DE102005056721A1 - Projection exposure objective e.g., for lithography systems, has central obscuration and forms intermediate images between mirrors - Google Patents

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G02B17/0808—Catadioptric systems using two curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture

Abstract

A projection objective for imaging an object, has a mirror unit (TS2,TS3;K) which is designed so that within the mirror unit, especially between two opposite facing mirrors (S1,S2), at least one intermediate image (ZB2) is generated. The mirror unit comprises two concave mirrors with their concave surfaces pointing towards one another.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Projektionsobjektiv nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to a projection lens after Preamble of claim 1.

Projektionsobjektive zur Abbildung von Strukturen sind in Lithographiesystemen seit längerem bekannt. Beispielsweise beschreiben die US 6,600,608 B1 und US 6,757,051 B2 derartige Objektive. In der US 6,600,608 B1 wird ein katadioptrisches obskuriertes System mit zwei Zwischenbildern und zwei Negativlinsen zwischen den Spiegeln gezeigt, wobei die Negativlinsen in etwa denselben freien Durchmesser wie die Hohlspiegel aufweisen. Eine schematische Darstellung eines entsprechenden Objektivs ist in 8 gezeigt. Zwischen den beiden katadioptrischen Subkomponenten des Teilsystems TS2 liegt ein im Wesentlichen kollimierter Strahl vor. Vor dem katadioptrischen Teil ist ein verkleinerndes Relaysystem TS1 angeordnet, welches das Retikel in ein Zwischenbild ZB1 am Eintritt des katadioptrischen Systems TS2 abbildet. Dem katadioptrischen Teilsystem TS2 nachfolgend ist eine erneut verkleinernde Hauptfokusgruppe TS3 angeordnet, welche das Zwischenbild ZB2 auf den Wafer abbildet.Projection objectives for imaging structures have long been known in lithography systems. For example, describe the US 6,600,608 B1 and US 6,757,051 B2 such lenses. In the US 6,600,608 B1 For example, a catadioptric obscured system with two intermediate images and two negative lenses between the mirrors is shown, the negative lenses having approximately the same free diameter as the concave mirrors. A schematic representation of a corresponding objective is shown in FIG 8th shown. Between the two catadioptric subcomponents of subsystem TS2, there is a substantially collimated beam. In front of the catadioptric part, a reducing relay system TS1 is arranged, which images the reticle into an intermediate image ZB1 at the entrance of the catadioptric system TS2. Subsequent to the catadioptric subsystem TS2, a again decreasing main focus group TS3 is arranged, which images the intermediate image ZB2 onto the wafer.

Das zweite Teilsystem TS2 beinhaltet zwei Spiegel die zueinander konkav sind. Vor den Spiegeln und in unmittelbarer Nähe können auch refraktive Linsengruppen negativer Brechkraft eingeordnet werden. Zusammen mit den Spiegeln bilden diese die katadioptrischen Gruppen KG1 und KG2, wie in 8 dargestellt. Diese dienen hauptsächlich zur Korrektur des Farblängsfehlers und der Bildfeldkrümmung.The second subsystem TS2 includes two mirrors which are concave to each other. Refractive lens groups of negative refractive power can also be arranged in front of the mirrors and in the immediate vicinity. Together with the mirrors they form the catadioptric groups KG1 and KG2, as in 8th shown. These are mainly used to correct the longitudinal chromatic aberration and field curvature.

Die Zwischenbilder sind so positioniert, dass sie einerseits in der Nähe des Scheitels eines der Spiegel stehen, um die Obskuration klein zu halten, andererseits stehen sie nahezu in den Brennpunkten der danach beziehungsweise davor liegenden katadioptrischen Gruppen KG1 und KG2.The Intermediate images are positioned so that they are in the one hand Near the Apex of one of the mirrors stand to small the obscuration on the other hand, they are almost in the focal points of the afterwards or in front lying catadioptric groups KG1 and KG2.

Das Teilsystem TS2 ist quasi symmetrisch aufgebaut mit allen daraus bekannten Vorteilen.The Subsystem TS2 is constructed symmetrically with all of them known advantages.

Dieser Objektivtyp eignet sich vor allem zur chromatischen Korrektur, die im Wesentlichen durch die jeweils zweimal in Pupillennähe durchtretenen Negativlinsen der katadioptrischen Gruppe erreicht wird.This Lens type is especially suitable for chromatic correction, the essentially by the negative lenses passing twice near the pupil each the catadioptric group is reached.

