JP2018533770A - 保護素子を有する光学アセンブリおよびそのような光学アセンブリを有する光学装置 - Google Patents

Abstract

本発明は特にＥＵＶ放射（４）を反射させる光学素子（１３）と、光学素子（１３，１４）の表面（３１）を汚染物質（Ｐ）から保護する保護素子（３０）とを含む光学アセンブリ（３２）に関し、保護素子（３０）は、薄膜（３３ａ〜３３ｃ）と、この薄膜（３３ａ〜３３ｃ）が装着されたフレーム（３４）とを含む。薄膜（３３ａ〜３３ｃ）は、光学素子（１３）の表面（３１）における部分領域（Ｔ）を汚染物質（Ｐ）からそれぞれ保護する複数の薄膜セグメント（３３ａ, ３３ｂ, ３３ｃ）によって形成される。また本発明は少なくとも１つのこのような光学アセンブリ（３２）を有する、例えばＥＵＶリソグラフィシステムなどの光学装置にも関する。
【選択図】図３

Description

関連出願の相互参照

本願は２０１５年１０月２９日に出願された独国特許出願第１０ ２０１５ ２２１ ２０９．２号に基づいて優先権を主張するものであり、その開示を本明細書の一部とみなし、参照として援用する。

本発明は、特にＥＵＶ放射を反射する光学素子と、光学素子の表面を汚染物質から保護する保護素子とを含む光学アセンブリに関し、保護素子は、薄膜と、薄膜が装着されたフレームとを含む。また本発明はそのような光学アセンブリを少なくとも１つ有する、例えばＥＵＶリソグラフィシステム用の光学装置にも関する。

本願において、ＥＵＶリソグラフィシステムはＥＵＶリソグラフィ用の光学系または光学装置、すなわちＥＵＶリソグラフィの分野で使用されることのできる光学系を意味すると理解されよう。半導体部品の製造に使用されるＥＵＶリソグラフィ装置の他に、光学系は、例えばＥＵＶリソグラフィ装置で使用されるフォトマスク（以後レチクルとも称する）および構造化される半導体基板（以後ウエハとも称する）を検査する検査システム、またはＥＵＶリソグラフィ装置もしくはその一部、例えば投影系の測定に使用される計測システムであってもよい。

例えばＥＵＶリソグラフィ装置において波長約５ｎｍ〜約３０ｎｍのＥＵＶ放射を使用する場合、汚染物質による光学素子の汚染は特に問題である。汚染物質は、例えばスズ液滴の形態のターゲット材がＥＵＶ放射の生成に用いられるＥＵＶ光源において生成され得る。液滴形態のターゲット材はレーザ光線によってプラズマ状態に変わり、このためスズ液滴の一部が蒸発してスズ粒子が生成され得る。スズ粒子はＥＵＶリソグラフィ装置内に広がり、例えば照明系または投影系内の光学素子の光学面、およびＥＵＶリソグラフィ装置の機械部品または電子機械部品にも直接、またはスズ層の形態で堆積し得る。

スズ粒子による表面の汚染は様々な方法で発生し得る。スズ粒子は気相から直接光学面に堆積され得る、またはスズ層はスズの表面拡散によって生成され得る。スズによる汚染は、ＥＵＶリソグラフィ装置に存在する水素または水素プラズマによって誘発される、ＥＵＶリソグラフィ装置におけるスズ含有成分へのアウトガス効果によっても引き起こされる可能性がある。光学素子の光学面にスズが堆積することにより、光学素子の反射コーティングにブリスターが生じる可能性もあり、これにより最悪の場合にはコーティングの剥離が生じる。電子機械部品はＳｎ粒子の浸透によってその機能が大きく制限されることもあり、または破壊されることもある。

いわゆるペリクルと称される形態の保護素子により、リソグラフィシステムで使用されるマスクまたはウエハを汚染物質から保護することが知られている。ペリクルは、リソグラフィシステムの波長の放射に対して透明な材料、またはこれをできる限り吸収しない材料から成る薄膜である。特にＥＵＶ放射を使用する場合、ペリクルを通過する放射線の吸収ができる限り低く抑えられるよう、通常このようなペリクルの厚さは薄い。

特許文献１は、ペリクルがマスクの透明基板の近傍に配置された、リソグラフィ用のマスクペリクルシステムを開示している。ペリクルはマスク上のフレームに固定される。フレームには機械的応力を吸収するデバイスが装着される。応力吸収装置をリソグラフィプロセスからの放射エネルギーから保護するために、フレームはある角度で相互に接続された少なくとも２つのセグメントを有する。

特許文献２は、例えば基板などの物体を保持する支持台を有する液浸リソグラフィ用のリソグラフィ装置を開示している。液浸媒体において泡の形成を最小限に抑えるため、物体と支持台との間の隙間は最小限に抑えられる。このために被覆板を設けることができ、一例においてこれはペリクルとして形成され、支持台の外部に装着される。別の例では被覆板を分割してその各々は相互に摺動される。

特許文献３はリソグラフィデバイス用の光学薄膜素子を開示しており、この薄膜素子は少なくとも１つの薄膜層とフレームとを含み、フレームは少なくとも１つの薄膜層の少なくとも一部を取り囲み、薄膜層のエッジの少なくとも一部が固定される。薄膜を調節可能にクランプするために、少なくとも１つの引張素子が設けられる。ＥＵＶリソグラフィ装置において、薄膜素子を例えば照明系のミラーの前に配置し、中性灰色フィルタとして使用してもよい。

米国特許第７８２９２４８（Ｂ２）号明細書 欧州特許出願第１７９１０２７（Ａ１）号明細書 米国特許出願公開第２０１０／０１９５０７６（Ａ１）号明細書

本発明の目的は、比較的大きな保護される表面を有する光学素子を汚染物質から効果的に保護することのできる光学アセンブリおよび光学装置、特に少なくとも１つのこのような光学アセンブリを有するＥＵＶリソグラフィシステムを提供することである。

