(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムにおいて５０ｎｍ未満の波長域の光を反射させるための高精度の幾何学的形態の第１反射面を有する本体を備え、
前記本体は、第１非反射面及び第２非反射面と、単独の接続区域と、少なくとも１つの応力除去特徴部とを有し、
該単独の接続区域は前記第１非反射面に形成され、該接続区域内に光学素子全体を軸受要素の少なくとも１つの軸受面に直接的又は間接的に固定するための少なくとも１つの固定面を有し、
前記第２非反射面は前記第１非反射面に形成される該単独の接続区域とは異なり、前記第２非反射面は該単独の接続区域を少なくとも部分的に包囲し、
前記応力除去特徴部は前記本体内又は該本体上に形成され、前記応力除去特徴部は前記第１非反射面を前記第２非反射面から少なくとも部分的に分離し、
前記光学素子の重心に作用する該光学素子全体の重力の力線は、前記単独の接続区域を横切る
反射光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の反射光学素子において、前記応力除去特徴部は凹部又は曲面を備える反射光学素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の反射光学素子において、前記単独の接続区域は前記本体のうち前記第１反射面のほぼ反対側に配置される反射光学素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記第２非反射面は前記単独の接続区域を包囲する反射光学素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記少なくとも１つの応力除去特徴部は前記単独の接続区域を前記第２非反射面から分離する反射光学素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の反射光学素子において、該反射光学素子は、所定の空間位置で前記軸受要素に固定される反射光学素子。
【請求項７】
請求項６に記載の反射光学素子において、前記単独の接続区域は平面区域であり、該平面区域は前記力線に対して垂直に配置される反射光学素子。
【請求項８】
請求項６に記載の反射光学素子において、前記単独の接続区域は前記力線に対して対称に配置される反射光学素子。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の反射光学素子において、該光学素子は前記軸受要素に強固に固定される反射光学素子。
【請求項１０】
請求項９に記載の反射光学素子において、該光学素子は、接着結合又は金属連続性結合及び／又は形状嵌合結合により前記軸受要素に固定される反射光学素子。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記少なくとも１つの固定面及び前記少なくとも１つの軸受面は、少なくとも部分的に直接的及び／又は間接的に相互に接触して、合成軸受力で前記光学素子を所定の空間位置に固定し、該光学素子全体の重心に対してモーメントを発生させない反射光学素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記軸受要素は、少なくとも１自由度で該軸受要素を作動させ且つ／又は該軸受要素を変形させる少なくとも１つの作動デバイスを備える反射光学素子。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記接続区域は第１接続要素として前記本体に一体形成される反射光学素子。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記軸受面は前記軸受要素の一部である第２接続要素に配置される反射光学素子。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の反射光学素子において、該光学素子は１つの単体要素として前記軸受要素に固定される反射光学素子。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記第１反射面は少なくとも一方向に沿って湾曲した湾曲区域を備える反射光学素子。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記本体又は前記第１接続要素は第２反射面及び／又は回折格子を備える反射光学素子。
【請求項１８】
請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の反射光学素子において、前記軸受要素又は前記第２接続要素は第３反射面及び／又は回折格子を備える反射光学素子。
【請求項１９】
ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムにおいて５０ｎｍ未満の波長域の光を反射させるための高精度の幾何学的形態の第１反射面を有する本体を備え、
前記本体は、第１非反射面と、該第１非反射面に形成され、内部に、光学素子全体を軸受要素の少なくとも１つの軸受面に直接的又は間接的に固定するための少なくとも１つの固定面を有する単独の接続区域とを有し、
少なくとも１つの応力除去特徴部が前記本体内に形成され、前記応力除去特徴部は前記第１反射面を前記第１非反射面から少なくとも部分的に分離し、
前記光学素子の重心に作用する該光学素子全体の重力の力線は、前記単独の接続区域を横切る
反射光学素子。
【請求項２０】
構造物上の物体視野を基板上の像視野に投影する投影レンズを備え、
前記像視野側における前記投影レンズの開口数は、０．２６〜０．４０の範囲、又は０．３０〜〜０．７０の範囲にあり、
前記投影レンズは、３００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲、又は３００ｍｍ〜８００ｍｍの範囲の有効反射面寸法を有する少なくとも１つのミラーを有し、
前記ミラーは請求項１〜１９のいずれか１項に記載の反射光学素子である
ＥＵＶリソグラフィ投影露光システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のＥＵＶリソグラフィ投影露光システムにおいて、３００ｍｍ〜８００ｍｍの範囲の前記表面寸法を有する前記ミラーは、支持構造にパッシブに取り付けられるＥＵＶリソグラフィ投影露光システム。
【請求項２２】
ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムにおいて５０ｎｍ未満の波長域の光を反射させるための高精度の幾何学的形態の第１反射面を有する本体を備え、
前記本体は、第１非反射面及び第２非反射面と、単独の接続要素と、少なくとも１つの応力除去特徴部とを有し、
該単独の接続要素は前記本体に形成され、該単独の接続要素は軸受要素に接続し、該単独の接続要素は前記第１非反射面を形成し、
前記第２非反射面は前記第１非反射面とは異なり、前記第２非反射面は該単独の接続要素を少なくとも部分的に包囲し、
前記応力除去特徴部は該本体内又は該本体上に形成され、該応力除去特徴部は前記第１非反射面を前記第２非反射面から少なくとも部分的に分離し、
光学素子の重心に作用する該光学素子全体の重力の力線は、前記単独の接続要素を横切る
反射光学素子。
【請求項２３】
請求項２２に記載の反射光学素子において、前記本体、前記接続要素、及び前記軸受要素は単体から作製される反射光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムにおいて５０ｎｍ未満の波長域の光を反射させるのに用いる高精度表面形態を有する反射光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＵＶリソグラフィ投影露光システム
光リソグラフィ技術を用いた半導体回路（例えば、集積回路、アナログ回路、デジタル回路、メモリ回路、薄膜磁気ヘッド）のような微細構造デバイスのサイズを縮小するために、光マイクロリソグラフィ投影露光システムの光分解能限界をさらに改善しなければならない。回折に起因して、一次近似での分解能限界は、例えば感光性レジスト（基板を覆う）を投影ビームの少なくとも一部で露光することにより構造をマスクから基板に投影ビームにより投影してそこに微細構造デバイスを形成する、マイクロリソグラフィ投影露光システムの投影レンズの開口数に逆比例する。このために、１つの狙いは、投影レンズの開口数を大きくすることである。別の狙いは、投影プロセスの使用波長を短縮することであり、それは光学的分解能限界がこの波長にも比例するからである。こうした理由から、光リソグラフィシステムの歴史的発展において、投影プロセスで用いる光の波長は、常に可視光から紫外光に、そして今や深紫外光（例えば先進のＡｒＦエキシマレーザにより１９３ｎｍ等のＤＵＶ光が生成される）に短縮されており、これは今や半導体回路の大量生産で広く用いられている。今日では、高集積回路の大量生産の大半が、上記１９３ｎｍの波長の投影光を用いるマイクロリソグラフィ投影露光システムで行われているが、構造をマスク（又は構造物）から基板に投影する投影系の開口数ＮＡは、１．０よりもはるかに大きく、１．３よりも大きいことさえある。このような高開口数は、例えば特許文献1又は特許文献２で原理がすでに説明されている浸漬系の使用によってしか達成することができない。
【０００３】
微細構造デバイスのサイズの縮小を進めるために、投影光の波長のさらなる短縮が必要である。深紫外波長域では、ほぼ全ての光学材料が分子励起又は原子励起に起因して不透明になるので、約１５７ｎｍ未満の波長に適した光学レンズ材料はない。さらに短い波長を投影光に用いることで、投影レンズは、ミラー等の反射光学素子又は回折光学素子がなければ機能することができない。ここ数年間、投影プロセスで５０ｎｍ未満の波長の波長範囲（regime）で機能する光マイクロリソグラフィ投影露光システムを開発するために、多大な努力がなされてきた。１０ｎｍ〜１４ｎｍの投影波長で機能するシステムは、特許文献３又は特許文献４に記載されている。このような短波長の投影光に利用可能な光源に応じて、投影光の波長は５ｎｍ以下でさえあり得る。５０ｎｍ未満又はさらにより短いこのような短波長では、光マイクロリソグラフィ投影システムの投影レンズは、ミラー等の反射光学素子及び／又は反射回折構造等の回折構造のみを備える。この極紫外範囲内のこのような短い投影波長を用いた投影システムは、ＥＵＶ(極紫外線)リソグラフィ投影露光システムとして知られている。
【０００４】
簡略化したＥＵＶリソグラフィ投影露光システム１００を図１に概略的に示す。システムはＥＵＶ光源１を備え、これは、極紫外線又はＥＵＶスペクトル領域の、特に５０ｎｍ未満、好適には５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の波長域の、有意のエネルギー密度を有するＥＵＶ光を生成する。ＥＵＶ光源として、放電生成プラズマ光源又はレーザ生成プラズマ光源が用いられ、これは例えば、極紫外光を発生させるキセノンプラズマ、スズプラズマ、又はリチウムプラズマを利用する。このような光源は、約４πの立体角で非偏光を照射する。他の光源として、空間的な指向性がより高く及び偏向度のより高い極紫外光ビームを発生させるもの、例えばシンクロトロン放射源等がある。ＥＵＶ光源１に応じて、特にＥＵＶプラズマ光源を用いる場合、コレクタミラー２を用いて光源１のＥＵＶ光を集め、ＥＵＶ放射線のエネルギー密度又は放射照度を高めて照明ビーム３を形成することができる。照明ビーム３は、照明系１０を介して構造物Ｍを照明する。構造物Ｍは、例えば、少なくとも１つの構造をそこに形成するように、反射領域及び無反射領域又は少なくとも微反射領域を備える反射型マスクである。代替的に又は付加的に、構造物は、ミラーアレイ等のミラー構成体を形成するよう少なくとも１次元でほぼ並んで配置された複数のミラーを備えるか又は当該ミラーから構成される。有利には、ミラーアレイのミラーは、各ミラーに入射する（incidence on）照明ビーム３の入射角を調整するよう少なくとも１つの軸に関して調整可能である。
