JP6415434B2 - Ｅｕｖ投影露光装置用ミラー機構、その操作方法、及びｅｕｖ投影露光装置 - Google Patents

Description

この出願は、２０１２年７月２４日付けの独国特許出願第10 2012 212 898.0号に基づく優先権を主張する物であり、かかる出願の全開示内容を参照して本出願に援用する。

本発明は、マイクロリソグラフィー用投影露光装置のためのミラー機構（mirror arrangement、ミラー配列）に関するものであり、かかるミラー機構はそれぞれがＥＵＶスペクトル域で反射性であるとともにＥＵＶ放射を当てることができる層を有する複数のミラーを備え、さらに本体を有するものである。

さらに、本発明は、上述のようなタイプのミラー機構を備えるマイクロリソグラフィー用ＥＵＶ投影露光装置に関するものである。

そして、本発明は、導入部分で言及したタイプのミラー機構を操作するための方法に関するものである。

マイクロリソグラフィー用投影露光装置は、一般的に微細構造を有する電子部品の製造に用いられる。投影露光装置によって、放射源によって生成された電磁放射は微細構造を有するレチクル上に向けられる。レチクルは、投影露光装置の投影レンズの対物面内に配置されており、一般的に半導体材料を含むとともに対物レンズの結像面に配置されているウェハー上に、投影レンズによってレチクルの構造が結像される。この場合、ウェハーは放射感受性フォトレジストで覆われており、レチクルの構造に従って放射に露光されることで現像される。

このようにして製造される電子部品ついては、高集積性であることの必要性が高まっているため、それに応じてレチクル構造の小型化や露光装置で使用される投影レンズの解像能について切迫した要求がある。投影レンズの解像能は、用いる照射波長が短くなることに従って高くなることが知られている。近年、大量生産に使用される投影露光装置は、１９３ｎｍ以上の波長域の電磁放射で動作する。

ウェハー上にさらに微細な画像を結像することができるようにするために、より短波長の放射が要求される。

従って、本発明は、非常に波長の短い放射、具体的には極紫外放射（略して、ＥＵＶ放射）で動作するマイクロリソグラフィー用投影露光装置から進化したものである。ＥＵＶ放射の波長は、例えば、約５ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲であり、具体的には約６．７ｎｍ又は約１３．５ｎｍである。

ＥＵＶ投影露光装置の様々な実施形態は、例えば、米国特許第7,977,651 B2号に開示されている。

レンズ素子のような反射性光学部品の製造に使用可能な材料は、ＥＵＶ放射を透過させないので、ＥＵＶ投影露光装置はミラーにより構成される。

ＥＵＶ投影露光装置では、投影露光装置のミラーがＥＵＶ放射により過剰に加熱され、また、真空中で動作する必要があることから、技術的な問題が生じる。ミラーが加熱されることで、通常高反射性層スタックとして実装される反射層及び、その下層の、ＥＵＶ放射から離れる方向に配置されたミラー本体は、動作中のＥＵＶ放射の照射により可逆的に変形する。ミラー表面が変形することで不必要な投影レンズの結像収差が発生し、ウェハー上でのレチクル構造の結像品質に悪影響が生じる。

上述したような技術的問題を解消するために、ＥＵＶ投影露光装置のミラーを冷却するための数々のアイデアが提案されてきた。例えば、冷却フィンガーや冷却チャネルを導入して、それらを通じてミラーに液体を流入させる方法が挙げられる。しかし、これらの冷却方法には問題があった。それは、冷却フィンガーをミラーに設けることで、寄生性の変形が生じるからである。冷却液が内部を流れる冷却チャネルの導入により、冷却液の流動力学によりミラーが振動し、また、ミラーがその周辺構造に結合されてしまうために、ミラーの結像挙動に障害を引き起こす虞があった。冷却チャネル又は冷却フィンガーをミラーに設けることにより生じるさらなる問題は、これらが反射層に「刻み込まれる」ために、冷却チャネル又はフィンガーの間に、これらに直接接する領域と同程度に冷却されない領域が生じてしまうことであった。

さらなる問題は、冷却することで（冷却手段の）隣接領域における反射層の表面形状を同様に不必要に変形させることなく、表面形状を局所的に限定して操作するために、局所的に限定して意図的にミラーを冷却することが非常に難しいことである。上述したような冷却フィンガー又は冷却チャネルによって局所的に限定して冷却することは可能であるが、上述したように、例えば、ミラーに寄生変形が生じるなどの問題が付随する。

投影露光装置を操作する際のさらなる観点は、動作中に投影露光装置の投影レンズの結像挙動に狙った通りの影響を与えることができるようにして、例えば、動作中に生じる結像収差を低減させることにある。少なくとも部分的に反射性である光学部品を備える従来の投影レンズでは、いわゆるマニピュレータが備えられており、これらは、特にレンズ素子を能動的に狙った態様で変形させ、かかるレンズ素子の能動的な変形により放射の波面形状を操作することができる。反射性光学素子の場合、レンズ素子周辺に機械的な力を加えることでそのような能動的な変形をもたらすことができる。レンズ素子の場合、かかるレンズ素子の前側及び後側における光学的な影響の大部分は相互に補償される。対照的に、ミラーは光学活性面を一つしか有さないため、より繊細である。結果的に、変形可能なミラーでは、過剰に大きく制御が難しい寄生変形が生じる。さらに、ミラーの高反射性層は、機械的変形の過程で容易に傷つく虞がある。

ＥＵＶミラーのためには、反射性層に対して熱プロファイルを加えてミラー表面を意図的に変形させるいわゆる熱マニピュレータが従来提案されてきた。これにより、例えば、投影レンズの結像収差を補償するために、ミラーの所望表面形状（物体形状）を設定することができる。しかし、そのような従来の熱マニピュレータは、例えば、投影露光装置の様々な照明設定のような、変更された動作モードに適合させるために短時間で既存の表面形状を変更する場合に、不利であることが明らかとなった。高レベルの冷却がなければ各ミラーの熱緩和時間が非常に長くなるため、短時間で表面形状を変更させることを可能にするために、前の表面形状が慣らされるまでミラー全体を広域的に大幅に加熱することにより、前の表面形状を「上書き」することが必要である。ミラーをさらに加熱し続けることで、その後に、新たな表面形状を生成することができる。これらの概念的に分かれた２つのステップ（「上書き」及び「形状設定」）を一つのステップで実施することもできる。しかし、この手順は、既存の表面形状を「上書き」するために非常に大きな熱容量を必要とする。このような高入熱により、投影露光装置の寿命にわたって反射層が損傷及び／又は破壊され、制御不能な機械的変形が生じる。この問題は、ＥＵＶ放射の結果、高照射にさらされる光学位置にミラーが配置された場合にさらに深刻となる。さらに、結果的に、投影レンズのマウント側の熱収支が永久的に阻害される虞もある。

この問題は、局所的に作動する冷却機構を実現することにより回避することができるが、既に上述したような構造上の境界条件のために非常にまれなケースでのみ十分な程度で可能である。

従って、過剰に加熱することなく、短時間で空間的に局在する表面変形（形状変形）を除去し、及び／又は様々な空間的に局在させた形状変形を設定することが必要である。

米国特許第7,977,651号

従って、本発明は、導入部で言及したタイプのミラー機構を開発するという目的に基づくものであり、上述したような従来の方法と比較して少ない加熱でミラー機構の少なくとも一つのミラーの表面形状（形状）を可能な限り短い時間遅延で設定することができるようにする可能性を与えることの効果に関するものである。

さらに、本発明は、そのようなミラー機構を備えるマイクロリソグラフィー用ＥＵＶ投影露光装置も提供することを目的とするものである。

さらに、本発明は上述のミラー機構の操作方法を特定することを目的とするものである。

本発明によれば、導入部で言及したようなミラー機構において、複数のミラーのうちの少なくとも一つのミラーが、熱膨張係数が負である材料を含有する少なくとも一つの層を有するという事実により、本発明の目的が実現される。

従って、本発明に従う、マイクロリソグラフィー用投影露光装置のためのミラー機構は、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層を有する少なくとも一つのミラーを備える。熱膨張係数が負である材料は、温度が上昇しても膨張しないばかりではなく、むしろ収縮する。このことにより、例えば、熱膨張係数が負である層を狙った態様で局所的に加熱することによりミラー表面のピーク(凸）形状の形状変形を反転させることが可能となる。例えば、ＥＵＶ放射の供給入力の結果として表面のピーク（凸）形状が生じるが、このようにしてニュートラルな状態とすることができる。