Die Petzvalkorrektur dieses Objektivs wird vornehmlich durch die Hohlspiegel und die Negativlinsen des katadioptrischen Teilsystems TS2 bereit gestellt.The Petzvalkorrektur this lens is mainly through the concave mirror and the negative lenses of the catadioptric subsystem TS2 provided.

Der Nachteil dieser Objektive besteht darin, dass die Obskuration nur bei großen Aperturen der Zwischenbilder klein gehalten werden kann. Dies bedingt wiederum sehr große, materialintensive Negativlinsen zwischen den Spiegeln.Of the Disadvantage of these lenses is that the obscuration only at big Apertures of the intermediate images can be kept small. This conditionally again very big, material-intensive negative lenses between the mirrors.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der US 6,600,608 B1 (4 der Schrift) wird ein System dargestellt, welches in der Spiegeleinheit TS2 keine Negativlinsen zeigt. Zwischen den beiden Spiegeln befindet sich ein im Wesentlichen kollimierter Strahlengang.In a further embodiment of the US 6,600,608 B1 ( 4 the font), a system is shown, which does not show any negative lenses in the mirror unit TS2. Between the two mirrors is a substantially collimated beam path.

Auch die US 6,169,627 B1 und US 6,631,036 B2 zeigen obskurierte Systeme, bei denen sich zwischen den Spiegeln keine Linsen befinden. Dementsprechend kann mit diesem System nicht achromatisiert werden. Die Petzvalkorrektur wird im Wesentlichen von den kleinen Negativlinsen geleistet, die am Ende des vorderen bzw. zu Beginn des hinteren refraktiven Teils stehen. Die Spiegel selber sind sehr flach und liefern damit relativ wenig Petzvalkorrektur.Also the US 6,169,627 B1 and US 6,631,036 B2 show obscured systems where there are no lenses between the mirrors. Accordingly, this system can not be achromatized. The Petzvalkorrektur is essentially done by the small negative lenses, which are at the end of the front or at the beginning of the rear refractive part. The mirrors themselves are very flat and thus provide relatively little Petzvalkorrektur.

Nachteilig ist hierbei, dass für eine akzeptable Obskuration sehr große Spiegeldurchmesser und eine große Baulänge des Objektivs erforderlich sind.adversely here is that for an acceptable obscuration very large mirror diameter and one size overall length of the lens are required.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden und ein Projektionsobjektiv bereit zu stellen, welches eine geringe Obskuration bei kompakter Bauweise des Objektivs ermöglicht.It is therefore an object of the present invention, the disadvantages To avoid the prior art and a projection lens ready to provide, which is a small Obskuration in a compact design of the lens.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Projektionsobjektiv mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These Task is solved with a projection lens having the features of claim 1. Advantageous Embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Position des Zwischenbildes gegenüber den Spiegeln der Spiegeleinheit bzw. der katadioptrischen Gruppe so verändert wird, dass bei gleichem Aperturwinkel des Zwischenbildes die Obskuration verringert wird. Nach einer einfachen Abschätzung der Obskuration liegt eine bevorzugte Position des Zwischenbildes 3R/2 vom Spiegel entfernt, wobei R der Krümmungsradius des Spiegels ist. Hierbei entsteht ein zusätzliches Zwischenbild zwischen den Spiegeln. Unter Berücksichtigung einer kompakten Bauweise müssen weiterhin die Spiegel stärker gekrümmt sein.The Invention is characterized in that the position of the intermediate image across from the mirrors of the mirror unit or the catadioptric group so changed is that at the same aperture angle of the intermediate image obscuration reduced becomes. After a simple estimation of Obscuration is a preferred position of the intermediate image 3R / 2 from the mirror, where R is the radius of curvature of the mirror. This creates an additional Intermediate image between the mirrors. Taking into account a compact design have to the mirrors continue to be stronger bent be.

Nach dem Stand der Technik wird das Zwischenbild vor der Spiegeleinheit durch den ersten, im wesentlichen parabolischen Spiegel kollimiert und durch den zweiten, wiederum parabolischen Spiegel auf das zweite Zwischenbild abgebildet. Um eine ausreichend kleine Obskuration zu erreichen, müssen bei gegebener Größe der Zwischenbilder die Spiegel groß sein, d.h. die Scheitelkrümmungsradien der Spiegel sind klein und damit der Beitrag zur Petzvalsumme klein.In the prior art, the intermediate image in front of the mirror unit is collimated by the first, substantially parabolic mirror and imaged by the second, again parabolic mirror on the second intermediate image. In order to achieve a sufficiently small obscuration, for a given size of the intermediate images must Mirrors are large, ie the radii of curvature of the mirrors are small and thus the contribution to the Petzval sum is small.