【０００５】
反射、微反射、及び無反射という用語は、照明ビーム３のＥＵＶ光に関する反射率に関するものと理解すべきである。ＥＵＶ光の非常に短い波長に起因して、ＥＵＶ光の入射角が約４５°未満である場合、通常は反射面をコーティングする。コーティングは、所定の層厚を有する所定の層材料の多層を含むことが好ましい。このようなミラーは、４５°未満又は４５°よりもはるかに小さく約０°までの入射角で通常は用いられる。このようなミラーでは、多層における別個の要素層の種々の材料境界で部分的に反射される反射ＥＵＶ光の強め合う干渉により、６０％を超える反射率を得ることができる。このような多層コーティングされた反射ミラー又は反射面のさらに別の利点は、さらにスペクトルフィルタとして、例えばＥＵＶリソグラフィ投影システムの照明及び／又は投影ビームの単色性をより高くするよう機能することである。このようなコーティングミラーは、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムにおいて垂直入射ミラーと称する場合もある。
【０００６】
約４５°よりも大きな入射角、特に、約７０°以上の角度等のはるかに大きな入射角の場合、反射面がルテニウム等の金属又は金属層を備えれば、又は反射面が例えばルテニウムを含む金属又は金属層からなれば十分である。このような高入射角では、上述のような多層を必要とせずに反射率を６０％以上まで高めることができる。原則として、反射率は入射角の拡大に伴い高くなる。このようなミラーは、斜入射ミラーとも称する。ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムは、プラズマ光源を用いる場合が多い。この場合、コレクタミラー２は、例えば特許文献５又は特許文献６に記載のような斜入射ミラーであり得る。
【０００７】
構造物Ｍは、照明ビーム３の一部を、投影ビーム４を形成する光路へ反射させる。上記構造物Ｍは、構造又はマスクＭに応じて、照明ビーム３を反射させた後にそれを構造化する。この投影ビーム４は、構造物の構造の情報を保持しており、構造物Ｍの１つ又は複数の構造の少なくとも２つの回折次数の光が投影レンズ２０を通過して、構造物Ｍの１つ又は複数の構造の一種の像を基板Ｗ上に形成するように、投影レンズ２０に入射する。ケイ素等の半導体材料を含む基板Ｗ、例えばウェーハは、ウェーハステージとも称する基板ステージＷＳに配置される。
【０００８】
構造物Ｍの構造に関する情報に加えて、投影ビームは照明条件に関する情報も保持し、この照明条件は、構造物Ｍの物点ＯＰにおける角度、偏光、及び強度（又は単位面積当たりの放射パワー）に関する構造物Ｍの照明の仕方、及び構造物Ｍの被照明面にわたるこれらのパラメータの分布の仕方についてのものである。照明の種類は、「設定」という用語で表される。これは、物点ＯＰを構造物Ｍ上で照明する際の事前定義済みの角度及び／又は偏光及び／又は強度分布と、構造物Ｍ上の空間位置に応じたこれらの分布の変わり方とを意味する。設定は、投影レンズ２０により行われる投影プロセスの光学的分解能にも影響を及ぼす。概して、光学的分解能は、設定を構造物Ｍ上の構造の外形に適合させれば高くすることができる。構造物の照明に対して適合設定を用いる先進照明技術は、例えば非特許文献１に記載されている。照明の種類、つまり設定は、複数のミラー１２，１３，１４，１５，１６を備える照明系１０で調整することができる。
【０００９】
一般性を失わず、投影レンズ２０は、４つのミラー２１，２２，２３、及び２４を、構造物Ｍの構造の一種の像をウェーハＷに形成するための反射光学素子として概略的に示している。上記ＥＵＶ投影レンズ２０は、４個〜８個のミラーを通常は備える。これらのミラーは、表面外形（又は幾何学的形態）及び表面粗度に関して最高の精度で作製される。所望の仕様に関する各偏差が、基板又はウェーハＷ上の像品質の低下を招く。通常の仕様では、例えば表面外形からの偏差が使用投影波長の１／１０未満であるようになっている。使用波長に応じて、ミラー２１，２２，２３、及び２４の表面外形を１ｎｍよりもさらに高い精度で作製しなければならず、ミラーによっては、精度要件がさらに５倍〜２０倍高く、１原子層よりもはるかに小さな、又は０．１ｎｍよりも高い精度範囲にまでなる。表面形状（表面外形又は幾何学的形態）に関するこの非常に高い精度を、１０ｃｍを超えるミラー寸法にわたり保たなければならない。最新のＥＵＶ投影レンズは、表面外形に関するこのような高い要件で直径３０ｃｍ以上のミラーを備える。この非常に高い機械的精度は、基板Ｗ上の像点ＩＰを構造物Ｍ上の被照明像点ＯＰから、像点ＯＰを所定の設定に従って適切に構成した照明ビームで照明することにより形成するために必要である。さらに、上記被照明像点ＯＰを投影レンズ２０で投影ビーム４の少なくとも一部により基板Ｗに投影するために、投影ビーム４を照明ビーム３及び構造物Ｍの回折特性により発生させる。基板Ｗ上に像を形成するための１つの必要条件は、構造物Ｍ上の像点ＯＰから生じている回折波面が、基板又はウェーハＷ上の像点ＩＰに干渉することである。良好な像品質を得るために、干渉波面は、投影ビーム光の１波長よりもはるかに小さな相対的な位相ずれを有さなければならない。構造物Ｍを照明ビーム３により照明できる方法に関して、種々の照明設定があるため、構造物Ｍ上の１つの物点ＯＰを通過する光の光路は、投影レンズ２０内で、投影ビーム４の光束が投影レンズ２０のミラー２１，２２，２３，２４により異なるサイズを有する異なる表面区域で反射されるように変わり得る。この変動は、照明設定及び投影レンズ２０内のミラー２１，２２，２３，２４の位置に応じて決まる。像品質が全照明設定で達成されることを確実にするために、上述の表面外形を上記高い機械的精度で達成する必要がある。
【００１０】
投影レンズ２０におけるミラー２１，２２，２３，２４の表面外形の高い機械的精度とは別に、互いに対する、構造物Ｍに対する、また基板Ｗに対するミラー２１，２２，２３，２４の位置及び向きも同じ精度範囲になければならない。これは、これらの物体（ミラー２１，２２，２３，２４、構造物Ｍ、及び基板Ｗ）の位置及び向きをナノメートル範囲で又はさらにそれ以下でも調整しなければならないことを意味する。
【００１１】
さらに、このような高精度のミラー表面の製造、ＥＵＶリソグラフィ投影システムの投影レンズの組み立て、投影システムへの組み立て済み投影レンズの組み込みを可能にするために、またシステムの動作中のシステムの現場監視及び制御を可能にするために、メトロロジーが必要である。
【００１２】
投影レンズ２０の少なくとも１つのミラー２１，２２，２３，２４の位置及び向きを補正するために、このミラー２１，２２，２３，２４を最大６自由度で作動させることができる。これは、ミラー２１，２２，２３，２４の位置座標を空間内で調整できることを意味する。ミラー位置は、基準系として用いられる直交座標系等の第１座標系の座標で通常は記述される。このような基準系を、ｙ座標を図平面に対して垂直に上から下に向けたｘｙｚ座標系として図１に示す。ミラー２１，２２，２３，２４が理想的な剛体のような挙動を示す場合、図２に示すように、ミラーの位置は例えば、ミラーの基準点、例えば基準ｘｙｚ座標系におけるその重心Ｓ等の座標をＲ＝（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）として表すことにより明確に定義される。図２は、基準ｘｙｚ座標系における立方形状のミラー本体ＭＢを概略的に示す。当然ながら、理想的な剛体の場合、ミラー本体ＭＢの位置は、ミラーにおける１つの任意の別の基準点、例えばミラー本体ＭＢのコーナＡ等を選択しても明確に定義される。
【００１３】
投影レンズのミラー（単数又は複数）２１，２２，２３，２４の向きは、ミラー本体ＭＢ（又は概して剛体）に対して固定してｘ’ｙ’ｚ’座標系として規定される第２座標系の相対的な向きを記述する３つの角座標α，β、及びγにより通常は説明される。例えばオイラー角として選択されるこれらの角度は、同じく図２に示す基準ｘｙｚ座標系の軸に対する第２ｘ’ｙ’ｚ’座標系の座標軸の相対位置を表す。１つの可能性として、図２に示すように、第２ｘ’ｙ’ｚ’座標系の原点をミラー本体ＭＢの重心Ｓに位置付け、この第２座標系の軸を立方形状のミラー本体ＭＢの各対応の辺と平行にする。しかしながら、固定第２座標系の原点は、第２ｘ’ｙ’ｚ’座標系がミラー本体ＭＢに対して固定されるように空間内の任意の場所にあり得る。また、ミラー本体ＭＢに対する第２ｘ’ｙ’ｚ’座標系の軸の向きは任意であり得るが、ミラー本体ＭＢと固定関係にあり得る。図２に例として示すように、固定第２ｘ’ｙ’ｚ’座標系の重心Ｓ又は原点は、基準ｘｙｚ座標系における位置Ｒ＝（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）にある。さらに、ミラー本体ＭＢの向きは、角座標α，β，及びγにより定義される。全座標Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ，α，β、及びγが互いに独立しており、これらの座標のそれぞれが、理想的な剛性のミラー本体ＭＢの移動に関する１自由度を表す。ミラー本体ＭＢの軸受により生じる移動制約に応じて、本体を空間内で最大３つの独立した並進で移動させて、例えば重心の位置Ｒ＝（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）を第１点から第２点まで並進移動させるようにすることができる。さらに、同じく制約に応じて、ミラー本体ＭＢを最大３つの独立した回転軸で回転させて、ミラー本体ＭＢを空間内で位置合わせ開始状態（start alignment）から位置合わせ終了状態（end alignment）まで位置合わせすることができる。上記位置合わせ終了状態は、例えばオイラー角α，β、及びγにより表される。これらの角度に従って、第２ｘ’ｙ’ｚ’座標系、ゆえにミラー本体ＭＢの位置合わせ終了状態を得るには、軸ｚ’’（ミラー本体ＭＢの位置合わせ開始状態における軸ｚ’と同一）を中心とした角度αの回転ｒ１によりミラー本体ＭＢの第１回転を行い、ｙ’’軸（ミラー本体ＭＢの位置合わせ開始状態における軸ｙ’と同一）を軸ｙ’’’へ移す（図２を参照）。この第１回転の後、軸ｙ’’’を中心とした第２回転ｒ２を角度βだけ行う。この第２回転ｒ２は、ｚ’’軸（ミラー本体ＭＢの位置合わせ開始状態における軸ｚ’と同一）を位置合わせ終了状態のｚ’軸に移している。この第２回転の後、位置合わせ終了状態におけるｚ’を中心とした角度γの第３回転ｒ３を行い、軸ｙ’’’を位置合わせ終了状態ｙ’に移す。当然ながら、ミラー本体が２つ以下の軸を中心として回転する場合、上記角度のいずれかがゼロであってもよい。図２は、ｙ’’’’軸として規定されるｘ’’ｙ’’ｚ’’座標系のｘ’’ｙ’’平面への位置合わせ終了状態のｙ’軸の投影も示す。
【００１４】
