射鏡。 25 1308644 間像正好位於場組物 本發明的一種特別有利的方式是使中 鏡及孔隙組物鏡之間。 -種特別有利的方式是在將光圈設置在孔隙組物鏡的第一 個反射鏡（域是第七個反射鏡）及孔隙組物鏡的第二個反 射鏡(也就是第八個反射鏡)之間。經由這_置方式就可以 將光圈以孔#光_方式安裝，原因是此時有足㈣安裝空 間可供使用。 另外種可㈣方式是將光圈設置在場組物鏡内靠近一個 反射鏡的位置，或是設置在一個反射鏡上。 本發明之物鏡（尤其是微影投影物鏡）的其他有㈣實施方 式及應用方式均記載於申請專利範圍之附屬項及其所屬的 圖式中。 • ,、、、 本說明描述的物鏡尤其適於作為微影投影曝光設備中的投 影物鏡。在微影投影曝光設備中，一個照明系統會照亮一個 帶有圖形的掩膜（光柵），然後再由投影物鏡將這個掩膜成像 在一片光敏基片上。這種微影投影曝光設備在現有文獻中已 有詳細的說明’例如 US 5212588、US 5003567、US645266卜 以及US 6195201中有關於超紫外線(EUV)微影用的微影投 影曝光設備的描述，US 6512641及EP 1069448中有關於波 長$193 nm用的微影投影曝光設備的描述。 26 1308644 微影投影曝光設備使用的照明系統以雙稜面照明系統為 佳’尤其是使用場稜面反射鏡的場棱面具有在光柵面上待照 冗的場的形狀的照明系統，也就是說如果在場稜面上待照亮 的場是一個環形場，則場稜面就是環形的。在這種系統中不 需要用到能夠形成場形狀的反射鏡。 微結構半導體元件的製造必須經過許多複雜的步驟。其中一 個十分重要的步驟是對光敏基片（晶圓）進行曝光，例如對塗 有光敏抗钱劑的矽基片進行曝光。在製造各個所謂的鍍膜或 鍍層時，投影物鏡會將相應的光柵成像在晶圓上。 本發明提出的物鏡（尤其是投影物鏡）具有以下說明的優 點，本發明的物鏡可以具有其中的一項優點或是同時具有數 項優點。 反光投影物鏡的優點是其像側數值孔隙很大。投影物鏡可以 具有很大的像侧數值孔隙，同時又能夠將照射在投影物鏡的 反光元件上的光線的入射角控制在相當小的程度。因此可以 降低反光元件反射的光線的強度變化，而不會像光線以較大 的入射角照射在一個或數個反光元件上的投影物鏡一樣，反 光元件反射的光線強度會有报大的變化。降低光線強度的變 化可以產生改善成像品質的效果。此外，在本說明書中描述 的若干種特定的貫施方式具有很大的像侧數值孔隙及相當 大的工作距離，因此能夠提供足夠的安裝空間（例如供設置 27 1308644 晶圓台用的空間），而且也很容易接近像平面。例如像側工 作距離可以達到15 mm或甚至更大。 此外’在若干種實施方式中，投影物鏡是像側遠心的。在若 干種特定的實施方式中，投影物鏡的反射鏡可以具有供光束 通過用的開口，因而能夠將光瞳遮蔽降到很低的程度。有若 干種知*定的實施方式的特徵是具有很高的辨識率。例如投影 物鏡可以辨識圖形寬度^ 5〇 nm的圖形。本發明的投影物鏡 不但可以達到這麼高的辨識率，Μ還可以具有很高的像: 數值孔隙。此種物鏡尤其適用於波長較短的光線範圍，例如 波長在lOnin至3〇mn之間的光線。 實施方式中， 度。 投影物鏡能夠提供像差很小的成像品質。在若干種實施方 中，投影物鏡有一個10 m又或更小的波前像差。在若^ 成像失真的情況能夠被修正到小於 "b *ίτ «4^ rl-» * 丨々里 nm的程 投影物鏡可以具有一個或多個光瞳平面， 遮蔽光圈帶入光瞳平面成為可能。

這使將孔隙光圈或 本5兒明書描述的投影物鏡可適用於許多不 =可見光的波長範圍或紫外線(uv)的波長 1308644 適用於某一個波長範圍。 在投影物鏡的若干種特㈣實施方式中，光線照在光柵上的 角度可以降到很小，同時又具有相當大的像側數值孔隙。例 如，照明系統照射在光栅上的角度可以小於1〇度（或更小）， 例如以與光學軸僅失7度的小角度射入，而投影物鏡的像侧 數值孔隙則是0.4或更大。

在若干種特定的實施方式中，投影物鏡具有可以降低照明系 統的複雜度的特性。例如在光程上投影物鏡的入射光瞳可以 位於物平面之前。換句話說就是從不同的場點發出的主光線 不淪是從主光線本來看或是從光學軸來看都是彼此分岔 的。因此投影物鏡的入射光瞳或照明系統的出射光瞳是可以 進入的’而無需在照明系統中另外設置一個將照明系統的出 射光瞳成像在&影減的人射光瞳所在位置上的光學組件 (例如望遠鏡系統）。 在^干種的實施方式中’投影物鏡在靠近光學軸與物平 =交會之處可以具有相當大的卫作m這個工作空間可供 安裝兀件之用’尤其是供安裝照明系統靠近光柵的元件之 4用。由於這個工作空間的存在，在若干種實施方式中可以將 投影物鏡在物理上最靠近物平面的反射料置在盘光學轴 的位置。在這一類的實施方式中，從光栅射向投 衫物鏡的弟-個反射鏡的光束可能會與從投影物鏡的第二 29 1308644 個反射鏡射向第三個反射鏡的光束相交 本發明的範圍亦包括以上所述所有特徵的組合，即 徵在前面的說財並未明確提及其與其他魏可能的= 方式’亦不影響這些可能的組合方式亦屬於本發明 σ 第la圖至第lp圖為在許多實施例中都有被用到的一般性定 義，以下將逐一說明其詳細内容。 第la圖顯示一個微影投影曝光設備（21〇〇)。微影投影曝光 設備(2100)具有一個光源(2110)、一個照明系統(212〇)、一個 投影物鏡(2101)、以及一個支承結構或工作面（213〇)。在第 la圖中還顯示一個卡氏標系統。光源(211〇)發出的光線進入 照明系統(2120)。照明系統(2120)會對來自光源(211 〇)的光線 施加影響，例如使光線均勻化，或是將光線的一道光束(2〗22) 轉向到一個設置在物平面（2103)内的掩膜（2140)上。投影物 鏡(2101)將從掩膜(2140)反射過來的光線成像在一個設置在 像平面（2102)内的基片表面（2150)上。光束(2152)位於投影物 鏡(2101)的像側。基片（2150)被放置在一個支承結構(2130) 上，其中支承結構(2130)可以使基片（2150)對投影物鏡(2101) 作相對移動，因此投影物鏡(2101)能夠將掩膜(2140)成像在 基片（2150)上的不同區域。 30 1308644 投影物鏡(2101)具有一個光學軸(2105)。如第1 a圖所示，投 影物鏡(2103)將掩膜(2140)未包括投影物鏡(21〇1)的光學軸 的部分成像在物平面（2102)内。在圖式中繪出的另外一種實 施方式也可以將位於投影物鏡的光學軸(HA)上的實物成像 在像平面（2102)内。光源(2110)發出的電磁輻射的工作波長 λ必須是微影投影曝光設備(2100)所應用的波長。在若干種 貫施方式中，光源(2100)是一種雷射光源，例如發出超紫外 線(EUV)輻射的雷射等離子體光源、發出波長248 nm的輻 射的KrF雷射、或是發出波長193 nm的輕射的ArF雷射。 另外一種可行的方式是使用非雷射光源，例如發出的光線在 電磁光譜的藍光或紫外線範圍（例如波長365 nm、280 nm、 或是227 nm)的發光二極體(LED)。 微景彡投影曝光設備的工作波長又位於電磁光譜的紫外線 (UV)或超紫外線(EUV)範圍。工作波長可以是$4〇〇 nm、$ 30〇nm、$200 nm、或最好是g100nm。例如本實施方式的 工作波長可以是193 nm、157 mn、或最好是13 nm(在超紫 外線的範圍）。 最好是能夠使用波長特別短的光線，原因是投影物鏡的辨識 率大致與所使用的工作波長成正比。如此同樣的投影物鏡只 要使用較短的工作波長就可以辨識出比使用較長的工作波 長時所能辨識的圖形更小的圖形。 31 1308644 照明系統(2120)具有能夠提供強度分佈十分均勻的准直光 線的光學元件。照明系統(2120)還具有能夠將光束(2122)轉 向到掩膜(2140)上的光學鏡組。在一種特別有利的實施方式 中’照明系統(2120)還具有能夠提供特定極化分佈的光束的 元件。 像平面（2103)到物平面（2102)的距離為L，這個距離又稱為 投影物鏡(2101)的構造長度BL。一般而言構造長度是由投 影物鏡(2101)的造型及投影曝光設備（21〇〇)所使用的工作波 長決定。在此處描述的實施方式中，構造長度大致在lm到 3 m之間，而且最好是在1 5m到2.5m之間。 若干種特定的實施方式的構造長度小於2 m、小於1.9 m、 小於1.8 m、小於1·7 m、小於1.6 m、或最好是小於1.5 m。 投影物鏡(2101)的投影係數相當於在物平面（2103)内的場的 尺寸與相應的在像平面（2102)内被成像的場的尺寸的比 值。在微影設備中被使用的投影物鏡通常都是縮小投影物 鏡，也就是說，成像的尺寸小於實物的尺寸。因此在若干種 實施方式中，投影物鏡(2101)可以在像平面（2102)内形成— 個尺寸被縮小的場，與在物平面内（2103)的尺寸相比，這個 場的尺寸被縮小的倍數為22倍、23倍、^4倍、-5倍、 ^6倍、27倍、28倍、29倍、或最好是g 1〇倍。當然 也可以設計出能夠將實物放大成像的投影物鏡，或是設計出 32 1308644 將實物以1比1的比例成像的投影物 鏡0 (U:顯像在像平 面 NA= n〇 * Sin0 max 〜Ί表^近基片（2150)的介質的折射指數。例如可能是 =II氣水、或疋真空等介質。㊀職代表投影物鏡⑺叫 的邊緣光線定義的角度。 才又办物鏡（2101)通常具有一個相當大的像侧數值孔隙 (NA)。例如在本發明的若干種實施方式中，投影物鏡(2ΐ〇ι) 的像侧數值孔隙(NA)大於0.4、尤其是大於〇 45、尤其是大 於0.5、尤其是大於〇.55、尤其是大於〇 6、尤其是大於〇 65、 尤其是大於0.7、尤其是大於0.75、尤其是大於〇 8、尤其是 大於0.85、尤其是大於〇.9。投影物鏡(21〇1)的辨識率通常 會隨著波長义及像側數值孔隙(NA)而改變。 投影物鏡的辨識率可以利用一個含有波長及像側數值孔隙 的關係式來估計. 33 1308644 R=k · λ/ ΝΑ 其中R代表投影物鏡能夠被辨識的最小尺寸，k代表一個被 稱為過程係數的無因次常數。過程係數k的大小受到不同因 素（例如抗蝕材料的極化特性）的影響，其大小通常介於0.4 至0.8之間，但是特殊應用的情況下，k也可能是小於0.4 或大於0.8。 在本發明的若干種實施方式中，投影物鏡(2101)具有相當高 的辨識率，也就是說，R的值相當的小’例如R小於或等於 150 nm、尤其是小於或等於130 nm、尤其是小於或等於100 nm、尤其是小於或等於75 nm、尤其是小於或等於50 nm、 小於或等於40 nm、尤其是小於或等於35 nm、尤其是小於 或等於32 nm、尤其是小於或等於30 nm、尤其是小於或等 於28 nm、尤其是小於或等於25 nm、尤其是小於或等於22 nm、尤其是小於或等於20 nm、尤其是小於或等於18 nm、 尤其是小於或等於17 nm、尤其是小於或等於160 nm、尤其 是小於或等於15 nm、尤其是小於或等於14 nm、尤其是小 於或等於13 nm、尤其是小於或等於12 nm、尤其是小於或 等於11 nm、或最好是小於或等於10 nm。 有多種不同的量化指標可以被用來描述投影物鏡(2101)產 生的圖像品質。 34 1308644 =如可以用測量或計算所產生的圖像與在理想的條件下以 高斯光學鏡組所能得到的圖像的偏差的方式來描述或量化 所產生的圖像品質。這種偏差通常被稱為像差。被用來描述 實際波剞與理想波前之間的偏差的一種量化指標是所謂的” 均方根”波前誤差，也就是所謂的RMS值WRMS。例如在” 光學系統手冊第2版第1冊，出版商：Michael Bass (McGraw Hill)，Inc. 1995，第 35.3 頁）就有關於 wRMS 的定 義。通常物鏡的WRMS值愈小，實際波前與理想波前之間的 偏差就愈小，因此圖像的品質就愈好。 在本發明的若干種有利的實施方式中，投影物鏡(2101)在像 平面内的Wrms值很小。例如投影物鏡(21〇丨）的Wrms值約 小於或等於0.1 λ、尤其是小於0.07又、尤其是小於〇 〇6入、 尤其是小於〇·〇5又、尤其是小於0.045又、尤其是小於〇 〇4 λ、尤其是小於0.035又、尤其是小於0 〇3又、尤其是小於 0.025又、尤其是小於0.02 λ、尤其是小於〇 〇15又、或最好 是小於0.015 λ。 另外一種可以被用來描述圖像品質的量化指標是所謂的像 場曲率（或稱為像場彎曲）。像場曲率的定義是隨場點而變化 的軸向焦平面位置的峰谷值(peak-t〇-valley-Wert)。在發明的 若干種有利的實施方式中，投影物鏡(21〇1)在像平面（21〇2) 内的成像具有相當小的像場曲率。例如投影物鏡(2丨〇丨）的像 侧像場曲率小於20nm、尤其是小於15 nm、尤其是小於12 35 1308644 nm、尤其是小於10 nm、 尤其疋小於9 nm、尤其是小於8 nm、尤其疋小於7 nm、尤复a ,认^ ^ +甘3丨^ 尤其疋小於6mn、尤其是小於5nm、 尤其疋小於4 nm、尤复县丨从， ，、 ’、於3 nm、尤其是小於2 nm、或 最好疋小於1 nm。 另卜種可以被用來描述投影物鏡的光學性

