JP2009532725A - マイクロリソグラフィ投影光学システム、ツール、及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロリソグラフィ投影光学システム、特に、投影対物器械、そのような光学システムを含むマイクロリソグラフィツール、そのようなマイクロリソグラフィツールを用いた微細構造構成要素のマイクロリソグラフィ製造の方法、及びそのような方法によって生成される微細構造構成要素を提供する。
【解決手段】マイクロリソグラフィ投影光学システム（１１００）は、波長λを有する放射を対物面（１０３）内の物体視野から像平面（１０２）内の像視野に結像するように配列された複数の光学要素（１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、１１６０）を含む。複数の光学要素（１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、１１６０）は、対物面から２．８ｍよりも遠くに位置する入射瞳を有する。光学システムを通る放射の経路は、対物面に対する法線に関して３°又はそれよりも大きい角度を有する主光線によって特徴付けられる。特にＥＵＶ波長に対して、これは、特に、結像される物体として位相シフトマスクの使用を可能にする。
【選択図】図１０

Description

本発明の開示は、マイクロリソグラフィ投影光学システムに関し、具体的には、投影対物器械、そのような光学システムを含むマイクロリソグラフィツール、そのようなマイクロリソグラフィツールを用いた微細構造構成要素のマイクロリソグラフィ製造の方法、及びそのような方法によって生成される微細構造構成要素に関する。

投影対物器械は、レチクル像を基板上に位置決めされた感光材料層上に形成することによってレチクルからのパターンを基板に転写するのにマイクロリソグラフィにおいて幅広く用いられている。一般的に、投影対物器械は、屈折対物器械、反射対物器械、及び反射屈折対物器械という３つの異なる部類に分かれる。屈折対物器械は、対物面からの光を像平面に結像するために屈折要素（例えば、レンズ要素）を用いる。反射対物器械は、対物面からの光を像平面に結像するために反射要素（例えば、ミラー要素）を用いる。反射屈折対物器械は、対物面からの光を像平面に結像するために屈折要素及び反射要素の両方を用いる。

特に投影システムにおける使用に向けた対物器械は、Ｔ．Ｊｅｗｅｌｌ著「ＥＵＶリソグラフィに向けた投影カメラ開発における光学システムの設計問題」、ＳＰＩＥ会報、第２４３７巻（１９９５年）から公知である。他の対物器械は、ＥＰ０、７３０、１６９Ａ、ＥＰ０、７３０、１７９Ａ、ＥＰ０、７３０、１８０Ａ、ＥＰ０、７９０、５１３Ａ、ＵＳ５、０６３、５８６Ａ、ＵＳ６、５７７、４４３Ａ、ＵＳ６、６６０、５５２Ａ、及びＵＳ６、７１０、９１７Ａから公知である。
マイクロリソグラフィ投影光学システムを、結像すべき異なる種類のマスク又はレチクルに対するその柔軟性に関して改善することが本発明の目的である。

ＥＰ０、７３０、１６９Ａ ＥＰ０、７３０、１７９Ａ ＥＰ０、７３０、１８０Ａ ＥＰ０、７９０、５１３Ａ ＵＳ５、０６３、５８６Ａ ＵＳ６、５７７、４４３Ａ ＵＳ６、６６０、５５２Ａ ＵＳ６、７１０、９１７Ａ ＵＳ６、２４０、１５８Ｂ１ ＵＳ６、５４９、２７０Ｂ１ Ｔ．Ｊｅｗｅｌｌ著「ＥＵＶリソグラフィに向けた投影カメラ開発における光学システムの設計問題」、ＳＰＩＥ会報、第２４３７巻（１９９５年） 「光学器械ハンドブック」、第Ｉ巻、第２版、Ｍｉｃｈａｅｌ Ｂａｓｓ編集（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、Ｉｎｃ．、１９９５年）、３５．３ページ 「Ｃｏｄｅ Ｖ」、製品マニュアル、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ」（パサデナ、ＣＡ） Ｉ．Ｎ．Ｂｒｏｎｓｔｅｉｎ他著「数学ハンドブック」、第４版Ｓｐｒｉｎｇｅｒ、２００４年）、ｐ．５６７

この目的は、請求項１の特徴を有する光学システムによって満たされる。
本発明によると、光学システムの入射瞳が対物面から２．８ｍよりも遠くに位置するという特徴により、主光線は、対物面において互いに実質的に平行である。レチクルにおける主光線方向の均一性により、レチクルにおける陰影効果の視野依存性を低減又は回避することができる。これらの効果は、例えば、解像度制限のような投影対物器械の結像特性の望ましくない視野依存性を引き起こす可能性がある。従って、主光線方向の均一性により、これらの視野依存結像特性を低減することができ、視野にわたってより良好な均一性を有する像を供給することができる。更に、互いに対してかつ対物面の法線に対して実質的に平行である主光線は、特にＥＵＶ波長によって結像される位相シフトマスクの使用を可能にする。対物面での法線と主光線との間の３°又はそれよりも大きい角度は、一方を照明光線経路、他方を投影光線経路への分離を可能にする。それにより、結像すべき反射性物体の使用が容易になる。

一般的に、光学システムの像平面は、対物面に対して平行である。投影対物器械は、４つ又はそれよりも多く、又は６つ又はそれよりも多くの反射要素を含むことができる。投影対物器械は、放射の経路に位置決めされた回転非対称表面を有する反射要素である３つ、４つ、５つ、又は６つの要素を含むことができる。光学システムは、３００ｍｍの最小曲率半径を有する視野を像平面において有することができる。光学システムの子午断面に対して、主光線は、２０°よりも小さい、１８°よりも小さい、又は１５°よりも小さい最大入射角を要素の各々の表面上に有することができる。物体側でのテレセントリック性に起因して、光学システムは、無限遠に位置する入射瞳を有する。結像された放射は、対物面に位置決めされた物体から反射することができる。そのような物体は、位相シフトマスクとすることができる。一般的に、対物面に位置決めされた物体は、複数の要素によって像平面へと結像されるレチクルである。光学システムは、４Ｘの縮小を有することができる。複数の要素は、放射を対物面と像平面の間の中間像平面に結像するように配列されることになる。この場合、中間像平面又はその近くに位置決めされた視野絞りを設けることができる。投影対物器械は、５つの要素を含むことができ、中間像平面は、対物面から像平面への放射経路に沿って第４の要素と第５の要素の間に位置することができる。対物面と像平面は、約１ｍ又はそれよりも大きい距離Ｌによって分離することができる。対物面から像平面への放射の光路長は、約２Ｌ、３Ｌ、４Ｌ、又はそれよりも大きいとすることができる。投影対物器械は、約０．５Ｌ又はそれよりも大きく分離された少なくとも１対の隣接要素を放射経路内に有することができる。有利な態様においては、複数の要素のいずれも、像平面において出射瞳の掩蔽を引き起こさない。複数の要素は、約２５ｍｍ又はそれ未満のフリーボードを有する４つ又はそれよりも多くの要素を含むことができる。これらの４つ又はそれよりも多くの要素は、約５ｍｍ又はそれよりも大きいフリーボードを有することができる。複数の要素は、対物面からの最短距離のそれぞれｄ₁及びｄ₂を有する第１のミラー及び第２のミラーを含むことができ、ここで、ｄ₁／ｄ₂は、約２又はそれよりも大きいか、又はｄ₁／ｄ₂は、２よりも小さい。複数の要素は、対物面から像平面への放射経路内に正の屈折力を有する第１の要素を含むことができる。光学システムは、対物面と像平面の間に位置決めされた開口絞りを含むことができる。光学システムの複数の要素は、３つの要素を含むことができ、開口絞りは、対物面から像平面への放射経路内の第２の要素と第３の要素の間に位置決めすることができる。代替的に、開口絞りは、第２の要素に、又は第３の要素に、又は例えば第１の要素と第２の要素の間の投影レンズ内のいずれか他の位置に位置決めすることができる。放射は、開口絞りを１度又は２度通過することができる。本発明による光学システムと共に用いされる放射源は、約３００ｎｍ又はそれ未満、２００ｎｍ又はそれ未満、１００ｎｍ又はそれ未満の波長を有するレーザ放射源とすることができる。

請求項２に記載のテレセントリック光学システムでは、対物面における主光線は、ある一定の偏位限界内で互いに平行である。例えば、主光線は、対物面において、約０．５°又はそれ未満（例えば、約０．４°又はそれ未満、約０．３°又はそれ未満、約０．２°又はそれ未満、約０．１°又はそれ未満、約０．０５°又はそれ未満、０．０１°又はそれ未満）の範囲内で互いに平行とすることができる。

請求項３に記載の対物面における法線に対する主角度は、照明光線経路と投影光線経路の間の良好な分離をもたらす。この角度が大きい程、所定の距離でのより大きな分離が可能である。有利な態様においては、主光線と対物面法線の間の角度は、５°又はそれよりも大きく、又は７°又はそれよりも大きい。
請求項４に記載の反射性物体、特に位相シフトマスクは、光学システムの可能性を有利に利用するものである。
請求項５によると、本発明による投影対物器械は、反射投影対物器械である。専ら反射構成要素を有するそのような投影対物器械は、超短波長、特に３０ｍｍよりも小さいＥＵＶ波長と共に用いることができる。

以下の明細書では、本発明に記載の回転非対称表面を自由形状表面とも呼ぶ。球面又は非球面ミラーとは異なり、自由形状表面は、回転対称軸を持たない。本発明による自由形状表面は、ＥＵＶ投影対物器械に向けた公知の非球面回転対称ミラー表面が、数学的テイラー展開によって説明され、すなわち、たるみがｎ次の回転対称多項式によって与えられるという点で、そのような公知の非球面ミラー表面から異なっている。全てのこれらの多項式項におけるテイラー展開の中心点は、共通の光軸によって定められる。テイラー展開は、計算が容易であり、最適化が容易であるから、公知のミラー表面はそのような展開によって説明され、従って、そのようなミラー表面を製造する豊富な経験が存在する。しかし、本発明者は、共通の中心を有する公知のテイラー展開は、ある一定のレベルよりも下に低下させることができない望ましくない歪曲収差を引き起こすことを認識した。本発明によると、回転対称光学面に固有のこの歪曲収差限界は、本発明によって光学面のうちの１つが自由形状又は回転非対称表面として実施された場合に回避される。特殊な実施形態では、自由形状表面は、光学システムの子午面に鏡面対称な表面とすることができる。請求項６に記載の最良適合回転対称表面からの回転非対称表面の偏位は、より高い収差値、特に照明放射のいくつかの波長程度の収差を除去する可能性を与える。
請求項７に記載の自由形状表面の数学的展開は、良好で再現可能な反射面の製造を可能にする。この展開では、αは、６６とすることができる。更に、ｍは、偶数整数を構成することができる。更に、ｍ＋ｎは、１０に等しいか又はそれよりも大きいものとすることができる。

請求項８又は９に記載の偏差は、回転対称光学面を用いて達することができる限界未満への対物器械の歪曲収差の適正な低減をもたらす。回転非対称表面は、１つ又はそれよりも多くの位置において最良適合回転対称表面から約５０ｎｍ又はそれよりも大きく、約１００ｎｍ又はそれよりも大きく、約５００ｎｍ又はそれよりも大きく、又は約１０００ｎｍ又はそれよりも大きく偏位することができる。
請求項１０に記載の鏡面対称光学面は、自由形状光学面の生成に対する要件を低くする。

請求項１１に記載の光学面を有する２つの反射要素は、より良好な収差の最小化の可能性を導き、又は製造する複雑さが低い自由形状表面により、そのような収差の最小化要件を満たす可能性を与える。光学システムはまた、３つ、４つ、５つ、又は６つの自由形状要素を有することができる。
請求項１２に記載の主光線角度の正の拡大を有する反射要素を２つよりも多く持たない光学システムは、ミラー上の比較的小さい入射光線角を示し、従って、最初はより低い収差しか引き起こさない。特に、これは、特に少なくとも１つの中間像を有するシステムに対して、請求項１３に記載の主光線角度の正の拡大を有する反射要素を１つのみ含む光学システムを用いて成り立つ。

請求項１４に記載の光学システムの開口数は、高解像度を可能にする。像側開口数は、０．２５、０．２８、０．３、０．３５、０．４、又はそれよりも大きいほど高い。
請求項１５に記載の像視野寸法は、マイクロリソグラフィ投影装置における光学システムの効率的使用を可能にする。矩形の視野は、約２ｍｍの最小寸法を有することができ、約１ｍｍ又はそれよりも大きい第１の寸法、並びに約１ｍｍ又はそれよりも大きい第２の寸法を有することができ、第１の寸法と第２の寸法は直交し、像平面内で測定される。。この第２の寸法は、約１０ｍｍ又は約２０ｍｍ又はそれよりも大きいとすることができる。

請求項１６に記載の歪曲収差、及び請求項１７に記載の波面誤差は、回折により、すなわち、投影光の波長によってのみ制限することができる投影品質をもたらす。そのような小さい歪曲収差しか持たない光学システムは、特に、１０ｎｍと３０ｎｍの間の範囲にあるＥＵＶ光源を用いた使用のための最適化される。

