JP2008521044A - 流体紫外レンズ - Google Patents

Abstract

紫外放射用の光学素子（１００）は、第一の流体（１０４）及びその第一の流体（１０４）と非混和性のものである第二の流体（１０６）を含有する流体チャンバー（１０２）を含む。それら第一の及び第二の流体（１０４，１０６）は、前記の光学素子の光軸を横切って延在するメニスカス（１１４）にわたって相互に接触したものである。それら流体の少なくとも一方は、遠紫外放射のような、紫外放射について実質的に透明なものである。その光学素子（１００）は、レンズ又はミラーであることができると共に調節可能な光学的性質を有することもある。それら光学素子は、データ担体用のマスターを作る道具のような光学系、レーザー系、又はリソグラフィー系において使用されることもある。それら流体の一方は、気体であることもある。

Description

本発明は、短い波長、例．紫外放射の波長に適切な光学素子、リソグラフィー系のような、これらの光学素子を使用する光学系、並びに、マスターを作る道具、及び、これらの道具を使用する方法に関係する。

半導体の加工におけるリソグラフィー加工についての要件を充足するためには、現在までのところ、ますます、より短い波長を備えた放射が、使用される。現在使用される又は近い将来における使用のために探求されている典型的な波長は、典型的には水銀ランプから得られた、３６５ｎｍのような紫外の波長、並びに、ＫｒＦのエキシマーレーザーから得られた、２４８ｎｍ、ＡｒＦのエキシマーレーザーから得られた、１９３ｎｍ、及び、フッ素レーザーから得られた、１５７ｎｍのような、遠紫外の波長である。これらの短い波長の使用の導入は、多くの付加的な困難に至ってしまった。

短い波長の放射は、コンパクト・ディスク（compact disk）（ＣＤ）、ディジタル・バーサタイル・ディスク（digital versatile disk）（ＤＶＤ）、高品位（high
definition）ＤＶＤ（ＨＤ−ＤＶＤ）、又はブルー・レイ・ディスク（blu-ray disk）（ＢＤ）用のマスターを作る道具又は読み取る／書き込むデバイスのような、光学的なデータ担体用の走査デバイスにおいて、近い将来に使用される又は使用されることになる。大容量の記憶系のピットの要件に対処するためには、その短い波長の放射が、必要とされる。

使用された波長を低減するとき克服するための主要な困難性の一つは、これらの短い波長での使用に適合させられた光学素子の欠如である。光学素子は、典型的には、光学ガラスのような、固体の材料で作られる。にもかかわらず、遠紫外の範囲において透明である固体の材料の数は、非常に限定される。例えば、１５７ｎｍでは、リソグラフィーの用途について十分に透明である固体のみの材料の一つは、ＣａＦ_２である。レンズが、それで作り上げられてきたとはいえ、その材料は、高価なものであると共に複屈折性のものである。特に、その複屈折性は、良好な光学的な性能を備えた光学系の設計を困難なものにする。さらには、一つのタイプの材料のみを有することは、光学設計の自由度を厳しく限定する。使用することができる固体材料の数が、非常に限定されると、遠紫外の波長に基づいた光学系についてしばしば使用された代替物は、光学的な反射素子の使用である。これらは、一般には、良好な光学的な性能を伴って製造することが、困難なものである。

可視光については、固体の光学素子についての代替物は、例．米国特許第６，３６９，９５４号明細書（特許文献１）から、知られる。この特許は、エレクトロウェッティング効果に基づいた可視の波長用の可変焦点レンズを記載する。二つの不混和性の流体が、密閉された空間に閉じこめられる。その用語、不混和性、は、それら二つの流体が混合するものではないことを指す。第一の流体は、第二の流体が、電気的に導電性のものであるのに対して、電気的な絶縁体である。それら流体は、それらが第二の流体をはじくように疎水性である、その密閉された空間におけるエリアを提供することによって、及び、第二の流体を誘引する親水性のエリアによって、その密閉された空間において局在化させられる。さらには、それら流体は、異なる屈折率を有する。

その先行技術は、良好な性能及び幅広い光学設計の自由度を備えた紫外放射用のレンズを提供するものではない。
米国特許第６，３６９，９５４号明細書

本発明の目的は、短い波長での使用、例．良好な性能及び幅広い光学設計の自由度を備えた紫外の波長の範囲における放射のための光学素子を提供することである。上の目的は、本発明に従った方法及びデバイスによって、成し遂げられる。

本発明は、紫外放射との使用に適切な光学素子に関係するが、その光学素子は、その光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含むものであり、それら第一の及び第二の流体は、不混和性のものである光学素子であって、ここで、それら流体の少なくとも一方は、その光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明なものである。その透明度は、紫外放射について２０％と９９．９９９９％との間にあることもある。さらには、その光学素子は、その光学素子の光軸を横切って延在する、そのメニスカスに位置させられた、少なくとも部分的に反射性の材料を含むこともある。その第一の流体又はその第二の流体の一方は、気体であることもある。その第一の流体又はその第二の流体は、光学構成部品が、２０％と９９．９９９９％との間の透明度を有するように、実質的に透明なものであることもある。その光学素子の透明度で、入射の放射についての光路におけるその光学素子の透明度が、意味される。実質的に透明なで、その第一の流体及び／又はその第二の流体が、その光学素子の透明度が、２０％、好ましくは５０％、より好ましくは７５％、いっそうより好ましくは９０％、なおより好ましくは９５％の下限及び９９％、好ましくは９９．９％、より好ましくは９９．９９％、いっそうより好ましくは９９．９９９％、なおより好ましくは９９．９９９９％の上限を有する範囲にあるように、十分に透明なものであることが、意味される。その光学素子の透明度についての制限は、３８０ｎｍ、３７０ｎｍ、３５０ｎｍ、３２０ｎｍ、３００ｎｍ、２８０ｎｍ、又は２５０ｎｍの上限及び２４０ｎｍ、好ましくは２２０ｎｍ、より好ましくは１９０ｎｍ、いっそうより好ましくは１７０ｎｍ、なおより好ましくは１５０ｎｍ、いっそうより好ましくは１００ｎｍ、なおより好ましくは７ｎｍの下限を有する範囲における波長について妥当なものであることもある。その光学素子の透明度についての制限は、その遠紫外放射の範囲において妥当なものであることもある。その流体チャンバーは、その光軸に沿った紫外に透明な窓を含むこともある。それら第一の及び第二の流体の各々は、屈折率を有することもあるが、ここで、その第一の流体の屈折率は、集束させる効果を得るために、その第二の流体の屈折率とは異なることもある。集束させる効果を得ることは、入射の紫外放射の収束を作り出すこと、又は、入射の紫外放射の発散を作り出すことであることもある。その第一の流体は、水性の流体であることもあると共にその第二の流体は、非水性の流体であることもあるが、ここで、その第一の流体及びその第二の流体は、その流体チャンバーの疎水性の表面の領域に関して位置決めされることもある。さらには、その光学素子は、そのメニスカスの形状を調節するための手段を含むこともある。そのメニスカスの形状を調節するための手段は、少なくとも一つの第一の電極及び少なくとも一つの第二の電極、並びに、その少なくとも一つの第一の電極とその少なくとも一つの第二の電極との間に電圧を印加するための電圧源を含むこともある。

また、本発明は、像平面における物体の投射用の投射の装置に関係するが、その装置は、ＵＶ放射との使用に適切な少なくとも一つの光学素子を含むものであり、その光学素子は、その光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含むものであり、それら流体は、不混和性のものであるが、ここで、それら流体の少なくとも一方は、その光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明なものである。その光学素子の透明度は、紫外放射について２０％と９９．９９９９％との間にあることもある。その投射装置は、リソグラフィーの工程のステップを行うための道具であることもある。その投射装置は、データ担体を読み取る／書き込むためのデータ担体の読み取り又は書き込みの道具であることもある。そのデータ担体は、コンパクト・ディスク、ディジタル・バーサタイル・ディスク、又はブルーレイ・ディスクのいずれのものであってもよい。

さらには、本発明は、マスターの型を作り出すためのデータ担体のマスターの道具に関係するが、そのマスターの道具は、感光性の層で覆われた基体を提供するための手段及びその感光性の層にレーザービームを集束させるための集束させる手段を含むものであり、その集束させる手段は、ＵＶ放射との使用に適切な少なくとも一つの光学素子を含むものであり、その光学素子は、その光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含むと共に、それら流体は、不混和性のものであるが、ここで、それら流体の少なくとも一方は、その光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明なものである。その光学素子の透明度は、紫外放射について２０％と９９．９９９９％との間にあることもある。

