JP5639145B2 - 光学アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、マイクロリソグラフィ用、例えばＥＵＶマイクロリソグラフィ用の投影露光装置で特に用いる、光学アセンブリに関する。さらに、本発明は、光学アセンブリを用いる照明光学系及び投影光学系に関する。さらに、本発明は、この種の光学アセンブリを備える投影露光装置、微細構造又はナノ構造コンポーネントを製造する方法、及びこの種の方法により製造したコンポーネントに関する。

本出願は、２００９年３月２７日付けで出願された米国仮出願第６０／１６３９２９号の米国特許法第１１９条（ｅ）項（１）の下での利益を主張する。

ミラー本体及び支持体を有する光学アセンブリは、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、及び特許文献５から既知である。

米国特許出願公開第２００５／０１１１０６７号明細書 独国特許第１００ ５０ １２５号明細書 米国特許出願公開第２００４／０２２８０１２号明細書 米国特許第７，１５８，２０９号明細書 米国特許第７，０６８，３４８号明細書

本発明の目的は、冒頭に述べたタイプの光学アセンブリを、その熱安定性を向上させるように開発することである。

この目的は、本発明に従って、請求項１に開示する特徴を有する光学アセンブリにより達成される。

本発明によれば、支持体部分の１つの少なくとも１つの表面部分を変更することにより、２つの支持体部分間の温度差に影響を及ぼすことが可能となることが認識された。この温度差は、特に、例えば熱誘起による「バイメタル効果」が生じ得ないよう最小化することができる。このバイメタル効果は、ミラー本体が第１支持体部分及び第２支持体部分と機械的なヒートブリッジを介して接触する場合に生じ得る。結果として、少なくとも１つの表面部分の変更によりその安定性に関して熱的に改善した光学アセンブリの提供が可能となる。変更表面部分の熱放出係数（thermal emission coefficient）ε_ｍと非変更表面部分の熱放出係数ε_ｕとの差は、１０％より大きくてもよく、２０％より大きくてもよく、５０％より大きくてもよく、１００％より大きくてもよい。２つの放出係数間の比は、２倍より大きくてもよく、５倍より大きくてもよく、８倍より大きくてもよく、１０倍より大きくてもよく、さらには１５倍より大きくてもよい。２つの支持体部分間の少なくとも部分的に熱分離する領域は、２つの支持体部分を部分的又は完全に互いに熱的に絶縁する材料の層とすることができる。少なくとも部分的に熱分離する領域は、２つの支持体部分間の真空排気体積とすることもでき、２つの支持体部分を別個の場所で互いに機械的に接続することが可能である。光学アセンブリ全体又はそのコンポーネントは、真空排気可能な少なくとも１つのチャンバに収容することができる。光学アセンブリの少なくとも１つのミラーは、照明チャネルを予め定める複数のファセットを有するファセットミラーとすることができる。光学アセンブリは、この種のファセットミラーを厳密に１つ有し得る。変更表面部分の放出係数は、非変更表面部分の熱放出係数と少なくとも１０％異なる。これは、全く同一の表面部分を変更することにより、熱放出係数の差が少なくとも１０％になることを意味する。少なくとも１つの変更表面部分は、光学アセンブリのミラー本体を変位させるためのアクチュエータコンポーネントの表面部分であり得る。

請求項２に記載の加工表面部分は、既知の加工により、特に材料加工法により生成することができるため、加工に応じて、所定の変更熱放出係数ε_ｍを微調整することができる。

請求項３に記載の微細構造は、加工表面部分の表面を拡大すると、非変更熱放出係数ε_ｕと比べて変更熱放出係数ε_ｍの増加をもたらす。微細構造は、典型的寸法がマイクロメートル範囲、例えば０．５マイクロメートル〜１００マイクロメートルの範囲である構造である。鋸歯構造、トラフ構造、又は微細リブを微細構造として用いてもよい。この場合、これらの構造は、空間的に周期的に配置することができる。しかしながら、微細構造を不規則に、すなわち互いに統計的に変わる間隔で配置することが可能であり、例えば、隣接する構造の間隔は、随意に付加的に指向方向を有する所定の分配に従うことができる。

請求項４に記載の回折構造は、特に、これがなければミラーの熱負荷を大きくしかねないミラーに作用する波長について、付加的な反射効率をもたらすことができる。特に、回折構造は、ＩＲ（赤外）波長用に設計することができる。

請求項５に記載のナノ構造は、加工表面部分の表面の特に有利な拡大と、それに対応して変更熱放出係数の増加をもたらす。ナノ構造は、典型的寸法がナノメートル範囲、例えば３０ナノメートル〜５００ナノメートルの範囲である構造である。この場合、これらの構造は、互いに対して空間的に規則的に配置することができる。代替的に、これらの構造は、不規則に、すなわち互いに統計的に変わる間隔で配置することもでき、例えば、隣接する構造の間隔は、随意に付加的に指向方向を有する所定の分配に従うことができる。

ノッチ又は穴、特にめくら穴を、請求項６に記載のｍｍ構造又はｃｍ構造として加工表面部分に構成することができる。

請求項７に記載の表面層を選択的に用いて、加工表面部分の熱放出係数を増減させることができる。酸化物層、ワニス、異物コーティング（extraneous substance coating）、ガラスコーティング、又は金属層、例えばクロム層を、表面層として用いることができる。表面層は、その化学組成に関して表面層で覆われる材料と異なり得る。

請求項８に記載の変位可能な被覆体は、変更表面部分の可変の熱放出係数ε_ｍを予め決定することを可能にする。続いて、それに対応して被覆体を関連の支持体部分に対して変位させることにより、光学アセンブリのミラーの各伝熱条件への適応が可能である。

