JP6008938B2

JP6008938B2 - ファセットミラーデバイス

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Publication number: JP6008938B2
Application number: JP2014504177A
Authority: JP
Inventors: ヴィルヘルムジーグラーゲルハルド; ビショフトマス
Original assignee: カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2031-04-14
Also published as: JP2014515881A; US9645388B2; EP2697688A1; EP2697688B1; WO2012139649A1; US20140022658A1

Description

本発明は、特にマイクロリソグラフィシステムにおける露光プロセスで用いる光学デバイス内で用いることができるファセットミラーデバイスに関する。本発明はさらに、当該ファセットミラーデバイスを備えた光学結像装置に関する。本発明はさらに、ファットミラーデバイスのファセット素子を支持する方法及びファセットミラーデバイスを製造する方法に関する。本発明は、超小型電子デバイス、特に半導体デバイスを加工するためのフォトリソグラフィプロセスに関連して、又は当該フォトリソグラフィプロセス中に用いるマスク又はレチクル等の加工デバイスに関連して用いることができる。

通常、半導体デバイス等の超小型電子デバイスの加工に関連して用いる光学系は、光学系の光路に、レンズ、ミラー、格子等の光学素子を備えた複数の光学素子モジュールを備える。これらの光学素子は、通常は露光プロセスにおいて協働して、マスク、レチクル等に形成したパターンを照明し、このパターンの像をウェハ等の基板に転写する。光学素子は通常、別個の光学素子ユニット内に保持され得る１つ又は複数の機能的に別個の光学素子群に組み合わせられる。特に上述したもののようなファセットミラーデバイスは、（マスクを照明する）照明光ビームを均一化する、すなわち最大限に均一な照明光ビーム内でのパワー分布を達成する役割を果たすことができる。

半導体デバイスの小型化の進行により、分解能向上の必要性が絶えないだけでなく、これらの半導体デバイスの加工に用いる光学系の精度向上も必要とされる。この精度は明らかに、最初になければならないだけでなく、光学系の動作全体にわたって維持されなければならない。これに関連した特定の問題は、光学コンポーネントの不均一な熱膨張がこれらのコンポーネントの不均一な変形をもたらして最終的に望ましくない結像誤差を招くことを回避するための、これらのコンポーネントからの適切な熱除去である。

結果として、例えば特許文献１（Holderer他）及び特許文献２（Ros-mesemer）に開示されているような、極めて精巧なファセットミラーデバイスが開発されており、上記文献それぞれの開示全体を参照により本明細書に援用する。特にこれらの文献の両方が、球状後面を有するファセット素子が支持要素内の関連の凹部に着座するファセットミラーデバイスを示している。球状後面は、この凹部を囲む支持要素の対応の球状壁に当接する。このような球体間の境界面は、理論上はファセット素子から支持要素への伝熱性に優れた大きな接触面積を提供し得るが、この大きな面積の接触は主に、ファセット素子及び支持要素の両方の製造精度に応じて変わる。さらに、球状凹部は、多くの場合に３つの空間方向全部で望ましい数ミクロン以下の精度で製造するには高い費用がかかる。

伝熱の問題を克服するために、特許文献２（Ros-mesemer）は、上記球面の一方に、変形により製造公差を補償する比較的軟質のコーティング（例えば、金コーティング）を施すことを提案している。しかし、このコーティングの剛性が低いにもかかわらず、接触面積が大きいことにより、こうした変形にはファセット素子に望ましくない変形を導入する傾向のある比較的大きな力が必要である。

別の手法が特許文献１（Holderer他）に開示されており、ファセット素子の球状後面が、ファセット素子を収容する凹部を囲む円錐壁に概ね線接触で当接する。この解決手段は、線接触により、伝熱性をより低くすると共に、円錐壁がファセット素子の適切な位置決めに必要な精度を有するのに必要な製造努力を大幅に低減してはいない。

ファセット素子を支持する第３の手法は、特許文献１（Holderer他）に開示されており、ファセット素子の球状後面が、支持ピン要素の自由端にそれぞれ位置する３つの小球に概ね３点接触で当接する。この場合、伝熱性がさらに悪い一方で、同じく３つの小球が所望の精度を有するのに必要な製造努力を大幅に低減していない。

上記の３つの場合全てで、操作レバーがファセット素子の後面に接続され、対応のマニピュレータが上記操作レバーに作用して支持要素に対するファセット素子の位置及び主に向きを調整させる。さらに、場合によっては、操作レバーは、ファセット素子が調節されたら支持要素に対するファセット素子を固定するためにも用いられる。

独国特許第１０２０５４２５号明細書独国特許第１０３２４７９６号明細書

したがって、本発明の目的は、上記欠点を少なくともある程度克服し、且つファセットミラーデバイスのファセット素子を高精度で、特に数ミクロン以下の精度で支持する単純な方法を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、支持要素に対する所望の位置及び向きへのファセット素子の容易な調整及び固定を可能にすることである。

