JP2013506978A - マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成体 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に、少なくとも１つの光学素子（１１０、２１０）及び光学素子（１１０、２１０）用の支持要素（１２０、２２０）を備えるマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成体であって、光学素子（１１０、２１０）及び支持要素（１２０、２２０）が少なくとも３つのデカップリング要素（１３１、１３２、１３３；２３１、２３２、２３３）により相互に接続され、該デカップリング要素（１３１、１３２、１３３；２３１、２３２、２３３）が光学素子（１１０、２１０）及び支持要素（１２０、２２０）と一体的に形成される光学構成体に関する。
【選択図】図１

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２００９年９月３０日付けで出願された独国特許出願第１０ ２００９ ０４５ １６３．３号及び２００９年９月３０日付けで出願された米国特許仮出願第６１／２４７，０５９号の優先権を主張する。上記出願の内容は参照により本明細書に援用される。

本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成体に関する。

マイクロリソグラフィは、例えば集積回路又はＬＣＤ等の微細構造コンポーネントの製造に用いられる。マイクロリソグラフィプロセスは、照明系及び投影対物光学系を有する投影露光装置と称するもので実行される。その場合、照明系により照明されたマスク（レチクル）の像が、投影対物光学系により感光層（フォトレジスト）で覆われ投影対物光学系の像平面内に配置される基板（例えばシリコンウェーハ）に投影されることにより、マスク構造を基板の感光性コーティングに転写するようにする。

ＥＵＶ領域用に設計された投影対物光学系では、すなわち例えば約１３ｎｍ又は約７ｎｍの波長では、適当な半透光性屈折材料（translucent refractive materials）が利用可能でないことにより、ミラーが結像プロセス用の光学コンポーネントとして用いられる。特に高開口数投影対物光学系（例えば、開口数の値が０．４を超える）では、その場合、ウェーハの最も近くに配置されたミラーとウェーハとの間で小さな間隔（例えば、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内）が必要であり、これにはさらに、ミラーを比較的薄くする（すなわち、厚さ対直径比が例えば１０以上である小さな値にする）必要がある。

この種の薄いミラーでは、実際には、例えば重力に起因するか又は取り付け若しくはコーティングの作用により引き起こされる不要な表面変形現象の問題が生じる。その点で、寄生的なモーメント若しくは力又は静定性を乱すモーメント若しくは力により引き起こされるミラー変形現象は、全ミラーを合わせて許される表面変形の約５０％の大きさにすでに達している場合がある。

実際のさらなる要求として、要求仕様に従うための開口数の増加に伴うミラー寸法の増大により、一方では外部振動の発生時でも光学素子の相互に対する位置を強固に維持するために、また他方では寄生的且つ質量依存的なモーメント又は研磨作業後のミラーのねじ止めにより概して生じる干渉力に対する十分な剛性を与えるために、固有振動数の増加を実施する必要がある。

その場合、これは投影対物光学系における像平面側で最後の位置以外の位置にあるミラーにも関するが、比較的大きなミラー直径を伴う場合に、達成可能な固有振動数がミラーの厚さとは無関係に制限されるという問題が生じる。特に、例えば、６個のミラーを備えたＥＵＶ投影対物光学系でこれまで達成されてきた固有振動数は、所望の重ね合わせ仕様を達成するのに十分なほど外部振動による干渉影響を抑制するのに十分であると言うには程遠い。

ミラー又はレンズ等の光学素子への機械的応力の付与に結び付く問題を解決するために、デカップリング（decoupling：分離）要素を用いる手法が数多く知られている。

その点で、特に、３点で平面を明確に画定することにより位置の良好な再現性を得るために、運動学的３点配置でデカップリング要素を設けることが知られている。

特許文献１は、特に、投影対物光学系における光学素子のための保持装置であって、ホルダと光学素子との間に、熱膨張係数が光学素子の熱膨張係数と実質的に一致する補強要素が設けられる、保持装置を開示している。

特許文献２から、投影露光装置の光学素子を熱的に誘起された変形が低減されるよう設計し、その目的で、特に、リブ構造を設けた補正板もミラーの裏側に取着することが知られている。

国際公開第２００５／０５４９５３号パンフレット 米国特許出願公開第２００９／０１２２４２８号明細書

本発明の目的は、開口数を大きくしても、光学素子で生じる寄生的な力又はモーメントに起因した結像特性に関する悪影響を低減又は回避する、マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成体を提供することである。

この目的は、独立請求項の特徴により達成される。

本発明の一態様によれば、マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成体は、
少なくとも１つの光学素子と、
光学素子用の支持要素とを備え、
光学素子及び支持要素は少なくとも３つのデカップリング要素により相互に接続され、
該デカップリング要素は光学素子及び支持要素と一体的に形成される。

