JP6685916B2 - 光学素子及び光学素子を備えた光学装置 - Google Patents

光学素子及び光学素子を備えた光学装置 Download PDF

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Description

本願は、２０１４年３月６日付けで出願された独国特許出願第１０ ２０１４ ２０４ １７１．６号の優先権を主張し、当該特許出願の開示全体を本願の開示の一部とみなし、参照により本願の開示に援用する。
本発明は、光学素子及び少なくとも１つのかかる光学素子を備えた光学装置に関する。
例えばマイクロリソグラフィ投影レンズにおいて、収差を補正するためにいわゆる波面マニピュレータの使用を実践することが知られている。このようなマニピュレータは、通常は、機械的操作により、例えばマニピュレータとして働く素子の位置変更及び／又は変形により波面を形成する。しかしながら、機械式マニピュレータが補正できるのは低次の波面誤差だけであり、一方で光学素子に対する高い熱負荷により生じ得るような高次の波面誤差は、概して機械式マニピュレータでは十分に補償できない。したがって、高次の波面誤差を補正するために、熱アクチュエータを用いて、狙い通りの概して空間分解的な熱操作により光学素子の光学特性を変える。
ＶＵＶ波長域用の投影露光装置の投影系の結像特性を補正するために、特許文献１は、投影露光装置の露光ビームの波長域とは異なる波長域の放射線を光学素子、通常はレンズ素子の少なくとも一部に空間導波路（spatial waveguide）機構により照射することを提案している。
特許文献２は、反射光学素子の基板における空間依存温度分布を、熱制御デバイスを用いて２つ又は３つの空間方向で制御することを開示している。熱制御デバイスは、例えばオーム加熱素子の形態の加熱素子を備えることができ、これらは格子状に配置することができる。熱放射（例えば、赤外放射）により基板又は反射光学素子に作用する放射源を加熱素子として設けることで、上記基板又は上記反射光学素子を熱的に操作することも可能である。この場合、赤外放射を吸収するよう働く吸収層を光学素子の反射面の下に配置することができる。制御デバイスを用いて反射光学素子の収差を低減できるように、光学素子の温度又は変形に関する制御パラメータを、熱制御デバイスの制御デバイスに供給することができる。
特許文献３は、マクロリソグラフィ投影レンズに屈折光学素子を備えた波面補正デバイスを配置することを開示している。第１及び第２加熱放射線を、屈折光学素子の周縁領域の第１部分及び第２部分それぞれに放射することができ、これらの加熱放射線は、少なくとも部分的に光学素子に進入する。光学素子内の加熱放射線の部分的吸収により生じる屈折率分布が、波面誤差を修正又は少なくとも部分的に補正する役割を果たす。
特許文献４は、反射コーティング及びミラー基板を備えたミラーの形態の波面補正デバイスを投影レンズに配置することを提案している。第１及び第２加熱放射線を、ミラー基板の周縁領域の第１部分及び第２部分それぞれに放射することができ、これらの加熱放射線は、少なくとも部分的にミラー基板に進入する。加熱放射線の部分的吸収により生じる基板の温度分布が、波面誤差を修正又は少なくとも部分的に補正する役割を果たすミラーの変形をもたらす。
特許文献５は、真空雰囲気内に設けられた光学素子の温度を制御するデバイスについて記載している。このデバイスは、熱伝達を用いた放射により光学素子を冷却するために光学素子から離間した放射冷却部を含む冷却手段を備える。このデバイスは、放射冷却部及び光学素子を加熱する加熱部の温度を制御する制御デバイスも備え、加熱部の温度を制御するために、加熱部は制御デバイスに接続される。
特許文献６は、電磁放射線を反射する前側及び後側を含む光学素子の熱操作用デバイスを備えた、半導体リソグラフィ用の投影露光装置について記載している。後側から光学素子に作用する熱アクチュエータがある。熱アクチュエータは、赤外線波長域にあり得る発光スペクトルを有するＬＥＤ又はレーザであり得る。かかる熱アクチュエータは、基板を少なくとも部分的に通過して基板と多層コーティングとの間に配置された吸収層により少なくとも部分的に吸収される電磁放射線を発する。吸収層として、ラッカー層、金属粉末、アルミニウム、又はガラスを挙げることができ、その典型的な厚さは５μｍ〜１５μｍである。
米国特許第８，１１１，３７８号明細書 国際公開第２０１２／０１３７４７号 国際公開第２０１３／０４４９３６号 国際出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１３／０００７２８号 国際公開第２００９／０４６９５５号 国際公開第２００９／１５２９５９号
本発明の目的は、光学素子及び光学装置を加熱放射による熱操作に対するその適性に関して改良することである。
この目的は、基板及びコーティングを備えた光学素子であって、コーティングが、使用波長を有する放射線を反射するよう具現された反射コーティング、特に反射多層コーティングと、基板と反射コーティングとの間に配置されて使用波長とは異なる加熱波長を有する加熱放射線の反射を抑制する反射防止コーティングとを含む光学素子により達成される。加熱波長は、通常は使用波長よりも大きい。
発明者らの認識によれば、加熱放射線を反射コーティングに供給すると、加熱放射線のかなりの部分が反射コーティングにより反射される。使用波長がＥＵＶ波長域にある場合、加熱放射線は、概して基板の後側から、すなわち基板のうち反射コーティングから離れた側から基板を通して放射されるが、その理由は、加熱放射線を基板の前側に放射した場合、加熱放射線に十分な反射防止効果を及ぼす反射防止コーティングが、ＥＵＶ波長域の使用波長の場合の放射線の反射率を大幅に低下させるからである。反射した加熱放射線は、直接又は間接的に、すなわち付加的な強反射コンポーネント、例えば冷却体を介して他の光学素子、例えばミラー、又は投影露光装置の場合はウェーハに入射して、寄生的な望ましくない加熱をそこにもたらし得る。反射コーティングと基板との間に反射防止コーティングを施す結果として、基板を通過する加熱放射線に対する反射防止効果を与えることができ、加熱放射線の反射をこうして抑制することができる。
本願の意味の範囲内で、反射防止コーティングは、反射した加熱放射線の弱め合う干渉により反射率の低下を達成するコーティングを意味すると理解される。これは、基板を通して反射防止コーティングに入射する加熱放射線に関して弱め合う干渉が起こるように、反射防止コーティングの層の層材料及び層厚を選択しなければならないことを意味する。弱め合う干渉に関連する層材料の特性は、（波長依存性の）屈折率ｎ及び（波長依存性の）吸収係数ｋであり、これらが合わせて各層材料の複素屈折率ｎ＝ｎ−ｉｋを形成する。
弱め合う干渉を起こすために、反射防止コーティングは複数の個別層を含み得る。この場合、反射防止コーティングの層組成は、周期的又は部分的に周期的であることが好ましい。しかしながら、反射防止コーティングは、反射防止コーティングが加熱波長の加熱放射線に反射防止効果を及ぼすように基板の特性及び反射コーティングの特性に層厚及び層特性（複素屈折率）を合わせた単層のみを含むこともできる。
有利な実施形態では、基板に施されたコーティング全体が加熱放射線を完全に吸収するよう具現される。本願の意味の範囲内で、完全な吸収は、コーティング全体の吸収率が加熱波長の加熱放射線に関して９９％を超える、好ましくは９９．９％を超えることを意味すると理解される。それにより達成できることとして、コーティングが透過させる加熱放射線が事実上ないので、加熱放射線が後側から放射されると、上記加熱放射線が光学素子の前側で出ることができず、寄生的な加熱をもたらすことができなくなる。加熱放射線の完全な吸収に必要なのは、コーティングの少なくとも１層、通常は複数の層が、加熱波長の加熱放射線に関してゼロ以外の吸収係数ｋを有することである。加熱放射線のどの部分が個々の吸収層により吸収されるかは、干渉によって決まり、吸収層の厚さに応じて変わる。