本発明は、また、紫外レーザーシステムに関係するが、そのシステムは、紫外放射との使用に適切な光学素子を含むものであり、その光学素子は、少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含むものであり、その第一の流体及びその第二の流体は、相互に不混和性のものであるが、その第一の流体及びその第二の流体は、あるメニスカスにわたって相互に接触したものであると共にそれら流体の少なくとも一方は、その光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明なものであるが、ここで、少なくとも部分的に反射性の材料は、その光学素子の光軸に対して横切って延在する、そのメニスカスに位置させられる。その光学素子の透明度は、紫外放射について２０％と９９．９９９９％との間にあることもある。

また、本発明は、リソグラフィーの方法に従って製造されたデバイスに関係するが、その方法は、紫外放射のビームで感光性の層で覆われた基体を照明することを含むものであり、その紫外放射のビームは、その光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含む紫外放射に適切な光学素子を使用することで、集束させられるものであり、それら流体は、不混和性のものであると共にそれら流体の少なくとも一方は、その光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明なものであると共に、その方法は、その感光性の層を現像すること、及び、その現像された材料を取り除くこと、又は、現像されない材料を取り除くことを含む。その光学素子の透明度は、紫外放射について２０％と９９．９９９９％との間にあることもある。

本発明は、さらには、紫外放射を使用するリソグラフィーの手段によって、あるデバイスを製造する方法に関係するが、その方法は、紫外放射のビームで感光性の層で覆われた基体を照明することを含むものであり、その紫外放射のビームは、その光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含む紫外放射に適切な光学素子を使用することで、集束させられるものであり、それら流体は、不混和性のものであると共にそれら流体の少なくとも一方は、その光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明なものである。その光学素子の透明度は、紫外放射について２０％と９９．９９９９％との間にあることもある。さらには、その方法は、紫外放射のビームで感光性の層で覆われた基体を照明した後に、その感光性の層を現像すること、及び、その現像された材料を取り除くこと、又は、現像されない材料を取り除くことを含むこともある。

また、本発明は、紫外放射を使用する光学的なマスターを作る手段によって、光学データ担体のマスターを製造する方法に関係するが、その方法は、感光性の層を担体に提供すること、並びに、その光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含む紫外放射に適切な光学素子を使用することで、その担体に紫外のビームを集束させることを含むものであり、それら流体は、不混和性のものであると共にそれら流体の少なくとも一方は、それら光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明なものである。その光学素子の透明度は、紫外放射について２０％と９９．９９９９％との間にあることもある。

本発明の利点は、それら光学素子が、紫外放射に適切な先行技術の光学素子よりも複屈折性をあまり欠点としてもたないというものである。また、本発明の利点は、紫外放射に適切な光学素子を、低減されたコストで得ることができると共に相対的に簡易な構築を有するというものである。

さらには、本発明の特定の実施形態の利点は、紫外放射に適切な光学素子を、機械的な可動な素子についての要望無しに、例．切り替え可能な焦点距離のような、調節可能な光学的な性質と共に得ることができるというものである。この方式では、摩耗及び断裂を、低減することができる。また、本発明の実施形態の光学素子の利点は、それらが、ただある材料にばかりではなく、むしろ、使用されるものである、新しい部類の材料、即ち、ＵＶに透明な流体にもまた帰着するというものであると共に、ＵＶの光学部品について、より多くの光学設計の自由度に至る。

また、本発明の特定の実施形態の利点は、光学的な収差の補正を可能にする紫外放射に適切な光学素子を、得ることができるというものである。

本発明の特定の及び好適な態様は、添付する独立請求項及び従属請求項に提示される。従属請求項からの特徴は、適切なように、且つ、単に請求項に明示的に提示されたものとしてではなく、独立請求項の特徴と、及び、他の従属請求項の特徴と、組み合わせられることもある。

本発明の教示は、紫外の波長の範囲における放射を案内するための改善された装置の設計を許容する。

本発明のこれらの及び他の特性、特徴、及び利点は、本発明の原理を、一例として、図示する、添付する図面に関連して取り上げられた、以下に続く詳細な説明から明らかなものになると思われる。この説明は、本発明の範囲を限定することなく、例のみの目的で、与えられる。以下で引用された参照図は、添付された図面を指す。

異なる図において、同じ符号は、同じ又は類似の要素を指す。

本発明を、特定の実施形態を参照して、及び、ある一定の図面を参照して、記載することにするが、本発明は、それらに限定されるものではなく、請求項によってのみ限定される。請求項におけるいずれの符号も、その範囲を限定するものと解釈されないものとする。記載された図面は、単に概略的なものであると共に非限定的なものである。図面において、それら要素のいくつかの大きさは、誇張されることもあると共に例示の目的のために一定の尺度で描かれたものではない。用語“を含む”が、本記載及び請求項に使用される場合、それは、他の要素又はステップを排除するものではない。単数の名詞を参照するとき、不定冠詞又は定冠詞、例．“ある”又は“その／それら”が、使用される場合、これは、何か他のことが具体的に述べられない限り、複数のその名詞を含む。

さらには、本記載における及び請求項における用語、第一の、第二の、第三の、及び同様のものが、類似の要素の間で区別をするために、及び、逐次の又は経時的な順序を必ずしも記載するためにではなく、使用される。そのように使用された用語が、適切な状況の下で互換性のものであること、及び、ここに記載された本発明の実施形態が、ここに記載された又は例示されたものとは他の系列で動作の可能なものであることは、理解されることである。

その上、本記載における及び請求項における用語、の上に、の下に、及び同様のものは、記述的な目的のために使用されるものであると共に、必ずしも相対的な位置を記載するためのものではない。そのように使用された用語が、適切な状況の下で互換性のものであること、及び、ここに記載された本発明の実施形態が、ここに記載された又は例示されたものとは他の方向付けで動作の可能なものであることは、理解されることである。

用語、親液性の（液体誘引性の）、及び、疎液性の（液体を反発させる）、は、液体によって濡らされたものになるための表面の傾向を記載する。用語、親水性の、及び、疎水性の、は、その液体が水性のものであるときの特定の事例を指すと共に、それぞれ、水性の溶液又は水についての誘引性の又は反発性の力を指す。以下に続く記載において、例．水に基づいた流体及び非水に基づいた流体が、それぞれ、極性の及び非極性の流体として使用されることになる。その結果として、ときどき、用語、疎水性の、及び、親水性の、が、使用される。しかしながら、それぞれ、極性及び非極性並びに疎液性の／親液性の効果の必要な組み合わせを提供する、流体及び表面のいずれの組み合わせも、代わりに使用することができることは、理解されるべきことである。

流体は、いずれの力にも応答してそれの形状を変える、流動する又はそれのチャンバーの外形に対して同様になる傾向がある、並びに、流動が可能な、気体、液体、蒸気、固体及び液体の混合物を含む、物質である。

第一の実施形態において、本発明は、紫外光について、例．遠紫外（ＵＶ）光について、又は、それの波長の範囲における放射について、使用することができる光学素子１００に関係する。遠紫外放射で、典型的には、２５０ｎｍと７ｎｍとの間の波長の範囲における電磁放射が、意味されるのに対して、紫外放射で、典型的には、３８０ｎｍと７ｎｍとの間の波長の範囲における電磁放射が、意味される。本発明は、典型的には、例．２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、及び１５７ｎｍのような、しかし、それらに限定されるものではない、光学的な道具においてしばしば使用された紫外の波長について適用されることになる。紫外放射、例．遠紫外放射、又は、それの波長の範囲における放射に適切な光学素子１００の例は、図１ａから図２ｂまでに示される。光学素子１００は、少なくとも二つの流体１０４、１０６を含有する流体チャンバー１０２を含む。流体チャンバー１０２は、壁によって明確に定められるが、それによって、光軸１１２に交差する、少なくとも、前方の壁１０８及び後方の壁１１０の部分は、紫外光、例．遠紫外光について透明なものである。使用された正確な波長に依存するが、透明な材料は、例．石英又はフッ化カルシウム（ＣａＦ_２）であることもある。１５７ｎｍの波長の光について、十分に透明なものである唯一知られた固体の材料は、ＣａＦ_２である。ＣａＦ_２が、複屈折性を欠点としてもつとはいえ、それによって複屈折性の効果を回避するが、前方の壁１０８が、その系の光軸に対して垂直なものであると、及び、後方の壁１１０が、後方の壁１１０に対して垂直に入射するのではない光の光線について、その擾乱は、限定されるように、限定された厚さを有するのみであると、その効果は、固体のＣａＦ_２のレンズよりも、あまり顕著に擾乱させるものではない。