==失真(或稱為投影偏差)。圖像失真的定義是像 〜、理想的像點位置之間隨場點而變化的偏移量 的最大絕對值。在發明的若干種有利的實施方式中，投影物 鏡的圖像失A相當的小，例如小於或等於1()邮、尤立是小 於或等於9譲、尤其是小於或等於8nm、尤其是小於或等 於7 n日m、尤其是小於或等於6nm、尤其是小於或等於5腿、 尤其是小於或等於4 nm、尤其是小於或等於3 nm、尤其是 小於或等於2 nm、或最好是小於或等於1 nm。 如果使用的物鏡是一種反光式光學系統，則投影物鏡(21〇1) 具有許多反射鏡’這些反射鏡的設置方式是能夠反射從掩膜 (2140)通往基片（2150)的光線，以便將掩膜(2140)的圖像成像 在基片（2150)的表面上。下面描述的投影物鏡是一種具有特 殊構造方式的投影物鏡。一般而言反射鏡的數量、尺寸、以 及結構是由希望具有的投影物鏡(2101)的光學特性及投影 曝光設備(2100)的物理邊界條件所決定。 投影物鏡(2101)具有的反射鏡數量是可以改變的。通常反射 鏡的數量是隨者吾人對物鏡的光學特性的要求而改變。 36 1308644 在本發明的若干種特定的貫施方式中，投影物鏡(21 〇 1)至少 具有4個反射鏡、至少具有5個反射鏡、至少具有6個反射 鏡、至少具有7個反射鏡、至少具有8個反射鏡、至少具有 9個反射鏡、至少具有1〇個反射鏡、至少具有u個反射鏡、 或最好是至少具有12個反射鏡。在本發明的特別有利的實 施方式中，物鏡具有的反射鏡都是設置在物平面及條平面之 間’而且投影物鏡(2101)具有的反射鏡數量是偶數的，例如 4個反射鏡、6個反射鏡、8個反射鏡、或是1〇個反射鏡。 投影物鏡(2101)通常具有一個或數個具有正光焦度的反射 鏡。也就是說，反射鏡的反射段(也就是反射鏡的有用範圍） 具有一個凹面，因此這樣的反射鏡被稱為凹面反射鏡。投影 物鏡(2101)可以具有2個、3個、4個、5個、6個、或是更 多個凹面反射鏡。投影物鏡(2101)也可以有一個或數個具有 負光焦度的反射鏡，也就是說有一個或數個反射鏡的反射段 (也就是反射鏡的有用範圍）具有一個凸面，因此這樣的反射 鏡被稱為凸面反射鏡。在本發明的若干實施方式中，投影物 鏡(2101)可以具有2個、3個、4個、5個、6個、或是更多 個凸面反射鏡。 在本發明的若干種特定的實施方式中，投影物鏡(2101)内的 反射鏡的設置方式是能夠使從物平面（2103)發出的光線形 成一個或數個中間像。 1308644 本發明的實施方式具有一個或數個中間像及2個或數個光 瞳平面。本發明的一種有利的實施方式是在這些光瞳平面中 至少有一個光瞳平面是設置在物理上很靠近一個孔隙光圈 的位置。 通常反射鏡的構造是要能夠將投影物鏡工作波長為λ且以 某一個角度或是某一個角度範圍照射在反射鏡表面的光線 大部分反射回去。例如能夠將50%以上、尤其是60%以上、 尤其是70%以上、尤其是80%以上、或最好是90%以上照 射在反射鏡表面工作波長為λ的光線反射回去。本發明的若 干種實施方式中的反射鏡都具有一個多層層堆，這個層堆的 每一個層都是由不同的材料構成。這個層堆的構造方式是能 夠將照射在反射鏡表面的波長為λ的光線大部分反射回 去。這個層堆的每一層都具有約等於；1/4的光學厚度。這個 多層層堆的層數可以是大於或等於20、尤其是大於或等於 30、尤其是大於或等於40、或最好是大於或等於50。 通常是從適於微影設備的工作波長λ的材料中挑選製作多 層層堆的材料。例如由钥及梦或是由钥及鈹構成的交變的多 層層堆構成多層系統，以便使反射鏡能夠反射波長範圍在 10 nm至3 0 nm之間的光線(例如波長λ等於13 nm或11 nm 的光線）。 本發明的若干種特定的實施方式中的反射鏡是由石英玻璃 製作而成，這些反射鏡都只帶有一個鋁鍍層。在這個唯一的 38 1308644 域層上還覆蓋若干個介電層，這些介電層含有啦2、 LaF2、或是Al2〇3等適於波長約193 〇111之光線的材料。 通常被反射鏡反射回去的光線關是光線照射在反射鏡表 面的入射角的-個函數。由於成像光線會穿過反光投影物鏡 沿著許多不同的路徑傳播’因此光線在每—個反射鏡上的入 射角都疋可以邊化的。如第lc圖所示的反射鏡(23〇〇)的一 個子午線截面，也就是反射鏡(2300)的子午面。子午面是投 影物鏡的一個具有光學軸的面。反射鏡(2300)具有一個下凹 的反射鏡表面（2 3 01)。沿著不同路徑照射在反射鏡表面（2 3 〇 i) 上的成像光線包括如光線(2310，2320，2330)顯示的路徑。 光線(2310，2320，2330)各自照射在反射鏡表面（23〇1)上的 某一個部分。在反射鏡表面（2301)在這個範圍上的表面法線 具有不同的方向。在反射鏡表面（2301)在這個範圍上相對於 光線(2310，2320，2330)的表面法線方向是以直線(2311， 232卜 2331)表示。光線(2310，2320，2330)各自以 θ231〇、 © 2320、0 2330的角度照射在反射鏡表面上。 成像光線在投影物鏡(2100)内每一個反射鏡上的入射角度 都可以由許多不同的路徑來表示。其中一個可能的表示方式 是照射在投影物鏡(2101)的子午線截面内每一個反射鏡上 的光線的最大角度Θ max。這個最大角度㊀max通常會隨著投 影物鏡(2101)的不同反射鏡而變化。在本發明的若干種實施 方式中，投影物鏡的所有反射鏡的最大角度emax的最大值 39 1308644 Θ maximax}小於或4於乃度、尤其是小於或等於％度、尤其 疋小於或等於65度、尤其是小於或等於6〇度、尤其是小於 或等於55度、尤其是小於或等於％度、或最好是小於或等 =45度。在本發明的若干種實施方式中，最大角度㊀職的 最大值Θ max(max}相當的小，例如㊀max(max)可以是小於或等於 4〇度、尤其是小於或等於35度、尤其是小於或等於3〇度、 尤其是小於或等於25度、尤其是小於或等於2〇度、尤其是 小於或等於15度、尤其是小於或等於13度、或最好是小於 或等於10度。 另外-種描述特徵的可能方式是以在物平面内要照亮的場 的中央場點的主光束 在子午線截面内每-個反射鏡上的人射角‘來描述。在本 5兄明書的開頭部分 也有關於主光線角度eeR的說明。同樣的也可以將投影物鏡 内的一個最大角度 ㊀⑶加㈣定義為中央場點的最大主光線角度。這個最大角度 ㊀CR(max)可以是相當的 小。例如投影物鏡内的最大角度ecR㈣可以是小於35度、 尤其是小於30度、 尤其是小於25度、尤其是小於i5度、尤其是小於13度、 尤其是小於10度、尤 其是小於8度、或最好是小於5度。 40 1308644 此外’也可以用投影物鏡(2101)的子午線截面内的入射角度 的一個變化範圍來描 述投影物鏡(2101)内每一個反射鏡的特徵。入射角度㊀在每 一個反射鏡上可以 變化的範圍稱為ΑΘ。對每一個反射鏡而言，^㊀的定義都 疋角度㊀（max)及㊀（min) 之間的差，其中Θ扣⑷代表入射的成像光線在投影物鏡(2 的子午線截面内的一 個反射鏡表面上的最小入射角，㊀加叫代表入射的成像光線 在投影物鏡(2101)的子 午線截面内的一個反射鏡表面上的最大入射角。ΑΘ通常會 隨著投影物鏡(2101) 的不同反射鏡而變化。投影物鏡内的若干反射鏡的ΑΘ可以 是相當的小，例如 △ Θ小於1〇度、尤其是小於8度、尤其是小於5度、尤其 是小於3度、或最好 是小於2度。另外一種可能的情況是，投影物鏡内的若干反 射鏡的△Θ可以是相 當的大，例如△ θ大於等於20度、尤其是大於等於25度、 尤其是大於等於30 度、尤其是大於等於35度、或最好是大於等於40度。在本 發明的若干種實施方 式中，ΛΘ的最大值八㊀max可以是相當的小，也就是說入 射角度在投影物鏡(2101) 41 1308644 以是相當的 中所有反射鏡上的變化範圍Δθ的最大值可 小，例如△ emax小於25 於 度、尤其是小於12度、尤其是小於1〇度尤其日 度、尤其是小於7度、 ^疋 尤其是小於6度、尤其是小於5度、或最好是小於4度。 一般而言反光投影物鏡的構造要考慮反光元件對光程造成

的遮蔽’這和在雙極㈣統巾使用的透光元件騎2反 的。 反射鏡的構造和設置要讓穿過投影物鏡在光程内傳播的光 線能夠被引導通過一個反射鏡的開口（例如_個穿孔），或是 被引‘從個反射鏡的角洛通過。因此投影物鏡(2101)内的 反射鏡可以分成以下兩類： --帶有一個供光束通過用的開口的反射鏡 --沒有開口的反射鏡 例如第Id圖中的反射鏡(2600)就是帶有一個供光束通過用 的開口（2610)的反射鏡。反射鏡(2600)在投影物鏡(2101)内的 設置方式可以讓光學轴(2105)穿過開口（2610)。反射鏡(2600) 的形狀為圓形，直徑為D。直徑D的大小通常是由投影物 鏡(2101)的設計決定。在本發明的若干種實施方式中，直徑 D小於或等於15〇〇 mm、尤其是小於或等於1400 mm、尤其 42 1308644 是小於或等於1300 mm、尤其是小於或等於1200 mm、尤其 是小於或等於1100mm、尤其是小於或等於1000 mm、尤其 是小於或等於900 mm、尤其是小於或等於800 mm、尤其是 小於或等於700 mm、尤其是小於或等於600 mm、尤其是小 於或等於500 mm、尤其是小於或等於400 mm、尤其是小於 或等於300 mm、尤其是小於或等於200 mm、或最好是小於 或等於100 mm。 一般而言，投影物鏡(2101)内帶有開口的反射鏡的形狀可以 是圓形的，也可以是非圓形的。 非圓形的反射鏡的最大尺寸可以是小於1500 mm、尤其是小 於1400 mm、尤其是小於1300 mm、尤其是小於12〇〇 mm、 尤其是小於1100 mm、尤其是小於1000 mm、尤其是小於 900 mm、尤其是小於800 mm、尤其是小於700 mm、尤其 是小於600 mm、尤其是小於500 mm、尤其是小於4〇〇 mm、 尤其是小於300 mm、尤其是小於200 mm、或最好是小於 100 mm。 例如開口（2610)是一個直徑為D〇的圓形開口。直徑為d〇的 大小是由投影物鏡(2101)的設計決定。開口（261〇)的尺寸要 能夠讓從物平面（2103)到像平面（2102)的光線通過。 也可以將開口設計成一個非圓形的開口，例如設計成一個多 43 1308644 邊形開口、正方形開口、四方形開口、六邊形開口、或是八 邊形開口。也可以將開口設計成一個非圓形的彎曲形開口， 例如設計成一個橢圓形開口或是不規則彎曲的開口。 #圓形的開口的最大直徑可以是小於或等於0.75D、尤其是 小於或等於0.5D、尤其是小於或等於〇,4D、尤其是小於或 等於0.3D、尤其是小於或等於0.2D、尤其是小於或等於 0.1D、或最好是小於或等於〇.〇5D 〇在本發明的若干種實施 • 方式中’反射鏡帶有的非圓形開口的最大尺寸可以是小於或 等於50 mm、尤其是小於或等於45 mm、尤其是小於或等於 40 mm、尤其是小於或等於35 mm、尤其是小於或等於30 mm、尤其是小於或等於25 mm、尤其是小於或等於2〇 mm、 尤其是小於或等於15 mm、尤其是小於或等於10 min、或最 好是小於或等於5 mm。 如果投影物鏡(2101)具有一個以上帶有開口的反射鏡，不同 ® 反射鏡帶有的開口可以是相同形狀的開口，也可以是不同形 狀的開口。此外，在不同的反射鏡上供光線通過的開口可以 具有相同的尺寸，也可以具有不同的尺寸。 第le圖中的反射鏡(2660)是一個沒有開口的反射鏡。反射 鏡(2660)具有環形段的形狀。反射鏡(2660)的形狀相當於一 個假想的直徑為D的反射鏡(2670)的一個環形段。反射鏡 (2660)的最大尺寸（在X方向上的尺寸）為Μ X。在本發明的 44 1308644 若干種實施方式中，Mx可以是小於或等於i5〇〇mm、尤其 是小於或等於1400 mm、尤其是小於或等於i3〇〇mm、尤其 是小於或等於1200 mm、尤其是小於或等於11〇〇 mm、尤其 是小於或等於1000 mm、尤其是小於或等於900 mm、尤其 是小於或等於800 mm、尤其是小於或等於700 mm、尤其是 小於或等於600 mm、尤其是小於或等於5〇〇 mm、尤其是小 於或等於400 mm、尤其是小於或等於3〇〇 mm、 尤其是小於或等於200 mm、或最好是小於或等於1〇〇 mm。 反射鏡(2660)以子午線(2675)為中心呈現對稱關係。反射鏡 (2660)在沿著子午線(2675)方向上的尺寸為My。My可以是 大於Μ x，也可以是小於μ x。在本發明的若干種實施方式 中’ My大於或等於〇.imx、尤其是大於或等於〇 2 μ x、 尤其是大於或等於0.3 Μ x、尤其是大於或等於〇 4 μ x、尤 其是大於或等於0.5