Positioniert man jedoch ein Zwischenbild zwischen den beiden Spiegeln, so erreicht man eine drastische Erhöhung der Scheitelkrümmungen und damit einen großen Beitrag zur Korrektur der Petzvalsumme. Dies erlaubt den Einsatz von positiven Linsen starker Brechkraft und somit einen kompakten Aufbau des gesamten Objektives.positioned However, if you get an intermediate image between the two mirrors, so a drastic increase the vertex curvatures and therefore a big one Contribution to the correction of the Petzval sum. This allows the use of positive lenses of strong refractive power and thus a compact construction of the entire lens.

Insgesamt ergibt sich somit durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Projektionsobjektivs der Vorteil, dass die Obskuration bei gleichzeitiger Vermeidung von weiteren Abbildungsfehlern klein gehalten werden kann.All in all results from the inventive design of a projection lens of Advantage that the obscuration while avoiding further aberrations can be kept small.

Vorzugsweise weist die Spiegeleinheit zwei Konkavspiegel auf, die mit ihren Spiegelflächen aufeinander zuweisen und zentral kreisförmige Öffnungen aufweisen. Die Spiegel können hierbei sphärisch oder asphärisch, insbesondere elliptisch ausgeführt sein. Außerdem können die Spiegel identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein.Preferably the mirror unit has two concave mirrors, which coincide with their mirror surfaces assign and centrally circular openings exhibit. The mirrors can here spherical or aspherical, be executed in particular elliptical. Furthermore can the mirrors may be identical or different.

Vor und/oder hinter der Spiegeleinheit sind vorzugsweise Teilobjektive vorgesehen, die insbesondere rein refraktive Linsengruppen umfassen. Die Spiegeleinheit ist insbesondere so angeordnet, dass die Öffnungen der Spiegel im Bereich des Zwischenbildes, das von dem vor der Spiegeleinheit vorgesehenen Teilobjektiv erzeugt wird oder durch die Spiegeleinheit insbesondere für die Abbildung durch ein nachgeordnetes Teilobjektiv oder zur direkten Abbildung bereit gestellt wird, vorgesehen sind.In front and / or behind the mirror unit are preferably partial lenses provided, in particular, include purely refractive lens groups. The mirror unit is in particular arranged so that the openings the mirror in the area of the intermediate image, that of the front of the mirror unit provided partial lens is generated or by the mirror unit especially for the picture by a subordinate sub-objective or to the direct Figure provided is provided.

Die Spiegeleinheit kann so ausgebildet werden, dass nicht nur ein Zwischenbild in der Spiegeleinheit, also zwischen zwei gegenüber liegenden Spiegeln entsteht, sondern mehrere, insbesondere n Zwischenbilder bei 2n Reflexionen des Abbildungsstrahls an den Spiegeln, wobei n eine ganze Zahl ist. Hierbei muss die Brechkraft der Spiegel sukzessive erhöht werden, was günstig für die Korrektur der Bildfeldkrümmung des gesamten Objektivs ist.The Mirror unit can be designed so that not only an intermediate image in the mirror unit, ie between two opposite mirrors, but several, in particular n intermediate images at 2n reflections of the imaging beam at the mirrors, where n is an integer. in this connection The refractive power of the mirror must be successively increased, which is favorable for the correction the field curvature of the entire lens.

Ferner kann die Spiegeleinheit insbesondere durch die Krümmung der Spiegel so gestaltet werden, dass das erste Zwischenbild vor, nach oder in etwa in der Mitte der Spiegeleinheit entsteht. Weiterhin kann die Spiegeleinheit so ausgebildet werden, dass die Zwischenbilder sich in oder um die Mitte der Spiegeleinheit konzentrieren.Further the mirror unit can in particular by the curvature of the Mirror designed so that the first intermediate image before, after or arises approximately in the middle of the mirror unit. Farther the mirror unit can be formed so that the intermediate images concentrate in or around the center of the mirror unit.