これら及び他の目的は、一方では、ファセット素子がフレクシャユニットを介して支持される場合にファセット素子への単純で確実且つ容易に調整可能な支持を提供することが可能であるという教示に基づく本発明により達成される。かかるフレクシャユニットは、容易に製造できる一方で、ファセット素子に１自由度以上の適切な案内を提供して、ファセット素子のこれら自由度での容易な調整を可能にしながら、他の１自由度以上での運動を確実且つ正確に制限する。

したがって、本発明の第１態様によれば、ファセット素子とファセット素子を支持する支持ユニットとを備えたファセットミラーデバイスが提供される。支持ユニットは、第１支持要素及び第２支持要素を備え、第２支持要素は、ファセット素子に接続されてファセット素子を支持する。第１支持要素は、第２支持要素に接続されて第２支持要素を支持し、少なくとも１つのフレクシャを含む少なくとも１つのフレクシャユニットを介して第２支持要素に接続される。

本発明の第２態様によれば、パターンを受けるよう構成したマスクユニットと、基板を受けるよう構成した基板ユニットと、パターンを照明するよう構成した照明ユニットと、パターンの像を基板に転写するよう構成した光学投影ユニットとを備えた光学結像装置が提供される。照明ユニット及び光学投影ユニットの少なくとも一方は、ファセット素子とファセット素子を支持する支持ユニットとを備えたファセットミラーデバイスを備える。支持ユニットは、第１支持要素及び第２支持要素を備え、第２支持要素は、ファセット素子に接続されてファセット素子を支持する。第１支持要素は、第２支持要素に接続されて第２支持要素を支持し、少なくとも１つのフレクシャを含む少なくとも１つのフレクシャユニットを介して第２支持要素に接続される。

本発明の第３態様によれば、ファセットミラーデバイスのファセット素子を支持する方法であって、ファセット素子及び支持ユニットを設けるステップと、支持ユニットを介してファセット素子を支持するステップとを含む方法が提供される。支持ユニットは、第１支持要素及び第２支持要素を備え、第２支持要素は、ファセット素子に接続されてファセット素子を支持する。第１支持要素は、第２支持要素に接続されて第２支持要素を支持し、少なくとも１つのフレクシャを含む少なくとも１つのフレクシャユニットを介して第２支持要素に接続される。

本発明の第４態様によれば、ファセットミラーデバイスを製造する方法であって、準備ステップにおいて、ファセット素子及び支持ユニットを設け、支持ユニットは、第１支持要素及び第２支持要素を備え、第１支持要素は、第２支持要素を支持するために、少なくとも１つのフレクシャを含む少なくとも１つのフレクシャユニットを介して第２支持要素に接続されるステップと、支持ステップにおいて、ファセット素子を第２支持要素に接続して支持ユニットを介してファセット素子を支持するステップとを含む方法が提供される。

本発明のさらに他の態様及び実施形態は、従属請求項及び添付図面を参照した好適な実施形態の以下の説明から明らかとなるであろう。開示する特徴の組み合わせの全てが、特許請求の範囲に明記されているか否かを問わず本発明の範囲内にある。

本発明によるファセットミラーデバイスの好適な実施形態を含み、本発明による方法の好適な実施形態を実施できる、本発明による光学結像装置の好適な実施形態の概略図である。図１のファセットミラーデバイスの概略上面図である。図１及び図２の（図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った）ファセットミラーデバイスの一部の概略断面図である。図１の光学結像装置で用いることができる本発明によるファセット素子を支持する方法の好適な実施形態を含む、ファセットミラーデバイスを製造する方法の好適な実施形態のブロック図である。本発明によるファセットミラーデバイスのさらに別の好適な実施形態の細部の概略断面図である。

第１実施形態
以下において、本発明による光学結像装置１０１の好適な第１実施形態を図１〜図３を参照して説明する。下記の説明を容易にするために、ｘｙｚ座標系を図に導入し、以下の説明を通して用いることにする。以下において、ｚ方向は鉛直方向を示す。しかし、当然ながら、このｘｙｚ座標系及び光学結像装置のコンポーネントそれぞれの任意の他の空間的な向きを選択してもよい。

図１は、半導体デバイスの製造中にマイクロリソグラフィプロセスで用いる光学露光装置１０１の形態の光学結像装置の、一定の縮尺でない概略図である。光学露光装置１０１は、照明ユニット１０２と、露光プロセスにおいてマスクユニット１０４のマスク１０４．１に形成したパターンの像を基板ユニット１０５の基板１０５．１に転写するよう構成した光学投影ユニット１０３とを備える。この目的で、照明ユニット１０２は、マスク１０４．１を照明する。光学投影ユニット１０３は、マスク１０４．１から出た光を受けてマスク１０４．１に形成したパターンの像を基板１０５．１、例えばウェハ等に投影する。

