(57)【要約】  マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物レンズは、回転非対称結像誤差を低減させるためのマニピュレータ（Ｍ；Ｍ’）を備える。転じてマニピュレータは、レンズ（５２；５２’）、光学素子（５０；５０’）及び、レンズ（５２；５２’）と光学素子（５０；５０’）との間に形成され液体（６２）で満たすことができる間隙（５４；５４’）を含む。さらに、もっぱらレンズ（５２；５２’）だけに作用する少なくとも１個のアクチュエータ（７１１〜７１８）が設けられており、それらはレンズの回転非対称変形を生成することができる。
2009503826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転非対称結像誤差を低減させるためのマニピュレータ（Ｍ１〜Ｍ１１）を備えるマイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物レンズであって、マニピュレータは、
ａ）屈折形式の第１の光学素子（５２；２５２；３５２、４５２；５５２；６５２；７５２；８５２；９５０；１０５２；１１５２）と、
ｂ）第２の光学素子（５０；２５０；３５０；５５０；６５０；７５０；８５０；９５０；１０５０；１１５０）と、
ｃ）第１の光学素子と第２の光学素子との間に形成された間隙（５４；２５４；３５４；５５４；６５４；７５４；８５４；９５４’；１０５４）と、
ｄ）間隙を満たしている液体（６２；６２’）と、
ｅ）アクチュエータの動作が第１の光学素子の回転非対称変形を生じるように第１の光学素子と結合されたアクチュエータ（７１１〜７１８；２７１１、２７１２；３７１１〜３７１８；４７１；５７１；６７１；７７１１〜７７１８；８７１１〜８７１４；９７１１〜９７１４；１０７１１〜１０７１５；１１７１１〜１１７１５）とを備える、投影対物レンズ。
【請求項２】
第１の光学素子は平行平面板（５２；３５２；５５２；６５２；７５２）である請求項１に記載の投影対物レンズ。
【請求項３】
第１の光学素子はメニスカスレンズ（２５２；８５２；１１５２）である請求項１に記載の投影対物レンズ。
【請求項４】
第１の光学素子は膜（８５０）である請求項１に記載の投影対物レンズ。
【請求項５】
第１の光学素子（５２）の屈折率と液体（６２）の屈折率との比率は０．９ないし１．１である請求項１〜４のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項６】
第１の光学素子（５２）の屈折率と液体（６２）の屈折率との比率は０．９９ないし１．０１である請求項５に記載の投影対物レンズ。
【請求項７】
間隙（５４）は投影対物レンズの光軸に沿った方向で１ｍｍ未満の最大厚さを有する上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項８】
最大厚さは２μｍ未満である請求項７に記載の投影対物レンズ。
【請求項９】
第１の光学素子（５２）の変形は、ｍ＝２、３、４、…によるｍ回対称性又は複数のｍ回対称性の重ね合せを有する上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項１０】
第１の光学素子（５２）に曲げモーメントを行使するように構成されている少なくとも２個のアクチュエータ（７１１〜７１８）を備える上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項１１】
少なくとも２個のアクチュエータ（７１１〜７１８）は第１の光学素子（５２）の円周に沿って配置されている請求項１０に記載の投影対物レンズ。
【請求項１２】
アクチュエータ（７１１〜７１８）は第１の光学素子（５２）の少なくとも２つの変形が異なるｍ回対称性を持って生成されるように構成されている請求項１０又は１１に記載の投影対物レンズ。
【請求項１３】
第２の光学素子は反射形式のものである上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項１４】
第２の光学素子（５０；２５０；３５０；５５０；６５０；７５０；８５０；９５０；１０５０；１１５０）は屈折形式のものである請求項１〜１２のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項１５】