本実施形態において、使用された二つの流体１０４、１０６は、使用された紫外放射について、例．遠紫外放射、又は、それの波長の範囲における放射について、実質的に透明なものである。流体１０４、１０６の透明度は、その光学素子が、２０％、好ましくは５０％、より好ましくは７５％、いっそうより好ましくは９０％、なおより好ましくは９５％の下限及び９９％、好ましくは９９．９％、より好ましくは９９．９９％、いっそうより好ましくは９９．９９９％、なおより好ましくは９９．９９９９％の上限を有する範囲における入射の放射について透明度を有するようなものである。その光学素子の透明度で、意味されるものは、その入射の放射の光学的な経路に沿った透明度である。言い換えれば、その光学素子を通過した後の放射の強度は、その光学素子におけるそれの入射より先の放射の強度を参照した、最大限の２０％まで、好ましくは５０％まで、より好ましくは７５％まで、いっそうより好ましくは９０％まで、なおより好ましくは９５％まで、低減されたものであることもある。ＵＶ放射、例．遠ＵＶ放射、又は、それの波長の範囲における放射について光学素子において使用される第一の流体１０４は、例．脱イオン（de-ionized：ＤＩ）水のような、水若しくは水性のものに基づいた流体、又は、より好ましくは、少なくとも１８０ｎｍまで下がる波長を備えたＵＶ放射について十分な透明度を有する、その吸収を低下させるための付加的な界面活性剤を備えたＤＩ水であることもある−が、しかし、それらに限定されるものではない−。正方形で指し示された、ＤＩ水、及び、第一の流体１０４として使用することができる、円盤で指し示された、付加的な界面活性剤を備えたＤＩ水、の吸収特性の概観は、図４に示される。また、使用される第二の流体１０６は、ＵＶ、例．遠紫外（deep ultraviolet：ＤＵＶ）、又は、それの特定の範囲について十分な透明度を有する。第二の流体１０６の例は、シクロオクタンであるが、それについての構造式が、図３に示される。シクロオクタンは、ブタジエンの二量化によって簡易に得られる、１，５−シクロオクタジエンの触媒性の水素化によって形成することができる無色の液体である。シクロオクタンは、２５７ｎｍで２．４４ｃｍ−１の吸収係数を有するが、その吸収係数は、より短い波長について増加する。本発明において使用された流体１０４、１０６は、１０ｃｍ^−１、好ましくは５ｃｍ^−１、より好ましくは２ｃｍ^−１、いっそうより好ましくは１ｃｍ^−１、なおより好ましくは０．７ｃｍ^−１の上限及び０．５ｃｍ^−１の、好ましくは０．２ｃｍ^−１の、より好ましくは０．１ｃｍ^−１の、いっそうより好ましくは０．０５ｃｍ^−１の、なおより好ましくは１０^−６ｃｍ^−１の下限を有する範囲における吸収係数を有することもある。それら吸収係数についての後者の限定は、２５０ｎｍ、２８０ｎｍ、３００ｎｍ、３２０ｎｍ、３５０ｎｍ、３７０ｎｍ、又は３８０ｎｍの上限及び２４０ｎｍ、好ましくは２２０ｎｍ、より好ましくは１９０ｎｍ、いっそうより好ましくは１７０ｎｍ、なおより好ましくは１５０ｎｍ、いっそうより好ましくは１００ｎｍ、最も好ましくは７ｎｍの下限を備えた波長の範囲において妥当なものである。

流体チャンバー１０２における二つの流体１０４、１０６は、非混和性のもの又は不混和性のものである、即ち、それら二つの流体は、混合するものではない。それら流体の位置決めを、例．水性の流体が、選択された壁に対して粘着するように、一つの水性の流体との組み合わせで親水性のものである流体チャンバーの前方の又は後方の壁を選択するによって、することができる。二つの流体１０４、１０６は、好ましくは、実質的に等しい密度を有するように、配置される。密度における最大の許容された差異は、そのレンズの直径に強く依存する。それら密度は、重力による光学的な収差が、無視できるものであるほど等しいものであるべきである。この方式では、ＵＶ放射に適切な光学素子は、方向付けに独立して、即ち、二つの流体１０４、１０６の間の重力の効果への依存性無しに、機能する。これを、典型的には、流体１０４、１０６の適切な選択によって、することができる。その密度を、他の流体の密度に調和するように、それら流体の一方の密度を増加させる又は減少させるための分子の構成要素を加えることによって、変化させることができる。

二つの流体１０４、１０６の間の接触エリアは、メニスカス１１４と呼ばれる。メニスカス１１４は、光学素子１００の光軸１１２に対して横切って延在する。用語、横切っては、メニスカス１１４が、交差する、即ち、それが、光軸１１２を横切って、延在すること、及び、それが、光軸１１２に対して平行なものではないことを、指し示す。本発明においては、メニスカス１１４の曲率を変化させる異なる方式は、本発明の範囲内に含まれる。二つの例が、本発明がそれらに限定されるものではないとはいえ、議論されることになる。メニスカス１１４の曲率を変化させる第一の方式、及び、その結果として、その対応する焦点距離は、流体１０４、１０６の界面張力を変化させることによるものである。原則として、そのメニスカスは、それら流体の密度が等しいものであるとの条件で、常に球面のものである。メニスカス１１４の接触角を変化させること、及び、このように、メニスカス１１４の形状を、例．それら流体に界面活性剤を導入することによって、又は、極性の流体が、使用されるとすれば、電圧でそれら界面張力の一方に影響を及ぼすによって、界面張力を変化させることによって、することができる。２の因子だけのその界面張力の低下を、簡易に得ることができる。異なる界面張力に基づいた、異なるメニスカスの形状を有する流体レンズの二つの例は、図１ａ及び図１ｂに示される。

あるいは、そのメニスカスを、それら界面張力にかかわらず、その流体チャンバーの壁のある一定のエリアに提供された親水性のエリア１１８の縁で留めることができる。この代替のものにおいて、それら流体の一方は、他方の流体が、非水性の流体であるのに対して、水性の流体である。そして、メニスカス１１４の周囲１１６、即ち、流体チャンバー１０２の壁に触れるメニスカス１１４のその部分は、固定して位置させられた所における、即ち、表面の濡れ性における突然の変化が存在する場所に、壁の表面に接触する。その壁における異なるエリアとそれら異なる流体との間の相互作用は、その濡れ性によって決定される。濡れ性は、それによって側面が濡れさせられる、即ち、流体によって覆われる、程度である。例えば、第一の流体１０４が、水性の極性の流体であると共に、第二の流体１０６が、非水性の流体であるとすれば、水性の部分は、水性の流体を誘引すると共に非水性の流体を誘引しないことになる。この事例におけるメニスカス１１４の曲率は、提供される流体の各々の量又は容積によって、決定される。異なるメニスカスの形状を有するＵＶ流体レンズの二つの例は、図２ａ及び２ｂに示される。メニスカスの周囲１１６、親水性のエリア１１８、及び、疎水性のエリア１２０は、指し示される。

それら流体の一方は、気体であることもあるが、その気体は、紫外において、例．遠紫外において、透明なものであるいずれの気体であってもよい。その気体、気体の条件、及び使用された流体の組み合わせは、好ましくは、その光学素子における収差の量が、可能な限り小さいものであるように、選択される。さらには、重力による光学的な収差の量は、その光学素子の大きさ及び形状に依存することになる。その気体は、例えば、例．精製されたアルゴン、窒素、ヘリウム、又はそれらの混合物のような、極紫外放射について透明なものである気体である。これらの気体は、典型的には、２００ｎｍ未満の、１５０ｎｍ未満の、５０ｎｍ未満の、２０ｎｍ未満の、及び、１０ｎｍ未満のことさえある、波長でのＵＶ放射について顕著に高い透明度を有する。許容可能な圧力は、その気体の透明度が、なお顕著に高いものであるようなものである。その圧力は、例．１２００ミリバールと５ミリバールとの間に、１２００ミリバールと５０ミリバールとの間に、又は、１２００ミリバールと５００ミリバールとの間に、本発明がそれらに限定されるものではないとはいえ、あることもある。酸素の汚染は、好ましくは、それら気体が、精製されると共に非常に少ない量の、例．数ｐｐｍの、酸素のみを含有するように、又は、酸素を全く含有しないようにでさえ、そのＵＶの透明度を低減することもある。一例として、乾燥した窒素が、１ｐｐｍよりも低い酸素の含有率で使用されるとき、２．１０^−４ｃｍ^−１よりも低い吸収係数を、１５７ｎｍで得ることができる。