Die Spiegeleinheit kann eine reine Spiegeleinheit, also ein katoptrisches Teilsystem sein oder zusätzlich refraktive Elemente, wie negativ brechende Linsen oder Linsengruppen umfassen. Zusätzlich können auch diffraktive Elemente zur Farbkorrektur vorgesehen sein, wobei die Anordnung auf oder an den Linsen und/oder Spiegeln erfolgt. Darüber hinaus können diffraktive Elemente zur Farbkorrektur auch in den vor oder nach geschalteten Teilobjektiven vorgesehen sein.The Mirror unit can be a pure mirror unit, so a catoptric Be subsystem or in addition Refractive elements, such as negative refractive lenses or lens groups include. In addition, you can also be provided diffractive elements for color correction, wherein the Arrangement on or on the lenses and / or mirrors takes place. Furthermore can diffractive elements for color correction even in the before or after switched partial lenses may be provided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Projektionsobjektiv axialsymmetrisch, d.h. in Bezug zur Längsachse symmetrisch ausgebildet. In gleicher Weise kann das Objektiv auch bezüglich der Längserstreckung, also längssymmetrisch, insbesondere mit der Spiegeleinheit als Symmetriezentrum ausgebildet sein, wobei hier nicht unbedingt ein exakt identischer Aufbau der vor und nach der Spiegeleinheit angeordneten Teilobjektive gemeint ist, sondern der prinzipielle Aufbau, insbesondere auch mit einer entsprechenden Symmetrie der Spiegeleinheit selbst.According to one preferred embodiment the projection lens is axially symmetric, i. in relation to the longitudinal axis formed symmetrically. In the same way, the lens can also in terms of the longitudinal extent, thus longitudinally symmetric, formed in particular with the mirror unit as a center of symmetry be, although not necessarily an exactly identical structure of meant before and after the mirror unit arranged partial lenses is, but the basic structure, especially with a corresponding symmetry of the mirror unit itself.

Aus den verschiedenen Randbedingungen lassen sich somit den Anforderungen angepasste Projektionsobjektive herstellen, wobei folgende Regeln zu berücksichtigen sind:

  • • Um die Obskuration klein zu halten, sollte das Zwischenbild am Eintritt der Spiegelgruppe möglichst klein, d.h. dessen numerische Apertur möglichst groß sein.
  • • Um die Obskuration klein zu halten, sollte die Randstrahlhöhe bei der Reflexion an den Spiegeln möglichst groß sein.
  • • Um die Obskuration mittig in der Pupille zu halten, sollte die Hauptstrahlhöhe bei den Reflexionen nicht zu groß sein. Ansonsten wandert der in der Pupille der Wellenfront obskurierte Teil aus der Pupillenmitte aus und stört die Abbildungsleistung, insbesondere bei der im Lithographiebereich üblichen Abbildung mit partiell kohärenter Beleuchtung.
  • • Je näher die Zwischenbilder in der zentralen Spiegeleinheit an den einzelnen Spiegeln liegen, desto kleiner kann die zugehörige Randstrahlhöhe bei der Reflexion am Spiegel sein. Bei gleich bleibender Größe der zentralen Öffnung der Spiegel nimmt dabei aber die Obskuration zu. Um die Obskuration klein zu halten, sollten also Varianten in Betracht gezogen werden, bei denen die Zwischenbilder in der Nähe des Spiegelzentrums zu liegen kommen.
  • • Die Anzahl der Reflexionen auf den Spiegeln erhöht bei etwa konstanter Spiegelkrümmung den Beitrag der Spiegel zur Korrektur der Petzvalsumme.
From the various boundary conditions, projection lenses adapted to the requirements can thus be produced, taking into account the following rules:
  • • To keep the obscuration small, the intermediate image at the entrance of the mirror group should be as small as possible, ie its numerical aperture should be as large as possible.
  • • In order to keep the obscuration small, the marginal ray height should be as large as possible when reflecting on the mirrors.
  • • In order to keep the obscuration centered in the pupil, the principal ray height should not be too large for the reflections. Otherwise, the part obscured in the pupil of the wavefront emanates from the middle of the pupil and disturbs the imaging performance, in particular in the case of the image with partially coherent illumination, which is usual in the lithography field.
  • • The closer the intermediate images in the central mirror unit are to the individual mirrors, the smaller the associated edge beam height can be when reflecting on the mirror. If the size of the central opening of the mirrors remains the same, the obscuration increases. In order to keep the obscuration small, variants should be considered in which the intermediate images come to rest in the vicinity of the mirror center.
  • • The number of reflections on the mirrors increases at approximately constant mirror curvature the contribution of the mirrors to the correction of the Petzvalsumme.