第２の光学素子はメニスカスレンズ（２５０）又は平行平面板（５０；３５０；５５０；６５０；７５０；９５０；１１５０）である請求項１４に記載の投影対物レンズ。
【請求項１６】
第２の光学素子（２５０；７５０；８５０；９５０）の変形を生成するためにもっぱら第２の光学素子（２５０；７５０；８５０；９５０）だけに作用する第２のアクチュエータ（２７１１、２７１２；７７１１’〜７７１８’；８７１１’〜８７１４’；９７１１〜９７１４）を備える上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項１７】
第２の光学素子（２５０；７５０；８５０；９５０）の変形は回転非対称である請求項１６に記載の投影対物レンズ。
【請求項１８】
第２の光学素子（２５０；７５０；８５０；９５０）の変形は回転対称である請求項１６に記載の投影対物レンズ。
【請求項１９】
液浸空間における液体（６２；６２’）の一定圧力を維持するための圧力平衡装置（６６、６８；６６’、６８’）を備える上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項２０】
第１の光学素子（５２）は瞳平面（３２）に、又はそのごく近傍に配置されている、上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項２１】
アクチュエータ（３７１１〜３７１８；４７１）は第１の光学素子（３５２；４５２）の前面又は背面（３７２；４７２）に設けられており、アクチュエータ（３７１１〜３７１８；４７１）は、表面（３７２；４７２）に対し少なくとも実質的に接線方向である方向に沿って圧縮力及び／又は引張り力を第１の光学素子（３５２；４５２）で発生させるように構成されている上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項２２】
アクチュエータ（３７１１〜３７１８；４７１）は表面に施された層によって形成されており、前記層は少なくとも１つの方向に沿って可変の寸法を有する請求項２１に記載の投影対物レンズ。
【請求項２３】
層は圧電性材料によって形成される請求項２２に記載の投影対物レンズ。
【請求項２４】
層は第１の光学素子の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する材料によって形成される請求項２２に記載の投影対物レンズ。
【請求項２５】
層の温度を制御可能に変化させる装置を備える請求項２４に記載の投影対物レンズ。
【請求項２６】
装置は放射を層上に指向させるように構成されている請求項２５に記載の投影対物レンズ。
【請求項２７】
装置は電圧を層に印加するように構成されている請求項２５に記載の投影対物レンズ。
【請求項２８】
複数の層（３７１１〜３７１８）はリングセグメントの形状を有しており、前記リングセグメントが投影対物レンズ（２０）の光軸（ＯＡ）に関して中心に位置する円形リングを形成する請求項２２〜２７のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項２９】
リングセグメントは隙間によって離間されている請求項２８に記載の投影対物レンズ。
【請求項３０】
複数のアクチュエータ（４７１）が、投影光が伝播する領域内の表面（４７２）にわたって分散されている請求項２１〜２９のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項３１】
複数のアクチュエータは投影光の波長で少なくとも実質的に透明である請求項３０に記載の投影対物レンズ。
【請求項３２】
複数のアクチュエータは投影光の波長で不透明であり、マニピュレータは投影対物レンズの瞳平面に、又はそのごく近傍に配置されている請求項３０に記載の投影対物レンズ。
【請求項３３】
第１の光学素子（３５２）の前面又は背面（３６４）に締結されたセンサ（３８０）を備えており、センサ（３８７０）はアクチュエータ（３７１１〜３７１８）によって生成された第１の光学素子（３５２）の変形を測定するように構成されている上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項３４】
センサ（３８０）は、第１の光学素子（３５２）の変形によってセンサで生成された圧縮力及び／又は引張り力の量に応じた出力信号を生成するように構成されている請求項３３に記載の投影対物レンズ。
【請求項３５】