本実施形態において、二つの流体１０４、１０６は、さらには、異なる屈折率を有する。その与えられた例について、それによって水及びシクロオクタンが使用されるが、それら屈折率は、例．Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１７（１９９９）ｐ３３０６−３３０９から知られるように、それぞれ、１．３８及び１．５１である。二つの流体１０４、１０６の間の異なる屈折率、及び、メニスカス１１４の曲率の理由のために、メニスカス１１４は、レンズの表面として作用することになる。それら流体の一方が、気体であるとすれば、屈折率における大きい差異が、得られることもある。

図１ａ及び図２ａは、凸の形状を備えたメニスカス１１４を有する光学素子１００を例示する。メニスカス１１４の表面が、その光軸におけるメニスカス１１４の上流の部分から見て、中空のものであるとすれば、第一の流体１０４と第二の流体１０６との間のメニスカス１１４は、凸面と呼ばれる。このように、光学素子１００は、ｎ_１０４＞ｎ_１０６とすれば、凸レンズとして作用する。光学素子１００に入射する光の光線は、前方の壁１０８の透明な部分を通過すると共にメニスカス１１４に入射するものである。メニスカス１１４は、集束点１２２においてそれら光の光線を集束させることを可能にする。図１ｂ及び２ｂは、光学素子１００のメニスカス１１４に入射する光の光線が、発散性のものでるように、凹レンズの表面を有する光学素子１００を例示する。本実施形態に記載されたもののようなＵＶ放射に適切な光学素子のメニスカス１１４と対応する焦点距離“ｆ”は、式［１］、即ち、

によって決定されるが、ここで、ｎ_１０４は、第一の流体１０４の屈折率であり、ｎ_１０６は、第二の流体１０６の屈折率であると共に、Ｒは、メニスカス１１４の曲率半径である。光学素子１００の焦点距離が、使用された材料の屈折率ｎ_１０４、ｎ_１０６及びメニスカス１１４の曲率半径Ｒの両方によって、決定されることを、理解することができる。使用されたシステムに依存するが、そのメニスカスの形状が、それら流体の界面張力によって決定されるとすれば、曲率半径Ｒを、流体１０４、１０６の一方の表面張力の性質又はその壁の表面張力を変化させることによって、変化させることができるか、又は、そのメニスカスが、親水性のコーティングによって留められるとすれば、それを、流体１０４、１０６の相対的な容積を変化させることによって、変化させることができる。この方式では、適切な光学的な性質を有するように生産の間に調整することができる、ＵＶ放射、例．遠ＵＶ放射、又は、それの波長の範囲における放射について適切な流体レンズを、得ることができる。屈折率ｎ_１０４、ｎ_１０６を選択すること、及び、−使用されたシステムに依存するが−、流体１０４、１０６の表面張力の性質又は流体１０４、１０６の容積を選択することは、一つ又はより多くの波長の紫外放射を収束させる又は発散させることを可能にする、凸レンズ及び凹レンズを得ることを可能にする。式［１］において与えられるような焦点距離が、曲面のメニスカスの表面の効果を表現するのみであると共に、当業者によって知られたように、それら屈折率及びそれら流体の容積の厚さの絶対値についてさらに適合させられることを必要とすることは、留意されることである。

第二の実施形態は、第一の実施形態に記載されたような、即ち、第一の実施形態に記載されたものと同じ性質を有する少なくとも二つの流体１０４、１０６を含む流体チャンバー１０２を含むが、それによって、反射性の材料２０２が、二つの流体１０４、１０６の間の界面に提供される、光学素子に基づいた、紫外放射、例．遠紫外放射、又は、それの波長の範囲における放射に適切なミラー２００を記載する。この実施形態は、図５に例示されたものである。その光学素子が、付加的な反射性の材料２０２に基づいたミラーとして機能するのみであるとすれば、二つの流体１０４、１０６が、異なる又は顕著に異なる屈折率を有することは、要件ではない。二つの流体１０４、１０６の間の界面に反射性の材料２０２を提供することによって、ミラーの反射性の部分が、形成される。反射性の材料２０２は、部分的にのみ反射性のものであるように、又は、高度に反射性の、例．９０％よりも大きい反射率を又は９８％よりも大きい反射率でさえも備えたものであるように、配置されることもある。ＵＶ放射を衝突させる反射された部分のみが、関心のあるものであるとすれば、反射性の材料２０２に到達する前にそのＵＶ放射によって交差させられた流体１０４のみが、実質的にＵＶに透明なものであることは、十分なことである。そして、それによって、流体１０４の透明度は、光学素子が、２０％、好ましくは５０％、より好ましくは７５％、いっそうより好ましくは９０％、なおより好ましくは９５％の下限及び９９％、好ましくは９９．９％、より好ましくは９９．９９９％、いっそうより好ましくは９９．９９９％、なおより好ましくは９９．９９９９％の上限を有する範囲において入射する放射について透明度を有するようなものであることが、意味される。この事例において、その流体チャンバーの後方の壁は、透明なものであることを必要とするものではない。そして、その放射は、流体チャンバー１０２の透明な壁の部分を通じて、その光学素子に入り、第一の流体１０４に交差し、反射性の材料２０２で反射させられると共に、透明な窓の部分を通じて流体チャンバー１０２を離れるように、第一の流体１０４に再度交差する。さらには、交差されない流体１０６が、ある特定の方向付けにおいて使用された光学素子についての、例．エレクトロウェッティング効果によって、又は、例．重力の効果によって、良好に局在化されるとすれば、気体を、ＵＶ放射に透明な流体１０４として使用することができる。その気体は、例．精製されたアルゴン、窒素、ヘリウム、又はそれらの混合物のような、例えば、極紫外放射について透明なものである気体であることもある。これらの気体は、典型的には、２００ｎｍ未満の、１５０ｎｍ未満の、５０ｎｍ未満の、２０ｎｍ未満の、及び、１０ｎｍ未満のことさえある、波長におけるＵＶ放射について顕著に高い透明度を有することもある。許容可能な圧力は、他方で、他方の流体が、簡易に蒸発するものではないのに対して、一方でその気体の透明度が、なお顕著に高いものであるようなものである。第一の実施形態に記載されたように、その気体の酸素の汚染は、好ましくは、低減される。この実施形態におけるＵＶ放射に透明な流体としての気体の使用は、ＥＵＶの範囲の非常に短い波長についてさえも、その光学素子において低い吸収を得ることを可能にする。にもかかわらず、使用された流体１０４及び１０６の両方が、紫外放射、例．遠紫外放射、又はそれの波長の範囲における放射について透明なものであるとすれば、凸ミラー及び凹ミラーの両方についての材料の選択を、簡易にすることができる。さらには、部分的に反射性のミラー、例．入射するＵＶ放射の部分を反射させるが、その残りの部分を透過させるミラーについて、二つの流体１０４、１０６がＵＶに透明な、例．遠紫外に透明なものであることの要望がある。二つの流体１０４、１０６の間の界面、即ち、メニスカス１１４における反射性の材料２０２は、多数の形態をとることもある、例．それは、当業者によって知られたような、有機の重合体における金属のナノ粒子、金属の液体様のフィルム（metal liquid-like film：ＭＥＬＬＦ）、又は、薄い金属の層を含むこともある。有機の配位子で被覆された金属性のナノ粒子が、メニスカス１１４にわたってどのように噴霧されることがあるかのより詳細な説明は、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ｖｏｌ．４２（２００３）ｐ．１８８２においてＹｏｃｋｅｌｌ−Ｌｅｌｉｅｖｒｅ等によって記載されたものである。それら粒子は、メニスカス１１４で自己組織化される。よって、本発明は、反射性の表面を形成するために、反射する粒子を自己組織化することの使用を含む。被覆された銀のナノ粒子からなる金属の液体様のフィルム（ＭＥＬＬＦ）の適用は、例．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＳＰＩＥ ｖｏｌ．４８３９（２００３）ｐ７３３においてＬａｉｒｄ等によって、より詳細に記載されたものである。それら銀のナノ粒子は、それら粒子が、水性の相においてもはや安定ではないと共にその水−有機の界面に自然に集合するように、有機の配位子で部分的に被覆される。このように、そのＭＥＬＬＦは、非常に近くにその表面の後に続く極度に薄い層を形成するが、その反射性の表面の精密な制御を可能にする。これは、例．単層であることもあるが、それによって、その層が、形成されてしまった後で、他の粒子は、その層の付近に沈降する傾向を有するものではない。ＵＶ及び遠ＵＶについてのナノ粒子の反射率は、そのＵＶ及び遠ＵＶの領域におけるミラーが、作り出されるように、大きいものであるべきである。従って、ナノ粒子は、多層の誘電体のコーティングのような、付加的なＵＶを反射させる、例．遠ＵＶを反射させる、層で被覆されることもある。