この目的は、薄膜が複数の薄膜セグメントを含み、各セグメントが光学素子の表面の一部の領域を汚染物質から保護する、冒頭に記載したような光学アセンブリによって達成される。光学素子がＥＵＶリソグラフィ用の光学装置に配置される場合、薄膜はその真空環境でＥＵＶ放射によって生じるプラズマから光学素子をさらに保護し得る。汚染物質から表面を保護するために１枚の薄膜を使用する場合、このような薄膜を任意の所望する表面積で容易に製造することはできないという問題がある。また別の問題として、膜の厚さが薄いため、膜は自己支持性がなく曲がりやすい傾向があり、薄膜の表面積が大きくなるほど曲がりが大きくなるという問題がある。特許文献３の冒頭には、薄膜を横方向にクランプすることによって薄膜の曲がりに対策することが提案されている。また特許文献３には、このような薄膜は通常、最大エッジ長さ２００ｍｍを超えないと記載されている。しかしながら大型の光学素子の表面またはエッジ長さは２００ｍｍを超える可能性があるため、通常このような光学素子の表面を１枚の薄膜で汚染物質から完全に保護することはできない。

複数部分の薄膜、すなわち複数の薄膜セグメントを有する薄膜を使用することにより、保護素子によって汚染物質から保護される表面領域の面積を著しく増加させることができる。通常薄膜セグメントは薄膜よりも厚さが大幅に大きく、自己支持性のある共通のフレームに装着される。フレームに装着される複数の薄膜セグメントは光学面を通常完全に被覆する、または放射、例えばＥＵＶ放射が入射する光学面の少なくとも一部の領域を被覆する。

特にＥＵＶ放射を用いる場合、この際に使用される１３．５ｎｍ未満の波長に対して実質的に透過性のある材料がないという問題がある。従って通常薄膜よりも大幅に厚いフレームは、材料の選択に関係なく、ＥＵＶ放射に対して透過的ではない。そのため、フレーム、より正確には光路に配置されたフレームの一部は、表面へのフレームの投影に対応する一部の領域において光学素子の表面を遮蔽する。

一実施形態において、フレームはエッジにそれぞれの薄膜セグメントを固定させる複数のウェブを有する。フレーム、より正確にはフレームのウェブは、それぞれの薄膜セグメントを少なくとも部分的に、特に完全に取り囲む。一般に、それぞれの薄膜セグメントはそのエッジがウェブ上に完全に位置するか、またはウェブに固定される。薄膜セグメントは接着剤または他の方法によってフレームのウェブに固定させることもできる。ウェブはラスター状またはグリッド状に形成してもよく、薄膜セグメントはグリッドのウェブ間にメッシュ状に配置される。フレームまたはフレームのウェブは真空環境に適した材料、例えば高級スチール、アルミニウムなどの金属で形成してもよい。フレームは特にワイヤグリッドとして形成してもよい。

フレームによる光学素子の遮光をできる限り少なくするには、フレームのウェブ幅はできる限り小さくなくてはならず、一方では薄膜セグメントを固定するための十分な厚さを有していなくてはならない。通常、薄膜セグメントのエッジは、ウェブの対向する２つの長手方向の面に固定される。理想的には、２つの隣接する薄膜セグメントのエッジはそれぞれのウェブにおいて同一平面上にあるので、セグメント化された薄膜は光学素子の保護される面を平面的に被覆する。また、隣接する薄膜セグメントのエッジを少し相互に離してウェブに固定し、ウェブは薄膜によって完全に被覆されないが、表面は平面的に被覆されるようにすることもできる。この場合、薄膜セグメント間のウェブの少なくとも一部の領域は汚染物質に曝される。汚染物質から保護するために、ウェブを少なくとも一部のコーティングで被覆されてない領域に設けてもよい。ウェブに装着された２つの薄膜セグメントは重ね合わせてもよい。

一実施形態において、光学素子は、表面の少なくとも１つの部分領域を動かすことのできる少なくとも１つのアクチュエータを有する。光学素子は、例えば（光学）面がアクチュエータによって傾斜される、または直線的に変位されるミラーであってもよい。しかしながらこのようなミラーは、例えば傾斜させたり変位させたりと個々に動かすことのできる多くの部分領域を有してもよい。このように駆動可能なミラーでは、原則として、表面の領域に配置されたアクチュエータの一部の領域が汚染物質と接触して機能が損なわれるという問題がある。

一実施形態において、光学素子は複数のミラーセグメントを有するセグメント化されたミラー、特に複数のファセット素子を有するファセットミラーである。セグメント化されたミラーは複数のミラーセグメントを含み、その各々は鏡面の一部の領域を形成し、ミラーセグメントは通常相互に隣接して配置される。ミラーセグメントは例えば傾斜または変位させて個々に駆動することができる、または全く駆動することはできない。後者はミラーの表面積が大き過ぎて１枚として製造できない場合である。

ファセットミラーは、例えばＥＵＶリソグラフィ装置の照明系で使用され、照明系によって照明される照明領域上で、ＥＵＶ光源によって生成される放射を均質化するための、分割ミラーという特殊なケースを構成する。このようなファセットミラーはしばしば少なくとも１つの空間方向に比較的長いエッジ長を有し、これは例えば数百ミリから千ミリ、またはそれ以上となる可能性もあるため、このようなファセットミラーの表面は一般に１枚の薄膜で保護することはできない。例えば、このようなファセットミラーは８００ｎｍ×８００ｎｍ（長さ×幅）の線膨張（linear extent）を有することがあり、これは通常１枚の薄膜で被覆するには大き過ぎる。以下の説明はファセットミラーおよびファセット素子に関するものであるが、当業者であれば以下に記載する原理がセグメント化されたミラーのより一般的なケースにも適用可能であることをすぐに理解されよう。