照明ユニット１０２は、光学素子ユニット１０６．１等の複数の光学素子ユニットを含む光学素子系１０６を備える（図１には非常に簡素にしか示さない）。以下でより詳細に説明するように、光学素子ユニット１０６．１は、本発明によるファセットミラーデバイスの好適な実施形態として形成される。光学投影ユニット１０３は、複数の光学素子ユニット１０７．１を含むさらに別の光学素子系１０７を備える。光学素子系１０６及び１０７の光学素子ユニットは、光学露光装置１０１の折り返し光軸１０１．１に沿って位置合わせされる。

図示の実施形態では、光学露光装置１０１は、５ｎｍ〜２０ｎｍの波長、より厳密には１３ｎｍの波長のＥＵＶ範囲の光を用いて動作する。したがって、照明ユニット１０２及び光学投影ユニット１０３内で用いる光学素子は、反射光学素子のみである。しかし、当然ながら、異なる波長で働く本発明の他の実施形態では、任意のタイプの光学素子（屈折、反射、又は回折）を単独で又は任意の組み合わせで用いることができる。光学素子系１０７は、本発明によるさらに別のファセットミラーデバイスを備えることができる。

図２及び図３から分かるように、ファセットミラーデバイス１０６．１は、複数のファセット素子１０９（そのうち１つのみを図３に示す）を支持する支持ユニット１０８を備える。図示の実施形態では、９００個のファセット素子１０９が支持ユニット１０８上に支持される。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、任意の他の数のファセット素子１０９を支持ユニット１０８によって担持できる。例えば、本発明の特定の好適な実施形態では、最大２０００個又はそれ以上のファセット素子１０９が支持ユニット１０８上に支持される。好ましくは、できる限り多くのファセット素子１０９を支持ユニット１０８上に支持して照明光の均一性を得ることに留意すべきである。最大４０００個のファセット素子１０９、より好ましくは最大１６０００個のファセット素子１０９を実現することができる。

図示の実施形態では、ファセット素子１０９は、０．０５ｍｍ未満の小さな隙間を間に残すように配置される。したがって、特に図２から分かるように、ファセット１０９の規則的な矩形の（regular rectangular）マトリックスが支持ユニット１０８上に形成されて、最小量の放射パワー損失をもたらす。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、ファセットミラーデバイスを用いる結像デバイスの光学的必要性に従って任意の他のファセット素子配置を選択できる。

図２及び図３から、特に図２からさらに分かるように、各ファセット素子１０９は、（ｚ軸に沿った）上面図で、実質的に矩形の、より厳密には実質的に正方形の外形輪郭を有する。しかし、本発明の他の実施形態では、例えば任意曲線状の外形輪郭、円形の外形輪郭、楕円形の外形輪郭、多角形の外形輪郭、又はそれらの任意の組み合わせ等、この外形形状の任意の他の幾何学的形状を選択できる。

図示の実施形態では、各ファセット素子は、凹状の前面１０９．１、平面状の後面１０９．２、及び外側面１０９．３を有する。前面１０９．１は、照明ユニット１０２が提供した照明光を均一化するために光学結像装置１０１の動作中に光学的に用いられる反射面である。反射面１０９．１は、（通常は各波長で最大反射率を提供するために）使用照明光の波長に適合させた、前面１０９．１に施される反射コーティングによって設けることができる。本発明の特定の実施形態では、反射格子をファセット素子の前面に設けることができる。

図示の実施形態では、前面１０９．１は球面である。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、ファセットミラーデバイスが果たす光学的役割に応じて任意の他の形状の前面を選択できる。したがって、このような球面以外に、非球面及び平坦面並びにそれらの任意の組み合わせを用いてもよい。さらに、凸状の前面を用いることもできる。

さらに、ファセット素子１０９の光学的に使用可能な前面１０９．１が任意の適当なサイズであり得ることに留意すべきである。好ましくは、前面１０９．１のサイズは、１００ｍｍ^２〜４００ｍｍ^２、特に５０ｍｍ^２〜１５０ｍｍ^２、より好ましくは９０ｍｍ^２〜１１０ｍｍ^２の範囲である。

支持ユニット１０８は、ベースプレート１０８．１の形態の第１支持要素を備える。各ファセット素子１０９は、図示の実施形態ではベースプレート１０８．１内の開口１０８．３に挿入されて延在する実質的にピン形の本体である関連の第２支持要素１０８．２を有する。図示の実施形態では、開口１０８．３は円筒孔である。しかし、任意の他の幾何学的形状をベースプレート１０８．１内のこの凹部１０８．３に選択することができる。さらに、図示の実施形態では、ベースプレート１０８．１は平面要素である。しかし、例えば光学的要件に応じて、任意の幾何学的形状（例えば、少なくとも部分的に（section wise）湾曲した幾何学的形状）をベースプレートに選択することができる。