複数のアクチュエータ（６７１）が、液体（６２）と接触している表面（６６４）の反対側にある第１の光学素子（６５２）の表面（６７２）の、投影光が通ることができる領域にわたって分散されている上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項３６】
複数のアクチュエータ（６７１）が載る屈折形式のさらなる光学素子（６８８）を備える請求項３５に記載の投影対物レンズ。
【請求項３７】
ａ）第２の光学素子（８６；９８６）と第３の光学素子（８５０；９５２）はともに屈折形式のものであり、第２の光学素子（８６；９８６）と第３の光学素子（８５０；９５２）との間に形成されたさらなる間隙（８５４’；９５４）と、
ｂ）第３の光学素子（８５０；９５２）を変形させるための手段（８７１１’〜８７１４’；９６０）とを備える上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項３８】
液体（６２、６２’）の圧力を変化させるための装置（８６０、８６０’；９６０；１１６０）を備える上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項３９】
第１の光学素子（９５２）はその非変形状態において回転非対称である形状を有する上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項４０】
第１の光学素子（９５２）はその非変形状態において回転非対称である厚さ分布を有する請求項３９に記載の投影対物レンズ。
【請求項４１】
第１の光学素子（９５２）は、液体（６２）と接触しており回転非対称の形状を有する第１の表面（９６４）及び、第１の表面（９６４）の反対側に第２の表面（９７２）を有しており、第２の表面（９７２）は回転対称の形状を有する請求項４０に記載の投影対物レンズ。
【請求項４２】
結像誤差を低減させるためのマニピュレータ（Ｍ３）を備えるマイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物レンズであって、マニピュレータ（Ｍ３）は、
ａ）屈折形式の可変形光学素子（３５２）と、
ｂ）アクチュエータの動作が光学素子の変形を生じるように光学素子と結合されたアクチュエータ（３７１１〜３７１８）とを備えており、
アクチュエータは光学素子の前面（３６４）又は背面（３７２）に設けられており、
アクチュエータ（３７１１〜３７１８）は、表面に対し少なくとも実質的に接線方向である方向に沿って圧縮力及び／又は引張り力を光学素子で発生させるように構成されている、投影対物レンズ。
【請求項４３】
結像誤差を低減させるためのマニピュレータ（Ｍ９）を備えるマイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物レンズであって、マニピュレータは、
ａ）非変形状態において回転非対称である厚さ分布を有している屈折形式の第１の光学素子（９５２）と、
ｂ）第２の光学素子（９８６）と、
ｃ）第１の光学素子（９５２）と第２の光学素子（９８６）との間に形成された間隙（９５４）と、
ｄ）間隙を満たしている流体（６２）と、
ｅ）第１の光学素子を変形させるための手段（９６０）とを備える、投影対物レンズ。
【請求項４４】
上記請求項のいずれか１項に記載の投影対物レンズを備える投影露光装置。
【請求項４５】
ａ）少なくとも１個のアクチュエータを駆動するためのコントローラ（３６）と、
ｂ）結像誤差を決定するためにコントローラ（３６）と接続されたセンサ装置（４４）とを備える請求項４４に記載の投影露光装置。
【請求項４６】
センサ装置は、投影対物レンズ（２０）の像平面（２８）又はそれと共役な視野平面内で位置決め可能であるＣＣＤセンサ（４４）を備える請求項４５に記載の投影露光装置。
【請求項４７】
マニピュレータ（Ｍ１〜Ｍ１１）、コントローラ（３４）とセンサ装置（４４）は閉じたフィードバックループを形成する請求項４５又は４６に記載の投影露光装置。
【請求項４８】
微細構造構成要素のマイクロリソグラフィ製造のための方法であって、
ａ）請求項４４〜４７のいずれか１項に記載の投影露光装置（１０）を設けるステップと、
ｂ）投影対物レンズ（２０）の物体平面（２２）にマスク（２４）を配置するステップと、
ｃ）投影対物レンズ（２０）の像平面（２８）に配置された感光層（２６）上にマスクを投影するステップとを備える、方法。
【請求項４９】