Mx、尤其是大於或等於〇.6 Mx、尤其是大於或等於〇.7 Μ • X、尤其疋大於或等於0.8ΜΧ、或最好是大於或等於〇.9Μχ。 另外一種可能的情況是在本發明的若干種特定的實施方式 中，My大於或等於Μ μ χ、尤其是大於或等於μ χ、 或是在2 Μ χ至1〇 Μ χ之間。M y可以是小於或等於1000 mm、尤其是小於或等於900 mm、尤其是小於或等於800 mm、尤其是小於或等於700 mm、尤其是小於或等於600 mm、尤其是小於或等於500 mm、尤其是小於或等於400 mm、尤其是小於或等於300 mm、尤其是小於或等於200 45 1308644 mm、或最好是小於或等於1 〇〇 mm。 沒有開口的反射鏡可以設置在被光學軸（2105)穿過的位 置，也可以設置在未被光學轴(2105)的位置。 一般而言在設計投影物鏡(2100)時可以將投影物鏡(2100)設 計成具有不同形狀及不同尺寸的反射鏡。在本發明的若干種 實施方式中’投影物鏡的每一個反射鏡的最大尺寸可以是小 於或等於1500 mm、尤其是小於或等於14〇〇 mm、尤其是小 於或等於1300 mm、尤其是小於或等於uoomm、尤其是小 於或等於1100mm、尤其是小於或等於、尤其是小 於或等於900 mm、尤其是小於或等於8〇〇mm、或最好是小 於或等於700 mm。 在本發明的若干種特定的實施方式中，投影物鏡(21〇1)具有 2個、3個、4個、5個、6個、或是更多個沒有開口的反射 鏡，而且這些反射鏡的設置方式能夠將實物成像，例如將實 物成像於-個像平面(2關或成像於—個中間像平面。如果 投影物鏡(21〇1)具有-個或一個以上的反射鏡組，則稱這些 反射鏡組為部分物鏡或部分系統。 一 投影物鏡(2101)可以具 鏡可以具有1個部分物 或是更多個部分物鏡。 在本發明的若干特定的實施方式中， 有一個以上的部分物鏡。例如投影物 鏡、3個部分物鏡、4個部分物鏡、 46 1308644 第If圖的部分物鏡(2400)就是部分物鏡的一個例子。部分物 鏡（2400)具有反射鏡（2410，2420，2430，2440)，反射鏡 (2410,2420’ 2430’ 2440)的設置方式使相應於物平面（2103) 或一個中間物平面的物平面（2403)的光線能夠成像到一個 相應於像平面（2102)或一個中間像平面的像平面（2402)内。 反射鏡(2410 ’ 2420，2430，2440)的反射面是反射鏡軸向對 稱的表面的部分，也就是將反射鏡的其餘表面部分去除後剩 下的部分，之所以要將其餘的表面去除是為了要讓出一條供 成像光線通過的路徑。反射鏡的反射面就是光線照射在反射 鏡上的部分’這個部分又稱為反射鏡的有效範圍。在穿過投 影物鏡的光線的路徑（也就是光程）上的第一個反射鏡是設 置在最靠近像平面（2402)的反射鏡(2420) ’在光程上的第二 個反射鏡是設置在最靠近物平面（2403)的反射鏡(2410)。 在第lg圖顯示的另外一種可行的實施方式中，部分物鏡 (2450)具有反射鏡(2460，2470，2480，2490)，反射鏡(2460， 2470，2480，2490)的設置方式使相應於物平面（21〇3)或一個 中間物平面的物平面（2453)的光線能夠成像到一個相應於 像平面（2102)或一個中間像平面的像平面（2452)内。構成部 分物鏡(2400)的反射鏡(2460，2470，2480，2490)是反射鏡 軸向對稱的表面的部分，也就是將反射鏡的其餘表面部分去 除後剩下的部分，之所以要將其餘的表面去除是為了要讓出 一條供成像光線通過的路徑，也就是說圖式中僅繪出反射鏡 的反射面（也就是所謂的有效範圍）。在光程上的第三個反射 47 1308644 鏡(2480)是設置在最靠近像平面（2405)的反射鏡，在光程上 的第二個反射鏡(2460)是設置在最靠近物平面（2453)的反射 鏡。 部分物鏡(400)及部分物鏡(450)都是由沒有開口的反射鏡所 構成。另外一種部分物鏡則是由帶有開口的反射鏡所構成。 第lh圖中的部分物鏡(2500)是由反射鏡(2510, 2520)所構 成，其中反射鏡(2510)帶有一個開口（2511)。部分物鏡(2500) 的構造方式能夠將光線成像在相應於像平面（210 2)或一個 中間像平面的像平面（2502)内。 第Π圖中的部分物鏡(2550)也是由帶有開口的反射鏡所構 成。部分物鏡(2550)具有反射鏡(2560，2570)，其中反射鏡 (2560)帶有一個開口（2561)，反射鏡(2570)帶有一個開口 (2571)。部分物鏡(2550)的構造方式能夠將光線成像在相應 於像平面（2102)或一個中間像平面的像平面（2552)内。 有使用帶有開口的反射鏡的部分物鏡會造成部分物鏡的部 分光曈被遮蔽。因此具有—備這種部分物鏡的投影物鏡 (2101)具有_個遮蔽光瞳。投影物鏡⑽⑽光瞳被遮蔽程 度可以用RQbs來表不’ 4代表投影物鏡⑽丨)的孔隙半徑 在投影物鏡(2UM)的-個子午線截面内或子午面内被遮蔽 的4刀。由於系統對光學軸具有旋轉對稱性，因此只需計算 在子午面内的親半徑。在具有—個或數個帶有開口的反= 48 1308644 鏡的實施方式中’投影物鏡(21〇1)的光瞳遮 敝極低。例如尺0bs 與孔隙半彳空的比例可以是小於或等於3〇%、尤其是小於或等 於25%、尤其是小於或等於22%、尤其是小於或等於20%、 尤其是小於或等於18%、尤其是小於或等於15%、尤其是小 於或等於12%、尤其是小於或等於10〇/〇 在本發明的若干種實施方式中，投影物鏡(21〇1)具有一個或 數個光瞳平面，這些光瞳平面在物理上具有可接近性，也就 是說可以將一個遮光元件（例如遮光板）設置在光瞳平面 内’而且光學軸(21〇5)會穿過光瞳平面。 在光曈平面内設置一個遮光元件或遮光板可以形成一個與 場無關的光瞳遮蔽。 遮光板最好是由一種不會反射波長為工作波長λ的光線的 材料或鍍模構成，也就是說，這種材料或鍍膜會吸收波長為 工作波長λ的入射光線。遮光板的設置最好能夠防止任何散 射光線進入系統内。第lj圖中的反射鏡(2910)係設置在投影 物鏡(2101)的一個光瞳平面内，且在其反射鏡表面上有一個 遮光板(2912)，例如由一種不會反射波長為λ的光線的鍍層 構成的遮光板(2912)。遮光板(2912)會阻斷沿著特定路徑傳 播的光線。第lj圖中共對有3道光線(2921，2922，2923)。 光線(2921，2923)照射在反射鏡(2910)的反射部分，而光線 (2922)則照射在遮光板(2912)上。因此反射鏡(2910)會將沿著 49 1308644 路fe(292卜2923)傳播的光線反射到設置在絲上的另外〜 個反射鏡(292G)。沿著路經(2922)傳播的光線則會被遮光板 (2912)阻斷。 本發明的若干種特定的實施方式是將遮光板設置在投影物 鏡(2101)内的反射鏡之間。例如可以將遮光板設置在一個未 與投影物鏡内的其他反射鏡表面重合的光瞳平面内。如第 lk圖所示，遮光板(2926)係設置在反射鏡(2910)及反射鏡 (2920)之間，其作是阻斷沿著反射鏡之間的特定路徑傳播的 光線。可以利用一道穿過反射鏡(2910)的開口（2924)的辅助 光線(292 8)確定遮光板的位置。 第11圖及lm顯示設置遮光板的另外一種方式。這種方式是 將遮光板(2930)設置在反射鏡(2910)及反射鏡(2920)之間，並 由一個内徑大於投影物鏡的孔隙的固定環(2932)將遮光板 (2930)固定在其所在的光瞳平面内。遮光板(2930)是經由徑 向懸掛裝置(2934)被固定在一個環形的框架單元(2932)上。 懸掛裝置(2934)的設置及構造方式並不會阻斷主要光線。 本發明的若干特定的實施方式可以在不必更換投影物鏡内 的反射鏡的情況下，將設置在光瞳平面内的遮光板移除，或 是更換其他的的遮光板。 本發明的若干特定的實施方式可以將遮光板設置在透光的 50 1308644 光學元件上。例如可以將遮光板固定在一個以對工作波長具 有足夠的透光性且具有足夠的機械強度 的材料製成的透光的平面元件上。 例如可以將這種處理遮光板的方式應用在工作波長λ位於 電磁光譜的可見光範圍内的實施方式中°在這種波長位於電 磁光譜的可見光範圍内的情況下’可以經由在一個具有足夠 尺寸的平坦玻璃元件上加上鍍層或設置一個遮光板的方式 • 形成所需的遮光板，此平坦的玻璃元件係固定在物鏡(2101) 的本體上。 例如可以將這種遮光板應用在投影物鏡(2101)的反射鏡中 至少有一個反射鏡帶有一個供光線通過的開口的實施方式 中。一般而言，遮光板的尺寸是可以變化的。本發明的若干 種特定的實施方式是盡可能選擇最小尺寸的遮光板，以便能 夠提供一個與場無關的投影物鏡的出射光瞳的遮蔽作用。在 若干實施方式中，遮光板的徑向尺寸與光瞳孔隙的半徑的比 值可以是小於或等於60%、尤其是小於或等於55%、尤其是 小於或等於50%、尤其是小於或等於45%、尤其是小於或等 於4〇%、尤其是小於或等於35%、尤其是小於或等於30%、 尤其是小於或等於25%、或最好是小於或等於20%。 S投影物鏡(2101)的場的形狀是可以改變的。在本發 、右干種實施方式中，場的形狀可以是圓弧狀的，例如一 51 1308644 個裱形奴的形狀，也就是所謂的環形場。例如一個具有由沒 $開口的反射鏡構成的部分物鏡的投影物鏡可以具有一個 %形％。例如前面提及的具有部分物鏡(24〇〇，245〇)的投影 =鏡可以具有—個環形場。第lf圖顯示—個環形場或環形 段(2700)。環形段(27〇〇)可以用在X方向上的尺寸ο"在y 方向上的尺寸Dy、以及一個徑向尺寸Dr來描述。Dx及Dy 代表場的尺寸’也就是說分別代表場沿著 X方向及y方向的 尺寸。Dx、Dy、以及Dr的大小將在以下的描述中說明。例 如，平面内一個DX=18 mm及Dy=l mm的場的尺寸為18x1 mm。Dr代表環形段的半徑，也就是從光學軸(21〇5)到環形 段(2700)的内邊界的距離。環形段(2700)以一個與y-z平面 的平行的平面（也就是線(2710)代表的平面）為中心呈對稱關 係。一般而言，Dx、Dy、以及Dr的大小是可以變化的，主 要是視投影物鏡(2101)的設計而定。，Dx通常大於Dy。Dx、 Dy、以及Dr在物平面（2103)及像平面（2102)内的相對大小會 隨著投影物鏡(2101)的放大或縮小而改變。在若干種實施方 式中’在像平面（2103)内的Dx相當的大。例如在像平面（2102) 内的Dx可以是大於1 mm、尤其是大於3 mm、尤其是大於 4 mm、尤其是大於5 mm、尤其是大於6 mm、尤其是大於7 mm、尤其是大於8 mm、尤其是大於9 mm、尤其是大於10 mm、尤其是大於11 mm、尤其是大於12 mm、尤其是大於 13 mm、尤其是大於14 mm、尤其是大於15 mm、尤其是大 於18 mm、尤其是大於20 mm、或最好是大於25 mm。在像 平面（2102)内的Dx可以是介於0.5 mm至5 mm之間，例如 52 1308644 小於或專於1 mm、尤其是小於或等於2 mm、尤其是小於或 等於3 mm、或最好是小於或等於4 mm。