JP4747263B2 - オブジェクティブにおける光学素子のための保持装置 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、オブジェクティブにおける光学素子のための保持装置に関する。本発明は、また、オブジェクティブと、リソグラフ装置と、オブジェクティブにおける光学素子と補強部材との接続方法とに関する。

オブジェクティブ、この場合には、リソグラフィ・オブジェクティブにおける終端素子として設計された光学素子のための保持装置と、対応するリソグラフィ・オブジェクティブとが、従来技術において知られている。このような投射オブジェクティブの場合において、光学素子と、それに関連するマウントとの間、もしくはマウントに接続された一部分との間を非接着で接続するために、交換されるべき光学素子と、マウントもしくはマウントに接続された一部分との間の接合形状の光学的精度は、表面接合によって設定される。終端素子のためのこのような保持装置は、原理上、リソグラフィにおける通常の用途に適している。

別の解決策においては、プレートをマウントに接合することで、３点軸受けのための環状ブレード支持を使用することが可能となる。光学材料の熱膨張係数と、マウントの材料の熱膨張係数との差を調和させるために、軟質ゴム接着剤もしくは軟質ゴムセメントが用いられる。いわゆる硬ガラス接着の場合には、熱膨張係数の差の調和は、光学素子とマウントとの間の機械的スプリング部材によってなされる。

従来技術に関しては、米国特許出願公開公報ＵＳ ２００２／０１６７７４０ Ａ１、ヨーロッパ特許公報ＥＰ １ ２７９ ９８４ Ａ１、米国特許出願公開公報ＵＳ ２００２／００２１５０３ Ａ１、もしくは米国特許出願公開公報ＵＳ ２００１／００３９１２６ Ａ１が参照文献とされている。

しかしながら、リソグラフィ・オブジェクティブが、例えば、ヨーロッパ特許公報ＥＰ ０ ０２３ ２３１ Ｂ１に記載された液浸リソグラフィに使用されるときには、従来の”ドライ”リソグラフィに適用されたマウント技術は不適切である。つまり、終端素子と、浸漬媒体であって、その中にこの終端素子が配設された、好ましくは液体からなる浸漬媒体とが、わずかに変形した場合にレンズのように既に機能するのである。その理由は、空気・ガラス・空気の組合せに起因して通常のリソグラフィ・オブジェクティブの場合に生じる補償効果が排除されてしまうからである。終端素子は光学活性され、さらに、大抵の終端素子は比較的小さな厚みを有しているので、より一層レンズのように機能する。その結果、終端素子は、満たすべき変形許容範囲が明らかに一層厳密であり、更なる変形を引き起こし得る、終端素子の上流側のガス圧力及び終端素子の下流側の液体圧力に変動を生じる。終端素子とマウントとの間の接続に対する密封要求が、従来のリソグラフィの場合よりも液浸リソグラフィの場合の方が明らかに重要であるのは当然であるので、このような密封に要する力が大きくなる反面、終端素子が変形する可能性が増大する。

液浸リソグラフィにおいて周知のリソグラフィ・オブジェクティブを使用する場合に生じる更なる問題は、終端素子とマウントとが実質的に異なる熱膨張係数を有しており、浸漬媒体及び／もしくは周囲における温度の変動、及びレーザ放射によって生じる熱が、同様に、終端素子に変形を生じさせ、ひいては、画像形成の精度を低下させてしまうことである。

リソグラフ装置は、基板の目標部上へ所望のパターンを形成する装置である。リソグラフ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その状況において、マスクのようなパターン形成手段は、ＩＣにおける個別の層に応じた回路パターンを形成するのに用いることができる。そして、このパターンは、放射線感受性材料（レジスト）の層を備えた基板（例えば、シリコンウェハー）上の目標部（例えば、１つもしくは複数のダイの部分から構成されている）へ結像され得る。一般的に、１枚の基板は、連続して露光される網状の隣接した目標部を収容することができる。既知のリソグラフ装置は、１回の操作毎に１つの目標部上にパターン全体を露光することで各目標部を照射する、いわゆる自動コマ送り機構と、予め与えられた方向（”走査”方向）の照射ビームで、この方向に平行な方向もしくは逆平行な方向に基板を同期走査しながらパターンを走査することで各目標部を照射する、いわゆるスキャナとを含んでいる。

投射システムの終端素子と基板との間の空間を満たすために、比較的高い屈折指数を有する液体、例えば水に、リソグラフ投射装置内の基板を浸すことが提案されている。この効果は、より小さな形状の撮像を可能にすることである。その理由は、液体中において露光放射がより短い波長を有するようになるからである（液体の効果は、システムの効果的なＮＡの増大と焦点深度の増大とも見なすことができる）。

しかしながら、液体の槽に基板、もしくは基板及び基板テーブルを浸すと（例えば、米国特許公報ＵＳ ４，５０９，８５２を参照することにより、この公報全体を援用する）、走査露光の間に加速させなければならない液体が大きくなってしまう。液体が大きくなってしまうと、モータの追加、もしくはより強力なモータを必要とし、液体中に好ましくない予期せぬ効果を引き起こす可能性のある乱流を引き起こすことになる。また、光学特性、特に投射システムにおける素子の幾何学的光学特性を一定のままにしなければならない。

