(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズであって、少なくとも２つの反射型光学素子Ｍiを備え、
前記反射型光学素子Ｍiのそれぞれは、前記投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される場合に、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影するための本体ＭＢiと反射面ＭＳiとを備え、前記ＥＵＶ光は前記ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによって照射されるときに前記レチクルから反射され、
前記少なくとも２つの反射型光学素子の本体ＭＢm、ＭＢnは、それぞれのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nで温度依存熱膨張係数がゼロである素材を備え、
前記ゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nの差の絶対値は６Ｋより大きく、ａｂｓ（Ｔ0m−Ｔ0n）＞６Ｋで表し、
前記投影レンズは８Ｗより大きい前記ＥＵＶ光の前記露光力に曝されるように設計され、前記ＥＵＶ光の波長は５０ｎｍの波長範囲より小さいことを特徴とする投影レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の投影レンズであって、
４つまたは６つの前記反射型光学素子Ｍiを備え、
前記投影レンズは１０Ｗより大きい前記露光力に曝されるように設計され、
前記ゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nの前記差の前記絶対値は８Ｋより大きく、ａｂｓ（Ｔ0m−Ｔ0n）＞８Ｋで表すことを特徴とする投影レンズ。
【請求項３】
請求項１に記載の投影レンズであって、
受動的または能動的に前記反射型光学素子Ｍiを支持するための支持構造であって、前記支持構造の少なくとも一部分の温度は基準温度ＴRefである支持構造と、
前記本体ＭＢn、ＭＢmの少なくとも１つを加熱するためのヒータであって、それぞれの前記ゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nで前記温度依存熱膨張係数がゼロである前記素材を備えるヒータと、
前記少なくとも１つの加熱可能な本体ＭＢn、ＭＢmの温度を温度Ｔkに制御するための温度制御システムと、
を備えることを特徴とする投影レンズ。
【請求項４】
請求項３に記載の投影レンズであって、
前記ヒータを操作せずに、前記本体ＭＢn、ＭＢmの前記反射面ＭＳmおよびＭＳnをＥＵＶ光で露光させ、前記ＥＵＶ光は前記照射されたレチクルから反射され、照明設定にしたがって角空間分布、偏極空間分布および強度空間分布を備え、その結果として、前記本体ＭＢn、ＭＢmの前記基準温度ＴRefに対する温度分布はΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔn（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）、ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔm（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）およびそれぞれの平均および最高温度はΔＴnav、ΔＴmavおよびΔＴnmaxおよびΔＴmmaxとなり、
少なくとも１つのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nは、前記最高基準温度ＴRef、および前記それぞれの空間温度分布ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）、ΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）に基づく、前記それぞれの平均または最高温度ΔＴmav＋ＴrefまたはΔＴmmax＋Ｔref、ΔＴnav＋ＴrefまたはΔＴnmax＋Ｔrefのうち最も高い温度より高く、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmav＋Ｔref），Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmmax＋Ｔref）またはＴ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnav＋ＴRef）、Ｔ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnmax＋Ｔref）で表すことを特徴とする投影レンズ。
【請求項５】
請求項４に記載の投影レンズであって、
前記素材は、製造による前記ゼロクロス温度の実際の値に関して変動する前記ゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nを備え、その結果として、前記ゼロクロス温度の前記それぞれの実際の値が間隔Ｔ0m±ΔＴ0mおよびＴ0n±ΔＴ0nとの間となるようなそれぞれの製造公差ΔＴ0m、ΔＴ0nとなり、
少なくとも１つの前記ゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nは、前記最高基準温度ＴRef、および前記それぞれの空間温度分布ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）、ΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）に基づく、前記それぞれの平均または最高温度ΔＴmav＋ＴRefまたはΔＴmmax＋ＴRef、ΔＴnav＋ＴRefまたはΔＴnmax＋ＴRefのうち最も高い温度より高く、前記それぞれの製造公差ΔＴ0m、ΔＴ0nの前記絶対値を加えて、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmav＋ＴRef）＋│ΔＴ0m│，Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmmax＋ＴRef）＋│ΔＴ0m│またはＴ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnav＋ＴRef）＋│ΔＴ0n│，Ｔ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnmax＋ＴRef）＋│ΔＴ0n│で表すことを特徴とする投影レンズ。
【請求項６】
請求項４に記載の投影レンズであって、
前記少なくとも１つの加熱される本体ＭＢn、ＭＢmの前記温度Ｔkは、前記それぞれのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nを中心として間隔±５Ｋの範囲内であり、より良くは±２Ｋの範囲内であることを特徴とする投影レンズ。
【請求項７】
請求項３に記載の投影レンズであって、
前記投影レンズが前記ＥＵＶ光の前記露光力に曝される前に、前記少なくとも１つの加熱される本体ＭＢn、ＭＢmの前記温度Ｔkは、前記ヒータを第１の加熱力を用いて加熱することによって、その値に制御されることを特徴とする投影レンズ。
【請求項８】
請求項７に記載の投影レンズであって、
前記投影レンズが前記ＥＵＶ光の前記露光力に曝されている期間に、前記ヒータの前記加熱力は前記第１の加熱力よりも小さいことを特徴とする投影レンズ。
【請求項９】
請求項７に記載の投影レンズであって、
前記温度制御システムは、前記少なくとも１つの本体ＭＢn、ＭＢmを加熱する前記ヒータの前記加熱力と、前記少なくとも１つの加熱される本体ＭＢn、ＭＢmによって吸収される前記ＥＵＶ光の前記露光力が時間がたつと一定となるように、前記温度Ｔkを制御することを特徴とする投影レンズ。
【請求項１０】
請求項３に記載の投影レンズであって、前記少なくとも１つの加熱される本体ＭＢn、ＭＢmは前記本体の並進運動のためにアクチュエータに接続することを特徴とする投影レンズ。
【請求項１１】
請求項３に記載の投影レンズであって、前記本体ＭＢn、ＭＢmの前記少なくとも１つを加熱するための前記ヒータは、赤外線光発光ダイオード、ペルチェ素子、光ファイバ、光導体ロッドおよび赤外線レーザからなる群から選択される加熱素子を備えることを特徴とする投影レンズ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の投影レンズであって、前記加熱素子は１次元または２次元において規定の空間座標に配置され、グリッド構造を形成することを特徴とする投影レンズ。
【請求項１３】
請求項１１に記載の投影レンズであって、赤外線放射を放射または誘導する前記加熱素子は、前記赤外線放射を構成するための光学構成を備え、前記光学構成はコリメータ、集束レンズ、調節可能レンズ、鏡および回折光学素子からなる群から選択される構成素子を備え、前記構成素子は少なくとも軸上の周囲で傾斜可能であることを特徴とする投影レンズ。
【請求項１４】
請求項１１に記載の投影レンズであって、前記本体ＭＢn、ＭＢmの前記少なくとも１つは、前記鏡本体内または鏡本体上に修正を備え、前記修正は凹部、止まり穴、規定の表面粗さ、回折構造、球面突起、球面凹部および表面屈曲からなる群から選択されることを特徴とする投影レンズ。
【請求項１５】
ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムであって、請求項１に記載の投影レンズを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズであって、
少なくとも２つの反射型光学素子Ｍiを備え、
前記反射型光学素子Ｍiのそれぞれは、前記投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合に、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影するための本体ＭＢiと反射面ＭＳiとを備え、前記ＥＵＶ光は、前記ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによって照射されるときに前記レチクルから反射され、
前記少なくとも２つの反射型光学素子の本体ＭＢm、ＭＢnは、それぞれのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nで温度依存熱膨張係数がゼロである素材を備え、
前記レンズは、
受動的または能動的に前記反射型光学素子Ｍiを支持するための支持構造であって、支持構造の少なくとも一部分の温度は基準温度ＴRefである支持構造と、
前記本体ＭＢn、ＭＢmの少なくとも１つを加熱するためのヒータであって、前記ゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nを有する前記素材を備えるヒータと、
前記少なくとも１つの加熱される本体ＭＢn、ＭＢmの温度を温度Ｔkに制御するための温度制御システムと、
を備え、
前記本体ＭＢn、ＭＢmを前記ヒータを用いて加熱せずに、前記それぞれの反射面ＭＳmおよびＭＳnを前記ＥＵＶ光の前記露光力で露光させ、前記ＥＵＶ光は前記照射されたレチクルから反射され、照明設定にしたがって角空間分布、偏極空間分布および強度空間分布を備え、その結果として、前記本体ＭＢn、ＭＢmの前記基準温度ＴRefに対する温度分布がΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔn（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）、ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔm（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）、およびそれぞれの平均および最高温度ΔＴnav、ΔＴmavおよびΔＴnmaxおよびΔＴmmaxとなり、
少なくとも１つのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nは、最高基準温度ＴRef、および前記それぞれの空間温度分布ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）、ΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき、前記基準温度を加えた前記それぞれの平均または最高温度（ΔＴmav＋ＴrefまたはΔＴmmax＋ＴRef、ΔＴnav＋ＴRefまたはΔＴnmax＋ＴRef）のうち最も高い温度より高く、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmav＋ＴRef）、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmmax＋ＴRef）またはＴ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnav＋ＴRef）、Ｔ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnmax＋ＴRef）で表わし、さらに、
前記ゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nは前記反射型光学素子を支持する支持構造の温度である基準温度ＴRefより高いことを特徴とする投影レンズ。
【請求項１７】
ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズであって、
少なくとも２つの反射型光学素子Ｍiを備え、
前記反射型光学素子Ｍiのそれぞれは、前記投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合に、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影するための本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを備え、前記ＥＵＶ光は、ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによって照射される間に前記レチクルから反射され、
前記少なくとも２つの反射型光学素子の本体ＭＢm、ＭＢnは、少なくとも２つのゼロクロス温度Ｔ10mnおよびＴ20mnで温度依存熱膨張係数がゼロである素材を備え、
前記レンズは、
受動的または能動的に前記反射型光学素子Ｍiを支持するための支持構造であって、支持構造の少なくとも一部分の前記温度は基準温度ＴRefである支持構造と、
前記少なくとも２つの本体ＭＢn、ＭＢmを個別に加熱および／または冷却するための少なくとも２つの焼き戻し手段、好ましくは、ヒータと、
前記少なくとも２つの加熱または冷却される本体ＭＢn、ＭＢmの前記温度をそれぞれの温度ＴknおよびＴkmに個別に制御するための温度制御システムと、
を備え、
前記レンズが前記ＥＵＶ光の前記露光力に曝されている間に、前記温度制御された本体Ｂnの前記温度Ｔknは、前記第１のゼロクロス温度Ｔ10mnを中心として間隔±５Ｋの範囲内であり、より良くは±２Ｋの範囲内であり、前記温度制御された本体ＭＢmの前記温度Ｔkmは前記第２のゼロクロス温度Ｔ20mnを中心として間隔±５Ｋの範囲内であり、より良くは±２Ｋの範囲内であることを特徴とする投影レンズ。
【請求項１８】
ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズであって、
複数の反射型光学素子Ｍiを備え、
前記複数の反射型光学素子Ｍiのそれぞれは、
本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiであって、前記投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合に、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影し、前記ＥＵＶ光は前記ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによって照射されるときに前記レチクルから反射される、本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiと、
受動的または能動的に前記反射型光学素子Ｍiを支持するための支持構造であって、前記支持構造の少なくとも一部分の温度は基準温度ＴRefである、支持構造と、
少なくとも１つの光学素子Ｍkを加熱するためのヒータであって、前記光学素子Ｍk上には、前記ヒータを加熱せずに前記投影レンズが前記露光力に曝されるときに、前記基準温度ＴRefに対する空間温度分布ΔＴ（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）が形成され、前記温度分布ΔＴ（ｘ，ｙ，ｚ）は平均温度ΔＴavおよび最高温度ΔＴmaxを有する、ヒータと、
前記少なくとも１つの光学素子Ｍkの前記温度を温度Ｔkに制御するための温度制御システムであって、前記少なくとも１つの加熱される反射型光学素子Ｍkの前記本体ＭＢkは、前記基準温度ＴRefより高い温度である温度Ｔ0kで温度依存熱膨張係数がゼロである素材を備える、温度制御システムと、
を備え、
前記露光力に曝される前に、前記ヒータを用いて加熱することによって、前記光学素子Ｍkは温度Ｔkを有し、前記温度Ｔkは、Ｔk＝Ｔ0k−ΔＴav；Ｔk＝２＊Ｔ0k−ＴRef−ΔＴav；Ｔk＝ＴRef＋３＊（Ｔ0k−ＴRef）／２−ΔＴav；Ｔk＝Ｔ0k−ΔＴmax；Ｔk＝２＊Ｔ0k−ＴRef−ΔＴmax；Ｔk＝ＴRef＋３＊（Ｔ0k−ＴRef）／２−ΔＴmaxからなる群から選択されることを特徴とする投影レンズ。
【請求項１９】
ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズであって、
複数の反射型光学素子Ｍiを備え、
前記複数の反射型光学素子Ｍiのそれぞれは、
前記投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合に、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影し、前記ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによって照射されるときに前記レチクルから反射される、本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを備え、
前記レンズは、
少なくとも１つの光学素子Ｍkを受動的または能動的に支持する手段を備え、
前記支持手段は、連結点、二脚構造、連結素子、支持素子およびハウジング構造からなる群から選択される、温度感受性素子を備え、
前記温度感受性素子は、一定温度または規定の温度に制御され、
前記レンズはさらに、
少なくとも１つの光学素子Ｍkを温度Ｔkまで加熱および／または冷却するための第１の焼き戻し素子と、
前記温度感受性素子を規定の温度まで焼き戻すための第２の焼き戻し素子とを備え、
前記第２の焼き戻し素子は、前記温度感受性素子と前記第１の焼き戻し素子との間に空間的に配置され、さらに、
前記第１の焼き戻し素子は、前記第２の焼き戻し素子に結合するペルチェ素子であってこのペルチェ素子の表面に熱的に結合することによってクーラーとして動作するペルチェ素子を含むことを特徴とする投影レンズ。
【請求項２０】
ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズであって、
複数の反射型光学素子Ｍiを備え、
前記複数の反射型光学素子Ｍiのそれぞれは、
前記投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合に、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影し、前記ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによって照射されるときに前記レチクルから反射される、本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを備え、
前記レンズは、
少なくとも１つの光学素子Ｍkを受動的または能動的に支持する手段と、
少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkの周囲内に圧力Δｐを制御するための圧力制御システムとを備え、
前記制御は、光学素子Ｍkの温度、時間、直接的または間接的に光学素子Ｍkの温度に影響するパラメータ、照明設定、レチクルの変化、光学素子Ｍkまたは前記投影レンズの、熱伝導光学収差データまたは機械的伝導光学収差データおよびモデルからの出力パラメータからなる群から選択されるパラメータに基づき、
前記モデルの入力は、反射型光学素子Ｍkの温度、時間、直接的または間接的に光学素子Ｍkの温度に影響するパラメータ、照明設定、光学素子Ｍkまたは投影レンズの、熱伝導光学収差データまたは機械的伝導光学収差データおよびレチクルの変化からなる群から選択されるデータを有し、さらに、
前記少なくとも１つの光学素子Ｍkのゼロクロス温度は当該光学素子を支持する支持手段の温度である基準温度ＴRefより高いことを特徴とする投影レンズ。
【請求項２１】
ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズであって、
複数の反射型光学素子Ｍiを備え、
前記複数の反射型光学素子Ｍiのそれぞれは、
前記投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合に、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影し、前記ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによって照射されるときに前記レチクルから反射される、本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを備え、
少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkは、ゼロクロス温度Ｔ0kで温度依存熱膨張係数がゼロとなる素材を備え、
前記光学素子Ｍkの本体ＭＢkは赤外線放射に半透明であり、
少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkと本体ＭＢkは、本体ＭＢkの表面全体またはほとんど表面全体を被膜する被膜Ｃを備え、
前記被膜Ｃは、本体ＭＢk内部の赤外線放射を反射することを特徴とする投影レンズ。
【請求項２２】
鏡であって、
本体ＭＢkと反射面ＭＳkと、
ゼロクロス温度Ｔ0kで温度依存熱膨張係数がゼロとなる素材とを備え、
前記本体ＭＢkは少なくとも部分的に抵抗被膜Ｃ２で被膜され、前記抵抗被膜Ｃ２は電気抵抗加熱によって本体を加熱するために適切な電気抵抗を有し、
前記鏡は、前記投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影するためのＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズに適合され、さらに、
前記ゼロクロス温度Ｔ0kは前記鏡を支持する支持構造の温度である基準温度ＴRefより高いことを特徴とする鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＵＶ（極端紫外光）リソグラフィ投影型露光システムにおいて、５０ｎｍより小さい波長範囲の光を反射するための反射型光学素子に関する。さらに、本発明はＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムのＥＵＶ投影レンズおよびＥＵＶ投影レンズを構成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体回路（たとえば、集積、アナログ、デジタルまたは記憶回路、薄膜磁気ヘッド）などの微細構造素子の大きさを低減するために、光学リソグラフィの技術を用いて、光学マイクロリソグラフィ投影型露光システムの光学解像度制限をさらに改善しなければならない。回折によって、一次近似式の解像度制限はマイクロリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズの開口数に反比例する。マイクロリソグラフィ投影型露光システムを用いて、たとえば、（基板を覆う）感光抵抗を少なくとも投影光線の一部分を用いて露光することによって、構造がマスクから基板に投影光線によって投影され、微細構造素子を基板に形成する。このため、１つの目標は投影レンズの開口数を増加することである。別の目標は、光学解像度制限は投影プロセスに用いる波長にも反比例するため、この投影を低減することである。このため、光学リソグラフィシステムはこれまで、投影プロセスの光に用いる波長を可視光から紫外線光まで、そして現在では、超深紫外線光（ＶＵＶ光、たとえば、最先端ＡｒＦエキシマレーザが生成する１９３ｎｍなどのＶＵＶ光）まで低減するように開発されてきた。現在では、ＶＵＶリソグラフィは半導体回路の大量生産に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部分は、前述の波長１９３ｎｍの投影光を用いて、マイクロリソグラフィ投影型露光システムで行われ、マスク上の構造（または構造化対象物）を基板に投影する投影システムの開口数ＮＡは、１．０よりはるかに大きく、さらに１．３よりも大きい。このような高開口数は浸漬システムの使用によってのみ、実現することができる。このようなシステムの原理は、たとえば、特許文献１または特許文献２にすでに記載されている。
【０００３】
微細構造素子の大きさを続けて低減するために、投影光の波長をさらに低減することが必要である。超深紫外線波長範囲では、ほとんどすべての光学素材は不透明になるため、約１５７ｎｍより小さい波長では光学レンズに適切な素材はない。投影光により短い波長を用いても、投影レンズは鏡または回折光学素子などの反射型光学素子とのみ動作する。近年では、５０ｎｍより小さい波長の投影プロセスに用いるための光学マイクロリソグラフィ投影型露光システムを開発するために、多大な努力が注がれた。１０ｎｍと１４ｎｍとの間の投影波長で動作するシステムは、たとえば、特許文献３または特許文献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のために、投影光の波長は５ｎｍ以下であってもよい。５０ｎｍより小さい、または５０ｎｍよりはるかに小さいこのような短波長では、光学マイクロリソグラフィ投影システムの投影レンズは、鏡などの反射型光学素子および／または反射回折構造などの回折構造のみを備える。約５０ｎｍより小さい波長で動作する投影システムは、ＥＵＶ（極紫外線）リソグラフィ投影型露光システムとして既知である。
【０００４】