第２支持要素１０８．２の一端は、ファセット素子１０９の後面１０９．２に接続されてファセット素子１０９を支持する。第２支持要素１０８．２がさらに、フレクシャユニット１０８．４を介して第１支持要素１０８．１に接続されることで、第２支持要素１０８．２及びその結果としてファセット素子１０９が第１支持要素１０８．１上に支持される。

フレクシャユニット１０８．４は、第１支持要素１０８．１のうちファセット素子１０９に面した前側に位置付けられる。フレクシャユニット１０８．４は、第２支持要素１０８．２及びリング形の連結セクション１０８．６それぞれに端部を接続した板ばね要素１０８．５の形態の複数のフレクシャを備える。

図示の実施形態では、４つの板ばね要素１０８．５を第２支持要素１０８．２の円周に均等に分配する。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、任意の他の数の板ばね要素又はフレクシャを設けることができる。特に、連結セクション及び第２支持要素を第２支持要素の実質的に全周にわたって延在する連続的な膜のように接続する、単一の板ばね要素を設けることもできる。

図示の実施形態では、各板ばね要素１０８．５は、（ｚ軸に沿った）上面図で実質的に矩形の要素である。板ばね要素１０８．５の横断寸法は、（第２支持要素１０８．２との境界面において）第２支持要素１０８．２の円周の約１５％にわたって延在するよう選択される。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、任意の他の適当な形状及び寸法を板ばね要素に選択することができる。

図３から分かるように、板ばね要素１０８．５は、第２支持要素１０８．２及び連結セクション１０８．６と一体に形成され、連結セクション１０８．６は、嵌合接続、摩擦接続、接着接続、又はそれらの任意の組み合わせ等の任意の適当な接続（より詳細には図示せず）によって第１支持要素１０８．１に接続される。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、連結セクションを第１支持要素と一体に形成することもできる。同じことが、板ばね要素と第２支持要素との間の接続にも逆に当てはまる。

第２支持要素１０８．２は、第１支持要素１０８．１のうちファセット素子１０９に面しない後側から突出する。ここで、取り付け状態（図３に示す）では、第１支持要素１０８．１及び第２支持要素１０８．２は、コネクタプレート１０８．７の形態のコネクタ要素を介して実質的に剛接続される。コネクタプレート１０８．７は、第１支持要素１０８．１及び第２支持要素１０８．２を相対的な位置及び向きで係止している。したがって、コネクタプレート１０８．７は、ファセット素子１０９の支持にも関与する。

コネクタプレート１０８．７は、第１支持要素１０８．１及び第２支持要素１０８．２に、嵌合接続、摩擦接続、接着接続、又はそれらの任意の組み合わせ等の任意の適当な接続によって接続される。好ましくは、各接続は、輪郭１１０、１１１、及び１１２で示すように接着、はんだ付け、又は溶接等の接着接続によって形成される。

図２〜図４を参照して次により詳細に説明するように、ファセットミラーデバイス１０６．１は、本発明によるファセット素子を支持する方法の好適な実施形態を用いて本発明による方法の好適な実施形態により製造される。

図４によれば、準備ステップ１１３．１において、支持ユニット１０８及びファセット素子１０９のコンポーネントを上記のように製造する。図示の実施形態では、ファセット素子はケイ素（Ｓｉ）製であるが、支持要素は炭化ケイ素（ＳｉＣ）製である。かかる材料の組み合わせにより、ファセット素子１０９からの有益な伝熱（通常は結像装置１０１の動作中に１００℃〜１５０℃の温度に達する）を得ることができる。

しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、ファセット素子は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、石英（ＳｉＯ_２）ケイ素アルミニウム（ＳｉＡl）、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）（独国マインツ所在のSCHOTT AGにより製造されるガラスセラミック）、ＵＬＥ（商標）（米国ニューヨーク州１４８３１コーニング所在のCorning Incorporatedにより製造される超低膨張チタンケイ酸塩ガラス）、他のガラスセラミック、並びにＮ１Ｐ又はＭｏＳｉ層でコーティングした銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）でできていてもよく、支持要素は、ステンレス鋼、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、反応焼結（Ｓｉ含浸）炭化ケイ素（reaction bonded silicon infiltrated silicon carbide）（ＳｉＳｉＣ）、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）、又は他のガラスセラミックでできていてもよい。好ましくは、熱膨張率（ＣＴＥ）の整合が、ファセット素子及び支持要素に対して行われることに留意すべきである。

次に、支持ステップ１１３．２の接続ステップ１１３．３において、連結セクション１０８．４が第１支持要素１０８．１の突合わせ面（run-on surface）に当接するまで第２支持要素１０８．２を開口１０８．３に導入する。その後、上記のように連結セクション１０８．４を第１支持要素１０８．１に接続する。