被覆体の熱放出係数は、請求項９に記載の変更表面部分、特に加工表面部分により予め決定することができる。

請求項１０に記載の２つの支持体部分の変更表面部分は、熱的に安定な光学アセンブリを予め決定するための自由度数を増加させる。

請求項１１に記載の種々の変更放出係数ε_ｍを有する構成は、対応の利点を有する。

請求項１２に記載の放射体は、熱的に安定な光学アセンブリを予め決定するための自由度数の増加をもたらす。熱放射体は、冷却又は加熱に用いることができる。光学アセンブリを照明する放射線源を熱放射体として用いることができる。この場合、波長に関して照明に用いる有効放射線から外れた放射線を、熱放射として用いることができる。

請求項１３に記載の変更表面部分、特に加工表面部分を有する放射体は、その熱放出係数に関して調整することができる。

少なくとも１つの変更表面部分の利点は、特に請求項１４に記載のミラー本体構成で顕著に現れる。

２つのミラー本体の温度間の温度差は、請求項１５に記載の構成において、支持体部分の熱放出係数の調整により予め決定することができる。

請求項１６に記載のめくら穴又はポケット構造は、熱的に安定な光学アセンブリを予め決定するためのさらなる自由度を与える。

請求項１７に記載のポケット構造は、めくら穴又はポケット構造の所定の熱放出の調整を可能にする。

同じことが請求項１８に記載の放射体に当てはまる。

請求項１９に記載の能動温度制御デバイス、特に能動冷却デバイスは、熱的に安定な光学アセンブリを予め決定するためのさらなる自由度を意味する。

請求項２０及び２１に記載の構成は、能動温度制御デバイスで実際に功を奏することが分かった。

請求項２２に記載のコーティングは、光学アセンブリの各動作温度に適合させる。コーティングは、特に、反射防止干渉コーティング（anti-reflex-interference coating）として設計することができる。さらに、コーティングは、吸収性金属層、例えばクロム層を有することができる。コーティングは、熱放射が動作温度で変更表面部分を担持する本体から高効率で放出されることを確実にする。

請求項２３に記載の変更表面部分は、特に、放出した熱放射の目標通りの排出を可能にする。変更は、特に、光学アセンブリの別体に向けた熱放出が好ましい方向に生じ、続いてそれにより効率的な熱排出を行うことができるようなものとすることができる。熱放出の異方性を用いて、光学アセンブリの感応コンポーネント又はそれらの周囲からできる限り熱放射を遠ざけることもできる。

請求項２４に記載の光学アセンブリでは、少なくとも１つの変更表面部分は、反射有効表面から離れたミラー本体の背面に特に設けることができる。ミラー背面を介したミラー本体からの熱放射は、このとき適宜最適化される。変更支持体表面部分に関連して上述した全ての変更形態を、この変更表面部分に用いることができる。特に、上述のような干渉コーティング又は微細構造若しくはナノ構造を、ミラー本体の変更表面部分に用いることができる。

請求項２５に記載の照明光学系、請求項２６に記載の投影光学系、請求項２７に記載の投影露光装置、請求項２８に記載の製造法、及び請求項２９に記載の微細構造又はナノ構造コンポーネントの利点は、光学アセンブリに関してすでに上述した利点に対応する。照明光学系は、ＥＵＶ照明光学系であり得る。投影光学系は、ＥＵＶ投影光学系であり得る。投影露光装置は、ＥＵＶ放射線源を備えるＥＵＶ投影露光装置であり得る。照明光学系は、厳密に１つのファセットミラーを有することができ、このファセットミラーは、国際公開第２００４／０９２８４４号明細書及び米国特許出願公開第２００６／０１３２７４７号明細書から既知のように、鏡面反射体として設計することができる。さらに別の変形形態における照明光学系は、厳密に２つのファセットミラー、すなわち視野ファセットミラー及び瞳ファセットミラーを有することができる。照明光学系は、総計で、１つ、２つ、３つ、４つ、又は５つ以上のミラーで構成してもよい。

図面を用いて、本発明の実施形態をより詳細に後述する。

ＥＵＶマイクロリソグラフィ用の投影露光装置、照明光学系、及び投影光学系を子午断面で概略的に示す。 ２つの支持体部分を有する支持体により担持された、ミラー本体を有するミラーとしての瞳ファセットを有する瞳ファセットミラーの形態の、光学アセンブリの細部を破断断面図で示す。 ヒートバランスを示すために図２と比較した変更実施形態の、ミラー本体を有するミラー及び２つの支持体部分を有する支持体の構成を概略的に示す。 有効光でのミラーの有効光衝突開始後の、ミラー本体及び２つの支持体部分の瞬時温度の時間経過をグラフで示す。 光学アセンブリのさらに別の実施形態を部分的に破断図で非常に概略的に示す。 光学アセンブリのさらに別の実施形態を部分的に破断図で非常に概略的に示す。 光学アセンブリのさらに別の実施形態を部分的に破断図で非常に概略的に示す。 熱放出係数に関して反射防止干渉コーティングを施すことにより変更した表面部分を有する本体の細部の断面を、高度に拡大して概略的に示す。 微細構造化により変更した表面部分を、同じく高度に拡大して概略斜視的に示す。

図１は、ＥＵＶマイクロリソグラフィ用の投影露光装置１を概略的に示す。投影露光装置１は、有効放射線ビーム束３を生成するＥＵＶ放射線源２を備える。有効放射線ビーム束３の波長は、特に、５ｎｍ〜３０ｎｍである。ＥＵＶ放射線源２は、ＬＰＰ源（レーザ生成プラズマ）又はＧＤＰＰ源（ガス放電生成プラズマ）とすることができる。代替的に、例えばＤＵＶ放射線源を用いることもでき、これは、例えば１９３ｎｍの波長を有する有効放射線ビーム束を生成する。

有効放射線ビーム束３は、コレクタ４により集める。対応するコレクタは、例えば、欧州特許第１ ２２５ ４８１号明細書、米国特許出願公開第２００３／００４３４５５号明細書、及び国際公開第２００５／０１５３１４号明細書から既知である。コレクタ４を通りスペクトルフィルタ４ａで斜反射（grazing reflection）した後、有効放射線ビーム束３は、最初に中間焦点Ｚを有する中間焦点平面５を通って伝播してから、視野ファセットミラー６に衝突する。視野ファセットミラー６での反射後、有効放射線ビーム束３は、瞳ファセットミラー７に衝突する。