提案されている解決策の１つは、基板の局部上と、投射システムの終端素子と液体閉じこめシステムを使用する基板との間の中とにのみ液体を供給する液体供給システムである（基板は通常、投射システムの終端素子よりも大きな表面積を有している）。この解決策を実施するために提案されている１つの方法が国際公開公報ＷＯ ９９／４９５０４に開示されている。液体は、少なくとも１つの入り口から基板上へと供給され、好ましくは、終端素子に対する基板の移動方向に沿って供給され、投射システムの下を通過後に少なくとも１つの出口から除去される。提案されている別の解決策は、投射システムの終端素子と基板テーブルとの間の空間における少なくとも一部の境界に沿って延伸されたシール部材を備えた液体供給システムを提供するものである。シール部材は、Ｚ方向において（光軸方向において）相対運動が幾分あり得るものの、ＸＹ平面において投射システムに対して実質的に固定されている。シール部材と基板表面との間にシールが形成されている。このシールは、ガスシールのような非接触シールであることが好ましい。このようなシステムは、ヨーロッパ特許出願Ｎｏ． ０３２５２９５５．４に開示されている。

しかしながら、投射システムの底部の周囲に存在する液体が、露光劣化の発生に関わる素子を変形させることがわかっている。液体はまた、投射システムに侵入し、装置の精密部品を経時的に破損もしくは変形させ得る。

米国特許公報ＵＳ ６，１９０，７７８は、有機化合物を使用するシリコン・オブジェクトを接合する方法を開示している。米国特許公報ＵＳ ４，９８３，２５１は、中間層のない、直接接合と呼ばれる接合方法と、焼きなましとを開示している。米国特許公報ＵＳ ５，０５４，６８３には、ホウ素を含有する接続層がある接合方法が記載されている。接続層と共に二体を接合させるために、これらが一緒にプレスされ、熱処理される。

本発明の目的は、オブジェクティブにおける光学素子のための保持装置、具体的には、光学素子の変形と、変形に起因する結像精度とに関して、液浸リソグラフィにおけるリソグラフィ・オブジェクティブに対する要求を満たすのに好適な保持装置であるが、これに限定されない保持装置を作り出すことである。

本発明によれば、この目的は、オブジェクティブにおける光学素子のための保持装置であって、一方がオブジェクティブに接続され、他方が少なくとも間接的に光学素子に接続されたマウントを備え、マウント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部材を配設された保持装置により達成される。

本発明に従って、マウントと光学素子との間には、本発明に係る保持装置の実質的な補強が有益に確保される補強部材が配設され、その結果、液浸リソグラフィにおいて発生する力による光学素子の変形が生じないように光学素子を強固に保持するのに貢献する。

本発明に従うと、補強部材は、光学素子の熱膨張係数と実質的に一致する熱膨張係数を有するという事実により、浸漬媒体の温度変化の場合、もしくはレーザ放射動作の場合に、２つの部材の膨張に関して差異が生じることがない。その結果、光学素子は、マウントから分離され、上記で概要を述べた、異なる熱膨張の問題は、オブジェクティブ内部の別の箇所へ移り、その影響はごく僅かとなる。

更に、本発明に係る補強部材は、オブジェクティブを浸漬媒体から密封するのに大変良好な可能性をもたらす。このため、有益な改良では、シールもしくはガスケットは、光学素子と補強部材との間に配設される。

補強部材及び光学素子の熱膨張係数を少なくともほぼ同一にすることを特に簡素に可能にするには、補強部材と光学素子とを同一の材料で構成することである。
本発明の別の有益な改良では、補強部材と光学素子とがリンギング接続によって互いに接続されていることを更に提供可能である。第１に、この改良は、補強部材と光学素子との間の接続を非常に容易に実施可能にし、第２に、たとえ適切な上述のシール装置がなくても、浸漬媒体がオブジェクティブ内に侵入できないように光学素子と補強部材との間の非常に良好な密封性を確保する。

更に、リンギング接続の密封性を高めるために、光学素子の接触面と補強部材の接触面とをリンギングする前に化学反応液で処理し、リンギングした後に１５０℃を越える温度に曝すことを提供できる。

本発明の有益な展開において、リンギング接続の密封性は、光学素子及び／もしくは補強部材がリンギング接続領域に保護層が設けられているときに高まる。
オブジェクティブ内へ侵入する浸漬媒体において起こり得るガス抜きを防止するために、本発明の更に有益な展開において、シールもしくはガスケットをマウントと補強部材との間に配設することができる。それによって、シールもしくはガスケットはシールもしくはガスケットと、浸漬媒体との接触を避けるように配設できる。

光学素子と、光学素子のための保持装置とを備えるオブジェクティブであって、保持装置は、一方がオブジェクティブに接続され、他方が少なくとも間接的に光学素子に接続されたマウントを備え、マウント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部材が配設されていることを特徴とするオブジェクティブが請求項２４にて特定されている。