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen zeigen hierbei inFurther Advantages, characteristics and features of the invention are in the following detailed description with reference to the accompanying drawings clear. The drawings show here in

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs; 1 a schematic representation of a projection lens according to the invention;

2 eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs; 2 a schematic representation of another projection lens according to the invention;

3 eine schematische Darstellung der Obskuration; 3 a schematic representation of obscuration;

4 eine schematische Darstellung einer Spiegeleinheit; 4 a schematic representation of a mirror unit;

5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs mit der Spiegeleinheit aus 4; 5 a schematic representation of a projection lens according to the invention with the mirror unit 4 ;

6 eine schematische Darstellung einer weiteren Spiegeleinheit; 6 a schematic representation of another mirror unit;

7 eine schematische Darstellung einer weiteren Spiegeleinheit; und in 7 a schematic representation of another mirror unit; and in

8 eine schematische Darstellung eines Projektionsobjektivs nach dem Stand der Technik. 8th a schematic representation of a projection lens according to the prior art.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Projektionsobjektiv bestehend aus einem ersten Teilsystem TS1, einer Spiegeleinheit mit den Teilsystemen TS2 und TS3 sowie einem vierten Teilsystem TS4. In der Ebene des zweiten Spiegels S2 entsteht in dessen zentraler Öffnung ein erstes Zwischenbild ZB1. Dieses wird durch die beiden gegenüberliegenden Hohlspiegel S1 und S2 zweimal reflektiert und in der Ebene des ersten Spiegels S1 in dessen zentraler Öffnung als drittes Zwischenbild ZB3 abgebildet. Zwischen den Spiegeln S1, S2 entsteht das zweite Zwischenbild ZB2, welches das einzige Zwischenbild in der Spiegeleinheit ist. Jeweils vor der reflektierenden Oberfläche der Spiegel S1 und S2 können Negativlinsen N1 und N2 angeordnet werden, um die katadioptrischen Teilsysteme TS2 und TS3 zu bilden. 1 shows a projection objective according to the invention consisting of a first subsystem TS1, a mirror unit with the subsystems TS2 and TS3 and a fourth subsystem TS4. In the plane of the second mirror S2, a first intermediate image ZB1 is formed in its central opening. This is reflected twice by the two opposite concave mirrors S1 and S2 and imaged in the plane of the first mirror S1 in its central opening as a third intermediate image ZB3. Between the mirrors S1, S2, the second intermediate image ZB2 is formed, which is the only intermediate image in the mirror unit. In each case in front of the reflecting surface of the mirrors S1 and S2, negative lenses N1 and N2 can be arranged to form the catadioptric subsystems TS2 and TS3.

Ein der Ausführungsform der 1 ähnliches Projektionsobjektiv ist auch in 2 dargestellt, wobei die Spiegeleinheit hier als rein katoptrisches System K ohne Negativlinsen ausgebildet ist. Zur Verdeutlichung, dass die Teilsysteme TS1 und TS4 rein refraktive Systeme sind, sind sie mit R1 und R2 bezeichnet. Die numerische Apertur des gezeigten Systems beträgt 1.10 bei einem Abbildungsmaßstab von 0.25. Die numerischen Aperturen in den Zwischenbildern betragen etwa 0.6, 0.96 und 0.6. Damit hat R1 und R2 jeweils in etwa einen Abbildungsmaßstab –0.5, während die Spiegeleinheit K einen Abbildungsmaßstab von nahe 1:1 aufweist.One of the embodiment of the 1 similar projection lens is also in 2 represented, wherein the mirror unit is designed here as a purely catoptric system K without negative lenses. To illustrate that subsystems TS1 and TS4 are purely refractive systems, they are labeled R1 and R2. The numerical aperture of the system shown is 1.10 at a magnification of 0.25. The numerical apertures in the intermediate images are about 0.6, 0.96 and 0.6. Thus, R1 and R2 each have approximately a magnification -0.5, while the mirror unit K has a magnification of near 1: 1.