しかしながら、現実には、ミラー本体ＭＢは理想的な剛体ではないので、ミラー自体の本体の形状は、例えば、長期的効果、熱的効果、又はミラー本体ＭＢに作用する力及びトルクの影響により経時的に変化し得る。この場合、ミラー本体ＭＢの形状は、一点、例えば重心Ｓにおいてミラーの本体に対して固定したｘ’ｙ’ｚ’座標系で記述される。このような変形を図３に概略的に示し、図３では、図示の変形Δがミラー本体ＭＢ内の温度勾配ｇｒａｄ（Ｔ（ｘ’，ｙ’，ｚ’））により主に引き起こされる。図３において、図２と同じ参照符号は同じ要素を示す。このような変形は、ミラーの反射面を表面外形の公差限界に又はこの限界外にさえ至らせる可能性がある。これは、ＥＵＶ投影レンズ２０の像品質の許容できない低下を招く。ＥＵＶ投影レンズ２０では、このような熱変形Δは、ミラー本体ＭＢがガラスセラミック材料、例えばＺｅｒｏｄｕｒ（Schott AGの登録商標）又はＵＬＥ（Corning Inc.の登録商標）材料等でできている場合でも、約１ナノメートルの範囲内にある。ＵＬＥは、ＳｉＯ２及びＴｉＯ２のガラス混合物であるチタニアシリケートガラスである。いずれの材料も、±数ｐｐｂ／Ｋ（十億分の一／ケルビン）の範囲の、又は特定の狭い温度範囲に関してはゼロでさえもある非常に低い線熱膨張率を有する。図３に示すミラー本体ＭＢの僅かな変形は、投影ビーム４の一部の吸収に起因した最大１０Ｋであり得るミラー本体内の温度勾配から主に生じる。約１ｎｍの表面外形のこのような僅かな変形でさえも、公差限界を超え得る。
【００１５】
言及したように、ミラー本体ＭＢの形状、ゆえにミラー２１，２２，２３，２４の反射面の表面外形も、材料特性及び／又は経時的に変わる力及び／又はトルク若しくはモーメントに起因して経時的に変わり得る。表面外形の精度は、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムの動作時にｎｍ範囲内又はそれよりも良好に維持しなければならないので、ミラーの取り付けシステム及びミラー本体ＭＢを保持し作動させる任意の作動システムも、機械的精度に関する極端な要求を満たさなければならない。こうした理由から、取り付けシステムは、ミラー本体ＭＢに作用する偶発的又は寄生的な力及びモーメントを回避するか又は最大限に減らすよう構成しなければならない。
【００１６】
ＥＵＶミラーの位置及び表面外形に関する上述の極端な機械的精度要件を、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムにおいて実現しなければならない。この機械的精度を達成するために、潜在的な機械的外乱の全要因、例えば機械的振動、熱的効果、空気圧及び重力の影響、材料特性、並びにさらに多くのもの等を考慮に入れた、非常に精巧な機械設計が必要である。
【００１７】
各種技術分野のミラーの取り付け技術
少なくとも１つの作用光学面を有する光学素子、例えばミラーの取り付け方法が、光学素子の支持、持ち上げ、又は位置決めを単一の取り付けデバイスで行うようなものであることが知られている。多くの場合、取り付けデバイスは、光学素子の作用光学面（例えば、反射面又は回折面）の背面側に位置決めされるか、又は作用光学面の反対（opposed）側又は概ね反対側に位置決めされる。
【００１８】
特許文献７は、表面外形に関する要求が低い車両ミラーの取り付けアセンブリを記載している。ミラーは、ミラーの反射側とは反対側で突出ボール部により支持される。このボール部は、ミラーをミラー支持体上で支持する。
【００１９】
特許文献８は、ミラーを特定の姿勢で支持する複数のミラー支持デバイスを備えるミラー支持体を記載している。ミラー支持体は、重力がミラー表面の所定形状に影響を及ぼさないよう構成される。ミラー支持デバイスは、ミラーのうち各ミラー支持デバイスにより支持された部分の重心でミラーを支持している。
【００２０】
特許文献９は、望遠鏡用等の高精度形状の反射ミラーのための支持機構を開示している。支持機構は、ミラーを支持する２つの脚部を備えるバイポッド構造を含む。中心軸が、２つの脚部の支持方向に沿ってこれらそれぞれに関連付けられ、反射ミラーの重心の位置にその交点がある。
【００２１】
特許文献１０には、ミラーをその中立面内で最大６自由度で作動させるミラーアクチュエータインタフェースが開示されている。さらに、このインタフェースは、アクチュエータインタフェース自体によりミラーが受ける（are subjected to the mirror）寄生力及び寄生モーメント又は寄生トルクを最小化するために特定の自由度に対応する。
【００２２】
特許文献１１では、ミラー望遠鏡が入射光を二次ミラーに指向させる一次ミラーを備える。一次ミラーは管状取り付け凸部を備えるミラー本体により支持される。取り付け凸部は、一次ミラーの光軸に対してセンタリングされ、一次ミラーの裏側で引き出される。同様の宇宙望遠鏡が、非特許文献２に記載されている。
【００２３】
さらに別の宇宙望遠鏡が、非特許文献３に記載されている。当該文献には、ミラーの背面側が弧状である一次ミラーのミラーアセンブリが記載されている。さらに、ミラーの背面側は、ミラーの光軸に対して垂直な１つの平坦部を備える。ミラーは、ミラーの平坦部がミラー支持体の平坦部に押し当たるようにミラー支持体に取り付けられる。
【００２４】
特許文献１２には、スキャンミラーが開示されている。このミラーは、ミラーの反射面の反対側に配置した軸で枢支される。軸は、ホルダ上で枢動し、ピボット軸に沿ってミラーを支持する。ピボット軸は、反射面から離れてミラーの中心領域に沿って延びる。
【００２５】
特許文献１３には、ミラー表面形状の変形を低減するミラー固定方法及びミラーがミラー固定デバイスと共に記載されている。ミラーは、一方の側に反射面を担持したベースプレートを備える。反射面の反対側では、軸受ボス等の凸部が形成されるか又はベースプレートに取着される。ミラーは軸受ボスで固定される。
【００２６】
ＥＵＶリソグラフィ投影露光装置の投影レンズ用のミラーの取り付け技術
特許文献１４には、ＥＵＶリソグラフィ投影露光装置に適したミラーを、その誤差を低減するよう変形させることができるように保持する、光学素子保持装置が開示されている。
【００２７】
図４は、例えば特許文献１５に記載のような、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システム１００で用いられるミラー４２１を有するミラー取り付けアセンブリ４００を概略的に示す。さらに、基準ｘｙｚ座標系を指向用に示す。ミラー４２１は、例えばＺｅｒｏｄｕｒ若しくはＵＬＥでできている、又は例えば材料としてＺｅｒｏｄｕｒ若しくはＵＬＥの一方を含む、ミラー本体ＭＢを備える。ミラー４２１は、例えば投影ビーム４（図１）の反射率を改善するために所定の層厚を有する所定の層材料の多層を含む、反射面４５０も備える。ミラー本体ＭＢは、３つの取り付け点又は連結点４５１，４５２，４５３を有するキネマティックマウントにより取り付けられる。これらの取り付け点のそれぞれにおいて、ミラー本体ＭＢはバイポッド構造４６１，４６２，４６３と接続される。これらバイポッド構造の少なくとも１つは作動デバイスを備え得る。好適には、作動デバイスはローレンツアクチュエータであり、その理由は、これらのアクチュエータが、一次近似でのアクチュエータ力が電流又は電流から得られる磁場に比例するという意味で力制御されるからである。バイポッド構造４６１，４６２，４６３は、３つの連結点４５１，４５２，４５３において連結要素４７１，４７２，４７３によりミラー本体ＭＢに接続される。好適には、各バイポッド構造４６１，４６２，４６３は、ミラー本体ＭＢをｘ座標、ｙ座標、ｚ座標及び３つのオイラー角で最大６自由度で作動させることができるよう２つのローレンツアクチュエータを備える。アクチュエータは、投影レンズ２０のハウジング構造４８１に固定した支持構造４８０に対する機械的接触が一切ないよう構成される。ハウジング構造は、投影光学箱（ＰＯＢ）とも称することがある。
【００２８】
図４〜図６ｂに関連して説明する以下の課題の分析は、本明細書の発明者の研究に基づき、こうした理由から、以下の説明は技術的改善の一部として、又は本明細書に記載の発明の一部としても扱われる。特に、本発明による改良型の光学素子及びその種々の実施形態は、これらの課題を解決するための利点を有する。
【００２９】
図４に記載のキネマティックマウントは、重力の大きさ及びミラー本体ＭＢに対する又はバイポッド構造４６１，４６２，４６３に対する重力の力線方向が当初の設計要件と比較して変わらない限り、重力によりミラー本体ＭＢ及び反射面４５０のごく僅かな変形Δ（図３を参照）しか引き起こさない。ミラー本体ＭＢの重力支持点は、概略的に図示する連結点４５１，４５２，４５３であり、支持構造４８０上の重力支持は、バイポッド構造４６１，４６２，４６３の支持線４５４，４５５，４５６で近似される。実際には、連結点４５１，４５２，４５３は、ミラー本体ＭＢの厚さの途中のどこかにある。好適には、連結点４５１，４５２，４５３は、ミラー本体ＭＢの中立軸においてミラー本体を支持するよう配置される。通常、当初の設計要件は、支持構造の支持線とそれに対応するミラー本体ＭＢの各連結点又は支持点とによりバイポッド構造毎に規定されるバイポッド構造の各平面が、重力の力線方向と平行になることである。この場合、バイポッド構造の支持力は、バイポッド構造の各連結点に作用するミラー本体ＭＢの重力とも平行である。この状況を示すために、図５ａは、図４に示すｘ軸又はｃ−ｃ線に沿ったｘｚ平面における、図４のミラー取り付けアセンブリ４００の基本要素の側面又は断面図を概略的に示す。図５ａ、図５ｂ、及び図５ｃにおいて、図４に示すものと同じ要素は同じ参照符号で示す。図５ｃは、バイポッド構造４６１，４６２，４６３及び連結点４５１，４５２，４５３と共にｘｙ平面における図４のミラー本体ＭＢの上面図を概略的に示す。図５ａは、バイポッド構造４６１，４６２，４６３の各平面が、ｚ方向の向きであると考えられる重力の力線方向と平行である、理想的な状態を示す。この場合、ｘｙ平面内には重力が引き起こす力成分がほとんどない。図５ａからさらに分かるのは、反射面４５０が少なくとも一次元で湾曲した湾曲形状を有し得る一方で、一例として、ミラー本体ＭＢが、本実施形態ではｘｙ平面と平行に配置した平行な上面４５７及び下面４５８を備えることである。図５ａ、図５ｂ、及び図５ｃにおいて、また後続の図においても、連結点をミラー本体ＭＢの下面に概略的に示す。言及したように、これらはミラー本体の中立軸に配置されることが好ましい。
【００３０】
図５ｂでは、状況が図５ａに示す理想的な状況とは異なり、バイポッド構造４６１’，４６２’，４６３’の平面が、ｚ軸に沿った向きにある重力の力線方向とは平行でなくなっている。これは例えば、支持構造４８０の熱膨張とミラー本体ＭＢの熱膨張とが異なり、温度が変化している場合に起こり得る。さらに、支持構造及びミラー本体ＭＢの熱膨張率（ＣＴＥ）が同じであっても、これらコンポーネントが同じ温度ではない場合、これらコンポーネントに異なる膨張が起こり得る。これは、ミラー本体ＭＢの反射面４５０が投影ビーム４（図１）を一部吸収することで、ミラー本体ＭＢが支持構造４８０とは僅かに異なる温度になることに起因して起こりやすい。このような場合、ミラー本体ＭＢの重力Ｇの１／３をそれぞれが支持する各連結点４５１’，４５２’，４５３’（そのそれぞれで、ミラー本体ＭＢは、その質量分布に関して対称性を有すると考えられる）は、少なくともｘｙ平面内又はｘｙ平面と平行な平面内の成分を有する力も受ける。これは、バイポッド構造４５１’，４５２’，４５３’内の反対力（counter-force）Ｆｂによるものであり（Ｆｂは、バイポッド構造の平面内にある）、反対力Ｆｂは、図示の実施形態ではＧ／３である重力を補償し、これらの構造が重力Ｇと平行ではなくなっているので重力とは異なる方向を有するものである。バイポッド構造４６１’が（その支持線４５４’に関して）ｘ軸に対して垂直な向きにある連結点４５１’に関しては、図示の例における力Ｆｘはｘ軸に沿って外部方向に向いている。他の２つの連結点４５２’及び４５３’においても同様に、連結点４５１’における力Ｆｘを補償する力Ｆ’ｘ及びＦ’’ｘが得られる。連結点４５２’，４５３’において、バイポッド構造４６２’及び４６３’は（各自の支持線４５５’，４５６’に関して）ｘ軸に対して９０°以外の角度で配置されるので、ｘ方向の各力Ｆ’ｘ及びＦ’’ｘと共に合力Ｆ’Ｔ及びＦ’’ｘを形成するｙ方向の力成分Ｆ’ｙ及びＦ’’ｙもあり、合力Ｆ’Ｔ及びＦ’’ｘは、バイポッド構造４６２’，４６３’の各平面（それぞれが支持構造４８０上の各支持線４５５’，４５６’と各自の連結点又は支持点４５２’，４５３’とにより画定される）内の向きにあり、各連結点４５２’及び４５３’に作用する。ｘｙ平面内又はそれと平行な平面内の向きにあるこれらの寄生力は、ミラー本体ＭＢの変形を引き起こし、当初の表面４５０から歪んだ表面４５０’への反射面の大きさΔの変形も引き起こす。比較のために、変形していない上面４５７及び下面４５８を変形した表面４５７’及び４５８’と共に図５ｂに示す。