次に、ファセット素子１０９を、嵌合接続、摩擦接続、接着接続、又はそれらの任意の組み合わせ等の任意の適当な接続（より詳細には図示せず）によって第２支持要素１０８．２に接続する。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、ファセット素子１０９は、第２支持要素１０８．２を第１支持要素１０８．１に接続する前に第２支持要素１０８．２に接続することができる。

次に、支持ステップ１１３．２の調整ステップ１１３．４において、第１支持要素１０８．１に対するファセット素子１０９の位置及び向きを、結像装置１０１のその後の動作中のファセットミラーデバイス１０６．１の光学的要件に従って調整する。

この目的で、図３に示すように、制御デバイス１１５により制御されるマニピュレータ１１４の形態の調整デバイスを用いて、第２支持要素１０８．２の調整境界面１０８．８に対する対応の調整力を発生させる。制御デバイス１１５の制御下で、マニピュレータ１１４とファセットミラーデバイス１０６．１との間に、発生した操作力Ｆがファセットミラーデバイス１０６．１の適切な調整を行うのに適した調整運動を引き起こすよう相対運動を発生させることができる。

当然ながら、フレクシャユニット１０８．４の板ばね要素１０８．５は、２並進自由度（すなわち、ｘ方向及びｙ方向）及び１回転自由度（すなわち、ｚ軸を中心とした回転）の相対運動を制限する一方で、２回転自由度（すなわち、ｘ軸及びｙ軸を中心とした回転）の向き調整及び１並進自由度（すなわち、ｚ方向）の位置調整を可能にすることにより、第２支持要素１０８．２及びファセット素子１０９に対する案内を行う。したがって、非常に単純な方法で、ファセット素子１０９の適切な高さ及び傾き調整を達成することができる。

さらに当然ながら、本発明の特定の実施形態では、第２支持要素１０８．２の連結セクション１０８．４を第１支持要素１０８．１に接続する前に、マニピュレータ１１４を用いてｚ軸を中心とした（このときすでに第２支持要素１０８．２に取り付けられた）ファセット素子１０９の回転を調整することもできる。

光学的に用いられる前面１０９．１の調整の評価は、測定デバイス１１６の測定結果を用いて行う。本実施形態では、測定デバイス１１６は、測定光ビーム１１６．２を前面１０９．１に向けて放出するエミッタ１１６．１を備えた光学デバイスである。測定光ビーム１１６．２は、前面１０９．１で反射して測定デバイス１１６のセンサ１１６．３に達する。

図示の実施形態では、エミッタは、６３３ｎｍの波長の測定光を用いる従来のエミッタである。したがって、測定光のこの波長に適合させた反射コーティングを有する前面１０９．１に測定セクションを設ける必要があり得る（露光光に適合させた前面１０９．１の反射コーティングが測定光波長で十分な反射を提供しない場合）。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、他の波長を測定光に用いて、最終的にそのような付加的な測定セクションが不要であり得るようにしてもよい。

センサ１１６．３の信号は、制御デバイス１１５に送られ、制御デバイス１１５はさらに、これらの信号を用いて前面１０９．１の調整の評価を行う。当然ながら、制御デバイス１１５は、センサ１１６．３の信号に応じて、前面１０９．１の迅速で適切な調整を行うようマニピュレータ１１４を制御する。当然ながら、図示の実施形態では、前面１０９．１が１００μｒａｄ未満の角度精度で調整される。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、結像装置１０１のその後の動作中の光学的要件に応じて、任意の他の角度精度を選択することができる。

ファセット素子１０９の調整が完了したら、支持ステップ１１３．２のファセット固定ステップ１１３．５において、上記のように、コネクタプレート１０８．７を第２支持要素１０８．２に接続することによってファセット素子１０９を所定位置に固定する。

本実施例では、レーザ溶接技法を用いて、コネクタプレート１０８．７と第２支持要素１０８．２との間の固定接着接続１１２を提供する。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、上記のようなレーザ溶接技法以外に、任意の他の適当な結合技法（例えば、融着、接着、締結等）を単独で又は任意の組み合わせで用いて、ファセット素子と支持ユニットとの間の適切な接続及び相対的固定を提供することができる。このような適当な結合技法として、例えば、接着、はんだ付け、レーザはんだ付け、溶接、拡散接合等が挙げられる。

コネクタプレート１０８．７は、調整ステップ前に第１支持要素１０８．１に接続されている。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、上記のように、コネクタプレート１０８．７と第１支持要素１０８．１との間の接続をファセット素子の調整中又は調整後の任意の時点で施すこともできる。