瞳ファセットミラー７での反射後、有効放射線ビーム束３を、最初に２つのさらなるミラー８、９で反射させる。ミラー９の後、有効放射線ビーム束３は、斜入射ミラー１０に衝突する。

瞳ファセットミラー７と共に、さらなるミラー８〜１０は、視野ファセットミラー６の視野ファセットを投影露光装置１の物体平面１２内の物体視野１１に結像する。反射レチクル１３の結像対象表面部分は、物体視野１１に配置する。

ミラー６〜１０、さらに広義にはコレクタ４も、投影露光装置１の照明光学系１４に属する。

投影光学系１５は、物体視野１１を像平面１７内の像視野１６に結像する。ウェーハの形態の基板１８をそこに配置する。レチクル１３及びウェーハ１８は、レチクルホルダ１９及びウェーハホルダ２０に担持させる。瞳ファセットミラー７は、投影光学系１５の瞳平面と光学的に共役な光学平面内にある。

物体視野１１は弧状であり、図１に示す照明光学系１４の子午断面は、物体視野１１のミラー対称軸を通って延びる。図１の平面における物体視野１１の典型的大きさは８ｍｍである。図１の平面に対して垂直方向の物体視野１１の典型的大きさは１０４ｍｍである。例えばこれに対応して８ｍｍ×１０４ｍｍのアスペクト比を有する矩形物体視野も可能である。

投影光学系１５は、６つのミラーＭ１〜Ｍ６を有するミラー光学系であり、ミラーＭ１〜Ｍ６は、図１において物体視野１１と像平面１７の像視野１６との間の投影光学系１５の結像ビーム経路の順に連続して番号を振ってある。投影光学系１５の光軸ＯＡを図１に示す。照明光学系１４のミラー６〜１０及び投影光学系１５のＭ１〜Ｍ６はそれぞれ、有効放射線ビーム束３の作用を受けることができる光学面を有する光学素子である。レチクル１３も、この種の光学素子である。

光源２、コレクタ４、及びスペクトルフィルタ４ａは、真空排気可能な光源チャンバ２１に収容する。光源チャンバ２１は、中間焦点Ｚの領域の有効放射線ビーム束３用の貫通開口２２を有する。したがって、中間焦点Ｚに続く照明光学系１４、投影光学系１５、レチクルホルダ１９、及びウェーハホルダ２０は、照明／投影光学系チャンバ２３に収容し、これは、同じく真空排気可能であり、チャンバコーナの領域の壁部分のみを図１に概略的に示す。

図２は、瞳ファセットの領域の、換言すれば、有効放射線ビーム束３の部分ビーム束２５ａ用のファセット反射面２５とミラー本体２６とを有するミラー２４の領域の、瞳ファセットミラー７の細部を示す。

瞳ファセット又はミラー２４を有する瞳ファセットミラー７の構造は、特許文献１に記載のファセットミラーの構造と同様であり、その内容を参照されたい。

ミラー本体２６は、半球形のドーム部分２７を有する。反射面２５は、ドーム部分２７により予め定められる球の中心点を通って延びる平面内にある。ミラー本体２６の支持棒部分２８は、ドーム部分２７の頂点に隣接する。ミラー本体２６は、一体的に形成し、図示の実施形態ではシリコン製である。

ミラー２４を担持し、ミラー２４に属する細部のみを図２に示す支持体３０は、ミラー本体２６を有するミラー２４を備える光学アセンブリ２９にも属する。支持体３０における、瞳ファセットミラーを構成する多数のミラー２４の配置に関するさらなる詳細は、特許文献１から推測できる。

支持体３０は、図２の上部に示す第１支持体部分３１と、図２の下部に示す第２支持体部分３２とを有する。支持体部分３１、３２は鋼製である。２つの支持体部分３１、３２間には、２つの支持体部分３１、３２を互いに熱的に絶縁するする材料から形成した層３３を配置する。層３３は、熱ブロック又は熱シンクであり得る。層３３の代わりに、２つの支持体部分３１、３２間の断熱用にこれらの間に真空排気体積を設けることもできる。

反射面２５に隣接して、ミラー本体２６は、ドーム部分に円形に延びる第１接触部分３４を介して第１支持体部分３１に当接する。第１接触部分３４は、ミラー２４と支持体３０との第１熱接触部を形成する。

ミラー本体２６は、支持体３０を通る貫通孔３５に支持棒部分２８を通して案内する。貫通孔３５は、ドーム部分２７の領域で円錐形に広がる。第１接触部分３４は、円錐拡大部分に位置付ける。貫通孔３５の円錐拡大部分の反対側で、ミラー本体２６の支持棒部分２８を板ばね３６により支持し、板ばね３６は、第２支持体部分３２の環状の第２接触部分３７により支持棒部分２８を環状に包囲する。第２接触部分３７は、ミラー２４と支持体３０との第２熱接触部である。第２接触部分３７は、第１接触部分３４よりも反射面２５から離れている。

したがって、支持体側では、板ばね３６は、図２の下部に示す第２支持体部分３２の表面３８で支持される。

反対側では、板ばね３６は、座金３９を介して、図２に示さない外ねじに螺合した支持棒部分２８のナット４０と、支持棒部分２８自体との両方で支持される。板ばね３６のプレストレスは、ナット４０により予め決定することができる。

ミラー本体２６は、温度Ｔ１を有する。第１支持体部分３１は、温度Ｔ２を有する。第２支持体部分３２は、温度Ｔ３を有する。特に部分ビーム束２５ａの残留吸収による、反射面２５の熱負荷により、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３が概して当てはまる。