請求項３２では、放射線のための投射ビームを供給する照明システムと、パターン形成手段を支持する支持構造と、基板を保持する基板テーブルと、前記基板の目標部上へパターン形成ビームを投射する投射システムとを備え、前記投射システムは、光学素子と、マウントを備える該光学素子のための保持装置とを備えるオブジェクティブを備え、前記マウントは、一方が前記オブジェクティブに接続され、他方が少なくとも間接的に前記光学素子に接続され、前記マウントと前記光学素子との間に、熱膨張係数が前記光学素子の熱膨張係数と実質的に一致する補強部材が配設されていることを特徴とするリソグラフ装置が請求されている。

請求項３３から、光学素子と補強部材とをリンギングすることで互いに接続されている、光学素子と補強部材とを接続する方法が実現される。
請求項３２記載のリソグラフィ・オブジェクティブを使用することで半導体素子を製造する方法が請求項３８に記載されている。

本発明の別の有益な改良は、他の従属請求項から得られる。本発明の模範となる実施形態は、図面を用いて以下に概ね説明されている。
図１は、オブジェクティブの第１実施形態を示し、オブジェクティブは、リソグラフィ・オブジェクティブ１として設計され、特に、液浸リソグラフィに適切であるとともに、他の形態のリソグラフィ及び他の目的に使用可能なものである。液浸リソグラフィ自体は周知であるので、液浸リソグラフィの方法は、ここでは詳細を検討しない。リソグラフィ・オブジェクティブ１は、ハウジング２を備え、ハウジング２は、非常に概略的に表されており、その内部には、複数の光学素子３が周知の方法で配設されているが、光学素子３の数及び配置は単なる例に過ぎない。

ハウジング２の底面に取り付けられているのは、基本構造もしくはマウント４であり、基本構造もしくはマウント４は、前記ハウジングから離脱可能に接続できるように、例えば、ネジ山（図示せず）によってハウジング２にネジ止めされている。当然、マウント４がハウジング２から離脱可能であることを用いた、マウント４をハウジング２へ接続する他の方法も着想可能である。マウント４は、詳細を以下で説明する保持装置６によってマウント４に保持された終端板もしくは終端素子５を収容する役目をするとともに、浸漬媒体７からリソグラフィ・オブジェクティブ１の下方を密封する。保持装置６は、終端素子５のために使用される代わりに、光学素子のために非常に一般的に使用可能である。

保持装置６の一部として、マウント４と終端素子５との間に配設されているのは、接続及び／もしくは補強部材８であり、接続及び／もしくは補強部材８は、終端素子５をマウント４に接続している。補強部材８は、マウント４から終端素子５のｚ軸方向もしくは軸方向に空間を確保するためのクランク９を備えているものであり、確実に終端素子５をマウント４にしっかりと取り付けている。

浸漬媒体７から終端素子５へと起こり得る熱伝導がマウント４に伝わらないように、補強部材８は、終端素子５の熱膨張係数と実質的に一致する熱膨張係数も有している。可能な限り簡素な方法で熱膨張係数の実質的な一致を実現するために、補強部材８は終端素子５と同一の材料からなるのが好ましい。リソグラフィ・オブジェクティブ１の場合、ＤＵＶ領域（つまり、２４８ｎｍ）や、ＶＵＶ領域（つまり、１９３ｎｍ）、１５７ｎｍ領域で動作するので、終端素子５及び補強部材８に使用される材料は、実質的に、水晶（ＳｉＯ₂）もしくはフッ化カルシウム（ＣａＦ₂）である。終端素子５が実質的にＣａＦ₂から構成されている場合、補強部材８に、例えば、真鍮を使用することができる。その理由は、この材料がフッ化カルシウムの熱膨張係数に非常に類似した熱膨張係数を有しているからである。いずれにしても、浸漬媒体７に耐性を有する材料が終端素子５と補強部材８とに使用されるべきである。液体、例えば水が、浸漬媒体として使用されるのが好ましい。

終端素子５は、リンギング接続１０によって補強部材８に接続され、このリンギング接続１０が取り得る形状は、図６ａ，６ｂ，６ｃに詳細が検討されている。リンギング接続１０は、それ自体が周知の方法で製造可能であり、非常に良好な密封性を接続部材５と補強部材８との間の接続に既にもたらし、特に、これら２つのリンギング相手、つまり、補強部材８及び終端素子５は、リンギングするにあたって化学反応液で処理され、リンギングした後に５０℃を越える温度に曝される。この密封性を更に向上させるため、図示された実施形態の場合には、シールもしくはガスケット１１が終端素子５と補強部材８との間に配設されている。シール１１は、リンギング接続１０に加えて、終端素子５と補強部材８との間の接着隙間に密封性を確保し、接着ギャップにおいて起こり得る毛管現象の場合にも浸漬媒体７が侵入するのを防いでいる。シール１１は、浸漬媒体７に対して反応を示さず、僅かにしか膨張し得ないものが好ましい。シール１１は、終端素子５及び補強部材８の熱膨張係数と実質的に一致する熱膨張係数を有していることが好ましい。シール１１は、リンギング接続１０の内側、外側、そして、両側に配設できる。適切な場合、シール１１は、例えば、シールリング及びガスケットというように分離した部品とすることができる。この場合、リンギング接続１０及び／もしくはシール１１もまた、確実にリソグラフィ・オブジェクティブ１を気密にする。