一実施形態では、反射防止コーティングは、加熱放射線を少なくとも部分的に吸収するよう具現され、すなわち反射防止コーティングは、加熱放射線の加熱波長に関してゼロ以外の吸収係数ｋを有する少なくとも１つの層を含む。加熱放射線の後側放射の場合に加熱放射線吸収効果を有する反射防止コーティングを施すことにより達成できるのは、加熱放射線が、反射防止コーティングによりすでに部分的に、又は場合によっては完全に吸収されることである。例として、反射防止コーティングは、加熱放射線の少なくとも約３０％の部分を吸収するよう具現することができる。コーティングの残りの部分の吸収が加熱放射線に十分である限り、反射防止コーティングが加熱放射線を吸収する材料も含むことは必須ではない。
一実施形態では、光学素子は、加熱放射線を少なくとも部分的に吸収し且つ反射防止コーティングに隣接して配置されることが好ましいコーティングをさらに備える。上述のように加熱放射線が基板の後側から放射される場合、吸収コーティングは、反射防止コーティングと反射コーティングとの間に配置されることが好ましい。コーティング全体の吸収が加熱波長の加熱放射線に不十分な場合、吸収コーティングは、反射防止コーティングが透過させた加熱放射線が反射コーティングを通過して光学素子の前側で出るのを防止することができ、すなわち吸収コーティングは、コーティング全体の吸収率を９９％よりも高い、又は９９．９％よりも高い吸収率に増加させるよう働く。
光学素子がＥＵＶ放射線を反射するよう具現される場合、反射コーティングは、通常はＥＵＶ波長域の使用波長用の高反射率（ＨＲ）コーティングとして具現される。この場合、さらに別のコーティングをＨＲコーティングと基板との間に配置することで、基板を有害なＥＵＶ放射線から保護し（いわゆる基板保護層（ＳＰＬ）コーティング）且つ／又は光学素子の不所望の変形を防止する（いわゆる耐応力層（ＡＳＬ）コーティング）ことができる。かかるコーティングは、通常は加熱放射線に対して不透過性（ゼロに近い透過率）なので、吸収コーティングを形成し、追加の吸収コーティングを省くことができる。
ＨＲコーティングは、通常は加熱放射線に関してゼロ以外の吸収係数を有する材料も含む。反射コーティングが、加熱放射線を吸収する材料でできた少なくとも１つの層で十分な厚さ、例えば５０周期以上を有する場合、反射コーティング自体の吸収率は、加熱放射線を完全に吸収するのに十分であり得る。
ＳＰＬコーティング又はＡＳＬコーティング及び反射防止コーティングがあるにも関わらず透過率が十分に小さくない場合、吸収が十分に強い吸収層又は吸収コーティングを反射コーティングと反射防止コーティングとの間にさらに施すことが任意に可能である。この場合、吸収コーティングは、例えば特許文献６に記載のように具現することができる吸収層を含み得る。
一発展形態では、加熱放射線を吸収するコーティングは多層コーティングである。上述したＡＳＬコーティング又はＳＰＬコーティングは、多くの場合は多層コーティングである。必要な場合には、追加の吸収コーティングが、複数の個別層を有する層組成を含むこともできる。
一発展形態では、加熱放射線を吸収するコーティングは少なくとも１つの金属材料を含む。例として、金属材料は、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、又はアルミニウム（Ａｌ）であり得る。しかしながら、他の材料、例えばケイ素（Ｓｉ）等のメタロイドも加熱放射線を吸収するコーティングに含むことができる。
さらに別の実施形態では、基板は、加熱放射線に対して少なくとも部分的に、特に（ほぼ）完全に透明な材料から形成される。基板材料は、加熱放射線の吸収ができる限り小さいものとすべきである。例として、材料は石英ガラス（ＳｉＯ２）であり得る。しかしながら、特にＥＵＶミラーの場合、いわゆるゼロ膨張材料、すなわちそこで用いられる動作温度の領域で非常に低い熱膨張率（ＣＴＥ）しか有しない材料が、通常は基板材料として用いられる。
このようなミラー材料は、小さなチタンドープ部分を有する合成非晶質石英ガラスである。このような市販の石英ガラスの例は、Corning Inc.からＵＬＥ（登録商標）（超低膨張ガラス）という商品名で流通している。ミラー材料ＵＬＥ（登録商標）は、約１９３ｎｍ〜約２３００ｎｍの波長の加熱放射線に関して十分に吸収が低い。
ドープした石英ガラス、具体的にはＴｉＯ２ドープ石英ガラスを用いる代わりに、ガラスセラミックをゼロ交差材料として用いることも可能である。このようなガラスセラミックの、例えばＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標）の透過は、加熱放射線の通常の加熱波長の波長域での本願の用途に通常は十分である。
一実施形態では、反射防止コーティングによる加熱放射線の反射の抑制は、４００ｎｍを超える（概して９００ｎｍ未満の）加熱波長で最大である。反射防止コーティングは、反射の抑制が加熱波長で（又は加熱波長付近の領域で）最大を有するように特定の波長の加熱放射線の抑制に通常は最適化される。加熱波長に好ましい波長域は、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍであり、その理由は、長い耐用寿命を有する特に加熱ダイオードの形態の加熱光源が、この波長域で存在するからである。９００ｎｍを超える赤外線波長域の加熱波長を有する加熱放射線も任意に利用できることが理解される。
加熱光源が発生させた加熱放射線は、実質的に単色であり得る。すなわち、例えばレーザダイオードの場合のように放射強度が加熱波長の最大付近に集中する。反射防止層による反射防止効果は、通常は、反射の抑制が最大となる波長から概して約＋／−５０ｎｍという比較的大きな波長域でも比較的大きいので、比較的広帯域の波長域の加熱波長を発する加熱光源を用いることも任意に可能である。例として、例えば反射防止層による反射の抑制が最大となる波長から約＋／−５０ｎｍずれた波長域に実質的にある加熱波長の放射線を発する加熱光源を用いることが可能である。
さらに別の実施形態では、反射防止コーティングは、Ｂ４Ｃ、Ｓｉ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｃ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、ＺｒＮ、ＳｉＣ、ＺｒＯ２、Ｌａ、Ｂを含む群から選択される少なくとも１つの材料を含む。いずれの場合も、これらの材料は、約１３．５ｎｍのＥＵＶ放射線を反射するよう設計されたＥＵＶミラーのコーティングに通常は用いられるので、全く同一のコーティングプロセス内で、反射防止コーティングを残りのコーティング、すなわち反射コーティング及び場合によってはＳＰＬコーティング及び／又はＡＳＬコーティングと共に基板に施すことができる。この場合、反射防止コーティング及びＥＵＶコーティングの層は、ＥＵＶに典型的なコーティング技術、すなわち概して蒸着により、例えばスパッタリングにより施すことができる。
さらに別の実施形態では、反射防止コーティングは、５００ｎｍ未満、好ましくは１００ｎｍ未満、特に５０ｎｍ未満の厚さを有する。反射防止コーティングの厚さ又はその個別層の厚さは、蒸着及び／又はＥＵＶコーティングに典型的なオーダにあることが好ましい。
一実施形態では、反射コーティングの反射率は、１ｎｍ〜３５ｎｍの波長域の使用波長を有するＥＵＶ放射線に関して最大であり、すなわち使用波長は、１ｎｍ〜３５ｎｍの領域を概ね含むいわゆるＥＵＶ波長域内にある。現在のＥＵＶリソグラフィ装置では、通常は約１３．５ｎｍが使用波長として用いられる。さらに他のリソグラフィ装置では、より短い波長を利用する場合もあり得る。ＥＵＶ波長の高吸収の結果として、例えばレンズ素子等の屈折光学素子をビーム整形に用いることができず、ミラー光学素子を利用しなければならない。