上述のようなファセットミラーのファセット素子は、一般に、アクチュエータによって駆動することができる、すなわち、個々に動かすことができる、特に傾斜させることができる。ファセットミラーはアクチュエータとして通常機械部品または電子機械部品を有する。このため、ファセットミラーは例えばＭＥＭＳ（micro-electro-mechanical system；微小電気機械システム）ミラーとして構成される。このようなファセットミラーの表面上の電気機械部品は、特に個々のファセット素子が傾斜される場合には被覆されず、汚染物質に曝されるため、それらの機能は損なわれることとなるが、これは保護素子によって防止することができる。

発展形態において、フレームの形状はファセット素子の形状に適合される。ファセット素子の形状は、通常、照明される照明視野に適合される。ファセット素子は例えば長方形、正方形、六角形とすることができる。ファセット素子が例えば長方形や正方形の形状である場合、フレームの形状もそれに応じて適合される、すなわちフレームのウェブも同様に行と列に配置される。

更なる実施形態において、フレームのウェブはファセット素子間の中間領域にわたって配置される。ファセットミラーの隣接するファセット素子の間には通常中間領域が形成され、ここでは入射放射はファセット素子によって反射されない。ＥＵＶ放射を用いる場合、フレームのウェブは入射放射に対して透過的でないので、何れにしてもファセットミラーから反射される放射はなく、保護される表面上に投影されるウェブ、より正確にはウェブの「影」がファセット素子間の中間領域に落ちるのであれば有利である。この場合、保護素子が保護される表面の前に短い距離をおいて配置されるのは有利であることが証明されている、というのも、フレームのウェブによる影の位置は、反射される放射がファセットミラーに入射する方向とほぼ無関係だからである。本例示的実施形態において、ウェブの幅は、ウェブが配置されるファセット素子間の中間領域の幅よりも小さいことは言うまでもない。

更なる実施形態において、（セグメント化された）薄膜は光学素子の表面から１０ｍｍ未満、好適には５ｍｍ未満、より好適には２ｍｍ未満の距離をおいて配置される。ファセットミラーの形態の光学素子の場合、距離が測定される表面は、傾斜していない状態のファセット素子が配置される表面である。上述の様に、短い距離はフレームのウェブによるファセットミラーの遮光に有利な影響を及ぼす。しかしながら、傾斜中、ファセット素子が薄膜またはフレームのウェブと衝突しないくらいに十分な距離を選択しなければならない。

更なる実施形態において、薄膜セグメントの線膨張はファセット素子の長手方向の線膨張の整数倍（通常１以外）にほぼ相当する。通常各々の薄膜セグメントは１つのファセット素子のみを被覆する必要はなく、１つの薄膜セグメントは複数のファセット素子、例えばＮ×Ｍのファセット素子群を被覆してもよい。この場合、薄膜セグメントの相互に垂直な２つの方向の線膨張は、各々のファセット素子の線膨張のＮ倍またはＭ倍に（ほぼ）相当する。中間領域はファセット素子間に形成されるので、薄膜セグメントの線膨張は通常１つのファセット素子の線膨張の整数倍よりも幾分大きく、収差は通常約２０％以下、好適には１０％以下である。ファセット素子の線膨張のほぼ整数倍とは、薄膜セグメントの線膨張のこのような収差であると理解されよう。

理想的には、少なくとも１つの薄膜セグメントの長手方向の線膨張は、ファセット素子の長さと隣接するファセット素子間の長手方向の距離との合計の整数倍に相当する。従って、少なくとも１つの薄膜セグメントの幅方向の線膨張は、ファセット素子の幅と隣接するファセット素子間の幅方向の距離との合計の整数倍に相当する。通常、フレームの隣接するウェブは相互に対応する位置（すなわち、ファセット素子の線膨張の約Ｎ倍またはＭ倍）に配置されることは言うまでもない。

ファセットミラーの場合、ファセット素子はしばしばＮ×Ｍのファセット素子群に配置され、隣接する群間の距離は隣接するファセット素子間の距離よりも大きい。遮光をできるだけ少なく抑えるために、薄膜セグメントの線膨張をそのようなＮ×Ｍのファセット素子群の整数倍または正確にその線膨張に相当するように選択することは有利であろう。

一実施形態において、薄膜はシリコン、特にポリシリコンで形成される。この材料の吸収率は低く、従ってＥＵＶ放射に対する透過性の高いことがわかっている。（ポリ）シリコンの薄膜は、例えば、入射するＥＵＶ放射に対して８５％以上の平均透過率を有し得る。

更なる実施形態において、薄膜セグメントは光学素子に面していない側面に、汚染物質の付着を低減させるコーティングを有する。ＥＵＶ放射の透過に対して最適化される薄膜の材料は、通常、可能な限り少ない汚染物質の付着に関しては最適化されないので、薄膜の材料よりも汚染物質の付着が少ないコーティングを薄膜に適用することは有利であることが証明された。

一実施形態において、コーティングの材料は、酸化物、窒化物、炭化物およびホウカ物からなる群より選択される。コーティングに適した材料は、光学素子がそれから保護される、例えばスズ汚染物質などの汚染物質の種類や化学成分に応じて選択される。特定の種類の汚染物質の場合、通常、コーティングは（純）金属を含まない。ＥＵＶリソグラフィ用の光学アセンブリを使用する場合、薄膜のコーティングはＥＵＶリソグラフィシステム内の真空状態に対する耐性を有していなくてはならないことは言うまでもない。