ファセット固定ステップ１１３．５が完了したら、図３に破線輪郭で示すように、マニピュレータ１１４が第２支持要素１０８．２の調整境界面１０８．８から係脱する。

ステップ１１３．６において、次に、さらに別のファセット素子１０９を支持要素１０８に取り付けるべきか否かを調べる。取り付ける場合、方法は、次に取り付けるファセット素子１０９のための支持ステップを実行するためにステップ１１３．３に戻る。そうでない場合、方法はステップ１１３．７で終了する。

結像装置１０１の動作中のファセットミラーデバイス１０６．１からの熱除去は、破線輪郭１１７（図３を参照）で示すような冷却チャネルを循環する冷却媒体を用いて達成することができる。

第１支持要素１０８．１と第２支持要素１０８．２との間の接続は、ファセットミラーデバイス１０６．１の動作中にベース体１０８の後側（ファセット素子１０９に面しない）が流体、例えば冷却媒体によって冷却され得る一方でファセット素子１０９を囲む空間が排気される（又は、照明光の波長に応じて最終的にガスを充填される）ように、密封状に行われ得る。これは、上述のように、連結セクション及び第２支持要素を第２支持要素の全周にわたって延在する連続的な膜のように接続する単一の板ばね要素が設けられる特定の実施形態で、特に単純に達成できる。

図示の実施形態では、フレクシャユニットは板ばね要素の形態のフレクシャを含む。しかし、当然ながら、本発明の他の実施形態では、他のタイプのフレクシャを用いてもよい。例えば、板ばね要素の代わりに、あまり可撓性のないセクションの一端にそれぞれ形成した２つの弾性ヒンジを備えた構成を用いることができる。例えば、板ばね１０８．５を、一方の弾性ヒンジを連結セクション１０８．６への移行部に形成して他方の弾性ヒンジを第２支持要素１０８．２への移行部に形成したような構成で置き換えてもよい。

第２実施形態
以下において、本発明によるファセットミラーデバイス２０６．１の第２実施形態を、図５を参照して説明する。ファセットミラーデバイス２０６．１は、その基本的な設計及び機能性がファセットミラーデバイス１０６．１に概ね対応し、図１の光学結像デバイス１０１のファセットミラーデバイス１０６．１の代わりとなることができる。特に、第１実施形態に関して上述したようなファセット素子を支持する方法及びファットミラーデバイスを製造する方法（図４）は、このファセットミラーデバイス２０６．１にも関連して実行することができる。したがって、ここでは上記の説明を主に参照し、ファセットミラーデバイス１０６．１に関する相違点のみをさらに詳細に説明する。特に、同様の部品には同じ参照符号に１００を足したものを与え、（以下で明記しない限り）これらの部品に関しては第１実施形態に関連して上記した説明を参照する。

ファセットミラーデバイス２０６．１に関する唯一の主な相違点は、フレクシャユニット２０８．４の設計の範囲内にある。図示の実施形態では、フレクシャユニット２０８．４は、ベース体２０８内に適当な概ねリング形のスロット（第２支持要素２０８．２の円周の特定の部分にわたって半径方向スロットにより接続される）によって形成されることにより、複数の（好ましくは均等に分配された）板ばね要素２０８．５を形成する。弾性ヒンジ２０８．９を各板ばね要素２０８．５の少なくとも一端に形成して、向き調整を容易にすることができる。当然ながら、フレクシャユニット２０８．４は、２回転自由度の運動（すなわち、ｘ軸及びｙ軸を中心とした回転）を可能にする一方で他の４自由度全ての運動を制限する。

コネクタ要素２０８．７と第１支持要素２０８．１及び第２支持要素２０８．２との間の接続は、ベース体２０８の後側の空洞２１８に冷却媒体が充填され得る一方でファセット素子２０９を囲む空間が排気されるように密封状に行われる。

上記では、本発明による光学モジュールを照明ユニットとして用いる実施形態に関連して本発明を説明した。しかし、当然ながら、本発明による光学モジュールは光学投影ユニットでも有益な効果をもたらし得る。

上記では、ＥＵＶ範囲で働く実施形態に関連して本発明を説明した。しかし、当然ながら、本発明を任意の他の露光光波長で、例えば１９４ｎｍで働くシステムで用いることもできる。

最後に、上記では、マイクロリソグラフィシステムのみに関連して本発明を説明した。しかし、当然ながら、ファセットミラーデバイスを用いる任意の他の光学デバイスに関連して本発明を用いることもできる。