【００３１】
連結点４５１’，４５２’，４５３’とバイポッド構造４６１’，４６２’，４６３’との間の接続剛性に応じて、バイポッドの当初の鉛直位置からの傾きは付加的な曲げモーメントも引き起こし、これがさらにミラー本体ＭＢ又は反射面４５０の変形を招く。一例として、右回りのモーメントＭｂを図５ｂに示す。
【００３２】
図５に示す寄生力及び寄生モーメントは、支持構造４８０及びミラー本体ＭＢが異なる熱膨張挙動を示すミラーアセンブリの実施形態で生じる。このような場合、バイポッド構造の、又は概して支持構造の平面は、ミラー本体ＭＢの重力と平行ではなくなる。当然ながら、バイポッド構造以外の支持構造を用いてもよい。しかしながら、説明した寄生力及び寄生トルク又はモーメントは、そのような他の支持構造がミラー本体の重力Ｇを重力と平行ではない力成分を有する支持力により補償する場合、これらの構造にも現れる。
【００３３】
さらに、上述の寄生力及び寄生モーメントは、支持構造の組み立てが適切でない場合、又は組み立て公差が大きすぎる場合にも現れる。このような場合、図５ｂに関連して説明したのと同じ状況が起こることで、反射面４５０の変形Δが生じ得る。
【００３４】
図４のミラー取り付けアセンブリ４００がハウジング構造４８１に完璧に取り付けられていても、ハウジング構造４８１自体が適切に位置合わせされていないことで、ミラー本体の重力が上述のバイポッド構造等の支持構造により生じる支持力と平行ではない場合があり得る。この状況を図６ａ及び図６ｂに示し、図６ａ及び図６ｂにおいて、図４及び図５ａ〜図５ｃに示すものと同じ要素は同じ参照符号で示す。
【００３５】
図６ａは、図４に示すｘ軸又はｃ−ｃ線に沿ったｘｚ平面における、図４のミラー取り付けアセンブリ４００の基本要素の側面を概略的に示す。しかしながら、ここでは、ミラー本体ＭＢを重力Ｇ方向に対してｙ軸を中心に角度βだけ傾斜させてあり、これは、例えばミラー本体の質量中心Ｓにおいて固定した第２ｘ’ｙ’ｚ’座標系を用いて示され、図２及び図３で説明した通りである。図６ｂは、図４のミラー取り付けアセンブリ４００が図６ａのように傾斜している場合の、バイポッド構造４６１，４６２，４６３及び連結点４５１，４５２，４５３と共に、ｘｙ平面における図４のミラー本体ＭＢの上面図を示す。バイポッド構造４６１は、重力Ｇ／３を合成支持力−Ｇ／３により補償する支持力Ｆｂ及びＦｘを発生させる。他の２つのバイポッド構造４６２，４６３についても、同様の力Ｆ’ｂ及びＦ’ｘ及びＦ’’ｂ及びＦ’’ｘが反力（reaction forces）として得られ、各連結点４５２，４５３において重力Ｇ／３を補償する。しかしながら、バイポッドの剛性は、通常は接線方向及び鉛直方向のみ又は主に接線方向及び鉛直方向にあり、（例えばミラー本体の熱膨張のために若干の弾性を与えるために）半径方向では皆無であるか又は非常に低いので、残留力成分Ｆｘを連結点４５１においてバイポッド４６１により適切な反対力で完全に補償できない。このために、他の２つのバイポッド４６２，４６３の接線（剛性）方向の反力Ｆ’Ｔ及びＦ’’Ｔは、力Ｆｘの補償に本質的に寄与する。したがって、加わった力Ｆｘ（ミラー本体ＭＢで見られるような）及び反力Ｆ’Ｔ及びＦ’’Ｔが単一の点で一致せず、異なる方向にも作用するので、これらの力が剛体平衡の平衡条件を満たすためにベクトル和により大きさ及び方向を補償し合っても、内部変形応力がこれらの力によりミラー本体ＭＢに誘起される。同様の変形応力は、ｙ軸を中心とした重力に対する傾斜に起因した寄生力Ｆ’ｘ及びＦ’’ｘによっても誘起される。
【００３６】
図４、図５ａ〜図５ｃ、図６ａ、及び図６ｂにおいて説明したミラー取り付けアセンブリ４００は、バイポッド構造４６１，４６２，４６３及び４６１’，４６２’，４６３’にアクチュエータを必ずしも備えない。ミラー組み立てアセンブリ４００においてアクチュエータを用いない場合、ミラー本体ＭＢは、バイポッド構造４６１，４６２，４６３及び４６１’，４６２’，４６３’（又は任意の他の支持構造）により支持構造４８０にパッシブに取り付けられる。概して、支持構造４８０を基準構造として用いることができる。通常、支持構造は、反射光学素子がパッシブに取り付けられる場合に基準構造として用いられる。これらのバイポッド構造は、ミラー本体ＭＢと共に、その固有振動数スペクトルのスペクトル下限において約３００Ｈｚの第１固有振動数を有するべきである。この固有振動数を達成するために、バイポッド構造をミラー本体ＭＢ及び支持構造４８０に連結する連結要素４７１，４７２，４７３（図４を参照）は、十分な剛性を有さなければならない。通常、これらの連結要素は、フレクシャヒンジ又は弾性継手であり、好適には、図４、図５ａ〜図５ｃ、図６ａ、及び図６ｂの説明時に示したような寄生力及び寄生モーメントを招くであろう最低限の付加的制約の有無を問わず、６自由度で固定されるべきであるミラー本体ＭＢの軸受の過剰確定性（over-determinacy）を防止するためのものである。このような寄生力及び寄生モーメントは、ミラー本体又は反射面の変形を招き得る。第一近似での最低固有振動数又は第１固有振動数は、弾性継手の剛性の平方根に比例し（ミラー本体は、弾性継手よりもはるかに高い剛性を有する）、ミラー本体の質量の平方根に反比例する（通常、ミラー本体は、バイポッド又は支持構造よりもはるかに大きな質量を有する）ので、弾性継手は、バイポッド又は支持構造及びミラー本体ＭＢから構成されるシステムが十分に高い第１固有振動数を有するよう特定の剛性を有さなければならない。この高い第１固有振動数は、ミラー本体ＭＢの振動励起を低減するために必要である。その理由は、物点ＯＰが投影ビーム４により像点ＩＰに投影される場合（図１を参照）、このような機械的励起が投影プロセス中に像品質の低下を招き得るからである。
【００３７】
例えば図４に関連して説明したように、支持構造又はバイポッド構造が作動デバイスを備える場合、ミラー本体の作動自由度に関するアクチュエータシステムの制御ループバンド幅を考慮しなければならない。このバンド幅は、３００Ｈｚ以上の範囲のバンド幅を通常は有するパッシブ取り付けシステムの最低固有振動数と少なくともほぼ同じでなければならない。この場合、システムをバイポッドから又は支持構造及びミラー本体ＭＢから構成した、能動制御下にあるシステムの最低固有振動数は、ミラー本体の振動又は機械的励起を防止するために、上記制御ループバンド幅限界の上限をはるかに超えなければならない。好適には、システムの最低固有振動数は、アクチュエータシステムの制御ループバンド幅の上限よりも約３倍〜５倍高くすべきである。ローレンツアクチュエータを任意の自由度の位置制御に用いる場合、位置決めのためのバンド幅は約３００Ｈｚの範囲である。したがって、ミラー本体ＭＢと共にバイポッド又は支持構造（アクチュエータを含む）の第１固有振動数は、約１．５ｋＨｚ以上とすべきである。このような高い第１固有振動数の要求から、弾性継手は、パッシブに取り付けられるミラー本体の場合よりもはるかに剛性が高くなければならない。上述のように、固有振動数は、固有振動数を約３倍〜５倍増加させるべきである場合、弾性継手の約１０〜２５高い剛性（about 10 to 25 higher stiffness）をもたらす剛性の平方根に一次近似で比例する。弾性継手に対する剛性要求のこの激しい増加から、通常はミラー本体のキネマティックマウントが理想的でないものとなり、これはミラー本体の少なくとも１自由度での力及び／又はモーメントの過剰確定性を有することで、図５ａ〜図５ｃ、図６ａ、及び図６ｂで説明したようにミラー本体を変形させ得る寄生力及び寄生モーメントをもたらす。この問題は、ミラー本体の質量の増加に伴い、つまりＥＵＶリソグラフィ投影露光システムの投影レンズ２０の開口数ＮＡの増加に伴い、大きくなる。この場合、弾性継手の剛性は、ミラー本体ＭＢの質量が増加するのとほぼ同じ比率で増加しなければならない。これもやはり、寄生力及び寄生モーメントの増加につながる。同時に、反射面４５０の変形に対する公差限界及びこの面の位置精度に関する公差限界は狭くなる。これは、開口数ＮＡの増加に伴い分解能限界が小さくなるからである。しかしながら、これが可能になるのは、剛性要件及び固有振動数要件の増加に反して上記機械的公差が狭くなる場合だけである。
【００３８】
上述のように、いくつかの実施形態では、図４に示すミラー本体ＭＢはミラーテーブル等の支持構造として形成される。このミラーテーブルは、最大６自由度で移動可能であり且つミラー又はミラー本体を担持可能である。図４、図５ａ〜図５ｃ、図６ａ、及び図６ｂに関連して本発明者が論じた課題の概要は、このようなミラーテーブルにも関連があり得る。ミラーテーブルの詳細な構成及びミラーテーブルへのミラー本体の固定次第では、ミラーテーブルの歪みがミラー本体、ゆえにミラーの反射面に伝わり得る。さらに、この場合は通常、ミラー本体はこのミラーテーブルに何らかの方法で固定される。このような実施形態では、ミラーテーブルの作動は、例えば特許文献４に記載されているように、各座標ｘ，ｙ，及びｚに関して、またオイラー角に関して、電磁式リニアドライブにより行うこともできる。しかしながら、上述のようなミラーテーブル又はミラーの変形の問題は、ミラー本体を何らかの方法で支持する支持構造又はミラーテーブルに作用するような電磁式リニアドライブの適用に関連して説明されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３９】
【特許文献１】旧東独国審査済登録特許第２２１５６３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０９２５３３号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１５３３８３２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／０１７９１９２号明細書
【特許文献５】国際公開第２００２／０６５４８２パンフレット
【特許文献６】米国特許出願公開２００４／０１３０８０９号明細書
【特許文献７】米国特許第６，０６８，３８０号明細書
【特許文献８】米国特許第５，０３５，４９７号明細書
【特許文献９】欧州特許出願公開第１  ７８０  ５６９号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００５／０２４８８６０号明細書
【特許文献１１】西独国特許出願公開第１９９  ３３  ２４８号明細書
【特許文献１２】国際公開第２００８／０１０８１２号パンフレット
【特許文献１３】米国特許第７，０７３，９１５号明細書
【特許文献１４】米国特許第７，４４３，６１９号明細書
【特許文献１５】国際公開第２００５／０２６８０１号パンフレット
【非特許文献】
【００４０】
【非特許文献１】"Resolution Enhancement Techniques in Optical Lithography" by Wong, Alfred Kwok-Kit; ISBN 0-8194-3995-9