有利な発展形態では、光学素子は、ＥＵＶミラー又はＥＵＶマスクとして具現される。ＥＵＶミラーは、通常はその光学面全体でＥＵＶ放射線を反射する役割を果たす。ＥＵＶマスクは、ＥＵＶ放射線を反射する部分と、ＥＵＶ放射線を反射しないか又はＥＵＶ放射線をごくわずかに反射する（概して吸収）部分とを含み、これらの部分は照明ユニットによりＥＵＶ放射線で照明されて投影レンズによりウェーハに結像される構造を合わせて形成する。反射構造は、ＥＵＶ放射線の最大限の部分を反射すべきであり、上述したような反射コーティングにより形成することができる。
代替的な実施形態では、反射コーティングの反射率は、１５０ｎｍ〜２６０ｎｍの波長域の使用波長を有するＶＵＶ放射線に関して最大である。光学素子は通常はＶＵＶミラーである。反射コーティングは、ＶＵＶ波長域の放射線を反射するよう最適化された多層コーティングとして具現することができる。このような多層コーティングは、加熱波長の加熱放射線に関して吸収を事実上示さない誘電体を通常は含む。
この場合、反射コーティングは、加熱放射線を少なくとも部分的に、特に完全に吸収する少なくとも１つの層を含むことが好ましい。ＶＵＶ波長域の放射線を反射するためには、反射コーティングが単一の概して金属の層から、例えばアルミニウムから形成されれば十分であり得る。反射コーティングの反射率を高めるために、追加の誘電体層を吸収層上に施すことができる。保護コーティングとして働く１つ又は複数の誘電体層を、吸収層上に任意に施すことができる。
反射コーティングに金属層を設けることが本願の用途に有利である理由は、反射コーティングが使用波長のＶＵＶ放射線をほぼ完全に反射及び／又は吸収して、ＶＵＶ放射線が金属層を通過して反射コーティングと基板との間に施された反射防止コーティングへ至らず（ゼロに近い透過）、加熱放射線の後側入射放射線のためのこの反射防止コーティングが前側で放射されたＶＵＶ放射線に関する光学素子の反射率に及ぼす影響がごくわずかだからである。
本発明のさらに別の態様は、少なくとも１つの上記光学素子と、少なくとも１つの光学素子の熱操作用デバイスであり、加熱放射線を発生させる少なくとも１つの加熱光源、好ましくは複数の加熱光源を含むデバイスとを備えた、光学装置に関する。少なくとも１つの光学素子を含む光学装置は、例えばＥＵＶ若しくはＶＵＶリソグラフィ装置の投影レンズ、ＥＵＶマスク若しくはＶＵＶマスクを検査するシステム、又はＥＵＶ若しくはＶＵＶリソグラフィ装置であり得る。
導入部分に記載したように、光学素子の所望の空間分解変形又は形状変化を、光学素子又はコーティングに熱を狙い通りに空間分解的に導入することによりもたらすことができる。このような形態の変化を達成するために、通常は基板の後側から入射する加熱放射線がコーティング全体により吸収される。コーティングの通常の局所的温度上昇は、各層材料の膨張につながり、したがって光学素子の光学面の局所変形につながる。コーティングの空間依存的な変動加熱をもたらすために、熱操作用デバイスは、個々の加熱光源の放射パワーを独立して又は個別に設定又は調節するよう通常は具現される。
一実施形態では、熱操作用デバイスは、格子状又は行列状配置の複数の加熱光源を含む。加熱光源を等距離に配置した格子状配置は、所望の空間分解能で光学素子の熱操作を行うことを可能にする。ビーム整形に適した先端(front-end)光学ユニットを、加熱光源のそれぞれの上流に配置することができる。
さらに別の実施形態では、熱操作用デバイスは、基板を通して反射防止コーティングに加熱放射線を放射するよう具現される。ＶＵＶ波長域の使用波長を反射するよう具現された光学素子の場合、加熱放射線を任意に前側から供給することができ、その理由は、ＶＵＶ波長域の使用波長の場合、この場合にＶＵＶ使用波長に関する反射率を大きく低下させすぎることなく加熱放射線の十分に大きな吸収が達成できるからである。反射防止効果に関して上述したのとは異なり、前側からの入射放射線の場合、吸収（金属）層と周囲媒体（空気、真空）との間の誘電体コーティングを適当な方法で、例えば層厚、個別層数等の変更により変更する必要があるが、ＶＵＶ使用波長及び加熱放射線に適した光学定数ｎ、ｋ（複素屈折率ｎ＝ｎ−ｉｋ）を用いた新たな層材料の使用の有無は問わない。
さらに別の実施形態では、少なくとも１つの加熱光源、加熱放射線を偏向させる偏向デバイス、及び／又は加熱放射線を誘導するビーム誘導デバイスが、光学素子を冷却する冷却体に取り付けられる。光学素子用のこのような冷却体は、通常は光学素子の後側に離れて配置され、一部は冷却体と上記光学素子との間に位置するガスの熱伝導により、また光学素子が発した熱の吸収により、光学素子を冷却する。冷却体は、通常は基板又は光学素子の後側全体に延びるので、上記冷却体は、加熱放射線を光学素子に入射結合させるのに適している。
通常は格子状配置の、例えば加熱ダイオードの形態の複数の加熱光源を、加熱放射線の入射結合の目的で冷却体のうち基板に面する側に取り付けることができる。代替的に、受け孔を冷却体に導入することができ、この受け孔に、例えば光ファイバケーブルの形態のビーム誘導デバイスが取り付けられる。例として、光ファイバケーブルの各端を、各受け孔に位置する先端光学ユニットに接続することができる。代替的に、偏向デバイスを冷却体のうち光学素子に面する側に設けることができ、この偏向デバイスは、この場合は通常は基板の上側に沿って誘導される加熱放射線を基板の方向に偏向させる。この自由ビーム伝播の場合、加熱放射線を偏向素子へ誘導することができるが、ビーム誘導デバイスにより、例えば光ファイバケーブルにより、加熱放射線を偏向素子へ誘導することが概してより好都合である。加熱放射線がビーム誘導デバイスを用いて誘導される場合、加熱光源は、任意に光学装置のハウジング、特に真空ハウジングの外側に配置することができる。
一実施形態では、光学装置はＥＵＶリソグラフィ装置として具現される。熱的に操作可能な光学素子は、例えば、ＥＵＶリソグラフィ装置の照明レンズ又は投影レンズに配置されたミラーであり得る。
一発展形態では、光学素子は、移動方向に変位可能なＥＵＶマスクである。いわゆるウェーハスキャナの形態のＥＵＶリソグラフィ装置の場合、照明ユニットは、概してＥＵＶマスクの帯状部分のみを照明し、マスクは、露光中に適当なアクチュエータにより走査方向とも称する移動方向に沿って移動する。
この実施形態の一発展形態では、熱操作用デバイスが固定的に配置されるか、又は加熱放射線をＥＵＶマスク上に位置合わせする少なくとも１つの加熱光源、加熱放射線をＥＵＶマスク上へ偏向させる偏向デバイス、及び／又は加熱放射線をＥＵＶマスクへ誘導するビーム誘導デバイスが、ＥＵＶマスクと共に移動方向に変位可能である。
第１の場合には、熱操作用デバイスは固定的に配置される。ＥＵＶマスクの狙い通りの空間分解加熱、したがってこの場合は所望の空間分解形状変化を達成するために、加熱光源の個別作動中にＥＵＶマスクの移動を考慮しなければならない。この場合のＥＵＶマスクの、個々の光源からの加熱放射線の加熱パワー又は強度は、移動したマスクに従い、ＥＵＶマスクの各場所で所望の局所熱流入が常に生じるようになる。この場合、熱操作用デバイスは、加熱光源の作動時に、ＥＵＶマスクの走査方向に沿った移動中のその位置を考慮するよう具現される。
第２の場合には、加熱光源、偏向デバイス、又はビーム誘導デバイスは、ＥＵＶマスクと共に移動し、すなわち移動したＥＵＶマスクに対するその位置が変わらない。この場合、ＥＵＶマスクが固定配置であるかのように加熱光源を制御することができる。上述したように、加熱光源、偏向デバイス、及び／又はビーム誘導デバイスは、冷却体に取り付けられることが好ましいので、最も単純な場合には、これらのコンポーネントの移動を、冷却体をＥＵＶマスクと共に移動方向に変位させることによりもたらすことができる。
代替的な実施形態では、光学装置は、ＶＵＶマイクロリソグラフィ用の反射屈折投影レンズとして具現される。例えばレンズ素子の形態の透過光学素子に加えて、このような投影レンズは、上述したように熱操作に、特に波面収差の補正に用いることができる１つ又は複数の反射光学素子（ミラー）も備える。
一発展形態では、反射光学素子は、反射屈折投影レンズの瞳平面の領域に配置される。瞳近傍（pupil-near）ミラーの熱操作が、波面誤差又は収差の補正に有利である。基板の前側からの加熱放射線の導入は、投影レンズ内の不所望の迷光形成につながり得るので、加熱放射線を基板の後側から光学素子に導入し、反射防止コーティングにより迷光又は不所望の戻り反射の発生を回避することが有利である。