第２支持体部分３２の表面３８、及び反射面２５を包囲する表面４１もまた、支持体部分３１、３２の変更表面部分である。表面部分３８、４１の変更は、各変更表面部分３８、４１の熱放出係数ε_ｍが各支持体部分３１、３２の別の非変更表面部分の熱放出係数ε_ｕと少なくとも１０％異なるようにする。第２支持体部分３２の表面部分３８の表面変更は、ガラスコーティング４２である。第１支持体部分３１の表面部分４１の表面変更は、表面部分４１の微細構造である。

表面部分３８の表面変更、換言すればガラスコーティング４２により、第２支持体部分３２の熱放出係数は、非変更熱放出係数と比較して小さい。

表面部分４１の熱放出係数は、表面部分４１の表面変更、換言すれば微細構造４３により、第１支持体部分３１の非変更表面と比較して大きい。

基本的に、ミラー本体２６は、反射面２５を傾斜させるために、図示しないアクチュエータにより支持体３０に対して変位可能とすることができる。熱放出係数を変えるように変更した表面部分は、ミラー本体２６用のこのアクチュエータのアクチュエータコンポーネントの一部として構成することができる。リニア巻線を有し、ミラー本体２６又は支持体３０に固定した固定子と、固定子のリニア巻線に入り、ミラー２４の他の各コンポーネント、換言すれば支持体３０又はミラー本体２６に固定したアクチュエータピンとを有する、リニアモータを、アクチュエータとして用いることができる。

図３は、光学アセンブリ２９のさらに別の実施形態を、図２と比較して非常に概略的に示す。図１及び図２に関してすでに上述したものに対応するコンポーネントは、同じ参照符号を有し、再度詳述はしない。

必要であれば、各光学アセンブリ２９の局所デカルト座標系を図３以下に示す。図３では、ｘ軸が右側に延びる。ｙ軸は、図平面に対して垂直に図平面に向かって延びる。ｚ軸は上方に延びる。

図３に示す光学アセンブリ２９では、ミラー２４に隣接する第１支持体部分３１の表面部分４１が粗面化され、換言すれば微細構造４３を有する。局所的に変わる熱放出係数ε（ｘ’，ｙ’）が得られる。第２支持体部分３２の表面部分３８は、熱放出係数ε（ｘ’’，ｙ’’）を有する。

さらに、図３に示す実施形態では、図３の右側に示すミラー本体２６の表面４４は、部分的に粗面化されてそこに微細構造４３を有するため、部位依存的な熱放出係数ε（ｙ，ｚ）がさらに得られる。

部分ビーム束２５ａの熱残留吸収は、ヒートバランスを表す図３において、温度Ｔ_０を有する熱抵抗器４５に象徴され、熱抵抗器４５は、反射面２５の領域でミラー本体２６と熱的に接触している。

第１支持体部分３１は、温度Ｔ_ｊｏを有する。第２支持体部分３２は、温度Ｔ_ｊｕを有する。ミラー本体２６は、温度Ｔ_ｓｉを有する。

熱流ｄＱ_ｉｎを、熱抵抗器４５を介してミラー本体２６に導入する。ミラー本体２６は、第１接触部分３４を介して第１支持体部分３１に熱流ｄＱ_ｊｕを、第２接触部分３７を介して第２支持体部分３２に熱流ｄＱ_ｊｏを放出する。

光学アセンブリ２９に関連する照明／投影光学系チャンバ２３も、表面部分４６、４７に微細構造４３（図３を参照）を有し得るため、部位依存的な熱放出係数ε（ｘ’’’，ｙ’’’）又はε（ｙ’，ｚ’）がそこに存在する。表面部分４７に対向する第１支持体部分３１は、微細構造４３での微細構造化により変更したさらに別の表面部分４８を有する。

照明／投影チャンバ２３の外部には、チャンバ２３の外部の環境を冷却又は加熱するために能動冷却デバイス４９も設けることができる。したがって、チャンバ２３の壁の温度も、部位依存的であり、温度場Ｔ_Ｍ（ｘ，ｙ，ｚ）によりモデリングすることができる。

ヒートバランスを計算するために、第１に、光学アセンブリ２９の表面全体におけるその種々の本体の熱放射を観察するが、これは、温度及び放出係数の４乗に比例する。
［数１］
ｄｔ＝１／ｍ／ｃ・σ・ε（Ｔ^４−Ｔ_Ｎ ^４）・ｄＡ・ｄｔ （１）
となる。

この場合、
ｄＴは、各本体の温度変化、
ｄＡは、観察した表面要素、
ｄｔは、観察した時間要素、
Ｔは、観察した本体の温度、
Ｔ_Ｎは、周囲の温度、
ｍは、観察した本体の質量、
ｃは、観察した本体の熱容量、
σは、ボルツマン定数、
εは、観察した本体の熱放出係数である。

熱放出係数εの値は、観察した本体の各表面の性質に応じて決まる。熱放出係数εは、鋼の場合、例えば研磨表面の０．０５〜粗面又は酸化表面の０．８で変わる。対応するコーティングにより、例えばガラスコーティング４２により、熱放出係数εは、より大きな範囲内で変えることもできる。

ミラー本体２６と２つの支持体部分３１、３２との間の熱流ｄＱ又はΔＱは、伝熱係数ｈと各接触部分３４、３７の接触面Ａとの積に比例する。伝熱係数ｈと接触面Ａとの積は、伝熱方程式により定義される。
［数２］
ΔＱ_ｊｏ＝（ｈ・Ａ）_ｊｏ・（Ｔ_Ｓｉ−Ｔ_ｊｏ）・Δｔ （２）
［数３］
ΔＱ_ｊｕ＝（ｈ・Ａ）_ｊｕ・（Ｔ_Ｓｉ−Ｔ_ｊｕ）・Δｔ （３）