また、リンギング接続１０の代用として想到できることは、接着及び／もしくははんだ付けによって終端素子５を補強部材８に接続することであり、はんだは、はんだ付けに使用される場合に必要とされる可能な限り低温の溶解性のものである。リンギング接続１０は、気密で、実質的に浸漬媒体７との接触に影響を受けないので、リンギング接続１０の内側において可能な、いかなる追加的な安全接合も適切に保護する。リンギング接続１０及びはんだ接続（図示せず）の双方は、終端素子５を補強部材８に強固に接続し、終端素子５及び補強部材８の熱膨張係数が実質的に一致しているので、生じ得る力の伝達に関する問題は発生しない。

図示されていない方法において、終端素子５及び補強部材８を互いに一体に設計することもできる。つまり、１つの一体型部品で、一方では、終端素子５の実機能、特に、浸漬媒体７の方向におけるリソグラフィ・オブジェクティブ１の終端を確保でき、他方では、マウント４への終端素子５の強固な取り付けを確保できる。この部品は、光学面を必要とするであろう。つまり、終端素子５が形成された部分は、十分に小さい厚みを有する一方、補強部材８が形成された部分は、そのような部品が光学面の剛性が確保されるように設計されている必要があろう。

マウント４は、例えば高品質鋼のような金属材料からなるのが好ましい。マウント４は、高品質鋼に代えて、セラミック、インバール、ゼロデュア、真鍮、その他の金属合金からなっていてもよい。これら材料の違い、及び個々の長所自体は周知であるため、ここでは詳細を検討しない。当然、マウント４の材料は、性質の面でハウジング２の材料と合致していることが好ましい。

補強部材は、複数の弾性支持点１２によってマウント４内部に支持されており、好ましくは、３つの弾性支持点１２が設けられている。例えば、スプリング部材を弾性支持点１２として使用することができる。多数の非常に柔らかいスプリング部材を用いた弾性包埋もまた考えられる。これらの双方の場合において、補強部材８をマウント４の軸受け点に接続するには、強力接着剤、クランプ、はんだ付けの使用が適している。マウント４内部に補強部材８のアイソスタティック軸受けを設けてもよい。

理論的に同様に可能な環状ブレードもしくは３つの弾性支持点による軸受けの場合、異なる熱膨張係数を分離するには、軟質ゴム接着剤が適用されるべきである。他の用途において周知となっている最も適した解決策を補強部材８の軸受けに使用できる。

更に、この場合には、補強部材８のニュートラルファイバ、つまり、補強部材８において最小の変形が予想される領域に作用する締結部材１３が設けられている。
浸漬媒体７、もしくは浸漬媒体７から発生し得るガス抜けに対して締結部材１３を保護するために、追加的なシールもしくはガスケット１４がマウント４と補強部材８との間に設けられている。このシール１４は、シール１４と浸漬媒体７との接触を避けるように配設され得る。この場合、シール１４は、蛇腹のように形作られた非常に薄い膜状に設計され、接着点１４ａ及び１４ｂにて、終端素子５に接着されている。尚、接着点１４ａ及び１４ｂは、締結部材８に接着される一方、浸漬媒体７の外側に配置される必要がある。シール１４は、補強部材８のマウント４への接続を強固にする場合、具体的には、軟質ゴム接着材もしくはセメントが使用される場合に、追加的な保護として機能する。例えば、型にニッケル電着を施すことで膜状のシール１４を製造できる。この場合、シール１４は、補強部材８に可能な限り変形が伝達しないような寸法にされるべきである。接着点１４ａ及び１４ｂは、補強部材８に実施的に影響を与えないようにシール１４を非干渉化している。マウント４における補強部材８を締結する軟性ゴム接着剤、及びシール１４を締結する軟性ゴム接着剤はともに、湿気の影響で膨張する可能性がある。そのため、シール１４にはんだ付けを行って、軟性ゴム接着剤を確実に湿気から隔離するのが好ましい。

図２に基づくリソグラフィ・オブジェクティブ１、及び終端素子５を保持するための保持装置６の場合、弾性支持点１２の代わりに、マウント４内部の補強部材８に追加的な固定を付与する複数の接着点１５が設けられている。更に、図２には、リソグラフィ・オブジェクティブ１によって周知の方法で製造されるウエハー１６が図示されており、ここでは、浸漬媒体７の高さが終端素子５と補強部材８との間の接続の高さを上回ってる。