請求項１８に記載の低い限界内で、平行な主光線は、対物面における高品質のテレセントリック光学システムをもたらす。
請求項１９に記載のテレセントリック光学システムは、倍率比のいかなる変化も伴わずに、像平面内に配列された非平坦ウェーハトポグラフィに起因する基板の高さ変化を許容し、又は像平面の合焦ずれを許す。
請求項２０に記載の光学システムは、非常に高い解像度をもたらす。比率θ／ＮＡは、約６０又はそれ未満、又は５０又はそれ未満とすることができる。

請求項１７に記載の約７５ｍｍ又はそれ未満の物体−像シフトを有する光学システムは、光学システムの細身の光学設計をもたらす。物体−像シフトは、約５０ｍｍ又はそれ未満、又は約２５ｍｍ又はそれ未満とすることができる。物体−像シフトがゼロの場合には、光学システムは、中心視野点の平行移動を伴わずに物体視野内及び像視野内の中心視野点と交わる軸に対して回転させることができる。これは、光学システムの回転が必要な測定及び試験ツールが用いられる場合に特に有利である。
請求項２２に記載の放射源を有する光学システムは、そのような放射源の波長範囲内での収差及び歪曲に対する低減が可能であるから、少なくとも１つの自由形状表面の使用による収差の最小化を有利に利用する。好ましくは、波長は、約１０ｎｍから約１５ｎｍの範囲にある。

請求項２３に記載の光学システム、及び請求項２４及び２５に記載のマイクロリソグラフィツールの利点は、請求項１から請求項２２に記載の光学システムに関して上述したものに対応する。請求項２６に記載の製造法及び請求項２７に記載の構成要素に関しても同じことが成り立つ。更に、実施形態は、以下の利点のうちの１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、実施形態は、像平面でテレセントリックな反射投影対物器械を含む。これは、像側作業距離の範囲にわたって一定又はほぼ一定の像拡大をもたらすことができる。

ある一定の実施形態では、反射投影対物器械は、極めて高い解像度を有する。例えば、投影対物器械は、約５０ｎｍよりも小さい構造を解像する機能を有することができる。高解像度は、短い波長（例えば、約１０ｎｍから約３０ｎｍ）での作動に対して設計された高い像側開口数を有する投影対物器械において達成することができる。
投影対物器械は、低い収差で像を供給することができる。ある一定の実施形態では、投影対物器械は、約３０ｍλ又はそれ未満の波面誤差に対して補正される。ある一定の実施形態では、投影対物器械は、約２ｎｍ又はそれ未満の値よりも低い歪曲収差に対して補正される。

実施形態は、反射対物器械を含み、これは、高い開口数を有し、比較的大きい像視野にわたって低い像歪曲収差、低い波面誤差、及び像平面でのテレセントリック性を有する結像を提供する。これらの特徴は、１つ又はそれよりも多くの自由形状ミラーの使用によって達成することができる。
一部の実施形態では、回転軸回りの投影対物器械の回転にも関わらず、投影対物器械の測定を容易に実施することができる。例えば、投影対物器械（例えば、高ＮＡ投影対物器械）の実施形態は、投影対物器械が軸回りに回転する際に中心視野点の平行移動が僅かであるか又は全く生じない比較的小さいか又はゼロの物体−像シフトを有することができる。従って、投影対物器械が回転を受ける時に、視野位置を再定位する必要なく同じ視野位置で測定を繰返し実施することができる。

実施形態はまた、視野依存の瞳孔掩蔽又は中心瞳孔掩蔽を全く持たない反射投影対物器械を含む。
投影対物器械の実施形態は、可視及び紫外（ＵＶ）波長を含む様々な異なる波長における作動に適応させることができる。実施形態は、極ＵＶ（ＥＵＶ）波長における作動に適応させることができる。更に、実施形態は、１つよりも多い波長における使用又はある一定の波長範囲にわたる使用に適応させることができる。

反射投影対物器械の実施形態は、リソグラフィツール（例えば、リソグラフィスキャナ）において用いることができ、比較的低い過走査を提供することができる。低い過走査は、例えば、矩形の像視野を有する投影対物器械を用いることによって達成される。そのような実施形態では、矩形の視野の縁部がダイ部位の前縁と平行になり、弓形の視野に対して矩形又は正方形のダイ部位を走査する場合に典型的であるダイ部位のコーナを走査するために像視野の縁部を超えてダイ部位の前縁を走査する必要性を回避するように、像を整列させることができる。

実施形態は、比較的高い処理機能のリソグラフィツールを含む。例えば、比較的低い過走査を有する実施形態は、より大きい過走査を有する同等のシステムよりも効率的である。従って、これらの低過走査システムは、同等のシステムよりも高いウェーハ処理機能を提供することができる。
一部の実施形態では、陰影効果の視野依存性が低いか又は全くない反射投影対物器械を提供する。例えば、反射投影対物器械は、物体視野上で主光線の均一な照明角度をもたらす、対物面から遠くに（例えば、無限遠に）定位したそれらの入射瞳孔を有することがでる。それにより、主光線角度が物体視野にわたって変化する場合に生じる視野依存の陰影効果を低減又は回避することができる。代替的又は追加的に、投影対物器械は、投影対物器械内の各ミラーに対する子午断面の光線に対して、比較的小さい値の主光線入射角及び／又は小さい入射角変化を有することができ、その結果、各ミラーに対する平均反射率が上昇する。
他の特徴及び利点は、本説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかであろう。
請求項又は下位請求項からの全ての又は選択された特徴は、特に有利な実施形態を形成するために組み合わせることができる。

一態様において、本発明の開示は、自由形状ミラー表面を有する１つ又はそれよりも多くのミラー（自由形状ミラーと呼ぶ）を有する反射投影対物器械に関する。自由形状ミラーを有する反射投影対物器械は、マイクロリソグラフィツールにおいて用いることができる。図１を参照すると、マイクロリソグラフィ１００は、一般的に、光源１１０、照明システム１２０、投影対物器械１０１、及び台１３０を含む。参照のために直交座標系を示している。光源１１０は、波長λで光を生成し、光ビーム１１２を照明システム１２０に導く。照明システム１２０は、光と相互作用し（例えば、拡大及び均質化）、光ビーム１２２を対物面１０３に位置決めされたレチクル１４０に導く。投影対物器械１０１は、レチクル１４０から反射した光１４２を像平面１０２に位置決めされた基板１５０の表面上に結像する。投影対物器械１０１の像側の光を光線１５２として示している。図１に示すように、光線は単に例示的であり、例えば、レチクル１４０に対する放射経路を正確に示すことを意図していない。基板１５０は、台１３０によって支持され、台１３０は、投影対物器械１０１がレチクル１４０を基板１５０の異なる部分に結像するように、基板１５０を投影対物器械１０１に対して移動する。

投影対物器械１０１は、基準軸１０５を含む。投影対物器械が子午断面に対して対称である実施形態では、基準軸１０５は、対物面１０３に対して直角であり、子午断面内に横たわる。
光源１１０は、ツール１００の望ましい作動波長λで光を供給するように選択される。一部の実施形態では、光源１１０は、ＫｒＦレーザ（例えば、約２４８ｎｍの波長を有する）、又はＡｒＦレーザ（例えば、約１９３ｎｍの波長を有する）のようなレーザ光源である。用いることができる非レーザ光源は、電磁スペクトルの青色又はＵＶ部分、例えば、約３６５ｎｍ、約２８０ｎｍ、又は約２２７ｎｍにおいて光を発するＬＥＤのような発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。

一般的に、リソグラフィツール内の作動に対して設計された投影対物器械では、波長λは、電磁スペクトルの紫外線部分、深紫外線部分、又は極紫外線部分内のものである。例えば、λは、約４００ｎｍ又はそれ未満（例えば、約３００ｎｍ又はそれ未満、約２００ｎｍ又はそれ未満、約１００ｎｍ又はそれ未満、約５０ｎｍ又はそれ未満、約３０ｎｍ又はそれ未満）とすることができ、λは、約２ｎｍよりも大きく（例えば、約５ｎｍ又はそれよりも大きく、約１０ｎｍ又はそれよりも大きく）することができる。実施形態では、λは、約１９３ｎｍ、約１５７ｎｍ、約１３ｎｍ、又は約１１ｎｍとすることができる。一般的に、投影対物器械の解像度は、波長にほぼ比例するので、比較的短い波長を用いることが望ましいであろう。従って、より短い波長は、投影対物器械が、より長い波長を用いる同等の投影対物器械よりも像内のより小さい特徴部を解像することを可能にする。しかし、ある一定の実施形態では、λは、電磁スペクトルの非ＵＶ部分（例えば、可視部分）内のものとすることができる。

照明システム１２０は、均質な強度分布を有する平行光を形成するように配列した光学構成要素を含む。また一般的に照明システム１２０は、ビーム１２２をレチクル１４０に導くためにビーム誘導光学器械を含む。一部の実施形態では、照明システム１２０は、光ビームにおいて望ましい偏光分布をもたらす構成要素を含む。
対物面１０３は、投影対物器械１０１の長手寸法又はトラック長とも呼ばれる距離Ｌだけ像平面１０２から分離する。一般的にこの距離は、投影対物器械１０１の特定の設計及びツール１００の作動波長に依存する。ＥＵＶリソグラフィのための設計されたツール等における一部の実施形態では、Ｌは、約１ｍから約３ｍの範囲内（例えば、約１．５ｍから約２．５ｍの範囲内）にある。ある一定の実施形態では、Ｌは、約１．９ｍ又はそれ未満（例えば、約１．８ｍ又はそれ未満、約１．７ｍ又はそれ未満、約１．６ｍ又はそれ未満、約１．５ｍ又はそれ未満）のように２ｍよりも短い。Ｌは、約０．２ｍ又はそれよりも大きい（例えば、約０．３ｍ又はそれよりも大きく、約０．４ｍ又はそれよりも大きく、約０．５ｍ又はそれよりも大きく、約０．６ｍ又はそれよりも大きく、約０．７ｍ又はそれよりも大きく、約０．８ｍ又はそれよりも大きく、約０．９ｍ又はそれよりも大きく、約１ｍ又はそれよりも大きい）ものとすることができる。

トラック長に対する結像放射の光路長の比率は、投影対物器械１０１の特定の設計に依存して変化する。一部の実施形態では、トラック長に対するこの光路長の比率を、比較的高くすることができる。例えば、トラック長に対するこの光路長の比率は、約２又はそれよりも大きい（例えば、約２．５又はそれよりも大きく、約３又はそれよりも大きく、約３．５又はそれよりも大きく、約４又はそれよりも大きく、約４．５又はそれよりも大きく、約５又はそれよりも大きい）とすることができる。

投影対物器械１０１は、対物面１０３における視野寸法の像平面１０２における対応する視野寸法に対する比率を意味する拡大倍率を有する。一般的に、リソグラフィツールに用いられる投影対物器械は、縮小投影対物器械である、すなわち、これらは、像を減寸又は縮小する。従って、一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、像平面１０２において、対物面１０３における寸法と比較して約２Ｘ又はそれよりも大きい（例えば、約３Ｘ又はそれよりも大きく、約４Ｘ又はそれよりも大きく、約５Ｘ又はそれよりも大きく、約６Ｘ又はそれよりも大きく、約７Ｘ又はそれよりも大きく、約８Ｘ又はそれよりも大きく、約９Ｘ又はそれよりも大きく、約１０Ｘ又はそれよりも大きい）だけ減寸された視野を生成することができる。言い換えれば、投影対物器械１０１は、約２Ｘ又はそれよりも大きい（例えば、約３Ｘ又はそれよりも大きく、約４Ｘ又はそれよりも大きく、約５Ｘ又はそれよりも大きく、約６Ｘ又はそれよりも大きく、約７Ｘ又はそれよりも大きく、約８Ｘ又はそれよりも大きく、約９Ｘ又はそれよりも大きく、約１０Ｘ又はそれよりも大きい）縮小を有することができる。しかし、より一般的には、投影対物器械は、拡大像又は物体と同じサイズの像を供給するように設計することができる。

同様に図２を参照すると、光線１５２は、像平面１０２においてレチクル像を形成する光路の円錐体を定めている。光線円錐体の角度は、投影対物器械１０１の像側開口数（ＮＡ）に関連する。像側ＮＡは、次式で表すことができる。

ここで、ｎ_oは、基板１５０の表面に隣接する液浸媒体（例えば、空気、窒素、水、又は排気環境）の屈折率であり、θ_maxは、投影対物器械１０１からの像形成光線の最大円錐体の半角である。

一般的に投影対物器械１０１は、約０．１又はそれよりも大きい（例えば、約０．１５又はそれよりも大きく、約０．２又はそれよりも大きく、約０．２５又はそれよりも大きく、約０．２８又はそれよりも大きく、約０．３又はそれよりも大きく、約０．３５又はそれよりも大きい）像側ＮＡを有することができる。一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、比較的高い像側ＮＡを有する。例えば、一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、０．４よりも大きい（例えば、約０．４５又はそれよりも大きく、約０．５又はそれよりも大きく、約０．５５又はそれよりも大きく、約０．６又はそれよりも大きい）像側ＮＡを有する。一般的に、投影対物器械１０１の解像度は、波長λ及び像側ＮＡに依存して変化する。理論によって拘束されることは意図しないが、投影対物器械の解像度は、次式に基づく波長及び像側ＮＡに基づいて特定することができる。