本発明のさらに他の特徴及び利点は、本発明に必須の詳細を示す図面の各図に基づいた本発明の例示的な実施形態の以下の説明から、また特許請求の範囲から明らかとなる。個々の特徴をそれぞれ個別に単独で実施してもよく、又は複数の特徴を本発明の変形形態において任意の組み合わせで実施してもよい。
例示的な実施形態を概略図に示し、以下の説明において説明する。
ＥＵＶ放射線を反射するコーティングとミラー基板の後側からＥＵＶミラーに供給される加熱放射線の反射を抑制する反射防止コーティングとを備えたＥＵＶミラーの概略図を示す。 波長の関数としてのＥＵＶ放射線に関する図１からのＥＵＶミラーの反射率、吸収率、及び透過率の概略図を示す。 ミラー基板の後側から供給された加熱放射線のための反射防止コーティングを有しないＥＵＶミラーの、波長依存の反射率、吸収率、及び透過率の概略図を示す。 約４２０ｎｍの加熱波長の加熱放射線に最適化された反射防止コーティングを有するＥＵＶミラーの反射率及び吸収率をさらに示した、図３と類似の概略図を示す。 反射防止コーティングが約４５０ｎｍの加熱波長の加熱放射線に最適化された図４と類似の概略図を示す。 反射防止コーティングが約５９０ｎｍの加熱波長の加熱放射線に最適化された図４と類似の概略図を示す。 反射防止コーティングが約６７０ｎｍの加熱波長の加熱放射線に最適化された図４と類似の概略図を示す。 反射防止コーティングが約８００ｎｍの加熱波長の加熱放射線に最適化された図４と類似の概略図を示す。 反射防止コーティングが約９００ｎｍの加熱波長の加熱放射線に最適化された図４と類似の概略図を示す。 加熱放射線の種々の入射角でのＥＵＶミラーの波長依存反射率の概略図を示す。 図１に示す光学素子と冷却体に取り付けられた複数の加熱光源とを備えた、光学装置の概略図を示す。 加熱放射線が光ファイバの形態のビーム誘導デバイスによりＥＵＶミラーに供給される、図１１と類似の概略図を示す。 加熱放射線が光ファイバの形態のビーム誘導デバイスによりＥＵＶミラーに供給される、図１１と類似の概略図を示す。 ＥＵＶリソグラフィ装置の概略図を示す。 走査方向に沿って変位可能なＥＵＶマスクを備えたＥＵＶリソグラフィ装置の概略図を示す。 走査方向に沿って変位可能なＥＵＶマスクを備えたＥＵＶリソグラフィ装置の概略図を示す。 ＶＵＶ放射線を反射するコーティングとミラー基板の後側からミラーに供給される加熱放射線の反射を抑制する反射防止コーティングとを備えたミラーの概略図を示す。 図１５に示すミラーを備えたＶＵＶリソグラフィ用の投影レンズの概略図を示す。
図面の以下の説明では、同一の参照符号を同等又は機能的に同等のコンポーネントに用いる。
図１は、基板２、基板２に施された反射防止コーティング３、及びＥＵＶコーティング５を備えたＥＵＶミラーの形態の光学素子１を概略的に示す。ＥＵＶコーティング５は、使用波長λＥＵＶのＥＵＶ放射線４を反射するコーティング５ｂ（いわゆるＨＲコーティング）を含む。さらに、例えば光学面６が水素プラズマにより洗浄される際にＥＵＶコーティング５全体を酸化又は腐食から保護するためのカバー層又はカバー層系（いわゆるキャップコーティング５ｃ）が、反射コーティング５ｂに施される。キャップコーティング５ｃは、ＥＵＶミラー１と環境との境界を形成するＥＵＶミラーの光学面６に隣接して配置される。
反射コーティング５ｂは、屈折率が異なる２つの材料でできた層対から概してなる複数の個別層（図１には図示せず）を含む。λＥＵＶ＝１３．５ｎｍの領域の使用波長のＥＵＶ放射線４を利用する場合、個別層は、通常はモリブデン及びケイ素からなる。利用される使用波長λＥＵＶに応じて、他の材料の組合せ、例えばモリブデン及びベリリウム又はルテニウム及びベリリウム又はランタン及びＢ４Ｃ等も同様に可能である。個別層に加えて、反射コーティング５ｂは、拡散を防止する中間層（いわゆるバリア層）を概して含む。
図１のＥＵＶコーティング５は、基板２を有害なＥＵＶ放射線４から保護するために、反射コーティング５ｂの下にいわゆるＳＰＬ（基板保護層）コーティング５ａを含む。ＳＰＬコーティング５ａに加えて、又はその代わりに、層応力の結果としての望ましくない変形を回避するために、反射コーティング５ｂの下でＥＵＶミラー１にいわゆるＡＳＬ（耐応力層）コーティングを設けることもできる。
上記反射防止コーティング３は、ＥＵＶコーティング５と基板２との間に施され、上記反射防止コーティングは、基板２の後側からＥＵＶミラー１に入射結合される加熱放射線７の反射を抑制するよう働く。加熱放射線７は、図示の例では基板２の付近に配置された加熱光源８により発生させられる。加熱放射線７は、ＥＵＶミラー１の熱操作の役割を果たし、より厳密には、ＥＵＶコーティング５の狙い通りの空間依存加熱により光学面６の熱的に誘起された狙い通りの空間分解変形又は形状変化をもたらす役割を果たす。図１に示すように、ＥＵＶコーティング５及び／又は反射防止コーティング３への熱流入が、層材料の膨張につながり、これが光学面６の変形につながる。加熱放射線７により、ＥＵＶミラーの光学面６の望ましくない寸法偏差を狙い通りに空間依存的に補正することができるか、又は光学面６の形態を狙い通りの空間依存的に操作することができる。加熱放射線は、ＥＵＶミラー１の動作中に供給することもできるので、ＥＵＶミラーの表面６の寸法精度（いわゆる形状）に対する要件を初期調整中及びＥＵＶミラー１の動作中の両方で満たすことができる。加熱及び吸収（いわゆる「ミラー加熱」）の結果として、また材料圧縮（「圧縮」）の結果として、ＥＵＶミラー１の動作中に望ましくない形状変化があり得るので、これは有利である。
加熱放射線７は、通常は４００ｎｍを超える加熱波長λＨ（場合によっては加熱波長域）を有し、この加熱波長λＨは、コーティング５、３全体から、ここに示す例ではＳＰＬコーティング５ａ及び反射防止コーティング３により吸収される。すなわち、コーティング５、３は加熱放射線７に対して事実上不透明であり（吸収率＞９９．９％）、加熱放射線７に関するコーティング５、３の透過率ＴＨは事実上ゼロである。図示の例では、反射コーティング５ｂ及びキャップコーティング５ｃは加熱放射線７を吸収せず、その理由は、加熱放射線７がＳＰＬコーティング５ａ及び反射防止コーティング３により実際には完全に吸収されるからである。反射コーティング５ｂ及びキャップコーティング５ｃの両方が、加熱放射線７を吸収する層材料を通常は含む。したがって、ＳＰＬコーティング５ａがない場合、加熱放射線７の大部分が反射コーティング５ｂ及びキャップコーティング５ｃにより吸収される。
コーティング５、３全体の透過率ＴＨがそれにもかかわらず十分に低くない場合、追加の吸収コーティング９（図１に示す）を反射防止コーティング３とＥＵＶコーティング５との間に任意に配置することで、透過率ＴＨをさらに低下させるようにすることができる。吸収コーティング９は、加熱放射線７に対して望ましい吸収効果をもたらすのに十分に大きな厚さを有し、１つ又は複数の層からなり得る。例として、吸収コーティング９は、金属材料、例えばアルミニウム又は金属粉末を含み得る。さらに、吸収コーティング９は、ラッカー層を含み得るか又はガラスを含み得る。以下において、コーティング５、３全体の、特にＳＰＬコーティング５ａ及び反射防止コーティング３の吸収が加熱放射線７に十分であり、したがって追加の吸収コーティング９が不要であると仮定する。
下記の表１は、ＳＰＬコーティング５ａ、ＨＲコーティング５ｂ、及びキャップコーティング５ｃからなるＥＵＶコーティング５に関する例を示す。下記の例では、基板２（ミラー材料）は、合成非晶質石英ガラス（ＳｉＯ２）である。実際には、石英ガラス（ＳｉＯ２）は、通常はＥＵＶ用にチタンをドープしたものであり、すなわちＵＬＥ（登録商標）である。しかしながら、チタンのドーピングがさらに以下で説明する結果に及ぼす影響はごくわずかなので、簡単のために石英ガラスを基板として後続の計算を実行した。