式中、
ΔＱ_ｊｏは、第１支持体部分３１に向かう熱流、
ΔＱ_ｊｕは、第２支持体部分３２に向かう熱流、
Δｔは、観察した時間要素である。

方程式（１）と共に、ヒートバランスを以下のように書くことができる。
［数４］
（ｈ・Ａ）_{ｓｏｕｒｃｅ}・（Ｔ_Ｏ−Ｔ_Ｓｉ）−（ｈ・Ａ）_ｊｏ・（Ｔ_Ｓｉ−Ｔ_ｊｏ）−（ｈ・Ａ）_ｊｕ（Ｔ_Ｓｉ−Ｔ_ｊｕ）−σ・ε_Ｓｉ・−（Ｔ_Ｓｉ ^４−Ｔ_ＳＮ ^４）・Ｏ_Ｓｉ＝ｍ_Ｓｉ・ｃ_Ｓｉ・ΔＴ_Ｓｉ／Δｔ （４）
［数５］
（ｈ・Ａ）_ｊｏ・（Ｔ_Ｓｉ−Ｔ_ｊｏ）−σ・ε_{ｓｔｅｅｌ}・（Ｔ_ｊｏ ^４−Ｔ_Ｎ ^４）・Ｏ_ｊｏ＝ｍ_ｊｏ・Ｃ_ｊｏ・ΔＴ_ｊｏ／Δｔ （５）
［数６］
（ｈ・Ａ）_ｊｕ・（Ｔ_Ｓｉ−Ｔ_ｊｕ）−σ・ε_{ｓｔｅｅｌ}・（Ｔ_ｊｕ ^４−Ｔ_Ｎ ^４）・Ｏ_ｊｕ＝ｍ_ｊｕ・Ｃ_ｊｕ・ΔＴ_ｊｕ／Δｔ （６）

式中、
Ａは、各接触面、
Ｏは、各表面であり、
添え字「ｓｏｕｒｃｅ」は、本例で観察した熱源、換言すれば熱抵抗器素子４５を示す。

図４は、時間測定開始時に熱負荷を加えた、ミラー本体２６の温度Ｔ_Ｓｉ、第２支持体部分３１の温度Ｔ_ｊｏ、及び第２支持体部分３２の温度Ｔ_ｊｕの熱経過を示す。以下の負荷の場合を計算した。
ｍ_ｊｏ＝０，１３ｋｇＯ_ｊｏ＝０，００５ｍ^２ｃ_ｊｏ＝ｃ（鋼）＝４７７Ｊ／ｋｇ／Ｋ
ｍ_ｊｕ＝０，１４ｋｇＯ_ｊｕ＝０，００７ｍ^２ｃ_ｊｕ＝ｃ（鋼）＝４７７Ｊ／ｋｇ／Ｋ
ｍ_Ｓｉ＝０，００７ｋｇＯ_Ｓｉ＝０，００１ｍ^２ｃ_Ｓｉ＝ｃ（シリコン）＝７００Ｊ／ｋｇ／Ｋ
（ｈ・Ａ）_ｊｏ＝０，０５Ｊ／Ｋ／ｓｅｃ
（ｈ・Ａ）_ｊｕ＝０，０１Ｊ／Ｋ／ｓｅｃ
ε_Ｓｉ＝０．２
ε_{ｓｔｅｅｌ，ｔｏｐ}＝０．１５・５．５（微細構造４３による表面部分４１の熱放出係数）
ε_{ｓｔｅｅｌ，ｂｏｔｔｏｍ}＝０．１５（第２支持体部分３２の非構造化表面３８）

結果として、（図４を参照）約３時間後に２つの支持体部分３１、３２の温度Ｔ_ｊｏ、Ｔ_ｊｕが約１Ｋの差はあるが均等化された温度経過が生まれる。支持体３０の熱遅延（thermal delay）は、このとき最小化される。瞳ファセットミラーの像案内効果の低下は、このとき最小化される。

上述の表面部分３８、４１、４４及び４６〜４８の変更も、微細構造の代替として、ミラー２４が反射する放射線の波長に一致した回折構造の適用により行うことができる。微細構造４３の代わりに、変更表面部分３８、４１、４４、及び４６〜４８は、ナノ構造又はｍｍ構造若しくはｃｍ構造、例えばノッチ又は穴、特にめくら穴を有することもできる。加工表面部分３８、４１、４４、及び４６〜４８は、その下に位置する本体２６、３１、３２とは化学組成に関して異なる表面層を有することもできる。すでに上述したように、酸化物層、ワニス、又はガラスコーティングが、例えば表面層として可能である。他の異物を有するコーティングも可能である。

図５は、光学アセンブリ２９のさらに別の変形形態の細部を示す。図１〜図４に関してすでに上述したものに対応するコンポーネントは、同じ参照符号を有し、再度詳述はしない。

図５に示す光学アセンブリ２９では、第１支持体部分３１の表面４１も変更表面部分を有する。これは、第１支持体部分３１に対して変位可能な被覆体５０と熱的に接触する。被覆体５０は、手動で又は図５に示さないドライブを用いて変位方向（図５の５１を参照）に沿って変位させることができる。被覆体５０は、第１支持体部分３１から離れた表面５２を有し、これは微細構造４３及び局所的に変化する熱放出係数ε（ｘ、ｙ）を有する。

第１支持体部分３１と被覆体５０との間の熱流は、被覆面Ｕのサイズにより予め決定することができるため、第１支持体部分３１からの放熱を、ミラー本体２６の温度Ｔ１に応じて第１支持体部分３１の温度Ｔ２が図５に示さない第２支持体部分３２の温度と等しくなるよう変える。

図６を用いて、光学アセンブリ２９のさらに別の実施形態を後述する。図１〜図５に関してすでに上述したものに対応するコンポーネントは、同じ参照符号を有し、再度詳述はしない。

図６に示す実施形態では、支持体の２つの支持体部分３１、３２に２つの接触部分を介して当接するミラーの代わりに、２つのミラー５３、５４を設ける。

図６の上部に示す第１ミラー５３は、反射面２５及びその反対側の接触部分５５を有し、接触部分５５を介して、第１ミラー５３は、第１支持体部分３１に当接してこれと熱的に接触する。