請求項４８の方法に従って製造される微細構造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物レンズに関する。そうした装置は大規模集積回路や他の微細構造構成要素の製造に使用されている。本発明は特に、回転非対称結像誤差を低減させるマニピュレータを備える投影対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロリソグラフィ（フォトリソグラフィ又は単にリソグラフィとも呼ばれる）は、集積回路、液晶ディスプレイ、その他の微細構造装置の製造のための技術である。マイクロリソグラフィのプロセスは、エッチングのプロセスとともに、例えばシリコンウエーハなどの基板上に形成された薄膜スタックにフィーチャをパターン形成するために使用される。製造の各々の層において、ウエーハにはまず、深紫外（ＤＵＶ）線といった放射で感光する材料のフォトレジストで被覆される。次に、表面にフォトレジストを備えたウエーハが、投影露光装置でマスクを通して投影光に露光される。マスクはフォトレジスト上に投影される回路パターンを含んでいる。露光後、フォトレジストはマスクに含まれた回路パターンに対応する像を生成するために現像される。その後、エッチングプロセスが回路パターンをウエーハの薄膜スタックに転写させる。最後に、フォトレジストが除去される。種々のマスクによるこのプロセスの繰り返しが多層微細構造構成要素となる。
【０００３】
投影露光装置は一般に、照明システム、マスクを位置合わせするためのマスクアラインメントステージ、投影レンズを含み、かつフォトレジストで被覆されたウエーハを位置合わせするためのウエーハアラインメントステージを含む。照明システムは、矩形スリット又は幅の狭いリングセグメントの形状を有するマスクの視野を照明する。
【０００４】
現在の投影露光装置において２つの異なる形式の装置を区別する。一方の形式では、ウエーハ上の各々のターゲット部分が、そのターゲット部分のマスクパターン全体を１回で露光することによって照射され、そのような装置は一般にウエーハステッパと呼ばれる。一般にステップアンドスキャン装置又はスキャナと呼ばれる他方の形式の装置において、各々のターゲット部分は、与えられた参照方向で投影光ビームの下でマスクパターンを漸次的に走査するとともに、基板をその方向と平行又は逆平行に同期して走査することによって照射される。ウエーハの速度とマスクの速度の比率は投影レンズの倍率に等しく、それは通常、例えば１：４などと１未満である。
【０００５】
用語「マスク」（又はレチクル）がパターン形成手段として幅広く解釈されるべきであることを理解しなければならない。一般に使用されるマスクは、透過又は反射パターンを含んでおり、例えば、バイナリ、交番位相シフト、減衰位相シフト又は各種ハイブリッド型マスク形式のものとしてよい。しかし、例えばプログラマブルミラーアレイとして実現されるマスクなどのアクティブマスクも存在する。そのようなデバイスの例は、粘弾性制御層と反射面を有するマトリックスアドレッサブルサーフェス（matrix-addressable surface）である。そのようなミラーアレイに関する詳細な情報は、例えば、特許文献１や特許文献２から収集することができる。また、特許文献３に記載されているごとく、プログラマブルＬＣＤアレイもアクティブマスクとして使用することができる。簡単のために、この本文の残りの部分ではマスクとマスクステージを備える装置に特定的に関連する。しかし、そのような装置において検討された一般原理は上述したパターン形成手段の幅広い文脈において見なければならない。
【０００６】
投影露光装置の開発における重要な目的の１つは、ウエーハ上でますます小さくなる寸法を備える構造をリソグラフィ式に生成できることである。小さな構造は高い集積密度につながり、それは一般に、そのような装置を用いて製造される微細構造構成要素の性能に有利な効果を及ぼす。
【０００７】
生成され得る構造のサイズは、主に使用される投影対物レンズの解像度に依存する。投影対物レンズの解像度は投影光の波長に反比例するので、解像度を高める一方法はよりいっそう短い波長を備える投影光を使用することである。現在使用される最も短い波長は２４８ｎｍ、１９３ｎｍ又は１５７ｎｍであり、従って（深）紫外線スペクトル範囲に存在する。
【０００８】