したがって、第１態様によれば、本発明は、光学素子を周囲のキャリア構造からデカップリングするために用いられるデカップリング要素を一体的に、すなわち光学素子又はその光学有効表面と全く同一の材料塊（例えば、石英ガラス（ＳｉＯ_２）、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）、ＵＬＥ（登録商標）、又はＣｌｅａｒｃｅｒａｍ（登録商標）等のガラス材料）から製造する、すなわち、デカップリング要素を光学素子に、正確には別個の接合ステップではなく、接続技術（例えば、化学物質、接着剤、締結接続等）も一切使用せずに加えるという概念に基づく。したがって、例えば接着接続及びその硬化に関連する収縮作用又は応力作用を、また真空条件下での接続の不安定性も、回避することができる。

支持要素は、光学素子と投影露光装置のキャリア構造との間の境界部を提供し、３点デカップリング効果の結果として支持要素と光学素子との間に剛性が伝達されない。

本発明によれば、その点で、デカップリング要素の一体構成に伴う製造技術に関する複雑性及び支出の増加が、寄生的なモーメント又は力を低減するため及び大きなミラー直径又は小さなミラー厚さにもかかわらず達成すべき剛性を考慮するための代償として容認される。

したがって、本発明による構成体では、特に十分に薄いとはいえ十分な剛性を有するミラーを提供することが可能であり、例えば接着剤の使用等の接合技術及びそれに伴う応力が一体構成の結果として不要となる。

上記態様によれば、デカップリング要素は、支持要素とも一体的に形成されるので、デカップリング要素と支持要素との間に接合技術を適用する必要もなく、またその点で応力も加わらなくなる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されず、特に、一体構成が光学素子とデカップリング要素との間にのみある、すなわちデカップリング要素と支持要素との間の接合が別個の接合技術により行われる、ＥＵＶリソグラフィ用のマイクロリソグラフィ投影露光装置の実施形態も包含することが意図される。

一実施形態では、支持要素は、取り付け要素によりマイクロリソグラフィ投影露光装置のキャリア構造に接続され、取り付け要素は、デカップリング要素に対して周方向に変位して配置される。キャリア構造からの光学素子（例えばミラー）のデカップリングの改善は、支持要素とキャリア構造との間の接続を形成する取り付け要素を光学素子と支持要素との間の接続を提供するデカップリング要素に対して変位させる結果として得られる。

このように、取り付け要素又はキャリア構造の結合部分が、光学素子との接触をもたらす接合箇所又はデカップリング要素から大きな間隔で、又は好ましくは最大間隔で配置されれば、ホルダによる寄生的な影響（parasitic holder influences）のでカップリングのさらなる改善を得ることが可能である。一方ではキャリア構造への機械的固定部と他方ではデカップリング要素又は接合箇所との間の最大距離により、キャリア構造と支持要素との間の機械的接続部から光学素子への不可避の応力の伝達に関して、比較的長い又は最大の移動距離、したがって比較的大きな抑制係数（suppression factor）が得られる。

例えば、後述するように、ミラー位置が原因で（光学素子と）一体的なデカップリング要素を設けることが不可能である場合に、光学素子と支持要素との間の接続が、一体的なデカップリング要素によってではなく他の何らかの接合箇所によって行われる場合も、有利な効果が得られる。

したがって、本発明のさらに別の態様では、マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成体は、
キャリア構造と、
少なくとも１つの光学素子と、
少なくとも３つの接合箇所で光学素子に取着される支持要素とを備え、
支持要素は取り付け要素によりキャリア構造に接続され、
取り付け要素は接合箇所に対して周方向に変位して配置され、
光学素子は最大厚さに対する最大直径の比が少なくとも１０である。

一実施形態では、デカップリング要素又は接合箇所は、周方向に相互から実質的に一定の間隔でそれぞれ配置される。さらに、一実施形態では、取り付け要素を、デカップリング要素又は接合箇所に対して周方向に相互から実質的に一定の間隔でそれぞれ配置することができる。これにより、キャリア構造の結合位置と光学素子と接触する接合箇所又はデカップリング要素との間で最大間隔を得ることが可能となる。

上記手法の一実施形態では、デカップリング要素又は接合箇所は、相互に対して周方向に１２０°±３０°、特に１２０°±２０°、さらに詳細には１２０°±１０°の角度でそれぞれ変位する。さらに、好ましくは、取り付け要素は、周方向に６０°±２０°、特に６０°±１０°、さらに詳細には６０°±３°の角度でデカップリング要素又は接合箇所に対してそれぞれ変位する。

一実施形態では、支持要素は、正確に３つのデカップリング要素又は接合箇所により光学素子に接続される。このような構成は、デカップリング要素又は接合箇所の数をさらに増加しても剛性又は達成される固有振動数の改善につながらず、変形現象が寄生的なモーメントに起因して有害に増加するので、特に有利であることが分かる。

一実施形態では、取り付け要素は、光学素子に静定的な取り付けを提供するような構成である（この点で、特に光学素子をその位置に保持するために余計な力がかからない）。その目的で、３つのバイポッドを、例えば取り付け要素としてそれ自体が既知の方法で設けることができる。代替的に、光学素子の静定性をもたらす任意の他の取り付け構成、例えばヘキサポッド取り付け構成もあり得る。