単純化したＥＵＶリソグラフィ投影型露光システム１００を図１に概略的に示す。システムはＥＵＶ光源１を備え、極紫外線またはＥＵＶスペクトル領域、特に５０ｎｍより小さい波長範囲において、好ましくは、５ｎｍと１５ｎｍとの間の範囲において、ＥＵＶ光を大きなエネルギ密度で生成する。放電生成またはレーザ生成されたプラズマ光源をＥＵＶ光源として用い、たとえば、極紫外線光を生成するキセノン、スズまたはリチウムプラズマを使用する。このような光源は約４π立体角下で非偏光を照射する。その他の光源は、たとえば、シンクロトロン放射源などの、空間的により指向性が高く、より偏光した極紫外線光の光線を生成する。ＥＵＶ光源１によって、特にＥＵＶプラズマ光源を用いる場合は、光源１のＥＵＶ光を集光し、エネルギ密度を高め、またはＥＵＶ放射を照射し、照明光線３を形成するために、集光鏡２を用いてもよい。照明光線３は照明システム１０を介して構造化対象物Ｍを照射する。構造化対象物Ｍは、たとえば、反射マスクであり、その上に少なくとも１つの構造を形成するための反射および非反射または少なくとも軽微な反射領域を備える。代替的にまたは追加的に、構造化対象物は複数の鏡を備え、または複数の鏡からなる。複数の鏡は少なくとも１次元においてほぼ並列して配置され、鏡アレイなどの鏡構成を形成する。有利には、鏡アレイの鏡は少なくとも１つの軸の回りで調節可能であり、それぞれ鏡に照射される照明光線３の入射角を調整する。
【０００５】
反射、軽微な反射および非反射は照明光線３のＥＵＶ光の反射率に関することを理解されたい。ＥＵＶ光は非常に短波長であるため、ＥＵＶ光の入射角が約４５°より小さい場合は、反射面は、通常は被膜される。被膜は、好ましくは、規定の層厚さを有する規定の層素材を多層備える。このような鏡は、通常は４５°より小さく、または４５°よりはるかに小さい入射角から約０°までの入射角に対して用いられる。このような鏡では、複層の個々の層の様々な素材の境界で部分的に反射する反射ＥＵＶ光の構造的干渉のため、６０％より大きい反射率を実現することができる。このような複層被膜反射鏡または表面の別の有利点として、スペクトルフィルタとして機能し、たとえば、ＥＵＶリソグラフィ投影システムの照明および／または投影光線をより単色にするという特性がある。ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムでは、被膜鏡は時には通常の入射鏡として言及される。
【０００６】
約４５°より大きい入射角では、特に、約７０°以上のかなり大きい入射角では、反射面がルテニウムなどの金属または金属層を備えていれば、または反射面が、たとえば、ルテニウムを備える金属また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、反射率は６０％以上を実現でき、前述した多層を用いる必要性はない。原則として、入射角が増加すると、反射率も増加する。このため、これらの鏡は斜入射鏡とも呼ばれる。ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムはプラズマ光源を用いることが多い。本事例では、たとえば、特許文献５または特許文献６に記載されるように、集光鏡２は斜入射鏡であることもある。
【０００７】
構造化対象物Ｍは照明光線３の一部を光経路に反射し、投影光線４を形成する。構造化対象物Ｍは構造化対象物Ｍ上で反射後の照明光線３を、マスクＭの構造によって構築する。この投影光線４は構造化対象物の構造の情報を有する。投影光線４は、構造化対象物Ｍの１または複数の構造の回折順序の少なくとも２つが投影レンズ２０を通過し、構造化対象物Ｍの１または複数の構造の一種の画像を基板Ｗ上に形成するように、投影レンズ２０に照射する。基板Ｗ、たとえばウエハは、シリコンなどの半導体素材を備え、ウエハステージとも呼ばれる基板ステージＷＳ上に配置される。
【０００８】
構造化対象物Ｍの構造に関する情報に加えて、投影光線は照明条件に関する情報も備える。照明条件に関する情報には、構造化対象物Ｍの物点ＯＰにおいて、角度、偏光および強度（または単位面積当たりの放射力）に関する構造化対象物Ｍが照射される方法、およびこれらのパラメータが構造化対象物Ｍの照射された表面で配分される方法が含まれる。このような種類の照明を「設定」と表現する。これは、構造化対象物Ｍの物点ＯＰに照射される規定の角度および／または偏光および／または配光を意味し、これらの配分がどのように構造化対象物Ｍの空間位置によって決まるかを示す。設定はまた、投影レンズ２０によって行われる投影プロセスの光学解像度にも影響する。一般的に、設定が構造化対象物Ｍの構造の形状に適合する場合は、光学解像度を増加することができる。構造化対象物の照明に適合する設定を用いる高度な照明技法は、たとえば、非特許文献１に記載されている。照明の種類、設定は、複数の鏡１２、１３、１４、１５、１６を備える照明システム１０を用いて調節することができる（図１参照）。
【０００９】
図１では、一例として投影レンズ２０を概略的に示す。投影レンズ２０は反射型光学素子として４つの鏡２１、２２、２３および２４を有し、構造化対象物Ｍの構造の一種の画像をウエハＷに形成する。このようなＥＵＶ投影レンズ２０は、一般的には４つから８つの鏡を備える。しかし、２つの鏡のみを備える投影レンズを用いてもよい。これらの鏡は表面画像（または表面画像の幾何学的形状）および表面粗さに関して最高精度で作られる。所望する仕様からの各偏差によって、基板またはウエハＷ上の画像品質に劣化が生じる。通常は、仕様によって、表面画像（表面形状の必要な寸法または特定の寸法）からの偏差は、用いる投影波長の１０分の１より小さいことが必要となる。用いる波長によっては、鏡２１、２２、２３および２４の表面画像を１ｎｍよりも良い精度で形成しなければならない。鏡の中には、精度要件が５から２０高い因数であり、１つの原子層よりもはるかに小さく、０．１ｎｍよりも良い精度範囲となるものもある。構造をマスクから基板までＥＵＶリソグラフィ投影技法を用いて投影し、基板上の画像が約１０ｎｍの横幅の構造、またはさらに小さい横幅を有する構造となるようにするためには、投影レンズ２０の光学収差は１ｎｍより小さいか、０．１ｎｍよりさらに小さいか、または実効値（ＲＭＳ）の５０ｐｍ（ピコメートル）より小さくなければならない。これは、理想的な波面から実際の波面の偏差の実効値（二乗平均平方根値）（ＲＭＳ）が、前述の値より小さいことを意味する。１０ｃｍより大きい鏡の寸法全体で、このように表面形状（表面画像または幾何学的形状）に関して非常に高精度でなければならない。現在のＥＵＶ投影レンズは、直径３０ｃｍ以上の大きい鏡を備え、表面画像に関するこのような高い要求も備える。規定の設定によって十分に構成された照明光線を用いて物点ＯＰを照射することによって、構造化対象物Ｍの照射された物点ＯＰから像点ＩＰを基板Ｗに形成するためには、この非常に高い機械的精度が必要である。さらに、照射された物点ＯＰを基板Ｗ上に、投影レンズ２０で、少なくとも投影光線４の一部を用いて投影するために、投影光線４が照明光線３および構造化対象物Ｍの回折特徴によって生成される。画像を基板Ｗ上に形成するために必要な１つの条件は、物点ＯＰから生じる回折波面が基板またはウエハＷ上の像点ＩＰにおいて干渉することである。良好な画像品質を得るために、干渉波面は投影光線光の１つの波長よりはるかに小さい相対位相シフトを持たなければならない。構造化対象物Ｍが照明光線３によって照射される方法に関する様々な照明設定によって、構造化対象物Ｍ上の１つの物点ＯＰを通過する光の光経路は投影レンズ２０内で変動することができ、投影光線４の光束は投影レンズ２０の鏡２１、２２、２３、２４によって、異なる大きさを有する異なる表面領域で反射される。この変動は照明設定および投影レンズ２０内の鏡２１、２２、２３、２４の位置によって異なる。画像品質がすべての照明設定下で必ず実現できるようにするためには、前述の高い機械的精度を有する前述の表面画像を実現することが必要である。
【００１０】
投影レンズ２０における鏡２１、２２、２３、２４の表面画像の高い機械的精度とは別に、これらの鏡２１、２２、２３、２４のお互いに対する位置および配向、構造化対象物Ｍおよび基板Ｗに対する位置および配向も同じ精度範囲でなければならない。これは、これらの対象物（鏡２１、２２、２３、２４、構造化対象物Ｍおよび基板Ｗ）の位置および配向はナノメートル範囲またはさらに小さい範囲で調節されなければならないということを意味する。さらに、このような精密な鏡面を製造し、ＥＵＶリソグラフィ投影システムの投影レンズを組み立て、組み立てた投影レンズを投影システムに組み込めるように、測定が必要であり、また、システムを操作中にシステムを現場で監視および制御できるように、測定が必要である。
【００１１】
前述の機械的精度を実現するにあたって、別の問題は、投影光線４が鏡２１、２２、２３、２４によって吸収されることである。この吸収によって、３０％の範囲まで鏡が加熱されることもある。吸収した熱による鏡の熱膨張によって、各鏡が変形することもある。投影光線４の一定量が吸収されるときに、投影段階中のこのような熱効果を低減する１つの方法は、温度制御システムを用いて、特に鏡の表面画像に対して、前述の非常に高い機械的精度データを維持することである。別の方法または追加の方法は、鏡素材として、または鏡の支持構造として低熱膨張素材を用いることである。低熱膨張素材はこのような５ｐｐｂ／Ｋ（またはそれより小さい）などの小さい熱膨張係数（ＣＴＥ）を有し、たとえば、投影光線４を部分的に吸収することによって温度が変化する場合に、鏡の変形を低減する。この方法およびそれぞれ小さいＣＴＥを有する適切な素材の選択は、たとえば、特許文献７に記載されている。
【００１２】
図１に示すようなＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムは、通常は、真空条件下で操作される。投影レンズ２０および／または照明システム１０は低圧または真空で操作される。通常は、照明システムおよび投影レンズの圧力条件は異なる。低圧または真空条件によって、鏡の変形および能動的または受動的な鏡の位置制御に関する前述の問題に対処する、技術的解決法は大幅に少なくなる。特に、ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システム内部の部品の温度を制御するための温度制御システムは、熱伝導原理に基本的に基づかない一定の技術的解決法に限定されることが非常に多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】旧東ドイツ経済特許第２２１５６３号
【特許文献２】米国公開特許第２００６０９２５３３号
【特許文献３】欧州公開特許第１５３３８３２号
【特許文献４】米国公開特許第２００４０１７９１９２号
【特許文献５】国際公開第２００２／０６５４８２号
【特許文献６】米国公開特許第２００４／０１３０８０９号
【特許文献７】米国特許第７，２９５，２８４号
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】「Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」  ｂｙ  Ｗｏｎｇ、  Ａｌｆｒｅｄ  Ｋｗｏｋ−Ｋｉｔ；ＩＳＢＮ  ０−８１９４−３９９５−９
【発明の概要】
【００１５】
本発明は改良したＥＵＶ投影レンズに関し、ＥＵＶ投影レンズ内部の反射型光学素子または鏡の変形および／または位置変動に対する任意の温度変動の影響をさらに低減する。
【００１６】
本発明によるＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズは、鏡を支持または懸架するために鏡および支持構造を備える。鏡の周辺では、支持構造は基準温度である。好ましくは、基準温度は鏡の近くのすべての支持構造部品で同一であり、鏡がＥＵＶ光などの任意の放射に曝されない場合は、鏡もまたこの基準温度である。さらに、投影レンズはヒータおよび温度制御システムを備え、少なくとも１つの加熱可能な鏡の温度を制御する。対象フィールドを画像フィールドに投影するために用いる投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝されるとき、ヒータを加熱せずに、鏡は基準温度から平均温度分加温される。より正確には、このような露光中に、基準温度の一定温度とは異なる温度分布が鏡上に形成される。この温度分布は、たとえば、平均温度または最高温度を特徴とする。さらに、本発明の投影レンズでは、少なくとも１つの加熱可能な鏡は本体を備え、本体は温度Ｔ0k（ゼロクロス温度と呼ばれる）で温度依存熱膨張係数がゼロである素材を備える。ゼロクロス温度は基準温度より高くなるように選択される。本発明によれば、加熱可能な鏡は、ＥＵＶ光の露光力によって生じる温度分布を形成する前に、規定の温度群から選択される温度まで加熱および制御される。これは、（鏡がＥＵＶ光の露光力に曝される場合は）加熱可能な鏡の加温時間が大幅に低減するという有利点を有する。さらに、加温後の鏡の平均温度がゼロクロス温度に近いか、またはゼロクロス温度であるように、規定の温度を選択する。これは、安定状態条件では、少なくとも１つの加熱可能な鏡はゼロクロス温度であるか、またはゼロクロス温度に近いことを意味する。好ましくは、投影レンズの２つ以上の鏡は加熱可能である。
【００１７】
本発明による第１の投影レンズと呼ばれる別の投影レンズは、鏡本体を備える少なくとも２つの鏡を備える。各本体は、それぞれのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nで温度依存熱膨張係数がゼロである素材を備える。これらのゼロクロス温度Ｔ0mとＴ0との差の絶対値は６Ｋより大きい。レンズは８Ｗより大きい露光力に曝されるように設計され、ＥＵＶ光は５０ｎｍの波長範囲より小さい波長を備える。素材の選択はそれぞれのゼロクロス温度に関して大きく異なり、有利には、鏡の熱伝導収差が増加するという欠点を持たない、高い露光力のための投影レンズを作る可能性を提供する。これにより、最小の収差および高い露光力を有するＥＵＶ投影レンズを製造する可能性を提供する。
【００１８】
本発明による、第２の投影レンズと呼ばれる別の投影レンズでは、鏡本体または基板の素材は、本発明の一部でもある規則によって選択される。素材のゼロクロス温度が、操作中の鏡が得ることができる最高温度よりも高くなるように、少なくとも１つの素材を選択する。追加ヒータを用いて、鏡をゼロクロス温度またはゼロクロス温度近くまで加温し、最小の熱収差を得る。第２の投影レンズの有利点は、選択される露光力、ゼロクロス温度の任意の製造公差、任意の選択される照明設定および任意のマスクパターンに関して、レンズはほとんど無反応なことである。
【００１９】
本発明による、第３の投影レンズと呼ばれる別の投影レンズでは、少なくとも２つの鏡を用い、鏡本体に１つの素材を選択する。この素材は、少なくとも２つのゼロクロス温度Ｔ10mnおよびＴ20mnで温度依存熱膨張係数がゼロである。投影レンズが大量生産の投影プロセスに必要なＥＵＶ露光力に曝される場合は、２つの鏡の１つが第１のゼロクロス温度Ｔ10mnで、または第１のゼロクロス温度Ｔ10mnの近くで操作され、もう１つの鏡が第２のゼロクロス温度Ｔ20mnで、または第２のゼロクロス温度Ｔ20mnの近くで操作されるように、投影レンズを設計する。第３の投影レンズの有利点は、レンズの鏡に必要な基板素材の種類が少ないことである。
【００２０】
さらに、本発明はＥＵＶ投影レンズを構成するための方法に関する。特に、本方法はレンズの熱収差が最小限になるように、鏡本体に適切な素材を選択することに重点を置く。
【００２１】
本発明の別の態様は、様々な加熱手段または焼き戻し手段を提供する。様々な加熱手段または焼き戻し手段を用いて、ＥＵＶ投影レンズ内の鏡を加熱または冷却する。これらの手段は、被膜または形状などの特性を有する鏡本体も備え、投影レンズで操作中に、それぞれの鏡の温度制御を改善する。
【００２２】
一般的に、本発明の教示は鏡に限定されないため、ＥＵＶ投影レンズの前述の鏡は、反射回折構造などの任意の反射素子も備える。
【００２３】
本発明の別の特徴および有利点、および別の改良点は、下図を参照して、代表的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなろう。下図では、同様の参照文字は同一のまたは類似の部品を表す。ただし、代表的な実施形態による本発明の以下の説明は、例示のみを目的とするものであり、本発明および本発明の適用を限定することをいかなる意味でも目的としない。本明細書に示すように、異なる実施形態の特徴を交換および／または組み合わせ、本発明の追加の実施形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】照明システムおよびＥＵＶ投影レンズを備える、簡略化したＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムを概略的に示す。ＥＵＶ投影レンズは４つの鏡を備える。
【図２ａ】様々な素材の線形膨張係数（ＣＴＥ）を温度の関数として示す。素材は線形膨張係数がゼロとなるゼロクロス温度を有する。（出典：Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、  Ｖｏｌ．  ＣＲ４３、  ｐ  １８３、  ａｒｔｉｃｌｅ  ｆｒｏｍ  Ｓ．Ｆ．Ｊａｃｏｂｓ  「Ｖａｒｉａｂｌｅ  ｉｎ  ｉｎｖａｒｉａｂｌｅｓ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｗｉｔｈ  ｔｉｍｅ  ａｎｄ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」；ＩＳＢＮ  ０−８１９４−０９５３−７；１９９２）
【図２ｂ】様々なゼロデュア（登録商標）素材の線形膨張係数を温度の関数として示す。素材は線形膨張係数がゼロとなるゼロクロス温度を有する。（出典：Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、  Ｖｏｌ．  ＣＲ４３、  ｐ  １８６、  ａｒｔｉｃｌｅ  ｆｒｏｍ  Ｓ．Ｆ．Ｊａｃｏｂｓ  「Ｖａｒｉａｂｌｅ  ｉｎ  ｉｎｖａｒｉａｂｌｅｓ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｗｉｔｈ  ｔｉｍｅ  ａｎｄ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」；ＩＳＢＮ  ０−８１９４−０９５３−７；１９９２）
【図３ａ】２つの異なる温度での鏡などの反射型光学素子の側面図を概略的に示す。
【図３ｂ】温度変動による、鏡のｘ軸に沿った鏡面の変形を概略的に示す。
【図３ｃ】ゼロデュア（登録商標）およびＵＬＥ（登録商標）の本体の長さΔＬ／Ｌ0の相対的な変化を、長さＬ0を温度の関数としてｐｐｂ単位で概略的に示す。
【図３ｄ】図６のＥＵＶ投影レンズの第４の鏡の温度分布を鏡の大きさと共に示す。
【図３ｅ】図３ｄの鏡の温度プロファイルをｘ方向に沿って最高温度まで示す。基準温度に対する温度差を示す。
【図３ｆ】図３ｄの鏡の温度プロファイルをｙ方向に沿って最高温度まで示す。基準温度に対する温度差を示す。
【図３ｇ】図３ｄから図３ｆの鏡Ｍ4のゼルニケ係数の値を相対的単位で示す。
【図３ｈ】図６のＥＵＶ投影レンズの第６の鏡の温度分布を鏡の大きさと共に示す。
【図３ｉ】図３ｈの鏡の温度プロファイルをｘ方向に沿って最高温度まで示す。基準温度に対する温度差を示す。
【図３ｋ】図３ｈの鏡の温度プロファイルをｙ方向に沿ってｘ軸の最低温度の間の最低温度まで示す。基準温度に対する温度差を示す。
【図３ｌ】図３ｈから図３ｋの鏡Ｍ6のゼルニケ係数の値を相対的単位で示す。
【図４】たとえば、国際公開第２００５／０２６８０１号に記載する、ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズで用いる鏡を備える、鏡取り付け台アセンブリを概略的に示す。
【図５】鏡を加熱するためのヒータと、鏡の温度を制御するための温度制御システムとを備える、図４の鏡取り付け台アセンブリを概略的に示す。
【図６】６つの鏡と、ヒータと、第６の鏡のための温度または収差制御システムとを備えるＥＵＶ投影レンズを概略的に示す。
【図７】図６に示す投影レンズの６つの鏡がレチクルＭ後に１６Ｗの出力を有するＥＵＶ投影光線に曝される場合に、投影レンズの６つの鏡を加温するための例を示す。
【図８】ゼルニケ係数Ｚ５で表す、図６の投影レンズの各鏡の収差を示す。投影レンズの各鏡が図７に記載する安定状態にあるとき、ゼロクロス温度の関数として、Ｚ５をＲＭＳ値（実効値）から得る。
【図９】最適化ゼロクロス温度を、図６のＥＵＶレンズが投影プロセス中に曝される、レチクルＭ後のＥＵＶ光出力Ｐの関数として示す。。
【図１０】図４および図６に示すＥＵＶ投影レンズの、鏡などの反射型光学素子Ｍkの側面図を概略的に示す。さらに、支持素子によって支持される鏡の近くに、ヒータおよびクーラを配置する。
【図１１】図１０に示す反射型光学素子の側面図を概略的に示すが、ヒータは用いない。反射型光学素子または鏡Ｍk、４２１の温度を、反射素子または鏡の直接的な周囲面積または体積内の圧力を圧力制御することによって、制御する。
【図１２ａ】５ｍｍおよび２５ｍｍの伝達経路に対するゼロデュア（登録商標）の伝達を示す。
【図１２ｂ】反射型光学素子または鏡Ｍk４２１を概略的に示す。反射型光学素子または鏡Ｍk４２１はほとんど全体の表面を被膜Ｃで被膜され、鏡を赤外線放射で加熱可能にする。
【図１２ｃ】反射型光学素子または鏡Ｍk４２１を概略的に示す。反射型光学素子または鏡Ｍk４２１は少なくとも部分的に表面を被膜Ｃ２で被膜され、鏡を加熱可能にする。一定の電気抵抗を有するように、被膜Ｃ２を選択する。
【図１２ｄ】反射型光学素子または鏡Ｍk４２１を概略的に示す。反射型光学素子または鏡Ｍk４２１は少なくとも部分的に、反射面ＭＳkの近くに配置されるマルチゾーンワイヤグリッド１０５０で加熱される。
【図１３】ヒータまたは焼き戻し手段３００の複数の実施形態を反射素子または鏡Ｍk４２１と関連して概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
投影レンズ２０内の鏡または反射型光学素子（前述の図１を参照）の変形または位置の変化を低減するため、および表面画像の精度および位置の精度を０．１ｎｍの範囲またはさらに正確にするため、熱膨張を最小限に抑えなけらばならない。つまり、鏡面形状に関する実際の表面データおよび鏡の実際の位置データが、鏡面の形状に必要なまたは特定の寸法に関して、および鏡に必要なまたは特定の位置に関して、特定の範囲内でなければならないことを意味する。投影レンズにおいてこのような光学素子を用いると、約１０ｎｍ単位の横幅まで、またはさらに小さい横幅を有する画像構造を生成することができる。さらに、このような光学素子（鏡）または投影レンズでは、光学収差は１ｎｍより小さく、さらに０．１ｎｍより小さく、または実効値（ＲＭＳ値）で５０ｐｍ（ピコメートル）より小さい。つまり、実際の波面の理想的な波面からの偏差の二乗平均平方根（ＲＭＳ）値は前述の値よりも小さくなることを意味する。光学素子の熱膨張を最小限に抑えることで、熱による光学収差を低減する結果となる。そのために、投影レンズの複数の反射型光学素子Ｍiの少なくとも１つの鏡または複数の反射型光学素子Ｍiの本体ＭＢkは、熱依存熱膨張係数（ＣＴＥ）が温度Ｔ0kでゼロとなる素材であるか、またはそのような素材を備える。この温度Ｔ0kはゼロクロス温度と呼ばれる。このような素材の例を図２ａおよび図２ｂに示す。このような素材をＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムに適用することは、たとえば、国際公開第２００４／０１５４７７号に記載されている。リソグラフィ投影型露光システム１００の操作温度、またはこのようなシステムの反射型光学素子の操作温度によっては、少なくとも１つのゼロクロス温度Ｔ0を有する様々な使用可能な素材がある。反射型光学素子の通常の操作温度は約０℃から約１００℃の範囲であり、好ましくは、約１０℃から約６０℃の範囲であり、より好ましくは、約２０℃から約４０℃の範囲であり、使用可能な素材の数は非常に制限される。
【００２６】
図２ａによるとスーパーインバー（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）またはＵＬＥ（登録商標）（Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃ．の登録商標）は適切な素材であり、または図２ｂによると、ガラスセラミックからなるゼロデュア（登録商標）（Ｓｃｈｏｔｔ  ＡＧの登録商標）型からなる素材を選択してもよい。ＵＬＥ（登録商標）はチタンケイ酸ガラスであり、ＳｉＯ2およびＴｉＯ2のガラス混合物である。一次近似式では、ＵＬＥ（登録商標）およびゼロデュア（登録商標）それぞれのゼロクロス温度近辺のＣＴＥ値は、たとえば、図２ａおよび図２ｂ参照を参照して、方程式ＣＴＥ（Ｔ）＝ａ１（Ｔ−Ｔ0）で近似されることができる。ＵＬＥ（登録商標）では、定数または傾斜ａ１は正である。これは、温度が高くなるにつれて、（ＵＬＥ（登録商標）製の）素材の温度ＴがＴ0より低いときは素材が縮み、素材の温度ＴがＴ0より高いときは素材が膨張することを意味する。ゼロデュア（登録商標）では、図２ｂに示すように、定数または傾斜ａ１は室温の範囲内では負である。これは、温度が高くなるにつれて、温度ＴがＴ0より低いときは素材が膨張し、温度がＴ0より大きいときは素材が縮むことを意味する。高温では、第２のゼロクロス温度Ｔ20があり、正の定数または傾斜ａ２を近似ＣＴＥ（Ｔ）＝ａ２（Ｔ−Ｔ20）に有する。これは、素材が熱収縮および熱膨張に関して、ＵＬＥ（登録商標）に類似する性質を示すことを意味する。ゼロクロス温度周囲の一定の温度範囲では、ＵＬＥ（登録商標）およびゼロデュア（登録商標）のＣＴＥ値は１ｐｐｂ／Ｋ（１０-9／Ｋ）の範囲からゼロまでである。これは、たとえば、約１００ｍｍの厚さを有し、ＣＴＥ値が約１ｐｐｂ／Ｋの素材からなる本体は、温度が１ケルビン（１Ｋ）変化すると約０．１ｎｍ膨張または収縮することを意味する。スーパーインバーが１ｐｐｂ／Ｋの効率的なＣＴＥ値を達成するためには、ゼロクロス温度周辺の温度範囲はかなり小さくなくてはならない。このため、温度制御システムに関して余分な努力が必要となり、これが、ＥＵＶリソグラフィにおける反射型光学素子の基板素材として用いるには、特にＥＵＶリソグラフィ露光システム１００の投影レンズ２０として用いるには、スーパーインバーよりもＵＬＥ（登録商標）および／またはゼロデュア（登録商標）の方が好ましい１つの理由である。
【００２７】
一般的に、熱または温度の変動は光学結像システムの収差または画像欠陥に影響を与える。しかし、温度の全体的な変化または均一な変化、たとえば、温度をＴ（ｘ，ｙ，ｚ）からＴ（ｘ，ｙ，ｚ）＋ΔＴ（ｘ、ｙおよびｚは空間座標を示す）に変化する空間温度分布の温度オフセットΔＴによる変化は、ＶＵＶリソグラフィで用いられる屈折レンズ素子にはほとんど影響を与えない。これは、屈折力はレンズ素子において全体的に変化し、屈折レンズの表面画像の変化は、屈折素材の熱膨張係数（ＣＴＥ）がほとんど一定であるため、ごくわずかであるからである。
【００２８】