在像平面（2102)内 的Dr通常是介於〇1〇 mm至5 0 mm之間，例如大於或等於 15 mm、尤其是大於或等於2〇 mm、尤其是大於或等於25 mm、或最好是大於或等於mm。此外，在第in圖中還顯 示環形段(2700)的中央場點（2705)。 一般而言如果採用其他形狀的場，投影物鏡(21〇1)在像平面 (2102)内的場尺寸可以是大於1 mm、尤其是大於3 mm、尤 其是大於4 mm、尤其是大於5 mm、尤其是大於6 mm、尤 其是大於7 mm、尤其是大於8 mm、尤其是大於9 mm、尤 其是大於10 mm、尤其是大於11 mm、尤其是大於12 mm、 尤其是大於13 mm、尤其是大於14 mm、尤其是大於15 mm、尤其是大於18 mm、尤其是大於20 mm、或最好是大 於 25 mm。 投影物鏡(2102)的實施方式具有一個相當大的像侧自由工 作距離。所謂像侧自由工作距離是指像平面（2102)及幾何位 置最靠近像平面（2102)的反射鏡的反射面之間的最短距 離。如第1〇圖顯示的反射鏡(2810)就是幾何位置最靠近像 平面（2102)的反射鏡。光射會資反射鏡(2810)的表面（2811) 被反射回去。在本發明的若干種實施方式中，像側自由工作 距離(Dw)大於或等於25 mm、尤其是大於或等於30 mm、尤 其是大於或等於35 mm、尤其是大於或等於40 mm、尤其是 53 1308644 大於或等於45 mm、尤其是大於或等於5〇mm、尤其是大於 或等於55 mm、尤其是大於或等於60 mm、或最好是大於或 等於65 mm。工作距離夠大是一個有利的條件’因為工作距 離夠大就可以將基片（2150)的表面設置在像平面（2102)内’ 而不會觸及反射鏡(2810)朝向像平面（2120)的那個面。 同樣的，物侧自由工作距離是指物平面（2103)及投影物鏡 (2101)内幾何位置最靠近物平面（2103)的反射鏡的反射面之 間的最短距離。在本發明的若干種實施方式中’投影物鏡 (2101)具有一個相當大的物側自由工作距離。例如投影物鏡 (2101)的物側自由工作距離大於或等於50 mm、尤其是大於 或等於100 mm、尤其是大於或等於150 mm、尤其是大於或 等於200 mm、尤其是大於或等於250 mm、尤其是大於或等 於300 mm、尤其是大於或等於350 mm、尤其是大於或等於 400 mm、尤其是大於或等於450 mm、尤其是大於或等於500 mm、尤其是大於或等於550 mm、尤其是大於或等於600 mm、尤其是大於或等於650 mm、尤其是大於或等於700 mm、尤其是大於或等於750 mm、尤其是大於或等於800 mm、尤其是大於或等於850 mm、尤其是大於或等於900 mm、尤其是大於或等於950 mm、或最好是大於或等於1000 mm。對必須能夠進入投影物鏡(2101)及物平面（2103)之間的 空間的實施方式而言，具有相當大的物側工作距離夠大是一 個有利的條件。例如在掩膜（2140)具有反射性的實施方式 中’由於必須將掩膜(2140)朝向投影物鏡(21〇1)的那個面照 54 1308644 亮，因此在投影物鏡(2101)及物平面之間需要有足夠的空 間，以便讓掩膜(2140)能夠在一個特定的照明角度下被照明 系統(2120)照党。此外’在萬計微影投影物鏡的其他部分 日守’較大的物侧自由工作距離還可以讓設計工作且有較大的 彈性’例如有足夠的空間可以用來固定投影物鏡(2 1 〇 1)的其 他元件’以及能夠提供掩膜(2140)的支承結構足夠的空間。 在本發明的若干種實施方式中’幾何位置最靠近物平面 (2103)的反射鏡的定位方式是使其與光學軸(2105)之間相隔 一較大的距離。也就是說’光學軸(2105)不會穿過幾何位置 最靠近物平面P103)的反射鏡。第lp圖顯示的就是這種實 施方式。第lp圖中的系統具有4個反射鏡(2941，2942， 2943,2944)，其中反射鏡(2941)被設置在最靠近物平面（21〇3) 的位置。從第lp圖可看出，距離(2946)為反射鏡(2941)與光 學軸(2105)之間的最小距離。 在本發明的若干種實施方式中’距離(2496)可以是大於或等 於50 mm、尤其是大於或等於60 mm、尤其是大於或等於 70 mm、尤其是大於或等於80 mm、尤其疋大於或等於90 mm、尤其是大於或等於100 mm、尤其是大於或等於11〇 mm、尤其是大於或等於120 mm、尤其疋大於或等於130 mm、尤其是大於或等於140 mm、尤其疋大於或等於150 mm、尤其是大於或等於160 mm、尤其是大於或等於170 mm、尤其是大於或等於180 mm、尤其是大於或等於190 55 1308644 mm、尤其是大於或等於2〇〇 mm、尤其是大於或等於220 mm、尤其是大於或等於24〇 mm、尤其是大於或等於26〇 mm、尤其是大於或等於28〇 mm、或最好是大於或等於3〔 mm、尤其是大於或等於210 mm、尤其是大於或等於230 mm、尤其是大於或等於250 mm、尤其是大於或等於270 mm、尤其是大於或等於290 )mm ° 反射鏡與光常轴之間隔著一個相當大的距離(2494)是一個 很有利的條件’因為這樣可以為靠近光學軸(21〇5)穿過物平 面（2103)的位置提供很大的空間。這個空間可以被用來設置 曝光設備或微影設備的其他元件，例如設置照明系統的一個 或多個光學元件，或是設置一個增光投射反射鏡(也就是所 謂的增光投射元件）。被投影物鏡成像的若干光線沿著光程 (2947)傳播。這些光線是按照以下的順序穿過反射鏡或照射 在反射鏡上：反射鏡(2942)—反射鏡(2941)—反射鏡(2943— 反射鏡(2944))。在子午面内光程(2947)在反射鏡(2942)上被 反射之前會先在反射鏡(2941)及反射鏡(2943)之間與本身相 交。 投影物鏡(2101)的構造方式通常是要使掩膜(2140)的主光線 聚焦到光學軸(2105)、從光學軸(2105)發散、或是平行於光 學軸(2105)。換句話説就是可以根據投影物鏡的設計改變投 影物鏡(2101)的入射光瞳相對於物平面（2103)的位置。在本 發明的若干種實施方式中，物平面（21〇3)係位於投影物鏡 56 1308644 (2101)及及投影物鏡(2101)的入射光瞳之間。另外一種可行 的實施方式則是將投影物鏡(2101)的入射光瞳設置在物= 面（2103)及投影物鏡(2101)之間。 可以將照明系統(2120)的出射光瞳設置在投影物鏡(21〇1)的 入射光瞳的位置。在本發明的若干種特定的實施方式中，照 明系統(2120)具有一個望遠鏡系統，這個望遠鏡系統能夠將 照明系統(2120)的出射光瞳投影在投影物鏡(21〇1)的入射光 瞳所在的位置上。另外一種可行的實施方式則是將照明系統 (2120)的出射光瞳設置在投影物鏡(2101)的入射光瞳的範圍 内，因此照明系統(2101)不需要擁有望遠鏡系統。例如將物 平面（2103)設置在投影物鏡(2101)及投影物鏡(2101)的入射 光瞳之間，使照明系統(2120)的出射光瞳與投影物鏡(2101) 的入射光瞳重合，因此就無需在照明系統内設置一個望遠鏡 系統。 通常可以利用市售的光學設計軟體(例如ZEMAX、OSLO 、 Code V)來設計投影物鏡(2101)。設計步驟是先確定波長、 場量、以及數值孔隙’以便將投影物鏡需要的光學特性最優 化，例如波前誤差、遠心性、均勻性、以及失真性等。以下 將以本發明的實施方式為例對本發明的内容作進一步的說 明。 第lq圖顯示的第一種實施方式是一個具有8個反射鏡的系 57 1308644 統，數值孔隙(NA)=0.54，工作波長13.4nm。投影比例尺為 6 ’也就是說在像平面内的圖像與實物相比被縮小了 6倍， 辨識率為15 nm。 像場在像平面内的尺寸為13 X 1 mm2，也就是說Dx==i3 mm，Dy=l mm，Dr=20 mm。像側 WRMS=〇.〇24 又，像側場— 曲（也就是像場曲率)=3 nm。系統的結構長度為1475 mm。 第lq圖還繪出座標系統的X、y、以及z方向。第lq圖的 圖面為座標系統的y-z平面，由於y-z平面（圖面）將投影物 鏡的光學轴包括在内，因此y-z平面（圖面）是一個子午面。 本發明的這種實施方式的投影物鏡具有3個部分物鏡，也就 是第一個部分投影物鏡（100)、第二個部分投影物鏡(2〇〇)、 以及第三個部分投影物鏡(300)。第一個部分投影物鏡（1 〇〇) 具有4個反射鏡(SI，S2，S5，S6)。從物平面（1〇)到像平面 (20)的光程看過去，反射鏡(S1)是一個凹面反射鏡，反射鏡 (S2)是一個凸面反射鏡’反射鏡(S5)是一個凸面反射鏡，反 射鏡(S6)是一個凹面反射鏡。第一個部分物鏡的投影係數是 1.77倍。一個孔隙光圈B設置在反射鏡(S5)上。光栅置於物 平面（10)内。各反射鏡段以均以光學軸(HA)中心呈現旋轉對 稱的關係’糸統的總長度(也就是從物平面（10)到像平面（2〇) 的距離)稱為結構長度(BL)。第一個部分物鏡（又稱為場組物 鏡)至少具有2個反射鏡，也就是反射鏡(si)及反射鏡(S2)。 58 1308644 第lq圖中僅繪出反射鏡(S1)及反射鏡(S2)的軸外段部分，也 就是容許修正與場有關的像差的轴外反射鏡段。在第lq圖 的實施方式中’第一個部分物鏡（1〇0)連接一個轉換組物 鏡，也就是第三個部分物鏡(300)。第三個部分物鏡具有2 個反射鏡，也就是反射鏡(S3)及反射鏡(S4)，其中反射鏡(S3) 是一個凸面反射鏡，反射鏡(S4)是一個凹面反射鏡。 這種實施方式會在凹面反射鏡(S4)内或附近形成投影物鏡 的一個中間像(Z1)，以及在凸面反射鏡(S3)附近形成投影物 鏡的一個中間像(Z2)。 第三個部分物鏡(轉換組物鏡）的投影係數為2 88倍。第三個 部分物鏡連接一個所謂的中斷組物鏡，也就是第二個部分物 鏡(200)。第二個部分物鏡(200))的投影係數為倍。 第一個部分物鏡(2〇〇)具有2個反射鏡，而且這2個反射鏡 都是凹面反射鏡。第二個部分物鏡(200)具有的2個反射鏡 分別疋一次凹面反射鏡(SK1)及二次凹面反射鏡(sk2)。反射 鏡(S3)具有一個孔隙開口（A1)’二次凹面反射鏡(SK2)具有一 個孔隙開口（A2)，一次凹面反射鏡(SK1)具有一個孔隙開口 (A3)，反射鏡(S4)具有一個孔隙開口（A4)。因此第lq圖顯示 的投影物鏡的反射鏡(S3，S4，SKI，SK2)均為本發明所謂 的帶有一個供光束通過用的開口的反射鏡。此外，反射鏡 (S3，S4，SKI，SK2)也構成本發明所謂的第二個子物鏡， 59 1308644 第一個子物鏡的所有反射鏡都帶有一個供光束通過用的開 口的物鏡。因此而形成的可供使用的與場無關的遮蔽半徑相 當於孔隙半徑的43%。 反射鏡(SI ’ S2，S5，S6)構成本發明所謂的第一個子物鏡， 也就是所有的反射鏡都沒有供光束通過用的開口的物鏡，也 就是說是由沒有開口的反射鏡所構成的物鏡。