一実施形態では、光学素子及び支持要素は、相互に異なる熱膨張係数を有する材料からできている。このようにして、ＥＵＶ条件下での動作時に生じ得るような、光学素子及び支持要素の異なる温度上昇を考慮することが可能である。

さらに別の実施形態では、光学素子及び支持要素は、同じ材料、特に石英ガラス（ＳｉＯ_２）、ＵＬＥ（登録商標）、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）、又はＣｌｅａｒｃｅｒａｍ（登録商標）からできていることにより、特に熱的に誘起された変形を最小化することができる。

一実施形態では、光学素子はミラーである。しかしながら、本発明はこれに制限されない。正確には、本願における「光学素子」という用語は、任意の光学素子、例えばレンズ等の屈折素子又は光学回折格子等の回折素子も例えば包含するために基本的に用いられる。

一実施形態では、支持要素は、少なくとも１つのスロットを有することにより（特に複数のスロットの接線方向配置により）半径方向にさらなる可撓性を提供し、半径方向の少なくとも部分的なデカップリングを実施することができ、これは、特に支持要素と光学素子又はミラーとの間に温度差がある場合に有利であり得る。

一実施形態では、支持要素は、光学素子の外部に、すなわち例えば光学素子に対して外側リングの形態で配置される。

さらに別の実施形態では、支持要素は、光学素子のうち光学有効表面に面しない表面にも配置することができる。これには、一方では支持要素をより小さな外寸で（したがって、リングの形態の場合はより小さな半径で）製造することができることにより（ガラス）材料が節約され且つ重量が低減するという利点がある。さらに、このようにして、支持要素の剛性の程度を高めることができる。

一実施形態では、光学素子において、最大厚さに対する最大直径の比が少なくとも５、特に少なくとも１０、特に少なくとも１５、さらに詳細には少なくとも２０である（直径は、光学的に使用される又は光の作用を受ける表面に関するものである）。このような薄い厚さでは、本発明は、本発明に従って薄い厚さで達成できる剛性が特に有用となる場合に特に有利である。

一実施形態では、光学素子は中心孔を有する。

一実施形態では、光学素子で、重量を軽量化する措置がとられる。この場合、光学素子をシステムの光軸の方向（すなわち厚さ方向）に強化するために縁部分を増やすことができることにより、低重量でも剛性が実質的に低下しなくなる。

本発明はさらに、照明系及び投影対物光学系を備えるＥＵＶリソグラフィ用のマイクロリソグラフィ投影露光装置であって、照明系及び／又は投影対物光学系が上記特徴を有する本発明による光学構成体を有するマイクロリソグラフィ投影露光装置に関する。一実施形態では、光学素子は、光ビーム経路内の最後にある投影対物光学系のミラーであり得る。

さらに別の実施形態では、光学素子は、ウェーハの最も近くに配置される投影対物光学系のミラーであり得る。さらに、投影対物光学系は、少なくとも０．３、特に少なくとも０．４、特に少なくとも０．４５、さらに詳細には少なくとも０．５の開口数を有し得る。この使用状況では、本発明は、本明細書の冒頭部分で述べたように、正確には比較的大きな開口数に対して、像平面側において最後にあるミラーとウェーハとの間に必要な小さな間隔を考慮に入れて、本発明に従って薄い厚さで達成できる剛性が特に有用となるようにミラーが比較的薄くされる場合、特に有利である。

さらに、本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成体は、
キャリア構造と、
最大厚さに対する最大直径の比が少なくとも１０である少なくとも１つの光学素子と、
該光学素子用の支持要素とを備え、
支持要素は取り付け要素によりキャリア構造に接続され、
光学素子、支持要素、及び取り付け要素からなるシステムの固有振動数は少なくとも２５０Ｈｚである。

マイクロリソグラフィ投影露光装置は、特に１５ｎｍ未満の作動波長用に設計され得る。

本発明のさらに他の構成は、説明及び添付の特許請求の範囲から分かる。

本発明を、例として添付図面に示す実施形態を用いてより詳細に後述する。

本発明による構成体の一実施形態の概略平面図を示す。 本発明による構成体の一実施形態の概略断面図を示す。 発明による構成体のさらに別の実施形態の概略平面図を示す。 本発明のさらに別の実施形態の概略斜視図を示す。 本発明のさらに別の実施形態を説明するための概略斜視図を示す。 本発明のさらに別の実施形態を説明するための概略斜視図を示す。 本発明のさらに別の実施形態を説明するための概略詳細図を示す。 ＥＵＶ用に設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の概略図を示す。

最初に、図１ａ及び図１ｂを参照して本発明の第１実施形態をさらに説明する。

図１ａ及び図１ｂを参照すると、第１実施形態による光学構成体１００は、ミラーの形態の光学素子１１０を含む。ミラーは、特にＥＵＶ用に設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物光学系のミラーとすることができ、これは、（本発明を制限することなく）凹面ミラーの形態であり、図１ｂから分かり得るように、ミラー及び中心孔１５０を強化する目的で特に補強部分１１５を有する。