図６の下部に示す第２ミラー５４は、反射面２５及びその反対側の接触部分５６を有し、接触部分５６を介して、第２ミラー５４は、第２支持体部分３２に当接してこれと熱的に接触する。

第１支持体部分３１の表面４１は、一部を加工する。加工部分には、めくら穴又はめくら穴の形態のポケット構造５７があり、これは、第１支持体部分３１と支持体部分３１、３２間の熱分離用の層３３とを貫通する。ポケット構造５７の底部５８は、第２支持体部分３２の中核部に構成し、微細構造４３を有するよう加工する。ポケット構造５７は、ポケット開口５９を介して支持体３０の周囲に通じている。

ポケット開口５９を閉じるために、２つの蓋体６０、６１を用いるが、これらはいずれも、ポケット開口５９を所定の開口幅６２で閉じるように互いに独立して変位させることができる（両方向矢印６３、６４を参照）。蓋体６０、６１はさらに、手動で又は図示しないドライブを用いて変位させることができる。

２つの蓋体６０、６１により調整した開口幅６２のサイズに応じて、底部５８から進む熱放射６５が２つの支持体部分３１、３２を冷却する効果の程度が異なる。開口幅６２が大きいほど、微細構造化した底部５８から外部への熱流は大きくなる。

全体としてポケット構造５７を介して開口幅６２を通して輸送される熱に対する、２つの支持体部分３１、３２の熱流部分の比は、ポケット構造５７の深さ及び微細構造５８により予め決定することができる。したがって、２つのミラー５３、５４の温度Ｔ０、Ｔ１は、必要であれば互いに均等化することができる。

図６に示す実施形態の第２支持体部分３２は、能動冷却デバイス６６の形態の能動温度制御デバイスを有する。これは、図６に断面で示す第２支持体部分３２の冷却チャネルにより形成し、熱媒体流体を案内するよう、例えば冷却水を案内するよう構成する。

光学アセンブリ２９のさらに別の実施形態を、図７を用いて後述する。図１〜図６に関してすでに説明したものに対応するコンポーネントは、同じ参照符号を有し、再度詳述はしない。

図７に示す実施形態では、ミラー５４は、図６に示す実施形態のように第２支持体部分３２の側壁に当接するのではなく、図７の下部に示すその表面３８に接触部分５６を介して当接する。図７に示す実施形態では、ミラー５３の反射面２５は右向きであり、ミラー５４の反射面２５は下向きである。

図７に示す実施形態では、ポケット構造５７のポケット開口５９に対向して、微細構造４３を有し支持体３０に面した表面部分６８を有する熱放射体６７を配置する。放射体６７は、規定の温度Ｔ４に保持されるため、支持体３０と放射体６７との間、特に放射体６７とそれに面しておりポケット開口５９を有する支持体部分３１との間で規定の熱放射流が得られる。

図８は、変更表面部分６９のさらに別の実施形態を示し、これを上述の変更表面部分の代わりに用いて、これ以外は非変更の表面の熱放出係数を変えることができる。図８に示す実施形態の以下の説明において図１〜図７に関してすでに上述したものに対応するコンポーネントは、同じ参照符号を有し、再度詳述はしない。

基体７０は、例えば、支持体部分３１、３２、又はミラー本体２６及びミラー本体２６を変位させるためのアクチュエータ若しくはアクチュエータのコンポーネントの構造部、又は熱放射体６７の１つであり得るが、これにコーティング７１を設ける。コーティング７１は、表面部分６９が属する光学アセンブリ２９の動作温度での最大の熱放出である熱放射の波長用に設計したコーティングである。コーティング７１は、例えば、基体７０から放出した１０μｍの範囲の赤外放射線用に構成することができる。コーティング７１は、誘電材料製の反射防止干渉コーティングとして設計することができる。例えば２．５μｍ〜１５μｍの範囲、例えば３μｍの別の構成波長も可能である。入射熱ビーム７２は、事実上損失を伴わずにコーティング７１を貫通することができる。これは、入射熱ビーム７２に当てはまるだけでなく、反対に、基体７０から外方に放射される構成波長の熱放射にも当てはまる。コーティング７１は、λ／４層として設計する。コーティング７１の層厚は、換言すれば、コーティング界面７３、７４に反射した熱部分ビーム７５、７６が互いに弱め合う干渉をするようにする。

コーティング７１はさらに、薄い吸収性金属層７７、例えばクロム層を保持する。コーティング７１は、約３３０℃の基体７０の使用温度で、約３μｍの層厚を有する。

表面部分６９は、使用温度では１よりもわずかに小さいだけの熱放出係数を有する。

図８に示す実施形態のような誘電体単層系の代わりに、表面部分は、誘電体多層系を施すことにより変更することもできる。結果として、各基体の使用温度での最大の熱放出によるより大きな波長範囲のための、反射防止干渉コーティングを設けることができる。多層系は、２つの誘電体層、３つの誘電体層、４つの誘電体層、５つの誘電体層、又はより多くの誘電体層、例えば１０個の誘電体層又はさらにより多数の誘電体層を有することができる。

図９は、変更表面部分７８のさらに別の実施形態を示し、これを上述の変更表面部分の変わりに用いて、これ以外は非変更の表面の熱放出係数を変えることができる。図９に示す実施形態の以下の説明において図１〜図８に関してすでに上述したものに対応するコンポーネントは、同じ参照符号を有し、再度詳述はしない。

表面部分７８は、変更表面部分７８からのその方向に関して異方性である熱放出が得られるよう変更する。表面部部分７８から放出した主要な熱ビーム７９を図９に示す。表面部分７８の法線ベクトル８０からの熱ビーム７９の方向は、図９における原点Ｏからの極角θ、φにより与えることができる。