從第lq圖可以清楚的看出’由於最靠近像平面(2〇)的反射 鏡（SK1)是一個凹面反射鏡，因此一次凹面尺μ (V3)及像平面（20)之間的距離(A)就是像側 工作距離大於12 mm、尤其是大於15 mm、 40 mm。物侧自由工作距離為1 〇〇 點 久射鏡(SKI)的頂 作距離。像側 或最好是大於 mm

第二個部分物鏡(200)將第二個 内0 中間像吻成像在像平面(2〇) 從投影比例尺的相對大小可以清楚的看出在第 —卜 方式中，第三個部分物鏡將低孔隙物鏡部分爲< " ^ v ± t 吐 刀及鬲孔隙物鏡部 /刀連接在一起。因此第三個部分物鏡又稱為轉換組物鏡。 在中央場點傳播的主光線在反射鏡(S1，S2，ο； S3 ， S4 ， S5 ， S6，SKI，SK2)中的一個反射鏡上的最大入射 ^ ^ 、，，， 啊角度 Θ CR(max) 為33.8度。母一道光線在各反射鏡(SI，S2， ， S4 ， S5 ， 60 1308644 圖式簡單說明 以下配合圖式及若干種實施方式對本發明的内容作進一步 的說明，但是本發明的範圍絕非僅限於以下說明的實施方 式。從以下舉例說明的實施方式中也可以看出本發明的其他 優點及特性。 第la圖：一種微影投影曝光設備的示意圖。 第lb圖：照射在像平面的一個實物上的光線錐體。 第lc圖：反射鏡表面的一個截面，穿過投影物鏡的光線有 多道光束照射在這個截面上。 第Id圖：具有一個供光束通過用的開口的反射鏡的一個例 子。 第le圖：沒有供光束通過用的開口的反射鏡的一個例子。 第If圖：在子午面上的部分物鏡的一個例子。 第lg圖：在子午面上的部分物鏡的另外一個例子。 第lh圖：由在子午面上有一個開口的反射鏡構成的部分物 鏡的一個例子。 第li圖：由在子午面上有一個開口的反射鏡構成的部分物 鏡的另外一個例子。 第lj圖：在一個反射鏡上具有遮蔽光圈的投影物鏡的構造。 第lk圖：具有位於光程上兩個反射鏡之間的遮蔽光圈的投 影物鏡的構造。 第11圖一第m圖：具有位於光程上兩個反射鏡之間的遮蔽 光圈的投影物鏡的構造及固定裝置。 161 1308644 第ln圖：環形場的-個例子，例如在像平面内的-個環形 場。 第1〇圖：像側自由工作距離的定義。 第lp圖·在-個物鏡部分内具有交叉絲的投影物鏡的構 造。 第lq圖.8個反射鏡系統的第一種實施方式，數值孔隙 (ΝΑ)=0·54，放大倍數6。 第2圖：8個反射鏡系統的第二種實施方式’數值孔隙 (ΝΑ)=0.5，放大倍數4。 第3圖：8個反射鏡系統的第三種實施方式，數值孔隙 (ΝΑ)=0.5，放大倍數5。 第4圖：8個反射鏡系統的第四種實施方式，數值孔隙 (ΝΑ)=0.5，放大倍數6。 第5圖.8個反射鏡系統的第五種實施方式，數值孔隙 (ΝΑ)=0.5，放大倍數8。 第6a圖：8個反射鏡系統的第六種實施方式，數值孔隙 (NA)=0.6，放大倍數8。 第6b圖：8個反射鏡糸統的第七種實施方式，數值孔隙 (NA)=0.6，放大倍數8。 第6c圖：8個反射鏡糸統的第八種實施方式，數值孔隙 (NA)=0.6，放大倍數8。 弟6d圖.8個反射鏡糸統的弟九種實施方式，數值孔隙 (ΝΑ)=0·6，放大倍數8。 第6e圖：8個反射鏡糸統的第十種實施方式，數值孔隙 162 1308644 (NA)=0.7，放大倍數8。 第7圖：10個反射鏡系統的第一種實施方式，數值孔隙 (NA)=0.75，放大倍數8。 第8圖：10個反射鏡系統的第二種實施方式，數值孔隙 (NA)=0.75，放大倍數8。 第9圖：10個反射鏡系統的第三種實施方式，具有兩個中 間像。 第10圖：10個反射鏡系統的第四種實施方式，數值孔隙 (NA)=0.72，放大倍數8。 第11圖：10個反射鏡系統的第五種實施方式，數值孔隙 (NA)=0.70，放大倍數8。 第12圖：10個反射鏡系統的第六種實施方式，數值孔隙 (ΝΑ)=0·72，放大倍數8 〇 第13圖：第二個中間像在第二個部分物鏡或第三個部分物 鏡内的位置。 第14圖：中間像在第二個部分物鏡及第三個部分物鏡之雙 鏡内的最佳位置。 第15圖：具有曼金反射鏡的第二個部分物鏡的一種實施方 式。 第16圖：10個反射鏡系統的第七種實施方式，數值孔隙 (ΝΑ)=0·7，放大倍數8。 第17圖：6個反射鏡系統的第一種實施方式，數值孔隙 (ΝΑ)=0.5，放大倍數8，第二個反射鏡（是一個凹面反射鏡) 位於從物平面到像平面的光程上。 163 1308644 第18圖：6個反射鏡系統的另外一種實施方式，數值孔隙 (NA)=0.5，放大倍數8。 第19圖：具有一個帶有遮蔽光瞳的微影投影物鏡的照明系 統。 第20圖：10個反射鏡物鏡的第一種實施方式，數值孔隙 (ΝΑ)=0·72，可以將小於50 nm的圖形成像。 第21圖：10個反射鏡物鏡的第二種實施方式，數值孔隙 (ΝΑ)=0·85，可以將小於50 nm的圖形成像。 第22圖：10個反射鏡物鏡的第三種實施方式，數值孔隙 (NA)=0.90，可以將小於50 nm的圖形成像。 第23圖：8個反射鏡系統的第一種實施方式，像側數值孔 隙(NA)=0.7，放大倍數8。 第24圖：8個反射鏡系統的第二種實施方式，像側數值孔 隙(NA)=0.7， 放大倍數8。 元件符號說明 B 孔隙光圈 BL 構造長度 HA、2105 光學轴 CR 主光線 SUB01 第一個子物鏡 SUB02 第二個子物鏡 AB 遮蔽光圈 D 、 2946 距離 dl、d2 直徑 2103 平面 1100 光學元件 2675 子午線 2110 光源 3030 光圈 164 1308644

2101 投影物鏡 3040 場稜面 2140 掩膜 2928 輔助光線 2152 邊緣光線 2150 鄰近基片 2932 固定環 2934 徑向懸掛裝置 2705 中央場點 2811 表面 2947 光程 2122 ' 3050 光束 2120 、 3000 照明系統 SKI 一次凹面反射鏡 SK2 二次凹面反射鏡 VSK1、V3 反射鏡(SK1)的頂點 V600 反射鏡(S 600)的頂點 V200 反射鏡(S200)的頂點 V300 反射鏡(S300)的頂點 D600 反射鏡(S600)的直徑 AUF1 > AUF2 相交點 100 第一個部分投影物鏡 200 第二個部分投影物鏡 300 第三個部分投影物鏡 700 、 704 光圈平面 2100 微影投影曝光設備 2130 支承結構或工作面 2301 反射鏡表面 2912 、 2926 、 2930 遮光板 165 1308644

2924 3020 3010 8100 8200 29000 29010 30000 30002 30004 > 30006 2311 ' 2331 > 2321 A1、A2、A3、A4 2310 ' 2320 ' 2330 2610、2511、2561 2400、2450、2500 2402 、 2452 、 2502 2403 、 2453 、 3100 10000 20000 > 2000 穿過反射鏡(2910)的開口 光譜滤光元件 切線入射集光器 第一個部分物鏡 第二個部分物鏡 第一個子物鏡 第二個子物鏡 第一個部分物鏡子系統 第二個部分物鏡子系統 部分物鏡子系統 直線 孔隙開口 2921 ' 2922 > 2923 2571 2550 2552 、 8020 、 20 8010、2102、10 光線 開口 部分物鏡 像平面 物平面 中間像 Z 卜 Z2、Z3、zwn、ZWI2、ZWI3、ZQ S1-S6、SP1-SP8、S10-S80、MIR1-MIR10、1000、1010、1020、 1030、S100-S600、2300、2600、2670、2660、2410-2440、 2460-2490、2510-2520、2560-2570、2910、2920、2810、 2941-2944 反射鏡 166

Claims (1)

1308644十、申請專利範固： ιΐ,Λννϋ、

.一種物鏡，尤其是—種微影投影物鏡，特別是一種適用 於波長$193 nm的微影投影物鏡，這種物鏡具有第一個部 分物鏡（100)及第二個部分物鏡(2〇〇)，且第一個部分物鏡 • (100)至少具有-個反射鏡，其中反射鏡(S1)並沒有供光束通 •過用的開口，第二個部分物鏡(200)至少具有一個一次凹面 反射鏡（SK1)及一個二次凹面反射鏡(SK2)，其中一次凹面反 射鏡（SK1)及二次凹面反射鏡(SK2)均帶有一個供光束通過 w 用的開口。 2. —種物鏡’尤其是如申請專利範圍第1項的微影投影物 鏡，其特徵為.微影投影物鏡具有一個物平面（1〇)及一個像 平面（20)’且光束在光程上是從物平面（1〇)到像平面（2〇)通過 微影投影物鏡。 3. —種物鏡’尤其是如申請專利範圍第2項的微影投影物 鏡，其特徵為：在光束的光程上，第一個反射鏡(S1)位於物 平面（10)之後’一次凹面反射鏡(SK1)位於反射鏡（S1)之後， 二次凹面反射鏡（SK2)則是位於一次凹面反射鏡（SK1)之 後，但是位於像平面（2〇)之前，且一次凹面反射鏡(^尺”與 像平面（20)之間的距離(A)大於12 nm，且最好是大於15 nm。 4. 一種物鏡’尤其是如申請專利範圍第3項的微影投影物鏡， 其特徵為：微影投影物鏡具有一個大於像側數值孔隙(NA)， 167 1308644 且以NA>0.4為佳，NA>0.5更好，NA>0.6又更好，ΝΑ > 0.7則最好。 5. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第丨項的微影投影物 鏡， 其特徵為.微影投影物鏡具有一個大於像側數值孔隙(NA)， 且以ΝΑ>0·4為佳，NA>0,5更好，NA>〇 6又更好，na >0.7則最好。 ❿ 第5項中任 _人凹面反射鏡（SK1)是 6. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第丨項至 一項的微影投影物鏡，其特徵為： 一種曼金(Mangin)反射鏡。 7. -種物鏡，尤其是如申請專利範圍第！垣ε a 5 Ψ yfclL, 一項的微影投影物鏡’其特徵為：微影投影物、 (HA)，光束照射在反射鏡(S1)的一個反射面上，具有一個轴 個反射面是包括在反射鏡(S1)的一個軸外段中。而且至少這 8·—種物鏡’尤其是如申請專利範圍第丨項至第 一項的微影投影物鏡，其特徵為：第一個部八 5項中任 個反射鏡(S2)，在光程上反射綱係位；=具有第二 後，钽是位於一次凹面反射鏡(SK1)之前。 士鏡（81)之 168 1308644 鏡’其特徵為：第二個反射鏡(S2)沒有供光束通過用的開口。 二二種物鏡’尤其是如申請專利範圍第8項的微影投影物 八特徵為.光束照射在第二個反射鏡(S2)的第二個反射 '面上，且第二個反射面至少包括第二個反射鏡(S2)的第二個 . 軸外反射鏡段。 11. 一種物鏡，尤其是如申請專利範圍第丨項至第5項中任 > 一項的微影投影物鏡，其特徵為：微影投影物鏡具有第三個 刀物鏡(300) ’第三個部分物鏡(3〇〇)至少具有第三個反射 鏡(S2)，且在光程上第三個部分物鏡(3〇〇)係位於第一個部分 物鏡之後，但是位於第二個部分物鏡之前。 12· 一種物鏡，尤其是如申請專利範圍第11項的微影投影 物鏡，其特徵為：第一個部分物鏡(1〇〇)將物平面（10)成像在 第一個中間像(Z1)上，第三個部分物鏡(3〇〇)將第一個中間像 > (Z1)成像在第二個中間像(Z2)上，第二個部分物鏡(2〇〇)將第 二個中間像(Z2)成像在像平面(20)上。 13. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第11項的微影投影 物鏡，其特徵為：第三個部分物鏡(300)至少具有第三個反 射鏡(S3)及第四個反射鏡(S4)。 14. 一種物鏡，尤其是如申請專利範圍第13項的微影投影 169 1308644 物鏡其特徵為：第三個反射鏡(S3)是一種凸面反射鏡，第 四個反射鏡(S4)是一種凹面反射鏡。 15.種物鏡，尤其是如申請專利範圍第14項的微影投影 '物鏡，其特徵為：在物理上第一個中間像(Z1)位於第四個反 '射鏡(S4)附近，在物理上第二個中間像(Z2)位於第三個反射 鏡(S3)附近。 > 16. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第u項的微影投影 物鏡，其特徵為：第三個反射鏡(S3)的直徑為A ,二次凹面 反射鏡(SK2)的直徑為山，且di與屯的比值位於下列範圍： 0.3 $ dl/d2 $3.0。 Π. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第1項至第5項中任 一項的微影投影物鏡，其特徵為：第一個部分物鏡具有4 個反射鏡，也就是第一個反射鏡(S1)、第二個反射鏡頭S2)、 弟五個反射鏡(S5)、以及第六個反射鏡(S6)，其中在光程上 第五個反射鏡(s5)位於第二個反射鏡(S2)之後、第六個反射 鏡（S6)位於第五個反射鏡（S5)之後及一次凹面反射鏡（SKl) 之前。 18. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第17項的微影投影 物鏡’其特徵為：第一個部分物鏡的四個反射鏡(S1，S2， S5 ’ S6)在從物平面到像平面的光程上的排列順序是： 170 1308644 =Γ凸面反射鏡—凸面反射鏡—凹面反射鏡，或是 =Γ凹面反射鏡—凸面反射鏡—凹面反射鏡，或是 凹面反射鏡—凸面反射鏡-凹面反射鏡，或是 見凹面反射鏡—凸面反射鏡一凹面反射鏡。 19. -種物鏡，尤其是如中請專利範圍第17 物鏡，其特徵為：第一個邻八铷 娬汾杈汾 •^署物鏡（）的一個孔隙光圈係 5又置在第五個反射鏡(S5)上，或是設置在—次 (SK1)附近。 吗及町筑 2〇· 一種物鏡’尤其是如申請專利範圍第1項至第5項中任 一項的微影投影物鏡，其特徵為：第—個部分物鏡_)具 有6個反射鏡，也就是第一個反射鏡(sl〇)、第二個反射鏡 頭S20)、第五個反射鏡(S5〇)、第六個反射鏡(S6〇)、第七個 反射鏡(S70)、以及第八個反射鏡(S8〇)，其中在光程上第二 個反射鏡(S20)位於第一個反射鏡(S10)之後、第五個反射鏡 (S50)位於第二個反射鏡(S20)之後、第六個反射鏡(S6〇)位於 第五個反射鏡（S50)之後、第七個反射鏡（S70)位於第六個反 射鏡(S60)之後、第八個反射鏡(S80)位於第五個反射鏡(S70) 之後及一次凹面反射鏡（SK1)之前。 21. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第20項的微影投影 物鏡，其特徵為：六個反射鏡(S10，S20，S50，S60，S70， S80)在第一個部分物鏡（100)内從物平面（1 〇)到像平面（20)的 171 1308644 光程上的排列順序是： 凹面反射鏡—凹面反射鏡一凸面反射鏡一凹面反射鏡一凹 面反射鏡—凸面反射鏡。 ' 22. 一種物鏡，尤其是如申請專利範圍第20項的微影投影 •物鏡’其特徵為：六個反射鏡(S10，S20，S50，S60，S70， S80)在第一個部分物鏡（100)内從物平面（10)到像平面（20)的 光程上的排列順序是： >凹面反射鏡〜凹面反射鏡—凸面反射鏡—凹面反射鏡—凸 面反射鏡一凹面反射鏡。 23. —種物鏡’尤其是如申請專利範圍第2〇項的微影投影 物鏡’其特徵為：第一個部分物鏡（1〇〇)的一個孔隙光圈係 設置在第二個反射鏡（S20)上，或是設置在第二個反射鏡 (S20)附近。 24. —種物鏡’尤其是如申請專利範圍第2〇項的微影投影 物鏡’其特徵為：在第一個部分物鏡（100)内的第三個中間 像（S3)在光程上係位於第六個反射鏡(S60)及第七個反射鏡 (S70)之間。 25. 種物鏡’尤其是如申請專利範圍第2〇項的微影投影 物鏡’ f特徵為：六個反射鏡(S10 ，S20 ， S50 ， S60 ， S70 ， S8〇)在第—個部分物鏡(100)内從物平面（10)到像平面(20)的 光程上的排列順序是： 172 1308644 pJJ Ajt. 硬〜凸面反射鏡一凹面反射鏡一凹面反射鏡〜凸 面反射鏡、凹面反射鏡。 26· 一種物鏡，尤其是如申請專利範圍第25項的微影投影 ' 物鏡，盆牲如t 1 、付徵為：第一個部分物鏡（100)的一個孔隙光圈係 兮5*署力笛一 ° 個反射鏡（S20)上，或是設置在第二個反射鏡 (S20)附近。 I 27. —種物鏡’尤其是如申請專利範圍第25項的微影投影 物鏡’其特徵為：第三個部分物鏡(300)的一個孔隙光圈（B) 係設置在第三個反射鏡(S30)上，或是設置在第三個反射鏡 (S30)附近。 28. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第2〇項的微影投影 物鏡’其特徵為：六個反射鏡(S10，S20，S50，S60，S70， S80)在第一個部分物鏡（100)内從物平面（10)到像平面（20)的 > 光程上的排列順序是： 凹面反射鏡〜凸面反射鏡—凹面反射鏡—凸面反射鏡—凸 面反射鏡一凹面反射鏡。 29. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第28項的微影投影 物鏡’其特徵為：第三個中間像(Z3)位於第一個部分物鏡 (100)的第二個反射鏡(S20)及第五個反射鏡(S50)之間。 173 1308644 30. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第29項的微影投影 物鏡’其特徵為：孔隙光圈（B)係設置在第一個部分物鏡（1〇〇) 的第一個反射鏡(S10)上，或是設置在第一個反射鏡(S10)附 31. —種物鏡’尤其是如申請專利範圍第29項的微影投影 物鏡，其特徵為：孔隙光圈（B)係設置在第三個部分物鏡(3〇〇) 的第三個反射鏡(S30)上，或是設置在第三個反射鏡（S30)附 32. —種物鏡，尤其是一種微影投影物鏡，特別是一種適用 於波長S 193 nm(尤其是$ 100 nm)的微影投影物鏡，這種物 鏡具有一個物平面（10)、一個像平面（20)、一個至少具有第 一個反射鏡（1000)及第二個反射鏡（1010)的第一個部分反射 鏡組(300.1)、以及一個至少具有第三個反射鏡（1020)及第四 個反射鏡（1030)的第二個部分反射鏡組(200.1)，其中投影物 • 鏡的一個中間像(ZW1)在光程上被成像在第一個部分反射 鏡組（300.1)的第一個反射鏡（1〇〇)及第二個部分反射鏡組 (200.1)的第三個反射鏡（1020)之間，且第三個反射鏡（1020) 是一個凹面反射鏡，其中第三個反射鏡（1020)是在從物平面 (10)到像平面（20)的光程上的倒數第二個反射鏡，且第一個 反射鏡（1〇〇〇)、第二個反射鏡（1010)、第三個反射鏡（1020)、 以及第四個反射鏡（1030)均具有一個開口，其中第一個反射 鏡（1000)的直徑為d2 ’第四個反射鏡（1〇30)的直徑為dl ’中 174 13〇8644 ^象到破光線照射到的第四個反射鏡的表面的距離為zl， 門德 丨被光線照射到的第一個反射鏡的距離為z2，且中 的位置符合此關係：dl/d2与zl/z2。 物鏡種物鏡’尤其是如申請專利範圍第32項的微影投影 兄其特徵為：第三個反射鏡（1020)到像平面的距離大於 HUH。