ＨＲコーティング５ｂは、１３．５ｎｍの使用波長λＥＵＶ及びＥＵＶ放射線４の垂直入射（αＥＵＶ＝０°）に最適化される。ＥＵＶコーティング５の利用層材料は、ニッケル（Ｎｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、モリブデン（Ｍｏ）、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）、及びルテニウム（Ｒｕ）である。表１において、ｎｍ単位での幾何学的層厚を層材料の各記号の前に示す。複数の個別層が括弧（）内に入っている場合、これは１周期を指し、右側括弧の後の指数（＾）は周期数を示す。したがって、表１によるＥＵＶコーティング５は、合計２３４個の個別層からなる。層組成欄の左側にある個別層はそれぞれ、基板に最も近い層である。表１から分かるように、ＨＲコーティング５ｂ及びＳＰＬコーティング５ａは、概して、周期的又は部分的に周期的に形成されることが好ましい多くの個別層からなり、これは製造の観点から有利である。
０．５ｎｍ〜０．４ｎｍという比較的薄い層厚を有する、ＨＲコーティング５ｂの炭素（Ｃ）でできた層及びキャップコーティング５ｃの炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）でできた層は、それぞれがいわゆるバリア層（上記参照）であり、個別層の異なる層材料間の相互拡散を防止するためのものである。
表１のＥＵＶコーティング５に関して、図２は、波長（１２．５ｎｍ〜１４．５ｎｍ）の関数として計算したＥＵＶ放射線４の垂直入射（αＥＵＶ＝０°）に関する以下の値を示す：（反射防止コーティング３及び追加の吸収コーティング９を伴わない）ＥＵＶコーティング５の反射率ＲＥＵＶ、透過率ＴＥＵＶ（図１参照）、及び吸収率ＡＥＵＶ。迷光損失が想定されないので、ＲＥＵＶ＋ＴＥＵＶ＋ＡＥＵＶ＝１が当てはまる。ＥＵＶコーティング５の反射率ＲＥＵＶの最大値が、この例で利用される１３．５ｎｍの使用波長λＥＵＶにあることが、図２において明らかに分かる。
図２において同様に確認できるのは、ＥＵＶコーティング５の透過率ＴＥＵＶがほぼゼロなので、ＥＵＶコーティング５の下に施された反射防止コーティング３等の追加層の反射率ＲＥＵＶに対する影響が使用波長λＥＵＶで実際には無視できる程度であることである。それにもかかわらず、ＥＵＶコーティング５の透過率ＴＥＵＶが十分に低くない場合、ＥＵＶコーティング５の設計時に、使用波長λＥＵＶでの反射率ＲＥＵＶに対する反射防止コーティング３の影響を考慮することができる。
表１のＥＵＶコーティング５（すなわち、反射防止コーティング３を伴わない）に関して、図３は、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍの加熱波長λＨの好ましい範囲の加熱放射線７の垂直入射（αＨ＝０°、図１参照）に関して数値計算で得られた以下の値を示す：反射率ＲＨ、透過率ＴＨ、及び吸収率ＡＨ。迷光損失が想定されないので、ＲＨ＋ＴＨ＋ＡＨ＝１が当てはまる。
図３において、約４０％〜約５５％にあるＥＵＶコーティング５の高い反射率ＲＨが、上記波長域の加熱放射線７に関して確認可能である。ＥＵＶコーティング５で反射された加熱放射線７は、直接又は間接的に、すなわち他の強反射コンポーネント（例えば冷却体）を介して他のＥＵＶミラー又は例えばウェーハに入射して、寄生的な望ましくない加熱をそこにもたらし得る。
図３において同様に確認できるのは、加熱放射線７に関するＥＵＶコーティング５の透過率ＴＨがほぼゼロなので、加熱放射線７を吸収する追加のコーティング９をＥＵＶコーティング５の下に施す必要がないことである。
図３は、加熱放射線７の垂直入射（αＨ０＝０°）に関する環境（真空）と基板２との間の境界における反射率ＲＨ０（図１参照）も示す。ＥＵＶコーティング５と基板２との間の境界における反射率ＲＨと比べて、この境界における上記波長域での約４％という反射率ＲＨ０は比較的低い。しかしながら、真空と基板２との間の境界における加熱放射線７の反射が依然として妨害的である場合、基板２に、加熱放射線７に対する反射防止効果を与えることもでき、すなわち、追加の反射防止コーティングを基板２の下側に施すことができる。
以下において、表１の例示的なＥＵＶコーティング５を備えると共に、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍの波長域のそれぞれ異なる加熱波長λＨでの抑制に最適化された反射防止コーティング３を備えたＥＵＶミラー１の６個の例を、図４〜図９に基づいて説明する。全ての例は、加熱放射線７の垂直入射（αＨ＝０°）に関して最適化及び計算されている。全ての例で迷光損失は想定されないので、反射率Ｒ、透過率Ｔ、及び吸収率Ａには以下が当てはまる：Ｒ＋Ｔ＋Ａ＝１。
以下の表２は、約２０．６ｎｍという比較的大きな層厚ｄ（図１参照）を有する炭化ホウ素Ｂ４Ｃでできた個別層から形成された反射防止コーティング３の例に関する、ＥＵＶミラー１の層組成を示す。ＥＵＶコーティング５と共通のコーティングプロセスで反射防止コーティング３を施すことができるように、反射防止コーティング３の厚さｄは大きすぎてはならず、５００ｎｍ未満、好ましくは１００ｎｍ未満、特に好ましくは５０ｎｍ未満である。
図４は、表１からのコーティングと比べた、すなわち反射防止コーティングを有しないＥＵＶミラー１に対する、表２からのコーティングに関して、すなわち反射防止コーティング３を備えたＥＵＶミラー１に関する計算変数である反射率ＲＨ及び吸収率ＡＨを示す。透過率ＴＨはいずれの場合もほぼゼロなので、迷光損失がないという仮定によりＴＨ＝１−ＲＨ−ＡＨが当てはまり、より見やすくするために透過率ＴＨは図４に示さない。
図４に基づいて明らかに確認できるのは、反射防止コーティング３が約４２０ｎｍ付近の領域の加熱波長λＨに最適化されていることであり、それはこの波長域で反射率ＲＨが最小であり吸収率ＡＨが最大だからである。特に、図３に示す反射防止コーティング３を有しない例に対して、反射率ＲＨの大幅な低下及び吸収率ＡＨの大幅な上昇がこの波長域で確認できる。
以下の表３は、約４５０ｎｍ付近の加熱波長λＨに最適化された反射防止コーティング３の例に関するＥＵＶミラー１の層組成を示す。
この例では、反射防止コーティング３が１０個の個別層からなる。反射防止コーティング３の層材料は、ＥＵＶに関して一般的なケイ素（Ｓｉ）及び窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）という材料である。ＤＣスパッタリングを用いる場合、Ｓｉターゲット及び窒素（Ｎ２）を反応ガスとして用いることにより、Ｓｉ３Ｎ４を生成することができる。反射防止コーティング３の層組成は周期的であり、個別層の厚さはＥＵＶコーティングに関して一般的な範囲にあり、これは製造の観点から有利である。
図５は、表１からのＥＵＶミラーと比べた、すなわち反射防止コーティングを有しないＥＵＶミラー１に対する、表３からのＥＵＶミラーに関する計算値である反射率ＲＨ及び吸収率ＡＨを示す。図５に基づいて明らかに確認できるのは、反射防止コーティング３が約４５０ｎｍ付近の領域の加熱波長λＨに最適化されていることであり、それはこの波長域で反射率ＲＨが最小であり吸収率ＡＨが最大だからである。
以下の表４は、約５９０ｎｍ付近の加熱波長λＨに最適化された反射防止コーティング３の例に関するＥＵＶミラー１の層構成を示す。
この例では、反射防止コーティング３が８個の個別層からなる。図３のように、反射防止コーティング３の層材料はケイ素（Ｓｉ）及び窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）であり、反射防止コーティング３の層組成は周期的であり、個別層の厚さはＥＵＶコーティングに関して一般的な範囲にある。
図６は、表１からのＥＵＶミラーと比べた、すなわち反射防止コーティングを有しないＥＵＶミラー１に対する、表４からのＥＵＶミラーに関する計算値である反射率ＲＨ及び吸収率ＡＨを示す。図６に基づいて明らかに確認できるのは、反射防止コーティング３が約５９０ｎｍ付近の領域の加熱波長λＨに最適化されていることである。