更なる実施形態において、コーティングの材料は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化バナジウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化アルミニウム、酸化コバルト、酸化モリブデンおよび酸化タングステンからなる群より選択される。これらの材料は特に（スズ、例えばスズ水酸化物の形態の）スズ汚染物質の付着を低減させるために有利であることが証明されている。例えば実験において、ＺｒＯ_２で被覆された表面に付着するスズ粒子の表面積または体積は、例えばＥＵＶ放射によってＥＵＶリソグラフィシステムの真空環境に誘導される水素プラズマに曝されると減少することがわかった。

汚染物質からの保護を提供するコーティングに加え、またはこれに代えて、薄膜は別の目的を果たす機能性コーティングを有し得る。例えば、このコーティングはＥＵＶ光源から放出される放射線から所望のＥＵＶ波長を濾過するスペクトルフィルタとして機能することもできる。中性灰色フィルタの機能を果たすコーティングも可能である。

更なる実施形態において、薄膜セグメントはそれぞれ５ｎｍ〜５００ｎｍの厚さを有する。上述の様に、薄膜セグメントは、薄膜におけるＥＵＶ放射の透過が可能な限り高くなるよう、厚すぎてはならない。しかしながら、例えば過大な量の汚染物質が付着する場合に破れないように、薄膜の厚さは薄過ぎてもいけない。

別の実施形態において、保護素子は取り外し可能な接続、すなわち例えばねじ接続、クランプ接続などによって光学アセンブリに取り外し可能に取り付けられる。光学アセンブリは保護素子を光学素子の表面から所定の距離をあけて取り付けるための台を有してもよく、保護素子は台に取り付け可能に接続される。このように保護素子は、光学素子を交換する必要なく、コスト又は時間を削減して交換することができる。保護素子の交換は、例えば過大な量の汚染物質が薄膜セグメントの光学素子に面していない側面に蓄積された場合に、必要となる場合がある。

更なる実施形態において、光学アセンブリは、光学素子と薄膜の光学素子に面した側面との空間をパージガスでパージするパージデバイスを含む。薄膜と光学素子との間の空間は、光学アセンブリが配置された光学装置の（真空）環境の残りの部分から分離された、いわゆるミニ環境を形成する。薄膜と光学素子との間の空間は、気密状態で環境から分離することができるが、必ずしもそうでなくてもよい。何れの場合であっても、専用のパージガスフローを空間に提供することによって、光学素子から放出される汚染物質をミニ環境の外部の真空環境に到達しないようにすることができる。パージデバイスは通常パージガスを薄膜と光学素子との間の空間に流し出すノズルを有する。パージデバイスはまた、パージガスを光学素子と薄膜との間の空間から吸い取る吸引部も有し得る。複数の種類の気体をパージガスとして使用することができる。例えば、水素またはヘリウムなどの希ガスを用いることができるが、窒素のように分子量の大きな重い気体を用いることもできる。これらの重い気体は、同じ圧力（例えば水素よりも高い圧力）において、光路の長さに対する光吸収率が通常高くても、ＥＵＶ光線の光度を大幅に損なうことなく、パージガスとして適用することができる、というのも、光学面と近くの薄膜との間の空間を（２度）通過する光線の長さは（通常ほんの数ミリに）限定されるからである。

本発明の更なる態様は、光学装置、特に上述の少なくとも１つの光学アセンブリを含むＥＵＶリソグラフィシステムに関する。１つまたは複数の光学アセンブリは特に、比較的大きな光学的に使用される表面を有する光学素子を保護する機能を果たすことができる。これは通常ＥＵＶリソグラフィ装置の照明系におけるファセットミラーに当てはまるが、その他のファセット光学素子も上述の保護素子によって汚染物質から効果的に保護することができる。

一実施形態において、光学装置は、薄膜の光学素子に面していない側面から汚染物質を取り除く少なくとも１つの洗浄デバイスを有する。洗浄デバイスは、薄膜の光学素子に面していない側面を洗浄剤、特に洗浄ガス、例えば（可能であれば活性化）水素と接触させるように構成される。通常この場合、洗浄デバイスはノズルを有し、ノズルから洗浄ガスが流れ出て薄膜の光学素子に面していない側面に衝突する。このため、通常洗浄ガスはガス貯蔵器から取り出されてノズルに供給される。ノズルを有する洗浄デバイスの一部は光学装置内に移動され、薄膜の様々な部分を洗浄する、または光学装置の作動中、ノズルまたは洗浄デバイス全体が光線路の外部に配置されるようにする。汚染物質は粒子または分子汚染物質であり得る。

一実施形態において、光学装置は照明系を有し、照明系には光学アセンブリが配置され、光学アセンブリの光学素子は照明系のファセットミラーによって形成される。

上述の様に、ファセットミラーはその構成の性質に応じて比較的大きな表面を有する。通常このようなファセットミラーのファセット素子は、汚染物質による損傷をうける可能性のある機械部品または電気機械部品によって駆動されるので、このようなファセットミラーを汚染物質から保護するのは有利である。

本発明の更なる特徴および利点は、本発明にとって不可欠な詳細を示す図面に基づく本発明の例示的実施形態の説明および請求項によって明らかとなる。個々の特徴はそれ自身、または本発明の変形実施例との任意の組み合わせによって実現することができる。

例示的実施形態を概略図に示し、以下に説明する。

２つのファセットミラーを有するＥＵＶリソグラフィ装置の概略図である。 表面が汚染物質に曝された、図１のファセットミラーの詳細を説明する略面図である。 多くの薄膜セグメントを有する保護素子によって表面が汚染物質から保護される、図１のファセットミラーの詳細を説明する略面図である。 前に保護素子が配置された図１のファセットミラーの略平面図である。