図３には、浸漬媒体７の複数の充填高さが図示されており、これらの充填高さは、液浸リソグラフィでリソグラフィ・オブジェクティブ１を使用する際に起こり得る高さである。充填高さ、つまり、浸漬媒体の高さ７ａは、終端素子５の下側光学面の高さであり、この状態では、終端素子５と補強部材８との間の接続、つまり、例えば、リンギング接続１０の密封性に関して、特別な用意は必要ではない。終端素子５の外面に接する浸漬媒体高さ７ｂの場合も同様のことが言えるものの、この高さでは、流動に起因して、浸漬媒体７が終端素子５と補強部材８との間の接続領域に達する可能性が高いことを述べておく必要がある。最後に、浸漬媒体高さ７ｃの場合、浸漬媒体７は、終端素子５と補強部材８との間の接続の上方に位置しているので、この接続の密封性に対してより厳しく要求がなされる。これらの要求を満たす可能性については、例えば、シール１１と、接着及び／もしくははんだ接続に関して、既に述べている。加えて、マウント４、終端素子５及び補強部材８は、コーティングもしくは適切な化学的手法を施すことによって、浸漬媒体７の腐食作用から保護することができる。

図４に基づくリソグラフィ・オブジェクティブ１、及び／もしくは保持装置６の実施形態では、マウント４と補強部材との間の熱膨張係数の差は、弾性分離部材１７によって分離がなされている。本実施形態において、弾性分離部材１７は、周接続リング１８を有し、周囲接続リング１８は、３つの結合部材１９がマウント４の方向と補強部材８の方向とに伸び、これら２つの要素に例えば接着されるのが好ましい。結合部材１９は、接続リング１８と一体に設計されており、補強部材８の偏心を設定できることによって、各々が強固な結合を形成する。周囲接続リング１７を介して結合部材１９を接続する代わりに、補強部材８及び／もしくはマウント４の周囲に、複数の個別の、好ましくは３つの弾性分離部材１７を配設することも可能である。分離部材１７は、ここでは補強部材８のアイソスタティック軸受けを形成する。

リソグラフィ・オブジェクティブ１の上述した全ての実施形態において、操作装置（図示せず）、もしくは終端素子５の軸位置を調整するような大きさに研磨されたディスクを使用することも可能である。尚、終端素子５の軸位置とは、光軸（ｚ軸）に沿った配置であり、いわゆる傾斜のことである。図５に図示されているのは、リソグラフィ・オブジェクティブ１と保持装置６の別実施形態であり、具体的には、この実施形態では、角度αだけの許容傾斜の調整を簡素化している。この場合、補強部材８は、その面をマウント４に向けて配設されており、弾性分離部材１７は、球面２０もしくは半径を有している。マウント４を補強部材８に関して球面２０上で変位させることにより、補強部材８の傾斜、同様に終端素子５の傾斜を所望の値に設定できる。この傾斜は、いわゆるターニングインという周知の方法によって行うことができる。この値を設定した後、補強部材８における弾性分離部材１７の支持点に低溶解はんだを使用することで接着もしくははんだ付けを行うことが可能となる。加えて、強力接着剤を使用すると、ラジアルデカップリング（図示せず）が付与される。

終端素子５と補強部材８との間のリンギング接続１０の複数の形状が図６ａ，６ｂ，６ｃに図示されている。図６ａに図示されているリンギング接続１０の場合、終端素子５及び補強部材８はともにそれぞれ平面を有している。図６ｂに基づく設計では、終端素子５のリンギング面が凸面からなる一方、補強部材８がこの領域にて凹面からなっている。これとは対照に、図６ｃに基づく設計では、終端素子５には凹状リンギング面が設けられ、補強部材８には凸状リンギング面が設けられている。リンギング面が凸面もしくは凹面であることに関わらず、これらリンギング面はそれぞれ、球面状もしくは非球面設計とすることができるが、双方のリンギング面の一方が球面設計、もしくは、双方が非球面設計の場合でも、終端素子５と補強部材８との間の接続を最良にするために、一致する湾曲を有するべきである。

図７に基づくリソグラフィ・オブジェクティブ１及び保持装置６の実施形態の場合、リソグラフィ・オブジェクティブ１の内部に配設された終端素子５と光学素子３との間の空間を好ましくは不活性ガスで洗浄できる。尚、この空間はガス空間２１として以下に示されている。洗浄する目的のため、ガス供給ライン２２がガス空間２１へとマウント４を貫通し、ガス除去ライン２３がガス空間２１から外側へ通じている。この方法では、浸漬媒体として水が使用され、水蒸気が含まれている場合に、浸漬媒体７のガス抜き成分が終端素子５と光学素子３との間のガス空間２１に到達し得るリスクを最小限に抑えることができる。ガス空間２１における圧力は、詳細を記載もしくは図示していない方法で制御できる。ガス空間２１は、更に、浸漬媒体で洗浄することも可能である。

図８に基づく保持装置６及びリソグラフィ・オブジェクティブ１の実施形態は、リング２５によって区画され、浸漬媒体７が配設された浸漬媒体空間２４を洗浄する配置を示している。この場合、リング２５には、ガス供給ライン２６とガス排出ライン２７とが設けられ、ガス排出ライン２７は、吸引ポンプ（図示せず）に接続されているのが好ましい。ガス供給ライン２６を介して、ガスがウェハー１６の方向へ吹かれ、環状に配設されたノズル２８を介して、ガス隙間２９へ至る。ガス排出ライン２７を介したガスの排出は、環状形態でリング２５を貫通する溝３０を介して行われる。この方法で、ウェハー１６に対するリング２５の自由な動きが確保され、そのために設けられた浸漬媒体空間２４に浸漬媒体７が保持される。光軸方向における位置公差を補償できるようにするとともに、均圧を可能にするために、リング２５は、終端素子５の方向に上に開いており、これによって浸漬媒体７から抜けたガスが常時排出される。ガス排出の目的は、浸漬媒体７の充填高さよりも上方に配設された排出ライン３１によって達成される。当然、排出ライン３１をマウント４へ一体化することも可能であろう。