Claims

ファセットミラーデバイスであって
ファセット素子と、
支持ユニットと
を備え、該支持ユニットは前記ファセット素子を支持し、
前記支持ユニットは、第１支持要素及び第２支持要素を備え、
該第２支持要素は、前記ファセット素子に接続されて該ファセット素子を支持し、
前記第１支持要素は、前記第２支持要素に接続されて該第２支持要素を支持し、
前記第１支持要素は、少なくとも１つのフレクシャを含む少なくとも１つのフレクシャユニットを介して前記第２支持要素に接続され、
前記第１支持要素及び前記第２支持要素は、前記フレクシャユニットとは分離されたコネクタ要素を介してさらに接続され、該コネクタ要素は、前記第１支持要素及び前記第２支持要素を相対的な位置および向きで係止するファセットミラーデバイス。
請求項１に記載のファセットミラーデバイスにおいて、少なくとも、
前記フレクシャユニットは、前記ファセット素子を調整運動で案内するよう構成した案内ユニットを形成するか、又は
前記フレクシャユニットは、前記第１支持要素と前記第２支持要素との間の少なくとも２自由度の相対運動を制限するか、又は
前記フレクシャユニットは、前記１支持要素と前記第２支持要素との間の正確に３自由度の相対運動を制限するか、又は
前記フレクシャユニットは、前記第１支持要素と前記第２支持要素との間の２並進自由度及び１回転自由度の相対運動を制限するファセットミラーデバイス。
請求項１に記載のファセットミラーデバイスにおいて、
前記フレクシャユニットは、前記第１支持要素と前記第２支持要素との間の２並進自由度の相対運動を制限し、
前記フレクシャユニットは、前記２並進自由度により画定される平面内に主に延在する少なくとも１つのフレクシャ要素を備えるファセットミラーデバイス。
請求項１に記載のファセットミラーデバイスにおいて、少なくとも、
前記フレクシャユニットは、少なくとも１つの弾性ヒンジ要素を備えるか、又は
前記フレクシャユニットは、少なくとも１つの板ばね要素を備えるか、又は
前記フレクシャユニットは、少なくとも１つの膜要素を備えるファセットミラーデバイス。
請求項１に記載のファセットミラーデバイスにおいて、少なくとも、
前記フレクシャユニットは、前記第１支持要素と一体に形成されるか又は
前記フレクシャユニットは、前記第２支持要素と一体に形成されるファセットミラーデバイス。
請求項１に記載のファセットミラーデバイスにおいて、少なくとも、
前記第２支持要素は、調整境界面を有し、該調整境界面は、前記ファセット素子と前記支持ユニットとの間の相対位置及び相対向きの少なくとも一方を調整する調整デバイスと接触するよう構成されるか、又は
前記第２支持要素は、前記第１支持要素の凹部内に延在するか、又は
前記第２支持要素は、前記第１支持要素内の開口を貫通し、調整デバイスの調整境界面が、前記第２支持要素のうち前記ファセット素子に面しない後端に形成されるファセットミラーデバイス。
請求項１に記載のファセットミラーデバイスにおいて、少なくとも、
前記第１支持要素及び前記第２支持要素は、密封状及び流体密封状の少なくとも一方で接続されるか、又は
前記第２支持要素は、前記第１支持要素内の開口を貫通し、前記第１支持要素及び前記第２支持要素を接続する前記コネクタ要素は、前記第１支持要素のうち前記ファセット素子に面しない後側に位置付けられるか、又は
前記コネクタ要素は、前記第１支持要素及び前記第２支持要素の少なくとも一方に、接着部、はんだ付け部、溶接部、拡散接合部からなる結合部群から選択される少なくとも１つの結合部を介して接続されるファセットミラーデバイス。
請求項１に記載のファセットミラーデバイスにおいて、少なくとも、
前記ファセット素子は、前記第２支持要素に、接着部、はんだ付け部、溶接部、拡散接合部からなる結合部群から選択される少なくとも１つの結合部を介して接続されるファセットミラーデバイス。
請求項１に記載のファセットミラーデバイスにおいて、少なくとも、
前記支持ユニットは、前記ファセットミラーデバイスの動作中に冷却媒体を収容するよう構成した少なくとも１つの冷却導管を備えるか、又は
冷却空洞が、前記第１支持要素のうち前記ファセット素子に面しない後側に形成され、前記冷却空洞は、少なくとも前記ファセットミラーデバイスの動作中に冷却媒体を充填されるよう構成されるファセットミラーデバイス。
請求項１に記載のファセットミラーデバイスにおいて、少なくとも、
前記支持ユニットは、複数のさらなる第２支持セクションを備え、該さらなる第２支持セクションのそれぞれは、前記第１支持要素に接続されてさらに別のファセット素子を支持するか、又は
前記支持ユニットは、少なくとも１０００個のファセット素子を支持するファセットミラーデバイス。
光学結像装置であって、
パターンを受けるよう構成したマスクユニットと、
基板を受けるよう構成した基板ユニットと、
前記パターンを照明するよう構成した照明ユニットと、