以下の説明において、同じ構造または同じ機能を有する部品には同じ参照記号を使用する。

図１は、ＥＵＶリソグラフィシステムの形態、より正確にはＥＵＶリソグラフィ装置１の形態の光学装置を略的に示す。これは、５０ｎｍ未満、特に約５ｎｍ〜約１５ｎｍのＥＵＶ波長範囲において高いエネルギー密度を有するＥＵＶ放射を生成するためのＥＵＶ光源２を有する。ＥＵＶ光源２は、例えば、レーザ誘起プラズマを生成するプラズマ光源の形態をとる、またはシンクロトロン放射源として形成される。特にプラズマ光源の場合、図１に示す様に、集光ミラー３を用いてＥＵＶ光源２のＥＵＶ放射を照明光線４に集中させ、エネルギー密度を更に高めることもできる。照明光線４は、ＥＵＶリソグラフィ装置１が作動される動作波長λ_Ｂ周辺の狭帯域波長に集中される波長スペクトルを有する。モノクロメータ１２は動作波長λ_Ｂの選択または狭帯域波長範囲の選択に使用される。

照明光線４は、本例において、４つの反射光学素子１３〜１６を有する照明系１０によって構造化物体Ｍを照明する働きをする。構造化物体Ｍは例えば反射マスクＭであってもよく、これは、少なくとも１つの構造を物体Ｍに生成するための、反射もしくは非反射、または少なくともかなり低反射の領域を有する。あるいは、構造化物体Ｍは一次元または複数の次元に配置され、少なくとも１つの軸を中心に回転可能であり、各々のミラー上にＥＵＶ放射４の入射角度を設定する複数のマイクロミラーであってもよい。

構造化物体Ｍは照明光線４の一部を反射して投影光線５を形成し、これは構造化物体Ｍの構造に関する情報を伝え、投影系２０に照射される。投影系２０は構造化物体Ｍまたはその各々の部分領域の投影像を基板Ｗ上に生成し、このために４つの反射光学素子２１〜２４が投影系２０に配置される。基板Ｗ，例えばウエハは、半導体材料、例えばシリコンより成り、ウエハステージＷＳとも称される台の上に置かれる。

この場合、照明系１０の第１および第２反射素子はファセットミラー１３，１４の形態のセグメント化されたミラーとして形成され、ラスター配置されるマイクロミラーの形態の複数のファセット素子１３ａ〜１３ｄ，１４ａ〜１４ｄをそれぞれ有する。各ファセットミラー１３，１４に関しては、照明光線４または照明光線４の一部の光線を反射する４つのファセット素子１３ａ〜１３ｄ，１４ａ〜１４ｄをそれぞれ例として図１に示す。第１光学素子１３は視野ファセットミラー１３とも称され、照明系１０で二次光源を生成する働きをする。第２光学素子１４は通常第１光学素子１３によって生成される二次光源の位置に配置され、瞳ファセットミラー１４とも称される。

視野ファセットミラー１３のファセット素子１３ａ〜１３ｄのそれぞれに入射する照明光線４の一部の光線は、そこで瞳ファセットミラー１４のファセット素子１４ａ〜１４ｄにそれぞれ偏向される。視野ファセットミラー１３のファセット素子１３ａ〜１３ｄは長方形であってもよく、アスペクト比（ｘ；ｙ）は例えば２０：１以下であってもよい。Ｘ方向は図１の平面に対して垂直である。ファセット素子１３ａ〜１３ｄのアスペクト比は、この場合、照明系１０によって照明される照明視野のアスペクト比に対応し、例えば長方形である。照明視野またはファセット素子１３ａ〜１３ｄは長方形以外の形状とすることもできることは言うまでもない。

視野ファセットミラー１３の各々のファセット素子１３ａ〜１３ｄは、この場合、図１に例として示すように、視野ファセットミラー１３における第１ファセット素子１３ａの２つの角度位置Ｗ１，Ｗ２でＸ方向に平行な軸方向を中心に傾斜され得る。更に、各々のファセット素子１３ａ〜１３ｄは、ＸＺ面（図面内の平面）にある別の軸を中心に傾斜可能であり得る。このように、照明光線４がファセット素子１３ａ〜１３ｄに入射する方向を設定することができる。照明された物体Ｍの位置に所望の照明分布（照明瞳または角度分布）を生成するため、傾斜は、特に視野ファセットミラー１３のファセット素子１３ａ〜１３ｄと瞳ファセットミラー１４のファセット素子１４ａ〜１４ｄとの間の割り当てを変える効果も持ち得る。従って、瞳ファセットミラー１４のファセット素子１４ａ〜１４ｄはＸ方向に平行な軸方向を中心として傾斜可能でもあり、ＸＺ面（図面内の平面）にある別の軸を中心として傾斜可能でもある。

図示する例において、ＥＵＶ光源２は、スズドロップレットの形状の対象材料上にレーザ誘起プラズマを生成するプラズマ光源として形成される。プラズマの形成中、ＥＵＶ光源２のスズ材料のうちの一部は気相となり、例えばスズ粒子またはスズ化合物、特に水素化スズ（Ｓｎ_ｘＨ_Ｙ）の汚染物質の形態の汚染物質Ｐを形成する。汚染物質ＰはＥＵＶリソグラフィ装置１内においてＥＵＶ光源２から光学素子、例えば、視野ファセットミラー１３または瞳ファセットミラー１４へと広がり、これらに堆積する、またはこれらを汚染する。

図２は、例えば汚染物質Ｐに曝される５つのファセット素子１３ａ〜１３ｅを有する、図１の視野ファセットミラー１３の詳細を示す。図２に示すように、視野ファセットミラー１３はシリコンの基板１７を有し、これは円柱状の支持素子１８を有し、その上にファセット素子１３ａ〜１３ｅが移動可能に装着されている。基板１７の下には各ファセット素子１３ａ〜１３ｅの領域内に、例えば電極の形態の１つまたは複数のアクチュエータ１９が電場を生成するために装着され、静電気引力によってファセット素子１３ａ〜１３ｅを、Ｘ方向に延び、それぞれの支持素子１８の領域内を走るＸ軸を中心として傾斜させる。