しかし、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層を狙った態様で局所的に加熱することにより、この目的のために大幅に加熱したミラー全体によって以前の表面形状を最初にニュートラルな状態にする必要なく、ミラーの反射性層の既存の表面形状を変更することも可能になる。特に、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層を局所的に狙った態様で加熱することよって、まず表面凸部をニュートラルな状態にすることができ、そして、その後に反射性層の異なる領域を加熱することによって「新たな」表面形状を生成する。ミラーの熱緩和を待つ必要がないので、このようにして、第１に低い加熱能力で動作し、第２に比較的短時間で動作する熱マニピュレータを提供することができる。

本発明に従うミラー機構の場合、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層を有する少なくとも一つのミラーの為に、すべての熱操作は加熱により実現されるので、技術的に非常に実現困難な、局所的に狙って冷却するための機構を設けることは必須ではない。

このため、好ましい構成では、ミラー機構は少なくとも一つのミラーの熱膨張係数が負である少なくとも一つの層を局所的に狙った態様で加熱するための少なくとも一つの熱源を備える。

有利なことに、少なくとも一つのミラーの反射性層の所望の表面形状を設定するために冷却することが不要である。それにもかかわらず、例えば、ミラーのＥＵＶ照射からは遠い側を部分的に、空間分解的でない態様で冷却することが、投影レンズの長期間にわたる熱収支を安定化させるためには望ましい。

少なくとも一つの熱源が無くても後述する好適な構成は本発明の範囲内で適用可能であることを理解されたい。すなわち、後述する好適な構成は、複数のミラーのうちの少なくとも一つのミラーが、熱膨張係数が負である材料を含有する少なくとも一つの層を有するという本発明のコンセプトと共に直接適用可能である。

熱膨張係数が負である少なくとも一つの層は、EUV放射からは遠い側の面に配置され、さらに、かかる面に直接隣接するか、あるいは一層又は複数層によって隔てられた態様で間接的に隣接する。熱膨張係数が負である少なくとも一つの層は、それ自体が本体となりうるが、本体を構成する部分的な層となることもでき、あるいは反射性層及び本体との間の分離した層となることも好ましい。

好ましい構成では、少なくとも一つのミラーは熱膨張係数が正である材料を含有する少なくとも一つのさらなる層を有し、かかる層は少なくとも一つの断熱層によって熱膨張係数が負である少なくとも一つの層から隔てられている。

この場合、熱膨張係数が正である少なくとも一つの層と熱膨張係数が負である少なくとも一つの層とを互いに独立して加熱することにより、ミラー表面の反射性層の表面にて表面凸部及び表面凹部の両方を生成する為に用いることができる熱マニピュレータを全く同一のミラーに実装することができ、有利である。設けられている断熱層により熱膨張係数が正である層と熱膨張係数が負である層との間の熱移動が予防されるので、このようにして配設された熱マニピュレータは即時制御可能な態様で動作することができる。例えば、反射性層自体又はかかる反射性層と本体との間に配置された追加の層は、熱膨張係数が正である層として機能することができる。

さらに好ましい実施形態では、複数のミラーのうちの少なくとも一つの更なるミラーは、熱膨張係数が負である材料を含有する少なくとも一つの層を有する。

従って、かかる構成では、ミラー機構の複数のミラーのうちの少なくとも二つは、それぞれ熱膨張係数が負である層を有し、その結果、これらの二つのミラーが熱マニピュレータとして用いられる場合には、これらの二つのミラーにおいて狙った態様で加熱される領域は少なくとも二つのミラーの間で分散するので、その結果、独立したそれぞれのミラーへの独立した熱入力を低減することができる。

更に好ましい構成では、複数のミラーのうちの少なくとも一つの更なるミラーは、熱膨張係数が正である材料を含む少なくとも一つの層を有する。

かかる構成では、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層を有する少なくとも一つのミラーと併用して、熱マニピュレータが備えられ、かかる熱マニピュレータによって、これに対応して、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層及び熱膨張係数が正である少なくとも一つの層を局所的に狙った態様で加熱して、ＥＵＶ放射の波面に対して所望の影響を与えるために上述した少なくとも二つのミラーの表面形状全体を設定することができる。この場合も、熱マニピュレータを操作するための熱入力が上述した少なくとも２つのミラーの間で分散されるので、各ミラーの熱負荷が低減される。

上述した２つの構成に関連して、上記少なくとも一つのミラーと少なくとも一つの更なるミラーはＥＵＶ放射のビームパス内の位置に配置され、これらの位置は、ミラーの光学効果に関して共役又は略共役する。

かかる方途は、上述の少なくとも一つの更なるミラーが、熱膨張係数が正である少なくとも一つの層を有する場合に特に有利である。これは、この場合に、一つのミラーの形状変形の光学影響が他のミラーの対応する形状変形によりニュートラルな状態とすることができるからである。結果的に、導入部にて言及した、既存の形状をニュートラルな状態とするためにミラー全体を加熱する不利な方法は、完全に不必要なものとなる。むしろ、例えば、表面凸部を対応する表面凹部によってニュートラルな状態とするために、熱膨張係数が正又は負である層を狙った態様で局所的に加熱することが必要となるのみである。

近軸副口径比（paraxial subaperture ratio）が同じであれば、二つの位置又は平面は、上述した意味で相互に共役するといえる。

近軸副口径比は、(r/(|h| + |r|) sgn hによって与えられる。ここで、rは近軸周辺光線の高さであり、hは近軸主光線の高さ、そして符号関数sgn hはhのサインを表す。なお、sgn 0=1であるものとする。近軸周辺光線及び近軸主光線の定義は、Michael J. Kidger著、光学設計の原理(Fundamental Optical Design)、ＳＰＩＥ出版、ベーリングハム、ワシントン、ＵＳＡに従い、かかる文献は参照により本明細書に組み込むものとする。さらに、近軸副口径比に関しては、国際公開第2008/034636号の第４１ページ以下を参照されたい。かかる文献についても、参照により本明細書に援用するものとする。

従って、ビームパス内での位置又は平面は、これらの位置又は平面における近軸副口径比の絶対値が略同一、すなわち、これらの相違が好ましくは０．３以下、より好ましくは０．２以下、さらに好ましくは０．１以下なのであれば、略共役する。

ミラー機構が、それぞれが熱膨張係数が正又は負である少なくとも一つの層を有する少なくとも二つのミラーを備える場合、上述した少なくとも一つの更なるミラーの熱膨張係数が正又は負である少なくとも一つの層を狙った態様で局所的に加熱するための少なくとも一つの更なる熱源が存在することが好ましい。

同様のことは、熱膨張係数が正である少なくとも一つの層と、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層との両方を備える少なくとも一つのミラーについても成立する。この場合、少なくとも一つのミラーの熱膨張係数が正である少なくとも一つの層を、狙った態様で局所的に加熱するための少なくとも一つの更なる熱源が存在することが好ましい。

上述した少なくとも一つの熱源及び／又は少なくとも一つの更なる熱源は、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層及び／又は熱膨張係数が正である少なくとも一つの更なる層で、位置に応じて異なる熱分布を生成するように設計されていることが好ましい。

この場合、少なくとも一つのミラー及び／又は少なくとも一つの更なるミラーの反射性層の所望の全表面形状を、短時間で一度に位置に応じて異なる熱入力により設定することができることが好ましい。

上述した少なくとも一つの熱源及び／又は少なくとも一つの更なる熱源は、ＩＲ照射源であることが好ましい。

赤外線（ＩＲ）照射源は、対応するミラーを非接触で加熱することができる点で有利であり、その結果、例えば、電熱線の場合のように機械的結合に伴う寄生性の力が発生しない。ＩＲ画素ダイオードは、熱膨張係数が正及び／又は負である層を、局所的に狙った態様で、実質的に点状に加熱することを可能にするための熱源として近年入手可能となってきた。赤外線（ＩＲ）照射源は、ビーム成形の目的に適した付属光学ユニットを追加で備えることができる。熱放射の波長は約５００ｎｍ〜約１２００ｎｍの範囲でありうる。

さらに好ましい構成では、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層及び／又は熱膨張係数が正である少なくとも一つの層を、少なくとも一つの熱源及び／又は少なくとも一つの更なる熱源により、反射性層を介して加熱する。

さらにまた、かかる少なくとも一つの熱源及び／又は少なくとも一つの更なる熱源は、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層及び／又は熱膨張係数が正である少なくとも一つの層を、好ましくは本体の側面から、又は本体の後側面から加熱する。