ＥＵＶリソグラフィ投影システムでは、鏡などの反射型光学素子が、たとえば、図２ａおよび図２ｂに示すように、温度Ｔに強く依存する熱膨張係数ＣＴＥ（Ｔ）を備える素材からなり、前述したように、均一の温度変化であっても光学システムの収差値に大きな影響を与える。これについてはより詳細に、図３ａおよび図３ｂに発明者の分析に基づき、概略的に説明する。
【００２９】
図３ａは本体ＭＢkおよび反射面ＭＳkを備える鏡などの反射型光学素子Ｍkの側面図を概略的に示す。鏡Ｍkは空間温度分布Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）を有する。鏡本体ＭＢkがゼロクロス温度を持つ素材を備える場合は、通常は、温度分布Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）はゼロクロス温度とは異なる。温度分布が一定の値ΔＴによって変化する場合は、たとえば、温度がゼロクロス温度の近くまで上昇すると、たとえば、ゼロデュア（登録商標）を傾斜ａ２（近似ＣＴＥ（Ｔ）＝ａ２（Ｔ−Ｔ20））が負である温度範囲で用いると、鏡は鏡Ｍk*まで膨張し、本体は本体ＭＢk*まで膨張する。ただし、第１の近似における膨張にも関わらず、表面ＭＳkの表面画像の形状は変化しないが、膨張した鏡Ｍk*の表面ＭＳk*はその位置が変化する。表面ＭＳk*は図示するように、値Δｚだけｚ方向に変位する。反射面の位置がこのように変化することは、加熱される鏡Ｍk*の並進運動によって容易に修正可能である。本事例では、画像欠陥または光学収差はほとんど変化しない。
【００３０】
図３ｂは温度分布Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）＝ＴRef（基準温度と呼ばれる）のときの鏡Ｍkの状況を概略的に示す。さらに、一例として、鏡を表面領域において、ｘ１からｘ２まで鏡本体ＭＢkのｘ次元に沿って局所的に加熱する。これを温度プロファイルまたは温度分布ΔＴ（ｘ）によって示す。最高温度ΔＴmaxを有する温度分布ΔＴ（ｘ）を基準温度ＴRefに加える。本事例では、基準温度ＴRefは鏡が基準形状を有する温度を意味し、また、鏡の反射面ＭＳkが基準表面画像を有する温度を意味する。熱膨張による偏差はこれらの基準形状および表面画像に関連する。さらに、間隔［ｘ１、ｘ２］は鏡本体のｘ方向の寸法よりも小さいと推定する。鏡本体が基準温度ＴRefから温度プロファイルΔＴ（ｘ）によって加熱され、鏡本体が図２ａおよび図２ｂに示すようにゼロデュア（登録商標）またはＵＬＥ（登録商標）などの、温度Ｔ0のときにゼロである温度依存熱膨張係数を備える素材からなる場合、およびＴRef＋ΔＴmaxである鏡本体の最高温度が、加熱によって一例としてゼロクロス温度Ｔ0より低く、基準温度ＴRefより高い場合は、座標ｘ１とｘ２との間の反射鏡面は基準温度での表面に比べて収縮する。これは、たとえば、ＵＬＥ（登録商標）を用いた場合である。図３ｂでは、表面画像の変化をＭＳk*によって概略的に示し、基準温度ＴRefでの基準表面画像ＭＳkと比較する。Ｌ１およびＬ２は基準温度Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）＝ＴRefでの本体の座標を示し、ｘ方向の本体Ｌ0（ＴRef）＝（Ｌ２−Ｌ１）の長さを表す。この変形を詳細に説明するために、図３ｃを参照する。
【００３１】
図３ｃは本体ＭＢkの長さΔＬ／Ｌ0の相対的な変化を概略的に示す。ここでは長さＬ0（図３ｂと関連して言及した長さなど）を温度の関数とし、ｐｐｂ単位（１０億分の１、つまり１０-9の値）の関数である。基準温度として、ＴRef＝２２℃を選択する。これは、長さＬ0が２２℃における長さであることを意味する。ゼロクロス温度Ｔ0kを、一例として、基準温度より３Ｋ高い２５℃に設定する。曲線３０１はＵＬＥ（登録商標）の相対的な長さの変化を概略的に示し、曲線３０２はゼロデュア（登録商標）素材の状況を概略的に示す。ゼロデュア（登録商標）素材は、約２５℃でゼロクロス温度Ｔ0を有し、ＣＴＥ近似ＣＴＥ（Ｔ）＝ａ１＊（Ｔ−Ｔ0）で負の傾斜ａ１を有するように選択される。たとえば、鏡本体ＭＢkがＵＬＥ（登択商標）からなり、鏡本体の温度が鏡内のＴRefと（２Ｔ0k−ＴRef）の温度間隔から選択される場合は、鏡本体は基準温度での鏡本体に対して収縮する。鏡本体がゼロデュア（登録商標）からなる場合は、図３ｃから分かるように、曲線３０２を参照し、鏡本体は基準温度での本体に対して膨張する。鏡面が図３ｂに示す温度プロファイルに類似する温度プロファイルを有する場合は、（第１の近似において）Ｌ１とｘ１との間の鏡面領域は熱膨張によって変化しない。また、温度が基準温度であるかまたは基準温度に近いため、ｘ２とＬ２との間の領域も変化しない。ｘ１とｘ２との間の領域では、温度が基準温度とは異なるため、鏡本体は膨張または収縮する。この領域で膨張または収縮のどちらが起こるかは、素材および絶対温度プロファイルΔＴ（ｘ）＋ＴRefとゼロクロス温度Ｔ0kのお互いに対する相対的な位置によって決まる。温度プロファイルの平均温度ΔＴavをΔＴav＝（∫ΔＴ（ｘ）ｄｘ│x2x1）／（ｘ２−ｘ１）とし、積分限度をｘ１およびｘ２とする。絶対温度プロファイルΔＴ（ｘ）＋ＴRefがゼロクロス温度Ｔ0kにほぼ等しい場合は、間隔［ｘ１、ｘ２］の膨張または収縮はない。しかし、温度プロファイルΔＴ（ｘ）に局所的な温度の変動がある場合には、この間隔内にこの間隔よりも小さい規模で表面変形（図３ｂには不図示）がなおあり得る。Ｔav＋ＴRef＝Ｔ0kの場合は、表面画像の変形は最小限となり、間隔［ｘ１、ｘ２］の規模では、無視できるものである。本事例では、収差または画像欠陥は最小限となる。その他の事例では、平均温度がゼロクロス温度ではなく、鏡本体ＭＢkが間隔［ｘ１、ｘ２］の間で収縮する場合は、図３ｂにＭＳk*として概略的に示すように、反射面の表面画像は変化する。膨張する事例では、反射面はＭＳk**に変化し、表面画像も変化する。両方の事例において、収差および画像欠陥は増加する。図３ｂでは、一例として、絶対平均温度はゼロクロス温度より低いが、基準温度ＴRefと２Ｔ0−ＴRefで示される温度との範囲内にあり、その結果として、図３ａの鏡本体ＭＢkにおいてＵＬＥ（登録商標）の表面変形ＭＳk*およびゼロデュア（登録商標）の表面変形ＭＳk**が起こる。鏡が均一的に温度Ｔ＝（２Ｔ0−ＴRef）近辺に向かう場合は、鏡は基準温度ＴRefのときと同一の寸法および表面画像を有し、その結果として、加熱によるそれ以上の収差または画像エラーは生じないことに言及するべきであろう。収差に対する熱膨張の影響を上記で簡単に説明したが、様々な単純化がある。たとえば、特別な温度プロファイル、ｘ方向にのみ温度変化があり、その他の次元は基準温度ＴRefのままであるという前提、および鏡本体がゼロクロス温度において変化しない素材（ゼロクロス温度が鏡のｘ、ｙおよびｚ方向において変化しない）からなるという前提などである。実際の設計では反射面および鏡のゼロクロス温度または任意の熱負荷下での操作温度などその他の鏡パラメータを最適化するために、より複雑なシミュレーション計算または有限要素計算が必要となる。本発明によれば、鏡の操作温度およびゼロクロス温度を、鏡または反射型光学素子の基準温度ＴRef（ｘ，ｙ，ｚ）とは異なる絶対温度プロファイルΔＴ（ｘ，ｙ，ｚ）＋ＴRefがゼロクロス温度Ｔ0に対してほぼ対称となるように、選択する。１次元、たとえば、ｘ方向において、これはΔＴav＋ＴRef＝（∫ΔＴ（ｘ）ｄｘ│x2x1）／（ｘ２−ｘ１）＋ＴRef＝Ｔ0となることを意味する。
【００３２】
温度プロファイルΔＴが２次元以上で変動する場合、たとえば、ΔＴ＝ΔＴ（ｘ，ｙ，ｚ）である場合は、積分を各次元で行い平均温度を得る。つまり、Ｔav＝（∫∫∫ΔＴ（ｘ，ｙ，ｚ）ｄｘｄｙｄｚ│x2x1│y2y1│z2z1）／（ｘ２−ｘ１）／（ｙ２−ｙ１）／（ｚ２−ｚ１）であり、式中、ｙ１、ｙ２およびｚ１、ｚ２はｙおよびｚ方向それぞれの鏡の縁である。代替的に、各次元の平均温度を個別に算出する。本事例では、ゼロクロス温度への最適化を収差に最も関連する一次元または複数の次元に関連する、１つの個々の平均温度または２つの個々の平均温度に対して行うことができる。
【００３３】
さらに、本発明によれば、ゼロクロス温度の最適化を、ゼロクロス温度を有するＥＵＶ投影レンズの各鏡の期待絶対平均温度ΔＴav＋ＴRef＝Ｔ0に適合してもよい。代替的に、期待絶対平均温度を、たとえば、少なくとも１次元において、均一的に鏡本体を加熱手段を用いて加熱することによって、均一的に鏡素材のゼロクロス温度まで上昇させる。この方法によって、下記で述べるように、さらなる可撓性が実現できるため、この方法が好ましい。
【００３４】
図３ｄから図３ｆは投影レンズ２０（図１）で使用するＥＵＶ鏡のより現実的な温度分布を示す。図３ｄでは、上面からの鏡Ｍkとその寸法を示す。この鏡の温度分布およびそれぞれの収差をシミュレーションするために、図６に示すように６つの鏡を備えるＥＵＶ−投影レンズ（ｋ＝１から６）を用いた。鏡２４（図６参照）、つまり、図３ｄから図３ｆに示す、投影光線の方向から数えてレチクルから４つ目の鏡であるＭ4の結果を図３ｄから図３ｆに示す。６つの鏡を備えるＥＵＶレンズを下記に示し、説明する。図３ｄでは、温度分布をグレーの陰影パターンで示す。温度は鏡周辺部の基準温度ＴRefである２２℃から、中央の黒点における約ＴRef＋ΔＴmax（ｘ）＝２４℃まで上昇する。図３ｅは基準温度に対する温度差を、最高温度ΔＴmaxまでｘ方向に沿った鏡の温度プロファイルΔＴ（ｘ）として示す。図３ｆは基準温度に対する温度差を、最高温度ΔＴmaxまでｙ方向に沿った鏡の温度プロファイルΔＴ（ｙ）として示す。鏡が均一に温度プロファイルを有する結果として、前述した鏡面の変形が生じる。これらの変形は収差を生じ、この収差が画像エラーまたは欠陥の原因となる。これを図３ｇに示す。図３ｇでは鏡Ｍ4のゼルニケ係数値を示す。この係数は、像点ＩＰを生成する画像面の理想的な球面波面の偏差量または大きさである（図１参照）。
【００３５】
ゼルニケ係数を得るために、一連のゼルニケ関数において波面を膨張させる。理想的な球面波は第１のゼルニケ係数のみを有し、ほかのすべての係数はゼロである。そこで、２より大きいゼルニケ係数の値は様々な画像エラーの基準であり、これらの係数が大きくなるほど、光学撮像システムの光学収差は大きくなる。
【００３６】
図３ｇでは、各ゼルニケ係数に２つの値が与えられている。左側の値（バー）は鏡を追加加熱していない値である。右側のバーが示す右側の値は、均一な追加加熱を行った鏡の値である。この値に関してここで詳細に説明する。この例の鏡Ｍ4は２５℃のゼロクロス温度を備えるＵＬＥ（登録商標）からなる鏡本体を有する。基準温度はＴRef＝２２℃である。これは、ＥＵＶ光がないと、鏡の温度は２２℃であることを意味する。好ましくは、この２２℃の温度で、収差は最小限となる。ＥＵＶ光のスイッチを入れ、物点ＯＰを像点ＩＰに投影すると、図３ｇのそれぞれの左側のバーに示すように、鏡は加熱し、収差が起こる。ＥＵＶ光のスイッチを入れる前に、鏡Ｍ4を追加して均一的に２℃加熱して２４℃にすると、右側のバーに示すスイッチを入れた後の収差は大幅に左側の収差よりも低くなる。これは、ＥＵＶレンズの収差を、少なくとも１つのレンズの鏡を均一に加熱することによって、大幅に低減できることを意味する。
【００３７】
図３ｈから図３ｌは、投影レンズ２０（図１）で用いるＥＵＶ鏡の別の現実的な温度分布を示す。図３ｈでは、図６のＥＵＶ投影レンズの鏡Ｍ6を図３ｄと同様に示す。この鏡の温度分布およびそれぞれの収差をシミュレーションするために、６つの鏡を備えるＥＵＶ投影レンズを図３ｄから図３ｇに用い、および図６に示す。鏡２６（図６参照）、または投影光線の方向から数えてレチクルから６つ目の鏡であるＭ6の結果を図３ｈから図３ｌに示す。温度は鏡周辺部の基準温度ＴRefである２２℃から、左側および右側の黒点中央において約１．２℃まで上昇する。図３ｉは最高温度までｘ方向に沿った鏡の温度プロファイルを示し、基準温度に対する温度差ΔＴ（ｘ）＝Ｔ（ｘ）−ＴRefを示す。図３ｋは、ｘ方向の最大値の間の最低温度まで、ｙ方向の基準温度に対する温度差ΔＴ（ｙ）＝Ｔ（ｙ）−ＴRefを示す。鏡の不均一な温度プロファイルの結果として、鏡面の変形がここでも起きる。この鏡のゼルニケ係数の値を図３ｌに示す。ここでも左側の値（バー）は鏡を追加加熱していない値である。右側の値は鏡を追加加熱した値である。鏡Ｍ6も２５℃のゼロクロス温度を備えるＵＬＥ（登録商標）からなる鏡本体を有する。基準温度もＴRef＝２２℃である。これも、ＥＵＶ光がないと、鏡の温度は２２℃であることを意味する。好ましくは、この２２℃の温度で、収差は最小限となる。ＥＵＶ光のスイッチを入れ、たとえば、物点ＯＰを像点ＩＰに投影すると、図３ｌのそれぞれの左側のバーに示すように、鏡は加熱し、収差が起こる。ＥＵＶ光のスイッチを入れる前に、鏡Ｍ6を追加して基準温度ＴRefを均一的に３．８℃加熱して２５．８℃にすると、スイッチを入れた後の右側のバーに示す収差は大幅に左側の収差よりも低くなる。これも、ＥＵＶレンズの収差を、投影レンズの少なくとも１つのレンズの鏡を均一に加熱することによって、大幅に低減できることを意味する。
【００３８】
図４を参照し、鏡取り付け台を備える鏡をより詳細に説明し、基準温度ＴRefの意味を説明する。図１または図６を参照して前述した投影レンズ２０は、鏡２１、２２、２３、２４（２５、２６）または全体的に複数の反射型光学素子Ｍiを備え、それぞれの鏡が本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを備え、投影レンズ２０が５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、レチクルまたは構造化対象物Ｍ上の対象フィールドの少なくとも１つの物点ＯＰを、基板またはウエハＷ上の画像フィールドにおける像点ＩＰに投影する。好ましくは、約１３ｎｍの波長を用いる。ＥＵＶ光は、ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システム１００の照明システム１０による照明の後に、レチクルＭから反射される。さらに、投影レンズ２０は、受動的または能動的に複数の反射型光学素子Ｍi（たとえば、鏡２１、２２、２３、２４）を支持する支持構造を備える。支持構造または支持構造の少なくとも一部分の温度は基準温度ＴRefである。これを図４に詳細に示す。図４では鏡４２１の鏡取り付け台アセンブリ４００を概略的に示す。鏡４２１は、ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システム１００（図１）で用いられる複数の反射型光学素子Ｍiから、たとえば、国際公開第２００５／０２６８０１号に記載するように、１つの反射型光学素子Ｍkを表す。鏡４２１は、ゼロデュア（登録商標）またはＵＬＥ（登録商標）からなる鏡本体ＭＢk、またはゼロデュア（登録商標）またはＵＬＥ（登録商標）の１つを備える素材からなる鏡本体ＭＢk、または少なくとも１つのゼロクロス温度を有する素材からなる鏡本体ＭＢkを備える。鏡４２１はまた、規定の層厚さを有する規定の層素材からなる任意の多層を備える反射面４５０を備え、ＥＵＶ光の投影光線４（図１）の反射率を改善する。鏡本体ＭＢkは支持素子４８０によって支持される。一例として、鏡４２１は３つの取り付け台または連結点４５１、４５２、４５３によって支持、または懸架される。これらの各取り付け点において、鏡本体ＭＢkは二脚構造４６１、４６２、４６３を備える連結素子４７１、４７２、４７３と接続して、運動学的取り付けを実現する。運動学的取り付けによって、寄生力および／またはモーメントがほとんど支持素子４８０から鏡に移動しないように鏡４２１を保持する。通常は、これらの二脚構造の少なくとも１つは作動装置を有してもよいが、必ずしも必要ではない。支持素子４８０は投影レンズ２０のハウジング構造４８１に固定される。ハウジング構造は投影光学ボックスまたはＰＯＢと呼ばれることもある。本発明によれば、規定のまたは制御された基準温度ＴRefを有する支持構造として、連結点４５１、４５２、４５３、連結素子４７１、４７２、４７３、二脚構造４６１、４６２、４６３、支持素子４８０またはハウジング構造４８１の素子の１つを、好ましくは選択する。選択した支持構造はＥＵＶリソグラフィ投影システムで用いる温度制御システムにもとりわけ依存する。このため、図４においてこれらすべての素子はＴRefで示されているが、これらすべての素子が投影システム１００の操作中に同一の温度を有することを必ずしも意味しない。
【００３９】
本発明によれば、基準温度ＴRefは選択される支持素子の温度である。選択される支持素子は、ＥＵＶリソグラフィ投影システムのＥＵＶ光のスイッチを切る操作モードにおいて、またはＥＵＶ光出力が約１０％より低い露光力である操作モードにおいて、反射型光学素子４２１を支持する。ＥＵＶ光出力が約１０％より低い露光力である操作モードは、通常は、ＥＵＶリソグラフィ投影システムの大量生産操作モードにおいて、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影するために用いられる。この基準温度ＴRefは、通常は、投影レンズ２０を操作するクリーンルームの室温に近い温度を選択する。つまり、基準温度は約２０℃から２４℃の範囲内であり、好ましくは、２２℃である。ほとんどのＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムにおいて、追加温度制御システムは、基準温度が投影レンズ２０の操作中においても一定となるように基準温度ＴRefを制御する。通常は、この基準温度はハウジング構造４８１および／または支持素子４８０の温度であり（図４）、たとえば、図３で選択するように２２℃である。本発明によれば、好ましくは、ゼロクロス温度Ｔ0kが基準温度より高くなるように、温度を選択する。これにより、鏡をゼロクロス温度近辺で操作するために、鏡または反射型光学素子を基準温度ＴRefより低い温度に冷却する必要がないという有利点を有する。ＥＵＶ投影レンズの鏡を冷却することを避けることは有利である。なぜなら、レンズは真空で操作されるため、真空内で鏡を冷却することは技術的に困難であり、または費用がかかるためである。
【００４０】
さらに、本発明によれば、投影レンズ２０は、少なくとも１つの光学素子Ｍkを加熱するためのヒータ３００と、少なくとも１つの光学素子Ｍkの温度を、図５に示すように温度Ｔkまで制御するための温度制御システム２００とを備える。図５では、類似の符号は図４と同一または類似の部品を示す。加熱可能な光学素子Ｍk上では、投影レンズが露光力に曝される場合、およびヒータ３００を起動せず、または加熱しない場合は、基準温度に対する空間温度分布ΔＴ（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）が形成される。この分布は上記で規定するように平均温度ΔＴavを有する。
【００４１】
少なくとも１つの加熱される光学素子Ｍkを図４に示す方法と同一の方法で支持構造に接続してもよい。さらに、少なくとも１つの加熱される反射型光学素子Ｍkの鏡本体ＭＢkは、基準温度ＴRefより高い温度Ｔ0kでゼロである温度依存熱膨張係数を有する素材を備える。温度Ｔ0kはゼロクロス温度とも呼ばれる。好ましい基準温度はＴRef＝２２℃であるため、好ましいゼロクロス温度Ｔ0kは２２℃と約７０℃の間である。前述したように、このような素材は、たとえば、ゼロデュア（登録商標）またはＵＬＥ（登録商標）である。少なくとも１つの温度制御されたまたは加熱可能な光学素子Ｍkの温度Ｔkと、ゼロクロス温度Ｔ0kおよび基準温度ＴRefとの関係は、Ｔkを以下の群から選択するものである。Ｔk＝Ｔ0k−ΔＴav；Ｔk＝２＊Ｔ0k−ＴRef−ΔＴav；Ｔk＝ＴRef＋３＊（Ｔ0k−ＴRef）／２−ΔＴav；Ｔk＝Ｔ0k−ΔＴmax；Ｔk＝２＊Ｔ0k−ＴRef−ΔＴmax；Ｔk＝ＴRef＋３＊（Ｔ0k−ＴRef）／２−ΔＴmax。この温度Ｔkを、好ましくは、温度分布ΔＴ（ｘ，ｙ，ｚ）が光学素子Ｍkに形成される前に達成する。その一方で、光学素子が投影システムの操作モード中のＥＵＶ光に曝される場合に、温度分布は加熱の結果として生じる。反射素子Ｍkはゼロクロス温度に近いため、鏡または反射素子Ｍkが吸収する投影光線のＥＵＶ光は約ゼロクロス温度まで加熱するので、これは有利点を有する。本発明の有利点は、ヒータ３００を利用することによって、鏡を投影プロセスの間に好ましいゼロクロス温度で操作でき、ゼロクロス温度を極めて自由に選択できることである。代替として、ΔＴavが約１Ｋと小さい場合に、Ｔkもゼロクロス温度Ｔ0とすることができる。
【００４２】
これは、温度Ｔkは温度制御システム２００によってヒータ３００（図５参照）の温度まで制御されることを意味する。好ましくは、ヒータは鏡Ｍkを均一的にこのような一定温度値まで加熱する。温度ＴkはＥＵＶ光の電源が入っていないＥＵＶリソグラフィ投影システムが操作モードにあるときの、鏡Ｍkの操作温度である。ＥＵＶ光の露光力は、通常は、リソグラフィ露光システムの大量生産操作モードにおいて、レチクルの対象フィールドを基板の画像フィールドに投影するために用いられる。ＥＵＶ光を露光力にすると、反射型光学素子または鏡Ｍkの温度は平均温度ΔＴav分増加し、ゼロクロス温度Ｔ0になるか、またはゼロクロス温度Ｔ0に近づく。前述の通り、好ましくは、ＥＵＶ光のスイッチを入れる前に、温度Ｔkをすでにその値に制御する。好ましい実施形態では、ヒータを制御し、鏡Ｍkが受ける熱エネルギが一定となるようにする。これは、たとえば、鏡がエネルギの一部を吸収する場合、たとえば、ＥＵＶ光の一部を吸収する場合に、ヒータが加熱力を低減し、鏡への熱エネルギの全入力が時間がたつと一定となるようにすることを意味する。この結果として、鏡の平均温度も時間がたつと一定またはほとんど一定となる。Ｔkの様々な好ましい値の詳細は以下で説明する。
【００４３】
温度Ｔkは反射面ＭＳkまたは鏡本体ＭＢkで制御されてもよい。温度Ｔ0k（ゼロクロス温度）、鏡Ｍk（または反射型光学素子全般）の操作温度Ｔkと支持構造の基準温度ＴRefならびに平均温度ΔＴavとの前述した関係によって、ほとんどの現実的な事例では、反射型光学素子Ｍkの長さおよび表面画像にはほとんど変化は起こらない。また、収差または画像エラーは図３ｇおよび図３ｌに示すように、大幅に低減し、温度Ｔkは約Ｔk＝Ｔ0k−ΔＴavおよびＴk＝ＴRef＋３＊（Ｔ0k−ＴRef）／２−ΔＴavに制御される。
【００４４】
方程式Ｔk＝ＴRef＋３＊（Ｔ0k−ＴRef）／２−ΔＴavも、温度分布が鏡面だけではなく、鏡の厚さ方向またはｚ方向にもあることを考慮している。反射面側面、たとえば、鏡の周辺部に温度Ｔkが存在すると想定し、鏡の裏側に、たとえば、基準温度ＴRefである支持構造の熱伝導によって基準温度ＴRefが存在する場合は、Ｔkの有効な温度はＴk＝２＊Ｔ0k−ＴRef−ΔＴavによって得られる。しかし、温度制御システムの精度または温度Ｔkが制御可能な精度も、収差または画像エラーに影響する。温度制御およびその他システムの変動による反射型光学素子Ｍkの本体ＭＢkの温度の精度が±１Ｋの範囲内である場合は、長さの相対的な変化は、図３ｃの符号３０３によって概略的に示されるように、通常は約１０ｐｐｂ未満である。しかし、これは、操作温度が約ＴRef＋（Ｔ0k−ＴRef）／２とＴRef＋３＊（Ｔ0k−ＴRef）／２との間で選択できることを前提としている。図３ｃから分かるように、操作温度が基準温度ＴRefに近すぎると、または全般的にゼロクロス温度Ｔ0kから遠すぎると、符号３０４および３０５が示すように、長さの相対的な変化は１０ｐｐｂよりもはるかに大きい。このような事例では、本体ＭＢkの変形により、鏡が変形する大きな危険性があり、システムの光学性能の劣化を招く。これらの理由から、特に操作温度Ｔkが間隔［（ＴRef＋Ｔ0）／２；ＴRef＋３＊（Ｔ0k−ＴRef）／２］の間にある場合は、操作温度Ｔk＝Ｔ0k−ΔＴavおよびＴk＝ＴRef＋３＊（Ｔ0k−ＴRef）／２−ΔＴavが好ましい。
【００４５】
鏡本体ＭＢkの素材のゼロクロス温度が光レンズの設計に用いられる設計計算またはシミュレーションよりも高い素材を選択すると有利である。これらの計算において、周辺温度の変動、レンズ設計の設計前提の変動、ＥＵＶ光源およびレチクル反射の変動も考慮してもよい。これらの変動は、ＥＵＶ投影レンズを設計する際に、鏡Ｍkの最大または平均温度の計算に影響する。ゼロクロス温度を算出した値よりも数度高いケルビン値に選択すると、ＥＵＶレンズを、あらゆる状況下で、収差が最小限となるゼロクロス温度に近い好ましい温度で操作することができる。鏡のこの操作温度を、ヒータ３００およびコントローラ２００を用いて均一および制御して加熱することによって実現してもよい。ヒータ３００には、様々な実施形態を用いることができる。たとえば、金属板として形成し、鏡の近辺、好ましくは、鏡の裏側近辺に配置する加熱素子を用い、電気的に加熱する。代替的にまたは追加的に、電気加熱素子を鏡本体と直接接触させる。別の代替的または追加のヒータは、鏡または反射素子を照射する赤外線源を備える。
【００４６】
さらに、温度制御システム２００は、鏡温度Ｔkを１または複数の位置で直接測定するセンサを備えてもよい。本発明の別の実施形態では、少なくとも１つの光学素子Ｍkの温度Ｔkは、温度制御システムによって制御され、光学素子Ｍkの反射面ＭＳkの温度ＴMSK（図５）または光学素子Ｍkの本体ＭＢkの温度ＴMBKであることもある。代替的にＴkは、本体ＭＢkの温度ＴMBKおよび／または反射面ＭＳkの温度の関数から得る温度であることもある。さらに、反射面ＴMSKの温度は平均表面温度であることもある。このような平均は、たとえば、表面温度を赤外線カメラ、または空間分解パイロメータで測定することによって行うことができる。本体ＴMBKの温度もデータ本体ＭＢkの複数の空間位置で測定した複数の温度の平均温度とすることもできる。好ましくは、空間位置または鏡本体の温度を測定する空間位置のサブセットを、反射面の近辺に配置する。コントローラ２００によって、温度値または制御パラメータを反射面および／または本体の１または複数の温度の測定から算出することができる。別の代替として、前述の通り、制御システムの温度Ｔkを本体ＭＢkまたは反射面ＴMSKの空間温度分布から選択する。光学素子Ｍkの温度が１つの場所または複数の場所で測定されるか、温度制御システムが温度信号の１つの入力チャネルまたは複数の入力チャネルを備えるかによって、前述の温度制御の選択肢の１つを選択する。代替的にまたは追加的に、光学収差を決定することができ、温度コントローラ２００は鏡温度を制御して、収差が最小になるようにする。温度制御または収差制御のために、温度Ｔkを明示的に決定する必要はない。また、モデルベースのコントローラも、鏡の温度または鏡に伝達されるヒータの加熱を制御するために用いることができる。モデルはレンズが受けるＥＵＶ光出力、レチクルが照射される照明設定、レチクル上の構造およびレンズの光学収差などのパラメータを考慮してもよい。
【００４７】
別の実施形態では、照射されたレチクルのＥＵＶ光は、照明設定にしたがって、角空間分布、偏極空間分布および強度空間分布を備える。この結果として、通常は、基準温度ＴRefに対する空間温度分布ΔＴ（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）となる。この温度分布は、通常は、平均温度ΔＴkavおよび最高温度ΔＴkmax＝（ＴRef＋ΔＴkmax）を有する。この温度分布は、ヒータを加熱せずに、投影レンズが露光力を受ける場合に、加熱可能な光学素子Ｍkの反射面ＭＳkから形成されることに言及すべきである。