図２に示すように、汚染物質Ｐは、ＥＵＶ放射４を反射するコーティングが適用されたファセット素子１３ａ〜１３ｅの表面に堆積するだけではなく、隣接するファセット素子１３ａ〜１３ｅ間の中間領域に入り、それぞれの支持素子１８および／またはファセットミラー１３の基板１７に留まる。これは、図２に示す第２および第３のファセット素子１３ｂ，１３ｃのように、個々のファセット素子１３ａ〜１３ｅが図２の破線で示される共通面の外に傾斜された場合に特にあてはまる。

スズ粒子の形態の汚染物質Ｐの堆積によって支持素子１８の表面上の電位が変化し、これにより、アクチュエータ１９によるファセット素子１３ａ〜１３ｅの駆動または傾斜は影響を受ける。特に、ファセット素子１３ａ〜１３ｅの駆動が可能な角度範囲は汚染物質Ｐの堆積によって制限され得る。

図３は図２のファセットミラー１３を示し、ファセットミラー１３の前には保護素子３０が配置され、保護素子３０は、ファセットミラー１３、より正確にはファセットミラー１３の平面３１を汚染物質Ｐから保護する。平面３１は図３において破線で示され、これに沿ってファセット素子１３ａ〜１３ｅが傾斜されない状態で、その上面がＥＵＶ放射４に向けられて配置されている。ファセットミラー１３は保護素子３０と共に光学アセンブリ３２を形成する。

図示する例において、保護素子３０は複数の薄膜セグメントによって形成された薄膜を有し、そのうちの少なくとも一部の３つの薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃが図３に例として示される。保護素子３０は更に（ワイヤ）グリッドの形態のフレーム３４を有し、そのうちの２つのウェブ３５のみが図３に示されている。図３において左側に位置する第１薄膜セグメント３３ａおよび中央に位置する第２薄膜セグメント３３ｂは、エッジにおいて第１ウェブ３５ａに固定される。これにより、図３の中央の薄膜セグメント３３ｂおよび右側に位置する薄膜セグメント３３ｃはエッジにおいて第２ウェブ３５ｂに固定される。薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃのウェブ３５ａ、３５ｂへの固定は接着またはその他の方法によって行うことができる。

図に示す例において、隣接する薄膜セグメント３３ａ，３３ｂおよび３３ｂ，３３ｃは、直接相互に接合され、ウェブ３５ａ，３５ｂの上面全体は薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃによって被覆されている。また図３に示すように、中央の薄膜セグメント３３ｂは、図３に示す５つのファセット素子３３ａ〜ｅを含む表面３１の一部の領域Ｔを被覆し、これを汚染物質Ｐから保護する。同じことは、光学アセンブリ３２を上から見た平面図、すなわち保護素子３０を上から見た図４から特にわかるように、同様に表面３１のそれぞれの部分領域を被覆する第１および第３薄膜セグメント３３ａ，３３ｃにも言える。

図４には保護素子３０のグリッド状のフレーム３４が示され、この例では長手方向に平行に５つのウェブが配置され、横方向に平行に４つのウェブが配置され、これらはそれぞれグリッドノードで接続されている。長手方向または横方向に隣接する２つのウェブ３５の間にはそれぞれ、全部で１２の薄膜セグメントのうちの１つが配置されており、これらは視野ファセット素子１３の保護される表面３１を平面的に被覆する。

図４においては、視野ファセットミラー１３の横方向の第１薄膜セグメント３３ａから第４薄膜セグメント３３ｄまでのみが例として示されている。この例において、保護素子３０の下に配置される視野ファセットミラー１３は１５×２０のファセット素子のグリッド状の配置を有し、この中で共通の列に配置された５つのファセット素子１３ａ〜１３ｅのみを参照符号で図４に示している。１５×２０のファセット素子は説明の目的のみに選択したものであり、実際のファセット素子の数はこれより大幅に多くてもよいのは言うまでもない。

図４に示す視野ファセットミラー１３の場合、ファセット素子は５×５のファセット素子群でそれぞれ配置され、その間には中間領域３６（図３も参照のこと）が形成され、これは通常同じ群の隣接するファセット素子１３ａ〜１３ｅ間の中間領域３７よりも大きい。薄膜素子３５ａ〜ｃはそれぞれ５×５のファセット素子群を被覆し、フレーム３４のウェブ３５はファセット素子の隣接する群間の中間領域３６（図３も参照のこと）にわたって配置されている。このように、ファセット素子１３ａ〜１３ｅが配置されていないので何れにしてもＥＵＶ放射４の反射に貢献できない表面３１の一部の領域のみが、フレーム３４、より正確にはウェブ３５によって遮蔽される。

視野ファセットミラー１３の表面３１に斜めに入射する可能性のあるＥＵＶ放射４の場合においても、ＥＵＶ放射４を透過させない材料、例えばアルミニウム製のフレーム３４のウェブ３５がファセット素子１３ａ〜１３ｅの反射面を遮蔽できないようにするには、保護素子３０をファセットミラー１３の表面３１から比較的短い距離Ａ，例えば１０ｍｍ未満、好適には５ｍｍ未満、特に好適には２ｍｍ未満だけ離して配置することは有利である。その距離は、傾斜したファセット素子１３ｂ，１３ｃが保護素子３０またはそれぞれの薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃとぶつからない程度であれば少なくとも十分である。保護素子３０と保護される表面３１との間の距離は、この場合、それぞれの薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃ間、より正確には、その視野ファセットミラー１３に面する側面と表面３１との間の測定値である。