Sind die Öffnungen der beiden Spiegel zentral kreisförmig, so resultiert die in 3 schematisch dargestellte Obskuration, wobei in Teilbild a) die Obskuration der Feldmitte und in Teilbild b) die des meridionalen Feldrandes dargestellt sind. Sie beträgt hier am Feldrand sagittal 15%, meridional etwa 20–25% (linear in der Eintrittspupille). Die längliche Form der Obskuration der Pupille ergibt sich aus der Tatsache, dass der Hauptstrahl des Feldrandes den ersten und zweiten Spiegel S1, S2 jeweils nicht auf der optischen Achse schneidet. Da zwischen der Reflexion an S1 und S2 jedoch ein Zwischenbild liegt, wird einmal ein nach oben und dann ein nach unten dezentrierter, in guter Näherung kreisförmiger Bereich ausgeschnitten.If the openings of the two mirrors are centrally circular, then the results in 3 schematically illustrated obscuration, wherein in sub-image a) the obscuration of the field center and in sub-image b) of the meridional field edge are shown. Here it is 15% sagittal at the edge of the field, approximately 20-25% meridional (linear in the entrance pupil). The oblong shape of the obscuration of the pupil results from the fact that the main ray of the field edge does not intersect the first and second mirrors S1, S2 respectively on the optical axis. However, since there is an intermediate image between the reflection at S1 and S2, once an upwardly decentered, and then downwardly decentered, to a good approximation circular area is cut out.

Die Obskuration kommt offensichtlich daher, dass die beiden Spiegel in den jeweiligen Spiegelscheiteln eine zentrale Öffnung aufweisen. Die Reflexionen auf den Spiegeln sind somit im Wesentlichen pupillennah, die zentrale Öffnung ist im Wesentlichen feldnah. Die Pupille des Gesamtsystems weist eine Obskuration auf, das ins Bildfeld abgebildete Objektfeld ist vollständig.The Obscuration obviously comes from the fact that the two mirrors have a central opening in the respective mirror vertices. The reflections on the mirrors are thus essentially close to the pupil, the central opening is essentially close to field. The pupil of the entire system points an obscuration, which is the object field imaged in the image field Completely.

Die 4 zeigt eine Spiegeleinheit mit vier Reflexionen und zwei Zwischenbildern, wobei das Teilbild a) das volle Feld, das Teilbild b) nur die Randstrahlen (zur Verdeutlichung der Footprintgrößen auf den Spiegeln) und das Teilbild c) Rand- und Hauptstrahlen (zur Verdeutlichung der Pupillenlagen) zeigt. Es handelt sich hierbei demnach um ein pupillenobskuriertes System mit vier Reflexionen auf zwei sich zugewandten Hohlspiegeln. Zwischen den Spiegeln befinden sich zwei Randstrahlschnittpunkte mit der optischen Achse, d.h. zwei Zwischenbilder. Die Lage der Zwischenbilder ist bei etwa 1/3 und 2/3 des Spiegelabstandes relativ symmetrisch zur Mitte der Spiegeleinheit. Insgesamt weist das Design (mindestens) vier Zwischenbilder ZB1 bis ZB4 auf, wie eine Darstellung eines Projektionsobjektivs mit der Spiegeleinheit aus 4 in 5 zeigt. Die Blende der Spiegeleinheit K wurde so gelegt, dass die Hauptstrahlen an den Reflexionspunkten insgesamt eine minimale Hauptstrahlhöhe haben, um die Obskurationen in der Wellenfront möglichst in der Mitte der Pupille zu halten. Somit erhält man ein Teilsystem K mit hoher Symmetrie, welches dadurch im Wesentlichen frei von Koma ist. Die Asphären auf den Spiegeln unterstützen die Korrektur der sphärischen Aberration.The 4 shows a mirror unit with four reflections and two intermediate images, the partial image a) the full field, the partial image b) only the marginal rays (to illustrate the footprint sizes on the mirrors) and the partial image c) marginal and principal rays (to clarify the pupil layers) shows. It is therefore a pupil-obscured system with four reflections on two facing concave mirrors. Between the mirrors are two edge beam intersections with the optical axis, ie two intermediate images. The position of the intermediate images is at about 1/3 and 2/3 of the mirror spacing relatively symmetrical to the center of the mirror unit. Overall, the design has (at least) four intermediate images ZB1 to ZB4, such as an illustration of a projection objective with the mirror unit 4 in 5 shows. The aperture of the mirror unit K was placed so that the main rays at the reflection points overall have a minimum main ray height in order to keep the obscurations in the wavefront as close as possible to the center of the pupil. Thus, one obtains a subsystem K with high symmetry, which is thereby substantially free of coma. The aspheres on the mirrors help to correct the spherical aberration.