【００４８】
前述の温度Ｔkの選択の代わりに、温度分布決定後に温度ＴkをＴk＝（Ｔ0k＋ＴRef＋ΔＴkmax）／２として選択する。ΔＴkmaxによって、前述のゼロクロス温度が最高温度Ｔkmax＝ＴRef＋ΔＴkmaxより高い場合に、この選択は、加熱される光学素子はゼロクロス温度近くまで加熱されるという有利点を有する。前述の通り、Ｔkは光学素子Ｍkの本体ＭＢkの温度ＴMBKであってよく、温度は、本体ＭＢkの温度ＴMBKおよび反射面ＭＳkの温度ＴMSKの関数によって得られる温度、または投影光線４のＥＵＶ光のスイッチを入れる前の本体ＭＢkまたは反射面ＴMSKの空間温度分布から選択される温度であってよい。
【００４９】
本発明による投影レンズの別の実施形態では、光学素子Ｍkの温度Ｔkは投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される前に、第１の加熱力でヒータを加熱することによって、その値を制御される。これは、ＥＵＶ光に曝される前の光学素子Ｔkの操作温度は非常に露光中の操作温度に近いという有利点を有する。この結果露光時間の関数としての収差エラーは大幅に低減でき、投影システムは、画像品質がほとんど変化しない安定状態の作動条件ではるかに迅速になる。好ましくは、露光中の（投影レンズがＥＵＶ光の露光力を受けている間）ヒータの加熱力は第１の加熱力より小さい。これにより、光学素子Ｍkが加熱することを防ぐ。
【００５０】
本発明による投影レンズの別の実施形態では、第２の光学素子Ｍ2kを温度Ｔ2kまで過熱するための第２のヒータを用いる。第２の光学素子Ｍ2kの本体ＭＢ2kも基準温度より高い温度Ｔ02kでゼロである温度依存熱膨張係数を有する素材を備える。第２の光学素子上では、投影レンズが露光力に曝されるとき、第２のヒータを加熱せずに、基準温度ＴRefに対する第２の空間温度分布ΔＴ2（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔ2（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）が形成され、平均温度ΔＴ2avおよび最高温度ΔＴ2maxを有する。前述の実施形態と同様に、図３ｃにも関連して、第２の光学素子Ｍ2kの温度Ｔ2kを前述の第１の加熱される鏡Ｍkの操作温度Ｔkと同一の関係にしたがって選択する。これは、第２の光学素子Ｍ2kの操作温度Ｔ2kは、好ましくは、次のグループから選択されることを意味する。Ｔ2k＝Ｔ02k−ΔＴ2av；Ｔ2k＝２＊Ｔ02k−ＴRef−ΔＴ2av；Ｔ2k＝ＴRef＋３＊（Ｔ02k−ＴRef）／２−ΔＴ2av；Ｔ2k＝Ｔ02k−ΔＴ2max；Ｔ2k＝２＊Ｔ02k−ＴRef−ΔＴ2max；Ｔ2k＝ＴRef＋３＊（Ｔ02k−ＴRef）／２−ΔＴ2max。この場合、光学素子または鏡Ｍ2kを投影光線４のＥＵＶ光のスイッチを入れる前の温度Ｔ2kまで加熱するか、または好ましくは加熱する。この実施形態では、本体ＭＢ2kの素材は第１の光学素子の本体ＭＢkの素材と同一であっても、異なっていてもよい。同一の素材の第１の事例では、好ましくは、素材は第１の反射素子Ｍkとは異なるゼロクロス温度を有し、ＣＴＥ（Ｔ）関数（たとえば図２ｂ参照）はそれぞれのゼロクロス温度の傾斜に異なる算術記号を有する。これには、素材が図２ｂに示すゼロデュア（登録商標）素材に対して、少なくとも２つのゼロクロス温度Ｔ0およびＴ02を有することが必要である。異なる素材の例は、ＵＬＥ（登録商標）を１つの光学素子に用い、ゼロデュア（登録商標）をもう１つの光学素子に用いることである。また本事例では、好ましくは、それぞれのゼロクロス温度の傾斜の算術記号は異なる。たとえば、国際公開２００５／０４０９２４に記載するように、この有利点は収差を低減するための別の手段として用いることができる。
【００５１】
図６は反射型光学素子Ｍ1からＭ6として６つの鏡を備えるＥＵＶ投影レンズの追加の概略的な構成を示す。反射型光学素子Ｍ1からＭ6はそれぞれ符号２１、２２、２３、２４、２５および２６で示される。図６では、図１と類似の符号は同一または類似の部品を示す。さらに、鏡をレチクルＭからウエハＷまでの投影光線４の下流方向に配置された順番に付番する。たとえば、図１または図６に示すように、このようなＥＵＶ投影レンズ２０が物点ＯＰをウエハ上の像点ＩＰに投影するためのＥＵＶ光に曝されると、個々の鏡が加温される。好ましくは、ＥＵＶ光のスイッチを入れる前に、これらの鏡を、たとえば、２２℃の基準温度ＴRefにする。図７は、このようなレンズがレチクルＭ後に１６Ｗの出力を有する投影光線４に曝される場合に、図６の投影レンズ２０の６つの鏡を加温する例を示す。この出力を生成するために、１ｋＷより大きい光源力が光源１に必要である（図１参照）。図示する線図はシミュレーション計算であり、レチクルは双極子照明設定で照明され、図３ｈに示す鏡と同様に、最後の鏡Ｍ6に温度分布を与える。鏡Ｍ6は投影レンズ２０の瞳面に、またはその近くに配置されるため、双極子はこの鏡上に見ることができる。
【００５２】
図７では、６つの鏡それぞれの平均温度ΔＴavを時間の関数として、それぞれ下方の曲線で示す。平均温度を上記で規定するように算出する。同様に、温度分布ΔＴ（ｘ，ｙ，ｚ）の各鏡の最高温度ΔＴmaxを時間の関数として示し、各鏡の上方の曲線で表す。鏡Ｍ5、Ｍ3およびＭ2の熱負荷によって、これらの鏡がそれぞれ約４．５Ｋ、４．０Ｋおよび３．５Ｋまで加温されることが分かる。Ｍ1は約２Ｋ加温され、Ｍ4、Ｍ6は約０．５Ｋ加温される。さらに、鏡がほとんど一定の安定状態温度になるまで１５０分以上必要であることが分かる。この期間中、これらの表面の反射面および表面画像の効率的な位置は、図３ａから図３ｃで説明したように変化する。この結果として、時間がたつと平均温度がそれぞれのゼロクロス温度に対して変化するため、前述の光学収差が生じる。しかし、レンズ２０を安定状態条件に最適化してもよい。これは、鏡のゼロクロス温度が安定状態温度またはほとんど安定状態温度、つまりｉ番目の鏡（ｉ＝１から６）に対してＴ0i＝（Ｔavi＋ＴRef）となるように、鏡のゼロクロス温度を選択することを意味する。この場合は、図３ａから３ｃと関連して記載したように、収差は最小限となる。鏡を表面画像が約２２℃の温度となるように（または全般的に基準温度の近辺となるように）製造する場合は、図３ａと関連して記載したように、鏡を均一的にこのように選択されるゼロクロス温度まで加熱した場合であっても、この表面画像はほとんど同一のままである。さらに、鏡が投影光線４の出力を吸収したために空間温度分布Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）を有する場合は、この吸収によって生成されたこの収差も、図３ｂおよび図３ｃで説明したように最小限となる。現実的には、ゼロクロス温度を（素材選択によって）最適化する提案は次の欠点を有する。
１．安定状態温度は、光源力、照射されたレチクルおよびレチクルを照射する照明設定によって異なる。
２．特定のゼロクロス温度を有する鏡素材を製造することは非常に高価である。さらに、製造公差が存在し、製造公差を有する大量の素材群の中から必要な素材を選択することによってのみ、特定のゼロクロス温度が実現できる。これは非常に高価となる。米国公開特許第２００３／０１２５１８４号では、一定の規定のゼロクロス温度を有するゼロデュア（登録商標）の製造が困難であることが記載されている。さらに、ゼロクロス温度を決定することが困難であることも示される。
３．最初の約２時間から３時間の加温段階中に、ＥＵＶレンズを微細構造対象物の大量生産には用いることのできない、許容できない収差がある。
【００５３】
収差に関する上記の欠点の影響は図８から分かる。図８はゼルニケ係数Ｚ５の形で収差を示す。Ｚ５で、図６に示すレンズの６つの鏡それぞれのＲＭＳ値（実効値）を示す。投影レンズの各鏡が図７に記載する安定状態にある場合に、Ｚ５をゼロクロス温度の関数として示す。各鏡のバーは、ゼロクロス温度が高くまたは低く選択される場合に、収差が増加する様式を示す。計算は１８℃（最も左側のバー）から３４℃（最も右側のバー）までのゼロクロス温度に対して１Ｋごとに行った。Ｍ2では安定状態温度は約２５．５℃（ＴRef＝２２℃でＴav２＝３．５Ｋ）であり、様々なゼロクロス温度の収差値を、それぞれのゼロクロス温度データを記載した矢印で示す。図８による最適なゼロクロス温度は２６℃から２７℃の間であり、安定状態温度（２５．５℃）がゼロクロス温度に対応する場合に、最小収差が実現することと一致する。図８は、鏡の安定状態温度がゼロクロス温度と約±１Ｋの範囲内で一致しない場合は、収差が増加することを明確に示す。安定状態温度ＴRef＋ΔＴavはＥＵＶ光源力、用いた照明設定、用いたレチクルおよびその他複数の態様に依存する。鏡素材を選択するとゼロクロス温度は固定されるため、収差を最小にできる前述のすべての動作条件下で、ＥＵＶレンズをこのように構築することは不可能に思われる。
【００５４】
また図８では、ゼロクロス温度Ｔ0kに関する製造公差の影響が分かる。たとえば、鏡Ｍ2では、２７℃のゼロクロス温度で収差が最小限となり、製造素材がゼロクロス温度Ｔ02＝２９℃を有する場合は、収差はほとんど２倍となる。鏡Ｍ1では、最適なゼロクロス温度から２Ｋ偏差すると、矢印８１および８２で示すように、さらに高い収差が生じる。
【００５５】
図９は投影中にＥＵＶレンズ２０が受けるレチクルＭ後のＥＵＶ光出力Ｐの関数として最適化ゼロクロス温度を示す。計算は最大の収差が生じる設定で行う。すべての鏡の最適化ゼロクロス温度Ｔ0iは出力Ｐと線形に良く近似して増加することが分かる。計算は１６Ｗまで行い、図７および図８の計算をするために、６つの鏡すべての鏡素材としてＵＬＥ（登録商標）を選択した。さらに、製造されたレンズ２０が光学収差に関して最適化される場合は、１つのＥＵＶレンズ内でのゼロクロス温度の変動は出力と共に変動することも分かる。これは、鏡を製造するために、幅広く変動し、異なるゼロクロス温度を有する異なる素材を用いなければならないことを意味する。このため、製造がさらに非常に高価になる。さらに、本発明者らは、ＥＵＶレンズがＥＵＶ光出力および収差に最適化されている場合は、高い露光力に対して、投影レンズ内のゼロクロス温度の差は６Ｋより大きく、さらに８Ｋより大きくなることを初めて気付いた。このため、好ましくは、別の実施形態では、本発明の投影レンズの前述の実施形態では、加熱可能な光学素子のゼロクロス温度Ｔ0kと第２の加熱可能な光学素子のゼロクロス温度Ｔ02kとの差の絶対値が６Ｋより大きくなるように選択し、ａｂｓ（Ｔ0k−Ｔ02k）＞６Ｋで表す。このような投影レンズを用いて、有利には、（光学素子でのＥＵＶ光の吸収による熱効果によって生じる）光学収差を高いＥＵＶ光出力においても低減することができる。前述の本発明の投影レンズの別の実施形態では、少なくとも１つの加熱可能な光学素子Ｍkのゼロクロス温度Ｔ0kは、最高基準温度ＴRefおよび、それぞれの空間温度分布ΔＴ（ｘ，ｙ，ｚ）に基づく、平均または最高温度ΔＴav＋ＴRefまたはΔＴmax＋ＴRefのうち最も高い温度よりも高く、Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴav＋ＴRef）またはＴ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmax＋ＴRef）で表す。これは、ヒータ３００を用いると、少なくとも１つの加熱可能な光学素子は、投影プロセス中に用いるＥＵＶ光出力（および基準温度）に関わらず、ゼロクロス温度まで加熱されるという有利点を有する。このように光学収差は投影レンズ２０のすべての操作条件で最小限にすることができる。前述の本発明の実施形態の教示は鏡の数とは無関係である。本発明の実施形態の教示は、たとえば、図１に示す４つの鏡２１、２２、２３および２４を備える投影レンズ２０、または図６に示す、６つの鏡２１、２２、２３、２４、２５および２６を備える投影レンズ２０に適用することができる。
【００５６】
さらに、特に少なくとも１つの鏡または光学素子Ｍkがヒータ３００によって加熱される投影レンズ２０において、光学収差を最小限にするために、少なくとも１つの加熱される光学素子Ｍkを並進運動のためにアクチュエータに接続することが有利である。これにより、図３ａと関連して記載したように、鏡Ｍkを鏡Ｍkの均一の加熱を補償するために移動することが可能となる。さらに、鏡または光学素子Ｍkを加熱するためのヒータ３００は、有利には、図１３の記載を参照して下記に詳細に述べるように、赤外線光発光ダイオード、ペルチェ素子、光ファイバ、光導体ロッドおよび赤外線レーザからなる群から選択される加熱素子を備える。さらに、このような加熱素子を規定の空間座標で１次元または２次元に任意に配置し、グリッド構造を形成する。有利には、加熱素子が赤外線放射を放射または誘導する実施形態において、これらの実施形態は、赤外線放射を構成するための光学構成を備える。光学構成は、コリメータ、集束レンズ、調節可能レンズ、鏡および回折光学素子からなる群から選択される構成素子を備える。このような構成素子は少なくとも軸の周囲で傾斜可能であってよい。このような光学構成の例を図１３に示す。
【００５７】
さらに、前述の投影レンズの実施形態の代わりとして、少なくとも１つの光学素子Ｍkは鏡本体ＭＢk内または鏡本体ＭＢk上に修正を備える。修正は凹部、止まり穴、規定の表面粗さ、回折構造、球面突起、球面凹部および表面屈曲からなる群から選択される。修正については図１３と関連して下記に詳細に説明するが、有利には、修正は、たとえば、光学素子を局所的に加熱するための赤外線放射を誘導するために用いられる。
【００５８】
高い露光力のために、投影レンズ内の鏡のゼロクロス温度の差は６Ｋ以上でなければならないという前述の発見から、本発明は、以下第１の投影レンズと呼ぶ投影レンズにさらに関する。この第１の投影レンズは８ＷのＥＵＶ光より大きい露光力に曝されるように設計され、５０ｎｍより小さい波長範囲の波長、好ましくは、１３ｎｍの波長を備える。図７、図８および図９の計算は、１３ｎｍの波長、および図６に示す６つの鏡を備えるレンズ２０を用いて行った。一般的に、このようなレンズは鏡などの少なくとも２つの複数の反射型光学素子Ｍiを備える。各鏡または反射型光学素子は本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを備え、投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、レチクルの対象フィールドを基板の画像フィールドに投影する。この光は、レチクルがＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによって照明された後に、レチクルから反射される。さらに、少なくとも２つの反射型光学素子の本体ＭＢm、ＭＢnは、それぞれのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nで温度依存熱膨張係数がゼロである素材を備える。この第１の投影レンズのゼロクロス温度Ｔ0mとＴ0との差の絶対値は６Ｋより大きく、ａｂｓ（Ｔ0m−Ｔ0n）＞６Ｋで表す。これは、図８から分かるように、レンズが８Ｗ以上の露光力に曝される場合に、たとえば、鏡Ｍ5および鏡Ｍ4またはＭ6の事例である。
【００５９】
このような第１の投影レンズの別の第２の実施形態として、レンズは（たとえば、図１および図６に示す）４つまたは６つの複数の反射型光学素子Ｍiまたは鏡を備えることもある。好ましくは、投影レンズは１０Ｗより大きい露光力に曝されるように設計される。本事例では、ゼロクロス温度Ｔ0mとＴ0nの差の絶対値は８Ｋより大きく、ａｂｓ（Ｔ0m−Ｔ0n）＞８Ｋで表す。図６、図９の６つの鏡のレンズ２０は、鏡Ｍ5およびＭ4またはＭ6に対してこれを明確に示す。これらの鏡のゼロクロス温度の差は、露光力が１０Ｗより大きい場合に、８Ｋより大きい。
【００６０】
第３の実施形態における第１の投影レンズおよびその従前の実施形態は、図４および図５と関連して記載したように、受動的または能動的に複数の反射型光学素子Ｍiを支持する支持構造を備えていてもよい。支持構造の少なくとも一部分の温度は、基準温度ＴRefであり、たとえば、２２℃に選択される。さらに、第１のレンズの実施形態によればレンズは、異なるゼロクロス温度を有する素材を備える鏡本体ＭＢn、ＭＢmの少なくとも１つを加熱するためのヒータ３００を備える。温度制御システム２００は少なくとも１つの加熱される鏡本体ＭＢn、ＭＢmの温度を温度Ｔkまで制御する。好ましくは、ヒータ３００が本体を均一的に加熱できるようにヒータ３００を構成する。これは、本体ＭＢn、ＭＢmが本体の少なくとも１次元において均一的に加熱されることを意味する。様々な種類のヒータ３００を本明細書で以下に記載する。
【００６１】
第１のレンズの別の第４の実施形態（およびその従前の実施形態）によれば、前述のヒータ３００の操作をせずに、ＥＵＶ光を備える本体ＭＢn、ＭＢmの反射面ＭＳmおよびＭＳnの露光によって、本体ＭＢn、ＭＢmの基準温度ＴRefに対する温度分布はΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔn（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）、ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔm（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）、それぞれの平均および最高温度はΔＴnav、ΔＴmavおよびΔＴnmaxおよびΔＴmmaxとなる。反射面ＭＳmおよびＭＳnを照射するＥＵＶ光は照射されたレチクルによって反射され、照明設定にしたがって、角空間分布、偏極空間分布および強度空間分布パラメータを備える。この実施形態において、少なくとも１つのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nは、最高基準温度ＴRef、およびそれぞれの空間温度分布ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）、ΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）に基づく、それぞれの平均または最高温度ΔＴmav＋ＴRefまたはΔＴmmax＋ＴRef、ΔＴnav＋ＴRefまたはΔＴnmax＋ＴRefのうち最も高い温度よりも高く選択され、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmav＋ＴRef）、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmmax＋ＴRef）またはＴ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnav＋ＴRef）、Ｔ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnmax＋ＴRef）で表す。
【００６２】
通常は、基準温度は一定であり、支持素子４８０またはハウジング構造４８１（図４および図５参照）の温度として選択される。レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される場合であっても、鏡の裏側もこの温度を有することが多い。ゼロクロス温度をこのように選択する有利点は、ヒータ３００を用いると、それぞれの鏡が加熱によって常にゼロクロス温度になることである。通常は、ヒータ３００を適用せずに、図７で説明するように、鏡のみが平均温度まで加熱されるためである。ゼロクロス温度をこの温度に適応すると、図３ａおよび図３ｂと関連して記載したように、光学収差は最小となる。しかし、ゼロクロス温度が絶対平均温度ＴRef＋ΔＴmavまたはＴRef＋ΔＴnavよりも高く設定される場合は、鏡を追加ヒータ３００で加熱することによって、鏡を選択されるゼロクロス温度まで加熱し、収差を最小限にすることができる。
【００６３】
さらに第１の投影レンズの第５の実施形態（およびその従前の実施形態）によれば、ゼロクロス温度の製造公差を考慮する。これは、本発明による第１の投影レンズの素材が、ゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nを有する素材を備え、製造プロセスによるゼロクロス温度の実際の値に関して変動し、製造公差がΔＴ0m、ΔＴ0nとなる場合は、それぞれの実際の値が温度間隔Ｔ0m±ΔＴ0mおよびＴ0n±ΔＴ0nの間であることを意味する。本事例では、有利には、少なくとも１つのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nは、最高基準温度ＴRefおよびそれぞれの空間温度分布ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）、ΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）に基づく、それぞれの絶対平均または最高温度ΔＴmav＋ＴRefまたはΔＴmmax＋ＴRef、ΔＴnav＋ＴRefまたはΔＴnmax＋ＴRefのうち最も高い温度よりも高く選択され、さらに、これらの値にそれぞれの製造公差ΔＴ0m、ΔＴ0nの絶対値を加え、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmav＋ＴRef）＋│ΔＴ0m│、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmmax＋ＴRef）＋│ΔＴ0m│またはＴ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnav＋ＴRef）＋│ΔＴ0n│、Ｔ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnmax＋ＴRef）＋│ΔＴ0n│で表す。このようなゼロクロス素材に関する素材選択は、ゼロクロス温度に関する仕様を緩めることができるという大きな有利点を有する。なぜなら、ヒータ３００は選択されるゼロクロス温度を備える、それぞれの加熱可能な反射型光学素子を、追加加熱によって加熱してゼロクロス温度まで、またはゼロクロス温度近辺まで加熱でき、収差を最小限にできることを保証するからである。好ましくは、必ずしも必要ではないが、鏡を均一的に加熱するように加熱を行う。素材選択に関するこの単純可の結果として、大幅な費用削減が可能となる。平均温度ΔＴnav、ΔＴmavの代わりに、最高温度ΔＴnmaxおよびΔＴmmaxをゼロクロス温度として選択する場合は、選択プロセスにおいて、たとえば、露光力をより高い値にする変化に関してシステムはより強固になる。
【００６４】
さらに第１のレンズの第６の好ましい実施形態（およびその従前の実施形態）によれば、加熱される鏡本体または加熱される鏡本体ＭＢn、ＭＢmの温度は温度Ｔkの値に制御される。温度Ｔkはそれぞれのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nを中心として間隔±５Ｋ、より良くは間隔±２Ｋの範囲内にあり、熱伝導光学収差を最小限にする。
【００６５】
たとえば、図７に示すように、ゼロクロス温度が安定状態に最適化される場合は、システムを加温段階では用いることができないという前述の欠点の項目３は、本発明の第１のＥＵＶレンズの第３から第６の実施形態によって、ヒータ３００を用いることで解決することができる。この欠点を解決するために、第１のレンズの第３から第６の実施形態の１つによる第７の実施形態では、投影レンズ２０を投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される前に加熱する。反射型光学素子Ｍn、Ｍmの少なくとも１つの加熱される本体ＭＢn、ＭＢmの温度Ｔkは、第１の加熱力を備えるヒータ３００によって加熱されることによって、その値に制御される。好ましくは、温度Ｔkは第１の投影レンズの上記の第３から第６の実施形態の値から選択される。ゼロクロス温度およびＥＵＶレンズが受ける露光力の値によって、第１のレンズの第８の実施形態によれば、ヒータの加熱力は、ＥＵＶ光の露光力を備える投影レンズ２０の露光時間中に、第７の実施形態で前述した第１の加熱力より低く選択される。好ましい第１のレンズの第９の実施形態によれば、温度制御システム２００は温度Ｔkを制御し、反射型光学素子Ｍn、Ｍmの少なくとも１つの本体ＭＢn、ＭＢmを加熱するヒータ３００の加熱力、および少なくとも１つの加熱される本体ＭＢn、ＭＢmは吸収するＥＵＶ光の露光力は、時間がたつと一定またはほとんど一定になる。有利には、この結果として、鏡本体の温度変動が最小となり、熱伝導光学収差も最小限となる。
【００６６】
第１のレンズおよびその様々な実施形態では、反射型光学素子または鏡に、ゼロクロス温度に関して大幅に異なる素材を基本的に使用する。本発明の第１のレンズおよびその様々な実施形態は、図４および図６に記載するように鏡の形で４つまたは６つの反射型光学素子を備えるＥＵＶ投影レンズに限定されるものではないことに言及すべきである。ＥＵＶ露光のＥＵＶ力も増加する場合は、リソグラフィ投影型露光装置のＥＵＶ投影レンズの鏡の数は６より多くなることも想定される。ＥＵＶ光出力は、将来利用可能となるＥＵＶ光源によって異なる。一般的に、鏡の数は用件によって異なっていてもよい。特にＥＵＶリソグラフィ投影型露光装置で用いる場合は、第１の投影レンズに関する教示の原理を各鏡または各反射型光学素子に適用してもよい。
【００６７】
さらに、少なくとも１つの鏡または光学素子Ｍkがヒータ３００によって加熱される本発明の第１のレンズによる投影レンズにおいて、光学収差を最小限にするために、少なくとも１つの加熱される光学素子Ｍkを並進運動のためにアクチュエータに接続することは有利である。これにより、図３ａと関連して記載したように、鏡Ｍkを鏡Ｍkの均一の加熱を補償するために移動することが可能となる。さらに、鏡または光学素子Ｍkを加熱するためのヒータ３００は、有利には図１３の記載を参照して下記に詳細に述べるように、赤外線光発光ダイオード、ペルチェ素子、光ファイバ、光導体ロッドおよび赤外線レーザからなる群から選択される加熱素子を備える。さらに、このような加熱素子を規定の空間座標で１次元または２次元に任意に配置し、グリッド構造を形成する。有利には、加熱素子が赤外線放射を放射または誘導する実施形態において、これらの実施形態は、赤外線放射を構成するための光学構成を備える。光学構成は、コリメータ、集束レンズ、調節可能レンズ、鏡および回折光学素子からなる群から選択される構成素子を備える。このような構成素子は少なくとも軸の周囲で傾斜可能であってよい。このような光学構成の例を図１３に示す。
【００６８】
さらに、前述の投影レンズの実施形態の代わりとして、少なくとも１つの光学素子Ｍkは鏡本体ＭＢk内または鏡本体ＭＢk上に修正を備える。修正は凹部、止まり穴、規定の表面粗さ、回折構造、球面突起、球面凹部および表面屈曲からなる群から選択される。修正については図１３と関連して下記に詳細に説明するが、有利には、修正は、たとえば、光学素子を局所的に加熱するための赤外線放射を誘導するために用いられる。
【００６９】