ここで、Ｒは、印刷することができる最小寸法であり、ｋは、プロセス因子と呼ばれる無次元定数である。ｋは、放射（例えば、偏光特性）、照明特性（例えば、部分干渉、環状照明、双極設定、四重極設定）、及びレジスト材料に関連する様々な因子に依存して変化する。一般的に、ｋは、約０．４から約０．８の範囲にあるが、ある一定の用途では０．４よりも低くし、０．８よりも高くすることができる。

また投影対物器械１０１は、像平面において名目上テレセントリックでもある。例えば、主光線は、像平面における露出視野にわたって互いに平行である状態から約０．５°又はそれ未満（例えば、約０．４°又はそれ未満、約０．３°又はそれ未満、約０．２°又はそれ未満、約０．１°又はそれ未満、約０．０５°又はそれ未満、約０．０１°又はそれ未満、約０．００１°又はそれ未満）だけ偏位することができる。従って、投影対物器械１０１は、像サイズの作業距離範囲にわたって実質的に一定の拡大をもたらすことができる。一部の実施形態では、主光線は、像平面１０２に対して名目上直交する。従って、ウェーハ表面の非平坦トポグラフィー又は合焦ずれは、必ずしも像平面内の歪曲収差又は陰影効果をもたらすわけではない。

ある一定の実施形態では、投影対物器械１０１は、比較的高い解像度を有する（すなわち、Ｒ値を比較的小さいものとすることができる）。例えば、Ｒは、約１５０ｎｍ又はそれ未満（例えば、約１３０ｎｍ又はそれ未満、約１００ｎｍ又はそれ未満、約７５ｎｍ又はそれ未満、約５０ｎｍ又はそれ未満、約４０ｎｍ又はそれ未満、約３５ｎｍ又はそれ未満、約３２ｎｍ又はそれ未満、約３０ｎｍ又はそれ未満、約２８ｎｍ又はそれ未満、約２５ｎｍ又はそれ未満、約２２ｎｍ又はそれ未満、約２０ｎｍ又はそれ未満、約１８ｎｍ又はそれ未満、約１７ｎｍ又はそれ未満、約１６ｎｍ又はそれ未満、約１５ｎｍ又はそれ未満、約１４ｎｍ又はそれ未満、約１３ｎｍ又はそれ未満、約１２ｎｍ又はそれ未満、約１０ｎｍのような約１１ｎｍ又はそれ未満）とすることができる。

投影対物器械１０１によって形成される像の品質は、様々な異なる方式で定量化することができる。例えば、像は、ガウス分布光学器械に関連する理想的な条件からの測定した又は計算した像の逸脱に基づいて特徴付けることができる。これらの逸脱は、一般的に収差として公知である。理想的な又は望ましい形状からの波面の偏差を定量化するために用いられる１つの計量値は、二乗平均平方根波面誤差（Ｗ_rms）である。Ｗ_rmsは、本明細書において引用により組み込まれている「光学器械ハンドブック」、第Ｉ巻、第２版、Ｍｉｃｈａｅｌ Ｂａｓｓ編集（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、Ｉｎｃ．、１９９５年）、３５．３ページに定められている。一般的に、対物器械におけるＷ_rmsの値が低い程、波面は、望ましい又は理想的な形状から僅かしか偏位せず、像の品質は良好である。ある一定の実施形態では、投影対物器械１０１は、像平面１０２における像において比較的小さいＷ_rmsを有することができる。例えば、投影対物器械１０１は、約０．１λ又はそれ未満（例えば、約０．０７λ又はそれ未満、約０．０６λ又はそれ未満、約０．０５λ又はそれ未満、約０．０４５λ又はそれ未満、約０．０４λ又はそれ未満、約０．０３５λ又はそれ未満、約０．０３λ又はそれ未満、約０．０２５λ又はそれ未満、約０．０２λ又はそれ未満、約０．０１５λ又はそれ未満、約０．００５λのような約０．０１λ又はそれ未満）のＷ_rmsを有することができる。

像の品質を評価するために用いることができる別の計量値は、視野曲率と呼ばれる。視野曲率は、視野点依存の焦点面位置に対する山から谷までの距離を意味する。一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、像平面１０２における像に対して比較的小さい視野曲率を有することができる。例えば、投影対物器械１０１は、約５０ｎｍ又はそれ未満（例えば、約３０ｎｍ又はそれ未満、約２０ｎｍ又はそれ未満、約１５ｎｍ又はそれ未満、約１２ｎｍ又はそれ未満、１０ｎｍ又はそれ未満）の像側視野曲率を有することができる。

光学性能を評価するために用いることができる更に別の計量値は、歪曲収差と呼ばれる。歪曲収差は、像平面内の理想的な像点位置からの視野点依存の偏差の最大絶対値を意味する。一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、比較的小さい最大歪曲収差を有することができる。例えば、投影対物器械１０１は、約５０ｎｍ又はそれ未満（例えば、約４０ｎｍ又はそれ未満、約３０ｎｍ又はそれ未満、約２０ｎｍ又はそれ未満、約１５ｎｍ又はそれ未満、約１２ｎｍ又はそれ未満、１０ｎｍ又はそれ未満、９ｎｍ又はそれ未満、８ｎｍ又はそれ未満、７ｎｍ又はそれ未満、６ｎｍ又はそれ未満、５ｎｍ又はそれ未満、４ｎｍ又はそれ未満、３ｎｍ又はそれ未満、１ｎｍのような２ｎｍ又はそれ未満）の最大歪曲収差を有することができる。
更に、ある一定の実施形態では、歪曲収差は、像視野にわたって比較的小量だけ異なるものとすることができる。例えば、歪曲収差は、像視野にわたって約５ｎｍ又はそれ未満（例えば、約４ｎｍ又はそれ未満、約３ｎｍ又はそれ未満、約２ｎｍ又はそれ未満、約１ｎｍ又はそれ未満）だけ異なるものとすることができる。

反射システムとして、投影対物器械１０１は、レチクル１４０の像を基板１５０の表面上に形成する方法で光をレチクル１４０から基板１５０へと反射して導くように配列したいくつかのミラーを含む。投影対物器械の特定の設計を下記に説明する。しかし、より一般的には、ミラーの個数、サイズ、及び構造は、投影対物器械１０１の望ましい光学的性質及びツール１００の物理的拘束条件に一般的に依存する。

一般的に、投影対物器械１０１内のミラー個数は、異なるものとすることができる。一般的に、ミラー個数は、望ましい処理機能（例えば、像平面１０２において像を形成する物体からの光の強度）、望ましい像側ＮＡ及び関連の像解像度、並びに望ましい最大瞳孔掩蔽のような対物器械の光学性能特性に関連する様々な性能相殺に関連する。
一般的な投影対物器械１０１は、少なくとも４つのミラー（例えば、５つ又はそれよりも多くのミラー、６つ又はそれよりも多くのミラー、７つ又はそれよりも多くのミラー、８つ又はそれよりも多くのミラー、９つ又はそれよりも多くのミラー、１０個又はそれよりも多くのミラー、１１個又はそれよりも多くのミラー、１２個又はそれよりも多くのミラー）を有する。対物器械の全てのミラーが対物面と像平面の間に位置決めされることが望ましい実施形態では、対物器械１０１は、一般的に偶数個のミラー（例えば、４つのミラー、６つのミラー、８つのミラー、１０個のミラー）を有することになる。投影対物器械の全てのミラーが対物面と像平面の間に位置決めされたある一定の実施形態では、奇数個のミラーを用いることができる。例えば、１つ又はそれよりも多くのミラーを比較的大きい角度で傾斜させる場合には、投影対物器械は、奇数個のミラーを含むことができ、全てのミラーは、対物面と像平面の間に位置決めされる。

一般的に、投影対物器械１０１内のミラーのうちの少なくとも１つは、自由形状表面を有する。球面又は非球面ミラーとは異なり、自由形状ミラー表面は、回転対称軸を持たない。一般的に、自由形状表面は、最良適合回転対称表面（例えば、球面又は非球面表面）から偏位する。回転対称基準表面は、自由形状ミラー表面に対して以下のようにして特定することができる。最初に、注目している自由形状ミラー表面を特徴付ける情報を取得する。ミラーの光学データが既知である実施形態では、これらの情報は、ミラーの基本半径（例えば、１／ｃであり、ここでｃは、頂点の曲率である）、ミラーの円錐定数ｋ、及びミラーを特徴付ける多項式係数を特定するものを含む。代替的に又は追加的に、ミラーを特徴付ける情報は、ミラー表面の表面形状測定から得ることができる（例えば、干渉計を用いて取得する）。表面形状測定は、ミラー表面を表す関数ｚ’（ｘ’、ｙ’）を与えることができ、ここでｚ’は、２Ｂに例示するように、異なる（ｘ’、ｙ’）座標におけるｚ’軸に沿ったミラー表面のたるみである。またこの最初の段階は、対物器械において像形成光を反射するために実際に用いるミラー表面区域を意味するミラーにおける受光域を特定する段階を含む。この受光域は、光線追跡プログラムを用いて対物器械を通じる光線を追跡し、光線が接触したミラー区域を抽出することによって特定することができる。

回転非対称表面を特徴付ける情報を得た後に、表面の偏心及び傾斜がゼロである表面に対する局所座標系を確立する。表面の傾斜及び偏心を設定することにより、基準表面を特定し、また、ミラー表面と基準表面の間のたるみ差を特定することができる軸ｚ’を定めるための最適化アルゴリズムにおいて適切に定められた開始点が与えられる。ミラー表面に関する光学データが既知である場合には、ｚ’は、円錐定数ｋ、及び基本半径１／ｃに基づいて特定される。光学データの回転対称な部分では、ｚ’軸は、回転非対称表面の回転対称部分に対する対称軸である。ミラー表面が、表面形状測定から特徴付けられる実施形態では、ｚ’軸は、測定軸（例えば、干渉計の光軸）に対応する。図２Ｂは、回転非対称ミラー２０１の２次元断面において上述のことを示しており、ここでは、局所座標系をｘ’、ｙ’、及びｚ’軸で表している。回転非対称ミラー２０１の受光域における境界を図２Ｂに示す断面においてｘ_min及びｘ_maxと示している。

次に、最初の基準表面をこの座標系に対して確立する。最初の基準表面は、傾斜がゼロ及び偏心がゼロである。最初の基準表面は、球面表面又は回転対称非球面表面のいずれかである。最初の基準表面は、回転非対称ミラー表面を近似する回転対称表面を指定することによって確立される。最初の基準表面は、最適化アルゴリズムにおける開始点を表している。最初の基準表面を確立すると、最初の基準表面の複数の点と回転非対称表面受光域の表面上の複数の点との間で局所座標系のｚ’軸に沿って測定する局所距離ｂ_i（ｉ＝１…Ｎ）を特定する。次に、数値適合パラメータ、及び適合アルゴリズムを用いて局所距離（ｄ_i）における最小値を特定することによって回転対称基準表面（図２Ｂの表面２１１）を確立する。回転対称基準表面が球面表面である場合には、これらのパラメータは、局所座標系内の球体中心の位置、基準表面の半径を含む。図２Ｂでは、座標系原点からの球体中心の偏心を座標ｘ_c及びｚ_cによって示している（ｙ’に沿った量ｙ_cの偏心は、図２Ｂには示していない）。球面表面の半径は、Ｒと定めている。局所距離ｄ_iにおける最小値を得るために、次式に基づいてパラメータＲ、ｘ_c、ｙ_c、及びｚ_cを、最適化する。
z’ ＝ （R² − （x’ − x_c）² − （y’ − y_c）²）^1/2 − z_c
これは、座標（ｘ_c、ｙ_c、ｚ_c）を中心とする半径Ｒの球面表面に関する式である。

回転対称基準表面が非球面表面である場合には、パラメータは、基準表面の偏心及び傾斜、基本半径、円錐定数、及び非球面係数を含むことができる。これらのパラメータは、円錐及び非球面表面を表す式である次式に基づいて判断されることができる。

ここで、ｈ²＝ｘ’²＋ｙ’²であり、Ａ’_jは、円錐表面からの回転対称基準表面の偏差を特徴付ける係数である。一般的に、基準表面をミラー表面に当て嵌めるために用いる非球面係数Ａ’_jの個数は、表面を計算するために用いるシステムのコンピュータパワー、利用可能時間、及び望ましい精度レベルに依存して異なるものとすることができる。一部の実施形態では、基準表面は、３次までの非球面係数を用いて計算することができる。ある一定の実施形態では、３次よりも高い（例えば、４次、６次）係数が用いられる。円錐及び非球面表面のパラメータ化に関する更に別の解説に対しては、例えば、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ」（パサデナ、ＣＡ）より入手可能な「Ｃｏｄｅ Ｖ」に関する製品マニュアルを参照されたい。