【非特許文献２】"Thermoelastic analysis, model correlation and related problems explained on the basis of the SILEX telescope" by Schoppach Armin published in "Spacecraft Structures, Materials and Mechanical Engineering, Proceedings of the Conference held by ESA", CNES and DARA in Noordwijk, 27-29 March 1996 (Edited by W.R. Burke. ESA SP-386. Paris: European Space Agency (ESA), 1996, p.627; Bibliographic Code: 1996ESASP.386.627S)
【非特許文献３】"SIRTF Primary Mirror Design, Analysis, and Testing" by Saver Georg et al. published in "Proc. of SPIE Vol. 1340, Cryogenic Optical Systems and Instruments IV, ed. R.K. Mehring, G.R. Pruitt (Nov. 1990)"
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４１】
本発明の目的は、上記極端な機械的精度要件を十分に満たすための、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムのＥＵＶミラー又はミラー本体等の反射光学素子の代替的な機械設計及び改良型の機械設計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
改良型の反射光学素子は、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムにおいて５０ｎｍ未満の波長域の光を反射する高精度の幾何学的形態の第１反射面を有する本体を備える。さらに、本体は、第１非反射面及び第２非反射面を備え、単一接続区域が第１非反射面に形成され、少なくとも１つの固定面が接続区域内にあり、この固定面を用いて、光学素子全体を直接的又は間接的に軸受要素の少なくとも１つの軸受面に固定する。さらに、第２非反射面は、第１非反射面に形成される単一接続区域とは異なり、第２非反射面は、単一接続区を少なくとも部分的に包囲する。本体は、本体に形成される凹部等の少なくとも１つの応力除去特徴部、例えば半円形凹部等をさらに備える。代替的又は付加的に、応力除去特徴部は、曲面を有し得るか、又は０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の曲率を有する曲面を備え得る。凹部及び／又は曲面等の応力除去特徴部は、第１非反射面を第２反射面から少なくとも部分的に分離する。
【００４３】
本発明によれば、反射光学素子は、その本体に回折構造又は回折格子構造（例えばエンコーダで用いられ、目盛を含み得る）を備えることもできる。回折構造又は回折格子構造は、非反射面の少なくとも一方に配置することができ、例えば測定目的で用いることができる。付加的又は代替的に、回折構造は、例えば投影レンズを透過する投影ビームの少なくとも一部を回折させるために、第１反射面にあり得る。さらに別の代替形態として又は付加的に、回折構造は、曲率上又は第１反射面上に重ねられて、光の特定の波長を選択的に回折させるスペクトルフィルタとして働く。
【００４４】
本発明による改良型の反射光学素子の１つの利点は、光学素子全体を単一又は単独接続区域で軸受要素に固定可能であることである。理想的には、この接続区域は、ミラー全体を支持するか又は軸受要素により吊下する取り付け点として、唯一の点として想像することができる。これによる利点は、少なくとも光学素子（例えば、ミラー本体ＭＢ及び支持要素４８０、図４を参照）の異なる熱膨張又は機械膨張に関する問題が、理想的には、図４、図５ａ〜図５ｃ、図６ａ、及び図６ｂに関連して説明したような上記３つのバイポッド構造を有するマウント等のキネマティックマウントに関連して上述したような変形を招かないことであり、光学素子が３つの取り付け点４５１〜４５３により支持（又は吊下）されることで、上記異なる熱膨張又は機械膨張の場合にバイポッド構造の変位に起因して上記寄生力及び寄生トルク又は寄生モーメントが生じていた。さらに、反射光学素子とその支持要素（又は支持構造）との間の温度勾配も、図４、図５ａ〜図５ｃ、図６ａ、及び図６ｂによる上述のキネマティックマウントを適用した場合のような寄生力及び寄生モーメントを引き起こさない。唯一又は単一の点に光学素子全体を取り付けることは技術的に不可能であるから、実際には、改良型の光学素子では単一の接続区域を用いる。この区域は、所与の公差内で１点又は単一点マウントと同様の挙動を示す。しかしながら、接続区域自体は、軸受要素の少なくとも１つの軸受面に接続することができる２つ以上の固定面を有し得る。接続区域の寸法又は値を（最初の推測で接続自体の剛性を考慮に入れずに）推定するために、図４、図５ａ〜図５ｃ、図６ａ、及び図６ｂで説明したような３点キネマティックマウントから始めることができる。この場合、３つの取り付け点４５１〜４５３の（最短）距離が値Ｄｋを与える。この値Ｄｋは、通常はミラーの寸法の約半分の範囲内にある。投影プロセスにおける素子の使用時に生じる反射光学素子４２１及び支持構造４８１の熱膨張又は機械膨張が異なる場合、寄生力及び寄生モーメントは、理論的には取り付け点の距離Ｄｋを短縮することにより低減することができる。したがって、これらの寄生効果を１／５に減らす場合、距離Ｄｋを約Ｄｋ／５の値まで減らす必要がある。実際には、３つのバイポッド要素で必要な設置空間があるのでこれは不可能である。改良型の光学素子の使用により、約Ｄｋ／５の寸法を有する接続区域は、寄生力及び寄生トルクをほぼ同じ値で低減することができる。こうした理由から、原則として、接続区域を選択した方向で、各方向での光学素子の寸法の約１／１０よりも小さくすべきである。この原則から、接続区域を光学素子の最大断面積の１／１００よりも小さくすべきであることになる。この原則を用いれば、寄生力及び寄生モーメントを少なくとも有意な量だけ低減できる可能性が高い。これは、ビームの例により明らかにすることができる。単純なビームの曲げ偏差は、ビームの長さの３乗となる。ミラー本体ＭＢにも同様の挙動があるが、ビームとは反対に、ミラー本体の複雑な幾何学的形状を考慮に入れなければならず、ミラー寸法に関しては単純な「３乗」関係から逸脱することになる。
【００４５】
改良型の光学素子のさらに別の利点は、第１非反射面内の単一接続区域が、第２非反射区域から本体に形成される凹部等の少なくとも１つの応力除去特徴部により少なくとも部分的に分離されることである。これは、第１非反射面から第２非反射面への力及びモーメントのさらなる切り離しを可能にする。その結果、力及びトルクは、第２非反射面で覆われた光学素子本体の材料に完全に伝わらなくなる。こうした理由から、第２非反射面は、力又はトルクが第１非反射面に作用する場合、特にこれらの力又はトルクが上述の寄生力又は寄生トルクと同様である場合、変形しないか又は小さくしか変形しないであろう。さらに、少なくとも１つの応力除去凹部は、固定面と軸受要素の軸受面との接続の老化作用も低減する。これは特に、接続が接着剤で行われる場合、通常は接着剤の収縮に起因した応力、したがって変形が経時的に変化するからである。このために、接続自体から生じる寄生的な変形も低減されるか、又は機能光学面の形態に直接影響を及ぼすことを防止される。
【００４６】
本発明による反射光学素子は、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムの投影レンズ２０内に光学素子を固定して、５０ｎｍ未満のスペクトル範囲、好適には５ｎｍ〜５０ｍの範囲の波長を有する光を反射する反射面の表面変形が、０．５ｎｍ〜１ｎｍ、０．２ｎｍ〜０．５ｎｍ、０．１ｎｍ〜０．３ｎｍ、０．０５ｎｍ〜０．２５ｎｍ、０．１ｎｍ〜０．７ｎｍからなる公差群から選択される公差範囲の１つに収まるようにすることを可能にする。
【００４７】
上記表面変形限界は、改良型の反射光学素子又はミラーの第１反射面の直径の約２０％からその直径までの距離にわたって達成しなければならない。概して、反射面が回転対称ではない場合、直径を一方向のミラー寸法で置き換える。反射光学素子が制御ループにより作動される場合、少なくとも反射光学素子の反射面の位置及び／又は向き及び／又は変形は、これらの非常に厳しい公差限界内になければならず、これは、反射光学素子の反射面の誤配置をこれらの限界内にすべきであることを意味する。これらの変形限界及び位置限界は、最低次の結像誤差を補正するのに必要である。より高次の結像誤差は、通常は上記表面位置決め及び表面変形で補正できない。その理由は、それらの結像誤差が、約１０ｍｍ〜約１００ｎｍで平均化したＲＭＳ値に関して１００ｐｍ（ピコメートル）未満の範囲内にある反射面の表面粗度の結果だからである。
【００４８】
表面変形がこのような狭い公差内にあるようなＥＵＶミラーの固定を、本発明の改良型の反射光学素子で達成することができるのは、特にミラーの質量が大きいか、又は物点を像点に投影するのに用いるミラーの有効又は使用可能反射面が大きい場合である。このようなミラーは、０．２５を超える、又は０．２６〜０．４０の範囲、又は０．３０〜０．５０の範囲及び０．４〜０．７の範囲の開口数ＮＡを有する、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムの投影レンズで用いられる。このような高ＮＡ投影レンズでは、少なくとも１つのミラーが、少なくとも一方向で２５０ｍｍを超える有効反射面の寸法を有する必要がある。開口数ＮＡが０．３０よりも大きくなる場合、投影レンズの少なくとも１つのミラーの有効面は、少なくとも一方向で３００ｍｍを超える有効反射面の寸法を有する。これらの要件により、ミラーはますます大型になる。本発明による改良型の反射光学素子は、少なくとも一方向で８００ｍｍの有効反射面の寸法を有するミラーにまで用いることができ、それゆえ（why）、改良型の反射光学素子が次世代のＥＵＶ投影レンズにとって非常に重要である。したがって、本発明は特に、（構造物上の物体視野を基板上の像視野に投影する）投影レンズを備えるＥＵＶリソグラフィ投影露光システムであって、像視野の投影レンズの開口数が０．２６〜０．７０の範囲内にあり、投影レンズが５００ｍｍを超える有効反射面寸法を有する少なくとも１つのミラーを備える、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムにとって有益である。一実施形態では、反射面に関して３００ｍｍ〜８００ｍｍの範囲内の表面寸法を有するミラーが、支持構造にパッシブに取り付けられる。さらに、このようなパッシブに取り付けたミラーは、本発明の実施形態、特に上述の実施形態による改良型の反射光学素子の特徴を備える。
【００４９】
改良型の反射光学素子の一実施形態では、単一接続区域は、本体のうち第１反射面のほぼ反対にある側に配置される。これには、反射表面積を反射光学素子の本体において最大化できるという利点がある。さらに別の利点は、軸受要素との接続により生じる、又は光学素子の誤配置若しくは熱的効果により生じる、反射面の表面変形が低減されることであり、それは接続区域が反射面に対して特定の距離を有するからである。本実施形態は、光学素子が軸受要素により単一接続区域で支持又は吊下される場合にも有利であり、これはこの配置では軸受要素が反射面のほぼ反対側にあるからである。通常、軸受要素用にはるかに大きな設置空間がある。さらに、軸受要素が第１反射光学面を部分的に覆って陰らせるという問題がない。
【００５０】