図示されていない方法では、浸漬媒体７が動いている最中に浸漬媒体空間２４内部に振動が生じないようにするために、浸漬媒体７内部に配設された終端素子５の領域を最適な流れとなるように設計することが可能である。

図９に基づくリソグラフィ・オブジェクティブ１の実施形態の場合には、終端素子５と補強部材８との間の密封は不要であり、ここで生じている浸漬媒体７の充填高さ７ｄは、ガス空間２１内部の圧力によって制御もしくは調整することができる。

図１０に図示されているのは、操作装置３２であり、操作装置３２は、終端端子５を光軸に沿って、光軸に垂直な平面内で変位可能にし、且つ／もしくは、光軸に垂直な軸の回りに傾斜可能にする。この場合、この目的のために、操作装置３２は、ハウジング２とマウント４との間のハウジング２の周囲に配設された複数のアクチュエータ３３を備える。前記アクチュエータは、周知の方法で終端素子５の上述の変位を実現できる。加えて、もしくは、その代わりとして、ウェハー１６が載置された支持板３４も上記で特定した方向に変位及び／もしくは傾斜させることができる。

アクチュエータ３３は、任意に制御可能もしくは調整可能に設計でき、調整されたアクチュエータ３３は、統合センサシステムを前提としている。終端素子５の傾斜及び／もしくは偏心及び／もしくは軸位置を決定する測定システム（図示せず）をこの目的のために操作装置３２に接続できる。更に、終端素子５の傾斜及び／もしくは偏心及び／もしくは軸位置を調整するために、操作装置３２を備える閉ループ制御回路と、測定システムと、制御システムとを設けることも可能である。操作装置３２に代えて、終端素子５の軸位置を設定するために、周知のスペーサを使用することも可能である。

終端素子５と補強部材８とが互いに接触する領域には、図１１に基づく拡大図に示されているように、終端素子５と補強部材８との双方に保護層３５が設けられている。この保護層３５を設けたのは、第１に、浸漬媒体７が終端素子５と補強部材８との間のリンギング接続１０を緩めることを防止するためであり、第２に、補強部材８がリンギング接続１０の領域にて終端素子５の材料に直接接触してしまうことを防止するためである。この方法では、他に発生し得る終端素子５の材料の初期の溶解のおかげで、かみ合いが変化してしまうことを防止できる。その理由は、保護層３５に当たるレーザ放射の全ての波長にて、終端板５のリンギング接続１０の適切な保護が確保されるからである。適切な場合、保護層３５を終端素子５もしくは補強部材８のみに施すことができ、終端素子５の形状及び補強部材の形状は重要でない。

この目的のため、保護層３５の材料は、水難溶性と、良好な不透水性もしくは低透水性とを示すとともに、終端素子５の材料、好ましくは、ＣａＦ₂基板に接着性を有しているべきである。一般的な先行技術で知られている、いわゆるゾルゲル材料が、具体的には、層材料としての検討材料に入り、ゾルゲル材料は、ほぼ有機溶媒混合液で形成され、酸化物層及びフッ化物層の双方に非常に効果的に接着する。ゾルゲル保護層を適用する可能性は、とりわけスピンコーティングと、ディップコーティングと、スプレーイオンコーティングと、スプレッドコーティングとに存在する。終端素子５及び補強部材８に保護コーティング３５を施すことに他の方法を採用することも当然可能である。記載された方法は、他のコーティング方法と比較して、非常に簡素で迅速、低い技術費用で実行可能な保護層３５を施す様式である。これは、特に、リンギング接続１０の領域における終端素子５及び補強部材８の複雑な形状に起因している。

水溶性と透水性と接着強度とに関して必要な特性が守られている限り、個別のコーティングに加え、複数のゾルゲル個別層からなる層構造を採用することも可能である。
発生し得るコーティングのひびを防止するために、層厚を１μｍ未満とすることが推奨される。照射もしくは反射に関して満たさなければならない仕様はないので、保護層３５を透過的且つ吸収的なものにできる。

図１２は、本発明の特定の実施形態に関するリソグラフ装置を図示している。この装置は、放射線（例えば紫外線）の投射ビームＰＢを供給する照明システム（照明器）ＩＬと、パターン形成手段（例えばマスク）ＭＡを支持し、アイテムＰＬに対してパターン形成手段を正確に位置決めする第１の位置決め手段に接続された第１の支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジストコートされたウェハー）Ｗを保持し、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めする第２の位置決め手段に接続された基板テーブル（例えばウェハーテーブル）ＷＴと、パターン形成手段ＭＡによって投射ビームＰＢに与えられるパターンを基板Ｗの目標部（例えば１つ以上のダイからなる）Ｃ上に形成する投射システム（例えば屈折投射レンズ）ＰＬとを備える。投射システムＰＬは、上述のオブジェクティブ１を備えるか、上述のオブジェクティブ１からなる。