解像度を高める別の方法は、投影対物レンズの像側の最終レンズと露光されるフォトレジスト又は別の感光層上との間に残される液浸用間隙に高い屈折率を備える液浸液体を導入するという着想に基づいている。液浸動作向けに設計されており、それゆえ液浸対物レンズとも呼ばれる投影対物レンズは、１を超える、例えば１．４又はそれ以上もの開口数を達成することができる。
【０００９】
結像誤差（すなわち収差）の補正は、特に高い解像度を備える投影対物レンズにとってますます重要になっている。投影対物レンズにおける結像誤差が補正できる多くの方法が従来技術において知られている。
【００１０】
回転対称の結像誤差の補正は比較的単純である。射出瞳における波面変形が回転対称である場合、結像誤差は回転対称であると呼ばれる。用語「波面変形」は、理想的な収差のない波からの波のずれを言う。回転対称結像誤差は、例えば、光軸に沿って個々の光学素子を移動させることによって少なくとも部分的に補正することができる。
【００１１】
回転対称ではないそうした結像誤差の補正はもっと難しい。そのような結像誤差は、例えばレンズ、その他の光学素子が回転非対称に加熱されることから生じる。この形式の１つの結像誤差が非点収差であり、それは光軸に位置している視野点に現れる。回転非対称結像誤差の原因は、例えば、スキャナ形式の投影露光装置において一般に見られるように、マスクの回転非対称の、特にスリット形状の照明のためであると考えられる。スリット形状の照明視野は光学素子の不均一な加熱を生じさせ、そしてこれは、たいてい２回対称性を有する結像誤差を誘起する。
【００１２】
しかし、例えば３回又は５回など他の対称性を有する結像誤差、又は完全に非対称の波面変形によって特徴づけられる結像誤差が、投影対物レンズにおいて観察されることが多い。完全に非対称の結像誤差はたいてい、投影対物レンズに含まれた光学素子の至る所に統計学的に分布する材料欠陥に起因する。
【００１３】
回転非対称結像誤差を補正するために、特許文献４は、レンズの円周に沿って分散された複数のアクチュエータを用いて選択的に変形することができるレンズを提起している。可変形レンズの２つの光学表面が常に同時に変形するので、全体の補正効果は２つの変形した光学表面によって生じる個々の効果の重ね合せとして得られる。これは、測定又はシミュレーションによって決定され、投影対物レンズの他の要素によって発生したある特定の波面変形をそれによって補正することが極めて困難であるので、不利である。さらに、２つの変形した表面の個々の効果は互いに部分的に補償するので、その結果レンズは十分な補正効果を得るために極めて強く変形させられなければならない。
【００１４】
特許文献５は、２個の膜又は薄い平行平面板が空洞を包囲している、投影対物レンズのための結像誤差を補正するために適格なマニピュレータを開示している。膜又は板は、空洞に包含された流体（気体又は液体）の圧力を変化させることによって変形させることができる。回転非対称変形が膜又は板を回転非対称に枠組することによって達成される。しかし、この既知のマニピュレータの短所は、流体圧力だけが可変パラメータとして使用されるということである。これは、例えば、変形の対称性が膜又は板の枠組によってはっきりと固定されており、従って変更できないことを意味する。
【００１５】
特許文献６は像面湾曲を低減するための種々の調整可能マニピュレータを開示している。いくつかの実施形態において、レンズ又は膜といった光学素子が、光学素子に隣接する液体の圧力を変化させることによって変形させられる。
【００１６】
特許文献７は、可変プリズム角度を有するプリズムを開示している。プリズム角度の変化は、可変形接続リングによって相互に反らされる２個の平行平面板を用いて実現される。板と接続リングによって形成される間隙は、有機液体で満たされる。接続リングは、それに係合するアクチュエータによって変形させられる。この装置は写真システムにおける振動防止光学システムに特に適している。
【００１７】
特許文献８は、液体で満たされた空洞を有する眼鏡レンズを開示している。例えば非点収差などの回転非対称結像誤差の補正のために、非円形の円周を有する可変形膜が設けられている。常に複数の光学表面が液体の圧力を変化させることによって同時に変形させられるので、複数の他の変形を導入することなくある特定の（測定された）波面変形を幅広く補正することは難しい。
【００１８】