表面部分７８は、微細リブ８２の形態で基体８１から延びるリブ構造を有する。微細リブ８２はそれぞれ、基体８１の上面８３から２０μｍの高さＨを有する。微細リブ８２の隣接するもの同士は、約１０μｍの周期Ｐで互いに並んでいる。微細リブ８２の２つの隣接するもの同士の間には、約５μｍの間隔Ａがある。間隔Ａは、３μｍ〜７μｍの範囲とすることができる。

位置関係を説明するために、デカルトｘｙｚ座標系を図９に示す。上面８３はｘｙｚ平面と平行に延びる。法線ベクトル８０はｚ軸と平行に延びる。

原点Ｏはｘｙ平面内にある。角度θは、この場合、法線ベクトル８０から測定する。角度φは、ｘｙ平面内でｘ軸から測定する。

熱放出を微細リブ８２により最大化すべき基体８１の動作温度に応じて、微細リブは、０．５μｍ〜１００μｍの範囲の高さＨを有する。間隔Ａは、動作温度又は設計温度に応じて、０．５μｍ〜５０μｍの範囲で変わり得る。周期Ｐは、１μｍ〜１００μｍの範囲で変わり得る。

微細リブ８２のリブ断面は、図９に示すように矩形とすることができる。鋸歯断面、三角形断面、台形断面、又は連続的に延びる断面、換言すれば、微細リブ８２の正弦関数に近い断面が可能である。さらに、微細リブ８２の断面を、リブ厚が微細リブ８２の高さＨの大部分にわたって一定であり、微細リブ２８の上端面に丸みがあるよう構成することが可能である。

基体８１に施した微細リブ８２は、基体８１の熱放出係数を、微細リブを有さない基体８１における例えば０．４の非変更値から例えば０．７又は０．８の熱放出係数に増加させる。リブ構造８２の経路がｘ方向に沿っているため、放射方向における熱放出の好ましい方向又は好ましい平面は、約０°の範囲及び約１８０°の範囲のφで得られる。これらの放射方向（０°≦θ≦９０°）では、放射された熱放射に関して微細リブ８２の遮蔽効果が生じない。φが例えば約４５°の角度θよりも上の約９０°の領域又は約２７０°の領域にある、熱ビーム７９の方向のような放射方向の場合、換言すれば、微細リブ８２に対して垂直な平坦放射角度の場合、熱放射のかなりの部分がリブ構造８２により遮蔽される。

非変更表面部分７８の熱放出のこの異方性を用いて、表面部分７８が放出する熱放射を目標通りに、例えば別の放熱体に、例えば図７に示す構成の放射体６７に指向させることができる。

図８及び図９に示す構成の表面部分６９及び／又は７８は、ミラー本体２６の他の表面部分、換言すれば、その反射面２５以外の表面部分、又は支持体３０の表面部分であってもよい。

図２〜図７を用いて上述した光学アセンブリの種々の変形形態を、図１に示す。ミラー６、７、８、９、１０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ４、及びＭ６は、上記に従って変更した表面部分を有するミラー本体又は支持体を有する構成とする。ミラー６及びＭ２はそれぞれ、図５に示す構成に従った被覆体５０も有する。

Claims (29)