反射性層を通じて熱膨張係数が正である少なくとも一つの層を加熱し、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層を本体の側面から、又は本体の後側面から加熱することが実用上特に好ましい。

熱膨張係数が正である少なくとも一つの層の加熱を、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層の加熱とは分離して実施することで、このようにして備えられた熱マニピュレータが定められ且つ制御可能な態様で動作するという利点が生じる。これは、これらの熱入力（加熱）が相互に影響しあわないか、影響が低減されるからである。

さらに好ましい構成では、少なくとも一つの断熱層が、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層と本体との間に配置されて存在する。

このような断熱層は、例えば、石英からなる。断熱層の材料は、特に、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層を本体を介して加熱する場合に、ＩＲ照射を透過させるように選択する必要がある。

この場合、熱伝導率の高い層が断熱層と本体との間に存在することがさらに好ましい。

断熱層と本体との間の熱伝導率の高い層は、例えば、銅又はニッケルから形成されることができ、ミラーに残った余熱を可能な限り均一に本体に導入するというタスクを有する。このような高熱伝導性の層の厚さは、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層の厚さに適合させる必要がある。

少なくとも一つのミラーの本体又は少なくとも一つの更なるミラーの本体は、ＩＲ照射に対して透過性であるとともに、熱膨張が非常に少ない材料から製造されることが好ましく、例えば、本体自体が、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層ではないか、あるいは少なくともそのような層を備えない場合、コーニング社製ＵＬＥ（登録商標）から製造されることができる。

熱膨張係数が負である材料は、ZrMo2O8, ZrW2O8, HfMo2O8, Zr2(MoO4)3, Zr2(WO4)3, Hf2(MoO4)3, ScF3, ZnC2N2, ZnF2, Y2W3O12, BiNiO3、及びこれらの材料の混合物からなる一群から選択されることが好ましい。

上述した材料は、負の熱膨張係数の値が大きいことで区別可能である。熱膨張係数が負である材料を選択するにあたり、概して、使用される温度域における熱膨張係数についての正確な情報が入手可能であることを考慮しなければならず、さらに、応力が生じて微細クラックが発生するリスクを回避するために材料は等方性である必要がある。製法は可能な限りシンプルなものとし、存在する中で負の熱膨張係数が可能な限り大きな値のものとし、比較的低圧力で相転移が発生しないようにし、そして、使用した材料が等方的又は異方的に収縮するかに関する情報を得るようにすることができる。

上述したいくつかの構成に関連して言及したような熱膨張係数が正である材料は、Zr, Y, Nb, Mo, Si, Ge, Ru, RuO2, RuSi, Ni、及びこれらの材料の混合物 からなる一群から選択されることが好ましい。

少なくとも一つのミラーの反射性層の熱膨張係数も正であり、従って、かかる少なくとも一つのミラーは熱マニピュレータとして狙った態様で加熱されることに原理的に適していることを考慮しなければならないが、少なくとも一つのミラー又は少なくとも一つの更なるミラーに熱膨張係数が正である追加の層が設けられる場合、上述の材料が好ましい。

ミラー機構のミラーの反射性層は、モリブデン／シリコンからなる層スタックであることが好ましい。

本発明に従うマイクロリソグラフィー用ＥＵＶ投影露光装置は、本発明に従うミラー機構を備える。

本発明はさらに、導入部で言及したような、マイクロリソグラフィー用ＥＵＶ投影露光装置のミラー機構の操作方法に関するものである。かかるミラー機構はＥＵＶスペクトル域で反射性であるとともにＥＵＶ光線を当てることができる層をそれぞれが有する複数のミラーを備えるものである。そして、本発明は、かかる複数のミラーのうちの少なくとも一つのミラーは熱膨張係数が負である材料を含有する少なくとも一つの層を有し、かかる層を狙った態様で局所的に加熱して上述の少なくとも一つのミラーの反射性層の表面形状を設定して、上述の複数のミラーで反射されるＥＵＶ放射の波面形状を設定することができるために、達成することができる。

従って、本発明は、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層を有する少なくとも一つのミラーを有する熱マニピュレータを提供する。これにより、上述したような利点が生じる。

反射性層の表面形状は、ＥＵＶ放射によって引き起こされる表面変形を対処し、さらに／又は投影露光装置の波面を変更するために、結像収差を補償するために設定されることが好ましい。

好ましくは、複数のミラーのうちの少なくとも一つの更なるミラーは、熱膨張係数が負である材料を含む少なくとも一つの層を備え、かかる少なくとも一つの更なるミラーの熱膨張係数が負である層を狙った態様で局所的に加熱し、かかる更なるミラーの反射性層の表面形状を設定して、投影露光装置の波面形状を少なくとも一つのミラーの反射性層の表面形状とともに設定する。

さらに好ましくは、少なくとも一つのミラーは熱膨張係数が正である材料を含有する少なくとも一つの更なる層を備え、かかる少なくとも一つの更なる層は、少なくとも一つの断熱層により上述した熱膨張係数が負である少なくとも一つの層から分離されており、少なくとも一つの更なる層も上述と同様に狙った態様で局所的に加熱されて反射性層の表面形状を設定する。

これらに加えて、又はこれらに代えて、複数のミラーのうちの少なくとも一つの更なるミラーは、熱膨張係数が正である材料を含有する少なくとも一つの層を備えることが好ましく、かかる少なくとも一つの更なるミラーの熱膨張係数が正である層を狙った態様で局所的に加熱することで、かかる更なるミラーの反射性層の表面形状を設定して、複数のミラーで反射されるＥＵＶ放射の波面形状を、少なくとも一つのミラーに反射性層の表面形状とともに設定する。

上述した二つの構成に関して、熱膨張係数が正である少なくとも一つの層を狙った態様で局所的に加熱して、反射性層の表面形状の表面凹部を補償して、及び／又は熱膨張係数が負である少なくとも一つの層を狙った態様で局所的に加熱して反射性層の表面形状の表面凸部を補償することが好ましい。

さらに好ましくは、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層及び／又は熱膨張係数が正である少なくとも一つの層は、位置に応じて異なる熱分布で加熱される。

既に述べた通り、反射性層又は好ましくは本体側面から、特に、後者を通じて、熱膨張係数が負である少なくとも一つの層を加熱することができる。

本体側面から熱膨張係数が負である少なくとも一つの層が加熱される一方で、好ましくは反射性層を通じて熱膨張係数が正である少なくとも一つの層が加熱されるか、本体側面を通じて熱膨張係数が正である少なくとも一つの層が加熱される。

熱マニピュレータとしての熱膨張係数が正である層として、反射性層自体を使用する場合には、上述のように区分して加熱を行うことは非常に有利である。

本発明の更なる利点及び特徴は、以下の記載及び添付の図面により証明される。

言うまでもなく、既に述べ、さらに以下に説明する特徴は、本発明の範囲内において、それぞれ示した組み合わせにおいてのみならず、その他の組み合わせ又はそれぞれ独立して使用されることができる。