しかしながら、最後の実施形態の代替として、本体のうち反射面を有する側に、又は反射面を備える側に、接続区域を配置することも可能である。この場合、投影レンズに入って物点を像点に結像する投影ビームに対する反射光学素子の空間位置次第では、直前に述べた利点が失われるか又は減少するのはほぼ確実である。
【００５１】
改良型の反射光学素子のさらに別の実施形態では、第２非反射面は単一接続区域を包囲する。これは、第１非反射区域から第２非反射区域への応力除去を効率的にする。この応力除去は、さらに別の実施形態において少なくとも１つの応力除去凹部が単一接続区域を第２非反射面から分離すれば最も効率的である。
【００５２】
好適な実施形態では、改良型の反射光学素子は、所定の空間位置で軸受要素に固定され、この固定は、光学素子の重心に作用する光学素子全体の重力の力線が、単一接続区域を横切るか又はその幾何学的中心における接続区域を横切るように行われる。このような実施形態では、接続区域にわたる応力分布は概ね均一であり、いずれの場合も軸対象であるため、いかなる寄生力及び寄生モーメントも低減し、また反射光学素子に生じる変形も最小限に抑えられる。
【００５３】
本開示における寄生力は、重力の方向とは異なる方向の力成分を有する力であり、これは上記反力（反対力）である。寄生モーメントは、寄生力により又はバイポッドのフレクシャの寄生的な剛性により引き起こされて反射光学素子の本体に作用するトルクである。少なくとも１つの固定面及び少なくとも１つの軸受面は、少なくとも部分的に直接的及び／又は間接的に相互に接触して、合成軸受力（resultant bearing force）で光学素子を所定の空間位置に固定するが、この軸受力は、光学素子全体の重心に対してトルク又はモーメントを一切発生させない。したがって、反射光学素子の変形を効率的に低減することができる。好適には、接触区域が平面区域であるが必ずしもそうとは限らない。さらに別の好適な実施形態では、単一接続区域は、投影レンズ内の反射光学素子の作動位置で、平面接続区域が±１ｍｒａｄ（±１０−３ｒａｄ）の精度内で重力の力線に対して垂直であるよう配置される。この場合、軸受要素の軸受面も接続区域と平行な平面区域である。代替的な実施形態では、単一接続区域は湾曲形状であり、当該区域は少なくとも一方向で湾曲しており、光学素子が投影レンズ内でその作動位置に位置決めされている場合に、接続区域は重力の力線に対して対称に配置される。限定はしないが、このような接続区域は、例えば円筒、球、又は円錐の一部のシェルの形状を有することができる。さらに、接続区域は、多面体の形状を有することもできる。有利には、多面体は、重力の力線に対して対称に配置され、さらにこの配置は、その頂点又はコーナの１つがこの線上に配置されるようなものである。同じく接続区域がこのような形状である場合、反射光学素子全体の質量中心に作用する重力の力線に対する接続区域の対称性により、寄生力及び寄生トルクが大幅に低減される。接続区域の形状が平面の形状とは異なる先の場合では、軸受面の形状は、接続区域の形状のネガ形状である。一例として、接続区域が円錐形の突起である場合、軸受面は、突起の少なくとも一部が嵌まり込むような円錐形の凹部である。他方の場合、接続区域が円錐形の凹部であれば、軸受面は円錐形の突起であり、この突起の少なくとも一部が凹部に嵌まり込むようになる。
【００５４】
さらに、好適な実施形態では、本発明による反射光学素子は軸受要素に強固に固定される。強固な固定が重要なのは、軸受要素への強固な固定又は接続の剛性度が、反射光学素子の最低固有振動数に、又は反射光学素子及び軸受要素からなるか若しくはこれらを備えるシステムの最低固有振動数に影響を及ぼすからである。剛性が低すぎれば、反射光学素子の最低固有振動数が低すぎて、素子が最低固有振動数モードの起動又は起動開始により調整不要となり得る。高い剛性は、好ましくは５０Ｇｐａを超える非常時高い弾性率又はヤング率を有する材料の選択により、及び／又は延長、捩れ、及び曲げに関する剛性を決定する各幾何学的慣性モーメントをもたらす接続区域の形状により、達成することができる。このような高い弾性率の接続は、例えば、少なくとも１つの固定面を有する接続区域を軸受要素の軸受面に例えばリンギングにより当接させた場合、また反射光学素子及び軸受要素の材料が例えばＺｅｒｏｄｕｒ等のガラスセラミック又は例えばＵＬＥ等のチタニアシリケートガラスである場合に、達成することができる。好適には、リンギング接続は、例えば米国特許出願公開第２００６／０１９２３２８号明細書に記載のような接着剤接続により固定される。本発明の代替的な実施形態では、接続は、軸受面と少なくとも１つの固定面との間の接着剤により行われ、接着剤がこれらの面間の境界層を形成するようにする。用いる接着剤は、通常はヤング率が約６ＧＰａ、厚さが１０μｍ〜１００μｍの範囲である。このような接続では、最低固有周波数は、接着剤接続区域のサイズ及び形態により調整できる接着剤接続の剛性によって、また接着剤層の厚さによっても主に決定される。
【００５５】
概して、軸受要素への反射光学素子の強固な固定は、接続区域を軸受要素の軸受面に直接的又は間接的に接触させることによる、接着結合又は金属連続性結合（metallic continuity bond）及び／又は形状嵌合（form fit）により行うことができる。圧力締め（force closure）による結合も可能だがあまり好適でない。その理由は、圧力締めに、改良型の反射光学素子の第１反射面の変形を引き起こし得る寄生力及び寄生モーメントを発生させる危険性があるからである。
【００５６】
本発明のさらに別の実施形態では、軸受要素は、軸受要素を少なくとも１自由度で作動させる少なくとも１つの作動デバイスを備える。付加的又は代替的に、軸受要素を作動デバイスにより変形させることができる。
【００５７】
本発明による改良型の光学素子のさらに別の実施形態では、単一又は単独接続区域が第１接続要素として反反射光学素子の本体に一体形成される。好適には、第１接続要素は、ピラー又はスタッド等の反射光学素子の本体上の凸部を形成する。しかしながら、第１接続要素は、本体の表面における凹部とすることもできる。凸部の場合、本体を、平面軸受面等の軸受要素の平坦な軸受面に容易に固定することができる。さらに、第１接続要素の一体形成により、本体を軸受要素と接続するために１つの接続部しか必要ない。さらに、ミラー本体が単一接続区域の範囲で機械的に劣化しないことで、この範囲内で高い剛性が得られる。代替的に、第１接続要素が本体の表面における凹部である場合、軸受要素はその表面上に凸部を備え得る。軸受面は、この凸部の遠位端又は自由端に配置される。続いて、軸受面を有するこの凸部は第１接続要素と接続され、軸受要素の凸部の少なくとも一部が本体の凹部に挿入されてそこで軸受面を接続区域に接続するようになる。本発明のさらに別の代替的な実施形態として、光学素子の本体及び軸受要素の両方が凸部を備える。固定面を有する接触区域は、本体の凸部の遠位端又は自由端にあり、また逆も同様であり、軸受面も、軸受要素の突起の遠位端又は自由端にある。各凸部の両方の遠位端は、反射光学素子が軸受要素に固定されるよう接続される。最後の２つの実施形態では、軸受面は、軸受要素の一部である凸部を形成する第２接続要素に配置される。これまでの実施形態では、凸部は各素子、本体、及び／又は軸受要素に一体形成される。これらの場合、反射光学素子は、単体要素として軸受要素に固定される。しかしながら、他の実施形態では、凸部はこれらの要素に一体形成されない。このような実施形態では、ボルト、ピラー、又はスタッドの自由遠位端の一方が反射光学素子の本体の単一接続区域にされ、他方の自由遠位端が軸受要素の軸受面に接続される。これらの実施形態では、反射光学素子の本体は、支持要素に直接固定されるのではなく、ボルト、ピラー、又はスタッドにより間接的に固定される。この接続には、ボルト、ピラー、又はスタッドの各自由遠位端に１つずつ、２つの接続が必要である。
【００５８】
本発明の改良型の反射光学素子の大半の実施形態では、光学素子の第１反射面は、少なくとも一方向に沿って湾曲した湾曲区域を備える。湾曲区域は凹状又は凸状であり得る。湾曲区域は回転対称性も有し得る。しかしながら、対称軸は反射区域内に必ずしもなく、外部にあることもでき、ミラー本体外にあることさえできる。第１反射面の湾曲区域は、例えば、球状、円筒状、又は非球状の形態であり得る。さらに、湾曲区域は、自由曲面形状を有することができる。
【００５９】
本発明による改良型の反射光学素子のさらに他の実施形態は、本体又は第１接続要素上に第２反射面及び／又は回折格子を備える。この第２反射面及び／又は回折格子を、例えばメトロロジーに用いて、例えば少なくとも１自由度での光学素子の第１反射面の位置及び／又は向きを求め、且つ／又は本体及び／又は第１反射面の変形を求める。代替的又は付加的に、本発明による反射光学素子は、第３反射面及び／又は回折格子を備える軸受要素に固定される。第３反射面及び／又は回折格子は、支持要素又は第２接続要素に配置される。この第３反射面及び／又はこの回折格子も、例えばメトロロジーに用いて、例えば少なくとも１自由度での支持要素の位置及び／又は向きを求め、且つ／又は支持要素の変形を求める。さらに、第２反射光学面及び／又は第３反射光学面及び／又は回折格子が適切に配置されている場合、第１接続要素及び／又は第２接続要素の変形又は反射光学素子の本体及び支持要素の相対位置の変化を測定することができる。当然ながら、反射光学素子が支持要素に間接的に接続される実施形態でも、ボルト、ピラー、又はスタッドは、メトロロジー用途のための付加的な（第２又は第３）反射面及び／又は回折格子も備えることができる。
【００６０】
本発明のさらに他の特徴及び利点並びにさらに他の改良点は、添付図面を参照して以下の例示的な実施形態の詳細な説明から明らかとなるであろう。しかしながら、例示的な実施形態による本発明の以下の説明は、説明的なものにすぎず、本発明及びその用途を限定する意図は一切ない。上記で示したように、種々の実施形態の特徴の交換及び／又は組み合わせを行って本発明による反射光学素子のさらに他の実施形態を得ることができ、これは以下の例示的な実施形態にも当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】簡略化したＥＵＶリソグラフィ投影露光システムを概略的に示す。
【図２】ミラー本体に対して固定された座標系を有するミラー本体を基準座標系において概略的に示す。
【図３】変形した反射面を有する図２のミラーを示す。
【図４】例えば国際公開第２００５／０２５８０１号パンフレットに記載のＥＵＶリソグラフィ投影露光システムで用いられるミラーを有するミラー取り付けアセンブリを概略的に示す。
【図５ａ】図４に示すｘ軸又はｃ−ｃ線に沿ったｘｚ平面における図４のミラー取り付けアセンブリの基本要素の側面図を概略的に示す。
【図５ｂ】ミラー本体がバイポッドの誤配置により僅かに歪んでいる、図４に示すｘ軸又はｃ−ｃ線に沿ったｘｚ平面における図４のミラー取り付けアセンブリの基本要素の側面図を概略的に示す。
【図５ｃ】ｘｙ平面における図４のミラー取り付けアセンブリの基本要素の上面図を概略的に示す。
【図６ａ】図４に示すｘ軸又はｃ−ｃ線に沿ったｘｚ平面における図４のミラー取り付けアセンブリの基本要素の、但しミラー本体ＭＢを重力方向に対してｙ軸を中心に角度βだけ傾斜させた側面図を概略的に示す。
【図６ｂ】図６ａに示すミラー取り付けアセンブリの基本要素の上面図を概略的に示す。
【図７ａ】本発明の第１実施形態によるＥＵＶミラー等の反射光学素子の側面図を概略的に示す。
【図７ｂ】本発明の第１実施形態によるＥＵＶミラー等の反射光学素子の底面図を概略的に示す。
【図７ｃ】図７ａ及び図７ｂの単一接続区域の断面をより詳細に概略的に示す。
【図７ｄ】図７ａ及び図７ｂの単一接続区域の断面をより詳細に概略的に示す。
【図７ｅ】図７ａ及び図７ｂの単一接続区域の断面をより詳細に概略的に示す。