構成体１００は、図１ａ及び図１ｂの実施形態では光学素子１１０と同心状に配置された外側リングの形態である支持要素１２０をさらに含む。支持要素１２０は、光学素子１１０と支持要素１２０との間に脚状に延びるデカップリング要素１３１、１３２、及び１３３により光学素子１１０に接続される。特定の実施形態ではさらに、上記補強部分１１５は、支持要素１２０又は外側リングに対して半径方向内方に配置された（内側）リングを形成するが、この内側リングは、同時にミラー自体の一部となる。

図示の実施形態は実質的に丸形のミラーを示しているが、本発明はそれに制限されない。正確には、本実施形態のミラーは、さらに他の実施形態のように、任意の他の、例えば楕円形、矩形、腎臓形、又は三角形の幾何学的形状とすることもできる。

デカップリング要素１３１〜１３３は、支持要素１２０から光学素子１１０へ変形が伝達されないよう十分に軟質又は弾性である。これらのデカップリング要素１３１〜１３３の寸法設定は、光学素子１１０及び支持要素１２０の特定の態様又は寸法に応じて適切に選択されるものとし、３００ｍｍ〜６００ｍｍの範囲のミラーの典型的な直径の場合、例として、脚状デカップリング要素１３１〜１３３の長さ及び幅に関する値は、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内にあり得る。

さらに、光学構成体１００は、例えばバイポッド等の取り付け要素（図１ａ〜図１ｃには図示せず）のための固定アタッチメント１４１、１４２、及び１４３を有し、これにより、構成体１００が光学系のキャリア構造（同じく図１ａ〜図１ｃには図示せず）に結合される。キャリア構造への結合を、光学素子からキャリア構造までにデカップリング要素１３１〜１３３と共に全部で２段階のデカップリングを提供するために、デカップリング要素も用いて行うことができる。

図１ａ及び図１ｂに示す実施形態の本質的な特徴は、光学素子１１０、支持要素１２０、及びデカップリング要素１３１〜１３３が一体的である、すなわち単体で又は全く同一の材料塊から製造されることである。適切な材料は、例えば石英ガラス（ＳｉＯ_２）、ＵＬＥ（登録商標）、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）、又はＣｌｅａｒｃｅｒａｍ（登録商標）である。

図１ａから分かり得るように、デカップリング要素１３１、１３２、及び１３３はまた、周方向に１２０°それぞれ変位する。さらに、外側のキャリア構造に対する接続点を形成する固定突起１４１、１４２、及び１４３は、周方向に互いに対して同じく１２０°変位するだけでなく、周囲に沿ってそれぞれ隣接するデカップリング要素１３１〜１３３に対してもそれぞれ６０°変位し、その結果として、所与の条件下で各デカップリング要素１３１〜１３３とそれぞれに最も近い固定突起１４１〜１４３との間で最大の間隔ができる。

上述の相対的な配置は、デカップリング要素１３１〜１３３が例えば１２時、４時、及び８時の位置に配置される一方で、キャリア構造又は光学系の残りの部分に対する機械的接続用の固定突起１４１〜１４３が支持要素１２０上で２時、６時、及び１０時の位置に配置されることで、例えば図１ａに示すように、実施され得る。

光学素子１１０又はミラー、（一体的な）デカップリング要素１３１〜１３３、支持要素１２０又は外側リング、及び例えばバイポッド等の取り付け要素が取り付けられた固定突起１４１、１４２、及び１４３を含む構成体は、動的システム「Ｍ１−Ｋ１−Ｍ２−Ｋ２」と見なすことができる。その点で、Ｍ１は光学素子又はミラーの質量（ｋｇ単位）を表し、Ｋ１はデカップリング要素１３１〜１３３の剛性（主方向で、Ｎ／ｍ単位）を表し、Ｍ２は支持要素１２０又は外側リングの質量を表し、Ｋ２は取り付け要素又はバイポッドの剛性を表す。ホルダ誘起による寄生的な影響からミラーを最大限に分離するために、Ｋ１を特に寄生方向で可能な限り小さくすべきである。さらに、固有振動数は３００Ｈｚを超えるべきである。Ｍ１及びＫ１は、システム全体の所望の一次固有振動数（Ｈｚ）よりも幾分高く、例えば３５０Ｈｚ〜４００Ｈｚの範囲内にあり得る固有振動数を発生させるよう寸法設定される。光学素子の補強部分により形成される質量Ｍ２の「内側リング」は、実質的に剛体のような挙動を示すのに十分な剛性を有するべきであり、質量Ｍ１＋Ｍ２とＫ２とを合わせたものにより発生する固有振動数は、３００Ｈｚを実質的に超え、例えば６００Ｈｚを超えるべきである。