本発明の第一の実施形態に記載されたような流体のＵＶレンズ１００とＵＶ反射性の表面２５２を組み合わせる、ＵＶミラー２５０についての別の代替の構成は、図６に示される。ＵＶ反射性の表面２５２は、本発明が、それに限定されるものではないとはいえ、図６に例示された実施形態におけるもののような、平面の反射性の表面であることもある。ＵＶ反射性の表面２５２は、例．ＵＶ反射性の材料の層であることもある。平面の反射性の表面２５２との流体レンズ１００の形作られたメニスカス１１４の組み合わせは、曲面の反射性の表面と同じ光学的な効果を提供する。流体ＵＶレンズ１００のメニスカス１１４の形状を選択することによって、結果として生じるＵＶミラー２５０の曲率半径を、生産の間に、選択することができる。ＵＶミラー２００、２５０の形状を、使用された材料における厳格な制限無しに、選択することができることは、第二の実施形態の利点である。

本発明の第三の実施形態において、例．ミラー又はレンズのような、光学素子は、先の実施形態に記載された光学素子に基づいて、記載されるが、それによって、光学的な性質を調節するための付加的な手段が、−即ち、生産の後に−、提供される。この方式では、ＵＶ放射、例．遠ＵＶ放射、又は、それの波長の範囲における放射に適切な可変な又は調節可能な光学素子３００、３５０が、得られる。いくつかの例が、図７、図８、及び図９に示される。可変な光学素子で、光学素子、例．レンズが、意味されるが、その光学素子における一つ又はより多くの性質を、制御可能に調節することができる、例．その光学素子における焦点距離又はその光学素子の屈折性の／反射性の表面の位置のいずれかを、変えることができる。流体光学素子におけるエレクトロウェッティング効果を使用する電気的な電圧の印加に基づいて調節するための手段、流体光学素子の流体における静水圧を変化させることに基づいてそれら性質を調節するための手段、などのような、その光学素子の性質を調節するための数個のタイプの手段が、使用されることもある。

図７は、メニスカス１１４の構成が、変化させられるように、ＵＶ放射に適切な流体光学素子のエレクトロウェッティング効果の適用に基づいた、集束する距離のような、光学的な性質を調節するための手段を備えた調節可能な光学素子を示す。典型的には、流体１０４、１０６の一方、例．第一の流体１０４は、そのエレクトロウェッティング効果を経験するために、導電性の流体でなければならない。図７に示された例における調節するための手段は、そのメニスカスの形状に影響を及ぼすための第一の電極３０２、を含むが、その第一の電極３０２は、例．図７に例示されたように、流体チャンバー１０２の内側の表面の外側に位置させられた、及び、例えば、メニスカス１１４が流体チャンバー１０２の表面に接触する点に対応する位置における、導電性の流体１０４と導電性の接触にあるものではない。さらには、その調節するための手段は、極性の流体１０４と直接的な電気的な接触で、又は、極性の流体１０４に容量性に結合させられた、第二の電極３０４を含む。第一の電極３０２は、メニスカス１１４の周囲のまわりに延在することもある。あるいは、図７に例示されたものではないが、第二の電極３０２は、第二の非導電性の流体１０６の側面において、流体チャンバー１０２の中に又はその付近に位置させられる電極であることもある。電気的な電圧が、電極３０２、３０４を介して、第一の極性の流体１０４を横切って可変の電圧源３０６から印加される。この電圧を印加することによって、第一の極性の流体１０４とその流体チャンバーの壁との間の相互作用は、変化させられるが、二つの流体１０４、１０６の間の接触角における変化に、及び、このように、例．点線によって示された、変化させられたメニスカス１１４’によって図７に指し示された、メニスカス１１４の形状における変化に、至る。言い換えれば、第一の及び第二の電極３０２、３０４の間に電圧を印加することは、第一の電極３０２へ向かって、多かれ少なかれ、極性の流体１０４を誘引することを可能にするが、このように、その流体チャンバーの壁との極性の流体の相互作用並びにその結果としてそのメニスカスの位置及び形状に影響を及ぼす。メニスカス１１４の形状を調節することによって、ＵＶ放射に適切な可変な光学素子３００によって提供されたレンズ又はミラーの機能を、変化させることができる。これを、式［１］から理解することができる：そのエレクトロウェッティング効果は、焦点距離ｆを変化させることができるように、その光学素子のメニスカス１１４の曲率の変化させることを可能にする。表面の濡れ性が、初期に小さいものであるとすれば、それは、通常、例．テフロン（登録商標）様の表面についてのような、疎液性である表面と称されるが、その流体が電圧に影響されやすいものである事例において、それをより大きいものにするために、電圧を、使用することができる。例．二酸化ケイ素の表面についてのもののような、通常、親液性の表面と称された、その濡れ性が、初期に大きいものであるとすれば、電圧を印加することは、相対的に少ない効果を有することになる。従って、このようなエレクトロウェッティングデバイスにおいて、メニスカス１１４が、初期に、疎液性の層と接触したものであることは、好ましいことである。さらには、第一の電極３０２の位置を変化させることによって、メニスカス１１４の他の代替の位置及び形状を、得ることができる。同様に、付加的な電極を加えることによって、メニスカス１１４の形状を、球面のものからいずれの適切な形状へも変化させることができる。後者は、特許出願ＥＰ０４１０１３４１．８に可視のエレクトロウェッティング流体レンズについて、より詳細に記載されたものである。作り出されたレンズのパワーにおける差異を、それら二つの流体の間の屈折率における差異に依存するが、メニスカス１１４における異なる量の移動で達成することができることは、留意されることである。

図８において、その光学素子のメニスカス１１４を調節するためのより複雑なシステムが、本発明のさらなる実施形態と一致して例示される。そのシステムは、複数の第一の電極３１２ａから３１２ｊまでを含むが、各々が、例．酸化スズインジウムで作られた、ＵＶに透過性のものである。さらには、複数の第一の電極３１２ａから３１２ｊまでは、各々、もしかすると異なる電圧を、異なる第一の電極３１２ａから３１２ｊまでへ印加することができるように、（図８に示されてない）電圧源へ接続される。それら複数の第一の電極３１２ａから３１２ｊまでについて適切な電圧を選択することによって、そのシステムのＵＶ放射ビームへ所望の光学的な収差を導入することに適切ないずれの形状をも、得ることができる。（図８に示されてない）特定の設計において、その光学素子は、実質的に円筒形の流体チャンバーを有することもあると共に、及びそれら複数の第一の電極３１２ａから３１２ｊまでが、そのシステムの光軸１１２に関して同心に配置されたリングとして構成されることもあるが、第一の電極３１２ａから３１２ｊまでは、光軸１１２に対して垂直に配置されたそれらの平面を有する薄いプレートである。本実施形態のシステムは、典型的には、ＤＵＶの範囲における収差の補正に使用されることもある。このような収差の補正のシステムを、例えば、マスターを作る道具又は読み取り／書き込みデバイスのような光学的なデータ担体を取り扱うシステムにおいて、使用することができる−が、しかし、それらに限定されるものではない−。その光学素子は、特にその光学データ担体のチルトの誤差又は芯出しの誤差の事例において、その光学データ担体におけるその透明な層によって引き起こされた対応する収差を補償するためには、その光学システムのＵＶ光のビームへ球面収差及び／又はコマ収差と同様の光学的な収差を導入する。