焦点距離を変化させるための可変形レンズ表面を有する多くの他の液体レンズが従来技術には存在する。これらの既知の液体レンズでは、変形は常に回転対称であり、それゆえそれらは回転非対称結像誤差を補正するために適していない。そのような可変焦点距離レンズの例は、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３において見ることができる。
【００１９】
【特許文献１】米国特許第５２９６８９１号明細書
【特許文献２】米国特許第５５２３１９３号明細書
【特許文献３】米国特許第５２２９８７２号明細書
【特許文献４】米国特許第６３３８８２３Ｂ１号明細書
【特許文献５】米国特許出願第２００１／０００８４４０Ａ１号明細書
【特許文献６】国際公開第２００６／０５３７５１Ａ２号パンフレット
【特許文献７】米国特許第５６６５２７５号明細書
【特許文献８】米国特許第５６８４６３７号明細書
【特許文献９】日本国特許出願第８１１４７０３Ａ号明細書
【特許文献１０】日本国特許第２００２１３１５１３Ａ号明細書
【特許文献１１】日本国特許第２００１０１３３０６Ａ号明細書
【特許文献１２】欧州特許第０２９１５９６Ｂ１号明細書
【特許文献１３】米国特許第４２８９３７９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、回転非対称結像誤差を低減させるためのマニピュレータを有する、マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影対物レンズを提供することである。より詳しくは、マニピュレータは単純な設計を有しており、多種多様な回転非対称の視野又は瞳に関連した結像誤差を補正することを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明によれば、この目的はマニピュレータを有する投影対物レンズによって達成される。マニピュレータは、
ａ）屈折形式の第１の光学素子と、
ｂ）第２の光学素子と、
ｃ）第１の光学素子と第２の光学素子との間に形成された間隙と、
ｄ）間隙を満たしている液体と、
ｅ）少なくとも１個のアクチュエータの動作が第１の光学素子の回転非対称変形を生じるように第１の光学素子と結合された少なくとも１個のアクチュエータとを備える。
【００２２】
少なくとも１個のアクチュエータがもっぱら第１の光学素子だけに作用するので、少なくとも１個のアクチュエータは、第２の光学素子の（少なくとも一般に）望ましくない変形を同時に生じることなく第１の光学素子の両表面を変形させる。しかし、第１の光学素子の一方の表面は液体と接触しており、従ってこの表面の変形は、第１の光学素子の屈折率ｎEと液体の屈折率ｎLとの比率が１に近ければ、極めて小さい光学効果だけを及ぼす。屈折率比ｎE／ｎL＝１であれば、この表面の変形はいかなる光学効果も及ぼさない。
【００２３】
従って、少なくとも１個のアクチュエータによる第１の光学素子の変形は、第１の光学素子の他方の表面、すなわち液体と反対を向いている表面の光学効果だけを変化させる。これは、屈折率比ｎE／ｎL＝１についてはまさしく当てはまるが、屈折率比ｎE／ｎL≒１（例えば０．９９＜ｎE／ｎL＜１．０１）についても少なくとも実質的に当てはまる。例えばｎE／ｎL＝１．１又は０．９といったより大きいか又は小さい屈折率比であっても、変形した第１の光学素子が１の屈折率を有する気体によって包囲されている状況と比較した場合に液体と光学素子との界面において光学効果の相当の低減が存在する。従って、単純及び簡潔さのために、屈折率比ｎE／ｎLは１に等しいと仮定される。
【００２４】
マニピュレータが事実上単一の光学表面だけを変形させるので、補正効果はいっそう良好に調整することができる。従来技術では必ず生じるように、２つの同時変形に起因する光学効果の一般に望ましくない重なりは回避される。
【００２５】
１個以上のアクチュエータの使用は従来技術の解決策に比較して重要な利点である。それは、アクチュエータの装備だけが単一の可変形光学表面の可能性と設計の自由を十分に活用しているからである。光学表面が液体圧力を変化させることによってのみ変形させられる従来技術のマニピュレータでは、この光学表面の複雑かつ変化する変形を生じさせることは不可能である。しかし、本発明によれば、変形を修正するために液体の圧力を付加的に変化させることも可能である。
【００２６】
このように、アクチュエータを適切に構成し駆動することによって、単純な回転非対称の波面変形だけでなく、高次のゼルニケ多項式の重ね合せとして数学的に記述されるかなり複雑な波面変形さえも補正することが可能である。