以下の表５は、約６７０ｎｍ付近の加熱波長λＨに最適化された反射防止コーティング３の例に関するＥＵＶミラー１の層構成を示す。
この例では、反射防止コーティング３が１０個の個別層からなる。反射防止コーティング３の層材料は、ＥＵＶに関して一般的なケイ素（Ｓｉ）及び炭素（Ｃ）であり、反射防止コーティング３の層組成は周期的であり、個別層の厚さはＥＵＶコーティングに関して一般的な範囲にある。
図７は、表１からのＥＵＶミラーと比べた、表５からのＥＵＶミラーに関する計算値である反射率ＲＨ及び吸収率ＡＨを示す。図７に基づいて明らかに確認できるのは、反射防止コーティング３が約６７０ｎｍ付近の領域の加熱波長λＨに最適化されていることである。
以下の表６は、約８００ｎｍ付近の加熱波長λＨに最適化された反射防止コーティング３の例に関するＥＵＶミラー１の層構成を示す。
この例では、反射防止コーティング３が１０個の個別層からなる。反射防止コーティング３の層材料は、ＥＵＶに関して一般的なケイ素（Ｓｉ）及び炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）であり、反射防止コーティング３の層組成は周期的であり、個別層の厚さはＥＵＶコーティングに関して一般的な範囲にある。
図８は、表１からのＥＵＶミラーと比べた、表６からのＥＵＶミラーに関する計算値である反射率ＲＨ及び吸収率ＡＨを示す。図８に基づいて明らかに確認できるのは、反射防止コーティング３が約８００ｎｍ付近の領域の加熱波長λＨに最適化されていることである。
以下の表７は、約８９０ｎｍ付近の加熱波長λＨに最適化された反射防止コーティング３の例に関するＥＵＶミラー１の層構成を示す。
この例では、反射防止コーティング３が、ＥＵＶコーティングに関して一般的な範囲にない比較的大きな層厚を有するケイ素でできた単層からなる。
図９は、表１からのＥＵＶミラー１と比べた、表７からのＥＵＶミラー１に関する計算値である反射率ＲＨ及び吸収率ＡＨを示す。図９に基づいて明らかに確認できるのは、反射防止コーティング３が約８９０ｎｍ付近の領域の加熱波長λＨに最適化されていることである。
入射角αＨ（図１参照）に対する基板２の後側から放射された加熱放射線７の反射率ＲＨの依存が比較的小さいことが分かった。これを、上記表４に従った層組成を含む、垂直入射（αＨ＝０°）の場合の約５９０ｎｍ付近の領域の加熱波長λＨに最適化した反射防止コーティング３に関して以下に例示的に示す。
図１０は、４個の以下の異なる入射角αＨ：０°、２０°、３０°、及び４０°に関する上記表４に従ったコーティングに関する計算反射率ＲＨを示す。反射率ＲＨは、入射角αＨ＞０°の場合の非偏光加熱放射線７に関して計算した。入射角αＨに対する反射率ＲＨの依存が比較的小さいことが、図１０において明らかに確認できる。
上記ＥＵＶミラー１の特性、例えば反射率ＲＨ等を、従来の薄層ソフトウェアを用いて計算した。計算に必要な光学定数、すなわち合わせて各層材料の複素屈折率ｎ＝ｎ−ｉｋを形成する（波長依存性の）屈折率ｎ及び（波長依存性の）吸収係数ｋは、光学定数の標準的なデータベース及び標準的な教本から得た。計算の際、データベースにも教本にも載っていない光学定数の値に関して一次補間を行った。上記層材料に加えて、又はその代わりに、他の層材料、例えばＲｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、ＺｒＮ、ＳｉＣ、ＺｒＯ２、Ｌａ、Ｂ等を反射防止コーティング３に用いてもよい。
例として、上記ＥＵＶミラー１は、ＥＵＶリソグラフィ装置の投影レンズで、又はＥＵＶマスクを検査するシステムで用いることができる。吸収構造をＥＵＶコーティング５の領域でＥＵＶミラー１に施した場合、上記ＥＵＶミラーは、ＥＵＶリソグラフィ装置のＥＵＶマスクとして用いることもできる。
続いて、図示の例では図１からのＥＵＶミラー１から形成された光学装置１０及びＥＵＶミラー１の熱操作用デバイス１１の設計の複数の可能性について、図１１、図１２ａ、及び図１２ｂに基づいて説明する。ＥＵＶミラー１の光学面６に狙い通りの空間依存熱影響を及ぼすために、デバイス１１は、加熱放射線７を発生させる複数の加熱光源８を備える。
動作中、ＥＵＶミラー１は、ＥＵＶ放射線４の吸収により加熱され（図２の吸収率ＡＥＵＶ参照）、これが光学面６の望ましくない形状変化をもたらし得る。吸収された熱を放散するために、図１１に示す光学装置１０は、ＥＵＶミラー１を冷却する例えば金属の冷却体１２をさらに備え、上記冷却体は、ＥＵＶミラー１の後側全体及びその外側に延びる。ＥＵＶリソグラフィ装置におけるＥＵＶミラー１の動作中、例えば約４×１０−２ｍｂａｒの圧力（中真空）を有するガス（例えば、主成分として水素Ｈ２を含む）が、ＥＵＶミラー１と冷却体１２との間に位置する。例として、ＥＵＶミラー１は、放射とガスによる熱伝導とにより等しく冷却することができる。
基板２を通した（後側からの）ＥＵＶミラー１のコーティングの空間分解加熱に冷却体１２を利用することが有利である。例として、これは、例えばＬＥＤ又はダイオードレーザの形態の加熱光源８を冷却体１２に組み込むか又は冷却体１２に取り付けることにより実行することができる。図１１に示す例では、加熱光源８は、冷却体１２のうちＥＵＶミラー１に面する側に格子状又は行列状配置（アレイ）で取り付けられる。図１１下部の冷却体１２の部分を参照されたい。例として、加熱光源８は、調整格子１３を用いて冷却体１２上に正確に位置決めすることができる。加熱光源８は、ビーム整形用及び場合によっては加熱放射線７の集束用の適当な先端光学ユニット（図示せず）を含むことができる。狙い通りの空間分解的な熱操作、したがってＥＵＶミラー１の所望の形状変化を行うことができるように、個々の加熱光源８をその放射パワー又は加熱パワーに関して個別に設定又は調節することができる。
加熱光源８を冷却体１２に直接取り付ける代わりに、加熱放射線７を冷却体１２又は光学素子１に例えば光ファイバケーブル１４の形態のビーム誘導デバイスにより供給することができる。この場合、加熱光源８は、冷却体１２から離れた場所に、例えばＥＵＶミラー１を収容する真空ハウジングの外側に位置決めすることができる。図１２ａに示す熱操作用デバイス１１の例示的な実施形態では、光ファイバケーブル１４の端部が冷却体１２の受け孔１５に取り付けられるか又はそこに導入される。図示の例では、先端光学ユニット１６が各光ファイバケーブルの出射側端部に固定され、冷却体１２の対応する受け孔１５に導入されてそこに取着されることで、ＥＵＶミラー１の後側の方向に加熱放射線７を放射するようにする。
図１２ｂは、デバイス１１の例示的な実施形態を示し、この実施形態では、光ファイバケーブル１４が冷却体１２の上側に沿って、すなわちＥＵＶミラー１に面する側で導かれ、そこで光ファイバケーブル１４の先端光学ユニットに突き当たり、この先端光学ユニットは、加熱放射線７をＥＵＶミラー１の後側へ偏向させるために偏向光学ユニット１７として具現される。受け孔１５又は冷却体１２上の偏向光学ユニット１７の配置は、図１１に示す格子状配置に対応し得る。調整可能な加熱パワーを有する加熱光源８（図１２ａ、図１２ｂには図示せず）が、各光ファイバケーブル１４に通常は１つずつ割り当てられることが理解される。
図１３は、図１１又は図１２ａ、図１２ｂからの構成を組み込むことができる、ＥＵＶリソグラフィ装置１０１の形態の光学装置を非常に概略的に示す。ＥＵＶリソグラフィ装置１０１は、５０ｎｍ未満、特に約５ｎｍ〜約１５ｎｍのＥＵＶ波長域の高エネルギー密度を有するＥＵＶ放射線を発生させるＥＵＶ光源１０２を備える。例として、ＥＵＶ光源１０２は、レーザ誘起プラズマを生成するプラズマ光源の形態で、又はシンクロトロン放射源として具現することができる。特に第１の場合には、図１３に示すように、コレクタミラー１０３を用いることで、ＥＵＶ光源１０２からのＥＵＶ放射線を集束させて照明ビーム１０４を形成し、ひいてはエネルギー密度をさらに高めるようにすることが可能である。照明ビーム１０４は、この例では５個の反射光学素子１１２〜１１６（ミラー）を含む照明系１１０により構造化物体Ｍを照明する役割を果たす。