図９は、二つの流体１０４、１０６の間のメニスカス１１４における静水圧に基づいた、ＵＶ放射に適切な代替の光学素子３５０の光学的な性質を調節するための代替の手段を示す。そのメニスカスは、例．その流体チャンバーの壁に親水性のエリアを導入することによって、又は、流体チャンバー１０２の特定の形状によって、その壁に留められる。上に記載されたように、メニスカス１１４の周囲１１６が固定されることを仮定すれば、メニスカス１１４の形状は、各々の流体１０４、１０６について流体チャンバー１０２に存在する流体の量によって、決定される。本代替物においては、従って、その光学的な性質を調節するための手段は、メニスカス１１４における静水圧を変化させるための、少なくとも一つのポンプ３５２を含む。少なくとも一つのポンプ３５２は、流体チャンバー１０２へ接続されると共に、流体チャンバー１０２へ及び流体チャンバー１０２からある量の一つ又はより多くの流体１０４、１０６を汲み上げるように配置される。ポンプ３５２は、流体チャンバー１０２において流体１０４、１０６に異なる圧力を提供するために適切ないずれのタイプのポンプであってもよい。これは、機械的なポンプであることもある−が、しかし、それらに限定されるものではない−。一例として、図９において、チャンバー１０２内の二つの流体の同じ合計の容積を維持するために、同時に、流体１０４の容積を増加させるように、及び、流体１０６の容積を減少させるように、並びに、逆もまた同じであるが、配置されるポンプ３５２が、示される。その結果は、メニスカスの周囲１１６が、そのチャンバーの表面に留められると、メニスカス１１４の形状が、変化させられることになるというものであることになる。例えば、余分の流体１０４が、チャンバー１０２へ加えられるとすれば、メニスカス１１４の形状は、流体１０４から流体１０６に向かって方向に目視されると、より凸なものであるように、即ち、変化させられたメニスカス１１４’’を形成するように、変化することもある。あるいは、余分の流体１０６が、加えられるとすれば、メニスカス１１４は、変化させられたメニスカス１１４’へ形状を変化させることもある、即ち、そのメニスカスは、流体１０４から流体１０６へ向かった方向において目視されると、凹のものになる。チャンバー１０２内の流体１０４、１０６の容積を変えることによって、そのメニスカスの形状を、凸のものであるから、平面のものへ、凹のものへ、変化させることができることは、認識されることであると思われる。その静水圧及びそれの適用を変化させることに基づいた、可変の光学素子の光学的な性質を変化させることのより詳細な議論は、特許出願ＥＰ０３１０１３２８．７に提供されたものである。そのメニスカスの形状の最大の曲率が、メニスカス１１４が、半球面を形成するとき、起こるであろうことは、期待されることである。しかしながら、そのメニスカスがその後位置を移動させることになるという結果と共に、その圧力が、メニスカス１１４の留める作用が、打ち勝たれるほど大きいものになるとき、メニスカス１１４が移動する閾値の圧力であることが、ありそうなことであることは、認識されることであると思われる。このような閾値の圧力は、例．メニスカスの周囲１１６付近の濡れ性、それら流体の間の界面張力、そのチャンバーの直径、及び、そのチャンバーの形状、における変化の規模の、メニスカスの周囲１１６を留める方式に依存したものである。上に記載された実施形態において、メニスカス１１４は、一例として、その表面の濡れ性における変化によって、固定して位置させられる。しかしながら、他の技術が、メニスカスの周囲１１６の位置を固定する又は留めるために、使用されることもあることは、認識されることであると思われる。親水性のコーティングが、存在しないとすれば、そのメニスカスは、その形状を変化させることなく、その壁に沿って簡易に移動することになることは、留意されることである。これを、集束させる方式として、使用することができる。

第四の実施形態において、本発明は、ＵＶ放射、例．遠ＵＶ放射、又は、それの波長の範囲における放射を使用する光学システムにおける先の実施形態のいずれかに記載されたような光学素子の使用に関係する。このような光学システムは、例．ＵＶに基づいたマスターを作る道具若しくは光学データ担体用の読み取り／書き込みデバイス又はＵＶに基づいたリソグラフィーのシステムであることもある。図１０は、光学走査デバイス５００、即ち、先の実施形態のいずれかに記載されたような光学素子を組み込む、ＵＶ放射に適切なマスターを作る又は読み取り／書き込みの道具を示す。光学走査デバイス５００は、担体５０２から／へ情報を読み取る及び／又は書き込むための、光学データ担体５０２を走査するデバイスである。このようなＵＶに基づいた光学走査デバイス５００は、多種多様な光学データ担体の形式、例．ＣＤ形式、ＤＶＤ形式、及びＢＤ（ブルーレイ・ディスク形式）と互換性のあるものであることもある。ＵＶ放射、例．遠ＵＶ放射の使用は、大容量の記憶システムの高いピットの要件に対処することを、可能にする。典型的には、各々の光学データ担体５０２は、透明な層５０４を含むことになるが、その層の一方の側には、情報層５０６が提供される。透明な層５０４から離れて面する情報層５０６の側面は、保護層５０８によって周囲の影響から保護される。デバイス５００に面する透明な層５０４の側面は、入り口面と称される。情報は、図１０に指し示さない、実質的に平行な同心の又は螺旋のトラックに配置された光学的に検出可能なマークの形態におけるデータ担体５０２の情報層５０６に記憶されることもある。これらのマークは、いずれの光学的に読み取り可能な形態を有してもよい。一例として、各々のタイプの光学データ担体について、又は、書き込まれる／読み取られるものである異なるタイプのデータマークについて、別個の放射源５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃを含むシステムが、示される。各々の放射源５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃは、関連性のある光学データ担体を走査するための電磁放射の正しい波長を提供することに適切なものであるが、それによって、少なくとも一つの放射源は、紫外放射源、例．遠紫外放射源である。しかしながら、ＵＶ放射に調整可能な、単一の調整可能な光学的な源が、三つの例示された源に取って代わることができであろうということは、他の実施形態において認識されることであると思われる。各々の光学的な源５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃからの光は、それぞれの前部にあるコリメーターレンズ５２２を、及び、回折格子５２４を、並びに、それぞれのビームスプリッター５４０、５４２、５４４を介して放射ビームの経路へと、通過するが、そのビームスプリッターは、光学データ担体５０２に向かって光を反射させる。そして、その光は、コリメーターレンズ５３０を通過すると共に、折り曲げミラーから離れて、四分の一波長板５３４を通じて、及び、対物レンズ５３６へと、反射させられる。対物レンズ５３６に入射する光は、対物レンズ５３６が、そのコリメートされたビームを、光学データ担体５０２の情報層５０６に入射する収束するビームへ変換するように、コリメートされたビームの形態にあるべきである。そして、光学データ担体５０２の情報層５０６からの光は、そのシステムを逆戻りに通過するが、検出器５４８によって検出されるために、（反射無しに）関連性のあるビームスプリッター５４０、５４２、５４４の各々を通じて、サーボレンズ５４６を通じて透過させられることを含む。典型的には、各々のそれぞれのデータ担体を走査するために使用された電磁放射の異なる波長を補正するためには、コリメーターレンズ５３０が、（双頭の矢印５５０によって指し示されたように）移動させられる。従って、この特定の実施形態において、コリメーターレンズ５３０は、本発明のある実施形態に従った、ＵＶ放射に適切な可変な流体レンズである。あるいは、代わりに四分の一波長板５３４から対物レンズ５３６に入射する放射ビームの正確なコリメーションは、折り曲げミラー５３２の位置においてＵＶ放射に適切な可変なミラーを利用することによって、達成されることもある。その結果として、（機械的な疲労に影響されやすいものであってきたこともある）コリメーターレンズ５３０の位置を変えるために使用されたデバイスを、取り替えることができる。さらには、その読み取り／書き込みの道具に使用された他の光学素子は、また、本発明に従った流体レンズであることもある。

マスターを作る道具は、情報担体を製造するために使用することができるマスターの型を作り出すことを可能にする。このようなマスターを作る道具は、典型的には、基板に設けられた感光性の層を照射するために備え付けられるが、その基板は、典型的には、ガラスから作られる。他の相対的な運動をもまた適用することができるであろうが、照射は、典型的には、その基板を回転させること、及び、光のスポットが、その感光性の層に螺旋に形作られたトラックを作り出すように、その光ビームを変位させることによって、行われる。その放射ビームは、それが、本例においては、実施形態１から３までのいずれかに記載されたような光学素子で集束させられたＵＶ放射ビームであるが、一連の照射された及び照射されてない要素が、螺旋に形作られたトラックに形成されるように、変調され、それら要素は、情報担体に提供されるものである所望のデータの内容に対応する。その感光性の層を現像すると共にその現像された材料を取り除く又はその現像されていない材料を取り除くことをした後で、典型的には、金属の層の構造は、例．電着の工程において、その基板に提供される。このように所望のデータの内容と対応する構造を含む、金属の層は、その後、その基板から取り外されると共に、製造されるものである情報担体用のマスターの型として使用されることができる。