第１のレンズの代替的な実施形態は、下記に記載するＥＵＶリソグラフィ投影システムの第２の投影レンズである。ヒータ３００を用いると、レンズ設計、特に鏡素材の素材選択要件に大きな影響を与えることに発明者らは気付いた。
【００７０】
本発明による第２の投影レンズ２０の第１の実施形態は、少なくとも２つの鏡などの反射型光学素子Ｍiを備える。これらの反射型光学素子Ｍiは、２１、２２、２３、２４、２５および２６で付番し、図１および図６に示す。このような素子のそれぞれは、投影レンズ２０が５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、レチクル上の対象フィールドＯＰを基板Ｗ上の画像フィールドＩＰに投影する本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを備える。好ましくは、約１３ｎｍの波長を用いる。ＥＵＶ光はＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによる照射の後にレチクルから反射される。レンズ２０の少なくとも２つの反射型光学素子の本体ＭＢm、ＭＢnは、図２ａおよび図２ｂに示すように、それぞれのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nで温度依存熱膨張係数がゼロになる素材を備える。このような素材の例はゼロデュア（登録商標）またはＵＬＥ（登録商標）であるが、スーパーインバーも利用可能である。さらに、第２のレンズは、反射型光学素子Ｍiを受動的または能動的に支持する支持構造を備える。このような支持構造は図４および図５に関連して詳細に記載した。支持構造の少なくとも一部分の温度は基準温度ＴRefであり、たとえば、図３および図６の実施形態のように２２℃である。この温度はクリーンルームの温度に近い。通常は、ＥＵＶ投影レンズの鏡または反射型光学素子はこの基準温度においても、特定の表面および表面画像に関して特定される。さらに、第２の投影レンズはゼロクロス温度を備える反射型光学素子の本体ＭＢn、ＭＢmの少なくとも１つを過熱するためのヒータ３００を備える。また、第２のレンズは、少なくとも１つの加熱される本体ＭＢn、ＭＢmの温度を温度Ｔkm、Ｔknに制御するための温度制御システム２００を備える。さらに、本体ＭＢn、ＭＢmの第２のレンズをヒータで過熱しない場合は、照射されたレチクルから反射される、ＥＵＶ光の反射面ＭＳmおよびＭＳnの露光の結果、基準温度ＴRefに対して本体ＭＢn、ＭＢmの温度分布はΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔn（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）、ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔm（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）、それぞれの平均および最高温度はΔＴnav、ΔＴmavおよびΔＴnmaxおよびΔＴmmaxとなる。ＥＵＶ光は、通常は、規定の強度空間分布、角空間分布および偏極空間分布パラメータを備え、照明設定によって画定される。
【００７１】
さらに、第２のレンズでは、少なくとも１つのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nを、最高基準温度ＴRef、およびそれぞれの空間温度分布ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）、ΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）に基づく、それぞれの絶対平均または最高温度ΔＴmav＋ＴRefまたはΔＴmmax＋ＴRef、ΔＴnav＋ＴRefまたはΔＴnmax＋ＴRefのうち最も高い温度よりも高く選択し、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmav＋ＴRef）、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmmax＋ＴRef）またはＴ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnav＋ＴRef）、Ｔ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnmax＋ＴRef）で表す。選択プロセスにおいて、絶対平均温度の代わりに絶対最高温度を考慮すると、たとえば、露光力をより高い値にする変化に関してシステムはより強固になる。本発明による第２の投影レンズは、投影光線が照射された場合に鏡が到達することもある平均または最高温度に基づいて、鏡または反射型光学素子の素材を選択する。ヒータを適用することによって、投影レンズが操作される投影光線のＥＵＶ光出力が高いか低いかに関わらず、ゼロクロス温度を達成することができる。好ましくは、加熱可能な鏡本体の最大または平均温度を、投影レンズが受けてもよい最大出力に規定する。本発明による第２の投影レンズの実施形態では、第１の投影レンズおよび図４および図５と関連して説明した基準温度と同一の基準温度を適用することもできる。
【００７２】
ゼロクロス温度の製造公差を考慮するために、第２の投影レンズの第２の実施形態は、ゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nを有する素材は、製造によるゼロクロス温度の値に関して変動することもあることを考慮する。通常は、この結果として、製造公差ΔＴ0m、ΔＴ0nとなり、ゼロクロス温度のそれぞれの実際の値は間隔Ｔ0m±ΔＴ0mとＴ0n±ΔＴ0nとの間のとなる。このような場合は、第２のレンズの少なくとも１つのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nを、最高基準温度ＴRef、およびそれぞれの空間温度分布ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）、ΔＴn（ｘ、ｙ、ｚ）に基づき、基準温度を加えたそれぞれの平均または最高温度ΔＴmav＋ＴRefまたはΔＴmmax＋ＴRef、ΔＴnav＋ＴRefまたはΔＴnmax＋ＴRefのうち最も高い温度よりも高く選択すると有利である。この最大値にさらに、それぞれの製造公差ΔＴ0m、ΔＴ0nの絶対値を加え、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmav＋ＴRef）＋│ΔＴ0m│、Ｔ0m＞ｍａｘ（ＴRef、ΔＴmmax＋ＴRef）＋│ΔＴ0m│またはＴ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnav＋ＴRef）＋│ΔＴ0n│，Ｔ0n＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnmax＋ＴRef）＋│ΔＴ0n│で表す。第２のレンズの第１の実施形態と同様に、絶対最高温度の代わりに、絶対平均温度でも十分である。しかし、その場合は、第２のレンズは高い露光力によって生じる鏡の温度の上昇に対してあまり強固ではなくなる。
【００７３】
第２の投影レンズの第３の実施形態では、ゼロクロス温度Ｔ0mとＴ0nの間の差の絶対値は６Ｋより大きく、ａｂｓ（Ｔ0m−Ｔ0n）＞６Ｋで表す。好ましくは、本事例では、第２の投影レンズは８ＷのＥＵＶ光より大きい露光力に曝されるように設計され、５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を備える。本発明の第１の投影レンズの説明に関連して前述したように、同一の有利点も有効である。好ましくは、波長は［１２ｎｍ、１４ｎｍ］、［１２．５ｎｍ、１３．５ｎｍ］、［５ｎｍ、１５ｎｍ］、［１５ｎｍ、２５ｎｍ］および［２５ｎｍ、５０ｎｍ］からなる群から選択される波長間隔である。このような波長の選択は、本明細書に記載するＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムのレンズのその他の実施形態にも適用することができる。
【００７４】
第２の投影レンズの第４の実施形態では、少なくとも４つまたは６つの反射型光学素子Ｍiを用いる。さらに、投影レンズは１０Ｗより大きいＥＵＶ光の露光力に曝されるように設計され、５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を備える。ＥＵＶ光の出力が高くなると、通常は鏡の数は増加する。１６Ｗの出力では、図６に示すように通常は６つの鏡を用いる。ゼロクロス温度Ｔ0mとＴ0nとの差の絶対値はこの実施形態では８Ｋより大きく、（Ｔ0m−Ｔ0n）＞８Ｋで表す。
【００７５】
本発明による第２のレンズの第５の実施形態では、少なくとも１つの加熱される本体ＭＢn、ＭＢmの温度Ｔkを、それぞれのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nを中心として間隔±５Ｋ、より良くは間隔±２Ｋの範囲内に制御し、熱伝導光学収差を最小限にする。
【００７６】
第２の投影レンズの第６の実施形態では、投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される前に、少なくとも１つの加熱される本体ＭＢn、ＭＢmの温度Ｔkは、第１の加熱力を備えるヒータ３００を用いて過熱することによって、温度Ｔkの値に制御される。これは第１の投影レンズの第７の実施形態と同様であり、ＥＵＶ露光システムの加温段階を短縮する。さらに、第２の投影レンズの第７の実施形態では、投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、第６の実施形態の加熱力は第１の加熱力より小さい。第２の投影レンズの第８のより高度な実施形態では、温度制御システム２００は温度Ｔkを制御し、少なくとも１つの本体ＭＢn、ＭＢmを過熱するヒータ３００の加熱力と、少なくとも１つの加熱される本体によって吸収されるＥＵＶ光の露光力は、時間がたつと一定になる。これは第１の投影レンズのそれぞれの実施形態と同様である。時間がたつと一定になるということは、この文脈（および本明細書に記載するその他のレンズの実施形態）では、鏡が受ける熱の全出力（たとえば、ヒータの加熱力と、ＥＵＶ光などの吸収した光との合計）が［０％、２０％］、［０％、１０％］、［０％、５％］および［０％、２％］からなる群から選択される間隔内で変化するのみであることを意味する。これは、シンクロトロン放射源のように、ＥＵＶ源がＥＵＶ光を時間的に継続して提供する場合である。プラズマＥＵＶ光源などのパルスＥＵＶ源では、前述の全出力はパルス数に対する平均によって決定される。パルス数は、［１、５］、［１、１０］、［１、２０］、［１、５０］および［１、１００］パルスからなる間隔群から選択される間隔内となるように選択される。
【００７７】
第２の投影レンズの第９の実施形態では、それぞれのゼロクロス温度Ｔ0m、Ｔ0nを備える本体ＭＢnおよびＭＢmは同一の素材からなる。さらに、第２のレンズの第１０の実施形態では、レンズは４つまたは６つの反射型光学素子を鏡の形で備える。前述したように、第２のレンズの鏡の数も要件にしたがって変化してもよく、特にＥＵＶリソグラフィ投影型露光装置で用いる場合は、第１および第２の投影レンズに関する教示の原理を各鏡または各反射型光学素子に適用してもよい。
【００７８】
さらに、少なくとも１つの鏡または光学素子Ｍkがヒータ３００によって加熱される本発明の第２のレンズによる投影レンズ２０において、光学収差を最小限にするために、少なくとも１つの加熱される光学素子Ｍkを並進運動のためにアクチュエータに接続することは有利である。これにより、図３ａと関連して記載したように、鏡Ｍkを鏡Ｍkの均一の加熱を補償するために移動することが可能となる。さらに、鏡または光学素子Ｍkを加熱するためのヒータ３００は、有利には図１３の記載を参照して下記に詳細に述べるように、赤外線光発光ダイオード、ペルチェ素子、光ファイバ、光導体ロッドおよび赤外線レーザからなる群から選択される加熱素子を備える。さらに、このような加熱素子を規定の空間座標で１次元または２次元に任意に配置し、グリッド構造を形成する。有利には、加熱素子が赤外線放射を放射または誘導する実施形態において、これらの実施形態は、赤外線放射を構成するための光学構成を備える。光学構成は、コリメータ、集束レンズ、調節可能レンズ、鏡および回折光学素子からなる群から選択される構成素子を備える。このような構成素子は少なくとも軸の周囲で傾斜可能であってよい。このような光学構成の例を図１３に示す。
【００７９】
さらに、前述の第２の投影レンズの実施形態の代わりとして、少なくとも１つの光学素子Ｍkは鏡本体ＭＢk内または鏡本体ＭＢk上に修正を備える。修正は凹部、止まり穴、規定の表面粗さ、回折構造、球面突起、球面凹部および表面屈曲からなる群から選択される。修正については図１３と関連して下記に詳細に説明するが、有利には、修正は、たとえば、光学素子を局所的に加熱するための赤外線放射を誘導するために用いられる。
【００８０】
以下に、第３の投影レンズを本発明の一部として説明する。この第３の投影レンズは、レンズが光学収差を最小に低減するように設計される場合に、異なる鏡のゼロクロス温度は、ＥＵＶ光出力が増加するにつれてさらに大きく異なるという図９の知識を用いる。図６のレンズの一例として、レンズが約１６ＷのＥＵＶ光に曝される場合は、鏡Ｍ4およびＭ6は基準温度より少なくとも約１Ｋ高いゼロクロス温度を有する。反対に、鏡Ｍ5は約３４℃のゼロクロス温度Ｔ05を有し、ゼロクロス温度Ｔ05は２２℃の上記の基準温度より約１２Ｋ以上高くなるべきである。本発明の第１および第２の投影レンズの実施形態によると、図９に示すようなゼロクロス温度を有することが好ましい。このような事例では、これらの実施形態のヒータは、たとえば、均一的にそれぞれのゼロクロス温度まで鏡を加熱することができ、光学収差を最小限にする。そこで、ＥＵＶ光出力がさらに増加することは常に望ましく、ＥＵＶ光出力がさらに増加する場合は、ゼロクロス温度間の差も増加し、図９の値を持つ図６に記載するレンズでは、１１Ｋより大きくなる。特に高いＥＵＶ光出力を将来利用可能となるレンズに用いる場合には、この差は２倍になることもあるため、最も熱い鏡と最も冷たい鏡との差は約２０Ｋ以上にもなる。このような事例では、最も冷たい鏡と最も熱い鏡に同一の素材を用いるために、有利には、ゼロデュア（登録商標）などのガラスセラミックを用いてもよい。２つのうちより冷たい鏡を第１のゼロクロス温度Ｔ10で、またはその近辺で用い、または操作する。より熱い鏡は第１のゼロクロス温度より高い第２のゼロクロス温度Ｔ20で、またはその近辺で用い、または操作する。これは、たとえば、鏡Ｍmおよび鏡Ｍnは２つの前述のゼロクロス温度を有する同一の素材からなることを意味し、Ｔ10mnおよびＴ20mnで示す。米国公開特許第２００３／０１２５１８４号で示すように、約０℃から約１００℃の範囲の温度で２つのゼロクロス温度を有するガラスセラミック素材は存在する。そのゼロクロス温度の差Ｔ20−Ｔ10は約２０Ｋである。２つの鏡に１つの素材のみを用いることも、投影レンズの費用を低減する。
【００８１】
上記の有利点のために、本発明による第３の投影レンズも、少なくとも２つの反射型光学素子Ｍiを備える。少なくとも２つの反射型光学素子Ｍiのそれぞれは、投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影するための本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを有する。前述のＥＵＶ光は、ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによる照射の後に、レチクルから反射される。少なくとも２つの反射型光学素子の本体ＭＢm、ＭＢnは、少なくとも２つのゼロクロス温度Ｔ10mnおよびＴ20mnで温度依存熱膨張係数がゼロになる素材を備える。第３のレンズは、反射型光学素子Ｍiを受動的または能動的に支持する支持構造を追加して備える。支持構造の少なくとも一部分の温度は、たとえば、図４、図５および図３と関連して説明した基準温度ＴRefである。さらに、第３のレンズは少なくとも２つの焼き戻し手段、好ましくはヒータを備え、２つの反射型光学素子の少なくとも２つの本体ＭＢn、ＭＢmを個別に加熱または冷却する。さらに、第３の投影レンズは、少なくとも２つの加熱または冷却される本体ＭＢn、ＭＢmの温度を、それぞれの温度ＴknおよびＴkmに独立して制御するための温度制御システムを備える。選択肢として、基準温度は、通常は２２℃の範囲であるため、２つのゼロクロス温度Ｔ10mnおよびＴ20mnの少なくとも１つは基準温度ＴRefよりも高い。この任意の実施形態によって、素材選択が簡略化し、２つのゼロクロス温度を有する適切な素材を得る。さらに、ＥＵＶ光の露光力でレンズが露光中には、本体ＭＢnの温度Ｔknは、好ましくは、第１のゼロクロス温度Ｔ10mnを中心として間隔±５Ｋ、より良くは間隔±２Ｋの範囲内にあり、本体ＭＢmの温度Ｔkmは、好ましくは、第２のゼロクロス温度Ｔ20mnを中心として間隔±５Ｋ、より良くは間隔±２Ｋの範囲内にある。第３のレンズの別の実施形態では、反射型光学素子の本体の温度ＴknおよびＴkmはそれぞれのゼロクロス温度Ｔ10mnおよびＴ20mnにできるだけ近づくように制御される。
【００８２】
全般的に、基準温度ＴRefを個々に各鏡に対して設定してもよいことに言及する。これは、鏡を保持するために用いる支持構造によっても異なる。今日のシステムでは、基準温度はすべての鏡で同一である。しかし、これは将来変化するかもしれない。このため、本発明では、基準温度ＴRefの意味は、常に関連する鏡または反射型光学素子に対する基準温度であることを理解されたい。
【００８３】
さらに、本発明による第３のレンズは鏡を最低ゼロクロス温度Ｔ10mnに冷却するためのクーラを有していてもよく、鏡をより高いゼロクロス温度Ｔ20mnに加熱するためのヒータを有していてもよい。これは、最低ゼロクロス温度は必ずしも上記の基準温度の２２℃でなくてもよいという有利点を有する。クーラを適用することによって、たとえば、図６を参照して、鏡Ｍ4またはＭ6で用いられるように、素材をＴ10mnが約１５℃である状況で用いることができる。同様に、鏡Ｍ3またはＭ5で用いられるように、素材をＴ20mnが約３５℃である状況で用いることができる。この鏡の選択によって、基本的に図９のような結果となる。このような素材は、たとえば、米国公開特許第２００３／０１２５１８４号で記載されている。もちろん、どちらのゼロクロス温度も約２２℃から約４０℃の温度範囲にあり、つまり、それぞれの鏡または光学素子の基準温度ＴRefで以上であるような方法で素材が製造される場合は、第３のレンズの好ましい実施形態では、両方の鏡ＭmおよびＭnはヒータで加熱される。
【００８４】
第３のレンズの第２の実施形態では、ヒータによって加熱しない本体ＭＢn、ＭＢmの温度は、基準温度ＴRefに対する本体ＭＢn、ＭＢmの温度分布ΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔn（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）、ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔm（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）となり、それぞれの平均および最高温度はΔＴnav、ΔＴmavおよびΔＴnmaxおよびΔＴmmaxとなる。これは反射面ＭＳmおよびＭＳnを、照射されたレチクルから反射したＥＵＶ光で露光した結果である。このＥＵＶ光は、照明設定にしたがって、角空間分布、偏極空間分布および強度空間分布パラメータを備える。さらに、２つのゼロクロス温度Ｔ10mnおよびＴ20mnの少なくとも１つは、最高基準温度ＴRef、およびそれぞれの空間温度分布ΔＴm（ｘ，ｙ，ｚ）、ΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）に基づく、それぞれの絶対平均または最高温度ΔＴmav＋ＴRefまたはΔＴmmax＋ＴRef、ΔＴnav＋ＴRefまたはΔＴnmax＋ＴRefのうち最も高い温度よりも高く、Ｔ10mn＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmav＋ＴRef）、Ｔ10mn＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmmax＋ＴRef）またはＴ20mn＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnav＋ＴRef）、Ｔ20mn＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnmax＋ＴRef）で表す。ゼロクロス温度をこの方法で選択することは、本発明の第１および第２のレンズに関連して前述した有利点と同様の有利点を有する。
【００８５】
第３の投影レンズの第３の実施形態が備える素材では、ゼロクロス温度Ｔ10mnおよびＴ20mnが製造によるゼロクロスの実際の値に関して変動し、それぞれの実際の値が間隔Ｔ10mn±ΔＴ10mnおよびＴ20mn±ΔＴ20mnの間となるように製造公差がΔＴ10mn、ΔＴ20mnとなる。この公差のため、有利には、少なくとも１つのゼロクロス温度Ｔ10mnおよびＴ20mnは、最高基準温度ＴRef、およびそれぞれの空間温度分布ΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）、ΔＴn（ｘ，ｙ，ｚ）に基づく、それぞれの絶対平均または最高温度ΔＴmav＋ＴRefまたはΔＴmmax＋ＴRef、ΔＴnav＋ＴRefまたはΔＴnmax＋ＴRefのうち最も高い温度よりも高く、それぞれの製造公差ΔＴ10mn、ΔＴ20mnの絶対値をさらに加え、Ｔ10mn＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmav＋ＴRef）＋｜ΔＴ10mn｜またはＴ10mn＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴmmax＋ＴRef）＋｜ΔＴ10mn｜またはＴ20mn＞ｍａｘ（ＴRef、ΔＴnav＋ＴRef）＋｜ΔＴ20mn｜またはＴ20mn＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴnmax＋ＴRef）＋｜ΔＴ20mn｜で表す。
【００８６】
第２の投影レンズの説明で前述したように、第３の投影レンズに対しても、代替的にゼロクロス温度の選択をＴ0n＞ｍａｘ（ＴRef，Ｔavn＋ＴRef）またはＴ0m＞ｍａｘ（ＴRef、Ｔavm＋ＴRef）によって行うことができる。ここで、ＴavmおよびＴavnは、たとえば、図７または図３に関連して前述した鏡ＭmおよびＭnのそれぞれの平均温度である。しかし、平均温度の代わりに最高温度を選択プロセスにおいて考慮すると、第３のレンズも、たとえば、露光力をより高い値にする変化に関して強固になる。本発明によるレンズの従前の実施形態と同様に、絶対最高温度の代わりに絶対平均温度でも十分である。しかし、この場合は、第３のレンズは高い露光力によって生じる鏡の温度の上昇に対してあまり強固ではなくなる。
【００８７】
本発明による第１および第２の投影レンズと同様に、第４の実施形態の第３の投影レンズは、投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される前に制御されるときには、少なくとも１つの加熱される本体ＭＢn、ＭＢmの温度ＴknまたはＴkmは、第１の加熱力を用いてヒータによってその値まで加熱される。第５の実施形態では、第３の投影レンズをＥＵＶ光の露光力で露光する間に、初期の第１の加熱力を用いるヒータの加熱力は第１の加熱力より低いように制御する。第３の投影レンズの第４および第５の実施形態の代わりに、第３のレンズの第６の実施形態では、温度制御システムは温度ＴkmおよびＴknの少なくとも１つを制御する。それぞれのヒータの加熱力および少なくとも１つの温度制御された本体ＭＢmまたはＭＢnが吸収したＥＵＶ光の露光力は時間がたつと一定になる。第３のレンズの第４から第６の実施形態の有利点は、第１および第２の投影レンズに関連してすでに述べた。
【００８８】
本発明の第３の投影レンズの第７の実施形態では、レンズは８ＷのＥＵＶ光より大きい露光力に曝されるように設計され、５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を備える。特に図９では、レンズが受ける高いＥＵＶ光出力には、前述したように現在利用可能な相当な素材を用いて、第３の実施形態を用いることができることを示す。
【００８９】
第３の投影レンズの第８の実施形態では、ゼロクロス温度Ｔ10mn、Ｔ20mnの差の絶対値が６Ｋより大きくなるように選択し、ａｂｓ（Ｔ10mn−Ｔ20mn）＞６Ｋで表す。本事例では、投影レンズは８ＷのＥＵＶ光より大きい露光力に曝されるように設計され、５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を備える。図９はこのようなレンズの例を示す。さらに、第３の投影レンズの第９の実施形態では、４つまたは６つの反射型光学素子は鏡である。代替的に、または追加的に、第３の投影レンズの実施形態では、前述のように、投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される前に制御されるときには、温度制御された本体ＭＢn、ＭＢmの温度の少なくとも１つは第１の冷却力でそれぞれの焼き戻し手段によってその値まで制御されるように操作してもよい。冷却力とは温度制御された本体から焼き戻し手段までの、時間あたりの熱伝導を意味する。ここでも、第３の投影レンズの鏡の数は要件にしたがって変化してもよい。特にＥＵＶリソグラフィ投影型露光装置に用いられる場合は、第３の投影レンズに用いた原理を各鏡または各反射型光学素子に適用してもよい。
【００９０】
さらに、少なくとも１つの鏡または光学素子Ｍkがヒータ３００または焼き戻し手段によって加熱または冷却される、本発明の第３のレンズの投影レンズ２０において、光学収差を最小限にするために、少なくとも１つの加熱および／または冷却される光学素子Ｍkを並進運動のためにアクチュエータに接続することが有利である。これにより、図３ａと関連して記載したように、鏡Ｍkを鏡Ｍkの均一の加熱を補償するために移動することが可能となる。さらに、焼き戻し手段、たとえば、鏡または光学素子Ｍkを加熱するためのヒータ３００は、有利には、図１３の記載を参照して下記に詳細に述べるように、赤外線光発光ダイオード、ペルチェ素子、光ファイバ、光導体ロッドおよび赤外線レーザからなる群から選択される加熱素子を備える。さらに、このような加熱素子を規定の空間座標で１次元または２次元に任意に配置し、グリッド構造を形成する。有利には、加熱素子が赤外線放射を放射または誘導する実施形態において、これらの実施形態は、赤外線放射を構成するための光学構成を備える。光学構成は、コリメータ、集束レンズ、調節可能レンズ、鏡および回折光学素子からなる群から選択される構成素子を備える。このような構成素子は少なくとも軸の周囲で傾斜可能であってよい。このような光学構成の例を図１３に示す。