光学アセンブリ３２の保護素子３０、より正確には保護素子３０のフレーム３４は、視野ファセット素子１３自身も固定される台に固定してもよいが、視野ファセット素子１３およびフレーム３４を相互に離して設置された異なる台に固定することも可能である。何れの場合においても、保護素子３０を台に、ねじ接続やクランプ接続などの取り外し可能な接続で固定することができる。これにより、薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃが汚染された場合に必要となれば、保護素子３０のＥＵＶリソグラフィ装置からの取り外しを簡単に行うことができるようになる。

図４に示す例の場合、グリッド状フレーム３４の形状、すなわち長さと幅は、ファセット素子１３ａ〜１３ｅの形状、すなわち長さと幅に適合される。より正確には、フレーム３４のウェブ３５は隣接するファセット素子群間の中間領域３６にわたって配置される。図４に示す例において、ファセット素子１３ａ〜１３ｅはそれぞれＸ（長さ）方向Ｌの約３ｍｍの線膨張とＹ（幅）方向Ｂの約１ｍｍの線膨張とを有する。薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃそれぞれの線膨張５×Ｌ，５×Ｂは、それぞれのファセット素子１３ａ〜１３ｅ長さＬと幅Ｂの整数倍にほぼ相当する。隣接するファセット素子１３ａ〜１３ｅ間の中間領域３７のため、それぞれの薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃの長さと幅は、通常それぞれのファセット素子１３ａ〜１３ｅの長さＬと幅Ｂの整数倍よりもわずかに大きく、すなわち５×（Ｌ＋Ｌ_Ｚ）および６×（Ｂ＋Ｂ_Ｚ）であり、ここでＬ_ＺおよびＢ_Ｚは隣接するファセット素子１３ａ〜１３ｅ間のそれぞれの中間領域３７の長さと幅を示す。

図４に示す状況とは異なり、薄膜素子３３ａ〜３３ｃはそれぞれより少ない数のファセット素子、特に１つのファセット素子１３ａ〜１３ｃのみを被覆することもあることは言うまでもない。この場合、４つのウェブ３５によって画定されるフレーム３４のそれぞれの部分のアスペクト比、すなわち長さと幅の割合は、それぞれ被覆されたファセット素子１３ａ〜１３ｅのアスペクト比、すなわち長さと幅の割合とほぼ一致する。

図示する例において、視野ファセットミラー１３の表面３１を共に被覆する薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃは、ＥＵＶ放射４に対する吸収率の低い多結晶シリコンで形成される。シリコン吸収率は低いが薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃの厚さＤは厚過ぎてはならず、厚さＤの値は通常約５ｎｍ〜約５００ｎｍである。

汚染物質Ｐが薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃに堆積するのを防止し、このような堆積の可能性を低減するために、図３に示す例においては、薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃにおける視野ファセットミラー１３に面していない側面にコーティング３８が適用されている。コーティング３８に堆積する汚染粒子Ｐは、コーティングされていない薄膜セグメント３３ａ〜３３ｃよりも少ない。コーティング３８の材料としては、酸化物、窒化物、炭化物およびホウカ物が有利であることがわかった。スズ汚染物質の形態の汚染物質Ｐが堆積する可能性を低減するには、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化バナジウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化アルミニウム、酸化コバルト、酸化モリブデン、酸化タングステンなどの酸化物のコーティング材料が有利であることがわかった。特にＺｒＯ_２のコーティング３８の場合、汚染による影響を受ける表面領域は、ＥＵＶ放射４下において小さくなることがわかった。従ってＥＵＶリソグラフィシステム１の露光動作中、ＺｒＯ_２コーティング３８の表面に（分子）スズ汚染物の堆積する可能性は非常に低い。

図３および図４に示す視野ファセットミラー１３を有する光学アセンブリ３２は、図１のＥＵＶリソグラフィ装置１の照明系１０に配置してもよい。図１に示す様に、ＥＵＶリソグラフィ装置１は、図３に示す光学アセンブリ３２における薄膜３３ａ〜３３ｃの光学素子１３に面していない側面から汚染物質Ｐを取り除く洗浄デバイス３９を有する。洗浄デバイス３９は洗浄ガス４０、例えば（活性）水素を光学素子１３上に向けるように構成される。このために、洗浄デバイス３９はノズルを有し、ノズルから洗浄ガス４０が流れ出し、図３に示す薄膜３３ａ〜３３ｃの光学素子１３に面していない側面に衝突する。このために洗浄ガス４０は（図１に示さない）ガス貯蔵器から抽出される。図に示す例において、洗浄デバイス３９またはその洗浄ガス４０を流出させる一部の領域はＥＵＶリソグラフィ装置１内を移動することができ、薄膜３３ａ〜３３ｃの様々な部分の領域を洗浄する、または露光工程中、洗浄デバイス３９が照明系１０の照明光線４に突出するのを防止することができる。

図３からわかるように、光学素子１３またはアクチュエータ１９によって排出された汚染物質がＥＵＶリソグラフィシステム１の真空環境に到達しないようにするために、光学アセンブリ３２は、光学素子１３と光学素子１３に面する薄膜３３ａ〜３３ｃの面との間の空間４４をパージガス４２でパージするパージデバイス４１を有する。このためににパージガス４２はガス貯蔵器から抽出されてパージデバイス４１のノズル４３に提供され、パージガス４２はこのノズルから空間４４に流出する。図３に示す例において、薄膜３３ａ〜３３ｃと光学素子１３との間の空間４４は、ＥＵＶリソグラフィシステム１における真空環境の残りの部分から気密状態で分離される。パージデバイス４１は空間４４からパージガス４２を取り除く（図示しない）吸収部を有する。パージガス４２として、例えば水素、ヘリウムなどの希ガス、または窒素のように分子量の大きな重い気体などの数種類のガスを使用することができる。