【００２７】
この文脈において、用語「液体」は、高粘性ゲル又は類似物も含むように意図されている。液体は単に、それが投影光の波長で十分に透明であり、第１の光学素子の変形を第２の光学素子に（ほとんど）伝えないという特性を有していなければならないだけである。
【００２８】
用語「変形」は、１個以上のアクチュエータの２つの異なる作動状態における第１の光学素子の２つの形状間の相違を指示するように意図されている。従って、回転非対称変形は、作動状態の変化後に第１の光学素子が非回転的に変形していることを必ずしも意味するわけではない。例えば、第１の光学素子は以前に回転非対称形状を有しているかもしれず、アクチュエータはそれが回転対称形状を受けるように第１の光学素子を変形させる。
【００２９】
用語「回転非対称」はここで、「軸対称ではない」という意味で使用される。従って、任意の角度に関する基準軸まわりの回転が異なる形状をもたらす場合、形状は回転非対称であると言える。基準軸まわりの回転が同じ形状となるためにｍの角度だけが存在する場合、形状はｍ回（回転）対称性を有すると言える。従って、ｍ回回転対称性を有する形状はこの意味でそれでもやはり回転非対称である。
【００３０】
マニピュレータの第１の光学素子は、平行平面板として設計することができる。そのような平行平面板は、所要の変形を生じさせるために外部から板に作用しなければならない力を計算することがその場合より単純であるので、可変形要素として極めて適格である。そのような平行平面板はより薄くなればなるほど、それらの力はより小さくなる。しかし、極めて薄い板は重力が不都合に板を曲げるという短所を有し、また極めて薄い板はおそらく、適用外力に対し過度に敏感に反応する。従って、数ミリメートルの範囲の板厚さが特に有利であるとわかったが、これは可変形の第１の光学素子としてのもっと薄いか厚い板又は薄い膜（ペリクル）の使用を決して排除するものではない。
【００３１】
液体で満たすことができる間隙は、投影対物レンズの光軸に沿った方向で、１ｍｍ未満、好ましくは２μｍ未満の最大厚さを有するとしてよい。少量の液体が、液体における圧力又は温度の変動がマニピュレータの光学特性にあまり強くなく影響を及ぼすという長所を有する。
【００３２】
第１の光学素子に作用するアクチュエータの数、配置と設計に応じて、第１の光学素子のあらゆる変形が幅広い限度内で達成することができる。しかし、結像誤差を補正するためには、ｍ回対称性又は複数のｍ回対称性の重ねられた変形を生成することが通常十分である（ここでｍ＝２、３、４、…）。
【００３３】
原理的に、少なくとも１個のアクチュエータが従来技術において既知の方式で第１の光学素子に係合すればよい。欧州特許第０６７８７６８Ａ号に記載されているように、少なくとも１個のアクチュエータが放射方向で第１の光学素子に引張り力又は圧縮力を行使した場合、第１の光学素子の厚さは、著しい曲げが引き起こされることなく回転非対称的に変化するであろう。たいてい第１の光学素子の曲げがより望ましく、それはアクチュエータが第１の光学素子に曲げモーメントを行使するように構成されることを意味する。放射方向以外の方向での力の適用は、米国特許第６３８８８２３Ｂ１号においてさらに詳細に記載されている。
【００３４】
スリット形状の照明視野に起因する回転非対称結像誤差の場合、結像誤差の対称性、従って補正に要求される変形の対称性は、極めて良好に予測することができる。その際アクチュエータは、第１の光学素子の円周に沿って配置され適切な位置に分散される。またマニピュレータが、その対称性が前もってわからない他の結像誤差を補正するように意図されている場合、第１の光学素子の少なくとも２つの変形が異なる対称性を伴って生成されるようにアクチュエータを構成することが適切である。
【００３５】
第２の光学素子は反射形式のもの（すなわちミラー）とすることができる。しかし一般に、第２の光学素子は、レンズを形成するために片側又は両側で湾曲される別の屈折光学素子であるか、又はそれもまた平行平面板として設計することができる。アクチュエータはまた、付加的な変形を生成するために第２の光学素子と係合させられてもよい。その変形は回転対称か又は非対称である。
【００３６】
第２の光学素子との第１の光学素子の最適な分離を達成するために、マニピュレータは液浸空間における液体の一定圧力を維持するための圧力平衡装置を有する。第１の光学素子の変形に際して、これは圧縮力が液体を通して、それらが望ましくない変形を生じるかもしれない第２の光学素子に伝えられるのを防ぐことができる。