Denkbar sind demnach weitere Ausführungsbeispiele bei denen etwa sechs Reflexionen mit drei Zwischenbildern zwischen den Spiegeln auftreten können. Dies ist entsprechend der 4 in der 6 dargestellt.Accordingly, further embodiments are conceivable in which approximately six reflections with three intermediate images between the mirrors can occur. This is according to the 4 in the 6 shown.

Dieses Prinzip kann allgemein ausgebaut werden zu einem obskurierten Zweispiegeldesign mit 2n Reflexionen und n Zwischenbildern zwischen den Spiegeln, wobei zu erwarten ist, dass sich die Zwischenbilder etwa äquidistant entlang der optischen Achse anordnen.This Principle can be generalized to an obscured two-mirror design with 2n reflections and n intermediate images between the mirrors, where it is to be expected that the intermediate images are approximately equidistant Arrange along the optical axis.

Bei den bisher dargestellten Spiegeleinheiten entsteht das erste Zwischenbild in der Spiegeleinheit (z.B. ZB2 in 5) vor dem Mittelpunkt der Spiegeleinheit. Eine weitere Möglichkeit ist nun, das erste Zwischenbild in der Spiegeleinheit hinter dem Mittelpunkt der Spiegeleinheit entstehen zu lassen. Somit kommt man zu einer weiteren Klasse von mehrfach reflektierenden obskurierten Systemen. In 7 ist die Spiegeleinheit für den Fall einer Vierfachreflexion mit drei Zwischenbildern dargestellt. Die Zwischenbilder verteilen sich hier nicht gleichmäßig entlang der optischen Achse, sondern häufen sich in der Nähe des Zentrums der Spiegeleinheit. Hier gilt es zu beachten, dass die erste Reflexion die numerische Apertur erhöht, d.h. um sich überschneidende Spiegel zu vermeiden, muss man mit einer verminderten numerischen Apertur in dieses System eintreten. Dies wirkt sich aber absehbar nachteilig auf die Obskuration eines Gesamtsystems aus, da die numerische Apertur am Eintritt der Spiegeleinheit über die Konstanz des Lichtleitwerts ein größeres Objekt vor der Spiegelgruppe bedingt und somit indirekt zu einer größeren Obskuration führt.In the mirror units shown so far, the first intermediate image is formed in the mirror unit (eg ZB2 in FIG 5 ) in front of the center of the mirror unit. Another possibility is to create the first intermediate image in the mirror unit behind the center of the mirror unit. This leads to another class of multi-reflective obscured systems. In 7 the mirror unit is shown in the case of quadreflexing with three intermediate images. The intermediate images are not distributed uniformly along the optical axis, but accumulate near the center of the mirror unit. It should be noted here that the first reflection increases the numerical aperture, ie in order to avoid overlapping mirrors, one must enter this system with a reduced numerical aperture. However, this has a disadvantageous effect on the obscuration of an overall system, since the numerical aperture at the entrance of the mirror unit via the constancy of the light conductance value causes a larger object in front of the mirror group and thus indirectly leads to a larger obscuration.

Claims (14)