前記パターンの像を前記基板に転写するよう構成した光学投影ユニットと
を備え、前記照明ユニット及び前記光学投影ユニットの少なくとも一方は、ファセットミラーデバイスを備え、
該ファセットミラーデバイスは、ファセット素子及び支持ユニットを備え、
該支持ユニットは、前記ファセット素子を支持し、
前記支持ユニットは、第１支持要素及び第２支持要素を備え、
該第２支持要素は、前記ファセット素子に接続されて該ファセット素子を支持し、
前記第１支持要素は、前記第２支持要素に接続されて該第２支持要素を支持し、
前記第１支持要素は、少なくとも１つのフレクシャを含む少なくとも１つのフレクシャユニットを介して前記第２支持要素に接続され、
前記第１支持要素及び前記第２支持要素は、前記フレクシャユニットとは分離されたコネクタ要素を介してさらに接続され、該コネクタ要素は、前記第１支持要素及び前記第２支持要素を相対的な位置および向きで係止する光学結像装置。
ファセットミラーデバイスのファセット素子を支持する方法であって、
ファセット素子及び支持ユニットを設けるステップと、
前記支持ユニットを介して前記ファセット素子を支持するステップと、
を含み、前記支持ユニットは、第１支持要素及び第２支持要素を備え、
該第２支持要素は、前記ファセットに接続されて前記ファセット素子を支持し、
前記第１支持要素は、前記第２支持要素に接続されて該第２支持要素を支持し、
前記第１支持要素は、少なくとも１つのフレクシャを含む少なくとも１つのフレクシャユニットを介して前記第２支持要素に接続され、
前記第１支持要素及び前記第２支持要素は、前記フレクシャユニットとは分離されたコネクタ要素を介してさらに接続され、該コネクタ要素は、前記第１支持要素及び前記第２支持要素を相対的な位置および向きで係止する方法。
ファセットミラーデバイスを製造する方法であって、
調整ステップにおいて、ファセット素子及び支持ユニットを設け、該支持ユニットは、第１支持要素及び第２支持要素を備え、前記第１支持要素は、前記第２支持要素に接続されて該第２支持要素を支持し、前記第１支持要素は、前記第２支持要素を支持するために、少なくとも１つのフレクシャを含む少なくとも１つのフレクシャユニットを介して前記第２支持要素に接続されるステップと、
支持ステップにおいて、前記ファセット素子を前記第２支持要素に接続して、前記支持ユニットを介して前記ファセット素子を支持し、前記支持ステップのファセット固定ステップにおいて、前記第１支持要素及び前記第２支持要素を、前記フレクシャユニットとは分離されたコネクタ要素を介してさらに接続するステップであって、該コネクタ要素は、前記第１支持要素及び前記第２支持要素を相対的な位置および向きで係止するステップと
を含む方法。
請求項１３に記載の方法において、少なくとも、
前記支持ステップのファセット調整ステップにおいて、前記支持ユニットに対する前記ファセット素子の位置及び向きの少なくとも一方の調整を、前記ファセットミラーデバイスの動作中の光学的必要性に従って行うか、又は
前記支持ステップのファセット調整ステップにおいて、前記第２支持要素の調整境界面に接触する調整デバイスを用いて、前記支持ユニットに対する前記ファセット素子の位置及び向きの少なくとも一方を調整するか、又は
前記支持ステップのファセット調整ステップにおいて、前記フレクシャユニットを用いて、前記支持ユニットに対する前記ファセット素子の位置及び向きの少なくとも一方を調整する調整運動で前記ファセット素子を案内する方法。
請求項１３に記載の方法において、前記支持ステップの前記ファセット固定ステップにおいて、少なくとも、
前記ファセット素子を前記支持ユニットに対して固定するか、又は
前記第１支持要素及び前記第２支持要素を密封状及び流体密封状の少なくとも一方で接続するか、又は
前記コネクタ要素を介して前記第１支持要素及び前記第２支持要素を接続し、前記第２支持要素は、前記第１支持要素内の開口を貫通し、前記コネクタ要素は、前記第１支持要素のうち前記ファセット素子に面しない後側に位置付けられるか、又は
前記コネクタ要素を、前記第１支持要素及び前記第２支持要素の少なくとも一方に接着接続によって接続するか、又は
前記コネクタ要素を、前記第１支持要素及び前記第２支持要素の少なくとも一方に、接着、はんだ付け、レーザはんだ付け、溶接、レーザ溶接、拡散接合からなる結合技法群から選択される少なくとも１つの結合技法によって接続する方法。
前記コネクタ要素は、前記第１支持要素及び前記第２支持要素を実質的に剛接続することを特徴とする請求項１に記載のファセットミラーデバイス。
前記コネクタ要素は、前記第１指示要素及び前記第２支持要素の間を固定接続する請求項１に記載のファセットミラーデバイス。
前記第１支持要素及び前記第２支持要素は、前記コネクタ要素により実質的に剛接続される請求項１３に記載の方法。
前記第１支持要素及び前記第２支持要素は、前記コネクタ要素により固定接続される請求項１３に記載の方法。