一般的に、当て嵌めは、様々な最適化アルゴリズムを用いて実施することができる。例えば、一部の実施形態では、減衰最小二乗適合アルゴリズムのような最小二乗適合アルゴリズムを用いることができる。減衰最小二乗適合アルゴリズムは、例えば、「Ｃｏｄｅ Ｖ」又は「ＺＥＭＡＸ」（英国スタンステッド所在の「Ｏｐｔｉｍａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、Ｌｔｄ．」より入手可能）のような市販の光学設計ソフトウエアを用いて実行することができる。
回転対称基準表面を判断した後に、ミラー表面上の付加的な点の間の局所距離を特定し、可視化することができる。回転対称基準表面の付加的な特性を特定することができる。例えば、回転非対称ミラー表面からの回転対称基準表面の最大偏差を特定することができる。

自由形状表面は、例えば、約１λ又はそれよりも大きい（例えば、約１０λ又はそれよりも大きく、約２０λ又はそれよりも大きく、約５０λ又はそれよりも大きく、約１００λ又はそれよりも大きく、約１５０λ又はそれよりも大きく、約２００λ又はそれよりも大きく、約５００λ又はそれよりも大きく、約１、０００λ又はそれよりも大きく、約１０、０００λ又はそれよりも大きく、約５０、０００λ又はそれよりも大きい）最良適合球体からの最大偏差を有する。自由形状表面は、約１λ又はそれよりも大きい（例えば、約５λ又はそれよりも大きく、約１０λ又はそれよりも大きく、約２０λ又はそれよりも大きく、約５０λ又はそれよりも大きく、約１００λ又はそれよりも大きく、約２００λ又はそれよりも大きく、約５００λ又はそれよりも大きく、約１、０００λ又はそれよりも大きく、約１０、０００λ又はそれよりも大きい）最良適合回転対称非球面からの最大偏差を有することができる。一部の実施形態では、自由形状表面は、約１、０００λ又はそれ未満（例えば、約９００λ又はそれ未満、約８００λ又はそれ未満、約７００λ又はそれ未満、約６００λ又はそれ未満、約５００λ又はそれ未満）の最良適合回転対称非球面からの最大偏差を有することができる。

ある一定の実施形態では、自由形状表面は、１０ｎｍ又はそれよりも大きい（例えば、約１００ｎｍ又はそれよりも大きく、約５００ｎｍ又はそれよりも大きく、約１μｍ又はそれよりも大きく、約５μｍ又はそれよりも大きく、約１０μｍ又はそれよりも大きく、約５０μｍ又はそれよりも大きく、約１００μｍ又はそれよりも大きく、約２００μｍ又はそれよりも大きく、約５００μｍ又はそれよりも大きく、約１、０００μｍ、約２、０００μｍ又はそれよりも大きく、約３、０００μｍ又はそれよりも大きい）最良適合球体からの最大偏差を有する。自由形状表面は、約１０ｍｍ又はそれ未満（例えば、約５ｍｍ又はそれ未満、約３ｍｍ又はそれ未満、約２ｍｍ又はそれ未満、約１ｍｍ又はそれ未満、約５００μｍ又はそれ未満）の最良適合球体からの最大偏差を有することができる。

自由形状表面は、１０ｎｍ又はそれよりも大きい（例えば、約１００ｎｍ又はそれよりも大きく、約５００ｎｍ又はそれよりも大きく、約１μｍ又はそれよりも大きく、約５μｍ又はそれよりも大きく、約１０μｍ又はそれよりも大きく、約５０μｍ又はそれよりも大きく、約１００μｍ又はそれよりも大きく、約２００μｍ又はそれよりも大きく、約５００μｍ又はそれよりも大きく、約１、０００μｍ）最良適合回転対称非球面からの最大偏差を有することができる。自由形状表面は、約１０ｍｍ又はそれ未満（例えば、約５ｍｍ又はそれ未満、約３ｍｍ又はそれ未満、約２ｍｍ又はそれ未満、約１ｍｍ又はそれ未満、約５００μｍ又はそれ未満）の最良適合回転対称非球面からの最大偏差を有することができる。

ミラー表面の曲率は、視野中心点の主光線を反射する各ミラー表面上の点において特定される第１及び第２の平均主曲率によって特徴付けられる。第１及び第２の主曲率は、Ｉ．Ｎ．Ｂｒｏｎｓｔｅｉｎ他著「数学ハンドブック」、第４版Ｓｐｒｉｎｇｅｒ、２００４年）、ｐ．５６７に説明されているように計算される。一般的に、ミラーにおける第１の主曲率は、そのミラーにおける第２の主曲率と異なるものとすることができる。一部の実施形態では、第１の主曲率と第２の主曲率の間の差の絶対値は、約１０^-8又はそれよりも大きい（例えば、１０^-7又はそれよりも大きく、５ｘ１０^-7又はそれよりも大きく、約１０^-6又はそれよりも大きく、約５ｘｌＯ^-6又はそれよりも大きく、約１０^-5又はそれよりも大きく、約５ｘ１０^-5又はそれよりも大きく、約１０^-4又はそれよりも大きく、約５ｘ１０^-4又はそれよりも大きく、約１０^-3又はそれよりも大きい）とすることができる。

一般的に、第１及び／又は第２の主曲率は、正又は負とすることができる。ミラー表面における第１及び／又は第２の主曲率は、比較的小さいものとすることができる。例えば、一部の実施形態では、投影対物器械１０１内の１つ又はそれよりも多くのミラーにおける第１の主曲率の絶対値は、約１０^-2又はそれ未満（例えば、約５ｘ１０^-3又はそれ未満、約３ｘ１０^-3又はそれ未満、約２ｘ１０^-3又はそれ未満、約１０^-3又はそれ未満）である。投影対物器械１０１内のこれらのミラーにおける第１の主曲率の合計の絶対値は、約１０^-3又はそれ未満（例えば、約５ｘ１０^-4又はそれ未満、約３ｘ１０^-4、約２ｘ１０^-4又はそれ未満、約１０^-4又はそれ未満、５ｘ１０^-5又はそれ未満、１０^-5又はそれ未満）とすることができる。

ある一定の実施形態では、投影対物器械１０１内の１つ又はそれよりも多くのミラーにおける第２の主曲率の絶対値は、約１０^-2又はそれ未満（例えば、約５ｘ１０^-3又はそれ未満、約３ｘ１０^-3又はそれ未満、約２ｘ１０^-3又はそれ未満、約１０^-3又はそれ未満）である。投影対物器械１０１内のこれらのミラーにおける第２の主曲率の合計の絶対値は、約１０^-3又はそれ未満（例えば、約５ｘ１０^-4又はそれ未満、約３ｘ１０^-4、約２ｘ１０^-4又はそれ未満、約１０^-4又はそれ未満、５ｘ１０^-5又はそれ未満、１０^-5又はそれ未満）とすることができる。
投影対物器械１０１内のミラーの第１及び第２の主曲率の合計は、比較的小さいものとすることができる。例えば、ミラーの第１及び第２の主曲率の合計の絶対値は、約１０^-3又はそれ未満（例えば、約５ｘ１０^-4又はそれ未満、約３ｘ１０^-4、約２ｘ１０^-4又はそれ未満、約１０^-4又はそれ未満、５ｘ１０^-5又はそれ未満、１０^-5又はそれ未満）とすることができる。

ある一定の実施形態では、自由形状ミラー表面は、次式で数学的に説明することができる。

ここで、次式が成り立つ。

Ｚは、Ｚ軸に平行な表面たるみであり（Ｚ軸は、投影対物器械１０１内の基準軸１０５に対して平行であってもなくてもよく、すなわち、一般的に、投影対物器械１０１内の基準軸１０５に対して偏心及び傾斜する）、ｃは、頂点の曲率に対応する定数、ｋは円錐定数、Ｃ_jは単項式Ｘ^mＴⁿである。一般的に、ｃ、ｋ、及びＣ_jの値は、投影対物器械１０１に対するミラーの望ましい光学的性質に基づいて特定される。更に、単項式の次数ｍ＋ｎは、必要に応じて異なるものとすることができる。高次の単項式は、一般的に投影対物器械設計に高レベルの収差をもたらすことができるが、一般的に特定における計算負荷が高い。一部の実施形態では、ｍ＋ｎは、１０又はそれよりも大きい（例えば、１５又はそれよりも大きく、２０又はそれよりも大きい）である。下記に解説するように、自由形状ミラーの式におけるパラメータは、市販の光学設計ソフトウエアを用いて特定することができる。一部の実施形態では、ｍ＋ｎは、１０よりも小さい（例えば、９又はそれ未満、８又はそれ未満、７又はそれ未満、６又はそれ未満、５又はそれ未満、４又はそれ未満、３又はそれ未満）。

一般的に自由形状表面は、上記に提供したもの以外の式を用いて説明することができる。例えば、一部の実施形態では、自由形状表面は、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式（「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ」、パサデナ、ＣＡより市販の「ＣＯＤＥ Ｖ（登録商標）」のためのマニュアルに示すもの等）を用いて、又は２次元スプライン表面を用いて数学的に説明することができる。２次元スプライン表面の例は、ベジエプライン又は不均一有理ベジエスプライン（ＮＵＲＢＳ）である。２次元スプライン表面は、例えば、ｘ−ｙ平面内の点格子と対応するｚ値又は傾きとこれらの点によって説明することができる。スプライン表面の特定の種類に依存して、例えば、連続性又は微分可能性に関してある一定の性質を有する多項式又は関数（例えば、解析関数）を用いた格子点間の特定の内挿によって完全な表面が得られる。

一般的に、投影対物器械１０１内の自由形状ミラーの個数及び位置は、異なるものとすることができる。実施形態は、２つ又はそれよりも多い自由形状ミラー（例えば、３つ又はそれよりも多い自由形状ミラー、４つ又はそれよりも多い自由形状ミラー、５つ又はそれよりも多い自由形状ミラー、６つ又はそれよりも多い自由形状ミラー）を有する投影対物器械を含む。
一般的に、投影対物器械１０１は、正の屈折力を有する１つ又はそれよりも多くのミラーを含む。言い換えれば、ミラーの反射部分は凹表面を有し、凹面ミラーと呼ばれる。投影対物器械１０１は、２つ又はそれよりも多く（例えば、３つ又はそれよりも多く、４つ又はそれよりも多く、５つ又はそれよりも多く、６つ又はそれよりも多い）の凹面ミラーを含むことができる。また投影対物器械１０１は、負の屈折力を有する１つ又はそれよりも多くのミラーを含むことができる。これは、ミラーのうちの１つ又はそれよりも多くが凸面表面を有する反射部分を有することを意味する（凸面ミラーと呼ばれる）。一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、２つ又はそれよりも多い（例えば、３つ又はそれよりも多く、４つ又はそれよりも多く、５つ又はそれよりも多く、６つ又はそれよりも多い）凸面ミラーを含む。

図１０を参照すると、投影対物器械１０００の実施形態は、６個のミラー１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、及び１１６０を含み、０．３５の像側開口数、及び１３．５ｎｍの作動波長を有する。ミラー１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、及び１１６０は、全て自由形状ミラーである。投影対物器械１１００に関するデータを下記の表３Ａ及び表３Ｂに示している。表３Ａは、光学データを示しており、一方、表３Ｂは、ミラー表面の各々における自由形状定数を示している。表３Ａ及び表３Ｂに向けて、ミラー名称を次のように関連付ける。ミラー１（Ｍ１）は、ミラー１１１０に対応する。ミラー２（Ｍ２）は、ミラー１１２０に対応する。ミラー３（Ｍ３）は、ミラー１１３０に対応する。ミラー４（Ｍ４）は、ミラー１１４０に対応する。ミラー５（Ｍ５）は、ミラー１１５０に対応する。ミラー６（Ｍ６）は、ミラー１１６０に対応する。表３Ａ及びその後の表における「厚み」は、光路内の隣接要素間の距離を意味する。自由形状ミラーにおける単項式係数Ｃ_jを、これらのミラーが最初の投影対物器械設計から偏心又は回転（又は傾斜）した量と共に表３Ｂに提供する。半径Ｒは、頂点曲率ｃの逆数である。偏心は、ｍｍで与えられ、回転は、度で与えられる。単項式係数の単位は、ｍｍ^-j+1である。Ｎｒａｄｉｕｓは、単位なしの倍率である（例えば、「ＣＯＤＥ Ｖ（登録商標）」の取扱説明書を参照されたい）。

図１０では、投影対物器械１１００を子午断面内に示している。子午平面は、投影対物器械１１００における対称平面である。子午面に関する対称性は、ミラーがｙ軸に対してのみ偏心し、ｘ軸に関して傾斜するということである。更に、ｘ座標において奇数次数（例えば、ｘ、ｘ³、ｘ⁵等）を有する自由形状ミラーに対する係数はゼロである。
投影対物器械１１００は、対物面１０３からの結像放射を像平面１０２に４Ｘの縮小倍率で結像する。投影対物器械１１００のトラック長は２０００ｍｍであり、結像放射の光路長は５３３７ｍｍである。従って、トラック長に対する光路長の比率は、ほぼ２．６７である。投影対物器械１１００は、ミラー１１２０の近くに位置決めされた開口絞り１１０６を有する。

投影対物器械１１００の入射瞳は、無限遠に位置する。対物面１０３における中心視野点の主光線角度は７°である。対物面１０３における主光線角度の最大変動は、０．０６°よりも小さい。投影対物器械１１００は、物体側でテレセントリックである。
投影対物器械１１００は、矩形の視野を有する。像側視野幅ｄ_xは、２６ｍｍである。像側視野長ｄ_yは、２ｍｍである。投影対物器械１０００は、３１ｍｍの物体−像シフトを有する。