ここで記載されているように、この装置は、透過型（例えば、上述した一種のプログラマブルミラーアレイを採用）である。照明器ＩＬは、放射源から放射ビームを受ける。この放射源及びリソグラフ装置は、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別体でも良い。そのような場合には、放射源は、リソグラフ装置の一部を形成するものとはみなされず、放射ビームは、例えば、適切な方向づけミラー及び／もしくはビーム拡大器を備えるビーム発射システムを用いて放射源から照明器ＩＬへと通過する。他の場合、例えば、放射源が水銀灯である場合には、放射源は、装置と一体部品としてもよい。放射源及び照明器ＩＬは、必要に応じてビーム発射システムとともに、放射システムと呼ばれてもよい。

本発明に係る保持装置を備えた本発明に係るオブジェクティブの第１実施形態を示す。 本発明に係る保持装置を備えた本発明に係るオブジェクティブの第２実施形態を示す。 浸漬媒体の充填高さを異ならせた図２のオブジェクティブを示す。 本発明に係る保持装置を備えた本発明に係るオブジェクティブの第３実施形態を示す。 本発明に係る保持装置を備えた本発明に係るオブジェクティブの第４実施形態を示す。 光学素子と補強部材との間のリンギング接続の種々の形状を示す。 本発明に係る保持装置を備えた本発明に係るオブジェクティブの第５実施形態を示す。 本発明に係る保持装置を備えた本発明に係るオブジェクティブの第６実施形態を示す。 本発明に係る保持装置を備えた本発明に係るオブジェクティブの第７実施形態を示す。 本発明に係る保持装置を備えた本発明に係るオブジェクティブの第８実施形態を示す。 光学素子が保護層を備えた場合における補強部材への光学素子の接続を示す。 本発明に係るオブジェクティブを備えるリソグラフ装置を示す。

Claims (26)