【００９１】
さらに、前述の第３の投影レンズの実施形態の代わりとして、少なくとも１つの光学素子Ｍkは鏡本体ＭＢk内または鏡本体ＭＢk上に修正を備える。修正は凹部、止まり穴、規定の表面粗さ、回折構造、球面突起、球面凹部および表面屈曲からなる群から選択される。修正については図１３と関連して下記に詳細に説明するが、有利には、修正は、たとえば、光学素子を局所的に加熱するための赤外線放射を誘導するために用いられる。
【００９２】
さらに本発明はＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズを構成する方法にも関する。以下の方法は従前の本発明の実施形態の教示に基づく。構成方法は以下のステップを備える。
・第１のステップでは、ＥＵＶ投影レンズの反射型光学素子Ｍiの数を決定する。要件の一部は、投影レンズが、レチクル上の任意の大きさの対象フィールドを基板上の任意の大きさの画像フィールドに投影することである。露光には、５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ投影光線を用いる。露光要件は、たとえば、規定の品質を備える規定の空間解像度である。
・第２のステップでは、各反射型光学素子Ｍiの表面画像および表面形状を、対象フィールドと画像フィールドの幾何学的データ、および規定の空間解像度によって決定する。
・第３のステップでは、各反射型光学素子Ｍiの基板素材とその形状および大きさを選択する。素材は熱膨張を考慮して選択する。
・第４のステップでは、少なくとも基板上において、素材をゼロクロス温度Ｔ0mで温度依存熱膨張係数がゼロになる素材群から選択する。この素材は、好ましくは熱負荷を有する鏡に用いる。
・第５のステップでは、各反射型光学素子Ｍiの最大熱負荷を決定する。最大熱負荷は、ＥＵＶ光出力などのＥＵＶ投影型露光システム、レチクルの伝達または反射、様々な照明設定およびレチクル上の様々なパターン構造など、様々な条件下で、対象フィールドを画像フィールドに投影する際に発生すると予測される。
・第６のステップでは、第５のステップに基づき熱負荷を考慮して、各反射型光学素子Ｍiの空間温度Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）、最大および平均温度値ＴimaxおよびＴiavを決定する。
・第７のステップでは、ゼロクロス温度Ｔ0mに基づき、ゼロクロス温度Ｔ0mを有する少なくとも１つの素材を選択する。少なくとも１つの基板素材に関連する光学素子Ｍmの温度Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）の最高温度または平均温度ＴmmaxおよびＴmavがゼロクロス温度Ｔ0mより低くなるように、選択を行う。これは、Ｔmmax＜Ｔ0mまたはＴmav＜Ｔ0mで表す。
・第８のステップでは、鏡およびレンズを選択した素材で形成する。
【００９３】
好ましい方法では、構成方法は追加ステップを備える。追加ステップでは、少なくとも１つの素材を、ゼロクロス温度Ｔ0mが最高温度または平均温度ＴmaxおよびＴavよりも高くなるように選択し、それぞれの製造公差ΔＴ0mの絶対値を加えて、Ｔ0m＞Ｔmmax＋│ΔＴ0m│またはＴ0m＞ｍａｘ（ＴRef，Ｔmmax）＋│ΔＴ0m│で表す素材を製造する。この素材選択において、ゼロクロス温度Ｔ0mの変動も考慮する。なぜなら、ゼロクロス温度Ｔ0mの実際の値は、たとえば、米国公開特許第２００３／０１２５１８４号に記載するように、製造プロセスパラメータによって実際の値に関して変動するからである。ゼロクロス温度Ｔ0mの実際の値は間隔Ｔ0m±ΔＴ0mの間である。
【００９４】
構成方法は、ゼロクロス温度Ｔ0mを有する１つの素材が、第２のゼロクロス温度Ｔ20mを有するような素材を備えていてもよい。このとき、ゼロクロス温度と第２のゼロクロス温度の差の絶対値が４０Ｋより小さくなるようにし、ａｂｓ（Ｔ0m−Ｔ20m）＜４０Ｋで表す。これは、このような素材はＥＵＶ投影レンズの２つの鏡に適用可能であるという有利点を有する。ＥＵＶ投影レンズでは、図９に関連して記載したように、２つの鏡は異なる熱負荷を有し、光学収差を最小限にするために非常に異なるゼロクロス温度となるためである。
【００９５】
さらに、構成方法は、先ほど説明したように、第２のゼロクロス温度を有する素材を少なくとも１つの追加反射型光学素子の基板素材として用いることを備えていてもよい。
【００９６】
構成方法は、ヒータ３００および温度制御システム２００を有するステップを備えていてもよい。ヒータ３００および温度制御システム２００は、ゼロクロス温度を有する少なくとも１つの素材をゼロクロス温度まで加熱可能である。
【００９７】
ヒータ３００の様々な実施形態を以下で説明する。さらに、反射型光学素子Ｍkの加熱方法および特別な本体も示す。これにより、反射素子または鏡を熱伝導光学収差が最小となるように加熱可能となる。これらの別の態様も本発明の一部として扱う。
【００９８】
図１０は、たとえば、図４および図５に示すような、ＥＵＶ投影レンズの鏡４２１などの反射型光学素子Ｍkの側面図を概略的に示す。光学素子は反射面ＭＳkを備え、反射面ＭＳkは鏡面４５０または回折表面であってもよい。一般的に、本発明によるすべての反射型光学素子上で、反射面は入射光の回折光学素子を形成するために、回折構造を備えることもある。入射光１０００はＥＵＶ光投影光線４（図１参照）であることもあり、または、たとえば、赤外線光などの別の波長光であることもある。図１０ではさらに、図４および図５と関連して記載する手段と同様の支持手段を、同一の符号を用いて概略的に示す。これらの支持手段は、たとえば、図４に記載する連結点４５１、連結部材４７１または二脚構造４６１である。また、支持素子４８０およびハウジング構造４８１の一部分を示す。さらに、ヒータまたは全般的な第１の焼き戻し素子３００を示す。このようなヒータまたは第１の焼き戻し素子３００の部品と一部の実施形態はすでに図５と共に記載した。ヒータと焼き戻し素子の違いは、ヒータは制御された方法で加熱のみ可能であるが、焼き戻し素子は制御された方法で加熱および冷却が可能である。この文脈での加熱は、熱エネルギがヒータまたは焼き戻し素子から周囲に伝達することを意味する。冷却は、熱エネルギがヒータまたは焼き戻し素子の周囲からヒータまたは焼き戻し素子に伝達し、およびヒータまたは焼き戻し素子の温度が周辺温度よりも低いように制御可能であることを意味する。さらに、図１０に示す実施形態はクーラまたは第２の焼き戻し素子３５０を備える。クーラ３５０または第２の焼き戻し素子は、好ましくは、ヒータまたは第１の焼き戻し素子３００と、支持素子４８０および／またはハウジング構造４８１（不図示）および／または支持手段４５１、４６１、４７１（不図示、図５参照）との間に配置される。ヒータまたは第１の焼き戻し素子３００を用いて、反射型光学素子Ｍkの温度分布に影響を与える場合は、反射素子Ｍkの周囲のその他の素子の温度も変化するという危険性がある。このような素子は、支持素子４８０、ハウジング構造４８１または支持手段４５１、４６１、４７１であることもある。しかし、これらの素子の一部は、反射型光学素子または鏡Ｍk４２１を所定の位置に維持するために、十分に制御された一定温度である必要がある。前述のように、この位置はナノメートルまたはナノメートル以下の範囲で一定である必要がある。このため、これらの素子は温度感受性素子と表される。たとえば、ヒータまたは第１の焼き戻し素子３００を用いて、反射型光学素子または鏡Ｍk４２１の温度または温度分布に影響を与えるために、その周囲を加熱および／または冷却すると、反射型光学素子または鏡Ｍk４２１の位置が変化する。このため、クーラまたは第２の焼き戻し素子３５０はヒータまたは第１の焼き戻し素子３００が発生する熱効果を吸収するように形成される。これは、支持素子４８０などの温度感受性素子および／またはハウジング構造４８１および／または支持手段４５１、４６１、４７１の方向を向いている、クーラ３５０または第２の焼き戻し素子の側面３５１で、クーラまたは第２の焼き戻し素子の温度は一定を保つことを意味する。���の結果として、温度感受性素子は一定温度となり、それぞれの光学素子Ｍkの位置はナノメートルまたはナノメートル以下のレベルでさえ一定する。この手段を用いると、たとえば、ヒータまたは第１の焼き戻し素子の温度が変化し、反射型光学素子または鏡Ｍk４２１の温度または温度分布に影響を与える場合であっても、これらの温度感受性素子の温度変動を低減でき、本発明の前述の投影レンズに関連して記載したように有利点を実現できる。
【００９９】
図１０に示す実施形態の有利点によって、本発明は、複数の反射型光学素子Ｍiを備えるＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの第４の投影レンズにも関する。各反射素子Ｍiは本体ＭＢiおよびａ反射面ＭＳiを備え、投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影する。ＥＵＶ光は、ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによる照射の後に、レチクルから反射される。レンズはさらに、少なくとも１つの光学素子Ｍkを受動的または能動的に支持するための連結点４５１、二脚構造４６１、連結素子４７１、支持素子４８０およびハウジング構造４８１からなる群から選択される温度感受性素子を備える支持手段を備える。さらに、温度感受性素子は一定温度または規定の温度に制御される。レンズはさらに、少なくとも１つの光学素子Ｍkを温度Ｔkまで加熱および／または冷却するための第１の焼き戻し素子３００と、温度感受性素子を一定温度または規定の温度まで焼き戻すための第２の焼き戻し素子３５０とを備える。さらに、第２の焼き戻し素子３５０は、温度感受性素子と第１の焼き戻し素子３００との間に空間的に配置される。
【０１００】
第４の投影レンズの別の第２の実施形態では、加熱または冷却される反射型光学素子Ｍkは、ゼロクロス温度Ｔ0kで温度依存熱膨張係数がゼロとなる素材を備える。ゼロクロス温度Ｔ0kは温度感受性素子の一定のまたは規定の温度とは異なる。好ましくは、第４の投影レンズの別の第３の実施形態では、第４の投影レンズの温度感受性素子の温度は基準温度ＴRefである。基準温度ＴRefとは、本発明または本明細書に記載するその他の投影レンズの基準温度ＴRefと同一の意味を有する。好ましくは、しかし必ずしも必要ではないが、基準温度ＴRefは２２℃、または、リソグラフィ投影型露光装置が大量生産のために操作されるクリーンルームの温度である。
【０１０１】
第４の投影レンズの別の第４の実施形態は、上記の第２および第３の実施形態の特徴と、本体ＭＢkを第１の焼き戻し素子３００で焼き戻さず、照射されたレチクルから反射されるＥＵＶ光で反射面ＭＳkを露光するという追加の特徴を備え、照明設定にしたがって角空間分布、偏極空間分布および強度空間分布を備える。その結果として、本体ＭＢkの基準温度ＴRefに対する温度分布はΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔk（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）、さらに平均および最高温度はΔＴkavおよびΔＴkmaxとなる。さらに、この実施形態のゼロクロス温度Ｔ0kは、基準温度ＴRef、および空間温度分布ΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき、基準温度を加えたそれぞれの平均または最高温度ΔＴkav＋ＴRefまたはΔＴkmax＋ＴRefのうち最も高い温度より高く、Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkav＋ＴRef）またはＴ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkmax＋ＴRef）で表す。
【０１０２】
第４の投影レンズの別の第５の実施形態では、ゼロクロス温度Ｔ0kを有する素材は製造プロセスによるゼロクロス温度の実際の値に関して変化する。この結果として、製造公差ΔＴ0kの実際の値は間隔Ｔ0k±ΔＴ0kの間となる。この実施形態では、ゼロクロス温度Ｔ0kは、基準温度ＴRefおよび（空間温度分布ΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき）基準温度を加えたそれぞれの平均または最高温度ΔＴkav＋ＴRefまたはΔＴkmax＋ＴRefのうち最も高い温度よりも高く選択される。最大値に製造公差ΔＴ0kの絶対値を加え、Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef、ΔＴkav＋ＴRef）＋│ΔＴ0k│，Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkmax＋ＴRef）＋│ΔＴ0k│で表す。
【０１０３】
第４の投影レンズの別の第６の実施形態（およびその実施形態）では、反射型光学素子Ｍkのゼロクロス温度Ｔ0kは基準温度ＴRefより低いか、または基準温度より少なくとも６Ｋ高い。ゼロクロス温度が基準温度より低い場合は、反射型光学素子Ｍkは第１の焼き戻し手段によって、このゼロクロス温度近辺まで冷却される。第４の投影レンズのこの特徴を本発明の第３の投影レンズに用い、鏡を前述したように最低ゼロクロス温度まで冷却することもできる。ゼロクロス温度Ｔ0kが前述の基準温度より少なくとも６Ｋ高い場合は、第４の投影レンズのこの特徴を第１の投影レンズによる投影レンズに用いることができる。第１の投影レンズでは、２つの反射素子のゼロクロス温度は少なくとも６Ｋだけ異なり、２つの反射素子の１つはゼロクロス温度、基準温度近辺、または基準温度である。本発明による第１の投影レンズの説明で記載したように、このような投影レンズは８Ｗより大きいＥＵＶ露光力のために設計されている（図９の説明も参照）。
【０１０４】
第４の投影レンズの追加の第７の実施形態（およびその実施形態）では、反射型光学素子Ｍkは（少なくとも１つの空間次元において）第１の焼き戻し素子３００から発生する熱伝達を均一に受ける。第１の焼き戻し素子３００の影響のみを考慮する場合は、このような均一の熱伝達によって光学素子Ｍkは均一に加熱または冷却され、その結果として、反射型光学素子Ｍkの温度分布が少なくとも１次元に沿って一定となる。第４の投影レンズのこの変形を、第１、第２および第３の投影レンズに用いて、これらの投影レンズと関連して記載したように、および図３ａから図３ｌおよび図５に概略的に記載するように、たとえば、均一に反射型光学素子をゼロクロス温度まで、またはゼロクロス温度近辺まで加熱することもできる。有利には、第４の投影レンズの別の実施形態およびその様々な実施形態では、光学素子Ｍkは並進運動のためにアクチュエータに接続される。これにより、図３ａおよび図３ｂに関連して記載したように、光学素子が温度基準温度ＴRefとは異なる温度まで均一に加熱または冷却される場合には、投影レンズまたは光学素子Ｍkの光学収差を最小限にする。
【０１０５】
図１０に示すように、第４の投影レンズの好ましい第８の実施形態およびその実施形態では、第１の焼き戻し素子３００は少なくとも１つの光学素子Ｍkの本体ＭＢkの、反射面ＭＳkと対向する側面に配置される。これは、図５でヒータ３００について記載した構成と類似する第１の焼き戻し素子３００と類似の構成である。第４の投影レンズおよびその実施形態では、好ましくは、第１の焼き戻し素子３００はペルチェ素子または放射源を備え、少なくとも１つの光学素子Ｍkの本体ＭＢkが半透明となる波長を備える放射を放出する。図１０に示すように、第４の投影レンズの別の実施形態では、第２の焼き戻し素子３５０は第１の焼き戻し素子３００の、少なくとも１つの光学素子Ｍkの、本体ＭＢkに対向する側面に配置される。
【０１０６】
図１０による一実施形態では、焼き戻し素子３００はペルチェ素子であってもよく、または前述のペルチェ素子を備えていてもよい。ペルチェ素子は、反射素子または鏡Ｍk、４２１の方向に向いている表面側３６２の周囲を加熱または冷却してもよい。好ましくは、ペルチェ素子は、反射面ＭＳk、４５０に対向する反射素子Ｍk、４２１表面に平行または略平行に延在する。ペルチェ素子が少なくとも反射面または反射素子さえも１つの側面で覆えるような大きさの場合、反射素子の均一な加熱および／または冷却を行うことができ、その結果として、本明細書に記載する（たとえば図３ａに関連する）すべての有利点が生じる。ペルチェ素子をより効果的にするために、好ましくは、ペルチェ素子を、クーラ３５０、または全般的に第２の焼き戻し素子に、たとえば、ペルチェ素子の表面３６１の１つをクーラ３５０または第２の焼き戻し素子の表面３５２の１つに連結することによって、連結する。クーラ３５０または全般的に第２の焼き戻し素子は一種のサンドイッチ構造を有し、第１の焼き戻しまたはペルチェ素子３００と接触する表面３５２は表面３５１とは離間している。表面３５１は、支持素子４８０、ハウジング構造４８１または支持手段４５１、４６１、４７１などの温度感受性素子の方向を向いている。別の実施形態では、第１の焼き戻し素子３００は複数のペルチェ素子を備えていてもよい。好ましくは、ペルチェ素子は少なくとも１次元において並列して配置され、アレイ状の構成を形成する。２次元または３次元においてもペルチェ素子を配列することも有利である。好ましくは、このような構成の各ペルチェ素子は、たとえば、図５に記載する温度制御システムなどの制御システムによって制御可能である。本事例では、反射素子または鏡に向いている側面上の制御可能な温度分布は調整することができる。これにより、反射素子または鏡Ｍk、４２１内の温度分布に制御された方法で影響を与える。このようなヒータまたは焼き戻し素子を用いて、本発明の教示にしたがい熱伝導光学収差または画像エラーが最小限となるように、反射素子または鏡Ｍk４２１を温度制御することができる。前述のペルチェ素子３００、またはペルチェ素子の構成を、本発明による第３のレンズの焼き戻し手段として用いることによって、（本発明の第３の投影レンズによる）低いゼロクロス温度Ｔ10mnを有する鏡をこの温度またはさらに低い温度まで冷却することができるという有利点を有する。これは、ゼロクロス温度が基準温度ＴRefより低い場合に重要である。さらに、高いゼロクロス温度Ｔ20mn（または基準温度ＴRefより高いゼロクロス温度）を有する鏡を、この温度または本発明による投影レンズの１つに関連して前述したようにそれぞれの操作温度まで加熱することができる。
【０１０７】
第４の投影レンズの別の実施形態およびその実施形態では、投影レンズは、圧力Δｐを少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkの周囲内に制御するための圧力制御システムを備える。このような圧力制御システムを図１１に関連して以下に記載する。圧力制御は、反射型光学素子Ｍkの温度、時間、直接的または間接的に光学素子Ｍkの温度に影響するパラメータ、照明設定、レチクルの変化、光学素子Ｍkまたは投影レンズの熱伝導光学収差データまたは機械的伝導光学収差データ、およびモデルからの出力パラメータからなる群から選択されるパラメータに基づく。モデル入力は、反射型光学素子Ｍkの温度、時間、直接的または間接的に光学素子Ｍkの温度に影響するパラメータ、照明設定、光学素子Ｍkまたは投影レンズの熱伝導光学収差データまたは機械的伝導光学収差データおよびレチクルの変化からなる群から選択されるデータを備える。さらに、圧力制御システムは、好ましくは、少なくとも１つの光学素子Ｍkの近くにガス注入口および／またはガス排気口を備える。
【０１０８】
本発明による第４のレンズは、好ましくは、投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される前に、第１の焼き戻し素子を第１の加熱力で加熱することによって、光学素子Ｍkの温度Ｔkをその値に制御するように操作される。次に、投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される間に、第１の焼き戻し素子の加熱力は第１の加熱力より低い。さらに、第４の投影レンズの好ましい実施形態およびその様々な実施形態では、第１の焼き戻し素子３００によって加熱および／または冷却される少なくとも１つの光学素子Ｍkの温度Ｔkはゼロクロス温度Ｔ0kである。
【０１０９】
図１１は本発明の別の実施形態を、図１０と同様に概略的に示し、類似の素子は同一の符号で表す。次の記載は図１０の実施形態の差のみに焦点を当てる。素子は記載せず、素子の機能は図１０に記載したものと同様である。図１１の実施形態では、ヒータまたは焼き戻し手段はない。反射型光学素子または鏡Ｍk４２１の温度を、Δｐで表す反射素子または鏡Ｍk４２１の周囲内の圧力に圧力制御することによって、制御する。本事例では、たとえば、反射素子または鏡Ｍk４２１の温度の関数として、時間の関数または直接的または間接的に反射素子または鏡Ｍk４２１の温度に影響するその他のパラメータの関数として、圧力を制御することができる。さらに、圧力を制御する制御システムは、前述の関数変数などの入力データを用いるモデルを備えていてもよく、任意にモデルを調節し、圧力または直接的または間接的に前述の周囲の圧力に影響する任意のパラメータなどの出力パラメータを提供する。前述したように、本発明はまた、第５の投影レンズにも関する。第５の投影レンズはＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズである。レンズは複数の反射型光学素子Ｍiを備える。複数の反射型光学素子Ｍiのそれぞれは、投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影する本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを備える。ＥＵＶ光はＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによる照射の後にレチクルから反射される。レンズはさらに、受動的または能動的に少なくとも１つの光学素子Ｍkを支持するための支持手段と、（図１１の実施形態と関連して記載したように）少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkの周囲内に圧力Δｐを制御するための圧力制御システムとを備える。制御は、反射型光学素子Ｍkの温度、時間、直接的または間接的に光学素子Ｍkの温度に影響するパラメータ、照明設定、レチクルの変化、光学素子Ｍkまたは投影レンズの熱伝導光学収差データまたは機械的伝導光学収差データ、およびモデルからの出力パラメータからなる群から選択されるパラメータに基づく。さらに、モデルは、反射型光学素子Ｍkの温度、時間、直接的または間接的に光学素子Ｍkの温度に影響するパラメータ、照明設定、光学素子Ｍkまたは投影レンズの熱伝導光学収差データまたは機械的伝導光学収差データおよびレチクルの変化からなる群から選択される入力データを用いる。
【０１１０】
以下に、第５の投影レンズを、図１１を参照して、様々な修正した実施形態と共に説明する。
【０１１１】
第５の投影レンズの第２の実施形態では、支持手段は（図１０に関連して記載したように）動的または能動的に少なくとも１つの光学素子Ｍkを支持するための連結点４５１、二脚構造４６１、連結素子４７１、支持素子４８０およびハウジング構造４８１からなる群から選択される温度感受性素子を備える。温度感受性素子は一定のまたは規定の温度にクーラ３５０によって制御される。好ましくは、クーラ３５０は温度感受性素子と少なくとも１つの光学素子Ｍkとの間に空間的に配置される。第５の投影レンズおよびその様々な実施形態では、少なくとも１つの光学素子Ｍkの周囲内の圧力Δｐは０．１Ｐａから１０Ｐａまでの範囲であり、より好ましくは、１Ｐａと５Ｐａとの間の範囲である。少なくとも１つの光学素子Ｍkとクーラ３５０との間の距離は、好ましくは、１ｍｍから１０ｍｍまでの範囲であり、より好ましくは、３ｍｍと５ｍｍとの間の範囲である。さらに、圧力制御システムは、ガス注入口および／またはガス排気口を少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkの近くに備える。ガス注入口および／またはガス排気口（図１１には不図示）を用いると、少なくとも１つの光学素子Ｍkの周囲内の圧力を調節できる。第５の投影レンズのさらに好ましい実施形態では、少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkとクーラ３５０との間のクーラ３５０の距離は、これらの素子間の熱伝達を制御するために調節可能である。
【０１１２】
さらに、図１０に記載した第４の投影レンズおよびその実施形態と同様に、第５の投影レンズでは、少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkは、ゼロクロス温度Ｔ0kで温度依存熱膨張係数がゼロである素材も備える。一般的に、このゼロクロス温度は温度感受性素子の一定のまたは規定の温度とは異なり、この温度は、好ましくは、しかし必ずしも必要ではないが、図１０に関連して説明し本発明の第４の投影レンズと関連してすでに述べたように、基準温度ＴRefである。
【０１１３】
第５の投影レンズによって、有利には、少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkの温度がゼロクロス温度となるように、（制御システムによって制御される）圧力Δｐを制御可能となる。
【０１１４】
通常は、反射素子または鏡Ｍk４２１の周囲は、約１から５Ｐａ（パスカル）の範囲内、好ましくは、約３．５Ｐａの圧力のガスを備える。図１０にすでに記載したように、クーラ３５０は、通常は鏡４２１の任意の温度変化が温度感受性素子に影響しないように、温度感受性素子を覆う。このため、好ましくは、クーラ３５０は、温度感受性素子と少なくとも１つの光学素子Ｍkとの間に空間的に配置される。
【０１１５】
支持手段によって支持される少なくとも１つの光学素子または鏡４２１とクーラ３５０との間の距離は、約３ｍｍから５ｍｍである。この空間内に、前述の通りのガス圧力がある。ガスは、通常は水素を用いる。水素ガスの場合は、圧力は約±１Ｐａだけ変化し、ガスの熱抵抗は約±２５％変化する。鏡４２１の直接的な周囲の圧力を制御するために圧力制御システムを用いることによって、鏡を制御された絶対温度および時間の関数としての温度分布に関して制御できる。一例として、ＥＵＶ投影プロセス起動時に、鏡４２１は安定状態にあるため、低い温度である。本事例では、鏡が迅速に安定状態温度まで加熱するように、圧力を低減する。別の例としては、照明設定および／またはレチクルが変化する場合は、ＥＵＶ投影レンズが受ける出力も変化する可能性が高い。このような事例では、鏡４２１を高いまたは低い安定状態温度まで加熱する。第１の事例では、熱抵抗クーラ３５０と鏡４２１との間の熱抵抗を低減するために圧力が増加する。第２の事例では、ガス周囲の熱抵抗を増加させるために、圧力が低減され（図７で説明するように）鏡を最適な安定状態温度にする。この安定状態温度はゼロクロス温度に最も近い。ガス圧力を鏡４２１の周囲で規制すると、安定状態の温度に影響する。理想的には、光学収差を最小限にするために、安定状態温度はゼロクロス温度であるべきである。別の適用では、任意の鏡Ｍkのゼロクロス温度における、たとえば、製造公差による小さい変動も、この鏡の平均温度Ｔavkの安定状態がゼロクロス温度に最適に適合するように、この鏡の直接的な周囲の圧力を調整するような方法で補償してもよい。このような圧力制御には、ＥＵＶレンズの個々の鏡または反射型光学素子の直接的な周囲の圧力が独立して変化できることが必要となる。現実的には、これは、鏡の近くのガス注入口およびガス排気口によって行われる。ここから、第５の投影レンズの別の実施形態では、圧力制御システムは、支持手段によって支持される少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkの近くにガス注入口およびガス排気口を備える。