投影対物器械１１００の性能は、０．０２５λの像側Ｗ_rmsを含む。像側像面湾曲は１０ｎｍである。投影対物器械１１００は、ミラー１１４０と１１５０の間に中間像をもたらす。
対物面１０３から像平面１０２までの放射経路の順序でのミラーの屈折力は、以下の通りである。ミラー１１１０は正の屈折力を有する。ミラー１１２０は正の屈折力を有する。ミラー１１３０は負の屈折力を有する。ミラー１１４０は正の屈折力を有する。ミラー１１５０は負の屈折力を有する。ミラー１１６０は正の屈折力を有する。

Ｍ_xｘＭ_yで与えられる各ミラーの受光域の寸法は、ミラー１１１０において２９１ｍｍｘ１９５ｍｍ、ミラー１１２０において１５９ｍｍｘ１５２ｍｍ、ミラー１１３０において１５７ｍｍｘ５３ｍｍ、ミラー１１４０において２９５ｍｍｘ６６ｍｍ、ミラー１１５０において１０５ｍｍｘ８６ｍｍ、及びミラー１１６０において３４５ｍｍｘ３１８ｍｍである。
中心視野点における主光線入射角は、ミラー１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、及び１１６０において、それぞれ、４．３８°、４．０３°、１８．３７°、７．７４°、１２．６４°、及び５．１７°である。子午断面における各ミラー上の最大入射角は、ミラー１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、及び１１６０において、それぞれ、６．４８°、６．４４°、２０．０５°、９．１２°、２１．７６°、及び７．２２°である。ミラー１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、及び１１６０におけるΔθは、それぞれ、４．２７°、４．９２°、４．０９°、３．１２°、１９．３７°、及び４．６１°である。

ミラー１１１０、１１５０、及び１１６０は、５ｍｍよりも大きくかつ２５ｍｍよりも小さいフリーボードを有する。ミラー１１４０は、主光線角度の正の拡大を有し、一方、ミラー１１１０、１１２０、１１３０、及び１１５０は、主光線角度の負の拡大を有する。
投影対物器械１１００の像側自由作業距離は、２５ｍｍである。物体側自由作業距離は１６３ｍｍである。

投影対物器械１１００では、ｄ_op-1／ｄ_op-2は、６．５７である。更に、隣接ミラー対１０４０及び１０５０は、投影対物器械のトラック長の５０％を超える分だけ分離している。また、ミラー１１１０と対物面１０３の間の距離は、投影対物器械のトラック長の５０％よりも大きい。
投影対物器械１１００に関するデータを下記の表３Ａ及び表３Ｂに示している。表３Ａは、光学データを示しており、一方、表３Ｂは、ミラー表面の各々における非球面定数を示している。表３Ａ及び表３Ｂに向けて、ミラー名称を次のように関連付ける。ミラー１（Ｍ１）はミラー１１１０に対応する。ミラー２（Ｍ２）はミラー１１２０に対応する。ミラー３（Ｍ３）はミラー１１３０に対応する。ミラー４（Ｍ４）はミラー１１４０に対応する。ミラー５（Ｍ５）はミラー１１５０に対応する。ミラー６（Ｍ６）はミラー１１６０に対応する。

（表３Ａ）

（表３Ｂ）

（表３Ｂ続き）

ある一定の実施形態では、投影対物器械１０１におけるミラー配列は、対物面１０３からの放射を１つ又はそれよりも大きい中間像平面に結像する。１つ又はそれよりも大きい中間像を有する実施形態は、同様に２つ又はそれよりも多い瞳孔面を含む。一部の実施形態では、これらの瞳孔面のうちの少なくとも１つは、実質的にその瞳孔面のところに開口絞りを置くために物理的にアクセス可能である。開口絞りは、投影対物器械の開口サイズを定めるために用いられる。

投影対物器械１０１内の中間像におけるコマ収差は、比較的大きいものとすることができる。コマ収差は、上光線と下光線が交差する点における主光線と上下光線の間の距離によって定量化することができる。一部の実施形態では、この距離は、約１ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２ｍｍ又はそれよりも大きく、約３ｍｍ又はそれよりも大きく、約４ｍｍ又はそれよりも大きく、約５ｍｍ又はそれよりも大きく、約７ｍｍのような約６ｍｍ又はそれよりも大きい）とすることができる。投影対物器械内の中間像におけるコマ収差は、比較的小さいものとすることができる。一部の実施形態では、この距離は、約１ｍｍ又はそれ未満（例えば、約０．１ｍｍ又はそれ未満、０．０１ｍｍ又はそれ未満）とすることができる。

一般的に、投影対物器械１０１内のミラーは、これらのミラーが、ミラー上に法線に沿って入射するか又はある一定の範囲の入射角にわたって入射する波長λの光の実質的な量を反射するように形成される。ミラーは、例えば、法線に沿って入射するλの光のうちの約５０％又はそれよりも多く（例えば、約６０％又はそれよりも多く、約７０％又はそれよりも多く、約８０％又はそれよりも多く、約９０％又はそれよりも多く、約９５％又はそれよりも多く、９８％又はそれよりも多く）を反射するように形成することができる。

一部の実施形態では、ミラーは、法線に沿って入射するλの放射を実質的に反射するように構成された異なる材料の膜の多層スタックを含む。スタック内の各膜は、約λ／４の光学厚みを有することができる。多層スタックは、約２０層又はそれよりも多い（例えば、約３０層又はそれよりも多く、約４０層又はそれよりも多く、約５０層又はそれよりも多い）膜を含むことができる。一般的に、多層スタックを形成するために用いる材料は、作動波長λに基づいて選択される。例えば、１０ｎｍから３０ｎｍの範囲の光（例えば、それぞれ、約１３ｎｍ又は約１１ｎｍのλ）を反射するためのミラーを形成するために、モリブデンとシリコン又はモリブデンとベリリウムの多層交互膜を用いることができる。一般的に、λ＝１１ｎｍに対してはモリブデンとシリコンの多層交互膜が好ましく、λ＝１３ｎｍに対してはモリブデンとベリリウムの多層交互膜が好ましい。

ある一定の実施形態では、ミラーは、アルミニウムの単層で被覆され、ＭｇＦ₂、ＬａＦ₂、又はＡｌ₂Ｏ₃から形成された層のような誘電体の１つ又はそれよりも多くの層で外側を更に被覆した石英ガラスで作られる。アルミニウムで形成され、誘電体コーティングを有するミラーは、例えば、約１９３ｎｍの波長を有する光に対して用いることができる。
一般的に、ミラーによって反射したλの光の百分率は、ミラー表面上の光の入射角の関数として変化する。結像放射は、いくつかの異なる経路に沿って反射投影対物器械を通じて伝播するので、各ミラー上の光の入射角は異なるものとすることができる。凹面反射面４０１を含むミラー４００の一部分を子午断面で示している図３を参照して、この効果を示す。結像放射は、光線４１０、４２０、及び４３０で示しているいくつかの異なる経路に沿って、表面４０１上へと入射する。光線４１０、４２０、及び４３０は、表面法線が異なる表面４０１の一部分の上に入射する。これらの部分における表面法線の方向をそれぞれ光線４１０、４２０、及び４３０に対応する線４１１、４２１、及び４３１で示している。光線４１０、４２０、及び４３０は、それぞれ角度θ₄₁₀、θ₄₂₀、及びθ₄₃₀で表面４０１上に入射する。一般的に、角度θ₄₁₀、θ₄₂₀、及びθ₄₃₀は、異なるものとすることができる。
投影対物器械１０１内の各ミラーにおいて、結像放射の入射角は、様々な種類で特徴付けることができる。１つの特徴付けは、投影対物器械１０１の子午断面における各ミラー上の子午光線の最大入射角である。子午光線は、子午断面内で延びる光線を意味する。一般的に、θは、投影対物器械１０１内の異なるミラーにおいて異なるものとすることができる。

一部の実施形態では、投影対物器械１０１内の全てのミラーにおける最大値θ_maxは、約７５°又はそれ未満（例えば、約７０°又はそれ未満、約６５°又はそれ未満、約６０°又はそれ未満、約５５°又はそれ未満、約５０°又はそれ未満、約４５°又はそれ未満）である。θ_maxは、約５°よりも大きい（例えば、約１０°又はそれよりも大きく、約２０°又はそれよりも大きい）。一部の実施形態では、最大値θ_maxは、比較的小さいものとすることができる。例えば、最大値θ_maxは、約４０°又はそれ未満（例えば、約３５°又はそれ未満、約３０°又はそれ未満、約２５°又はそれ未満、約２０°又はそれ未満、約１５°又はそれ未満、約１３°又はそれ未満、約１０°又はそれ未満）とすることができる。
一部の実施形態では、像側ＮＡに対する最大値θ_max（度における）の比率は、約１００又はそれ未満（例えば、約８０又はそれ未満、約７０又はそれ未満、６８又はそれ未満、約６０又はそれ未満、約５０又はそれ未満、約４０又はそれ未満、約３０又はそれ未満）とすることができる。

別の特徴付けは、投影対物器械１０１の子午断面における各ミラー上の視野中心点に対応する主光線の入射角である。この角度を、θ_CRと呼ぶ。一般的に、θ_CRは、異なるものとすることができる。一部の実施形態では、投影対物器械１０１におけるθ_CRの最大値θ_CR（ｍａｘ）は、比較的小さいものとすることができる。例えば、最大値θ_CR（ｍａｘ）は、約３５°又はそれ未満（例えば、約３０°又はそれ未満、約２５°又はそれ未満、約２０°又はそれ未満、約１５°又はそれ未満、約１３°又はそれ未満、約１０°又はそれ未満、約８°又はそれ未満、約５°又はそれ未満）とすることができる。
一部の実施形態では、像側ＮＡに対する最大値θ_CR（ｍａｘ）（度における）の比率は、約１００又はそれ未満（例えば、約８０又はそれ未満、約７０又はそれ未満、６８又はそれ未満、約６０又はそれ未満、約５０又はそれ未満、約４０又はそれ未満、約３０又はそれ未満）とすることができる。

また、投影対物器械１０１内の各ミラーは、投影対物器械１０１の子午断面における光線の入射角度範囲Δθによって特徴付けることができる。各ミラーでは、Δθは、θ_maxとθ_minの間の差に対応し、ここでθ_minは、投影対物器械１０１の子午断面における各ミラー上の光線の最小入射角である。一般的にΔθは、投影対物器械１０１内の各ミラーにおいて異なるものとすることができる。いくつかのミラーでは、Δθは、比較的小さいものとすることができる。例えば、Δθは、約２０°又はそれ未満（例えば、約１５°又はそれ未満、約１２°又はそれ未満、約１０°又はそれ未満、約８°又はそれ未満、約５°又はそれ未満、約３°又はそれ未満、２°又はそれ未満）とすることができる。代替的に、投影対物器械１０１内のいくつかのミラーでは、Δθは、比較的大きいものとすることができる。例えば、Δθは、約２０°又はそれよりも大きい（例えば、約２５°又はそれよりも大きく、約３０°又はそれよりも大きく、約３５°又はそれよりも大きく、約４０°又はそれよりも大きい）とすることができる。

一部の実施形態では、投影対物器械１０１内の全てのミラーにおいて、Δθにおける最大値Δθ_maxは、比較的小さいものとすることができる。例えば、Δθ_maxは、約２５°又はそれ未満（例えば、約２０°又はそれ未満、約１５°又はそれ未満、約１２°又はそれ未満、約１０°又はそれ未満、約９°又はそれ未満、約８°又はそれ未満、約７°又はそれ未満、約６°又はそれ未満、３°のような約５°又はそれ未満、）とすることができる。

投影対物器械１０１内の放射経路を特徴付ける別の方法は、各ミラーからの反射の前後での主光線（例えば、子午断面における）と基準軸１０５の間の角度の正接の比率を意味する各ミラーにおける主光線の拡大によるものである。例えば、ミラー５１０からの反射の前に主光線５０１が基準軸１０５から逸れており、ミラー５１０から基準軸１０５に向って反射して戻る図４を参照すると、ミラー５１０は、主光線角度の正の拡大を有する。ミラー５２０からの反射の前後両方において、主光線５０２が基準軸１０５から逸れている図５を参照すると、ミラー５２０は、主光線角度の負の拡大を有する。両方の場合に、主光線の拡大は、ｔａｎ（α）／ｔａｎ（β）で与えられる。ある一定の実施形態では、主光線角度の正の拡大を有する複数のミラーを有することは、投影対物器械内の１つ又はそれよりも多くのミラー上の比較的大きい入射角に対応するものとすることができる。従って、主光線角度の正の拡大を有するミラーを１つだけ有する投影対物器械は、ミラー上の比較的小さい入射光線角度を示すことができる。

投影対物器械１０１内のミラーの相対間隔は、投影対物器械の特定の設計に依存して異なるものとすることができる。隣接ミラー間の比較的大きい（放射経路に比較して）距離は、ミラー上の比較的小さい入射光線角度に対応するものとすることができる。ある一定の実施形態では、投影対物器械１０１は、投影対物器械のトラック長の５０％を超えて分離した少なくとも１対の隣接ミラーを含むことができる。