図１ｃに示すように、スロット１６１〜１６３を光学素子１１０に設けて、半径方向にさらなる可撓性又は少なくとも部分的なデカップリングを提供することもでき、これは、特に支持要素と光学素子又はミラーとの間に温度差がある場合に有利であり得る。本実施形態では、例えば（単なる例として長さ２０ｍｍ〜４０ｍｍの寸法の）３つのスロット１６１〜１６３を接線方向に配置又は配向させることができる。代替的に、このようなスロットを支持要素１２０又はリングに配置することもできる。

図２は、本発明による構成体のさらなる実施形態２００を示し、図１ａ〜図１ｃに相当するか又は図１ａ〜図１ｃと実質的に同じ機能を有する要素を、「１００」を足した参照符号で識別する。

図２の実施形態が図１ａ〜図１ｃの実施形態と実質的に異なるのは、支持要素２２０が光学素子２１０又はミラーに対して外側リングの形態ではなく、いわば半径方向内方に変位しており、支持要素２２０が光学素子２１０又はミラーの裏側に、又はその光学活性表面の反対側に配置される点である。

したがって、図２の実施形態では、支持要素２２０と光学素子２１０との間の接続を形成する３つのデカップリング要素（そのうち１つのデカップリング要素２３１のみを図２に示す）も、光学素子２１０又はその補強縁部分２１５に対して半径方向内方に配置され、デカップリング要素２３１〜２３３は、支持要素２２０から光学素子２１０の補強縁部分２１５まで延びる。

図１ａ及び図１ｂの実施形態と同様に、図２の構成体２００でも、光学素子２１０又はミラー、支持要素２２０、及びデカップリング要素２３１〜２３３が相互に一体構成である。

デカップリング要素１３１〜１３３及び２３１〜２３３の一体構成は、図１ａ〜図１ｃ及び図２の実施形態では光学素子及び支持要素の両方と共に実施されるが、一体構成が光学素子及びデカップリング要素の構成体に関してのみ得られる、すなわちデカップリング要素と支持要素との間の接続が別個の接続手順により行われる、さらに他の実施形態が可能であり、本発明に包含されると考えるべきである。

図３ａ〜図３ｂは、本発明による構成体のさらに別の実施形態３００を示し、図１ａ〜図１ｃに相当するか又は図１ａ〜図１ｃと実質的に同じ機能を有する要素を、「２００」を足した参照符号で識別する。

図３ａ及び図３ｂにおける光学構成体３００は、やはりミラー（この場合は凸面）の形態の光学素子３１０を含み、光学素子３１０は、光学素子３１０又はミラーを強化するための外側リングの形態の支持要素３２０に少なくとも３つの接合箇所３３１、３３２、３３３で取着され、これらの接合箇所３３１、３３２、３３３は、図１ａ〜図１ｃにおけるデカップリング要素１３１〜１３３の配置と同様に、周方向に相互に対して１２０°それぞれ変位する。

しかしながら、図１ａ〜図１ｃの実施形態とは異なり、接合箇所３３１〜３３３における接続は、一体的なデカップリング要素によってではなく適当な接続又は接合手順を用いて、例えばレーザはんだ付けによって又は接着接合の形態で行われる。単なる例としての接合箇所の寸法は、（本発明を限定することなく）５ｍｍ×５ｍｍの範囲内の大きさとすることができ、それは、この場合の接続部が実質的に平坦であり、曲げ応力がそれに応じて図１ａ〜図１ｃ及び図２の実施形態と比べて低いことから、このように小さな断面積ですでに十分だからである。

図３ａ〜図３ｂの構成は、投影対物光学系における、像平面側において最後にあるか又はウェーハの直前に配置されるミラーの取り付けに特に適しており、それは、生産工学的処理又は研磨の観点から、このミラーが、図１ａ〜図１ｃ及び図２の実施形態と同様に一体的なデカップリング要素の存在を伴う場合に非常に複雑且つ高価となるからである。

同じく図１ａ〜図１ｃの実施形態と同様に、構成体３００を光学系のキャリア構造（図３ａ及び図３ｂには図示せず）に結合する取り付け要素（同じく図３ａ及び図３ｂには図示せず）、例えばバイポッド等に関する接続点３４１、３４１、及び３４３も、一方では周方向に相互に対して１２０°変位し、他方では周囲に沿ってそれぞれ隣接する接合箇所３３１、３３２、３３３に対して周方向にそれぞれ６０°変位し、その結果として、所与の条件下で各接合箇所３３１、３３２、３３３とそれぞれに最も近接する接続点３４１〜３４３又は取り付け要素との間で最大の間隔ができる。

図４に示すように、スロット４６１、…を支持要素４２０又はリングに設けてデカップリング効果を達成することもでき、その目的は、一方ではミラー、他方では支持要素又はリングに関する、ＥＵＶ条件下での動作時に生じ得る異なる温度上昇を例えば考慮するためである。特に、（単なる例として長さ２０ｍｍ〜４０ｍｍの寸法の）３つのスロット４６１〜４６３を接線方向に配置又は配向させることができ、その場合、これらの挙動はトリプルバイポッド（triple bipod）と同様であり、ミラー平面に十分な運動学的剛性を提供することが可能である。