【０１１６】
第５の投影レンズの別の実施形態では、クーラ表面３５２、または一般的にはクーラ３５０と鏡４２１または反射型光学素子Ｍkとの間の距離も、これらの素子間の熱伝達を制御するために調整することができる。
【０１１７】
図１２ａは、５ｍｍおよび２５ｍｍの伝達経路のゼロデュア（登録商標）の伝達を示す。ゼロデュア（登録商標）が７００ｎｍから約２μｍの範囲の波長を有する光（本明細書では赤外線または赤外線放射または赤外線光と表す）に対して約一定の吸収係数を有することが分かる。この範囲の波長を有する赤外線光に対するゼロデュア（登録商標）の減衰の長さは約５０ｍｍから約１００ｍｍである。この結果として、図１２ａ、図３ｄおよび図３ｈはＥＵＶ投影レンズに用いる鏡の一般的な鏡の大きさも示す。直径は、一般的には２００ｍｍから６００ｍｍの範囲であり、厚さは１００ｍｍまでである。これは、赤外線光が５０ｍｍから１００ｍｍの距離をゼロデュア（登録商標）素材内で通過する場合は、そのエネルギの６３％がその経路に沿って吸収されるということを意味する。そのため、減衰の長さは、ＥＵＶレンズの鏡の大きさに十分に適合し、鏡がゼロデュア（登録商標）からなる、またはゼロデュア（登録商標）を備える場合は、鏡は前述の赤外線光によって加熱可能である。これは、赤外線光がそのエネルギを約５０ｍｍから１００ｍｍより大きい距離であっても蓄積するからである。このような距離は同時におおよそ均一な方法で加温することができる。これは、鏡Ｍkの鏡本体ＭＢkは、たとえば、図５、図１０または図１１に示すように、図１２ａに示す赤外線範囲の波長を備える放射には半透明であることを意味する。この効果を利用するために、図１２ｂは本発明の別の実施形態を概略的に示す。この実施形態では、鏡を赤外線放射で加熱可能にするために、反射型光学素子または鏡Ｍk４２１は表面全体またはほとんど表面全体を被膜Ｃで被膜されている。被膜Ｃは反射面ＭＳk４５０とは異なる。反射面ＭＳk４５０もＥＵＶ光を反射するために多層の形状での被膜を備えていてもよい。
【０１１８】
被膜Ｃは赤外線放射が反射するように選択される。被膜素材として、非常に薄い金属層を用いることができる。赤外線放射を反射するその他の被膜も用いることができる。さらに、被膜および赤外線放射の波長は、反射が最適化されるように適合されることもある。被膜Ｃは赤外線放射が鏡本体ＭＢkを離れないようにする機能を有し、図１２ｂに１００２として示すように、鏡は様々な反射によって、より均一に加熱される。この方法では、赤外線放射はほとんど瞬時におよび完全にエネルギを鏡本体ＭＢkに蓄積する。赤外線放射を鏡本体ＭＢkに通すために、少なくとも１つの表面領域は被膜されず、または被膜は部品的に赤外線放射を透過する。このような表面領域を１００４および１００６で表し、赤外線窓と呼ぶ。赤外線窓または複数の赤外線窓１００４、１００６は、鏡本体素材内の赤外線放射の減衰の長さ、鏡の幾何学的形状および大きさを考慮して鏡上の適切な位置に配置される。また、構造上の空間に関する制限があれば考慮する。しかし、減衰の長さは比較的大きいため、または言い換えると、鏡の大きさの範囲においては、赤外線窓の位置はそれほど重要ではない。特に、図１２ｂの例に示すように、鏡本体ＭＢkの位置は、反射素子または鏡の反射面ＭＳk４５０が配置される、鏡本体ＭＢkの側面にあることもある。これは、赤外線放射を反射素子または鏡に連結するために、鏡正面の構造上の空間も用いることができるという有利点を有する。ほとんどのその他のヒータまたは焼き戻し手段はＥＵＶ投影光線１０００を遮断または遮蔽するため、この空間で用いることはできない。好ましくは、図１２ｂに概略的に示すように、赤外線窓は反射面ＭＳk４５０を囲む。別の選択肢として、赤外線窓は一定の表面粗さまたは回折構造を備え、赤外線放射を鏡本体内部に散乱または配分する。さらに、赤外線放射は、図１２ｂの右側の赤外線光線に示すように、少なくとも部分的に同一の構造上の空間をＥＵＶ投影光線１０００と共有してもよい。赤外線放射源としては、レーザ、赤外線ダイオード、フィラメントまたはランプなどの任意の赤外線放射源を用いることができる。赤外線源によって、適切な光学構成を用いて、赤外線放射が反射素子または鏡Ｍk４２１と赤外線窓を通じて連結できるように、赤外線放射を構成することができる。このような光学構成は、レンズおよび鏡または全般的な屈折、回折および／または反射型光学素子を備えていてもよい。追加的または代替的に、このような光学構成はまた、たとえば、赤外線放射を赤外線源から赤外線窓１００４、１００６まで伝達するために、石英ファイバまたは光ファイバ（一般的に光導体）を備えていてもよい。本事例では、赤外線源をＥＵＶ投影レンズの側面外側、またはＥＵＶリソグラフィ投影システムの外側に配置することもある。図１２ｂに記載するように、反射型光学素子または鏡Ｍk４２１は、ヒータまたは焼き戻し素子または焼き戻し手段（赤外線源と、赤外線光を構成するための任意の光学構成とを備える）と、反射素子または鏡Ｍkとの機械的な接触がないという有利点を有する。
【０１１９】
本発明の別の実施形態では、図１２ｂの反射素子または鏡を、たとえば、図１０の実施形態のヒータ３００および／または図１０または図１１の実施形態に記載するクーラ３５０などの、焼き戻し素子または焼き戻し手段と共に用いることができる。さらに、代替として、図１１に記載する圧力制御も、図１２ｂの実施形態と共に用いることができる。これらすべての実施形態は、有利には、ＥＵＶ投影レンズに用いることができ、特に本発明による前述した１つのＥＵＶ投影レンズにおいて、好ましくは、熱伝導光学収差は最小限であるという有利点を有する本発明による第１、第２および第３の投影レンズにおいて用いることができる。
【０１２０】
図１２ａおよび図１２ｂの上記の論述から、図１２ｂに例示する本発明による第６の投影レンズが結実する。ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの第６の投影レンズの第１の実施形態は複数の反射型光学素子Ｍiを備える。反射型光学素子Ｍkのそれぞれは、投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影する本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを備える。ＥＵＶ光はＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによる照射の後にレチクルから反射される。さらに、少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkは、ゼロクロス温度Ｔ0kで温度依存熱膨張係数がゼロとなる素材を備える。さらに、光学素子Ｍkの本体ＭＢkは赤外線放射に半透明であり、少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkと本体ＭＢkは、本体ＭＢkの表面全体またはほとんど表面全体を被膜する被膜Ｃを備える。被膜Ｃは本体ＭＢk内部の赤外線放射を反射する。
【０１２１】
第６の投影レンズの第２の実施形態は、赤外線光源または赤外線光経路を形成する光学構成を備える。赤外線光源または赤外線光経路は赤外線放射を、被膜Ｃを備える本体ＭＢkに連結する。好ましい実施形態では、赤外線光源または光学構成は、レーザ、赤外線ダイオード、フィラメント、レンズ、鏡、屈折素子、回折素子、反射素子、光導体および光ファイバからなる群から選択される素子を備える。さらに、本体ＭＢkは、好ましくは、被膜Ｃに被膜されていない表面領域１００４、１００６を備え、または赤外線放射を本体ＭＢkに連結するための、赤外線放射に半透明な被膜をされている表面領域１００４、１００６を備える。好ましくは、被膜Ｃは金属を備える。
【０１２２】
第６の投影レンズの別の実施形態では、表面領域１００４、１００６は反射面ＭＳkを備える本体ＭＢkの側面に配置される。代替的にまたは追加的に、表面領域１００４、１００６は反射面ＭＳkを囲む。さらに、表面領域１００４、１００６は、赤外線放射を本体に散乱するために表面粗さを備えていてもよく、または表面領域は赤外線放射を回折によって本体ＭＢkに配分するために回折構造を備えていてもよい。
【０１２３】
第６の投影レンズの別の実施形態では、反射面ＭＳkに近い構造上の空間は赤外線放射およびＥＵＶ光によって照射される。好ましくは、赤外線源は投影レンズの外側またはＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの外側に配置される。
【０１２４】
さらに、前述の第１から第５の投影レンズと同様に、第６の投影レンズにおいても、光学素子Ｍkは任意に並進運動のためにアクチュエータに接続される。
【０１２５】
第１から第５の投影レンズと同様に、第６の投影レンズも、クーラ３５０を備える実施形態を備えていてもよい。クーラ３５０は少なくとも１つの光学素子Ｍkの本体ＭＢkの、反射面ＭＳkに対向する側面に配置される。さらに、クーラ３５０から少なくとも１つの反射型光学素子Ｍまでの距離は、好ましくは、これらの素子間の熱伝達を制御するために調節可能である。代替的にまたは追加的に、第６の投影レンズ（およびその実施形態）は、少なくとも１つの反射型光学素子Ｍk周囲内の圧力Δｐを制御するための圧力制御システムを備える。さらに、前述の圧力制御システムは、少なくとも１つの光学素子Ｍkの近くにガス注入口および／またはガス排気口を備えていてもよい。
【０１２６】
第６の投影レンズの本体ＭＢkを赤外線放射で放射せずに、ＥＵＶ光を受けた反射面ＭＳkの露光は、基準温度ＴRefに対する本体ＭＢkの温度分布ΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔk（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）および温度Ｔk（ｘ，ｙ，ｚ）をもたらす。ＥＵＶ光は照射されたレチクルから反射され、照明設定にしたがって、角空間分布、偏極空間分布および強度空間分布を備える。温度分布は、平均および最高温度ΔＴkavおよびΔＴkmaxを備える。好ましくは、ゼロクロス温度Ｔ0kは、基準温度ＴRef、および空間温度分布ΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき、基準温度を加えたそれぞれの平均または最高温度ΔＴkav＋ＴRefまたはΔＴkmax＋ＴRefのうち最も高い温度よりも高く、Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef、ΔＴkav＋ＴRef）またはＴ0k＞ｍａｘ（ＴRef、ΔＴkmax＋ＴRef）で表す。さらに、ゼロクロス温度Ｔ0kを有する素材が製造によるゼロクロス温度の実際の値に関して変動し、その結果として、製造公差ΔＴ0kの実際の値が間隔Ｔ0k±ΔＴ0kの間となる場合は、ゼロクロス温度Ｔ0kは、基準温度ＴRef、空間温度分布ΔＴk（ｘ、ｙ、ｚ）に基づき、基準温度を加えたそれぞれの平均または最高温度ΔＴkav＋ＴRefまたはΔＴkmax＋ＴRefのうち最も高い温度よりも高く選択され、最大値に製造公差ΔＴ0kの絶対値を加え、Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkav＋ＴRef）＋│ΔＴ0k│，Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkmax＋ＴRef）＋│ΔＴ0k│で表す。
【０１２７】
第６の投影レンズの別の実施形態（およびその様々な実施形態）では、光学素子Ｍkの温度Ｔkは、投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される前に、光学素子ＭＢkを第１の赤外線放射力で照射することによってその値に制御される。任意には、赤外線放射力は投影レンズがＥＵＶ光の露光力を受けている際の第１の赤外線放射力より小さい。
【０１２８】
さらに、本発明は、（図１２に示す）鏡に関する。この鏡は本体ＭＢkと、反射面ＭＳkと、ゼロクロス温度Ｔ0kで温度依存熱膨張係数がゼロとなる素材とを備える。さらに、光学素子Ｍkの本体ＭＢkは赤外線放射に対して半透明であり、本体ＭＢkは本体ＭＢkの表面全体またはほとんど表面全体を被膜する被膜Ｃを備える。被膜Ｃは本体ＭＢk内部の赤外線放射を反射し、投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、鏡は、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影するためのＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズに適合される。任意には、鏡本体ＭＢkは被膜Ｃに被膜されていない表面領域１００４、１００６を備え、または両方とも赤外線放射を本体ＭＢkに連結するための、赤外線放射に半透明な被膜をされている表面領域１００４、１００６を備える。好ましくは、被膜は金属を備える。鏡の別の実施形態では、表面領域１００４、１００６は反射面ＭＳkを備える本体ＭＢkの側面に配置される。代替的にまたは追加的に、表面領域１００４、１００６は反射面ＭＳkを囲む。鏡の別の実施形態では、表面領域１００４、１００６は赤外線放射を本体に散乱するために表面粗さを備えていてもよく、または表面領域は赤外線放射を回折によって本体ＭＢkに配分するために回折構造を備えていてもよい。
【０１２９】
図１２ｃは、本発明の別の実施形態を概略的に示す。この実施形態では、反射型光学素子または鏡Ｍk４２１は少なくとも部分的に被膜Ｃ２で表面を被膜され、鏡を加熱可能にする。この実施形態によると、被膜Ｃ２は反射面ＭＳk４５０とは異なる。反射面ＭＳk４５０もＥＵＶ光１０００を反射するために多層被膜の形状での被膜を備えていてもよい。被膜Ｃ２は一定の電気抵抗を有するように選択される。そのため、被膜Ｃ２は抵抗被膜Ｃ２と呼ばれる。抵抗被膜Ｃ２において電流が生成される場合は、加熱する反射素子または鏡Ｍkに熱エネルギとして伝達されるエネルギが産出される。この方法において、反射素子または鏡Ｍk４２１の温度は制御可能である。この実施形態では、ヒータまたは焼き戻し手段３００は抵抗被膜Ｃ２と、被膜Ｃ２と接続される電源ＶＳとを備える。本発明のこの実施形態によれば、抵抗被膜Ｃ２は本体Ｍkの表面を覆っていてもよい。好ましくは、反射面ＭＳk４５０と本体ＭＢkとの間に抵抗被膜Ｃ２はない。代替的に、本体表面の一部分または複数の部分を抵抗被膜Ｃ２で被膜する。これらの部分は本体および／または反射面で均一な温度分布が実現できるように選択される。これにより、前述の実施形態と同様に、反射素子または鏡の収差が最小限になる。抵抗被膜Ｃ２の電流は電圧によって発生する。このため電源ＶＳは光学素子Ｍk４２１の抵抗被膜Ｃ２に接続される。接続はケーブル１００８によって行われる。代替的にまたは追加的に、電源ＶＳは符号１０１０で示すように、本体に取り付けられる。電源を本体ＭＢkに取り付ける場合にも、ケーブルまたはワイヤ１００８を用いると、被膜Ｃ２によって形成されるヒータまたは焼き戻し手段３００と、被膜されていない支持構造との機械的な接続はない。有利には、ケーブルまたはワイヤから鏡または反射型光学素子Ｍk４２１に転送される力またはモーメントはない。
【０１３０】
図１２ｃに記載する実施形態による、本発明の別の実施形態では、図１２ｃの反射素子または鏡は、図１０の実施形態の焼き戻し手段またはヒータ３００および／または前述したクーラ３５０と共に用いることができる。追加的にまたは代替的に、図１１に関連して記載したように、圧力制御も図１２ｃの実施形態と共に用いることができる。さらに、図１２ｂおよび図１２ｃの実施形態を、たとえば、被膜Ｃを赤外線光の反射および抵抗被膜Ｃ２として用いることによって組み合わせてもよい。代替的に、（図１２ｂの）赤外線反射被膜Ｃを、図１２ｃに記載する電源ＶＲによって加熱される抵抗被膜Ｃ２で覆ってもよい。さらに、これらすべての実施形態を、有利には、ＥＵＶ投影レンズに用いることができ、特に前述した本発明によるＥＵＶ投影レンズ、好ましくは、本発明による第１、第２および第３から第６の投影レンズに用いて、熱伝導光学収差を低減することができる。
【０１３１】
図１２ｃと関連して記載したように、鏡または反射型光学素子を備える投影レンズの実施形態と関連して説明する有利点によって、本発明はまた、第７の投影レンズおよび第７の投影レンズで用いる鏡にも関する。
【０１３２】
図１２ｃに関連する本発明による鏡は、本体ＭＢkと反射面ＭＳkとを備える。さらに、鏡はゼロクロス温度Ｔ0kで温度依存熱膨張係数がゼロとなる素材を備える。本体ＭＢkは少なくとも部分的に抵抗被膜Ｃ２で被膜され、抵抗被膜Ｃ２は電気抵抗加熱によって本体を加熱するために適切な電気抵抗を有する。さらに、投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、鏡は、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影するためのＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズに適合される。好ましくは、抵抗加熱は０．０１Ｗと１Ｗとの間である。さらに、被膜Ｃ２は電源ＶＳに接続される。電源は、好ましくは、鏡本体ＭＢkに取り付けられるか、または電源は鏡本体ＭＢkにワイヤ１００８によって電気的に接続する。
【０１３３】
図１２ｃと関連して説明した鏡の別の実施形態では、鏡の被膜Ｃ２は、反射面ＭＳkの領域を除いて鏡本体ＭＢkを覆う。さらに、有利には、光学素子Ｍkの本体ＭＢkは赤外線放射に対して半透明であり、抵抗被膜Ｃ２は反射被膜Ｃを被膜し、反射被膜Ｃは本体ＭＢkの表面全体またはほとんど表面全体を被膜する。したがって、図１２ｂと関連して説明したような特徴を備える鏡を実現することができる。このため、好ましくは、反射被膜Ｃは本体ＭＢk内部の赤外線放射を反射する。さらに好ましい鏡の実施形態では、鏡本体ＭＢkは好ましくは、被膜ＣおよびＣ２に被膜されていない表面領域１００４、１００６を備え、または赤外線放射に半透明な被膜をされている表面領域１００４、１００６を備える。これらの鏡の実施形態は、赤外線放射をこれらの表面領域１００４、１００６で本体ＭＢkに連結することができるという有利点を有する。表面領域１００４、１００６は、好ましくは、反射面ＭＳkを備える本体ＭＢkの側面に配置される。および任意には、表面領域１００４、１００６は反射面ＭＳkを囲む。
【０１３４】
図１２ｃと関連して記載したように、さらに好ましい鏡の実施形態では、表面領域１００４、１００６の鏡は、赤外線放射を本体に散乱するために表面粗さを備えていてもよく、または表面領域は赤外線放射を回折によって本体ＭＢkに配分するために回折構造を備えていてもよい。さらに、抵抗被膜Ｃ２は、好ましくは、金属を備える。また、好ましくは、反射および抵抗被膜Ｃ、Ｃ２は同一の金属を備える。
【０１３５】
前述のように、本発明はまた、図１２ｃと関連して説明した有利点を利用するために、第７の投影レンズにも関する。ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの第７の投影レンズは複数の反射型光学素子Ｍiを備える。複数の反射型光学素子Ｍiは、投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影する本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを備える。ＥＵＶ光はＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによる照射の後にレチクルから反射される。さらに、少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkは、図１２ｃに関連して前述した、本発明の鏡の実施形態の特徴を備える。さらに、光学素子Ｍkは、任意には、並進運動のためにアクチュエータに接続する。別の実施形態では、第７の投影レンズは、少なくとも１つの光学素子Ｍkの本体ＭＢkの、反射面ＭＳkに対向する側面に配置されるクーラ３５０を備える。任意には、クーラ３５０と少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkとの間の距離は、これらの素子間の熱伝達を制御するために、調節可能である。
【０１３６】
本発明による第７の投影レンズの別の実施形態は、圧力Δｐを少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkの周囲内に制御するための圧力制御システムを備える。圧力制御システムは、図１２ｃに関連して前述した、本発明の鏡の実施形態の特徴を備える。さらに、圧力制御システムは、任意には、少なくとも１つの光学素子Ｍkの近くにガス注入口および／またはガス排気口を備える。
【０１３７】
第７の投影レンズの別の実施形態では、反射面ＭＳkがＥＵＶ光に曝される場合は、投影レンズは加熱するが、本体ＭＢkの抵抗被膜Ｃ２は加熱されない。ＥＵＶ光は照射されたレチクルによって反射され、照明設定にしたがって角空間分布、偏極空間分布および強度空間分布を有し、その結果として、基準温度ＴRefに対する本体ＭＢkの温度分布はΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔk（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）となる。温度分布ΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔk（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）は、平均および最高温度ΔＴkavおよびΔＴkmaxを備える。さらに、鏡本体ＭＢkのゼロクロス温度Ｔ0kは、基準温度ＴRef、および空間温度分布ΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき、基準温度を加えたそれぞれの平均または最高温度ΔＴkav＋ＴRefまたはΔＴkmax＋ＴRefのうち最も高い温度よりも高く選択され、Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkav＋ＴRef）またはＴ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkmax＋ＴRef）で表す。さらに第７の投影レンズにおいても、ゼロクロス温度の任意の製造公差を考慮してもよい。第７の投影レンズのこのような実施形態では、ゼロクロス温度Ｔ0kを有する素材が製造によるゼロクロス温度の実際の値に関して変動し、その結果として、製造公差ΔＴ0kの実際の値が間隔Ｔ0k±ΔＴ0kの間となる。このような事例では、ゼロクロス温度Ｔ0kは、基準温度ＴRef、および空間温度分布ΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき、基準温度を加えたそれぞれの平均または最高温度（ΔＴkav＋ＴRefまたはΔＴkmax＋ＴRef）のうち最も高い温度よりも高く選択される。この最大値に製造公差ΔＴ0kの絶対値をさらに加え、Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkav＋ＴRef）＋│ΔＴ0k│，Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkmax＋ＴRef）＋│ΔＴ0k│で表す。
【０１３８】
第７の投影レンズの好ましい実施形態（およびその様々な実施形態）では、光学素子Ｍkの温度Ｔkは、投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される前に、抵抗被膜Ｃ２を電源の第１の電力で加熱することによってその値に制御される。投影レンズがＥＵＶ光の露光力を受けている間に、好ましくは、抵抗被膜Ｃ２を加熱する電力は第１の電力より小さい。
【０１３９】
図１２ｄは本発明の別の実施形態を概略的に示す。この実施形態では、反射型光学素子または鏡Ｍk４２１は少なくとも部分的にマルチゾーンワイヤグリッド１０５０によって加熱される。マルチゾーンワイヤグリッド１０５０は反射面ＭＳkの近くに配置される。このような反射素子または鏡は次の基本的なステップを備えるプロセスで製造することができる。
１．好ましくは、本体素材ＭＢkとして、たとえば、本明細書の実施形態の少なくとも１つにおいて用いる、高ゼロクロス温度Ｔ0kを有する素材を選択する。一例として、本体素材の少なくとも１つのゼロクロス温度は３０℃以上である。
２．薄い抵抗被膜を電気めっきプロセスを用いて本体表面素材ＭＢk上に形成することによって、ワイヤグリッド１０５０を本体素材上に製造する。抵抗被膜はインバーであってもよく、またはインバーを備えていてもよい。
３．様々なパターン構造１０５１を、マルチゾーンワイヤグリッド１０５０構造を形成する抵抗被膜にエッチングする。これは既知のリソグラフィ方法を適用して行う。
４．様々なパターン構造１０５１を電気的に接続し、多層化可能な集積回路を形成する。
５．電気回路を形成するパターン構造１０５１を、石英などの低いＣＴＥを有する絶縁層１０５２で、集積回路が完全に覆われるように覆う。
６．反射素子または鏡Ｍkに必要な表面画像精度まで絶縁層１０５２の表面を研磨する。
７．研磨した絶縁層１０５２を複層反射被膜１０５４で被膜する。任意の圧縮層１０５３を絶縁層１０５２と反射面ＭＳkを形成する反射被膜１０５４との間に配置することができる。
【０１４０】
反射素子または鏡の好ましい実施形態では、マルチゾーンワイヤグリッドで覆われる面積は約５０％であり、図１２ｄに概略的に示すように、反射面ＭＳkの面積の９５％にまでなる。さらに高い被覆率が好ましい。これは、ワイヤグリッドのワイヤに沿って生成された熱は本体素材の広い面積に蓄積されるという有利点を有する。
【０１４１】
ワイヤグリッドを備える反射型光学素子は、上記の様々な実施形態に前述するように、追加ヒータ３００を用いずに加熱されることができるという有利点を有する。たとえば、ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの起動時に、ＥＵＶ投影レンズがＥＵＶ投影光線に曝される前に、光学素子をゼロクロス温度まで加熱することができる。この結果として、上記の第２の投影レンズと関連して説明した有利点が生じる。ワイヤグリッドの主な有利点は、ワイヤグリッドは反射面ＭＳkの非常に近くで温度を制御できるということである。ＥＵＶ投影光線が不均一な配光を反射面に有し、その結果として、反射面を不均一な方法で加熱する場合は、ワイヤグリッドは、たとえば、制御システム２００によって制御され、ＥＵＶ強度が大きく、またはＥＵＶ吸収が大きい場所での加熱力を低減し、ＥＵＶ吸収が低いかまたはゼロである場所での加熱力を増加する。このような規制によって、反射鏡面または反射型光学素子全体でほとんど一定の温度プロファイルを実現することができ、その結果として熱伝導収差はほとんどなくなる。