【図８ａ】反射光学素子の反射面に対する接続区域の種々の配置の１つでの、本発明の一実施形態を概略的に示す。
【図８ｂ】反射光学素子の反射面に対する接続区域の種々の配置の１つでの、本発明の一実施形態を概略的に示す。
【図８ｃ】反射光学素子の反射面に対する接続区域の種々の配置の１つでの、本発明の一実施形態を概略的に示す。
【図８ｄ】反射光学素子の反射面に対する接続区域の種々の配置の１つでの、本発明の一実施形態を概略的に示す。
【図８ｅ】反射光学素子の反射面に対する接続区域の種々の配置の１つでの、本発明の一実施形態を概略的に示す。
【図９ａ】本発明による反射光学素子の接続区域の種々の形状の１つを概略的に示す。
【図９ｂ】本発明による反射光学素子の接続区域の種々の形状の１つを概略的に示す。
【図９ｃ】本発明による反射光学素子の接続区域の種々の形状の１つを概略的に示す。
【図１０ａ】本発明による種々の接続要素の１つにより接続される、反射光学素子の接続区域及び軸受面の一実施形態の概略的に示す。
【図１０ｂ】本発明による種々の接続要素の１つにより接続される、反射光学素子の接続区域及び軸受面の一実施形態の概略的に示す。
【図１０ｃ】本発明による種々の接続要素の１つにより接続される、反射光学素子の接続区域及び軸受面の一実施形態の概略的に示す。
【図１１】ミラー本体及び軸受要素が単体から形成される本発明の一実施形態を概略的に示す。組み合わせて又は代替形態として用いることができる応力除去特徴部の種々の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
図７ａは、本発明の第１実施形態によるＥＵＶミラー等の反射光学素子の側面図を概略的に示す。図７ｂは、反射面７５０の反対にある裏側からの線Ａ−Ａに沿った断面図で反射光学素子を示す。図７ａおよび図７ｂにおいて、図４、図５ａ〜図５ｃ、図６ａ、及び図６ｂに示すものと同じ要素は、同じ参照符号に３００を足して示す。
【００６３】
光学素子は、先行の図４、図５ａ〜図５ｃ、図６ａ、及び図６ｂに関連して説明した精度要件で、本体、例えばミラー本体ＭＢと、少なくとも１つの第１反射面７５０とを備える。反射面７５０は、その幾何学的形態又は表面外形に関して且つ／又はその粗度に関して高い機械的精度を有する。さらに、反射面７５０は任意のコーティングを備え得る。反射面７５０は、上記のようになっており、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムの投影光ビーム４に対して、例えば５０ｎｍ未満のスペクトル範囲の波長を有する反射光が５０％を超える反射率で通常反射されるような向きにされる。さらに、ミラー本体ＭＢは、第1非反射面７４１及び第２非反射面７４２を備える。ミラー本体ＭＢは、第１非反射面７４１上に形成される単一又は単独接続区域７３０をさらに備える。接続区域７３０は、反射光学素子の本体ＭＢ全体を軸受要素７９０の少なくとも１つの軸受面７９１に直接的又は間接的に固定するために、接続区域７３０内に少なくとも１つの固定面７３１を備える。軸受要素７９０は、投影レンズ２０（図１）のハウジング構造７８１に直接的に機械的に接続されるか、又は図７ａに示すようにさらに別の支持構造７８０によりハウジング構造７８１に間接的に接続される、ミラーテーブル等の支持構造であり得る。
【００６４】
反射光学素子の本体ＭＢは、本体ＭＢに形成される少なくとも１つの応力除去特徴部７９３をさらに備える。図示の実施形態では、応力除去特徴部は凹部である。凹部は、半円形であり得るか又は半円形の凹部を備え得る。代替的又は付加的に、応力除去特徴部は、図９ｃに参照符号７９３で概略的に示すように、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の曲率を有する曲面であり得るか又は曲面を備え得る。さらに、応力除去特徴部７９３は、図７ｂで一例として見ることができるように、第１非反射面７４１を第２非反射面７４２から少なくとも部分的に分離する。
【００６５】
すでに上述したように、単一接続区域７３０により、軸受要素７９０及び反射光学素子のミラー本体ＭＢの膨張が異なることから生じる寄生力又は寄生モーメントが大幅に低減される。さらに、軸受要素７９０及び／又はミラー本体ＭＢの変位がある場合でも、生じる寄生力及び寄生モーメントが反射面７５０の変形に対するそれらの作用に関してさらに低減される。これは、応力除去凹部７９３により、これらの力及びモーメントが単一接続区域及び／又は第１非反射面の領域に主に作用するからである。この応力除去凹部は、第１非反射面７４１を第２非反射面７４２から少なくとも部分的に分離し、第２非反射面は、本体ＭＢのうち、接続区域７３０を備える表面領域を除いて反射面７５０のほぼ反対側の表面を主に構成する。したがって、寄生力及び寄生モーメントは、第２非反射面７４２と比較して通常は小さい第１非反射面７４１の領域内にしか作用を及ぼすことができない。すでに述べたように、第１非反射面区域は、反射光学素子の最大断面積の約１／１００よりも小さい。妥当な概算では、第１非反射区域７４１は、第２非反射区域７４２の１／１００よりも小さい。これは、ミラー本体ＭＢの最大部分が寄生力及び／又は寄生モーメントの影響を受けないことにつながる。したがって、ミラーの反射面７５０にも歪みがほぼ生じない。一般性を失わず、図７ａ及び図７ｂにおいて、ミラーの本体ＭＢは、概ね円筒の形状及び円形の断面を有する。さらに、接続区域７３０及び第１非反射面７４１の大部分は、ピラー又はスタッド等の突起状の第１接続要素７３２を形成する。さらに、図示の実施形態では、この第１接続要素７３２は、ミラー本体ＭＢと一体形成される。図示の例の応力除去凹部７９３は、第１接続要素７３２を包囲し、リング状の溝路として形成される。
【００６６】
単一接続区域７３０は、図７ａ及び図７ｂに示すように平面状の表面とすることができ、接続区域７３０内の少なくとも１つの固定面でこの区域をほぼ覆って、ミラー本体が１つの面、つまり固定面７３１のみで軸受要素７９０に固定されるようにすることができる。軸受面７９０に対するミラー本体ＭＢの固定のために、接着剤を用いることができる。この場合、ミラー本体ＭＢは、固定面７３１と軸受要素７９０の軸受面７９１との間の接着剤層により軸受要素７９０に間接的に固定される。
【００６７】
代替的に、単一接続区域７３０は、図７ｂに点線で示すように、２つ以上の固定面、例えば３つの固定面７３１ａ，７３１ｂ，７３１ｃ等を備えることができる。これらの固定面は、接着剤で覆われた表面領域により形成することもできる。この場合、接続区域７３０は接着剤により完全に覆われない。
【００６８】
すでに述べたように、接着剤により覆われ軸受要素７９０においてミラー本体ＭＢを固定する区域は、ミラー本体ＭＢ、接着剤、及び軸受要素７９０からなるシステムの最低固有振動数にも影響を及ぼす。こうした理由から、本発明のいくつかの実施形態では、システムの最低固有振動数を、接着剤で覆われる表面積及び接着剤の厚さ等の接着剤パラメータを用いて調整することができる。このような実施形態では、接続区域７３０内の２つ以上の固定面７３１ａ，７３１ｂ，７３１ｃを有利に用いて、システムの最低固有振動数を調整することができる。
【００６９】
図７ｃは、図７ａ及び図７ｂの単一接続区域７３０の断面を第１接続要素７３２及び応力除去凹部７９３と共により詳細に示し、単一接続空域７３０は構造を備える。この構造は、少なくとも１つの凹部７３３を単一接続区域７３０に形成しており、凹部７３３が配置される区域では軸受要素７９０の軸受面７９１に直接接触しないようになっている。凹部７３３には、接着剤７３４を少なくとも部分的に充填することができる。しかしながら、凹部７３３付近では、少なくとも１つの固定面７３１が接続区域７３０内に形成される。少なくとも１つの固定面７３１は、軸受面７９１に直接接触する。凹部７３３内の接着剤７３４は、軸受要素７９０の軸受面７９１と接続区域７３０とを接着結合により接続する。任意に、固定面７３１及び軸受面７９１をリンギングにより繋ぎ合わせてもよく、凹部７３３内の接着剤７３４は、リンギング接続が緩んだ場合に両方の要素をまとめておくようにリンギング接続を固定するにすぎない。リンギング接続を用いるこのような実施形態では、反射光学素子及び軸受要素７９０の第１固有振動数は、接着剤及び上記接着剤パラメータの影響を受けない。
【００７０】
付加的及び／又は代替的に、さらに別の実施形態では、図７ｄ及び図７ｅに示すように、接続区域７３０における上述の凹部７３３と同様の少なくとも１つの凹部７３３’を、軸受要素７９０の軸受面７９１に形成することができる。凹部７３３’も、反射光学素子の接続区域７３０と軸受要素７９０との間に接着接続を形成するための接着剤を備え得る。
【００７１】
本発明のさらに他の実施形態では、接着剤を用いたリンギング接続及び／又は接着結合を、はんだ接続又は溶接接続等の他の接着接続により置き換えるか又は補ってもよい。好適には、レーザ溶接またはレーザはんだ付けが各接着結合を形成するために適用される。
【００７２】
図７ａ〜図７ｅに示す実施形態では、単一接続区域７３０は、反射光学素子の本体ＭＢのうち第１反射面７５０のほぼ反対側にある側に配置される。これには、反射面区域７５０を反射光学素子の本体ＭＢ上で最大化できると言う利点がある。さらに、接続区域７３０が反射面７５０に対して特定の距離を有するので、軸受要素７９０との接続により生じる、又は光学素子の誤配置若しくは熱的効果により生じる、反射面７５０の表面変形が低減される。さらに別の利点は、光学素子が軸受７９０により単一接続区域７３０で支持又は吊下される場合、これらの配置にある軸受要素７９０が反射面７５０のほぼ反対側にあり、ここでは、通常ははるかに大きな設置空間が軸受要素７９０用に利用可能であることである。さらに、軸受要素が第１反射光学面を部分的に覆って陰らせることがない。
【００７３】
しかしながら、図８ａ〜図８ｃには、単一接続区域７３０が第１反射区域７５０のほぼ反対側に配置されない本発明の代替的な実施形態を示す。図７ａ〜図７ｅと同じ要素は同じ参照符号で示す。図８ａに、単一接続区域７３０がミラー本体ＭＢの側部に配置される代替的な実施形態を概略的に示す。本実施形態では、反射光学素子は、重力Ｇが反射光学素子の反射面７５０の頂点Ａを通る接線Ｔとほぼ平行であるように配置される。単一接続区域７３０は、反射光学素子の質量中心Ｓも横切る重力Ｇの力線Ｌがこれを横切るよう配置される。
【００７４】
図８ｂでは、単一接続区域７３０は、同じく反射光学素子の側部に配置される。しかしながら、反射光学素子の反射面７５０の頂点Ａを通る接線Ｔは、光学素子の質量中心Ｓも横切る重力Ｇの力線Ｌと角度を形成する。この場合も、単一接続区域７３０は、重力Ｇの力線Ｌがこれを横切るよう配置される。
【００７５】
図８ｃは、単一接続区域７３０が本体ＭＢのうち反射面７５０を配置した側に配置される、本発明の反射光学素子のさらに別の実施形態を概略的に示す。先の実施形態と同様に、単一接続区域７３０は、反射光学素子の質量中心Ｓも横切る重力Ｇの力線Ｌがこれを横切るよう配置される。本発明の本実施形態では、反射光学素子は、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムにおいて５０ｎｍ未満の波長域の光を反射させるための高精度の幾何学的形態の第１反射面７５０を有する本体ＭＢを備える。さらに、本体ＭＢは、第１非反射面７４１及び第１非反射面７４１に形成される単一接続領域７３０を備え、接続区域７３０内には、光学素子全体を直接的又は間接的に軸受要素７９０の少なくとも１つの軸受面７９１（図８ｃには図示せず）に固定するための少なくとも１つの固定面がある。さらに、少なくとも１つの応力除去凹部７９３が本体ＭＢに形成され、応力除去凹部は、第１非反射面７４１を第１反射面７５０から少なくとも部分的に分離する。
【００７６】