例として、構造化物体Ｍは、物体Ｍで少なくとも１つの構造を生成するために反射領域及び非反射領域又は少なくとも反射強度があまり高くない領域を含む反射型マスクであり得る。代替的に、構造化物体Ｍは、１次元以上の配置で配置された複数のマイクロミラーとすることができ、これらのマイクロミラーは、各ミラーに対するＥＵＶ放射線１０４の入射角を設定するために少なくとも１つの軸に関して可動であり得る。
構造化物体Ｍは、照明ビーム１０４の一部を反射して構造化物体Ｍの構造に関する情報を伝える投影ビーム経路１０５を形成し、この投影ビーム経路１０５は投影レンズ１２０へ放射され、上記投影レンズは、構造化物体Ｍ又はその各部分の像を基板Ｗ上に生成する。基板Ｗ、例えばウェーハは、半導体材料、例えばケイ素を含み、ウェーハステージＷＳとも称するホルダに配置される。
この例では、投影レンズ１２０は、構造化物体Ｍ上の構造の像をウェーハＷ上に生成するために６個の反射光学素子１２１〜１２６（ミラー）を含む。投影レンズ１２０のミラーの数は、通常は４個〜８個だが、場合によっては２つのミラーだけでできていてもよい。
構造化物体Ｍの各像点ＯＰをウェーハＷ上の各像点ＩＰに結像する際に高い結像品質を達成するために、ミラー１２１〜１２６の表面形態に非常に大きな要求が課され、相互に対し且つ物体Ｍ及び基板Ｗに対するミラー１２１〜１２６の位置又は位置合わせも、ナノメートル範囲の精度を必要とする。ＥＵＶミラー１２１〜１２６のそれぞれを、図１〜図１０と共に上述したように具現することができ、各ＥＵＶミラーに、例えば図１１又は図１２ａ、図１２ｂに記載したように具現することができる熱操作専用のデバイス１１を割り当てることができる。
図１３に示す投影レンズ１２０において、第６ミラー１２６は、図１に示す熱的に作動可能なＥＵＶミラー１として具現され、これに加熱光源８（図１３には図示せず）を個別に作動するよう具現された熱操作用デバイス１１を割り当てることで、第６ＥＵＶミラー１２６の光学面６（図１参照）の所望の空間依存温度分布、したがって空間依存形状変化を設定するようにする。
さらに、ＥＵＶミラー１２６又は光学面６の温度を取り込み且つ／又はＥＵＶミラー１２６の基板２の温度を取り込む１つ又は複数のセンサをＥＵＶリソグラフィ装置１０１に配置できることにより、熱操作用デバイス１１がＥＵＶミラー１２６への空間依存熱流入の調節を行うことで、例えばＥＵＶミラー１２６における波面誤差を補正するための所望の空間依存且つ時間依存の形状変化を行うようにすることができる。
図１４ａ、図１４ｂは、照明系１１０及び投影レンズ１２０、並びにそれらの間に配置されたＥＵＶ放射線４が入射するＥＵＶマスク１３０の形態の構造化物体Ｍを備えた、図１３からのＥＵＶリソグラフィ装置１０１を、はるかに簡略化して示す。ＥＵＶマスク１３０は、図１に示すＥＵＶのように設計され、すなわちＥＵＶコーティング５と、特定の加熱波長λＨ又は特定の加熱波長域の加熱波長７を抑制するよう具現された反射防止コーティング３とを有する。さらに、吸収材料の形態の部分（図示せず）がＥＵＶコーティング５の上側に形成され、この部分は、入射ＥＵＶ放射線４を全く又はほとんど反射しない。図示の例では、熱操作用デバイス１１は、図１１に示すように具現され、すなわち、加熱光源８が格子状配置で冷却体１２に取り付けられるが、４個の加熱光源８のみを図１４ａ、図１４ｂに例示的に示す。
図１４ａ、図１４ｂに示すＥＵＶリソグラフィ装置は、いわゆるウェーハスキャナであり、露光中にＥＵＶマスク１３０を走査方向Ｘに変位させ、同時に基板Ｗを走査方向Ｘ又はその逆に移動させる（図１３参照）。
図１４ａに示す例では、冷却体１２、したがって加熱光源８をＥＵＶマスク１３０と共に走査方向Ｘに変位させるので、ＥＵＶマスク１３０に対する加熱光源８の相対位置は、走査方向Ｘでの移動中は不変である。したがって、第１及び第３加熱光源８の領域に２つの隆起で示す所望の局所形状変化を加熱放射線７によりもたらすためのデバイス１１の加熱光源８を、ＥＵＶマスク１３０が固定的に配置されているかのように作動させることができる。
図１４ｂに示す例では、ＥＵＶマスク１３０のみを走査方向Ｘに変位させる一方で、加熱光源８を備えた冷却体１２は静止したままである。この場合、ＥＵＶマスク１３０の所望の形状変化をもたらすための加熱光源８の作動時に、ＥＵＶマスク１３０の移動を考慮する必要がある。図１４ｂにおいて確認できるのは、図１４ａと同じ形状変化をもたらすために第１及び第３加熱光源８ではなく第２及び第４加熱光源８が加熱放射線７を発生させる必要があることである。図１４ｂに示す実施形態で用いるのは、加熱光源８又はその加熱パワーが個別に制御可能又は調節可能であること、及び層さ方向Ｘでの移動中にＥＵＶマスク１３０の速度又は加速度、したがってＥＵＶマスク１３０の位置が分かっているか又は適当なセンサにより求めることができることである。
図１５は、図１に示すミラー１とは異なるミラー１を示し、その相違点は、ＶＵＶ放射線４を反射するよう具現された反射コーティング５’を備える、すなわちこのコーティングが約１５０ｎｍ〜約２６０ｎｍの領域の使用波長λＶＵＶを有する放射線に関する最大反射率ＲＶＵＶを有することである。図示の例では、反射コーティング５’は、約１９３ｎｍの使用波長λＶＵＶのＶＵＶ放射線４を反射するよう最適化される。図示の例では、反射コーティング５’は、金属層５ａ’を含み、金属層５ａ’の反射率を高めるためにその上に複数の個別層を含む誘電体コーティング５ｂ’が施されている。
その他の点では、ＶＵＶミラー１は、図１と共に説明したような設計を実質的に有し、すなわち加熱放射源８が発生させた加熱放射線７が通過する非晶質石英ガラスＳｉＯ２又はＵＬＥ（登録商標）でできた基板２を備える。図示の例では、加熱波長λＨは、４００ｎｍを超え、概して９００ｎｍ以下である。図３〜図９と共に上述したように、反射防止コーティング３は、特定の加熱波長λＨ又は特定の加熱波長域に最適化することができ、適当な反射防止コーティング３がＶＵＶコーティング５’の層組成を考慮して決定される。
ＶＵＶコーティング５’が加熱放射線７を十分に吸収しない場合、また５００ｎｍ未満又は約１００ｎｍ未満の反射防止コーティング３の厚さｄが（場合によっては長波長の）加熱放射線７を完全に吸収するのに十分でない場合、吸収層９をＶＵＶコーティング５’と反射防止コーティング３との間に施すことができ、この吸収層は、金属材料、例えばニッケル（Ｎｉ）、又はメタロイド、例えばケイ素（Ｓｉ）等、又は加熱放射線７を十分に吸収する他の材料を例えば含むことができる。
例として、図１５に示すミラー１は、図１６に例示的に示すようなＶＵＶリソグラフィ装置２００で用いることができる。ＶＵＶリソグラフィ装置２００は、ＶＵＶ光源２０１ａを備えた照明系２０１を備える。照明系２０１は、レチクル平面に配置されたマスクＭを均一に照明する。後続の投影レンズ２０２が、マスクＭ上の構造をウェーハ平面に配置された感光性基板Ｗに結像する。投影レンズ２０２は、第１偏向ミラーＭ１と第２偏向ミラーＭ３との間のビーム経路２０３に配置された凹面反射ミラーＭ２を備えた反射屈折光学系である。
投影レンズ２０２は、３つの結像系（image shaping systems）Ｇ１〜Ｇ３をさらに備え、これらは複数の光学素子（レンズ素子）をそれぞれ備えており、その配置及び機能は本発明の主題の範囲を超えているのでここには記載しない。詳細な説明に関しては、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号を参照されたい。以下において、結像系Ｇ１〜Ｇ３の一般的な特性を説明する。
第１屈折光学結像系Ｇ１は、透過光学素子のみを含み、マスクＭ上に位置するパターンを第１偏向ミラーＭ１の前に位置する第１中間像（図示せず）に結像する。第２反射屈折光学結像系Ｇ２は、第１偏向ミラーＭ１及び投影レンズ２０２の反射屈折部を含み、第１中間像からの第２中間像を形成するよう具現される。第２中間像は、第３反射屈折光学結像系Ｇ３により、第２偏向ミラーＭ３を用いて基板Ｗを有するウェーハ平面に結像される。当業者であれば、結像系のそれぞれが瞳平面を備え、凹面反射ミラーＭ２が第２結像系Ｇ２の瞳平面に配置されることを認識するであろう。