【０１４２】
さらに、ワイヤグリッドを用いて、グリッド構造によって画定される空間解像度の温度を測定することもできる。温度測定のためには、温度に関連するワイヤの電気抵抗を測定する。
【０１４３】
さらに、ワイヤグリッドを備える光学素子を、本明細書に記載するその他の加熱および焼き戻し構想に用いることができる。たとえば、図１０に記載するように、ワイヤグリッドを備える光学素子をヒータおよびクーラと組み合わせることもできる。本事例では、ワイヤグリッドを、反射面ＭＳk近くの非常に小さい温度変動を制御するためだけに用いることができる。さらに、図１０に示す実施形態のヒータ３００をワイヤグリッド抵抗値によって制御してもよく、または部分的に制御してもよい。
【０１４４】
このように組み合わせたシステムのさらなる有利点は、フィードフォワード制御が必要ではないため、温度制御システムを単純化できることである。鏡素材のゼロクロス温度近辺の小さい温度範囲のみを調節する場合、およびその他のヒータまたは加熱構想によって鏡をこのゼロクロス温度まで加熱する場合には、反射面の表面温度をワイヤグリッドヒータを用いて非常に迅速に調整できるためである。
【０１４５】
図１２ｄと関連して記載したように、鏡または反射型光学素子を備える投影レンズの実施形態と関連して記載した有利点によって、本発明はまた、第８の投影レンズ、および第８の投影レンズで用いる前述のワイヤグリッド１０５０を備える鏡にも関する。
【０１４６】
前述の通り、本発明はワイヤグリッドを備える鏡に関し、鏡は本体ＭＢkと、反射面ＭＳkとを備える。さらに、本体ＭＢkはゼロクロス温度Ｔ0kで温度依存熱膨張係数がゼロである素材を備え、本体表面ＭＢkの少なくとも一部分は、本体ＭＢkを電気気的に抵抗加熱するためのワイヤグリッド１０５０を備える。追加的に、好ましくは、投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、鏡は、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影するためのＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの投影レンズに適合される。さらに、鏡のワイヤグリッド１０５０は被膜素材を備える抵抗被膜から形成され、被膜素材は金属、半導体素材、炭素およびインバーを備える素材からなる群から選択される。
【０１４７】
好ましくは、鏡のワイヤグリッド１０５０は、少なくともＮ＞１電気回路であるパターン構造１０５１を備える。好ましくは、パターン構造１０５１は少なくともＮ＋１電気連結部分を備え、電気回路を電源に接続し、電気回路に電力を加える。好ましくは、電気回路が受ける電力に関して、回路をお互いに独立して制御することができる。さらに、ワイヤグリッド１０５０の加熱力は０．０１Ｗと５Ｗとの間であり、好ましくは、０．０１Ｗと１Ｗとの間である。鏡のワイヤグリッド１０５０は少なくとも１つの電源に接続する。電源は鏡本体ＭＢkに取り付けられてもよく、または電源は電気的に、たとえば、１または複数のワイヤによって鏡本体ＭＢkに接続する。さらに、電源は少なくとも２つの電圧源および／または電流源を備える。さらに、電源は多重回路を備えていてもよい。多重回路を用いると、ワイヤグリッドの電気回路は連続して電源から電力を受ける。さらに、本発明によるワイヤグリッドを備える鏡は絶縁層１０５２を備える。ワイヤグリッド１０５０のパターン構造１０５１は絶縁層１０５２によって覆われ、絶縁層１０５２はＣＴＥが低い素材を備える。さらに、絶縁層１０５２を研磨し、表面画像データが鏡の反射面ＭＳkに必要な±３ｎｍＲＭＳの精度となるようにする。ＥＵＶ光に対する鏡の反射率を改善するために、ワイヤグリッド１０５０を備える鏡の反射面ＭＳkは、多層スタック１０５４を備える。多層スタック１０５４は絶縁層１０５２の上、または圧縮層１０５３の上に配置される。圧縮層１０５３は絶縁層１０５２の上に配置される。好ましくは、鏡のワイヤグリッド１０５０は反射面ＭＳkの５０％より大きい面積を覆う。
【０１４８】
さらに、前述のワイヤグリッド１０５０を備える鏡を修正して、鏡が図１２ｂおよび図１２ｃと関連して記載した特徴も備えるようにすることができる。一例として、鏡の本体ＭＢkは、反射面ＭＳkの領域を除いて少なくとも部分的に抵抗被膜Ｃ２によって覆われる。抵抗被膜Ｃ２は電気抵抗加熱によって本体ＭＢkを加熱するために適切な電気抵抗を有する。代替的にまたは追加的に、光学素子Ｍkの本体ＭＢkは赤外線放射に対して半透明である。その場合には、有利には、鏡の本体ＭＢkは本体ＭＢkの表面全体またはほとんど表面全体を被膜する反射被膜Ｃを備える。反射被膜Ｃは本体ＭＢk内部の赤外線放射を反射する。本発明による鏡のワイヤグリッドの別の実施形態では、抵抗被膜Ｃ２は反射被膜Ｃ上にある。本事例では、鏡は（被膜Ｃによる）赤外線放射および／または被膜Ｃ２による抵抗加熱によって加熱され、反射面ＭＳkに近い領域はワイヤグリッド１０５０の方向を向く。鏡を外線放射で加熱するために、鏡は有利には、反射被膜Ｃおよび抵抗被膜Ｃ２に被膜されていない表面領域１００４、１００６を備え、または赤外線放射に半透明な被膜をされている表面領域１００４、１００６を備える。この表面領域１００４、１００６は、有利には赤外線放射を本体ＭＢkに連結するために用いることができ、赤外線放射は鏡の加熱に寄与する。好ましくは、反射被膜Ｃまたは抵抗被膜Ｃ２を備える鏡は被膜層に金属を備える。好ましくは、両方の被膜を適用する場合には、金属は反射および抵抗被膜Ｃ、Ｃ２で同一である。さらに、赤外線放射を本体ＭＢkに連結するための表面領域１００４、１００６は、反射面ＭＳkを備える本体ＭＢkの側面に配置されるか、または反射面ＭＳkを囲む表面領域１００４、１００６に配置される。このような表面領域１００４、１００６は、有利には、赤外線放射を本体に散乱するために表面粗さを備えていてもよく、または表面領域１００４、１００６は赤外線放射を回折によって本体ＭＢkに配分するために回折構造を備えていてもよい。
【０１４９】
前述のように、本発明はまた、第８の投影レンズにも関し、図１２ｄと関連して記載した有利点、ワイヤグリッド１０５０を備える鏡、および前述したその様々な実施形態の有利点を利用する。
【０１５０】
ＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの第８の投影レンズの第１の実施形態は、複数の反射型光学素子Ｍiを備える。複数の反射型光学素子Ｍiのそれぞれは、投影レンズが５０ｎｍより小さい波長範囲の波長を有するＥＵＶ光の露光力に曝される場合は、レチクル上の対象フィールドを基板上の画像フィールドに投影する本体ＭＢiおよび反射面ＭＳiを備える。ＥＵＶ光はＥＵＶリソグラフィ投影型露光システムの照明システムによる照射の後にレチクルから反射される。さらに、第８の投影レンズは少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkを備える。反射型光学素子Ｍkは、この鏡の前述の一実施形態によるワイヤグリッド１０５０を備える鏡の特徴を備える。さらに、ワイヤグリッド１０５０を備える鏡の特徴を有する１つの反射型光学素子Ｍkは加熱可能であるため、光学素子Ｍkを並進運動のためにアクチュエータに接続することは有利である。さらに、第８の投影レンズの一実施形態では、レンズは、少なくとも１つの光学素子Ｍkの本体ＭＢkの、反射面ＭＳkと対向する側面に配置されるクーラ３５０または第１の焼き戻し素子３００を備える。任意には、クーラ３５０または第１の焼き戻し素子３００と少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkとの間の距離はこれらの素子間の熱伝達を制御するために調節可能である。第８の投影レンズの別の実施形態では、レンズは少なくとも１つの反射型光学素子Ｍk周囲内の圧力Δｐを制御するための圧力制御システムを備える。好ましくは、圧力制御システムは、少なくとも１つの光学素子Ｍkの近くにガス注入口および／またはガス排気口を備えていてもよい。
【０１５１】
第８の投影レンズの別の実施形態は、本体ＭＢk上のワイヤグリッド１０５０を加熱せずに、照射されたレチクルによって反射され、照明設定にしたがって角空間分布、偏極空間分布および強度空間分布を備える反射面ＭＳkのＥＵＶ光の露光によって、基準温度ＴRefに対して温度Ｔk（ｘ，ｙ，ｚ）を有する本体ＭＢkの温度分布がΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔk（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）となるように選択される素材を備える。温度分布ΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｔk（ｘ，ｙ，ｚ）−ＴRef）は、平均および最高温度ΔＴkavおよびΔＴkmaxを備える。さらに本体ＭＢkのゼロクロス温度Ｔ0kは、基準温度ＴRef、および空間温度分布ΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき、基準温度を加えたそれぞれの平均または最高温度（ΔＴkav＋ＴRefまたはΔＴkmax＋ＴRef）のうち最も高い温度よりも高く選択され、Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkav＋ＴRef）またはＴ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkmax＋ＴRef）で表す。
【０１５２】
通常は、ゼロクロス温度Ｔ0kを有する素材は製造問題によるゼロクロス温度の実際の値に関して変動する。このため、第８の投影レンズのさらに好ましい実施形態では、ゼロクロス温度Ｔ0kを有する素材が製造によるゼロクロス温度の実際の値に関して変動し、その結果として、実際の値が間隔Ｔ0k±ΔＴ0kの間となるような製造公差ΔＴ0kとなることを考慮する。この実施形態では、ゼロクロス温度Ｔ0kは、基準温度ＴRef、および空間温度分布ΔＴk（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき、基準温度を加えたそれぞれの平均または最高温度（ΔＴkav＋ＴRefまたはΔＴkmax＋ＴRef）のうち最大よりも高くなるように選択される。最大値に製造公差ΔＴ0kの絶対値をさらに加え、Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkav＋ＴRef）＋│ΔＴ0k│，Ｔ0k＞ｍａｘ（ＴRef，ΔＴkmax＋ＴRef）＋│ΔＴ0k│で表す。
【０１５３】
第８の投影レンズの別の実施形態では、光学素子Ｍkの温度Ｔkは、投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される前に、電源の第１の電力でワイヤグリッド１０５０を加熱することによって温度Ｔkの値に制御される。任意には、投影レンズがＥＵＶ光の露光力に曝される時に、ワイヤグリッド１０５０を加熱する電力は第１の電力より低くなるように選択される。さらに、第８の投影レンズはコントローラを備えていてもよい。コントローラはワイヤグリッド１０５０が受ける電力を制御し、またはワイヤグリッド１０５０の抵抗値を決定し、またはパターン構造１０５１の電気回路の少なくとも１つの抵抗値を決定する。さらに、任意には、コントローラは第１の焼き戻し素子３００またはクーラ３５０の温度を制御する。さらに、任意には、コントローラは第１の焼き戻し素子３５０またはクーラ３００から少なくとも１つの反射型光学素子Ｍkまでの距離を制御する。または、コントローラは光学素子Ｍk周囲内の圧力Δｐを制御する。一般的に、制御は以下の群から選択されるパラメータに基づく。ワイヤグリッド１０５０の温度、抵抗値またはワイヤグリッド１０５０のパターン構造１０５１の少なくとも１つの電気回路の抵抗値、時間、光学素子Ｍkの温度に直接的または間接的に影響するパラメータ、照明設定、ＥＵＶ光の露光力の変化、レチクルの変化、光学素子Ｍkまたは投影レンズの熱伝導光学収差データまたは機械伝導光学収差データおよびモデルからの出力パラメータ。さらに、コントローラは、好ましくは、反射面ＭＳk、または鏡Ｍkの本体ＭＢkの温度をゼロクロス温度Ｔ0kに制御する。第８の投影レンズの別の実施形態では、ゼロクロス温度Ｔ0kは基準温度ＴRefより低く選択される。またはゼロクロス温度Ｔ0kは基準温度ＴRefよりも少なくとも６Ｋ高くなるように選択される。
【０１５４】
図１３では、本発明による反射素子または鏡Ｍk４２１に関連して、ヒータまたは焼き戻し手段３００の複数の別の実施形態を概略的に示す。これらの実施形態でも、上記の教示によって、特に熱効果による光学収差を低減するために、反射素子または鏡Ｍk４２１の温度を操作温度、平均温度Ｔavkまたはゼロクロス温度Ｔ0kに制御することができる。以下に記載するヒータまたは焼き戻し手段３００の様々な実施形態は単独でまたは任意の組み合わせにおいて用いることができ、前述の反射型光学素子または鏡の温度または収差を制御する。
【０１５５】
鏡、たとえば、４２１（図４および図５に示すような）または反射素子Ｍkは支持素子４８０に取り付けられ、支持素子４８０はハウジング構造４８１に接続する。取り付け素子および支持手段は鏡または反射型光学素子を支持または懸架するが、図示しない。これらは、たとえば、図４で符号４５１、４６１、４７１で記載するように構成することができる。さらに、図１０および図１１の実施形態に記載するように、クーラ３５０を支持素子４８０および／またはハウジング構造４８１（温度感受性素子であってもよい）を保護するための選択肢として用いることができる。別の選択肢として、鏡４２１または反射型光学素子周囲の圧力Δｐも図１１に記載するガスの熱抵抗を調節するために制御してもよい。反射素子または鏡Ｍk４２１の本体ＭＢkが、たとえば、ゼロデュア（登録商標）またはＵＬＥ（登録商標）などの、少なくとも１つのゼロクロス温度Ｔ0を備える温度依存ＣＴＥ（Ｔ）を有する素材を備える場合、およびこの素材が赤外線光などの一定の波長光を透過する場合は、図１２ａおよび図１２ｂと関連して記載したように本体をこのような光で加熱してもよい。この種類の加熱は、熱が本体表面ＭＢkだけではなく、本体内部にも蓄積するという有利点を有する。
【０１５６】
赤外線光源としては、たとえば、光発光ダイオード（ＬＥＤ）１３０２を用いてもよい。ＬＥＤを用いると、ＬＥＤを少なくとも１次元においてほぼ並列して容易に配置することができ、図１０のペルチェ素子に関連して前述したように、アレイ状の構成を形成するという有利点を有する。さらに、適切な光学構成を用いて、赤外線放射様々な条件で反射素子または鏡Ｍk４２１と連結できるように、ＬＥＤが発光する赤外線放射を構成することができる。一例として、光学構成１３０４はＬＥＤからの赤外線光を収束し、平行とするように構成される。これは、本体表面ＭＢkの規定の面積が赤外線光で照射されるという有利点を有する。任意には、この表面面積は、稼働中のＬＥＤの数によって直径で調節することができる。このような光学構成を備えるＬＥＤはグリッドを形成し、グリッド状またはマトリックス状形状で本体ＭＢkを照射する。グリッド状形状は、赤外線エネルギがグリッド座標の関数として蓄積し、その結果としてｘおよびｙの関数として十分に規定された空間温度分布Ｔ（ｘ、ｙ）となるという有利点を有する。別の選択肢として、赤外線源の光学構成１３０６、たとえば、ＬＥＤ正面のレンズは調節可能であってよく、焦点距離を形成し、および／または焦点距離１３０７を変化させる。本体の集束赤外線光は内部の非常に局地的な点を加熱することができる。この特徴によって、本体内部の空間温度分布をｘ、ｙおよびｚ方向において調節することができる。赤外線光線を少なくとも１つの軸周囲に、好ましくは、ｘおよびｙ軸周囲に傾けることによって赤外線光の方向も調整することができる場合は、複数の赤外線光線の赤外線光は本体ＭＢk内の狭い面積に収束することができる。これは、有利には、たとえば、一定のレチクルまたは照明設定から生じる、本体の温度分布Ｔ（ｘ、ｙ、ｚ）を均質化するために用いることができる。好ましい実施形態では、焦点距離１３０９が非常に反射面ＭＳkに近くなるような方法で、焦点距離１３０９を光学構成１３０８によって調整する。さらに、吸収層（不図示）を赤外線光を吸収する反射面の下部に配置してもよい。本事例では、赤外線光のエネルギは反射面ＭＳkの非常に近くに蓄積する。
【０１５７】
前述の光学構成の代わりに、光ファイバ１３１０を用いて、光源（たとえば、赤外線ＬＥＤまたは赤外線レーザ）からの赤外線光を本体表面ＭＢkの近くに伝達してもよい。ファイバを用いることで、１つの赤外線源の赤外線光を、グリッド状の様式でも配向することができる。さらに代替的には、光誘導ロッド１３１４を用いて、赤外線光を赤外線源から本体まで伝達する。
【０１５８】
さらに代替として、赤外線光源１３１２（たとえば、赤外線ＬＥＤ、赤外線−レーザ）を、赤外線光を本体表面ＭＢkに反射する鏡１３１３と共に用いる。好ましくは、鏡を少なくとも１つの軸、より良くはx軸およびｙ軸などの２つの軸の回りに傾斜することができる。このような実施形態では、赤外線光を本体全体に配光することができる。これは、たとえば、走査またはラスタプロセスによって行うことができる。
【０１５９】
さらに、反射素子または鏡の本体ＭＢkそれ自体が、赤外線光が連結される凹部１３１５を備えていてもよい。一般的に、表面または赤外線光が連結される本体に連結される表面領域は規定の表面粗さまたは表面上の回折構造を備えるように準備された表面領域であってもよく、またはそのような表面領域を備えていてもよい。さらに、凹部は、球面などの表面形状を備えていてもよく、本体への赤外線放射の入射を改善する。凹部の代わりに、突起または本体素材の突出も選択することができる。これらすべてが、本体Ｍk内の赤外線放射の規定の空間分布を実現するために、表面屈曲を備えていてもよい。
【０１６０】
図１３の実施形態では、鏡本体の反射被膜を用いて、赤外線力を吸収してもよい。このため図１２ｂの実施形態の特徴も適用することができる。さらに、図１３の実施形態のヒータ３００もクーラ３５０と一体化することができる。さらに、赤外線放射の波長を制御して、本体素材の規定の厚さ内の吸収量を制御することができる。ゼロデュア（登録商標）では、波長は約４００ｎｍから約８００ｎｍまで変動する。図１２ａから分かるように、この波長範囲では、吸収は用いる波長によって大幅に異なる。
【０１６１】
図１３と関連して記載したように、ヒータまたは焼き戻し手段３００は、空間的に制御された様式で赤外線力を反射素子または鏡の本体内部に瞬時に蓄積するため、レンズの安定状態および鏡の加温時間中に熱伝導収差が最小限となるように、投影レンズ内部の反射素子または鏡の操作温度を制御するためには適切である。鏡の加温時間は赤外線加熱の瞬時の加熱効果によって大幅に低減することができる。
【０１６２】
さらに、一例として図１２ｂおよび図１３に関連して示すように、ＥＵＶ投影レンズのｋ番目の反射型光学素子または鏡Ｍkの本体ＭＢkを赤外線加熱することで、この本体をゼロクロス温度の少なくとも１つまで、非常に迅速に加熱することが可能となる。さらに、このような加熱によって、本体内部および反射面ＭＳk内部に沿った空間温度分布を、少なくとも２次元、好ましくは、３次元すべてで制御することができる。これは、温度は、本体ＭＢkのｘ、ｙおよびｚ座標の関数として制御可能であることを意味する。制御に関して、ここで再び図６を参照する。図６で６３０で表すＥＵＶ投影レンズ２０のヒータは、少なくとも１つの反射素子または鏡２６などの鏡Ｍkを備えることもある。反射素子または鏡Ｍkは、少なくとも１つのゼロクロス温度Ｔ0を備える温度依存ＣＴＥ（Ｔ）を有する素材を備える。このゼロクロス温度Ｔ0kは、投影レンズ２０がレチクルＭから発する最大ＥＵＶ露光力に曝される場合は、素子または鏡Ｍkの期待平均温度ΔＴavk＋ＴRefよりも高くなるように選択される。ゼロクロス温度は、ＥＵＶ露光力を露光中に生じることもある期待温度分布Ｔ（ｘ、ｙ、ｚ）すべての最高温度それぞれよりも高く選択される（たとえば図７参照）。これらの平均および最高温度ΔＴavk、ΔＴkmaxは、レチクルおよび照明設定に関する変動の可能性も考慮する。さらに、素材選択の前に、このような公差をこれらの平均または最高温度ΔＴavk、ΔＴkmaxに加えるような方法において、製造公差ΔＴ0kなどの製造によって生じるゼロクロス温度の変動も考慮してもよい。次に、ゼロクロス温度が、Ｔ0k＞ΔＴkmax＋ＴRef＋│ΔＴ0k│またはＴ0k＞ΔＴavk＋ＴRef＋│ΔＴ0k│で表すこの温度よりも高くなるように、素材を選択する。前述の赤外線ヒータ（または本明細書に記載するその他のヒータ）を適用すると、素子または鏡Ｍkを実際のゼロクロス温度まで加熱することは常に可能である。好ましくは、レンズ２０が、レチクルＭからウエハＷまで伝播するＥＵＶ投影光線４に露光中に、投影レンズ（または素子または鏡Ｍk）の熱伝導収差または画像エラー６２２が最小となるように、制御部６２０（図６）はこの素子Ｍk（鏡２６など）の温度を制御する。代替的に、反射素子または鏡Ｍk２６の空間温度分布６２１が均一になるように、好ましくは、この温度がゼロクロス温度Ｔ0kに到達するように、制御部６２０は温度を制御する。
【０１６３】
さらに、ゼロクロス温度が、前述のＴ0k＞ΔＴkmax＋ＴRef＋│ΔＴ0k│またはＴ0k＞ΔＴavk＋ＴRef＋│ΔＴ0k│から選択される場合は、好ましくは、ＥＵＶ光ＭＳkの本体ＭＢkおよび反射面は、表面形状または像がゼロクロス温度Ｔ0kで特定の精度を実現するように製造される。本事例では、反射素子または鏡Ｍkは前述の赤外線ヒータ６３０、またはその他のヒータを用いて、本明細書に前述したように、ゼロクロス温度まで加熱される。好ましくは、投影レンズ２０がＥＵＶ露光力に曝される前に行う。投影レンズ２０をＥＵＶ光で露光中に、反射型光学素子または鏡Ｍkは、吸収したＥＵＶ光によって追加的に加熱される。次に、ヒータ６３０は制御部６２０によって、反射素子または鏡Ｍkの空間温度分布がＥＵＶ光のスイッチを入れる前とほとんど同一の条件となるように制御される。好ましくは、この条件は、素子または鏡Ｍk２６の一定温度である。前述のように、素子Ｍk２６自体の温度分布６２１を制御することは必要ではない。代替的にまたは追加的に、収差６２２を制御パラメータとして用いることができる。ヒータ６３０は収差６２２が最小限となるように制御される。素子Ｍkまたは鏡２６の温度、特に空間温度分布、または素子Ｍkまたは鏡２６を表す１または複数のパラメータを測定するために、赤外線カメラを用いることができる。その理由は、レンズ２０の鏡２１、２２、２３、２４、２５、２６（たとえば図３参照）、用いたレチクルまたはマスク、ＥＵＶ光出力および照明設定によって、ＥＵＶ光の吸収による温度差は約１Ｋから約２０Ｋまでの範囲内であるからである。この相対的に高い温度差によって、赤外線カメラの感度要件はそれほど高くない。
【０１６４】
代替的にまたは追加的に、光学素子Ｍkまたは鏡２６の温度または温度分布、または光学素子Ｍkまたは鏡２６の収差６２２を制御パラメータとして測定するために、光学素子Ｍkまたは鏡２６（レンズ２０内の鏡２１、２２、２３、２４、２５、２６のいずれか）の変形、または変形に関連するパラメータを用いて、本明細書に記載するヒータ６３０、特にヒータ６３０、３００を制御してもよい。変形を測定するために、一例として、干渉計および／またはエンコーダシステムを用いて、光学素子または鏡の変形を測定することができる。
【０１６５】
本発明の別の実施形態では、前述の測定から得る温度データ（特に温度分布データ）および／または変形データを、光学素子または鏡またはレンズ２０の期待収差を計算するために用いる。レンズ２０および／または光学素子Ｍkまたは鏡２１、２２、２３、２４、２５、２６は少なくとも１つのヒータ６３０、３００によって、収差が低減されるように制御される。このような計算にモデルを適用し、レンズ２０の収差はモデルベースの制御によって最小限となる。レンズ２０を制御するためのモデルは、追加入力パラメータを用いてもよい。追加入力パラメータは、任意の事前に選択される鏡または光学素子の温度および／または変形データに追加して測定される。このような入力パラメータは、たとえば、レチクルまたはマスク、ＥＵＶ光出力、照明設定、光学素子または鏡近くのガス圧力またはレンズ２０内部のガス圧力、レンズ２０がＥＵＶ光に曝される時間、またはレンズ２０の鏡などの反射型光学素子２１、２２、２３、２４、２５、または２６の位置の変化（たとえばｚ位置など）である。出力パラメータとして、モデルは、任意のヒータ６３０、３００、鏡などの反射型光学素子２１、２２、２３、２４、２５、または２６の任意の位置、ＥＵＶ投影光力、レチクルが照射される照明設定、光学素子または鏡近くのガス圧力またはレンズ２０内部のガス圧力、またはレンズ２０の鏡２１、２２、２３、２４、２５または２６の反射面を変形する任意のアクチュエータを、制御された方法で、光学収差を低減するために制御してもよい。１または複数の出力パラメータは１または複数の入力パラメータにモデル伝達関数によって相関する。さらに、モデルの入力パラメータを用いて、モデルが伝達関数に関して調節されるように、つまり、伝達関数自体が入力パラメータおよび／または出力パラメータの値に依存するようにモデルを校正してもよい。
【０１６６】
さらに、本発明の一実施形態では、レンズ２０の鏡２１、２２、２３、２４、２５、２６などの少なくとも１つの光学素子Ｍkの温度データを時間的に蓄積する。この結果として、空間解像度さえも備える、光学素子または鏡の熱負荷の測定値を表すパラメータが生じる。このような熱負荷パラメータを用いて、レンズ２０またはＥＵＶリソグラフィ投影システムの維持を制御することができる。一例として、反射多層スタックの劣化などのＥＵＶ光による鏡の任意の劣化、または鏡本体を形成するために用いられる基板素材の任意の圧縮効果を推測してもよい。さらに、照射されるマスクまたは用いる照明設定を、鏡２１、２２、２３、２４、２５、２６の熱負荷を空間的に解消することによって、投影レンズ２０の寿命が長くなり、維持費用が低減するように選択してもよい。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図３ｈ】
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【図３ｉ】
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【図３ｋ】
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【図３ｌ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１３】
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