図８ｄは、図７ａ〜図７ｅに示すように、ミラー本体ＭＢが第１反射面７５０のほぼ反対側にある接続区域を備える本発明のさらに別の実施形態を概略的に示す。しかしながら、反射光学素子の反射面７５０の頂点を通る接線Ｔは、光学素子の質量中心Ｓも横切る重力Ｇの力線Ｌと９０°又は０°以外の角度を形成する。また、この場合、単一接続区域７３０は、重力Ｇの力線Ｌがこれを横切るよう配置される。平面接続区域７３０の場合、接続区域７３０は、力線Ｌに対して９０°の角度で配置されることが好ましい。図８ｄに示す例では、反射光学素子は、図示されていない支持又は軸受要素に接続区域７３０が接続されている場合にこの区域により支持される。
【００７７】
図８ｅは、図８ｄに示すのと同様の実施形態を概略的に示すが、この図において反射光学素子は、重力Ｇの方向から見ることができる各軸受要素（図示せず）に接続区域が接続されている場合にこの区域により吊下されるよう配置される。
【００７８】
図７ａ〜図７ｅ及び図８ａ〜図８ｅに示す本発明による反射光学素子では、反射光学素子は、所定の空間位置で軸受要素７９０に固定される。この位置では、光学素子の重心Ｓに作用する光学素子全体の重力Ｇの力線Ｌは、単一接続区域７３０を横切る。したがって、反射光学素子の重力により生じる、又は軸受要素が発生させて単一接続区域７３０に作用する各反対力若しくはカウンターモーメントにより生じる、寄生力及び寄生トルク又は寄生モーメントが低減されることが有利である。好適には、接続区域７３０は、図７ａ〜図７ｅ及び図８ａ〜図８ｅの実施形態に示すような平面区域である。さらに、単一接続区域７３０は、投影レンズ内の光学素子の動作位置において、軸受要素７９０の軸受面７９１への平面接続区域７３０の接続が±１ｍｒａｄ（±１０−３ｒａｄ）の精度内で重力の力線Ｌに対して垂直であるよう配置される。
【００７９】
代替的な実施形態では、図７ａの代替的な第１接続要素７３２の断面を示す図９ａに概略的に示すように、単一接続区域７３０は湾曲状区域を備え、この区域は少なくとも一方向で湾曲しており、接続区域７３０は、光学素子が投影レンズ内のその作動又は動作位置に位置決めされている場合に重力Ｇの力線Ｌに対して対称に配置される。限定はしないが、このような接続区域７３０は、例えば円筒、球、又は円錐の一部のシェルの形状を有することができる。
【００８０】
さらに、接続区域７３０は、図７ａの代替的な第１接続要素７３２の断面を示す図９ｂに概略的に示すように、多面体の形状を有することもできる。有利には、多面体は、重力Ｇの力線Ｌに対して対称に配置され、さらにこの配置は、その頂点又はコーナの１つがこの線Ｌ上に配置されるようなものである。
【００８１】
接続区域７３０及び各固定面７３１のこのような代替的な形状でも、寄生力及び寄生トルクが大幅に低減される。これは、投影レンズ内のその作動位置における反射光学素子全体の質量中心Ｓに作用する重力Ｇの力線Ｌに対する、接続領域７３０の対称性によるものである。接続区域の形状が平面の形状とは異なる先の場合では、軸受面７９１の形状は、図９ａ及び図９ｂに示すように、接続区域７３０の形状のネガ形状であることが有利である。一例として、接続区域７３０が円錐形の突起である場合、軸受面は、突起の少なくとも一部が嵌まり込むような円錐形の凹部７９１である。他方の場合、接続区域７３０が（例えば第１接続要素７３２にある）円錐形の凹部であれば、軸受面７９１は円錐形の突起であり、この突起の少なくとも一部が凹部に嵌まり込むようになる。これを図９ｃに概略的に示す。図９ａ、図９ｂ、及び図９ｃでは、図７ａ〜図７ｅ及び図８ａ〜図８ｅに示すものと同じ要素は同じ参照符号で示す。
【００８２】
概して、図７ａ〜図７ｅ、図８ａ〜図８ｅ、及び図９ａ〜図９ｃの実施形態に示すような反射光学素子は、接着結合及び／又は金属連続性結合及び／又は形状嵌合により軸受要素７９０に少なくとも部分的に固定される。この場合、接着結合はリンギング接続も含み得る。少なくとも１つの固定面７３１及び少なくとも１つの軸受面７９１は、少なくとも部分的に直接的及び／又は間接的に相互に接触して、反射光学素子の重力Ｇとほぼ平行な合成軸受力で光学素子を所定の空間位置に固定する。反射光学素子に作用する寄生力及び寄生モーメントを防止又は最小化するために、重力の力線Ｌに対する合成軸受力の平行度は、±１ｍｒａｄ（±１０−３ｒａｄ）の精度内である。
【００８３】
さらに、本発明によれば、図７ａに概略的に示すように、軸受要素７９０は少なくとも１つの作動デバイス７６１，７６２，７６３を備える。少なくとも１つの作動デバイスは、少なくとも１自由度で軸受要素を作動させることができ、且つ／又は軸受要素を変形させることができる。図７ａには、例えば図４に関連して説明したようなバイポッド構造として構成される３つの作動デバイスが示されている。この場合、軸受要素７９０は、最大６自由度で作動させることができるので、反射光学素子も最大６自由度で空間内において位置決めされる。
【００８４】
図７ａ〜図７ｅ、図８ａ〜図８ｅ、及び図９ａ〜図９ｃに関連して説明したような反射光学素子の実施形態では、単一接続区域３０は第１接続要素７３２上に形成される。この第１接続要素７３２は、ミラー本体ＭＢにピラー又はスタンド等の突起要素として一体形成される。代替的又は付加的に、軸受要素７９０は、軸受面７９１が配置される第２接続要素７３２’を形成する突起要素を備え得る。このような実施形態を図１０ａに示し、図１０ａ中、図７ａ〜図７ｅ、図８ａ〜図８ｅ、及び図９ａ〜図９ｃと同じ要素は同じ参照符号で示す。突起した第１要素７３２及び第２要素７３２’は、光学素子及び軸受要素７９０に一体形成されて各単体要素を形成する。
【００８５】
さらに別の実施形態では、図１０ｂに概略的に示すように、接続区域７３０は本体ＭＢから突起する区域ではない。接続区域は、第２非反射面と同じ平面に形成されるか、又は反射光学素子の本体ＭＢの凹部内にさえ形成される。これには、接続要素７３２の突起がないことにより反射光学素子の形成材料を少なくできることで、費用効果がより高くなるという利点がある。さらに、突起７３２’を、より安価な材料で作ることができる軸受要素７９０に形成してもよい。
【００８６】
代替形態として、軸受要素７９０に突起が一体形成されていなくてもよい。この場合、ピラー又はスタッドの形態を有する別個の要素７３２’’が、軸受要素７９０と反射光学素子の接続区域７３０とに配置される。このような実施形態を図１０ｃに概略的に示す。別個の要素７３２’’は、例えば、リンギング接続及び／又は接着結合部７９１’’により軸受要素７９０に接続される。さらに、接着剤による接着接続を、はんだ接続又は溶接接続等の他の接着接続により置き換えるか又は補ってもよい。同様に、別個の要素９３２’’は、接続部７９１’により接続区域７３０の固定面７３１で反射光学素子に接続される。接続部７９１’として、本発明について説明したいかなる接続を用いてもよい。さらに、図１０ｃに示すように、別個の要素７３２’’を、軸受要素７９０に形成される凹部に挿入することができる。同様に、反射光学素子は、接続区域を含み別個の要素７３２’’が挿入される凹部を備えることができる。さらに、別個の要素７３２’’は、必ずしも角柱体とは限らない。別個の要素７３２’’の断面、長さ、材料と、軸受要素７９０及び反射光学素子に対する各接続とを用いて、反射光学素子、別個の要素７３２’’、軸受７９０、及び任意の接着剤又は接着接続からなるシステムの最低固有振動数を調整することができる。
【００８７】
本発明のさらに別の実施形態では、本体ＭＢ及び／又は、第１接続要素７３２は第２反射面７５２及び／又は回折格子を備える。付加的又は代替的に、軸受要素７９０及び／又は第２接続要素７３２’及び／又は別個の要素７３２’’は、第３反射面７５３及び／又は回折格子を備える。図１０ｃに、このような付加的な第２反射面又は回折格子及び第３反射面又は回折格子を概略的に示す。このような反射面７５２，７５３又は回折格子は、付加的な反射面７５２，７５３又は回折格子を有する各素子の空間位置を判定するセンサシステム又は測定システムに関連して用いることができる。
【００８８】
本発明のさらに別の実施形態では、図７ａに概略的に示すように、反射光学素子は熱シールド７６０により熱遮蔽される。好適には、熱シールド７６０は、反射光学素子の第２非反射面７４２と軸受要素７９０との間に配置される。熱シールド７６０は、反射光学素子と軸受要素７９０との間に配置されることが好ましく、その空間は、第１接続要素７３２、第２接続要素７３２’、又は別個の接続要素７３２’’により形成される。好適には、接続要素７３２，７３２’，７３２’’の材料は、接続要素による熱伝導がごく僅かであるようなものである。したがって、接続要素自体も、その断面が比較的小さいことから熱シールドを形成する。さらに、熱シールド７６０は、支持構造内に配置され得るアクチュエータ７６１，７６２，７６３が発生させる熱的影響からも反射光学素子を保護する。
【００８９】
先行の図７ａ〜図７ｅ、図８ａ〜図８ｅ、図９ａ〜図９ｃ、及び図１０ａ〜図１０ｃと同じ要素を同じ参照符号で示す図１１に概略的に示すような、本発明のさらに別の代替的な実施形態では、反射光学素子は、ＥＵＶリソグラフィ投影露光システムにおいて５０ｎｍ未満の波長域の光を反射させるための高精度の幾何学的形態の第１反射面７５０を有する本体ＭＢを備える。さらに、本体ＭＢは、第１非反射面７４１及び第２非反射面７４２を備える。しかしながら、本実施形態の第１非反射面７４１は、単一接続要素７３２’’’の表面に主に形成され、単一接続要素７３２’’’は、本体ＭＢに一体形成され（且つ本体ＭＢの一部となり）突起要素を形成し、軸受要素７９０を本体ＭＢに接続する。さらに、第２非反射面７４２は、第１非反射面７４１とは異なり、第２非反射面７４２は、言及したように第１非反射面７４１を主に形成する単一接続要素７３２’’’を少なくとも部分的に包囲する。本体ＭＢは、少なくとも１つの応力除去特徴部７９３をさらに備える。概して、本発明の先の実施形態に関連して説明したように、応力除去特徴部７９３は、本体内に形成されるか又は本体上に形成される。図１１では、応力除去特徴部７９３は、単一接続要素７３２’’’に形成される曲面である。さらに、応力除去特徴部７９３は、第１非反射面７４１を第２非反射面７４２から少なくとも部分的に分離する。好適には、接続要素７３２’’’を有する本体ＭＢと軸受面７９０とは、図１１から見ることができるように単体から作製される。図１１に、ミラー本体ＭＢの一部の重力Ｇを示す。この例におけるミラー本体の部分は、光学素子の体積が突起要素を一切有さないようその体積を制限する物体として定義される。ミラー本体のこのような部分は、単一接続要素７３２’’’が形成される境界区域７３０ａにより制限される。さらに、接続要素７３２’’’は、第１非反射面を形成するその表面に形成される凹部７９３’等の付加的な応力除去特徴部を備え得る。さらに、軸受要素７９０も、図１１に示すような凹部又は曲面等の応力除去特徴部７９３’’，７９３’’’を備え得る。突起した単一接続要素７３２’’は、反射光学素子の作動又は動作位置において、ミラー本体の上記部分の重力Ｇの力線が境界区域７３０ａを横切るような形状である。好適には、この力線は境界区域７３０ａを９０°で横切る。さらに、単一接続要素７３２’’’は、上記力線に対して対称に配置されることが好ましい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ−５ｃ】
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【図６ａ−６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ−８ｅ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１】
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