瞳ファセットミラー１４を含む別の光学アセンブリを、図１の照明系１０に光学素子として配置させ得ることは言うまでもない。また、投影系２０または他の光学装置、例えばＥＵＶリソグラフィ計測システム内のミラー２１〜２４を対応する保護素子３０と共に設けて、汚染物質Ｐから保護することもできる。反射光学素子の代わりに透過性光学素子も、保護素子を用いて汚染物質から保護することができるのは言うまでもない。特に、このような保護素子の使用分野はＥＵＶリソグラフィの用途に限定されない。

Claims (19)

1. 光学アセンブリ（３２）であって、
   特にＥＵＶ放射（４）を反射するための光学素子（１３，１４）と、
   前記光学素子（１３，１４）の表面（３１）を汚染物質（Ｐ）から保護する、薄膜（３３ａ〜３３ｄ）と該薄膜（３３ａ〜３３ｄ）が装着されたフレーム（３４）とを含む保護素子（３０）とを含み、
   前記薄膜（３３ａ〜３３ｄ）は、それぞれ前記光学素子（１３，１４）の前記表面（３１）の一部の領域（Ｔ）を前記汚染物質（Ｐ）から保護する複数の薄膜セグメント（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ）によって形成される光学アセンブリ。
2. 請求項１に記載の光学アセンブリであって、前記フレーム（３４）はそれぞれの前記薄膜セグメント（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）をエッジで固定するための複数のウェブ（３５，３５ａ，３５ｂ）を有する光学アセンブリ。
3. 請求項１または２に記載の光学アセンブリであって、前記光学素子（１３，１４）は前記表面（３１）の少なくとも一部の領域を移動させるための少なくとも１つのアクチュエータ（１９）を有する光学アセンブリ。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の光学アセンブリであって、前記光学素子は複数のミラーセグメントを有するセグメント化されたミラー、特に複数のファセット素子（１３ａ〜１３ｅ，１４ａ〜１４ｄ）を有するファセットミラー（１３，１４）である光学アセンブリ。
5. 請求項４に記載の光学アセンブリであって、前記フレーム（３４）の形状は前記ファセット素子（１３ａ〜１３ｅ）の形状に適合される光学アセンブリ。
6. 請求項４または５に記載の光学アセンブリであって、前記フレーム（３４）のウェブ（３５，３５ａ，３５ｂ）は前記ファセット素子（１３ａ〜１３ｅ）間の中間領域（３６，３７）に配置される光学アセンブリ。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の光学アセンブリであって、前記光学素子（１３）の前記表面（３１）と前記保護素子（３４）との間の距離（Ａ）は、１０ｍｍ未満、好適には５ｍｍ未満、より好適には２ｍｍ未満である光学アセンブリ。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の光学アセンブリであって、少なくとも１つの薄膜セグメント（３３ａ〜３３ｄ）の線膨張は、ファセット素子（１３ａ〜１３ｅ）の線膨張（Ｌ，Ｂ）の整数倍にほぼ相当する光学アセンブリ。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載の光学アセンブリであって、少なくとも１つの薄膜セグメント（３３ａ〜３３ｄ）の長手方向の線膨張は、ファセット素子（１３ａ〜１３ｅ）の長さ（Ｌ）と、隣接するファセット素子（１３ａ〜１３ｅ）間の長手方向における距離（Ｌ_Ｚ）との合計の整数倍に相当し、前記少なくとも１つの薄膜セグメント（３３ａ〜３３ｄ）の幅方向の線膨張は、ファセット素子の幅（Ｂ）と、隣接するファセット素子（１３ａ〜１３ｅ）間の幅方向の距離（Ｂ_Ｚ）との合計の整数倍に相当する光学アセンブリ。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の光学アセンブリであって、前記薄膜セグメント（３３ａ〜３３ｃ）はシリコン、特に多結晶シリコンから形成される光学アセンブリ。
11. 請求項１〜１０の何れか一項に記載の光学アセンブリであって、前記薄膜セグメント（３３ａ〜３３ｃ）は前記光学素子（１３）に面していない側面に汚染物質（Ｐ）の付着を低減させるコーティング（３８）を有する光学アセンブリ。
12. 請求項１１に記載の光学アセンブリであって、前記コーティング（３８）の材料は、酸化物、窒化物、炭化物およびホウカ物からなる群より選択される光学アセンブリ。
13. 請求項１１または１２に記載の光学アセンブリであって、前記コーティング（３８）の材料は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化バナジウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化アルミニウム、酸化コバルト、酸化モリブデンおよび酸化タングステンからなる群より選択される光学アセンブリ。
14. 請求項１〜１３の何れか一項に記載の光学アセンブリであって、前記薄膜セグメント（３３ａ〜３３ｃ）はそれぞれ５ｎｍ〜５００ｎｍの厚さ（Ｄ）を有する光学アセンブリ。
15. 請求項１〜１４の何れか一項に記載の光学アセンブリであって、前記保護素子（３０）は取り外し可能に装着される光学アセンブリ。
16. 請求項１〜１５の何れか一項に記載の光学アセンブリであって、前記光学素子（１３）と該光学素子（１３）に面する前記薄膜（３３ａ〜３３ｄ）の面との間の空間（４４）をパージガス（４２）でパージするパージデバイス（４１）を更に含む光学アセンブリ。
17. 請求項１〜１６に記載の少なくとも１つの光学アセンブリ（３２）を含む、特にＥＵＶリソグラフィシステム（１）用の光学装置。
18. 請求項１７に記載の光学装置であって、前記薄膜（３３ａ〜３３ｄ）における前記光学素子（１３）に面していない側面から汚染物質（Ｐ）を取り除く洗浄デバイス（３９）を更に含む光学装置。
19. 請求項１７または１８に記載の光学装置であって、照明系（１０）を含み、該照明系（１０）に前記光学アセンブリ（３２）が配置され、前記光学アセンブリ（３２）の前記光学素子は前記照明系（１０）のファセットミラー（１３，１４）によって形成される光学装置。

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