1. ミラー本体（２６）を有する少なくとも１つのミラー（２４；５３、５４）を備え、該ミラー（２４；５３、５４）は、
   支持体（３０）により担持され、該支持体（３０）は、
   第１支持体部分（３１）と、
   第２支持体部分（３２）と
   を有する、光学アセンブリ（２９）であって、
   少なくとも部分的に熱分離する領域（３３）を、前記２つの支持体部分（３１、３２）間に配置し、
   前記支持体部分（３１、３２）の少なくとも一方又はそれに熱的に結合した本体（２３、５０、６７）の、少なくとも１つの表面部分（３８、４１、４４、４６〜４８、５２、６８）を、変更表面部分（３８、４１、４４、４６〜４８、５２、６８）の熱放出係数ε_ｍが非変更表面部分の熱放出係数ε_ｕと少なくとも１０パーセント異なるよう局所的に変更した、光学アセンブリ。
2. 請求項１に記載の光学アセンブリにおいて、前記変更表面部分（３８、４１、４４、４６〜４８、５２、６８）は、加工により変えた表面を有することを特徴とする、光学アセンブリ。
3. 請求項２に記載の光学アセンブリにおいて、前記加工表面部分（３８、４１、４４、４６〜４８、５２、６８）は、微細構造（４３）を有することを特徴とする、光学アセンブリ。
4. 請求項２又は３に記載の光学アセンブリにおいて、前記加工表面部分（３８、４１、４４、４６〜４８、５２、６８）は、前記ミラー（２４；５３、５４）が反射する放射線（２５ａ）の波長に一致した回折構造を有することを特徴とする、光学アセンブリ。
5. 請求項２に記載の光学アセンブリにおいて、前記加工表面部分（３８、４１、４４、４６〜４８、５２、６８）は、ナノ構造を有することを特徴とする、光学アセンブリ。
6. 請求項２に記載の光学アセンブリにおいて、前記加工表面部分（３８、４１、４４、４６〜４８、５２、６８）は、ｍｍ構造又はｃｍ構造を有することを特徴とする、光学アセンブリ。
7. 請求項１又は２に記載の光学アセンブリにおいて、前記変更表面部分（３８、４１、４４、４６〜４８、５２、６８）は、その化学組成に関してその下の前記支持体とは異なる表面層（４２）を有することを特徴とする、光学アセンブリ。
8. 請求項１に記載の光学アセンブリにおいて、前記変更表面部分（４１）は、該変更表面部分（４１）を有する前記支持体部分（３１）に対して変位可能な少なくとも１つの被覆体（５０）と熱的に接触するため、前記変更表面部分（４１）の前記熱放出係数ε_ｍは、前記変更表面部分（４１）を有する前記支持体部分（３１）に対する前記被覆体（５０）の相対位置に応じて決まることを特徴とする、光学アセンブリ。
9. 請求項８に記載の光学アセンブリにおいて、前記被覆体（５０）は、前記熱放出係数を変えるよう構成された少なくとも１つの表面部分（５２）を有することを特徴とする、光学アセンブリ。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学アセンブリにおいて、前記第１支持体部分（３１）及び前記第２支持体部分（３２）両方の少なくとも１つの表面部分（３８、４１）を、前記変更表面部分（３８、４１）の熱放出係数ε_ｍが前記２つの支持体部分（３１、３２）非変更表面部分の熱放出係数ε_ｕと少なくとも１０パーセント異なるよう変更したことを特徴とする、光学アセンブリ。
11. 請求項１０に記載の光学アセンブリにおいて、前記第１支持体部分（３１）の前記変更表面部分（４１）の熱放出係数ε_ｍは、前記第２支持体部分（３２）の前記変更表面部分（３８）の熱放出係数ε_ｍと少なくとも１０パーセント異なることを特徴とする、光学アセンブリ。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学アセンブリにおいて、該光学アセンブリの少なくとも１つの他の本体（２６、３１、３２）への所定の熱放射流を有する少なくとも１つの熱放射体（２３、６７）があることを特徴とする、光学アセンブリ。
13. 請求項１２に記載の光学アセンブリにおいて、前記熱放射体（２３、６７）は、前記熱放出係数を変えるよう構成された少なくとも１つの表面部分（４６、４７；６８）を有することを特徴とする、光学アセンブリ。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学アセンブリにおいて、前記ミラー本体（２６）は、前記ミラー（２４）の反射面（２５）に隣接して、第１接触部分（３４）を介して前記第１支持体部分（３１）に当接し、該第１接触部分（３４）よりも前記反射面（２５）から離れた第２接触部分（３７）を介して前記第２支持体部分（３２）に当接することを特徴とする、光学アセンブリ。
15. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学アセンブリにおいて、関連する１つの前記支持体部分（３１、３２）にのみ接触部分（５５、５６）を介して当接する少なくとも１つのミラー（５３、５４）自体を、複数の前記支持体部分（３１、３２）のそれぞれに設けたことを特徴とする、光学アセンブリ。
16. 請求項２〜１５のいずれか１項に記載の光学アセンブリにおいて、前記変更表面部分は、凹部として構成され、該凹部は、前記支持体部分の一方（３１）と、該支持体部分間に位置する少なくとも部分的に熱分離する領域（３３）とを貫通し、ポケット開口（５９）を介して前記支持体（３０）の周囲に通じることを特徴とする、光学アセンブリ。
17. 請求項１６に記載の光学アセンブリにおいて、前記ポケット開口（５９）を所定の開口幅（６２）で閉じるよう変位可能に構成した少なくとも１つの蓋体（６０、６１）を備えることを特徴とする、光学アセンブリ。
18. 請求項１６又は１７に記載の光学アセンブリにおいて、前記ポケット開口（５９）を有する前記支持体部分（３１）への所定の熱放射流を有する少なくとも１つの熱放射体（６７）を、前記ポケット開口（５９）に対向して配置したことを特徴とする、光学アセンブリ。
19. 請求項１〜１８のいずれか１項に記載の光学アセンブリにおいて、前記支持体部分（３１、３２）の少なくとも一方の温度に影響を及ぼす能動温度制御デバイス（４９；６６）を特徴とする、光学アセンブリ。
20. 請求項１９に記載の光学アセンブリにおいて、前記能動温度制御デバイス（６６）は、熱媒体流体により温度制御するよう構成したことを特徴とする、光学アセンブリ。
21. 請求項２０に記載の光学アセンブリにおいて、前記能動温度制御デバイス（６６）は、熱媒体流体の案内用に、前記支持体部分の一方（３２）に少なくとも１つの温度制御チャネルとして構成したことを特徴とする、光学アセンブリ。
22. 請求項１〜２１のいずれか１項に記載の光学アセンブリにおいて、前記変更表面部分（６９）は、該光学アセンブリの動作温度での最大の熱放出に対応する波長用のコーティングとして構成したことを特徴とする、光学アセンブリ。
23. 請求項１〜２１のいずれか１項に記載の光学アセンブリにおいて、前記変更表面部分（７８）は、前記変更表面部分（６９）からその方向に関して異方性である熱放出を得るよう変更したことを特徴とする、光学アセンブリ。
24. 請求項１に記載の光学アセンブリにおいて、
    前記ミラー本体（２６）は、反射有効面（２５）及び他の表面部分（６９；７８）を有し、
    前記他の表面部分（６９；７８）の少なくとも一方を、前記変更表面部分（６９；７８）の熱放出係数ε_ｍが前記非変更表面部分の熱放出係数ε_ｕと少なくとも１０パーセント異なるよう局所的に変更した、光学アセンブリ。
25. 請求項１〜２４のいずれか１項に記載の少なくとも１つの光学アセンブリ（２９）を備える照明光学系（１４）。
26. 請求項１〜２４のいずれか１項に記載の少なくとも１つの光学アセンブリ（２９）を備える投影露光系（１５）。
27. 有効放射線ビーム束（３）を生成する放射線源（２）と、
    物体平面（１２）内の物体視野（１１）を照明する照明光学系（１４）と、
    前記物体視野（１１）を像平面（１７）内の像視野（１６）に結像する投影光学系（１５）と、
    を備える、投影露光装置（１）であって、
    請求項１〜２４のいずれか１項に記載の光学アセンブリ（２９）を特徴とする、投影露光装置。
28. 構造コンポーネントを製造する方法であって、
    感光性材料の層を少なくとも部分的に施したウェーハ（１８）を設けるステップと、
    結像すべき構造を有するレチクル（１３）を設けるステップと、
    請求項２７に記載の投影露光装置（１）を設けるステップと、
    前記投影露光装置（１）を用いて前記ウェーハ（１８）の前記層の一領域に前記レチクル（１３）の少なくとも一部を投影するステップと、
    を含む、方法。
29. 請求項２８に記載の方法により製造した微細構造又はナノ構造コンポーネント。

Images