本発明の実施形態に従ったＵＶ放射について適切な可変な光学素子は、また、高い質のデータの再生信号を得ることができるように、ＣＤ、ＤＶＤ、及びＢＤ間のカバー層の厚さにおける差異を補正するために使用されることもある。さらには、先の実施形態に記載されたような切り替え可能な光学素子を、また、多層のデータ担体における読み取る／書き込むために、都合良く使用することができる。多層のデータ担体において、多重の情報層が、そのデータ担体における異なる深さに位置を定められる。一方の層から他方のものまで再集束させるとき、情報層の深さにおける差異のおかげで、補償されることを必要とする、望まれない球面の波面収差が、生じる。これを達成するための一つの方式は、例えば、そのデバイスにおいてコリメーターレンズを移動させる、機械的なアクチュエーターを使用することで、入ってくるビームの収束／発散を変化させることであるが、そのアクチュエーターは、相対的に高価なものである。その問題を、それら異なる相の深さにおける集束が可能であるように、本発明において記載されたもののような切り替え可能な光学素子を設けることによって、解決することができる。結果として、その波面収差の平均自乗根の値を低減することができる。レンズのパワーにおける変動のみが要求されるので、類似の効果を、メニスカスの曲率の異なる組み合わせを使用することで、得ることができることは、留意されることである。

ＵＶ放射に適切な光学素子を使用する光学素子の別の例示は、一例として図１１に概略的に示されたような、ＵＶに基づいたリソグラフィーシステムであることもある。一例として、反射リソグラフィーシステムが、また、使用されることもあるとはいえ、透過リソグラフィーシステムが、示される。先に典型的に反射リソグラフィーシステムが、遠ＵＶ又は極ＵＶについて使用されることを必要としたのに対して、本発明の光学素子の使用は、ＵＶの範囲の、例．遠ＵＶの領域における、放射について透過リソグラフィーシステムを使用することを可能にする。従って、後者は、特に遠ＵＶ及び極ＵＶについて、そのリソグラフィーのセットアップ用の設計の可能性を顕著に広げる。リソグラフィーのセットアップ６００は、投射レンズシステム６０２を収容する投射カラム、マスク６０５を収容するためのマスクホルダー６０４、及び、基板６１０を収容するための基板ホルダー６０８を支持する基板テーブル６０６を含む。これは、例．Ｓｉ、ＧｅＩｎＰ又はＧａＡｓのウェハと同様の半導体の基板のような、いずれの適切な基板であってもよい。この基板６１０には、ＵＶ放射に敏感な層、例えば、感光性の層６１２が提供されるが、その層の上には、リソグラフィーのパターンが、例．基板６１０において多数の隣接したエリアにリソグラフィーを行うことによって、結像させられなければならない。その装置は、さらに、照明源６１４、レンズシステム６１６、反射体６１８、及び集光レンズ６２０が提供される照明システムを含む。投射レンズシステム６０２、レンズシステム６１６、反射体６１８、及び集光レンズ６２０のような光学素子は、全て、ＵＶ透過性のもの又はＵＶ反射性のもの、例．遠ＵＶ透過性のもの又は反射性のものであることを必要とする。後者は、先の実施形態のいずれかに記載されたような少なくとも一つの光学素子を使用することによって、得られる。異なるタイプの照明源６１４を、ＵＶリソグラフィーについて使用することができる。周知の照明源６１４は、２０ｍＪ／ｃｍ^２のそのウェハの表面に伝えられた典型的なエネルギーを有する、ＫｒＦレーザーの２４８ｎｍにおける、ＡｒＦレーザーの１９３ｎｍにおける、及び、フッ素レーザーの１５７ｎｍにおける、遠ＵＶ線である。ＫｒＦエキシマーレーザーは、例．Ｃｙｍｅｒ Ｉｎｃ．，Ｌａｍｂｄａ Ｐｈｙｓｉｋ又はＫｏｍａｔｓｕから商業的に入手可能なものである。使用することができる他の照明源６１４の例は、周波数が四倍にされたネオジムイットリウム−アルミニウム−ガーネット（yttrium-aluminum-garnet：ＹＡＧ）レーザー又は周波数が二倍にされた銅蒸気レーザーである。動作中に、照明システム６１４によって供給された投射ビームは、そのマスクのパターンを照明する。そして、このパターンは、投射レンズシステム６１６によって、基板６１０に結像させられる。また、例．輪郭を描くことを最適化するための制御する特徴のような、−しかし、それらに限定されるものではない−、リソグラフィーシステムの他の典型的な特徴は、存在することもある。ＵＶ放射、特に光学的なリソグラフィーにおける遠ＵＶ放射、の使用は、現在までのところ、半導体を加工する際の、高い解像度の要望に対処することを可能にする。リソグラフィー的な加工の間に、典型的には、感光性の層で覆われた基板は、紫外光のビームに対してさらされる。それによって、その紫外光のビームは、その基板に得られるものであるパターンについての情報を含む。その紫外光のビームは、その感光性のものと相互作用すると共に、それによって、得られるものであるパターンに一致して、その感光性の層のある一定の部分の性質を変化させる。照明した後で、その感光性の層は、現像させられるが、それの後で、典型的にはエッチングによって、その現像された材料又はその現像されてない材料が、選択的に取り除かれる。ＵＶ放射、特に遠ＵＶ放射を使用することは、高解像度のリソグラフィーを得ることを可能にする。

例．リソグラフィーのシステム、マスターを作る道具、又は、読み取り／書き込みシステムのような、上に記載されたような光学システムは、例．第二の及び第三の実施形態に記載されたような流体ミラーを使用することもある。その光学素子は、例．偏光ビームスプリッターとの組み合わせで使用されることもある。そして、第一の偏光方向を備えた放射は、典型的には、そのビームスプリッターを通じて方向付けられ、四分の一波長の遅延器（retarder）によって変化させられ、このようにその放射の収束に影響を及ぼす流体ミラーによって反射させられ、四分の一波長の遅延器によって再度変化させられると共に、その偏光ビームスプリッターによって反射させられる。この方式では、特定の偏光を備えた及び良好な収束の性質を備えた放射が、その光学システムにおけるさらなる使用のために得られる。

先の実施形態に記載されたような、光学素子、特に光学的なミラーを、ＵＶレーザーの用途において都合良く使用することができる。典型的なＵＶレーザーの部分は、図１２に示されたものである。第一のミラー７０２及び第二のミラー７０４を含むレーザーキャビティ７００が、示されるが、それによって、少なくともミラー７０４は、本発明の実施形態２又は３のいずれかに記載されたような流体ミラーである。部分的に透過性のミラー７０４は、部分的な光が、ゲイン媒体７０６からレーザーキャビティ７００へ外部で結合することを、可能にする。部分的に透過性のミラー７０４の両方の流体１０４、１０６が、ＵＶに透明なもの、例．遠紫外に透明なものであると、ミラー７０４を通じて外部で結合させられる光の部分は、ミラーのメニスカス１１４を通過した後で、それ以上強度において実質的に低減されたものではない。さらには、ミラー７０４が、調節可能なミラーであるとすれば、メニスカス１１４の形状又は位置を調節することは、所望の光学的な共鳴のモードを提供するために、使用されることもある。その共鳴のモードにおけるその曲率の効果は、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ５（１９６６）ｐ１５５０−１５６７において、及び、Ｓｉｅｇｍａｎ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｂｏｏｋｓ，Ｍｉｌｌ Ｖａｌｌｅｙ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，Ｃｈａｐｔｅｒ １９による“Ｌａｓｅｒｓ”において、Ｋｏｇｅｌｎｉｋ及びＬｉによって、広範に記載されてきたものである。典型的なＵＶレーザーは、例．Ｎ_２、Ａｒ、Ｋｒに基づいた気体レーザー、ダイオード励起固体レーザー、などであるが、−しかし、それらに限定されるものではない−。

本発明の実施形態１から３までに記載された光学素子を、また、例．顕微鏡法用の、望遠鏡用の、及び、例．ＵＶ放射に基づいた光ルミネッセンスの研究、ＵＶ放出の研究、などのために使用されたカメラにおける光学部品用のレンズを含む、像を取得するデバイスにおいて使用することができる。可変なレンズ又は可変なミラーのような可変な光学素子が、提供されるとすれば、ここでは、そのレンズの形状を、それら二つの流体の間のメニスカスの形状を制御可能に変えることによって簡易に調節することができるが、機械的な素子が、それら光学システムが、機械的な摩耗及び断裂を欠点としてもつものではないように、光学通路内に要求されるものではない。さらに、そのレンズは、正のパワーと負のパワーとを有することの間で調節されることもある。