例として光学構成体の２つの実際の実施形態について、表１は、２つの異なるミラー寸法に関する特性値（例１：最大ミラー厚さ又は高さｔ＝１７．５ｍｍ；例２：最大ミラー厚さ又は高さｔ＝２５ｍｍ）を示し、リング幅（すなわち外径と内径との差）ａ＝３０ｍｍ及びリング高さｈ＝６０ｍｍとした支持要素３２０を形成するリングの寸法と、材料（石英ガラス、ＳｉＯ_２）とを同一に選択した。

表１から分かり得るように、例１及び例２のいずれについても、一次固有振動数の値（ミラー、支持要素又はリング、及びバイポッドセットからなる、例として構成体の基本となるシステムに関する）は４００Ｈｚ付近となり、質量値（ミラー及び支持要素又はリングからなる構成体に関する）は１０ｋｇを著しく下回り、この点でさらに、例２に関しては、重力により生じる変形が５００ｎｍ未満の値となる。表１は、半径方向モーメント及び接線方向モーメントの両方に関して、生じた変形のツェルニケ多項式での展開時に得られるツェルニケ係数のいくつかを示し、この点で、例外なく０．５ｎｍ未満の所望の値が得られ、厚さが大きい方の例２によるミラーは変形現象をほとんど示さない。寄生的なモーメントは、通常の取り付け公差及び製造公差での、例として構成の基本となるバイポッドセットにも起因する。

図５は、ＥＵＶプロセスでの動作用に設計され本発明を実施することができる、リソグラフィ製造露光装置を示す概略図である。

図５の投影露光装置は、照明系６及び投影対物光学系３１を有する。照明系６は、光源２が放出する照明光３の光伝播方向に、コレクタ２６、スペクトルフィルタ２７、視野ファセットミラー２８、及び瞳ファセットミラー２９を含み、瞳ファセットミラー２９から光が物体平面５内に配置された物体視野４に入射する。物体視野からの光は、入射瞳３０を有する投影対物光学系３１に達する。投影対物光学系３１は、中間像平面１７、第１瞳平面１６、及び開口部材２０が配置されたさらに別の瞳平面を有する。

投影対物光学系３１は、合計６個のミラーＭ１〜Ｍ６を含み、Ｍ５は、ウェーハ又は像平面９の最も近くに（図示の実施形態ではｄ_ｗ≒３０ｍｍの間隔で）配置されたミラーを表し、これは貫通孔１９を有する。Ｍ６は、光ビーム経路に関する最終ミラーを表し、これは貫通孔１８を有する。物体平面内に配置された物体視野４又はレチクルから出るビームは、レチクルの結像すべき構造の像を生成するためにミラーＭ１〜Ｍ６で反射された後、像平面９内に配置されたウェーハに達する。

光ビームに関する最終ミラーＭ６（比較的最大の半径を有する）は、例えば図１ａ〜図１ｃ又は図２の実施形態と同様の本発明による構成を有し得る。ウェーハ又は像平面９に最も近いミラーＭ５は、（その位置で利用可能な小さな構造空間に関して）図３ａ及び図３ｂ又は図４の実施形態と同様の本発明による構成を有し得る。

本発明が特定の実施形態を参照して説明されてきたとしても、多くの変形形態及び代替的な実施形態が、例えば個々の実施形態の特徴の組み合わせ及び／又は交換により当業者には明らかとなるであろう。したがって、当業者であれば、このような変形形態及び代替的な実施形態も本発明に包含され、本発明の範囲が添付の特許請求の範囲及びその均等物においてのみ限定されることを理解するであろう。

Claims (43)

1. マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成体であって、
   少なくとも１つの光学素子（１１０、２１０）と、
   該光学素子（１１０、２１０）用の支持要素（１２０、２２０）とを備え、
   前記光学素子（１１０、２１０）及び前記支持要素（１２０、２２０）は少なくとも３つのデカップリング要素（１３１、１３２、１３３；２３１、２３２、２３３）により相互に接続され、
   該デカップリング要素（１３１、１３２、１３３；２３１、２３２、２３３）は前記光学素子（１１０、２１０）及び前記支持要素（１２０、２２０）と一体的に形成される
   光学構成体。
2. 請求項１に記載の光学構成体において、前記支持要素（１２０、２２０）は取り付け要素により前記投影露光装置のキャリア構造に接続され、前記取り付け要素は前記デカップリング要素（１３１〜１３３；２３１〜２３３）に対して周方向に変位して配置されることを特徴とする光学構成体。
3. 請求項１又は２に記載の光学構成体であって、前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）は、最大厚さに対する最大直径の比が少なくとも１０、特に少なくとも１５、さらに詳細には少なくとも２０であることを特徴とする光学構成体。
4. マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成体であって、
   キャリア構造と、
   少なくとも１つの光学素子（３１０、４１０）と、
   少なくとも３つの接合箇所（３３１、３３２、３３３）で前記光学素子（３１０、４１０）に取着される支持要素（３２０、４２０）とを備え、
   前記支持要素（３２０、４２０）は取り付け要素により前記キャリア構造に接続され、
   前記取り付け要素は前記接合箇所（３３１、３３２、３３３）に対して周方向に変位して配置され、
   前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）は最大厚さに対する最大直径の比が少なくとも１０である
   光学構成体。
5. 請求項４に記載の光学構成体において、前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）は、最大厚さに対する最大直径の比が少なくとも１５、さらに詳細には少なくとも２０であることを特徴とする光学構成体。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記デカップリング要素（１３１〜１３３；２３１〜２３３）又は前記接合箇所（３３１、３３２、３３３）は、周方向に相互から実質的に一定の間隔でそれぞれ配置されることを特徴とする光学構成体。
7. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記取り付け要素は、前記デカップリング要素（１３１〜１３３；２３１〜２３３）又は前記接合箇所（３３１、３３２、３３３）に対して周方向に相互から実質的に一定の間隔でそれぞれ配置されることを特徴とする光学構成体。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記デカップリング要素（１３１〜１３３；２３１〜２３３）又は前記接合箇所（３３１、３３２、３３３）は、相互に対して周方向に１２０°±３０°、特に１２０°±２０°、さらに詳細には１２０°±１０°の角度でそれぞれ変位することを特徴とする光学構成体。
9. 請求項２〜８のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記取り付け要素は、周方向に６０°±２０°、特に６０°±１０°、さらに詳細には６０°±３°の角度で前記デカップリング要素（１３１〜１３３；２３１〜２３３）又は前記接合箇所（３３１、３３２、３３３）に対してそれぞれ変位することを特徴とする光学構成体。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記支持要素（１２０、２２０、３２０、４２０）は、正確に３つのデカップリング要素又は接合箇所（３３１、３３２、３３３）により前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）に接続されることを特徴とする光学構成体。
11. 請求項２〜１０のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記取り付け要素は、前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）に静定的な取り付けを提供するような構成であることを特徴とする光学構成体。
12. 請求項４〜１１のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記光学素子（３１０、４１０）及び前記支持要素（３２０、４２０）は、相互に異なる熱膨張係数を有する材料からできていることを特徴とする光学構成体。
13. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）及び前記支持要素（１２０、２２０、３２０、４２０）は、同じ材料からできていることを特徴とする光学構成体。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）及び前記支持要素（１２０、２２０、３２０、４２０）は、０．５ｐｐｍ／Ｋ未満の熱膨張係数を有する材料、特に、石英ガラス（ＳｉＯ_２）、ＵＬＥ（登録商標）、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）、又はＣｌｅａｒｃｅｒａｍ（登録商標）からできていることを特徴とする光学構成体。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）はミラーであることを特徴とする光学構成体。
16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記支持要素（４２０）及び／又は前記光学素子（１１０）は、半径方向に少なくとも部分的なデカップリングをもたらす少なくとも１つのスロット（４６１、１６１）を有することを特徴とする光学構成体。
17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記支持要素（１２０、３２０、４２０）は、前記光学素子（１１０、３１０、４１０）の外部に配置されることを特徴とする光学構成体。
18. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記支持要素（２２０）は、前記光学素子（２１０）のうち光学有効表面に面しない側に配置されることを特徴とする光学構成体。
19. 請求項１〜１８のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記光学素子（１１０、３１０）は中心孔（１５０、２５０、３５０）を有することを特徴とする光学構成体。
20. 請求項１〜１９のいずれか１項に記載の光学構成体において、前記光学素子（１１０、２１０）は、該光学素子（１１０、２１０）を強化するための補強縁部分（１１５、２１５）を有することを特徴とする光学構成体。
21. 照明系（６）及び投影対物光学系（３１）を備えるＥＵＶリソグラフィ用のマイクロリソグラフィ投影露光装置であって、前記照明系及び／又は前記投影対物光学系は、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の光学構成体を有するマイクロリソグラフィ投影露光装置。
22. 照明系（６）及び投影対物光学系（３１）を備えるＥＵＶリソグラフィ用のマイクロリソグラフィ投影露光装置であって、
    前記照明系及び／又は前記投影対物光学系は光学構成体を有し、
    該光学構成体は、
    ミラーである少なくとも１つの光学素子と、
    前記ミラー用の支持要素（１２０、２２０）とを備え、
    前記ミラー及び前記支持要素（１２０、２２０）は少なくとも３つのデカップリング要素（１３１、１３２、１３３；２３１、２３２、２３３）により相互に接続され、
    該デカップリング要素（１３１、１３２、１３３；２３１、２３２、２３３）は前記ミラーと一体的に形成される
    マイクロリソグラフィ投影露光装置。
23. 請求項２１又は２２に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記光学素子（１１０、２１０、３１０）は、光ビーム経路内の最後にある前記投影対物光学系（３１）のミラー（Ｍ６）であることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
24. 請求項２１又は２２に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記光学素子（１１０、２１０、３１０）は、前記投影対物光学系（３１）の前記像平面（９）に対して最小間隔で配置されるミラー（Ｍ５）であることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