本発明の例示的実施形態は図面に示され、さらに、以下においてより詳細に図面を参照して説明される。

ＥＵＶ放射が照射される従来技術に従うミラーの断面を抜粋した概略図である。 ＥＵＶ放射が照射される、熱膨張係数が負である層を有するミラーの断面を抜粋して示す概略図である。 更なるミラーの断面を抜粋して示す概略図である。 図４ａ）〜図４ｃ）は、図３に示すミラーの表面であり、図４ａ）の表面は、図４ｂ）に従う表面変形に変更されるべきものであり、図４ｃ）は、図４ａ）に従う表面変形から図４ｂ）に従う表面変形がどのようにして生成されるかを説明する従来の方法を示す図である。 熱膨張係数が負である層を有するミラーの断面を抜粋して示す概略図である。 図６ａ）及び図６ｂ）は、図５に示す少なくとも一つのミラーを有する熱マニピュレータによって同様の光学効果を得るための、図４ａ）に示す光学効果を経て図４ｂ）に示す表面変形に関する光学効果を得る図４ａ）〜図４ｃ）にかかる方法に代わる方法を示す図であり、図６ａ）には、結果的に図６ｂ）に示す表面変形の効果を得ることができる二つの表面形状の表面変形を示す。 ＥＵＶ放射の波面に対して所望の光学効果を与えるためのミラー機構の表面形状の概略図である。 図８ａ）〜図8ｄ）は、図７に関連する波面形状に対する光学効果が、二つのミラーを有するミラー機構によってどのようにしてもたらされるかを示す概略図であり、図８ａは、熱膨張係数が正である層を有する第一ミラーの断面を抜粋して示す概略図である。 熱膨張係数が正である層を狙った態様で局所的に加熱した後の図８ａ）にかかるミラーの表面を示す図である。 熱膨張係数が負である層を有する更なるミラーの断面を抜粋して示す概略図である。 熱膨張係数が負である層を狙った態様で局所的に加熱した後の図８ｃ）にかかるミラーの表面を示す図である。 ＥＵＶ放射の波面に対して所望の光学効果を与えるためのミラーの表面形状の概略図である。 熱膨張係数が正である層及び熱膨張係数が負である層の両方を備えるミラーの断面を抜粋して示す概略図であり、図９に示す表面形状は、熱膨張係数が正である層及び熱膨張係数が負である層を狙った態様で局所的に加熱することで設定することができる。 第一の例示的実施形態にかかる層構成を有するミラーの断面を抜粋して示す概略図である。 更なる例示的実施形態にかかる層構成を有するミラーの断面を抜粋して示す概略図である。 熱膨張係数が正である層を有するミラーと熱膨張係数が負である層を有するミラーとを有するミラーペアを備えるミラー機構を含むＥＵＶ投影露光装置を示す図である。 投影レンズの波面形状を設定するために、少なくとも一つのＮＴＥ又はＰＴＥ層を有する、投影レンズのミラーを狙った態様で局所的に加熱する熱源を駆動するために用いられる制御システムの基本図である。

図１〜図１３を参照して、本発明の原理を以下により詳細に説明する。図中、ミラーを平面ミラーとして図示する限りにおいて、図はあくまでも概略的な物であり、本発明は凹状曲面又は凸状曲面を有するミラーに対して適用することも可能であることは理解されたい。さらに、図示した層厚は、各層自体又は層相互間で実際の縮尺とは異なることに留意されたい。

図１は、従来技術に従うマイクロリソグラフィー用投影露光装置のためのミラー１０を示す図である。ミラー１０は、反射性層（ＨＲ）１２及び本体（ＧＫ）１４を有する。通常、本体１４及び反射性層１２内には更なる層が存在するが、本図では簡略化のために、かかる更なる層は破線１６でシンボル化して示す。

反射性（ＨＲ）層１２は、例えば、最上保護層がルテニウム（Ｒｕ）又はロジウム（Ｒｈ）からなるモリブデン-シリコン層系である。本体１４は、例えばＵＬＥ（ultra low expansion）や、コーニング社製のガラスセラミックのような熱膨張しないか熱膨張が著しく少ない材料から製造される。

反射性層１２は、ミラー１０の動作中にＥＵＶ放射２０が照射される表面１８を有する。従って、本体はＥＵＶ放射から遠い側に面する反射性層１２の側面に配置される。ＥＵＶ放射２０は、表面１８の全体か、あるいは、図１に示すように、表面１８の一部２２にのみ照射される。

ＥＵＶ放射２０は大部分が反射性層１２の表面１８で反射されるが、ＥＵＶ放射の一部は反射性層１２に吸収され、その結果として反射性層１２が加熱される。反射性層１２が加熱されることで、ＥＵＶ放射が照射された領域において反射性層１２が膨張するという効果が生じるが、その結果、反射性層１２の表面１８が図１に表面凸部２４として図示したように変形する。このような、反射性層１２の表面１８の不要な表面変形は、ミラー１０の層構成に熱膨張係数が正である材料（反射性層１２の材料も含む）しか含まれていないという事実の結果として生じる。

対照的に、図２は、反射性（ＨＲ）層３２を有するミラー３０を示す。反射性層３２と本体３４との間には、熱膨張係数が負である材料（ＮＴＥ、negative thermal expansion）が存在する。そのような材料として、例えば、ZrW2O8が挙げられる。熱膨張係数が負である他の材料については後述する。熱膨張係数が負であるということは、その材料が温度上昇によっては膨張せず、むしろ対照的に収縮するということを意味する。逆に、熱膨張係数が負である材料は熱が材料から奪われた場合、すなわち温度が下降した場合に膨張する。

層３６は本体３４自体又はその一部分を形成することもできる一方で、図示にかかる例示的実施形態においては分離した層として実装されている。

動作中にミラー３０に対してＥＵＶ放射３８が適用された場合、反射性層３２の熱吸収により、矢印４０で示したように、熱膨張係数が負である層３６に熱が伝導され、これにより層３６が熱を吸収して収縮する。層３６の収縮により反射性層３２の膨張を正確に補償し、反射性層３２の表面４２が変形しないようにする。かかる効果を達成するために、層３６の層厚及び材料を、層３２の層厚及び材料、ならびに本体３４の熱膨張と適合させる必要がある。

熱膨張係数が負である材料を含むミラーの層は、短縮のために、以降ＮＴＥ層として示す。ＮＴＥ層は、反射性層の表面変形を防止するためだけにではなく、むしろ、特に、反射性層の表面を狙った態様で表面変形させるためにも用いられ、後述するように、結果として熱マニピュレータを提供することができる。

図３は、第一に、反射性（ＨＲ）層５２及び熱膨張係数が正である（ＰＴＥ、positive temperature expansion, positive thermal expansion）材料を含む層５６を有するミラー５０を示す。

短縮のために、以降、熱膨張係数が正である層をＰＴＥ層として示す。

図示にかかる例示的実施形態において、ＰＴＥ層５６は、例えば、ＥＵＶ放射の結果として生じるエージングから本体５４を保護するためにＥＵＶミラーで通常使用される、いわゆる表面保護層（ＳＰＬ、surface protection layer）である。ＨＲ層もまた、一般的にＰＴＥ層である。

図４ａ）は、ミラー５０の反射性層５２に表面５８のみの断面図である。ミラー５０を狙った態様で局所的に加熱することで、表面５８に空間的に局在する表面（形状）変形６０が生じる。例えば、表面変形６０によりＥＵＶ放射の波面に対して特定の光学効果を与えることができるという事実のために、ミラー５０を加熱することで、狙った態様で表面変形６０を設定して、例えば、ＥＵＶ投影露光装置に生じる結像収差を補償することができる。従って、ミラー５０を狙った態様で局所的に加熱することで表面変形６０をもたらすことができる。ミラー５０は、熱膨張係数が正である材料を含むので、表面変形６０は表面凸部となる。

例えば、ＥＵＶ投影露光装置の動作モードを変化させるにあたり、表面変形６０を除去して、代わりに表面５８の他の位置に異なる表面変形６２を生成することが望ましい。表面変形６２は、次に、表面凸部となる。

ＰＴＥ層のみを含むミラー５０のようなミラーの場合、図４ｃ）に示すような従来の方法では、まず、表面変形６０が「上書き」される表面レベル５８’まで表面５８が熱膨張するまで、ミラー５０全体を加熱する。表面５８のレベルが表面レベル５８’まで上がる様子は、矢印６４によって示す。

図４ｂ）に従う、表面レベル５８’から突き出した表面変形６２を得るために、ミラー５０を狙った態様で局所的に加熱して、図示したような矢印６６で表す表面レベル５８’における表面変形６２を形成する。しかし、このような手順は、ミラー５０全体が反射性層５２の損傷につながる層ストレスを導きうる非常に大きな熱入力を負担してしまうというかなりの不利益を伴う。さらに、追加の熱入力は、投影露光装置の熱収支を阻害して、波面を変更又は損なわせるので、製造時の収率を減少させる虞がある。さらに、ミラー５０が、ＥＵＶ放射の結果としていずれにしても既に高照射量にさらされたＥＵＶ投影露光装置内の位置に配置されている場合、かかる問題はさらに深刻である。

一方で、表面変形６２を生じさせる前に、まずは表面変形６０を取り除くことを考慮することができる。しかし、熱緩和が非常に遅いため、ミラー５０を表面変形６０の位置で狙った態様で局所的に冷却しなくてはならないが、発明の詳細な説明の導入部で述べたような様々な追加の実用上の不利益を伴わずには実現することができない。

以下に、表面５８の表面形状から突き出した表面変形６２を伴う表面５８の表面形状を、過剰な加熱や積極的な冷却をすることなく、短時間でどのようにして設定できるかということについて、説明する。