4’ 一種物鏡， ，’其特徵為 或5倍以上尤佳 更好，最好是8 尤其是如申請專利範圍第33項的微影投影 :物鏡的投影係數為4倍或4倍以上，5倍 ’ 6倍或6倍以上更好，7倍或7倍以上又 倍或8倍以上。 物鏡，发物鏡，尤其是如申請專利範圍第32項的微影投影 或5件特徵為：物鏡的投影係數為4倍或4倍以上，5倍 m 以上尤佳，6倍或6倍以上更好，7倍或7倍以上又 最好是8倍或8倍以上。 .〜種物鏡 住〜項的微影 於1 mm。 ’尤其是如申請專利範圍第32項至第35項中 投影物，其特徵為：—個像側場的最大尺寸大 37. 4壬一 項的^鏡’尤其是*申請專利範圍帛32項至第35項中 衫投影物’其特徵為：第―個反射鏡（議〇)的鏡 175 1308644 面及第四個反射鏡（1030)的鏡面構成一個雙鏡。 38. 一種物鏡’尤其是如申請專利範圍第37項的微影投影 物鏡，其特徵為：雙鏡具有一個開口，中間像位於這個開口 - 内或附近。 39. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第38項的微影投影 物’其特徵為：這個開口是一個穿孔。 40. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第39項的微影投影 物’其特徵為：穿孔為圓錐形。 41. 一種物鏡’尤其是如申請專利範圍第32項至第35項中 任一項的微影投影物，其特徵為：第三個反射鏡（1〇2〇)是一 種曼金反射鏡。

42. —種物鏡’尤其是一種微影投影物鏡，特別是一種適用 於波長S 193 nm的微影投影物鏡，這種物鏡具有第一個部 分物鏡（100)及第二個部分物鏡(200)，且第一個部分物鏡 (100)至少具有第一個反射鏡（S100)及第二個反射鏡 (s2〇o) ’其中第一個反射鏡(s 1 〇〇)及第二個反射鏡(2〇〇)並沒 有供光束通過用的開口’且第二個反射鏡(S2〇〇)是一 反射鏡，第二個部分物鏡（200)至少1古链一 ”百弟三個反射鏡 (S500)，其中第三個反射鏡(S500)帶有一個供光束雨尚 176 1308644 開σ 〇 43. —種物鏡，尤其是一種微影投影物鏡，特別是一種適用 於波長^193 nm的微影投影物鏡，這種物鏡具有第一個部 ' 分物鏡（100)及第二個部分物鏡(200)，且第一個部分物鏡 (100)至少具有第一個反射鏡（Sl〇〇)及第二個反射鏡 (S200) ’其中第一個反射鏡(S100)及第二個反射鏡(2〇〇)並沒 有供光束通過用的開口，且第一個反射鏡(S 1〇〇)是一種凸面 _ 反射鏡’第二個部分物鏡（200)至少具有第三個反射鏡 (S500)，其中第三個反射鏡(S500)帶有一個供光束通過用的 開口。 44. 一種物鏡，尤其是一種微影投影物鏡，特別是一種適用 於波長S193 nm的微影投影物鏡，這種物鏡至少具有第一 個部分物鏡（100)及第二個部分物鏡(200)，其中第一個部分 物鏡（100)至少具有第一個反射鏡，而且第一個反射鏡並沒 _ 有供光束通過用的開口，其中第二個部分物鏡(200)至少具 有第二個反射鏡’而且第二個反射鏡帶有一個供光束通過用 的開口，此外，這種物鏡(尤其是投影微影物鏡)還具有一個 孔隙光圈及一個遮蔽光圈，而且遮蔽光圈被設置在一個遠離 這種物鏡（尤其是投影微影物鏡）的任何一個反射鏡的光圈 平面上。 45. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第44項的微影投影 177 1308644 -特徵為.孔隙光圈及遮蔽光圈被^置在不同的光圈平 /、将徵為·第一個部分物鏡（1〇〇)具 _)、帛二航射鏡(肥）、 彳日反射鏡 =個反射鏡(SP3)、第四個反射鏡(sp4)、第五個反射鏡 )、以及第六個反射鏡(SP6)。 :鏡：=尤ί是如申請專利範圍第46項的微影投影 、寺徵為.第一個反射鏡(spi)、第二個反射鏡(sp2)、 個反射鏡(SP3)、第四個反射鏡(SP4)、第五個反射鏡 以及第六個反射鏡(SP6)均為軸外反射鏡段。 :勿8鏡:::鏡’尤其是如申請專利範圍第46項的微影投影 • 射鏡〜>、特徵為：反射鏡的排列順序是凹面反射鏡一凹面反 铲=〜凸面反射鏡—凹面反射鏡—凸面反射鏡—凹面反射 49. 物 一種物鏡 其特徵為 尤其是如申請專利範圍第46項的微影投影 :孔隙光圈（B)位於第一個部分物鏡内。 50. _ 物鏡， 種物鏡，

尤其是如申請專利範圍第47項的微影投影 :反射鏡的排列順序是凹面反射鏡—凸面反 178 1308644 射鏡一凹面反射鏡—凸面反射鏡—凸面反射鏡—凹面反射 鏡。 51. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第46項的微影投影 物，其特徵為：孔隙光圈（B)位於第二個部分物鏡内。 52. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第46項的微影投影 物’其特徵為：主光線與中央場點所夾的入射角ecR在8 •個反射鏡(SP1，SP2，SP3，SP4，SP5，SP6，SP7，SP8)上 均小於24度，而且最好是$21度。 53. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第42項至第項中 任一項的微影投影物，其特徵為：像側數值孔隙(ΝΑ)^〇 6， 而且最好是20.7。 ~ · 54. -種物鏡，尤其是一種微影投影物鏡，特別是一種適用 於波長SIM rnn的微影投影物鏡，其特徵 個反射鏡。’ U 物浐鏡丸尤其疋如申請專利範圍第54項的微影投影 物鏡，其雜為：《彡投料鏡 個部分物鏡’其中第—個部分 : 通過用的開π的反射鏡，其中個/又有供先束 曰 /、肀第一個部分物鏡至少具有一個 具有供光束通過⑽心的反射鏡。 179 1308644 56. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第55項的微影投影 物鏡，其特徵為：第一個部分物鏡具有第一個反射鏡、第二 個反射鏡、第三個反射鏡、第四個反射鏡、第五個反射鏡、 第六個反射鏡、第七個反射鏡、以及第八個反射鏡，第二個 . 部分物鏡具有第九個反射鏡及第十個反射鏡。 57. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第56項的微影投影 • 物鏡，其特徵為：第一個部分物鏡分為第一個部分物鏡子系 統及第二個部分物鏡子系統。 58. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第57項的微影投影 物鏡，其特徵為：第一個部分物鏡子系統具有第一個反射 鏡、第二個反射鏡、第三個反射鏡、第四個反射鏡、第五個 反射鏡、以及第六個反射鏡，第二個部分物鏡子系統具有第 七個反射鏡及第八個反射鏡。 59. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第57項的微影投影 物鏡，其特徵為：第一個部分物鏡子系統將物平面内的一個 實物成像於第一個中間像，第二個部分物鏡子系統將第一個 中間像成像於第二個中間像。 60. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第56項的微影投影 物，其特徵為：第九個個反射鏡及第十個反射鏡均為凹面反 180 1308644 射鏡。 61. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第56項的微影投影 物，其特徵為：第一個反射鏡及第二個反射鏡均為凹面反射 • 鏡，第三個反射鏡是凸面反射鏡，第四個反射鏡及第五個反 . 射鏡均為凹面反射鏡，。第六個反射鏡及第七個反射鏡均為 凸面反射鏡，第八個反射鏡是凹面反射鏡。 • 62. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第56項的微影投影 物鏡，其特徵為：第一個部分物鏡統具有第一個反射鏡、第 二個反射鏡、第三個反射鏡、第四個反射鏡、第五個反射鏡、 以及第六個反射鏡，第二個部分物鏡具有第七個反射鏡、第 八個反射鏡、第九個反射鏡、以及第十個反射鏡。 63. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第62項的微影投影 物鏡，其特徵為：第二個部分物鏡分為第一個部分物鏡部分 • 系統及第二個部分物鏡部分系統。 64. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第63項的微影投影 物鏡，其特徵為：第一個部分物鏡部分系統具有第七個反射 鏡及第八個反射鏡，第二個部分物鏡部分系統具有第九個反 射鏡及第十個反射鏡。 65. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第63項的微影投影 S 181 1308644 物鏡，其特徵為：第一個部分物鏡部分系統將中間物平面内 的一個像成像於第一個中間像，第二個部分物鏡部分系統將 第一個中間像成像於第二個中間像。 -66. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第62項至第65項中 . 任一項的微影投影物，其特徵為··第七個反射鏡、第八個反 射鏡、第九個反射鏡、以及第十個反射鏡厭均為凹面反射鏡。 • 67. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第62項至第65項中 任一項的微影投影物，其特徵為：第一個反射鏡及第二個反 射鏡均為凹面反射鏡，第三個反射鏡是凸面反射鏡，第四個 反射鏡是凹面反射鏡，第五個反射鏡是凸面反射鏡，第六個 反射鏡是凹面反射鏡。 68. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第62項至第65項中 任一項的微影投影物，其特徵為：第一個部分物鏡分為第一 • 個部分物鏡子系統及第二個部分物鏡子系統，第二個部分物 鏡分為第一個部分物鏡部分系統及第二個部分物鏡部分系 統。 69. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第68項的微影投影 物，其特徵為：第一個部分物鏡子系統將物平面内的一個實 物成像於第一個中間像，第二個部分物鏡子系統將第一個中 間像成像於第二個中間像。