25. 請求項２１〜２４のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記投影対物光学系は、少なくとも０．３、特に少なくとも０．４、特に少なくとも０．４５、さらに詳細には少なくとも０．５の開口数を有することを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
26. 請求項２２〜２５のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記支持要素（１２０、２２０）は取り付け要素により前記投影露光装置のキャリア構造に接続され、前記取り付け要素は前記デカップリング要素（１３１〜１３３；２３１〜２３３）に対して周方向に変位して配置されることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
27. 請求項２２〜２６のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）は、最大厚さに対する最大直径の比が少なくとも１０、特に少なくとも１５、さらに詳細には少なくとも２０であることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
28. 請求項２２〜２７のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記デカップリング要素（１３１〜１３３；２３１〜２３３）又は前記接合箇所（３３１、３３２、３３３）は、周方向に相互から実質的に一定の間隔でそれぞれ配置されることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
29. 請求項２６〜２８のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記取り付け要素は、前記デカップリング要素（１３１〜１３３；２３１〜２３３）又は前記接合箇所（３３１、３３２、３３３）に対して周方向に相互から実質的に一定の間隔でそれぞれ配置されることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
30. 請求項２２〜２９のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記デカップリング要素（１３１〜１３３；２３１〜２３３）又は前記接合箇所（３３１、３３２、３３３）は、相互に対して周方向に１２０°±３０°、特に１２０°±２０°、さらに詳細には１２０°±１０°の角度でそれぞれ変位することを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
31. 請求項２６〜３０のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記取り付け要素は、周方向に６０°±２０°、特に６０°±１０°、さらに詳細には６０°±３°の角度で前記デカップリング要素（１３１〜１３３；２３１〜２３３）又は前記接合箇所（３３１、３３２、３３３）に対してそれぞれ変位することを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
32. 請求項２２〜３１のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記支持要素（１２０、２２０、３２０、４２０）は、正確に３つのデカップリング要素又は接合箇所（３３１、３３２、３３３）により前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）に接続されることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
33. 請求項２６〜３２のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記取り付け要素は、前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）に静定的な取り付けを提供するような構成であることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
34. 請求項２２〜３３のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）及び前記支持要素（１２０、２２０、３２０、４２０）は、同じ材料からできていることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
35. 請求項２２〜３４のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）及び前記支持要素（１２０、２２０、３２０、４２０）は、０．５ｐｐｍ／Ｋ未満の熱膨張係数を有する材料、特に、石英ガラス（ＳｉＯ_２）、ＵＬＥ（登録商標）、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）、又はＣｌｅａｒｃｅｒａｍ（登録商標）からできていることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
36. 請求項２２〜３５のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記支持要素（４２０）及び／又は前記光学素子（１１０）は、半径方向に少なくとも部分的なデカップリングをもたらす少なくとも１つのスロット（４６１、１６１）を有することを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
37. 請求子２２〜３６のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記支持要素（１２０、３２０、４２０）は、前記光学素子（１１０、３１０、４１０）の外部に配置されることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
38. 請求項２２〜３６のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記支持要素（２２０）は、前記光学素子（２１０）のうち光学有効表面に面しない側に配置されることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
39. 請求項２２〜３８のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記光学素子（１１０、３１０）は中心孔（１５０、２５０、３５０）を有することを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
40. 請求項２２〜３９のいずれか１項に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置において、前記光学素子（１１０、２１０）は、該光学素子（１１０、２１０）を強化するための補強縁部分（１１５、２１５）を有することを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
41. マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学構成体であって、
    キャリア構造と、
    最大厚さに対する最大直径の比が少なくとも１０である少なくとも１つの光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）と、
    該光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）用の支持要素（１２０、２２０、３２０、４２０）とを備え、
    該支持要素（１２０、２２０、３２０、４２０）は取り付け要素により前記キャリア構造に接続され、
    前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）、前記支持要素（１２０、２２０、３２０、４２０）、及び前記取り付け要素からなるシステムの固有振動数は少なくとも２５０Ｈｚである
    光学構成体。
42. 請求項４１に記載の光学構成体において、前記光学素子（１１０、２１０、３１０、４１０）は、最大厚さに対する最大直径の比が少なくとも５、特に少なくとも１０、さらに詳細には少なくとも１５、特に少なくとも２０であることを特徴とする光学構成体。
43. 請求項４１又は４２に記載の光学構成体において、前記マイクロリソグラフィ投影露光装置は、１５ｎｍ未満の作動波長用に設計されることを特徴とする光学構成体。

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