かかる目的のために、本発明によれば、ＥＵＶ投影露光装置のミラー機構は、少なくとも一つのＮＴＥ層を有する少なくとも一つのミラーを備える。かかるミラーは、図５にミラー７０として概略的に示す。

ミラー７０は、反射性（ＨＲ）層７２、本体７４、及びＮＴＥ層７６を有する。さらに、層７０は、反射性層７２とＮＴＥ層７６との間や、ＮＴＥ層７６と本体７４との間に更なる層を備えることができる。後述するように、そのようなミラーは、ＮＴＥ層７６に加えて、さらなるＰＴＥ層も備えることができる。さらに、ＮＴＥ層７６は、本体７４自体又はその一部を形成することもできる。

ミラー７０がＥＵＶ投影露光装置用ミラー機構中に存在する場合、図６ａ）及び図６ｂ）に示すように、過剰に加熱することなく、さらに狙った態様で局所的に冷却することなく、図４ａ）に示す表面５８の表面形状から図４ｂ）に従う表面５８の表面形状を設定することができる。

図６ａ）の上部分は、図３に示すミラー５０を狙った態様で局所的に加熱した結果、図４ａ）にかかる表面変形６０に加えて、図４ｂ）にかかる表面変形６２を設定した様子を示す図である。従って、図４ｃ）に示したものとは対照的に、表面変形６０はミラー５０全体の加熱によっては上書きされない。

図６ａの下部分は、ミラー７０、より具体的には、波状変形がその光学効果に関連して表面変形６０のレベルに配置されているとともに、表面変形６０とは逆である（すなわち、表面凹部を有する）ＮＴＥ層７６を、狙った態様で局所的に加熱することによって、ミラー７０の反射性層７２の表面７８に波状変形８０をもたらす。二つのミラー７０及び５０がＥＵＶ放射のビームパス内であって、ＥＵＶ放射の波面に対する光学効果が同様又は同一でさえある位置に配置されている場合、すなわち、二つのミラー５０及び７０が可能な限り良好に相互に光学的に共役である位置に配置されている場合、図４ｂ）に示す表面５８の表面形状の光学効果に対応する、ＥＵＶ放射の波面に対する光学効果を生じさせる。この表面形状を図６ｂ）に示すが、かかる表面形状において、表面変形６２のみがＥＵＶ放射の波面に対する光学効果を有する。

従って、上述にかかる方法の場合、光学効果という意味においては、表面変形６０を取り除くためにミラー５０全体を大幅に加熱することは必須ではなく、むしろ、純粋に狙った態様で局所的に、しかも比較的低温で加熱することが可能である。これは、表面変形８０自体は狙った態様で局所的に加熱することで設定可能であり、光学効果という意味において表面変形６０を打ち消すことができるからである。

上述した例示的実施形態は、少なくとも一つのＮＴＥ層を含む一つのミラーと、少なくとも一つのＰＴＥ層を含む少なくとも一つの他のミラーとを備えるミラー機構を提供するが、ＮＴＥ層とＰＴＥ層との組み合わせは、後述するように、一つのミラーで実現することももちろん可能である。

図７は、投影露光装置内におけるＥＵＶ放射の波面に対するミラー機構の光学効果の所望の形状の一例を示す図である。断面図に示すように、かかる光学効果の形状は、３つの表面凸部８２、８４、及び８６と、二つの表面凹部８８及び９０を有する。ＰＴＥ層を有する従来のミラーを用いれば、かかる光学効果は、ミラーを狙った態様で局所的に冷却した場合に実現することができるが、冷却するということは上述の導入部で言及したような技術的問題を引き起こす虞がある。

対照的に、以下に図８ａ）〜図８ｄ）を参照して説明するように、光学効果の所望の表面形状は、図３のミラー５０や図５のミラー７０を備えるミラー機構によって容易に実現することができる。

図８ａ）は、赤外線（ＩＲ）放射源として実装される熱源９２を追加で備えるミラー５０を示す図である。このようなＩＲ放射源は、ＩＲ画素ダイオード機構によって形成することができる。熱源９２によって、矢印９３ａ、９３ｂ、及び９３ｃで示すように、ＰＴＥ層５６を局所的に狙った態様で加熱する。この場合、ＩＲ光線は反射性層５２にあたり、かかる層を通じて実際のＰＴＥ層５６において、表面凸部８２、８４、及び８６を生成するためにＰＴＥ層が膨張することが望ましい位置である位置９５ａ、９５ｂ、及び９５ｃを加熱する。図７に示すような大きさの異なる表面凸部８２、８４、及び８６を生成するために、位置９５ａ、９５ｂ、及び９５ｃにおける熱入力の絶対値は相互に異なる。このことは、図８ａ）に相互に長さの異なる熱矢印９７ａ、９７ｂ、及び９７ｃで示す。かかる目的のために、特に、熱源９２は、ＰＴＥ層に位置に応じて異なる熱分布を形成するように設計されている。

図８ａ）にかかるＰＴＥ層５６を加熱することで、図８ｂ）に示す表面５８の表面形状を設定する。したがって、このような表面形状は表面凸部８２、８４、及び８６を有する。

また、分離した層５６に代えて、あるいはかかる層に追加して、反射性層５２をＰＴＥ層として使用することも可能である。

図８ｃ）において、ミラー７０には、ＩＲ放射源９８として更なる熱源９６が取り付けられており、かかる熱源は、ＮＴＥ層７６を狙った態様で局所的に加熱する。この場合、ＮＴＥ層７６は、本体７４側からか、又はその後方から加熱されるが、特に本体７４を通じて加熱され、かかる本体７４は本目的用にＩＲ放射を透過する材料から製造される。特に、ＵＬＥガラスセラミック本体をこの目的用の本体７５の材料に用いることができる。さらに、かかる本体は、研磨して適切な透明状態とすることができる。

ＮＴＥ層７６の加熱は、本図において矢印９９ａ及び９９ｂにて示されるが、図７に示した表面凹部８８及び９０が生成されることが望ましい位置に対応する位置１０１ａ及び１０１ｂが局所的に狙った態様で熱照射される。ここでも、表面凹部８８及び９０の大きさを異ならせるために、熱源９６からの熱は、長さの異なる熱矢印１０３ａ及び１０３ｂで示すように、異なる絶対値の熱量で位置１０１ａ及び１０１ｂに照射される。ここでも、熱源９６は、ＮＴＥ層において位置に応じて異なる熱分布を形成するように設計される。

ＮＴＥ層７６を位置１０１ａ及び１０１ｂで加熱すると、ＮＴＥ層は収縮し、その結果、図８ｄ）に示すように表面凹部８８及び９０が生成される。

このように、図８ａ）〜図８ｄ）に従うミラー５０及び７０を含むミラー機構を用いて、熱マニピュレータが提供され、かかる熱マニピュレータにより、表面５８及び７８の表面形状の組み合わせで、図７に示すような、ＥＵＶ放射の波面に対して特定の所望の光学効果を生じさせる表面形状を得るように設定することが可能となる。

ただ一つのミラー５０及びただ一つのミラー７０に代えて、ミラー５０のタイプの二つ又は三つのミラー、及び／又はミラー７０のタイプの二つのミラーを連接してＥＵＶ放射のビームパスに配置することができるので、ミラー５０のタイプの二つ又は三つのミラーの間に表面凸部８２、８４、及び８６を分散させて生成し、及び／又は、ミラー７０のタイプの二つのミラーの間に表面凹部８８及び９０を分散させて生成することができることに留意されたい。その結果、複数のミラーの間で熱入力を分散させることができ、これによりそれぞれのミラーに対する熱負荷を低減するとともに、マニピュレータの自由度をあげることができる。

特に、ＥＵＶ投影露光装置のミラー機構が、それぞれが少なくとも一つのＮＴＥ層を有する少なくとも二つのミラーを備えることが有利である。

図９及び図１０を参照して、ミラー機構の他の例示的実施形態を説明する。かかるミラー機構は、少なくとも一つのＰＴＥ層及び少なくとも一つのＮＴＥ層を有するミラーを使用したものである。

まず、図９は、表面凸部１０４及び表面凹部１０６を有する、ＥＵＶ放射の波面における光学効果の所望形状１０２を示す。

図１０は、ＥＵＶ投影露光装置用のミラー１１０を示し、かかるミラーは、それ自体でＥＵＶ放射の波面に対して光学効果を与える形状１０２を設定するために使用することができる。ミラー１１０は、反射性（ＨＲ）層１１２、本体１１４、ＰＴＥ層１１６、ＮＴＥ層１１８、及びＰＴＥ層１１６とＮＴＥ層
１１８との間の断熱（ＩＳＯ）層１２０を備える。この場合、ＰＴＥ層１１６は、ＨＲ層１１２の一部であっても良い。