1. 光学素子（５）と、マウント（４）を備える該光学素子（５）のための保持装置（６）とを備える、液浸リソグラフィ・オブジェクティブ（１）であって、前記マウント（４）は、一方が前記液浸リソグラフィ・オブジェクティブ（１）に接続され、他方が少なくとも間接的に前記光学素子（５）に接続され、前記マウント（４）と前記光学素子（５）との間に、補強部材（８）が配設され、シールもしくはガスケット（１１）が前記光学素子（５）と前記補強部材（８）との間に配設され、前記光学素子（５）及び前記補強部材（８）は、接着、はんだ付け又はリンギング接続（１０）によって互いに接続され、前記光学素子（５）が光軸に沿って、且つ／もしくは前記光軸に対して垂直な平面面内で変位され得るように、且つ／もしくは前記光学素子（５）が前記光軸に対して垂直な軸の回りに傾斜され得るように操作装置（３２）が設けられていることを特徴とするオブジェクティブ。
2. 請求項１記載のオブジェクティブであって、前記補強部材（８）の熱膨張係数が前記光学素子（５）の熱膨張係数と実質的に一致することを特徴とするオブジェクティブ。
3. 請求項２記載のオブジェクティブであって、前記補強部材（８）及び前記光学素子（５）は、同一の材料から構成されていることを特徴とするオブジェクティブ。
4. 請求項３記載のオブジェクティブであって、前記補強部材（８）及び前記光学素子（５）は、実質的にＳｉＯ₂から構成されていることを特徴とするオブジェクティブ。
5. 請求項３記載のオブジェクティブであって、前記光学素子（５）及び前記補強部材（８）は、実質的にＣａＦ₂から構成されていることを特徴とするオブジェクティブ。
6. 請求項１記載のオブジェクティブであって、前記光学素子（５）及び前記補強部材（８）はそれぞれ、前記リンギング接続（１０）の領域に実質的に平らな表面を備えることを特徴とするオブジェクティブ。
7. 請求項１記載のオブジェクティブであって、前記光学素子（５）及び前記補強部材（８）はそれぞれ、前記リンギング接続（１０）の領域に球状表面を備えることを特徴とするオブジェクティブ。
8. 請求項１記載のオブジェクティブであって、前記光学素子（５）及び前記補強部材（８）はそれぞれ、前記リンギング接続（１０）の領域に非球状表面を備えることを特徴とするオブジェクティブ。
9. 請求項１乃至８のいずれか記載のオブジェクティブであって、前記光学素子（５）及び／もしくは前記補強部材（８）は、前記リンギング接続（１０）の領域に保護層（３５）を設けられていることを特徴とするオブジェクティブ。
10. 請求項９記載のオブジェクティブであって、前記保護層（３５）は、ゾルゲル材料で形成されていることを特徴とするオブジェクティブ。
11. 請求項１乃至１０いずれか記載のオブジェクティブであって、シールもしくはガスケット（１４）は、前記マウント（４）と前記補強部材（８）との間に配設されていることを特徴とするオブジェクティブ。
12. 請求項１１記載のオブジェクティブであって、前記シールもしくは前記ガスケット（１４）は、該シールもしくは該ガスケット（１４）と、浸漬媒体（７）との接触を避けるように配設されていることを特徴とするオブジェクティブ。
13. 請求項１乃至１２いずれか記載のオブジェクティブであって、前記補強部材（８）は、アイソスタティック軸受けによって前記マウント（４）内部に保持されていることを特徴とするオブジェクティブ。
14. 請求項１３記載のオブジェクティブであって、前記アイソスタティック軸受けは、前記補強部材（８）と前記マウント（４）との間に複数の、好ましくは３つの弾性支持点（１２）を備えることを特徴とするオブジェクティブ。
15. 請求項１乃至１４いずれか記載のオブジェクティブであって、前記補強部材（８）は、複数の締結部材（１３）によって前記マウント（４）に取り付けられていることを特徴とするオブジェクティブ。
16. 請求項１５記載のオブジェクティブであって、前記締結部材（１３）は、前記補強部材（８）のニュートラルファイバに作用することを特徴とするオブジェクティブ。
17. 請求項１乃至１６いずれか記載のオブジェクティブであって、少なくとも１つの弾性分離部材（１７）が、前記マウント（４）と前記補強部材（８）との間に配設されていることを特徴とするオブジェクティブ。
18. 請求項１７記載のオブジェクティブであって、前記弾性分離部材（１７）は、前記補強部材（８）の球状表面（２０）に載置される複数の結合部材（１９）を備えることを特徴とするオブジェクティブ。
19. 請求項１乃至１８いずれか記載のオブジェクティブであって、前記光学素子は、終端素子（５）として設計されていることを特徴とするオブジェクティブ。
20. 請求項１記載のオブジェクティブであって、前記光学素子（５）と、液浸リソグラフィ・オブジェクティブ（１）内部に配設された光学素子（３）との間に、ガスもしくは浸漬媒体のための供給ライン（２２）と、ガスもしくは浸漬媒体のための除去ライン（２３）とが配設されていることを特徴とするオブジェクティブ。
21. 請求項１記載のオブジェクティブであって、前記光学素子（５）と浸漬媒体（７）との間に、浸漬媒体空間（２４）に通じる、ガス供給ライン（２６）とガス除去ライン（２７）とが配設されていることを特徴とするオブジェクティブ。
22. 請求項１記載のオブジェクティブであって、前記光学素子（５）の前記傾斜、及び／もしくは前記偏心、及び／もしくは軸位置を決定する測定システムが前記操作装置（３２）に接続されていることを特徴とするオブジェクティブ。
23. 請求項２２記載のオブジェクティブであって、前記操作装置（３２）と、前記測定システムと、制御装置とを備え、前記光学素子（５）の前記傾斜、及び／もしくは前記偏心、及び／もしくは軸位置を制御する制御ループが設けられていることを特徴とするオブジェクティブ。
24. 放射線の投射ビーム（ＰＢ）を供給する照明システム（ＩＬ）と、パターン形成手段（ＭＡ）を支持する支持構造（ＭＴ）と、基板（Ｗ）を保持する基板テーブル（ＷＴ）と、前記基板（Ｗ）の目標部（Ｃ）上へパターン形成ビームを投射する投射システム（ＰＬ）とを備え、前記投射システム（ＰＬ）は、光学素子（５）と、マウント（４）を備える該光学素子（５）のための保持装置（６）とを備える液浸リソグラフィ・オブジェクティブ（１）を備え、前記マウント（４）は、一方が前記液浸リソグラフィ・オブジェクティブ（１）に接続され、他方が少なくとも間接的に前記光学素子（５）に接続され、前記マウント（４）と前記光学素子（５）との間に、補強部材（８）が配設され、シールもしくはガスケット（１１）が前記光学素子（５）と前記補強部材（８）との間に配設され、前記光学素子（５）及び前記補強部材（８）は、接着、はんだ付け又はリンギング接続（１０）によって互いに接続され、前記光学素子（５）が光軸に沿って、且つ／もしくは前記光軸に対して垂直な平面面内で変位され得るように、且つ／もしくは前記光学素子（５）が前記光軸に対して垂直な軸の回りに傾斜され得るように操作装置（３２）が設けられていることを特徴とするリソグラフ装置。
25. 液浸リソグラフィ・オブジェクティブ（１）における、光学素子（５）と補強部材（８）とを接続する方法であって、
    前記光学素子（５）と前記補強部材（８）とを、リンギング接続（１０）によって互いに接続し、
    保護層（３５）を、ゾルゲル法によって前記光学素子（５）及び／もしくは前記補強部材（８）における前記リンギング接続（１０）の領域に設け、
    前記光学素子（５）の接触面と前記補強部材（８）の接触面とをそれぞれ、リンギングする前に化学反応液で処理し、リンギングした後に１５０℃を越える温度に曝すことを特徴とする方法。
26. 請求項２４記載のリソグラフィ・オブジェクティブを使用することで半導体素子を製造する方法。

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