182 1308644 70. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第69項的微影投影 物鏡，其特徵為：第一個部分物鏡部分系統將第二個中間像 成像於第三個中間像，第二個部分物鏡部分系統將第三個中 間像成像於像平面内。 71. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第62項至第65項中 任一項的微影投影物，其特徵為：第一個反射鏡是凸面反射 • 鏡，第二個反射鏡是凹面反射鏡，第三個反射鏡是凹面反射 鏡，第四個反射鏡及第五個反射鏡均為凸面反射鏡，第六個 反射鏡是凹面反射鏡。 72. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第71項的微影投影 物鏡，其特徵為：第七個反射鏡是凸面反射鏡，第八個反射 鏡、第九個反射鏡、以及第十個反射鏡均為凹面反射鏡。 • 73. —種微影投影曝光設備，具有一個照明系統及一種如申 請專利範圍第1-5、32、42-44以及54項任一項的物鏡，此 物鏡的任務是將一個帶有圖形的掩膜成像在一片光敏基片 上。 74. —種如申請專利範圍第73項的微影投影曝光設備，其 特徵為：照明系統具有一個至少帶有一個遮光罩單元的反射 鏡0 183 l3〇8644 75 特M種如申請專利範圍第73項賴影投影曝光設備，其 ^為.位於微影投影物鏡的物平面内的照明系統將一個場 6· -種如中晴專利範圍第75項的微 特徵為：場具有—種形 /又〜曝h又備 相同 純且敍罩早L冰與場的形狀 77·—種如申請專利 特徵為：場的形狀為 範圓:第狀:6項的微影投影曝光設備’其 —種對光敏基片進行 ^

請專利範㈣7 3項的微影⑼這種方法是利用如申 照射帶有圖形的掩犋，其+光設備的照明系統以光束 束會被物鏡成像在光敏美、言個被騎予掩膜帶有之圖形的光 '"片上，因而使基片曝光。 79. —種物鏡，尤其异 :一種微馬 於波長S 193 nm的微影料严知叔影物鏡，特別是一種適用 物鏡及第二個子物鏡，其物鏡，這種物鏡具有第一個子 有供光束通過用的開Q，第〜個子物鏡具有的反射鏡都沒 光束通過用的開口，Β μ —個子物鏡具有的反射鏡都有供 1像側工UJp 於15 mm)。 距離大於12 mm(最好是大 (£ ) 184 1308644 80· —種物鏡，尤复曰 物鏡，其特徵I 申請專利範圍第79項的微影投影 ‘、、' 鏡至少具有8個反射鏡。 81. —種物鏡，女立θ 物鏡，其錢$ 申請專· 79項的微影投影 馮.物鏡至少具有10個反射鏡。 82· —種物鏡，尤i曰 物鏡，其特徵為rur範圍第79項的微影投影 备4招、ft/.第 鏡及第二個子物鏡之間的距離 最户不超领影线的構造長度的10%。 :尤ΐ是如申請專利範圍第79項的微影投影 一兄/、，徵為：第一個子物鏡至少具有第一個反射鏡、第 個反射鏡第二個反射鏡、第四個反射鏡、以及第五個反 射鏡’且在第四個反射鏡及第五個反射鏡之間的光程上 成一個中間像。 曰/ .一物鏡’尤其是如中請專利範圍第79項的微影投影 物鏡，其特徵為：第一個子物鏡至少具有第—個反射鏡、第 -個反射鏡、第三個反射鏡、第四個反射鏡、以及第五個反 射鏡’ a在第—個子物鏡内不會形成任何中間像。 圍弟79項至第84項中 第二個子物鏡不含任何 85. —種物鏡，尤其是如申請專利範 任一項的微影投影物鏡，其特徵為： 凹面反射鏡。 (S ) 185 1308644 86. —種物鏡，尤其是如申 任一項的微影投影物鏡，其特^*圍第79項至第84項中 反射鏡。 、徵為：物鏡最多具有兩個凹面 87. — —裡物鏡，尤其是一種 於波長㈣nm的微影投’特別是一種適用 帶有-個供光束通過用的開1 &種物鏡至少具有-個 面内不同場點的主光線，這处射鏡’且光束具有在物平 散到實物上。 努”、的主光線在光線方向上發 88· —種物鏡，尤其是一 鏡至少 具有一個帶有一個供光線通過 的光程上會形成-個中間像、汗口的反射鏡，且在光束 孔隙光圈。 及在這個中間像之前設置一個 於波加93 nm的微影投影^影物鏡’特別是一種適用 具右一徊恶古一加w、兄’沒種微影投影物 89. —種物鏡，尤其是一種 種適用於 種適用於 這種微影投影物鏡至少具 ~個反射鏡帶有一個供光 到物平面的距離均大於投影 於 18%)。 波長湖細的微影投影物物，特別是 有6個反射鏡，其特徵為；至少有 束通過用的開口，且所有反射鏡至， 物鏡的結構長度的15%(最好是大 9〇.—種物鏡’尤其是一種微影授影物，特別是- 186 1308644 波長S 193 nm的微影投影物鏡，這種微影投影物鏡具有第 一個反射鏡、第一個反射鏡、第三個反射鏡、第四個反射鏡、 第五個反射鏡、以及第六個反射鏡，其特徵為：像側數值孔 隙(NA)> 0.4，一道帶有主光線的光束從物平面到像平面穿 -過投影物鏡，中央場點的主光線在每一個反射鏡上都有一個 入射角度，而且這些入射角度均小於2〇度、小於17度、小 於15度、或最好是小於13度。 > 91. 一種物鏡，尤其是如申請專利範圍第81項的微影投影 物鏡，其特徵為：第一個子物鏡具有4個反射鏡，第二個子 物鏡具有2個反射鏡，且在第一個子物鏡及第二個子物鏡之 間會形成一個中間像。 92. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第91項的微影投影 物鏡，其特徵為：中間像沿著光學軸HA到第一個子物鏡中 .與其最靠近的反射鏡的距離小於物鏡的結構長度的15%。 93. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第91項或第92項的 微影投影物鏡，其特徵為：中間像沿著光學轴HA到第二個 子物鏡中與其最靠近的反射鏡的距離小於物鏡的結構長产 的 80/〇。 & 94. 一種物鏡，尤其是如申請專利範圍第91項至第92項中 任一項的微影投影物鏡，其特徵為：第一個子物鏡在沿著光 187 1308644 學轴的方向上的長度大於投影物鏡的結構長度的丨6%(最好 是大於18%)。 95. —種物鏡，尤其是如申請專利範圍第91項至第％項中 '任一項的微影投影物鏡，其特徵為：在第一個子物鏡的4 •個反射鏡及第二個子物鏡的2個反射鏡中有一個反射鏡具 有一個最大直徑(D600)，最大直徑(D6〇〇)與物鏡的結構長度 的比值小於物鏡的像側數值孔隙的0.9倍。 • 96. —種光學設備，具有一個寬頻帶的光源（頻帶寬大於^ nm、大於2 nm、大於5 nm、或最好是大於1〇 nm)，尤其是 一個或個發光二極體或具有多種光波長度的光源，另外還具 有一個物鏡，尤其是如申請專利範圍第 79以及87-90項中任一項的微影投影物鏡。 97. —種如申請專利範圍第96項的光學設備，其特徵為： 14種光學設備是-餘影料彡曝光設備、—種顯微鏡、或是 攀一種檢查設備。 98. —種用來將光線從一個物平面成像到一個像平面内的 物鏡，适種物鏡具有許多個能夠將光線從物平面引導到像平 面内的元件，這種物鏡的像側數值孔隙(NA)>〇 55，且最好 是>07，像場的最大尺寸队，Dy)大於i mm，且這種物鏡 是一種反射物鏡。 188 1308644 "· 一種用來將光線從一個物平面成像到一個像平面内的 物鏡’34種物鏡具有許多個能夠將光線從物平面引導到像平 面内的疋件’這種物鏡的像側數值孔隙(NA)>0.55，且最好 疋>07 ’物平面到像平面的距離小於2 m，且這種物鏡是一 種反射物鏡。 1〇0. 一種用來將波長為λ的光線從一個物平面成像到一個 像平面内的物鏡，這種物鏡具有許多個能夠將光線從物平面 弓丨導到像平面内的反射鏡，這種物鏡的像側數值孔隙(ΝΑ) >0.55’且最好是>07,像場的最大尺寸(Dx，Dy)大於1 mm， 且波長λ=1〇〇 nm或是波長λ小於i〇〇nm。 101. —種用來將光線從一個物平面成像到一個像平面内的 物鏡’這種物鏡具有許多個能夠將光線從物平面引導到像平 面内的元件，這些元件包括第一個元件、第二個元件、以及 第三個元件，其中第一個元件、第二個元件、以及第三個元 件都帶有一個供光線從物平面到像平面通過用的開口，這種 物鏡的像侧數值孔隙(NA)> 0.55，且最好是>07，且這種物 鏡是一種反射物鏡。 102. —種用來將光線從一個物平面成像到一個像平面内的 物鏡，這種物鏡具有許多個能夠將光線從物平面引導到像平 面内的元件，這些元件包括第一個元件，且第一個元件沒有 開口，這種物鏡的像側數值孔隙(NA)> 0.55，且最好是〉 S 189 1308644 07，且這種物鏡是一種反射物鏡。 103. —種用來將光線從一個物平面成像到一個像平面内的 物鏡，這種物鏡具有許多個能夠將光線從物平面引導到像平 - 面内的元件，這些元件包括第一個元件及第二個元件，其中 . 第一個元件沒有開口，第二個元件帶有一個供光線從物平面 到像平面通過用的開口，而且這個開口在物鏡光瞳平面内的 遮蔽範圍小於孔隙半徑的30%，這種物鏡的像側數值孔隙 • (NA)>0.4，且這種物鏡是一種反射物鏡。 104. —種用來將光線從一個物平面成像到一個像平面内的 物鏡，這種物鏡具有許多個能夠將光線從物平面引導到像平 面内的元件，在物鏡的一個子午面内光線在每一個元件的表 面上的最大入射角度Θ max(max) ’ J、於22度，這種物鏡的像側 數值孔隙(NA)>0.4，且這種物鏡是一種反射物鏡。 _ 105. —種用來將光線從一個物平面成像到一個像平面内的 物鏡，這種物鏡具有許多個能夠將光線從物平面引導到像平 面内的元件，這些元件包括第一個元件，且第一個元件帶有 一個供光線從物平面到像平面通過用的開口，這種物鏡的像 側數值孔隙(NA)>0.7,像場的最大尺寸（Dx，Dy)大於1 mm， 且這種物鏡是一種反射物鏡。 106. —種用來將波長為λ的光線從一個物平面成像到一個 190 1308644 像平面内的物鏡，這種物鏡具有ίο個能夠將光線從物平面 引導到像平面内的反射鏡，這種物鏡是一種反射物鏡，且波 長λ < 400 nm或最好是< 200 nm。 - 107. —種用來將光線從一個物平面成像到一個像平面内的 . 物鏡，這種物鏡具有許多個能夠將光線從物平面引導到像平 面内的元件，這些元件包括第一個元件、第二個元件、第三 個元件、第四個元件、以及第五個元件，其中第一個元件、 • 第二個元件、第三個元件、以及第四個元件都帶有一個供光 線從物平面到像平面通過用的開口，第五個元件沒有開口， 且這種物鏡是一種反射物鏡。 108. —種用來將光線從一個物平面成像到一個像平面内的 物鏡，這種物鏡具有許多個能夠將光線從物平面引導到像平 面内的元件，這些元件包括第一個元件及第二個元件，其中 第一個元件沒有開口，第二個元件的設置方式使光線會照射 • 在第二個元件的下凹表面上，且第二個元件是從物平面到像 平面的光程上的倒數第二個元件，且這種物鏡是一種反射物 鏡。 109. —種用來將波長為；I的光線從一個物平面成像到一個 像平面内的物鏡，這種物鏡具有一個能夠將光線從物平面成 像在第一個中間像平面内的第一組元件，這個第一組元件具 有第一個元件，第一個元件帶有一個供光線從物平面到像平 191 1308644 面通過用的開口，這種物鏡還具有一個能夠將光線從第一個 中間像平面成像在像平面内的第二組元件，這個第二組元件 具有第二個元件及第三個元件，第二個元件及第三個元件都 帶有下凹的表面及一個供光線從物平面到像平面通過用的 開口，且第二個元件及第三個元件的設置方式使光線會照射 在第二個元件及第三個元件的下凹表面上，且波長；I <400 nm或最好是< 200 nm。 • 110. —種用來將波長為λ的光線從一個物平面成像到一個 像平面内的物鏡，這種物鏡具有一個能夠將光線從物平面成 像在第一個中間像平面内的第一組元件，這個第一組元件具 有第一個元件，第一個元件沒有一個供光線從物平面到像平 面通過用的開口，這種物鏡還具有一個能夠將光線從第一個 中間像平面成像在像平面内的第二組元件，這個第二組元件 具有第三個元件，第三個元件帶有下凹的表面，且在從物平 面到像平面的光程上的倒數第二個元件帶有下凹的表面，第 • 三個元件的設置方式使光線會照射在第三個元件的下凹表 面上，且波長λ < 400 nm或最好是< 200 nm。 111. 一種用來將光線從一個物平面成像到一個像平面内的 物鏡，這種物鏡具有許多個能夠將光線從物平面引導到像平 面内的反射鏡，在物鏡的一個子午面内光線在每一個反射鏡 上的最大入射角度Θ max(xnax) 都小於20度，這種物鏡的像側 數值孔隙(NA)>0.4，且這種物鏡是一種反射物鏡。 192 1308644 I2.,種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：這些元件的數量是6個或更多。 種如申請專利第98項至第111項中彳壬-項的物鏡， 八寺徵為：這些元件的數量是8個。 114.