ＩＲ放射源１２４として熱源１２２を使用し、同様にＩＲ放射源１２８として更なる熱源１２６を使用して、ミラー１１０に割り当てた。

熱源１２４を用いて、ＰＴＥ層１１６を、反射性層１１２の表面１３４の位置１３２のレベルにある位置１３０で正確に、狙った態様で局所的に加熱する。熱矢印１３６で示すような反射性層１１２を介した伝熱によりＰＴＥ層を加熱することで、ＰＴＥ層が位置１３０の領域で膨張し、これに対応して表面凸部１０４としての表面変形が反射性層１１２の表面１３４において形成される。特に、反射性層１１２を経てＰＴＥ層１１６が加熱されるので、位置１３０における熱入力は、反射性層１１２に生じうるあらゆる熱による膨張を考慮して決定する必要がある。

同様に、波形凹部１０６が形成されるべき反射性層１１２の表面１３４の位置１４０のレベルにある位置１３８にて、本体１１４を介して熱源１３６によってＮＴＥ層１１８を加熱する。ＮＴＥ層１１８に対する熱入力は、熱矢印１４２によって示す。ＮＴＥ層を位置１３８にて加熱することで、ＮＴＥ層は位置１３８の領域にて収縮し、その結果として生じるＮＴＥ層の変形が断熱層１２０を介して伝えられ、反射性層１１２の表面１３４における表面凹部１０６を生じさせる。

断熱層１２０は、ＰＴＥ層１１６とＮＴＥ層１１８との間の熱移動を妨げ、或は低減し、位置１３０においてＰＴＥ層１１６が加熱されることにより、ＮＴＥ層１１８も加熱されること、及びその逆の熱移動を妨げる。

ＰＴＥ層及びＮＴＥ層の両方を備えるミラー１１０の構成のおかげで、そして、ＰＴＥ層とは独立してＮＴＥ層を局所的に狙った態様で加熱した結果として、表面１３４の表面凸部及び表面凹部を有する表面形状をただ一つのミラーによって設定することが可能となる。

図１１は、本発明の原理に従うミラー１５０の層構成の一例を示す図である。

ミラー１５０は、反射性（ＨＲ）層１５２、本体１５４、及び、かかる反射性層１５２と本体１５４との間のＮＴＥ層１５６を有する。断熱（ＩＳＯ）層１５８は、任意で反射性層１５２とＮＴＥ層１５６との間に配置され、かかる断熱層は熱膨張係数を有さないか、熱膨張係数が非常に低いことが好ましい。さらに、ミラー１５０は任意で反射性層１５２から遠い側のＮＴＥ層１５６の側に断熱（ＩＳＯ）層１６０を有し、かかる断熱層は熱膨張係数を有さないか、熱膨張係数が非常に低いことが好ましい。断熱層１６０の材料は、例えば石英から製造されることができる。ＮＴＥ層１５６と本体１５４との間には、任意で熱伝導率の高い（ＨＣ）層１６２を配置して、可能な限り均一にミラー１５０に残った余熱を本体１５４に移動させるように機能させることができる。この場合、層１６２の層厚及び材料は、ＮＴＥ層１５６の層厚及び材料に適合させなければならない。ＨＣ層１６２は、熱膨張係数の値が小さいことが理想的である。断熱（ＩＳＯ）層、特にＩＳＯ層１６０は、ＩＲ光線を特にＮＴＥ層１５６に透過させることができるように、透明な態様で実装されることが好ましい。同様に、熱伝導率の高いＨＣ層１６２も、ＩＲ光線をＩＳＯ層１６０に透過させることができるように透明な態様で実装されることが好ましい。

本体１５４はＵＬＥセラミックからなることが好ましい。反射性層１５２は、モリブデン-シリコン層スタックでありうる。熱伝導率の高い層１６２は、例えば銅又はニッケル、或は、上述したような好ましい透明性を得るためには、CaF2から製造することができる。

表１に、ＮＴＥ層の材料として使用可能な熱膨張係数が負である様々な材料を列挙する。表１において、ＣＴＥは熱膨張係数を表し、Ｋは単位ケルビンを表し、ｄはＮＴＥ層の例示的な層厚を表し、デルタtは推測温度差を表し、デルタdは推測温度差デルタtでのＮＴＥ層の収縮を表す。式 n = (1-δ) + i βにおけるδ及びβは、波長１３．５ｎｍにおける各材料の複素屈折率の、実部の１からの逸脱を表すδと、虚部βである。これらの変数は各材料がＨＲ層内又はＨＲ層の上に使用できる程度を示唆する。各材料の適正は効率比ＣＴＥ／βで定められる。かかる比の負の値が大きいほど、各材料の使用効率が高くなる。

少なくとも一つのＮＴＥ層のための材料を選択する際に、下記の基準を考慮する必要がある。
・使用する温度域における膨張係数についての正確な情報
・材料の等方性（さもなければ、ストレスや微細クラックのリスクが生じる）
・ミラー製造時の塗布も含めて、可能な限りシンプルに製造すること
・可能な限り高い負の熱膨張係数を有すること
・比較的低圧力で位相転移が生じないこと
・使用される材料が等方性収縮又は異方性収縮すること

ＮＴＥ層によるＨＲ層の補償の一例
ＮＴＥ層には、ZrW2O8を材料として使用する。反射性層は、２．４ｎｍのモリブデンと３．３ｎｍのＳｉからなる、５０層の層スタックのモリブデン-シリコン層系（層システム）であり、かかる層スタックは、しばしば文献に取り上げられている。トータルして厚さが１２０ｎｍのモリブデンと、１６５ｎｍのシリコンが反射性層に含まれている。モリブデンの熱膨張係数が約5×10^-6/Kであり、シリコンの熱膨張係数が約2.6×10^-6/Kであることから導きだした反射性層の平均熱膨張係数は3.61×10^-6/Kである。反射性層における熱膨張は、層厚が約１１８ｎｍのZrW2O8からなるＮＴＥ層によって補償することができる。従って、ZrW2O8からなるＮＴＥ層の層厚が１１８ｎｍ超の場合、両方の層を同様に加熱しても、ＮＴＥ層の収縮は反射性層の熱膨張よりも大きいため、例えば、反射性層の表面にて表面凹部を生成するか、又は、材料ＵＬＥの更なる膨張効果を補償することができる。

図１２は、本発明の原理に従うミラー１７０の他の例示的実施形態を示す図である。

ミラー１７０は、反射性（ＨＲ）層１７２、本体１７４、ＰＴＥ層１７６、及び、反射性層１７２と本体１７４との間に配置されたＮＴＥ層１７８を備える。ＰＴＥ層１７６と、ＮＴＥ層１７８とは、相互に交換可能である。反射性層１７２、ＮＴＥ層１７８、及び本体１７４の構成は、図１１に示すミラー１５０と同様でありうる。

ＰＴＥ層１７６は、例えば、ＥＵＶミラーの場合に通常用いられるような、いわゆる表面保護層である。

ＰＴＥ層１７６とＮＴＥ層１７８との間に断熱層１８０が配置されており、かかる断熱層１８０は、既に述べたように、特に、ＰＴＥ層１７６及びＮＴＥ層１７８をミラー１７０の両側から加熱した場合に、ＰＴＥ層１７６とＮＴＥ層１７８との間の熱移動を最小化するように機能する。例えば、層１８０用の材料として石英を使用することができる。

図１１のミラー１５０を参照して既に説明したように、断熱層１８２及び熱伝導率の高い層１８４はＮＴＥ層と本体１７４との間に配置されている。

そして、キャッピング層（ＣＡＰ）１８６も、反射性層１７２上に塗布されており、周囲環境から反射性層１７２を保護する。

図１３は、本発明の原理を適用することができるマイクロリソグラフィー用ＥＵＶ投影露光装置を示し、かかる装置全体を参照符号２００で示す。かかるＥＵＶ投影露光装置は、照明システム２０２及び投影レンズ２０４を備える。照明システム２０２は、ＥＵＶ放射源２０６、集光ミラー２０８を含むミラー機構、ならびに他のミラー２１０、２１２、２１４、２１６、及び２１８を有する。ＥＵＶ放射源２０６により生成されるＥＵＶ放射は、集光ミラー２０８、ミラー２１０、２１２、２１４、２１６、及び２１８を経て、レチクル２２２が配置される対物面２２０へと導かれる。

