[发明专利]成像光学系统以及具有该类型成像光学系统的用于微光刻的投射曝光设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像光学系统，其具有多个反射镜，该多个反射镜将物平面(object plane)中的物场(object field)成像于像平面(image plane)中的像场(image field)中。此外，本发明涉及一种具有该类型成像光学系统的投射曝光设备(projection exposure installation)、一种用该类型投射曝光系统制造微结构化(microstructured)或纳米结构化(nanostructured)组件的方法，以及涉及一种利用该方法制造的微结构化或纳米结构化组件。

背景技术

从WO2010/006678A1、US2006/0232867A1及US2008/0170310A1可获知在开始时所提类型的成像光学系统。

发明内容

本发明的一个目的在于开发在开始时所提类型的成像光学系统，以实现小的成像误差(imaging error)、易管理的生产及用于成像光(imaging light)的良好通量(throughput)的可操纵组合。

根据本发明第一方面，以具有权利要求1所述特征的成像光学系统达成此目的。

根据本发明，已知在成像质量(imaging quality)没有相对大损失的情况下，在光瞳遮拦的系统(pupil-obscured system)中，亦即在具有光瞳遮拦(pupil obscuration)的成像光学系统中，可构造具有连续反射面的倒数第二个反射镜，亦即在倒数第二个反射镜的光学使用区域(optically used region)中没有通孔(through-opening)。这有助于制造该具有足够反射镜厚度的倒数第二个反射镜，且亦允许在倒数第二个反射镜的面对像平面的一侧和像平面之间有足够大的间隔，而同时将光瞳遮拦的大小(size)减到最小。如果该倒数第二个反射镜布置在比其它反射镜薄的反射镜体(mirror body)及/或反射镜载体(mirror carrier)上，该制造上的简易化尤其重要。

根据本发明第二方面，利用一种具有权利要求2所公开的特征的成像光学系统，实现在开始时所提目的。

由出瞳(exit pupil)中因光瞳遮拦所遮蔽的面积相对于成像光学系统的出瞳的总面积的比率，产生光瞳遮拦的数值(numerical value)。小于10％的光瞳遮拦使得光瞳遮拦的成像光学系统可具有特别高的光通量。此外，根据本发明的小的遮拦可对成像光学系统的成像质量，尤其是对成像对比度(imaging contrast)，造成小的或可忽略的影响。光瞳遮拦可以小于8％且可以是7.8％。光瞳遮拦可以小于7％，可以是6.3％；可以小于5％，可以是4.4％；可以小于4％，可以是3.3％，并且可以小于3％。成像光学系统的光瞳遮拦可由一个反射镜预先决定，例如由其通孔或由其外缘预先决定，或由布置在物场和像场之间的成像光的光路中的遮挡光阑或光圈(obscuration stop or diaphragm)预先决定。

根据上述两个方面的一个的成像光学系统的至少一个反射镜可具有反射面，其被设计成不能以旋转对称函数(rotationally symmetrical function)描述的自由形式表面(free-form face)。

在物场和像场间之间的成像光的光路中的最后一个反射镜的反射可用表面(reflective useful surface)区域的外边界内的面积和最后一个反射镜的通孔面积的比率可大于20。这种比率具有与上文参考低光瞳遮拦所论述的优点对应的优点。

根据权利要求4所述的数值孔径(numerical aperture)允许成像光学系统的高分辨率(resolution)。数值孔径可高于0.5并且可等于0.7或甚至更高。

另外，根据权利要求5所述的、倒数第二个反射镜的工作间隔(working space)和成像光学系统的像方数值孔径(image side numerical aperture)的乘积高于10mm更有助于其制造。工作间隔可以是14mm，可以是17.5mm，可以是至少20mm，可以是21.7mm，以及可以是24.5mm。甚至更大的工作间隔值也是可能的。将工作间隔定义为在像平面和最接近的反射镜(换言之，投射光学系统的倒数第二个反射镜)的使用的反射面(used reflectionface)的最接近像平面的部分之间的间隔。像平面是成像光学系统的、接近倒数第二个反射镜的场平面(field plane)。