ある一定の実施形態では、対物面と放射経路内の第２のミラーとの間の距離ｄ_op-2に比較して、対物面と放射経路内の第１のミラーとの間に大きい相対距離ｄ_op-1を有することは、同様にミラー上の比較的小さい入射光線角度に対応するものとすることができる。例えば、ｄ_op-1／ｄ_op-2が約２又はそれよりも大きい（例えば、約２．５又はそれよりも大きく、約３又はそれよりも大きく、約３．５又はそれよりも大きく、約４又はそれよりも大きく、約４．５又はそれよりも大きく、約５又はそれよりも大きい）実施形態は、同様に比較的小さい入射光線角度を有することができる。

一般的に、投影対物器械１０１内のミラーの受光域サイズ及び形状は、異なるものとすることができる。受光域形状は、ｘ−ｙ平面上に投影されたミラーの形状を意味する。ミラーの受光域は、円形、楕円形、多角形（例えば、矩形、正方形、六角形）、又は不規則形状とすることができる。実施形態においては、受光域は、投影対物器械１０１の子午面に対して対称である。
ある一定の実施形態では、ミラーは、約１、５００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１、４００ｎｍ又はそれ未満、約１、３００ｍｍ又はそれ未満、約１、２００ｍｍ又はそれ未満、約１、１００ｍｍ又はそれ未満、約１、０００ｍｍ又はそれ未満、約９００ｍｍ又はそれ未満、約８００ｍｍ又はそれ未満、約７００ｍｍ又はそれ未満、約６００ｍｍ又はそれ未満、約５００ｍｍ又はそれ未満、約４００ｍｍ又はそれ未満、約３００ｍｍ又はそれ未満、約２００ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満）の最大寸法を有する受光域を有することができる。ミラーは、約１０ｍｍよりも大きい（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きい）最大寸法を有する受光域を有することができる。

楕円形受光域を有するミラー６００の例を図６Ａに示している。ミラー６００は、Ｍ_xによって与えられるｘ方向に最大寸法を有する。実施形態では、Ｍ_xは、約１、５００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１、４００ｎｍ又はそれ未満、約１、３００ｍｍ又はそれ未満、約１、２００ｍｍ又はそれ未満、約１、１００ｍｍ又はそれ未満、約１、０００ｍｍ又はそれ未満、約９００ｍｍ又はそれ未満、約８００ｍｍ又はそれ未満、約７００ｍｍ又はそれ未満、約６００ｍｍ又はそれ未満、約５００ｍｍ又はそれ未満、約４００ｍｍ又はそれ未満、約３００ｍｍ又はそれ未満、約２００ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満）とすることができる。Ｍ_xは、約１０ｍｍよりも大きい（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きい）ものとすることができる。

ミラー６００は、子午線６０１に対して対称である。ミラー６００は、子午線６０１に沿って寸法Ｍ_yを有する。ミラー６００では、Ｍ_yはＭ_xよりも小さいが、より一般的には、Ｍ_yは、Ｍ_xよりも小さいか、Ｍ_xと同じサイズか、又はＭ_xよりも大きいものとすることができる。一部の実施形態では、Ｍ_yは、約０．１Ｍ_xから約１Ｍ_xの範囲にある（例えば、約０．２Ｍ_x又はそれよりも大きく、約０．３Ｍ_x又はそれよりも大きく、約０．４Ｍ_x又はそれよりも大きく、約０．５Ｍ_x又はそれよりも大きく、約０．６Ｍ_x又はそれよりも大きく、約０．７Ｍ_x又はそれよりも大きく、約０．８Ｍ_x又はそれよりも大きく、約０．９Ｍ_x又はそれよりも大きい）。代替的に、ある一定の実施形態では、Ｍ_yは、約２Ｍ_xから約１０Ｍ_xまでの範囲内のような約１．１Ｍ_x又はそれよりも大きい（例えば、約１．５Ｍ_x又はそれよりも大きい）とすることができる。Ｍ_yは、約１、０００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約９００ｍｍ又はそれ未満、約８００ｍｍ又はそれ未満、約７００ｍｍ又はそれ未満、約６００ｍｍ又はそれ未満、約５００ｍｍ又はそれ未満、約４００ｍｍ又はそれ未満、約３００ｍｍ又はそれ未満、約２００ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満）とすることができる。Ｍ_yは、約１０ｍｍよりも大きい（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きい）ものとすることができる。

一部の実施形態では、ミラー基部を１つ又はそれよりも多くの方向にミラー表面（すなわち、結像放射を反射するミラー部分）を超えて拡張することができる。例えば、ミラー基部は、ｘ及び／又はｙ方向に約１０ｍｍ又はそれよりも大きく（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３０ｍｍ又はそれよりも大きく、約４０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きく）拡張することができる。ミラー基部の拡張は、装着装置に取り付けることができる光学的に活性ではない表面を設けることにより、投影対物器械１０１内にミラーを装着することを容易にすることができる。

好ましくは、ミラー基部の拡張は、投影対物器械１０１内の放射経路を遮蔽する方向に行うべきではない。ミラー縁部とミラーを通過する放射経路との間の距離は、ミラー縁部に最も近い光線と、ミラーが反射するミラー縁部に最も近い光線との間の最小距離である「フリーボード」と呼ばれるパラメータに関連する。一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、約２０ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２５ｍｍ又はそれよりも大きく、約３０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３５ｍｍ又はそれよりも大きく、約４０ｍｍ又はそれよりも大きく、約４５ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きい）フリーボードを有する１つ又はそれよりも多くのミラーを含む。この投影対物器械は、結像放射の遮蔽なしに拡張ミラー基部を収容することができるので、大きいフリーボードは、ミラー加工に柔軟性をもたらす。しかし、比較的小さいフリーボードは、投影対物器械内のミラー上の小さい入射光線角度に対応するものとすることができる。一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、約１５ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１２ｍｍ又はそれ未満、約１０ｍｍ又はそれ未満、約８ｍｍ又はそれ未満、約５ｍｍ又はそれ未満）のフリーボードを有する１つ又はそれよりも多くのミラーを含むことができる。ある一定の実施形態では、投影対物器械１０１は、５ｍｍと２５ｍｍの間のフリーボードを有する１つ又はそれよりも多くのミラーを含む。

一般的に、投影対物器械１０１内のミラーの厚みは、異なるものとすることができる。ミラー厚は、ｚ軸に沿ったミラーの寸法を意味する。一般的にミラーは、投影対物器械内での装着を容易にするために十分な厚みを有するべきである。図６Ｂを参照すると、ミラー６００の厚みは、最大厚Ｔ_max及び最小厚Ｔ_minによって特徴付けることができる。一般的に、Ｔ_maxとＴ_minの間の差は、ミラー表面の曲率及びミラー基部の構造に依存することになる。一部の実施形態では、Ｔ_maxは、約２００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１５０ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満、約８０ｍｍ又はそれ未満、約６０ｍｍ又はそれ未満、約５０ｍｍ又はそれ未満、約４０ｍｍ又はそれ未満、約３０ｍｍ又はそれ未満、約２０ｍｍ又はそれ未満）である。ある一定の実施形態では、Ｔ_minは、約１ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２ｍｍ又はそれよりも大きく、約５ｍｍ又はそれよりも大きく、約１０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約１００ｍｍ又はそれよりも大きい）。

一部の実施形態では、投影対物器械内のあらゆるミラーの最大寸法は、約１、５００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１、４００ｎｍ又はそれ未満、約１、３００ｍｍ又はそれ未満、約１、２００ｍｍ又はそれ未満、約１、１００ｍｍ又はそれ未満、約１、０００ｍｍ又はそれ未満、約９００ｍｍ又はそれ未満、約８００ｍｍ又はそれ未満、約７００ｍｍ又はそれ未満、約６００ｍｍ又はそれ未満、約３００ｍｍのように約５００ｍｍ又はそれ未満）である。ある一定の実施形態では、投影対物器械内のあらゆるミラーの最大寸法は、約１０ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３０ｍｍ又はそれよりも大きく、約４０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約７５ｍｍ又はそれよりも大きく、約１００ｍｍ又はそれよりも大きい）。

一般的に、投影対物器械の視野の形状は、異なるものとすることができる。ある一定の実施形態では、視野は、リングセグメントの形状のような弓形形状を有する。図７Ａを参照すると、リングセグメント視野７００は、ｘ寸法ｄ_x、ｙ寸法ｄ_y、及び半径寸法ｄ_rによって特徴付けることができる。ｄ_x及びｄ_yは、それぞれｘ方向及びｙ方向に沿った視野の寸法に対応する。ｄ_rは、軸７０５から視野７００の内側境界まで測定したリング半径に対応する。軸７０５は、光学システムを説明する軸ではなく（例えば、これは基準軸ではない）、具体的には光軸ではないことが強調されるべきである。軸７０５は、リングセグメント視野７００を定める役割のみを達成する。リングセグメント視野７００は、ｙ−ｚ平面に対して平行な平面に関して対称であり、これを線７１０によって示している。一般的に、ｄ_x、ｄ_y、及びｄ_rのサイズは、投影対物器械１０１の設計に依存して異なる。一般的に、ｄ_yはｄ_xよりも小さい。対物面１０３及び像平面１０２における視野寸法ｄ_x、ｄ_y、及びｄ_rの相対サイズは、投影対物器械１０１の拡大又は縮小に依存して異なる。

一部の実施形態では、ｄ_xは、像平面１０２において比較的大きい。例えば、像平面１０２におけるｄ_xは、１ｍｍよりも大きい（例えば、約３ｍｍ又はそれよりも大きく、約４ｍｍ又はそれよりも大きく、約５ｍｍ又はそれよりも大きく、約６ｍｍ又はそれよりも大きく、約７ｍｍ又はそれよりも大きく、約８ｍｍ又はそれよりも大きく、約９ｍｍ又はそれよりも大きく、約１０ｍｍ又はそれよりも大きく、約１１ｍｍ又はそれよりも大きく、約１２ｍｍ又はそれよりも大きく、約１３ｍｍ又はそれよりも大きく、約１４ｍｍ又はそれよりも大きく、約１５ｍｍ又はそれよりも大きく、約１８ｍｍ又はそれよりも大きく、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２５ｍｍ又はそれよりも大きい）ものとすることができる。ｄ_xは、約１００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約５０ｍｍ又はそれ未満、約３０ｍｍ又はそれ未満）とすることができる。像平面１０２におけるｄ_yは、約０．５ｍｍから約５ｍｍまでの範囲内（例えば、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ）とすることができる。

典型的には、像平面１０２におけるｄ_rは、約１０ｍｍ又はそれよりも大きい。ｄ_rは、例えば、像平面１０２において約１５ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２５ｍｍ又はそれよりも大きく、約３０ｍｍ又はそれよりも大きい）とすることができる。一部の実施形態では、ｄ_rは、極めて大きい（例えば、約１ｍ又はそれよりも大きく、約５ｍ又はそれよりも大きく、約１０ｍ又はそれよりも大きい）ものとすることができる。ある一定の実施形態では、視野は矩形の形状であり、ｄ_rは無限である。

より一般的に、他の視野形状では、投影対物器械１０１は、像平面１０２において１ｍｍよりも大きい（例えば、約３ｍｍ又はそれよりも大きく、約４ｍｍ又はそれよりも大きく、約５ｍｍ又はそれよりも大きく、約６ｍｍ又はそれよりも大きく、約７ｍｍ又はそれよりも大きく、約８ｍｍ又はそれよりも大きく、約９ｍｍ又はそれよりも大きく、約１０ｍｍ又はそれよりも大きく、約１１ｍｍ又はそれよりも大きく、約１２ｍｍ又はそれよりも大きく、約１３ｍｍ又はそれよりも大きく、約１４ｍｍ又はそれよりも大きく、約１５ｍｍ又はそれよりも大きく、約１８ｍｍ又はそれよりも大きく、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２５ｍｍ又はそれよりも大きい）最大視野寸法を有することができる。ある一定の実施形態では、投影対物器械は、約１００ｍｍを超えない（例えば、約５０ｍｍ又はそれ未満、約３０ｍｍ又はそれ未満）最大視野寸法を有する。

一部の実施形態では、像視野の形状は、投影対物器械１０１を用いて露光するウェーハ上のダイ部位の形状に対応するものとすることができる（例えば、１つ又はそれよりも大きい寸法において）。例えば、像視野は、ウェーハを露光する際の過走査を低減するように成形することができる。過走査は、ダイ部位全体を露光するためにその部位の縁部を超えて像視野を走査する必要性を意味する。一般的に、過走査は、像視野の形状がダイ部位の形状に一致しない場合に生じる。

過走査は、ダイ部位の後尾縁部のコーナが露光される位置における像視野の前縁とダイ部位の後尾縁部との最大距離の比率（例えば、百分率で表した）によって特徴付けることができる。図７Ｂを参照すると、過走査は、ｄ_yに対するｄ_osの比率に対応し、ｄ_osは、コーナ７２１及び７２２が露光される位置における像視野７００の前縁とダイ部位７２０の後尾縁部との間の距離である。ある一定の実施形態では、投影対物器械は、比較的低い過走査を有することができる。例えば、投影対物器械は、約５％又はそれ未満（例えば、約４％又はそれ未満、約３％又はそれ未満、約２％又はそれ未満、約１％又はそれ未満、約０．５％又はそれ未満、０．１％又はそれ未満）の過走査を有することができる。
ある一定の実施形態では、投影対物器械１０１は、過走査ゼロで用いることができる。例えば、図７Ｃを参照すると、正方形のダイ部位７４０を露光させるために像視野７３０を用いる実施形態では、過走査ゼロで走査を達成することができる。