対物面２２０は投影レンズ２０４の対物面を形成する。投影レンズ２０４は、ＥＵＶ放射の伝播方向において、ミラー２２４、ミラー２２６、ミラー２２８、ミラー２３０、ミラー２３２、及びミラー２３４を含むミラー機構を有する。ミラー２２４及び２３４は、レチクル２２２のパターン（図示しない）を、ウェハー２３８が配置される結像面２３６にて結像する。

従って、ミラー２２４〜２３４から形成される投影レンズ２０４のミラー機構は、本発明の原理によれば、少なくとも一つのＮＴＥ層を有する少なくとも一つのミラー、及び／又は少なくとも一つのＮＴＥ層及び少なくとも一つのＰＴＥ層を有しうる。特に、二つのミラー２２４及び２２６は投影レンズ２０４のミラー機構におけるミラー２２４〜２３４の上述した構成に適している。従って、例えば、図３のミラー５０又は図１０のミラー１１０、或は図１２のミラー１７０の場合のように、ミラー２２４は少なくとも一つのＰＴＥ層を有することができる。例えば、ミラー２２６は、図２のミラー３０、図５のミラー７０、図１０のミラー１１０、及び図１１のミラー１４０、又は図１２のミラー１７０のような少なくとも一つのＮＴＥ層を有することができる。ミラー２２６は、例えば、図２のミラー３０、図５のミラー７０、図１０のミラー１１０、及び図１１のミラー１５０又は図１２のミラー１７０のような少なくとも一つのＮＴＥ層を有することができる。

ここで、二つのミラー２２４及び２２６は、特に、これらのミラー２２４及び２２６はＥＵＶ放射の波面に対して同様の光学作用を奏する投影レンズ２０４内の位置にそれぞれ配置されているので、ＰＴＥ及びＮＴＥミラーペアとして適している。特に、ミラー２２４及び２２６は両方ともこれら二つのミラー２２４及び２２６の間に位置する瞳平面付近に配置されている。

ミラー２２４及び２２６は対応する熱源に割り当てられ、ミラー２２４の少なくとも一つのＰＴＥ層や、ミラー２２６の少なくとも一つのＮＴＥ層を局所的に狙った態様で加熱する。熱源は図１３では図示しないが、この点については図８ａ）及び図８ｃ）、並びに図１０を参照されたい。

その結果として、ミラー２２４及び２２６を含むミラーペアによって、熱マニピュレータを提供し、かかる熱マニピュレータにより各ミラーの表面形状をミラー２２４の少なくとも一つのＰＴＥ層、及び／又は、ミラー２２６の少なくとも一つのＮＴＥ層を局所的に狙った態様で加熱して、これら両方の表面形状の組み合わせによってミラー２２４及び２２６の両方を含むミラー機構の表面形状を得て、ミラー２２４〜２３４にて反射されるＥＵＶ放射の波面形状を所望通りに設定することができる。この設定は、結像収差を補償するため、ＥＵＶ放射によって引き起こされる表面変形を対処するため、及び／又は投影露光装置２００の動作モードに応じて波面形状を変更するために、実施することができる。

このような意味における熱マニピュレータに適した他のミラーペアは、ミラー２３２及び２３４である。

図３を参照して説明したが、本発明の原理に従う投影レンズ２０４は、少なくとも一つのＮＴＥ層を有する少なくとも一つのミラー、及び／又は、少なくとも一つのＮＴＥ層及び少なくとも一つのＰＴＥ層を有する少なくとも一つのミラーを備えることができる。

さらに上述したが、例えば、図１３の投影レンズ２０４のミラー２２４及び２２６のようなミラーを、狙った態様で局所的に加熱することによりＥＵＶ放射の波面に影響を与えることができる。

そして、図１４は、制御システム３００の基本構造を示す図であるが、かかる制御システム３００は、熱マニピュレータを適切に駆動させて、所望のＥＵＶ放射の波面を得ることができる。

図１４に投影レンズ３０２を示すが、かかる投影レンズ３０２は、例えば、図１３の投影レンズ２０４でありうる。投影レンズ３０２は、ＥＵＶ放射３０４により、レチクル平面３０６に配置されたレチクル（図示しない）をウェハー平面３０８に配置されたウェハー（図示しない）上に投影する。

本例における投影レンズ３０２は、例えば二つの熱源３１０及び３１２を備え、これらは、上述したように、赤外放射源（具体的には、ＩＲ画素ダイオード装置）として実装することができる。既に上述したように、熱源３１０及び３１２は、図１４に図示しない投影レンズ３０２の各ミラーを狙った態様で局所的に加熱し、具体的には、局所的に熱強度プロファイルを適用することができる。これらのミラーは、例えば図１３における投影レンズ２０４のミラー２２４及び２２６でありうる。

波面計測装置３１４はウェハー平面３０８における投影レンズ３０２の波面を計測するために機能する。波面は投影レンズ３０２の動作の前後に計測することができる。

波面計測装置３１４は、計算及び波面計測制御ユニット３１６に対してパルス送信器により接続されており、かかる制御ユニットは波面計測装置３１４による波面の計測を初期化して、波面の評価及び調整を実施する。波面計測を初期化する代わりに、計算及び波面計測制御ユニット３１６によって、外挿及び予測モデルに基づいて波面を生成することも可能である。

さらに、制御システム３００は、演算ユニット３１８及びメモリ３２０を備える。

メモリ３２０は、（例えば、図１３の投影レンズ２０４のミラー２２４及び２２５のような）局所的に狙った態様で加熱されることにより異なる光学感受性を有するミラーの光学感受性を格納している。ここで、熱源３１０及び３１２は、例えば、これらがＩＲ画素ダイオードアレーとして実装された場合には、それぞれ異なる態様で加熱することが想定される。この場合、熱強度プロファイルはそれぞれ異なる。さらに、ＩＲ画素アレーを駆動する特定の基本的なパターンを代表するいわゆる基本構成のために、光学効果が決定される。

演算ユニット３１８は、計算及び波面計測制御ユニット３１６により提供される補正対象の波面について、メモリ３２０に格納された光学感受性を使用して波面補正を計算して、上述したような基本構成用の作動パスを算出するように機能する。演算ユニット３１８は、上記基本構成から、（例えば、図１３の投影レンズ２０４のみラー２２４及び２２６のような）ミラーに対して、これらを加熱するための熱強度プロファイルを重ね合わせて、位置依存的に加熱されるミラーにより投影レンズ２０３の波面が計算したように変更されるように計算する。

演算ユニット３１８により、上記基本構成について決定された作動パスは、演算ユニット３１８により、熱源３１０及び３１２に割り当てられた対応する制御ユニット３２２、３２４へと送られて、かかる制御ユニット３２２及び３２４は上述の基本構成の作動パスを熱源３１０及び３１２の作動コマンドにそれぞれ変換する。そして、これらの熱源は、好ましくは、相応の熱強度プロファイルで加熱対象のミラー（図示しない）を狙った態様で局所的に加熱する。

Claims (29)