流体の一方としての気体の使用を、流体レンズのようなＵＶに透明な光学素子について記載してきたのに対して、流体ミラー並びに調節可能な流体レンズ及びミラー並びに異なるシステムにおけるそれらの用途、例．可視光及び赤外光のような、−しかし、それらに限定されるものではない−、電磁（electromagnetic：Ｅ．Ｍ．）スペクトルの他の領域についての流体レンズ、流体ミラー並びに調節可能な流体レンズ及びミラーのような流体光学素子における気体の使用、異なるシステムにおけるそれらの用途が、また、本発明によって開示される。透明度が、例．レンズにおいて、必要とされるとすれば、そのとき、使用された気体は、典型的には、Ｅ．Ｍ．スペクトルの領域において透明なものであるが、そこでは、それら光学素子が、使用される。

好適な実施形態、材料のみならず、特定の構築物及び構成を、本発明に従ったデバイスについて、ここで議論してきたとはいえ、形態及び詳細における様々な変化又は変更が、この発明の範囲及び主旨から逸脱することなく、なされることもあることは、理解されることである。例えば、ＵＶ放射に適切な光学素子のメニスカス１１４を、その光軸に関して対称的な及びそれがその光軸に交差する点でその光軸に対して一般に垂直な、曲面のものであるとして指し示してきたとはいえ、そのメニスカスによって行われるものである所望の光学的な機能に依存するが、これらの条件のいずれも又は全てを、変化させることができることは、認識されることであると思われる。本例において示されたレンズのチャンバーが、典型的には、円筒形のものであるとはいえ、例．円錐形の形状のような、−しかし、それに限定されるものではない−、他の形状をもまた、使用することができる。さらには、上の実施形態及び例において、二つの流体を使用する光学素子が、記載されるとはいえ、流体の数は、より多いものであることができる。一例として、それら光学素子は、三つの流体を使用することができるであろう。

図１ａは、本発明の第一の実施形態に従った凸レンズである紫外放射に適切な光学素子の垂直な断面である。 図１ｂは、本発明の第一の実施形態に従った凹レンズである紫外放射に適切な光学素子の垂直な断面である。 図２ａは、本発明の第一の実施形態に従った凸レンズである紫外放射に適切な親水性に留められたメニスカスを備えた光学素子の垂直な断面である。 図２ｂは、本発明の第一の実施形態に従った凹レンズである紫外放射に適切な親水性に留められたメニスカスを備えた光学素子の垂直な断面である。 図３は、本発明の実施形態に従った流体紫外レンズにおいて使用することができるような、シクロオクタンについての構造式を示す。 図４は、本発明の実施形態に使用されたもののような、水及び変性させられた水についての紫外の波長の範囲における吸収特性を示す。 図５は、本発明の第二の実施形態に従った紫外放射に適切なミラーの例を示す。 図６は、本発明の第二の実施形態に従った紫外放射に適切なミラーの代替の例を示す。 図７は、本発明の第三の実施形態に従ったエレクトロウェッティング効果に基づいた調節可能な焦点距離を有する紫外放射用の光学素子の例を示す。 図８は、本発明の第三の実施形態に従った収差の補正に使用することができるもののような、紫外放射用の光学素子の例を示す。 図９は、本発明の第三の実施形態に従った静水圧の差に基づいた調節可能な焦点距離を有する紫外放射用の光学素子の例を示す。 図１０は、本発明の第四の実施形態に従った光学データ担体用の紫外の読み取る／書き込む又はマスターを作るデバイスを示す。 図１１は、本発明の第四の実施形態に従った光学的なリソグラフィーを行うための紫外放射を使用するリソグラフィーシステムを示す。 図１２は、本発明の第二の実施形態に従った紫外放射に適切な部分的なミラーを使用する紫外のレーザーシステムを示す。

Claims (19)

1. 紫外放射に適切な光学素子であって、
   当該光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含み、
   該第一の及び第二の流体は、不混和性であり、
   該流体の少なくとも一方は、当該光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明である、光学素子。
2. 前記光学素子は、さらには、当該光学素子の光軸を横切って延在する、前記メニスカスに位置させられた、少なくとも部分的に反射性の材料を含む、請求項１に記載の光学素子。
3. 前記第一の流体又は前記第二の流体は、気体又は蒸気である、請求項１に記載の光学素子。
4. 前記第一の流体又は前記第二の流体は、当該光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明である、請求項１に記載の光学素子。
5. 前記流体チャンバーは、前記光軸に沿った紫外に透明な窓を含む、請求項１に記載の光学素子。
6. 前記第一の及び第二の流体の各々は、屈折率を有し、
   前記第一の流体の屈折率は、集束効果を得るように、前記第二の流体の屈折率と異なる、請求項１に記載の光学素子。
7. 前記第一の流体は、水性の流体であると共に前記第二の流体は、非水性の流体であり、
   前記第一の流体及び前記第二の流体は、前記流体チャンバーの疎水性の表面の領域に関して位置決めされる、請求項１に記載の光学素子。
8. 当該光学素子は、さらには、前記メニスカスの形状を調節する手段を含む、請求項１に記載の光学素子。
9. 前記メニスカスの形状を調節する手段は、少なくとも一つの第一の電極及び少なくとも一つの第二の電極、並びに、該少なくとも一つの第一の電極と該少なくとも一つの第二の電極との間に電圧を印加する電圧源を含む、請求項８に記載の光学素子。
10. 像平面における物体の投射用の投射装置であって、
    当該装置は、ＵＶ放射に適切な少なくとも一つの光学素子を含み、
    該光学素子は、該光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含み、
    該流体は、不混和性であり、
    該流体の少なくとも一方は、該光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明である、投射装置。
11. 当該投射装置は、リソグラフィー工程のステップを行う道具である、請求項１０に記載の投射装置。
12. 当該投射装置は、データ担体を読み取る／書き込むデータ担体の読み取り又は書き込みの道具である、請求項１０に記載の投射装置。
13. 前記データ担体は、コンパクト・ディスク、ディジタル・バーサタイル・ディスク、又はブルーレイ・ディスクのいずれかである、請求項１２に記載の投射装置。
14. マスターの型を作り出すデータ担体のマスターの道具であって、
    当該マスターの道具は、
    − 感光性の層で覆われた基体を提供する手段、
    − 該感光性の層にレーザービームを集束させる集束手段
    ：を含み、
    該集束手段は、ＵＶ放射に適切な少なくとも一つの光学素子を含み、
    該光学素子は、該光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含み、
    該流体は、不混和性であり、
    該流体の少なくとも一方は、該光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明である、データ担体のマスターの道具。
15. 紫外レーザーシステムであって、
    当該システムは、紫外放射に適切な光学素子を含み、
    該光学素子は、少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含み、
    該第一の流体及び該第二の流体は、相互に不混和性であり、
    該第一の流体及び該第二の流体は、メニスカスにわたって相互に接触したものであると共に
    該流体の少なくとも一方は、該光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明であり、
    少なくとも部分的に反射性の材料は、該光学素子の光軸に対して横切って延在する、該メニスカスに位置させられる、紫外レーザーシステム。
16. リソグラフィーの方法に従って製造されたデバイスであって、
    当該方法は、
    − 紫外放射のビームで感光性の層で覆われた基体を照明すること
    ：を含み、
    該紫外放射のビームは、該光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含む紫外放射に適切な光学素子を使用することで、集束させられ、
    該流体は、不混和性であると共に
    該流体の少なくとも一方は、該光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明であると共に、
    当該方法は、
    − 該感光性の層を現像すること、及び、
    − 現像された材料又は現像されてない材料を取り除くこと
    を含む、デバイス。
17. 紫外放射を使用するリソグラフィーの手段によってデバイスを製造する方法であって、
    当該方法は、
    − 紫外放射のビームで感光性の層で覆われた基体を照明すること
    ：を含み、
    該紫外放射のビームは、該光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含む紫外放射に適切な光学素子を使用することで、集束させられ、
    該流体は、不混和性であると共に
    該流体の少なくとも一方は、該光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明である、方法。
18. 当該方法は、さらには、紫外放射のビームで感光性の層で覆われた基体を照明した後に、
    − 該感光性の層を現像すること、及び、
    − 現像された材料又は現像されてない材料を取り除くこと
    を含む、請求項１６に記載の方法。
19. 紫外放射を使用する光学的なマスターを作る手段によって、光学データ担体のマスターを製造する方法であって、
    当該方法は、
    − 感光性の層を担体に提供すること、
    − 該光学素子の光軸に対して横切って延在するメニスカスにわたって相互に接触した少なくとも第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含む紫外放射に適切な光学素子を使用することで、該感光性のものに紫外のビームを集束させること
    ：を含み、
    該流体は、不混和性のものであると共に
    該流体の少なくとも一方は、該光学素子が、紫外放射について少なくとも２０％の透明度を有するように、実質的に透明である、方法。

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