図８を参照すると、一般的に、投影対物器械１０１は、投影対物器械の特定の設計に依存して異なる物体−像シフトｄ_oisを提供している。物体−像シフトは、像視野内のある点の物体視野内の対応点からのｘ−ｙ平面内の距離を意味する。光軸（投影対物器械内の各ミラーに対して回転対称性を有する共通軸）を有する投影対物器械では、物体−像シフトは、次式を用いて計算することができる。

ここで、ｈ_oは、物体視野内の視野中心点の光軸からのｘ−ｙ平面内の距離を意味し、Ｍは、投影対物器械の拡大倍率である。例えば、４Ｘの縮小（すなわち、Ｍ＝０．２５）を有し、視野中心点が光軸から１２０ｍｍである投影対物器械では、ｄ_oisは９０ｍｍである。

一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、比較的小さい物体−像シフトを有することができる。例えば、投影対物器械は、物体−像シフトがゼロである。比較的小さい物体−像シフトを有する投影対物器械は、比較的細身の光学設計を有することができる。更に、物体−像シフトがゼロである実施形態では、例えば、台１３０に対して視野中心点を平行移動させることなく、投影対物器械１０１を、物体視野及び像視野内の視野中心点と交差する軸の回りに回転させることができる。これは、投影対物器械が回転する際に、視野中心点が視野中心点の公称位置に対して平行移動されないことがら、例えば、ウェーハを検査し、投影対物器械１０１に対して整列させるための測定ツール（例えば、ＵＳ６、２４０、１５８Ｂ１に開示されているもののような検出光学システム）をこの位置に置く場合に有利である可能性がある。従って、物体−像シフトがゼロであることにより、作動期間中に投影対物器械１０１が回転を受ける場合に、この投影対物器械の測定及び試験を容易にすることができる。

一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、約８０ｍｍ又はそれ未満（例えば、約６０ｍｍ又はそれ未満、約５０ｍｍ又はそれ未満、約４０ｍｍ又はそれ未満、約３０ｍｍ又はそれ未満、約２０ｍｍ又はそれ未満、約１５ｍｍ又はそれ未満、約１２ｍｍ又はそれ未満、約１０ｍｍ又はそれ未満、約８ｍｍ又はそれ未満、約５ｍｍ又はそれ未満、約４ｍｍ又はそれ未満、約３ｍｍ又はそれ未満、約２ｍｍ又はそれ未満、約１ｍｍ又はそれ未満）のｄ_oisを有する。

投影対物器械１０１の実施形態は、比較的大きい像側自由作業距離を有することができる。像側自由作業距離は、像平面１０２と、像平面１０２に最も近い結像放射を反射するミラーのミラー表面との間の最短距離を意味する。これを像平面１０２に最も近いミラーとしてミラー８１０を示している図９に例示する。光は、ミラー８１０の表面８１１から反射される。像側自由作業距離をｄ_wで表している。一部の実施形態では、ｄ_wは、約２５ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約３０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３５ｍｍ又はそれよりも大きく、約４０ｍｍ又はそれよりも大きく、約４５ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５５ｍｍ又はそれよりも大きく、約６０ｍｍ又はそれよりも大きく、約６５ｍｍ又はそれよりも大きい）。ある一定の実施形態では、ｄ_wは、約２００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１５０ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満、約５０ｍｍ又はそれ未満）である。投影対物器械３００は、例えば、ほぼ４５ｍｍの像側自由作業距離を有する。比較的大きい作動距離は、ミラー８１０の像平面１０２に対面する側に接触することなしに基板１５０の表面を像平面１０２に位置決めすることを可能にするので望ましいものとすることができる。

同様に、物体側自由作業距離は、対物面１０３と、投影対物器械１０１内で対物面１０３に最も近い結像放射を反射するミラーの反射側のミラー表面との間の最短距離を意味する。一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、比較的大きい物体側自由作業距離を有する。例えば、投影対物器械１０１は、約５０ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約１００ｍｍ又はそれよりも大きく、約１５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２００ｍｍ又はそれよりも大きく、約２５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３００ｍｍ又はそれよりも大きく、約３５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約４００ｍｍ又はそれよりも大きく、約４５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５００ｍｍ又はそれよりも大きく、約５５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約６００ｍｍ又はそれよりも大きく、約６５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約７００ｍｍ又はそれよりも大きく、約７５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約８００ｍｍ又はそれよりも大きく、約８５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約９００ｍｍ又はそれよりも大きく、約９５０ｍｍ又はそれよりも大きく、約１、０００ｍｍ又はそれよりも大きい）物体側自由作業距離を有することができる。ある一定の実施形態では、物体側自由作業距離は、約２、０００ｍｍを超えない（例えば、約１、５００ｍｍ又はそれ未満、約１、２００ｍｍ又はそれ未満、約１、０００ｍｍ又はそれ未満）。比較的大きい物体側自由作業距離は、投影対物器械１０１と対物面１０３の間の空間への接近が望ましい実施形態において有利である可能性がある。例えば、レチクル１４０が反射レチクルである実施形態では、対物器械１０１に対面する側からレチクルを照らすことが必要である。従って、望ましい照明角度で照明システム１２０がレチクルを照らすことを可能にするために、投影対物器械１０１と対物面１０３の間に十分な空間が存在すべきである。更に、一般的に、大きい物体側自由作業距離により、投影対物器械１０１とレチクル１４０のための支持構造体との間に他の構成要素（例えば、均一化フィルタ）を装着するための十分な空間が設けられ、ツールの残りの設計における柔軟性を可能にする。

一般的に、投影対物器械１０１は、主光線が、レチクル１４０において集束、発散、又は互いに実質的に平行であるように設計することができる。相応して、投影対物器械１０１の入射瞳孔の位置は、異なるものとすることができる。例えば、主光線がレチクル１４０で集束する場合には、入射瞳孔は、対物面１０３の像平面側に定位される。逆に主光線がレチクル１４０で発散する場合には、対物面は、入射瞳孔と像平面１０２の間に定位される。更に、対物面１０３と入射瞳孔の間の距離は、異なるものとすることができる。一部の実施形態では、入射瞳孔は、対物面１０３から約１ｍ又はそれよりも大きい（例えば、約２ｍ又はそれよりも大きく、約３ｍ又はそれよりも大きく、約４ｍ又はそれよりも大きく、約５ｍ又はそれよりも大きく、約８ｍ又はそれよりも大きく、約１０ｍ又はそれよりも大きい）ところに定位される（対物面１０３に対して直角の軸に沿って測定する）。一部の実施形態では、入射瞳孔は、対物面１０３に対して無限遠に定位される。これは、主光線がレチクル１４０において互いに平行である場合に対応する。

一般的に、投影対物器械１０１は、ＺＥＭＡＸ、ＯＳＬＯ、又は「Ｃｏｄｅ Ｖ」のような市販の光学設計ソフトウエアを用いて設計することができる。一般的に、設計は、最初の投影対物器械設計（例えば、ミラー配列）と共に、例えば、放射波長、視野サイズ、及び開口数のようなパラメータを指定することによって始まる。次に、コードは、例えば、波面誤差、歪曲収差、テレセントリック性、及び視野曲率のような指定した光学性能基準に対して設計を最適化する。

ある一定の実施形態では、最初の投影対物器械は、光軸上に中心を定めた回転対称ミラー（例えば、球面又は非球面ミラー）によって指定される。次に、各ミラーは、光軸から、これらのミラーがいずれかの予め確立された判断基準を満たす位置へと偏心される。例えば、各ミラーは、特定の視野にわたって主光線入射角を最小にする量だけ光軸から偏心させることができる。実施形態では、ミラーは、約５ｍｍ又はそれよりも大きく（例えば、約１０ｍｍ又はそれよりも大きく、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３０ｍｍ又はそれよりも大きく、約５０ｍｍ又はそれよりも大きく）偏心させることができる。ある一定の実施形態では、ミラーは、約２００ｍｍ又はそれ未満（例えば、約１８０ｍｍ又はそれ未満、約１５０ｍｍ又はそれ未満、約１２０ｍｍ又はそれ未満、約１００ｍｍ又はそれ未満）だけ偏心される。

代替的又は追加的に、各ミラーがいずれかの予め確立された判断基準を満たすように、これらのミラーを傾斜させることができる。傾斜は、投影対物器械の最初の構成の光軸に対する各ミラーの対称軸の向きを意味する。ミラーは、約１°又はそれよりも大きく（例えば、約２°又はそれよりも大きく、約３°又はそれよりも大きく、約４°又はそれよりも大きく、約５°又はそれよりも大きく）傾斜させることができる。一部の実施形態では、ミラーは、約２０°又はそれ未満（例えば、約１５°又はそれ未満、約１２°又はそれ未満、約１０°又はそれ未満）だけ傾斜される。
偏心及び／又は傾斜の後に、指定した光学性能基準に対して投影対物器械設計を最適化するように、各ミラーにおける自由形状を特定することができる。

ミラーに加えて、投影対物器械１０１は、１つ又はそれよりも多くの開口絞りのような１つ又はそれよりも多くの他の構成要素を含むことができる。一般的に、開口絞りの形状は、異なるものとすることができる。開口絞りの例は、円形開口絞り、楕円形開口絞り、及び／又は多角形開口絞りを含む。開口絞りは、結像放射が開口絞りを通して２回通過又は１回通過を行うように位置決めすることができる。開口絞りは、投影対物器械内で交換することができ、及び／又は可調節開口を有することができる。
一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、視野絞りを含む。例えば、投影対物器械が中間像を含む実施形態では、視野絞りは、中間像に又はその近くに位置決めすることができる。

実施形態は、隔壁を含むことができる（例えば、迷光からウェーハを遮蔽するために）。一部の実施形態では、投影対物器械１０１は、投影対物器械内でのミラー位置の変化をモニタするための構成要素（例えば、干渉計）を含むことができる。これらの情報は、ミラー間のあらゆる相対移動に対して補正を行うためにミラーを調節するのに用いることができる。ミラー調節は、自動化することができる。ミラー位置をモニタ／調節するためのシステムの例は、ＵＳ６、５４９、２７０Ｂ１に開示されている。

図１１を参照すると、投影対物器械１２００の実施形態は、６個のミラー１２１０、１２２０、１２３０、１２４０、１２５０、及び１２６０を含み、０．３５の像側開口数、及び１３．５ｎｍの作動波長を有する。ミラー１２１０、１２２０、１２３０、１２４０、１２５０、及び１２６０は、全て自由形状ミラーである。投影対物器械１２００は、対物面１０３からの放射を像平面１０２に４Ｘの縮小倍率で結像する。対物面１０３及び像平面１０２に対して直角な基準軸１２０５は、物体視野及び像視野内の対応視野点と交わる。投影対物器械１２００のトラック長は１３８５ｍｍであり、結像放射の光路長は４１６２ｍｍである。従って、トラック長に対する光路長の比率は、ほぼ３．０１である。投影対物器械１２００は、ミラー１２２０に位置決めした開口絞りを有する。

投影対物器械１２００の入射瞳は無限遠に存在し、対物面は、入射瞳とミラーの間に位置決めされる。対物面１０３における中心視野点の主光線角度は７°である。対物面１０３における主光線角度の最大変動は、０．０６°よりも小さい。投影対物器械１２００は、物体側でテレセントリックである。
投影対物器械１２００は、矩形の視野を有する。像側視野幅ｄ_xは２６ｍｍである。像側視野長ｄ_yは２ｍｍである。投影対物器械１２００の物体−像シフトはゼロである。
投影対物器械１２００は、ミラー１２４０と１２５０の間に中間像をもたらす。

対物面１０３から像平面１０２までの放射経路の順序でのミラーの屈折力は、以下の通りである。ミラー１２１０は正の屈折力を有する。ミラー１２２０は負の屈折力を有する。ミラー１２３０は正の屈折力を有する。ミラー１２４０は正の屈折力を有する。ミラー１２５０は負の屈折力を有する。ミラー１２６０は正の屈折力を有する。
Ｍ_xｘＭ_yで与えられる各ミラーの受光域の寸法は、ミラー１２１０において２５０ｍｍｘ１５３ｍｍ、ミラー１０２０において７０ｍｍｘ６９ｍｍ、ミラー１２３０において３２８ｍｍｘ１５３ｍｍ、ミラー１２４０において３２５ｍｍｘ１１２ｍｍ、ミラー１２５０において８７ｍｍｘ７５ｍｍ、及びミラー１２６０において２６９ｍｍｘ２３８ｍｍである。