Projektionsobjektiv zur Abbildung eines Objekts, insbesondere zur Abbildung einer Struktur in der Lithographie, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, dass innerhalb der Spiegeleinheit, insbesondere zwischen zwei gegenüberliegenden Spiegeln (S1,S2), mindestens ein Zwischenbild (ZB2) erzeugt wird.Projection objective for imaging an object, in particular for imaging a structure in lithography, characterized in that a mirror unit (TS2, TS3; K) is provided, which is designed such that inside the mirror unit, in particular between two opposite mirrors (S1, S2 ), at least one intermediate image (ZB2) is generated. Projektionsobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) zwei mit ihren konkaven Flächen aufeinander zuweisende Hohlspiegel (S1,S2) umfasst.Projection objective according to claim 1, characterized that the mirror unit (TS2, TS3, K) two with their concave surfaces on each other assigning concave mirror (S1, S2). Projektionsobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennnzeichnnet, dass objektseitig vor und/oder bildseitig nach der Spiegeleinheit Teilobjektive (TS1,TS4;R1,R2) vorgesehen sind, die vorzugsweise rein refraktive Linsengruppen umfassen.Projection objective according to claim 1 or 2, characterized gekennnzeichn, that the object side before and / or on the image side the mirror unit partial lenses (TS1, TS4; R1, R2) are provided, which preferably comprise purely refractive lens groups. Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Konkavspiegel (S1,S2) der Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) in der Nähe der Ebenen angeordnet sind, in der durch ein objektseitig vor der Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) angeordnetes Teilobjektive (TS1,R1) ein Zwischenbild (ZB1) oder durch die Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) ein Bild oder Zwischenbild (ZB3) erzeugt werden.Projection lens according to one of the preceding Claims, characterized in that two concave mirrors (S1, S2) of the mirror unit (TS2, TS3; K) near the levels are arranged in by an object before the Mirror unit (TS2, TS3; K) arranged partial lenses (TS1, R1) Intermediate image (ZB1) or through the mirror unit (TS2, TS3, K) Image or intermediate image (ZB3) are generated. Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung oder der Radius (R) der Spiegel (S1,S2) der Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) so gewählt ist, dass n Zwischenbilder durch 2n Reflexionen an den Spiegeln zwischen den Spiegeln erzeugt werden, wobei n eine ganze Zahl >= 1, insbesondere 1, 2 oder 3 ist.Projection lens according to one of the preceding Claims, characterized in that the curvature or radius (R) of the Mirror (S1, S2) of the mirror unit (TS2, TS3, K) is selected such that that n intermediate images by 2n reflections at the mirrors between the mirrors are generated, where n is an integer> = 1, in particular 1, 2 or 3 is. Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel (S1,S2) elliptisch oder sphärisch sind.Projection lens according to one of the preceding Claims, characterized in that the mirrors (S1, S2) are elliptical or spherical are. Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel (S1,S2) zentrale Öffnungen aufweisen.Projection lens according to one of the preceding Claims, characterized in that the mirrors (S1, S2) have central openings exhibit. Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) katoptrisch oder katadioptrisch ist, insbesondere Negativlinsen oder negativ brechenden Linsengruppen (N1,N2), insbesondere zwei zwischen den Spiegeln (S1,S2), vorzugsweise in der Nähe der Spiegel aufweist.Projection lens according to one of the preceding Claims, characterized in that the mirror unit (TS2, TS3; K) is catoptric or catadioptric, especially negative lenses or negative refractive lens groups (N1, N2), in particular two between the Mirrors (S1, S2), preferably in the vicinity of the mirror. Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) so ausgeführt ist, dass das oder die Zwischenbilder in der Spiegeleinheit in der Nähe der Mitte der Spiegeleinheit entstehen.Projection lens according to one of the preceding Claims, characterized in that the mirror unit (TS2, TS3; K) is designed such that the intermediate image (s) in the mirror unit near the center the mirror unit arise. Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) so ausgeführt ist, dass das erste Zwischenbild in der Spiegeleinheit in Abbildungsrichtung vor, hinter oder auf der Mitte der Spiegeleinheit entsteht.Projection lens according to one of the preceding Claims, characterized in that the mirror unit (TS2, TS3; K) is designed such that the first intermediate image in the mirror unit in the imaging direction before, behind or in the middle of the mirror unit. Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel (S1,S2) eine nahezu gleiche Form aufweisen ausgebildet sind.Projection lens according to one of the preceding Claims, characterized in that the mirrors (S1, S2) are almost identical Form are formed. Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv diffraktive Elemente zur Korrektur von Farbfehlern umfasst, insbesondere im Bereich der Pupillenlage der vor und/oder der Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) nach geschalteten Teilobjektive (TS1,TS4;R1,R2) und/oder an oder auf den Komponenten der Spiegeleinheit, insbesondere den Linsen und/oder Spiegeln.Projection lens according to one of the preceding Claims, characterized in that the lens diffractive elements for Correction of color errors includes, especially in the pupil position the before and / or the mirror unit (TS2, TS3, K) connected after Partial lenses (TS1, TS4; R1, R2) and / or on or on the components the mirror unit, in particular the lenses and / or mirrors. Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel in der Nähe von Zwischenbildern positioniert sind.Projection lens according to one of the preceding Claims, characterized in that the mirrors are in the vicinity of intermediate images are positioned. Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenbilder nahezu symmetrisch zur Mitte der Spiegeleinheit liegen.Projection lens according to one of the preceding Claims, characterized in that the intermediate images are almost symmetrical lie to the center of the mirror unit.
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