第１偏向ミラーＭ１及び第２偏向ミラーＭ３の両方と、凹面反射ミラーＭ２とは、図１５と共に上記で示したように具現することができ、熱操作用デバイス１１を設けることができる。特に、投影レンズ２０２の瞳平面の領域に配置された凹面反射ミラーＭ１は、高次波面誤差を補正するのに特に有利に利用することができる。上記ＶＵＶミラー１を利用できる投影レンズのさらに他の例は、１つの中間像及び２つの偏向ミラーを有する反射屈折光学系設計に関する例えば米国特許第６，６６５，１２６号明細書、２つの中間像を有する反射屈折光学系設計に関する国際公開第２００５／０６９０５５号に記載されている。
光学面６の所望の表面形態又は形状を熱操作によりもたらすために、上述したＥＵＶミラー１及びＶＵＶミラー１を投影露光装置の照明系で、又はＥＵＶ波長域若しくはＶＵＶ波長域用の他の光学系で有利に利用することもできることが理解される。

Claims (21)

  1. 少なくとも１つの光学素子（１、１２６、Ｍ２）を備えた光学装置（１０、１０１、２０２）であって、前記光学素子（１、１２６、Ｍ２）は、
    基板（２）と、
    前記基板（２）に施されたコーティング（３、９、５；３、９、５’）であり、使用波長（λＥＵＶ、λＶＵＶ）を有する放射線（４）を反射するよう具現された反射多層コーティング（５ｂ、５’）、及び前記基板（２）と前記反射多層コーティング（５ｂ、５’）との間に配置されて前記使用波長（λＥＵＶ、λＶＵＶ）とは異なる加熱波長（λＨ）を有し前記基板の前記反射多層コーティングから離れた側から該基板を通して放射される加熱放射線（７）の反射を弱め合う干渉により抑制する反射防止コーティング（３）を含むコーティング（３、９、５；３、９、５’）と
    を備え、
    前記基板（２）は、前記加熱放射線（７）に対して少なくとも部分的に透明な材料から形成され、
    前記反射防止コーティングは、前記加熱波長の波長域において反射率が最小となるように最適化され、
    前記コーティング（３、９、５；３、９、５’）は、前記加熱放射線（７）を９９％より多く吸収するよう具現され、
    該光学装置（１０、１０１、２０２）は、加熱放射線（７）を発生させる少なくとも１つの加熱光源（８）を備えた前記光学素子（１、１２６、Ｍ２）の熱操作用の少なくとも１つのデバイス（１１）をさらに備える光学装置。
  2. 請求項１に記載の光学装置において、前記反射防止コーティング（３）は、前記加熱放射線（７）を少なくとも部分的に吸収するよう具現される光学装置。
  3. 請求項１または２に記載の光学装置において、前記コーティングは、前記加熱放射線（７）を少なくとも部分的に吸収する吸収コーティング（９、５ａ）をさらに含む光学装置。
  4. 請求項３に記載の光学装置において、前記吸収コーティング（９、５ａ）は、前記反射防止コーティング（３）と前記反射多層コーティング（５ｂ、５’）との間に配置される光学装置。
  5. 請求項３又は４に記載の光学装置において、前記吸収コーティング（９、５ａ）は多層コーティングである光学装置。
  6. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の光学装置において、前記吸収コーティング（９、５ａ）は少なくとも１つの金属材料を含む光学装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学装置において、前記反射防止コーティング（３）による前記加熱放射線（７）の反射の抑制は、４００ｎｍを超え、９００ｎｍ未満の加熱波長（λＨ）に関して最大である光学装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学装置において、前記反射防止コーティング（３）は、Ｂ４Ｃ、Ｓｉ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｃ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、ＺｒＮ、ＳｉＣ、ＺｒＯ２、Ｌａ、Ｂを含む群から選択される少なくとも１つの材料を含む光学装置。
  9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学装置において、前記反射防止コーティング（３）は５００ｎｍ未満の厚さ（ｄ）を有する光学装置。
  10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学装置において、前記反射多層コーティング（５ｂ）の反射率（ＲＥＵＶ）は、１ｎｍ〜３５ｎｍの波長域の使用波長（λＥＵＶ）を有するＥＵＶ放射線（４）に関して最大である光学装置。
  11. 請求項１０に記載の光学装置において、前記光学素子はＥＵＶミラー（１、１２６）又はＥＵＶマスク（１３０）として具現される光学装置。
  12. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学装置において、前記反射多層コーティング（５’）の反射率は、１５０ｎｍ〜２６０ｎｍの波長域の使用波長（λＶＵＶ）を有するＶＵＶ放射線（４）に関して最大である光学装置。
  13. 請求項１２に記載の光学装置において、前記反射多層コーティング（５’）は、前記加熱波長（λＨ）の前記加熱放射線（７）を少なくとも部分的に吸収する少なくとも１つの層（５ａ’）を含む光学装置。
  14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学装置において、前記熱操作用デバイス（１１）は、格子状配置の複数の加熱光源（８）を備える光学装置。
  15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学装置において、前記熱操作用デバイス（１１）は、基板（２）を通して反射防止コーティング（３）に前記加熱放射線（７）を放射するよう具現される光学装置。
  16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光学装置において、前記少なくとも１つの加熱光源（８）、前記加熱放射線（７）を偏向させる偏向デバイス（１７）、及び／又は前記加熱放射線（７）を誘導するビーム誘導デバイス（１４）が、前記光学素子（１）を冷却する冷却体（１２）に取り付けられる光学装置。
  17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光学装置において、該光学装置はＥＵＶリソグラフィ装置（１０１）として具現される光学装置。
  18. 請求項１７に記載の光学装置において、前記光学素子は移動方向（Ｘ）に変位可能なＥＵＶマスク（１３０）である光学装置。
  19. 請求項１８に記載の光学装置において、前記熱操作用デバイス（１１）は、固定的に配置されるか、又は前記加熱放射線（７）を前記ＥＵＶマスク（１３０）上に位置合わせする前記少なくとも１つの加熱光源（８）、前記加熱放射線（７）を前記ＥＵＶマスク（１３０）上へ偏向させる偏向デバイス（１７）、及び／又は前記加熱放射線（７）を前記ＥＵＶマスク（１３０）へ誘導するビーム誘導デバイス（１４）は、前記ＥＵＶマスク（１３０）と共に移動方向（Ｘ）に変位可能である光学装置。
  20. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光学装置において、該光学装置はＥＵＶマイクロリソグラフィ用の反射屈折投影レンズ（２０２）として具現される光学装置。
  21. 請求項２０に記載の光学装置において、前記光学素子（Ｍ２）は、前記反射屈折投影レンズ（２０２）の瞳平面の領域に配置される光学装置。
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