中心視野点における主光線入射角は、ミラー１２１０、１２２０、１２３０、１２４０、１２５０、及び１２６０において、それぞれ、６．１３°、１０．６１°、８．６５°、８．２６°、１４．２２°、及び５．２３°である。子午断面における各ミラー上の最大入射角は、ミラー１２１０、１２２０、１２３０、１２４０、１２５０、及び１２６０において、それぞれ、６．５３°、１１．６３°、８．９１°、１１．３９°、２４．２６°、及び７．４４°である。ミラー１２１０、１２２０、１２３０、１２４０、１２５０、及び１２６０におけるΔθは、それぞれ、１．０７°、３．６４°、１．７４°、７．４４°、２１．７０°、及び４．５１°である。

ミラー１２１０、１２２０、１２５０、及び１２６０は、５ｍｍよりも大きくかつ２５ｍｍよりも小さいフリーボードを有する。ミラー１２４０は、主光線角度の正の拡大を有し、一方、ミラー１２１０、１２２０、１２３０、及び１２５０は、主光線角度の負の拡大を有する。
投影対物器械１２００の像側自由作業距離は、４０ｍｍである。物体側自由作業距離は、４３９ｍｍである。
投影対物器械１２００では、ｄ_op-1／ｄ_op-2は、１．９１である。更に、隣接ミラー対１２４０及び１２５０は、投影対物器械のトラック長の５０％を超える分だけ分離している。また、ミラー１２１０と対物面１０３の間の距離は、投影対物器械のトラック長の５０％よりも大きい。

投影対物器械１２００に関するデータを下記の表４Ａ及び表４Ｂに示している。表４Ａは、光学データを示しており、一方、表４Ｂは、ミラー表面の各々における非球面定数を示している。表４Ａ及び表４Ｂに向けて、ミラー名称を次のように関連付ける。ミラー１（Ｍ１）はミラー１２１０に対応する。ミラー２（Ｍ２）はミラー１２２０に対応する。ミラー３（Ｍ３）はミラー１２３０に対応する。ミラー４（Ｍ４）はミラー１２４０に対応する。ミラー５（Ｍ５）はミラー１２５０に対応する。ミラー６（Ｍ６）はミラー１２６０に対応する。

（表４Ａ）

（表４Ｂ）

（表４Ｂ続き）

図１２を参照すると、投影対物器械１３００の実施形態は、６個のミラー１３１０、１３２０、１３３０、１３４０、１３５０、及び１３６０を含み、０．３５の像側開口数、及び１３．５ｎｍの作動波長を有する。ミラー１３１０、１３２０、１３３０、１３４０、１３５０、及び１３６０は、全て自由形状ミラーである。投影対物器械１３００は、対物面１０３からの放射を像平面１０２に４Ｘの縮小倍率で結像する。投影対物器械１３００のトラック長は１５００ｍｍであり、結像放射の光路長は４０９３ｍｍである。従って、トラック長に対する光路長の比率は、ほぼ２．７３である。投影対物器械１３００は、ミラー１３２０に位置決めされた開口絞りを有する。

投影対物器械１３００の入射瞳は、無限遠にある。対物面１０３における中心視野点の主光線角度は７°である。対物面１０３における主光線角度の最大変動は、０．１よりも小さい。投影対物器械１３００は、物体側でテレセントリックである。
投影対物器械１４００は、矩形の視野を有する。像側視野幅ｄ_xは２６ｍｍである。像側視野長ｄ_yは２ｍｍである。投影対物器械１０００は、１１９ｍｍの物体−像シフトを有する。
投影対物器械１３００は、ミラー１３４０と１３５０の間に中間像をもたらす。

対物面１０３から像平面１０２までの放射経路の順序でのミラーの屈折力は、以下の通りである。ミラー１３１０は正の屈折力を有する。ミラー１３２０は負の屈折力を有する。ミラー１３３０は正の屈折力を有する。ミラー１３４０は正の屈折力を有する。ミラー１３５０は負の屈折力を有する。ミラー１３６０は正の屈折力を有する。
Ｍ_xｘＭ_yで与えられる各ミラーの受光域の寸法は、ミラー１３１０において２７１ｍｍｘ１７３ｍｍ、ミラー１３２０において６９ｍｍｘ６５ｍｍ、ミラー１３３０において２９０ｍｍｘ１１５ｍｍ、ミラー１３４０において２７２ｍｍｘ６６ｍｍ、ミラー１３５０において８１ｍｍｘ６７ｍｍ、及びミラー１３６０において２７４ｍｍｘ２４３ｍｍである。

中心視野点における主光線入射角は、ミラー１３１０、１３２０、１３３０、１３４０、１３５０、及び１３６０において、それぞれ、９．６６°、１２．１５°、９．１０°、５．４５°、１３．３１°、及び４．６０°である。子午断面における各ミラー上の最大入射角θ_maxは、ミラー１３１０、１３２０、１３３０、１３４０、１３５０、及び１３６０において、それぞれ、１１．２０°、１５．４６°、９．６３°、８．６４°、２３．３１°、及び６．１７°である。ミラー１３１０、１３２０、１３３０、１３４０、１３５０、及び１３６０におけるΔθは、それぞれ、３．２５°、７．３２°、１．５７°、６．９２°、２１．１８°、及び３．６３°である。

ミラー１３４０は、主光線角度の正の拡大を有し、一方、ミラー１３１０、１３２０、１３３０、及び１３５０は、主光線角度の負の拡大を有する。投影対物器械１３００の像側自由作業距離は４０ｍｍである。物体側自由作業距離は５８２ｍｍである。
投影対物器械１３００では、ｄ_op-1／ｄ_op-2は、１．６３である。更に、隣接ミラー対１３４０及び１３５０は、投影対物器械のトラック長の５０％を超える分だけ分離している。また、ミラー１３１０と対物面１０３の間の距離は、投影対物器械のトラック長の５０％よりも大きい。

投影対物器械１３００に関するデータを下記の表５Ａ及び表５Ｂに示している。表５Ａは、光学データを示しており、一方、表５Ｂは、ミラー表面の各々における非球面定数を示している。表５Ａ及び表５Ｂに向けて、ミラー名称を次のように関連付ける。ミラー１（Ｍ１）はミラー１３１０に対応する。ミラー２（Ｍ２）はミラー１３２０に対応する。ミラー３（Ｍ３）はミラー１３３０に対応する。ミラー４（Ｍ４）はミラー１３４０に対応する。ミラー５（Ｍ５）はミラー１３５０に対応する。ミラー６（Ｍ６）はミラー１３６０に対応する。

（表５Ａ）

（表５Ｂ）

（表５Ｂ続き）

図１３を参照すると、投影対物器械１３００は、光源１４０５と、集光装置ユニット１４１５、スペクトル純化フィルタ１４２５、視野ファセットミラー１４３５、瞳ファセットミラー１４４５、及び合焦ミラー１４５５を含む照明光学器械とを含む光学システム１４０１において用いることができる。光源１４０５は、投影対物器械に１３．５ｎｍの放射を供給するように構成されたＥＵＶ光源である。集光装置ユニット１４１５は、光源１４０５からの放射を収集し、この放射を１３．５ｎｍ以外の波長の入射放射をフィルタ除去するスペクトル純化フィルタ１４１５へと向け、更に、１３．５ｎｍの放射を視野ファセットミラー１４３５へと向ける。瞳ファセットミラー１４４５及び合焦ミラー１４５５と共に、視野ファセットミラーは、対物面１０３に位置決めされた反射レチクルを１３．５ｎｍの放射で照らす。
他の実施形態は、特許請求の範囲に説明している。

マイクロリソグラフィツールの実施形態の概略図である。 図１に示すマイクロリソグラフィツールの一部分を示す概略図である。 子午断面において示す投影対物器械からのミラーの一部分の断面図である。 主光線角度の正の拡大を有するミラーにおける光線経路の概略図である。 主光線角度の負の拡大を有するミラーにおける光線経路の概略図である。 ミラーの受光域の図である。 図６Ａに示すミラーの断面図である。 リングセグメント視野の実施形態の平面図である。 １対のウェーハダイ部位に対するリングセグメント視野の平面図である。 １対のウェーハダイ部位に対する矩形視野の平面図である。 図１に示すマイクロリソグラフィツールの実施形態の投影対物器械の概略図である。 子午断面において示す投影対物器械の構成要素の断面図である。 子午断面において示す投影対物器械の断面図である。 子午断面において示す投影対物器械の断面図である。 子午断面において示す投影対物器械の断面図である。 図１２に示す投影対物器械を含む光学システムの断面図である。

符号の説明

１０２ 像平面
１０３ 対物面
１１００ マイクロリソグラフィ投影光学システム
１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、１１６０ 光学要素

Claims (27)

1. マイクロリソグラフィ投影光学システムであって、
   −波長λを有する放射を対物面内の物体視野から像平面内の像視野に結像するように配列された複数の光学要素を含み、
   −前記対物面から２．８ｍよりも遠くに位置する入射瞳を有し、
   −光学システムの前記放射の経路が、前記対物面での法線に対して３°又はそれよりも大きい角度にある主光線を有する、
   ことを特徴とする光学システム。
2. 前記対物面においてテレセントリックであることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
3. 前記主光線は、前記対物面での前記法線に対して４°又はそれよりも大きい角度にあることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
4. 結像される反射性物体を前記物体視野に含むことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
5. 反射投影対物器械を有することを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
6. 前記要素の少なくとも１つは、前記放射の経路に位置決めされた回転非対称表面を有する反射要素であり、
   前記回転非対称表面は、１つ又はそれよりも多くの位置で最良適合回転対称表面からλ又はそれよりも大きく偏位している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
7. 最良適合回転非対称表面は、次式：
   

   

   に対応する表面から約０．１λ又はそれ未満だけ偏位し、ここで、
   

   

   であり、ｚは、軸に平行な表面のたるみであり、ｃは、頂点曲率であり、ｋは、円錐定数であり、Ｃ_jは、単項式ｘ^mｙⁿの係数であり、αは、整数であることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
8. 回転非対称表面が、１つ又はそれよりも多くの位置で約１０λ又はそれよりも大きく最良適合回転対称表面から偏位することを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
9. 回転非対称表面が、１つ又はそれよりも多くの位置で約２０ｎｍ又はそれよりも大きく最良適合回転対称表面から偏位することを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
10. 前記複数の要素は、子午面を形成し、該要素は、該子午面に対して鏡面対称であることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
11. 前記複数の要素は、前記放射の経路に位置決めされた回転非対称表面を有する反射要素である２つの要素を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
12. 前記複数の要素は、主光線角度の正の拡大を有する反射要素を２つよりも多く含まないことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
13. 前記複数の要素は、主光線角度の正の拡大を有する反射要素を１つよりも多く含まないことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
14. 約０．２又はそれよりも大きい像側開口数を有することを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
15. 前記像平面において矩形視野を有し、
    直交方向の各々における前記矩形視野は、約１ｍｍ又はそれよりも大きい最小寸法を有する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
16. 前記像視野での静的歪曲収差が、約１０ｎｍ又はそれ未満であることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
17. 前記像視野での波面誤差が、約λ／１４又はそれ未満であることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
18. 前記主光線は、前記対物面において０．０５°以内で互いに平行であることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
19. 前記複数の要素は、前記像平面においてテレセントリックであることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
20. 光学システムを通る前記放射の経路が、主光線によって特徴付けられ、光学システムの子午断面に対して、視野中心点の該主光線は、前記要素の各々の表面上へのθ度の最大入射角を有し、光学システムが、０．３よりも大きい像側開口数ＮＡを有し、比率θ／ＮＡは、６８よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
21. 約７５ｍｍ又はそれ未満の物体−像シフトを有することを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
22. λで前記放射を対物面に供給するように構成された放射源を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
23. 前記放射源からの放射を前記対物面に位置決めされた物体に向けるように配列された１つ又はそれよりも多くの要素を含む照明システムを更に含み、
    前記照明システムは、光学システムの入射瞳孔に対応する位置に位置決めされた要素を含む、
    ことを特徴とする請求項２２に記載の光学システム。
24. 請求項２３に記載の光学システムと、
    レチクルを前記光学システムが該レチクルを像平面に結像するように対物面に位置決めするように構成された第１の可動台と、
    物品を前記レチクルの像が該物品の表面にあるように前記像平面に位置決めするように構成された第２の可動台と、
    を含むことを特徴とするマイクロリソグラフィツール。
25. ＥＵＶマイクロリソグラフィツールであって、
    −波長λを有する放射を対物面内の物体視野から像平面内の像視野に結像するように配列された複数の光学要素、
    を含み、
    −光学システムが、前記対物面においてテレセントリックであり、
    −ツールが、３０ｎｍ又はそれ未満のλで前記放射を対物面に供給するように構成された放射源を含み、
    −ツールが、前記放射源からの放射を前記対物面に位置決めされた物体に向けるように配列された１つ又はそれよりも多くの要素を有する照明システムを含む、
    ことを特徴とするツール。
26. 微細構造構成要素をマイクロリソグラフィにより製造する方法であって、
    −少なくとも放射光感応材料の層を有する基板を準備する段階、
    −投影されることになる構造を有するマスクを準備する段階、
    −請求項２４又は請求項２５に記載のマイクロリソグラフィツールを準備する段階、
    −前記マイクロリソグラフィツールを用いて前記マスクの少なくとも一部を前記層の区域上に投影する段階、
    を含むことを特徴とする方法。
27. 請求項２６に記載の方法によって製造される微細構造構成要素。

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