豆 種如申凊專利第98項至第1U項中任一項的物鏡， :而!)t.迫些70件中至少有一個元件帶有-個供光線從物 千面到像平面通過用的開口。 如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， ^為.開口在物縣瞳平面内的遮蔽範圍小於或等於孔 隙半徑的4〇〇/。。 專利第％項至第U1項中任—項的物鏡 j為·開口在物鏡光瞳平面内的遮蔽範圍小於或等⑹ 隙半徑的30%。 •裡如甲請專利第98項至第U1項中任一項的物鏡， 為：這些元件中有2個元件各帶有—個供光線從物斗 面到像平面通過用的開口。 118. 一種如申請專利第98項至第m項中任—項的物鏡， 193 1308644 其特徵為：這些元件中至少有一個元件是沒有開口的。 119. 一種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：這些元件中有6個元件是沒有開口的。 . 120. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：這些元件中至少有一個元件帶有下凹的表面，而 且這個元件的設置方式使光線會照射在這個元件的下凹表 , 面上。 121. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：這些元件的數量是4個，而且每一個元件都帶有 下凹的表面，這4個元件的設置方式使光線會照射在這4 個元件的下凹表面上。 122. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， • 其特徵為：這些元件中至少有一個元件帶有上凸的表面，而 且這個元件的設置方式使光線會照射在這個元件的上凸表 面上。 123. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：這些元件的數量是4個，而且每一個元件都帶有 上凸的表面，這4個元件的設置方式使光線會照射在這4 個元件的上凸表面上。 194 1308644 124. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：這些元件包括第一組元件及第二組元件，其中第 一組元件能夠將光線從物平面成像在第一個中間像平面 内，第二組元件能夠將光線從第一個中間像平面成像在像平 面内。 125. —種如申請專利第124項的物鏡，其特徵為：在第一 鲁 組元件中沒有任何一個元件帶有開口。 126. —種如申請專利第124項的物鏡，其特徵為：第二組 元件的最後一個元件帶有一個供光線從物鏡的物平面到像 平面通過用的開口。 127. —種如申請專利第124項的物鏡，其特徵為：第二組 元件具有第一個元件子系統及第二個元件子系統，其中第一 • 個元件子系統能夠將光線從第一個中間像平面成像在第二 個中間像平面内，第二個元件子系統能夠將光線從第二個中 間像平面成像在像平面内。 128. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡具有一個光學軸，而且至少有一個元件對這 個光學轴旋轉對稱。 195 1308644 129. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡具有一個光學軸，而且至少有一個元件沒有 對這個光學軸旋轉對稱。 - 130. —種如申請專利第129項的物鏡，其特徵為：物鏡具 . 有一個光學軸，這至少一個沒有對光學軸旋轉對稱的元件對 應於一個對光學軸旋轉對稱的元件的一部分。 • 131. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：這些元件中至少有一個是非球面形元件。 132. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：這些元件中的每一個元件都是非球面形的元件。 133. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：在物鏡的一個子午面内光線在每一個元件的表面 ❿上的最大入射角度Θ max(max) 都小於或等於20度。 134. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：在物鏡的一個子午面内光線在每一個元件的表面 上的最大入射角度Θ max(max) 都小於或等於17度。 135. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：在物鏡的一個子午面内光線在每一個元件的一個 196 1308644 表面上的最大入射角度θ max(max) 都大約是20度或更小。 136. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：在物鏡的一個子午面内光線在每一個元件的表面 上的最大入射角度Θ max(max) 都小於或等於15度。 137. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：在物鏡的一個子午面内光線在每一個元件的表面 Φ 上的最大入射角度Θ max(max) 都小於或等於12度。 138. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：在物鏡的一個子午面内光線在每一個元件的表面 上的最大入射角度Θ max(max) 都小於或等於10度。 139. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：在物鏡的一個子午面内光線在每一個元件的表面 _ 上的最大入射角度Θ max(max) 都小於或等於8度。 140. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：將孔隙光圈B設置在物平面的一個光瞳平面内。 141. 一種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：將遮蔽光圈AB設置在物平面的一個光瞳平面 内，且物鏡的光學軸穿過這個遮蔽光圈AB。 197 1308644 142. —種如申請專利第141項的物鏡，其特徵為：遮蔽光 圈在光瞳平面的遮蔽範圍小於或等於隙半徑的40%。 -143. —種如申請專利第141項的物鏡，其特徵為：遮蔽光 . 圈是屬於這些元件的一部分。 144. 一種如申請專利第141項的物鏡，其特徵為：遮蔽光 • 圈不屬於這些元件，而且遮蔽光圈是可以更換的。 145. —種如申請專利第141項的物鏡，其特徵為：遮蔽光 圈不會反射從物平面元件照射在遮蔽光圈元件上的光線。 146. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：除了成像在像平面内之外，物鏡還會將光線另外 成像在至少一個中間像平面内。 147. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物平面到像平面的距離小於或等於2000 mm。 148. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物平面到像平面的距離小於或等於1800 mm。 149. 一種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 198 1308644 其特徵為：物平面到像平面的距離小於或等於1600 mm。 150. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：光線的波長λ小於或等於200 nm。 151. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：光線的波長λ小於或等於100 nm。 152. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， φ 其特徵為：光線的波長又介於10 nm至20 nm之間。 153. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的最大像場尺寸(Dx，Dy)大於或等於5 mm。 154. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的最大像場尺寸(Dx，Dy)大於或等於10 mm。 • 155. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的最大像場尺寸(Dx，Dy)大於或等於12 mm。 156. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的最大像場半徑(DR)為20 mm。 157. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的最大像場半徑(DR)小於或等於15 mm。 199 1308644 158. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的最大像場半徑(DR)小於或等於12 mm。 159. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， • 其特徵為：物鏡的投影係數大於或等於8倍。 160. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的投影係數大於或等於6倍。 161. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的投影係數大於或等於4倍。 162. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的圖式辨識率小於或等於32 nm。 163. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， • 其特徵為：物鏡的圖式辨識率小於或等於25 nm。 164. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的圖式辨識率小於或等於18 nm。 165. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的像側波前WRMS小於或等於0.1 λ，此處 λ是代表光線的波長。 200 1308644 166. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的像側波前WRMS小於或等於0.07λ，此 處λ是代表入射光線的波長。 167. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡的像側波前WRMS小於或等於0.03 λ，此 處又是代表光線的波長。 168. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：物鏡對像平面具有遠心性。 169. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：一個元件的表面到像平面的最小距離大於或等於 20 mm ° 籲 170. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：元件表面到像平面的最小距離大於或等於25 mm ° 171. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：元件表面到像平面的最小距離大於或等於30 mm ° 201 1308644 172. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：元件表面到像平面的最小距離大於或等於35 mm ° 173. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：每一個元件對照射在其表面上的光線的反射率均 大於或等於50%。 • 174. —種如申請專利第98項至第111項中任一項的物鏡， 其特徵為：至少有若干元件具有多個由至少兩種不同的材料 構成的鍍層，而且每一個鍍層的厚度都小於或等於λ，此處 λ是代表入射光線的波長。 175. —種如申請專利第174項的物鏡，其特徵為：在這些 不同的材料中，有一種材料是石夕，另外一種材料是翻。 ^ Π6. —種如申請專利第174項的物鏡，其特徵為：每一個 層的厚度都大約是λ/4。 177. —種如申請專利第174項的物鏡，其特徵為：具有20 個以上的鑛層。 178. —種具有如申請專利第98項至第111項中任一項的物 鏡的微影設備。 202 1308644 179. —種微影投影物鏡’特別是一種適用於波長$ 193 nm(最好是$126 nm)的微影投影物鏡，至少具有8反射鏡 (SI ’ S2，S3，S4，S5，S6，SKI ’ SK2),在從物平面（1〇) 到像平面（20)的光程上最多形成一個中間像(ZW1)，像側數 值孔隙(NA)>0.5，且最好是20.7。 180. —種微影投影物鏡，特別是一種適用於波長各1 % 修nm(最好是$126 nm)的微影投影物鏡，至少具有8反射鏡 (SI，S2，S3，S4 ’ S5，S6 ’ SKI ’ SK2)，其中至少有一^ 反射鏡(SK1)帶有一個供光束通過用的開口，而且在從物平 面（10)到像平面（20)的光程上最多形成一個中間像(zw 1)。 181· —種如申請專利範圍第180項的微影投影物鏡，其特 徵為：像側數值孔隙(NA)g〇.4、g〇.5、或最好是go?。 春182. 一種如申請專利範圍第179項至第181項中任一項的 微影投影物鏡，其特徵為：具有第一個部分物鏡(81〇〇)及第 二個部分物鏡(8200)。 183. —種如申請專利範圍第182項的微影投影物鏡，其特 徵為：第一個部分物鏡(8100)至少具有6個反射鏡，而且這 些反射鏡都沒有供光束通過用的開口，第二個部分物鏡 (8200)至少具有一個反射鏡，而且這個反射鏡帶有一個供光 203 1308644 束通過用的開口。 …種如申清專利範圍第182項的微影投影物鏡，其特 弟-個部分物鏡(园)具有第—個反射鏡⑻）、第二 五袖射鏡⑽、第二個反射鏡(S3)、第四個反射鏡(S4)、第 反射鏡(S5)、以及第六個反射鏡(S6)。 185

料Γ種如中請專利範圍第179項至第181項中任一項的 切物鏡’其特徵為：投影物鏡具有—個頂焦距為負的 入射光瞳。 au旦種如申請專利範圍第179項至第181項中任一項的 微影投影物鏡，其特徵為：投㈣鏡具有、距為正的 入射光瞳。 187 鲁& · 一種如申請專利範圍第179項至第181項中任一項的 微影投影物鏡，其特徵為：從物平面到像平面通過物鏡的光 線以遠心方式照射在物平面上。 188· 一種如申請專利範圍第184項的微影投影物鏡，其特 徵為：第一個反射鏡(S1)是一個凸面反射鏡、第二個反射鏡 (S2)是一個凹面反射鏡、第三個反射鏡(S3)是一個凹面反射 鏡、第四個反射鏡(S4)是一個凸面反射鏡、第五個反射鏡(85) 是一個凸面反射鏡、第六個反射鏡(S6)是一個凹面反射鏡。 204 1308644 189. —種如申請專利範圍第184項的微影投影物鏡，其特 徵為：第二個反射鏡(S2)是一個凹面反射鏡、第三個反射鏡 (S3)是一個凸面反射鏡、第四個反射鏡(S4)是一個凹面反射 鏡、第五個反射鏡(S5)是一個凹面反射鏡、第六個反射鏡(S6) 是一個凸面反射鏡。 190. —種如申請專利範圍第182項的微影投影物鏡，其特 • 徵為：第一個部分物鏡(8100)將位於物平面（8010)内的實物 成像在中間像(ZW1)内’第二個部分物鏡(8200)將中間像 (ZW1)成像在像平面（8020)内。 191. 一種如申請專利範圍第182項的微影投影物鏡，其特 徵為：第一個部分物鏡(8100)的所有反射鏡(S1，S2，S3， S4，S5，S6)都是軸外反射鏡段。 參192. —種如申請專利範圍第179項至第181項中任一項的 微影投影物鏡，其特徵為：第二個部分物鏡(82〇〇)具有第7 個反射鏡(SK1)及第8個反射鏡(§Κ2)。 193. —種如申請專利範圍第192項的微影投影物鏡，其 徵為：第7個反射鏡(SK1)是一個凸面反射鏡，第8個反寻 鏡(SK2)是一個凹面反射鏡。 射 205 .1308644 194. 一種如申請專利範圍第179項至第181項中任一項的 微影投影物鏡，其特徵為：光圈B在從物平面（8010)到像平 面（8020)的光程上係設置在第二個部分物鏡(8200)内。 195. —種如申請專利範圍第179項至第181項中任一項的 微影投影物鏡，其特徵為：光圈B在從物平面（8010)到像平 面（8020)的光程上係設置在第一個部分物鏡(8100)内。 196. 一種如申請專利範圍第179項至第181項中任一項的 微影投影物鏡’其特徵為：被成像的圖案尺寸<50 nm。 ^7.一種如申請專利範圍第179項至第181項中任一項的微 衫投影物鏡，具有一個照明系統及一個物鏡，其特徵為：物 鏡將-個帶有圖案的掩膜成像在緣基片上。

^8..一種如申請專利範圍第197項的微影投影物鏡，其特 為 <、、、明系統具有一個至少帶有一個光柵元件的反射鏡。 Γ為·一請料197項_影郷魏，其特 …系統在微影投影物鏡的物平面内將-個場照亮。 200. —種如申請專利範圍第199項 徵為：場的形狀與光栅元件的形狀相=讀影物鏡，其特 201 - 種如申請翻_第 Μ微影投 影物鏡，其特 206 1308644 徵為：場的形狀為圓弧狀。 202.利用一種如申請專利範圍第197項的微影投影物鏡將 光敏基片曝光的方法，這種方法是以照明系統發出的光束將 一個帶有圖案的掩膜照亮，同時物鏡將被掩膜反射的光束成 像在光敏基片上，因而使基片被曝光。

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