1. ＥＵＶ投影露光装置（200）用ミラー機構であって、該ミラー機構は、
   ＥＵＶスペクトル域で反射性であるとともにＥＵＶ放射を適用することができる層（32; 52; 72; 112; 152; 172）と、本体（34; 54; 74; 114; 154; 174）とをそれぞれが有する複数のミラー（30; 50; 70; 110; 150; 170; 210-218, 224-234）を備え、前記複数のミラーのうちの少なくとも一つのミラー（30; 70; 110; 150; 170; 226）は、熱膨張係数が負である材料を含む少なくとも一つの層（36; 76; 118; 156; 178）を備え、さらに、
   前記ミラー機構は、前記少なくとも一つのミラー（70; 110）の、熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（76; 118）を局所的に狙った態様で加熱するための少なくとも一つの熱源（96; 126）を備え、
   前記少なくとも一つのミラー（110; 170）は、熱膨張係数が正である材料を含むとともに、熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（118; 178）からは少なくとも一つの断熱層（120; 180）により隔てられている、少なくとも一つの更なる層（116; 176）を有する、
   ことを特徴とする、ミラー機構。
2. 前記複数のミラー（30; 50; 70; 110; 150; 170; 210?218, 224?234）のうちの少なくとも一つの更なるミラーは、熱膨張係数が負である材料を含む少なくとも一つの層を有することを特徴とする、請求項１に記載のミラー機構。
3. 前記複数のミラーのうちの少なくとも一つの更なるミラー（50; 224）は、熱膨張係数が正である材料を含む少なくとも一つの層（56）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のミラー機構。
4. 前記少なくとも一つのミラー（70; 226）及び前記少なくとも一つの更なるミラー（50; 224）は、前記ＥＵＶ放射のビームパス内で、これらの光学効果が共役又は略共役する位置に配置されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載のミラー機構。
5. 前記少なくとも一つの更なるミラー（50; 224）の熱膨張係数が負又は正である前記少なくとも一つの層（56）を局所的に狙った態様で加熱するための、少なくとも一つの更なる熱源（92; 122）を備えることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載のミラー機構。
6. 前記少なくとも一つのミラーの熱膨張係数が正である前記少なくとも一つの層（116）を局所的に狙った態様で加熱するための、少なくとも一つの更なる熱源（122）を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のミラー機構。
7. 前記少なくとも一つの熱源（96; 126）及び／又は前記少なくとも一つの更なる熱源（92; 122）は、熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（76; 118）及び／又は熱膨張係数が正である前記少なくとも一つの層（56; 116）を位置に応じて異なる熱分布で加熱するように設計されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のミラー機構。
8. 前記少なくとも一つの熱源（96; 126）及び前記少なくとも一つの更なる熱源（92; 122）は、ＩＲ放射源（94, 98, 124, 128）であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のミラー機構。
9. 前記少なくとも一つの熱源（96; 126）及び／又は前記少なくとも一つの更なる熱源（92; 122）は、熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（76; 118）及び／又は熱膨張係数が正である前記少なくとも一つの層（56）を、反射性層（52; 72; 112）を通じて加熱することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のミラー機構。
10. 前記少なくとも一つの熱源（96; 126）及び／又は前記少なくとも一つの更なる熱源（92; 122）は、熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（76; 118）及び／又は熱膨張係数が正である前記少なくとも一つの層（56）を、前記本体（54; 74; 114）の側から加熱することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のミラー機構。
11. ＥＵＶ投影露光装置（200）用ミラー機構であって、該ミラー機構は、
    ＥＵＶスペクトル域で反射性であるとともにＥＵＶ放射を適用することができる層（32; 52; 72; 112; 152; 172）と、本体（34; 54; 74; 114; 154; 174）とをそれぞれが有する複数のミラー（30; 50; 70; 110; 150; 170; 210-218, 224-234）を備え、前記複数のミラーのうちの少なくとも一つのミラー（30; 70; 110; 150; 170; 226）は、熱膨張係数が負である材料を含む少なくとも一つの層（36; 76; 118; 156; 178）を備え、さらに、
    前記ミラー機構は、前記少なくとも一つのミラー（70; 110）の、熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（76; 118）を局所的に狙った態様で加熱するための少なくとも一つの熱源（96; 126）を備え、
    熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（156; 178）及び前記本体（154; 174）の間に、少なくとも一つの断熱層（160; 182）が存在することを特徴とする、ミラー機構。
12. 前記断熱層（160; 182）及び前記本体（160; 182）の間に熱伝導率の高い層が存在することを特徴とする、請求項１１に記載のミラー機構。
13. 熱膨張係数が負である前記層の少なくとも有意な割合の材料は、ZrMo₂O₈, ZrW₂O₈, HfMo₂O₈, Zr₂(MoO₄)₃, Zr₂(WO₄)₃, Hf₂(MoO₄)₃, ScF₃, ZnC₂N₂, ZnF₂, Y₂W₃O₁₂, BiNiO₃ 、及びこれらの混合物からなる一群から選択されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のミラー機構。
14. 熱膨張係数が正である前記層の少なくとも優位な割合の材料は、Zr, Y, Nb, Mo, Si, Ge, Ru, RuO₂, RuSi, Ni、及びこれらの混合物からなる一群から選択されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のミラー機構。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載のミラー機構を備えることを特徴とする、マイクロリソグラフィー用ＥＵＶ投影露光装置。
16. マイクロリソグラフィー用ＥＵＶ投影露光装置（２００）のミラー機構の操作方法であって、
    前記ミラー機構は、ＥＵＶスペクトル域で反射性であるとともにＥＵＶ放射を適用することができる層（32; 52; 72; 112; 152; 172）と、本体（34; 54; 74; 114; 154; 174）とをそれぞれが有する複数のミラー（30; 50; 70; 110; 150; 170; 210?218, 224?234）を備え、
    前記複数のミラーのうちの少なくとも一つのミラー（30; 70; 110; 150; 170; 226）は、熱膨張係数が負である材料を含む少なくとも一つの層を備え、さらに、熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（36; 76; 118; 156; 178）は、前記複数のミラーで反射される前記ＥＵＶ放射の波面形状を設定するために、前記少なくとも一つのミラー（30; 70; 110; 150; 170; 226）の反射性層（32; 52; 72; 112; 152; 172）の表面形状を設定するために、局所的に狙った態様で加熱されることを特徴とする、
    ミラー機構の操作方法。
17. 前記反射性層（32; 52; 72; 112; 152; 172）は、結像収差を補償するために設定されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
18. 前記反射性層（32; 52; 72; 112; 152; 172）の表面形状は、前記ＥＵＶ放射により引き起こされる前記反射性層（32; 52; 72; 112; 152; 172）の変形を対処するために設定されることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の方法。
19. 前記表面形状は、前記投影露光装置の波面を変更するために設定されることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記複数のミラー（30; 50; 70; 110; 150; 170; 210?218, 224?234）の少なくとも一つの更なるミラーは、熱膨張係数が負である材料を含む少なくとも一つの層を備え、さらに、前記少なくとも一つの更なるミラーの熱膨張係数が負である前記層を局所的に狙った態様で加熱して、前記更なるミラーの前記反射性層の表面形状を設定して前記少なくとも一つのミラーの前記反射性層の前記表面形状と共に前記投影露光装置の波面形状を設定することを特徴する請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記少なくとも一つのミラー（110; 170）は、熱膨張係数が正である材料を含む少なくとも一つの更なる層（116; 176）を備え、該少なくとも一つの更なる層は、少なくとも一つの断熱層により熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（118; 178）から分離されており、さらに、前記少なくとも一つの更なる層を同様に局所的に狙った態様で加熱して前記反射性層の表面形状を設定することを特徴とする請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 前記複数のミラーのうちの少なくとも一つの更なるミラー（50; 224）は、熱膨張係数が正である材料を含む少なくとも一つの層（５６）を備え、
    前記少なくとも一つの更なるミラー（50; 224）の熱膨張係数が正である前記層（５６）を局所的に狙った態様で加熱して、前記更なるミラー（50; 224）の前記反射性層（５２）の表面形状を設定して、前記少なくとも一つのミラー（70; 226）の反射性層（７２）の表面形状と共に、前記複数のミラー（224-234）で反射される前記ＥＵＶ放射の波面形状を設定することを特徴とする、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記反射性層（52; 112; 172）の表面形状の表面凹部を補償するために、熱膨張係数が正である前記少なくとも一つの層（56; 116）を局所的に狙った態様で加熱し、及び／又は、前記反射性層（52; 112; 172）の表面形状の表面凸部を補償するために、熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（76; 118; 178）を局所的に狙った態様で加熱することを特徴とする、請求項２１又は２２に記載の方法。
24. 熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（76; 118）を位置によって異なる熱分布で加熱すことを特徴とする、請求項１６〜２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 熱膨張係数が正である前記少なくとも一つの層（56; 116）を位置によって異なる熱分布で加熱することを特徴とする、請求項２１〜２３のいずれか一項又は請求項２１〜２３のいずれか一項を引用する請求項２４に記載の方法。
26. 前記反射性層（72; 112）を介して熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（76; 118）を加熱することを特徴とする、請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の方法。
27. 熱膨張係数が負である前記少なくとも一つの層（76; 118）を、前記本体（74; 114）の側から加熱することを特徴とする、請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の方法。
28. 前記反射性層（52; 112）を介して熱膨張係数が正である前記少なくとも一つの層（56; 116）を加熱することを特徴とする、請求項２１〜２３のいずれか一項、又は請求項２１〜２３のいずれか一項を引用する請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の方法。
29. 熱膨張係数が正である前記少なくとも一つの層（56; 116）を、前記本体（114）の側から加熱することを特徴とする、請求項２１〜２３のいずれか一項、又は請求項２１〜２３のいずれか一項を引用する請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の方法。