【００３７】
最も単純な場合、圧力平衡装置は、密封された流路を通して間隙と連通する圧力平衡容器である。液位が圧力平衡容器における周囲気体体積に対して形成される。間隙の体積が第１の光学素子の変形に際して増大した場合、液体は平衡容器から流入する。体積縮小の場合には、液体は流路を通して平衡容器に戻る。その後、間隙における圧力は、周囲気体圧力と平衡容器の液体の静圧とを加えたものに等しい。
【００３８】
マニピュレータが投影対物レンズの瞳平面に、又はそのごく近傍に配置された場合、同じ補正効果が全部の視野点について達成することができる。第１の光学素子の可変形表面が瞳平面からｈcr／ｈmr＜０．５であるような距離で位置する頂点を有する時、マニピュレータは瞳平面の近傍に存在する。ここで、ｈcrは、一方で光軸から最大距離で物体平面を通過し他方で瞳平面の中央を通過する中心光線の高さである。値ｈmrは、一方で光軸上の物体平面を通過し他方でその周縁の瞳平面を通過する周縁光線の高さとして定義される。第１の光学素子の可変形表面は、ｈcr／ｈmr＜０．１５である時、瞳平面の間近に配置されているといわれる。
【００３９】
しかし、マニピュレータを、投影対物レンズ内の他の位置に同様に配置することができる。像面湾曲といった視野依存性結像誤差を補正するためには、マニピュレータは、例えば投影対物レンズの物体平面又は像平面といった視野平面に、又はその近傍に配置されなければならない。投影対物レンズが中間像平面を有する場合、これは視野依存性結像誤差を補正するマニピュレータにとって理想的な位置であろう。
【００４０】
有利な実施形態において、アクチュエータは第１の光学素子の前面又は背面に締結される。アクチュエータは、表面に対し少なくとも実質的に接線方向である方向に沿って第１の光学素子で圧縮力及び／又は引張り力を発生するように構成される。そのようなアクチュエータは、アクチュエータが載る付加的な剛体を必要としないので有利である。
【００４１】
そのようなアクチュエータは、表面に供給される層として実現される。層は、表面に対し接線方向の少なくとも１つの方向に沿って可変の寸法を有する。そのような特性を有する層は、例えば、圧電性材料によって、又は第１の光学素子の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する材料によって形成することができる。
【００４２】
後者の場合、材料の温度を、例えば、放射を層上に指向させるか、又は層に電圧を印加するように構成され得る装置を利用して、制御可能に変えることが可能である。
【００４３】
リングセグメントの形状を有する複数の層アクチュエータにより多様な変形が生成される。リングセグメントは、投影対物レンズの光軸に関して中心に位置づけられる円形リングを形成する。
【００４４】
さらに、薄いアクチュエータ層は、投影光がその中を伝播する領域内の光学表面にアクチュエータを分散させるために特に適格である。そのようなアクチュエータが投影光の波長で不透明である場合、マニピュレータは投影対物レンズの瞳平面に、又はそのごく近傍に配置されなければならない。また、アクチュエータが投影光の波長で少なくとも実質的に透明であれば、瞳平面の外側の位置も考えることができる。
【００４５】
圧縮力及び／又は引張り力を発生させる前述の（層）アクチュエータが他の種類の光学マニピュレータ、例えば液体を含まない、かつ／又は対称変形だけを生じるマニピュレータにおいても有利に使用できることを理解するべきである。
【００４６】
本発明の別の実施態様によれば、１個以上の付加的なセンサが第１の光学素子の前面又は背面に取り付けられる。センサは、アクチュエータによって生成された第１の光学素子の変形を測定するように構成されている。変形及び／又は変形を生じる力を測定する他の装置も同様に考えられる。
【００４７】
別の有利な実施態様において、複数のアクチュエータは、液体と接触している表面の反対側にある第１の光学素子の表面の、投影光がその中を伝播することができる領域にわたって分散されている。このようにして、アクチュエータは液体と接触することなく、それゆえ液体とアクチュエータとの間の望ましくない相互作用が防止される。アクチュエータが層アクチュエータによって形成される場合、それらを載せるための別の透明光学部材を必要としない。従来のアクチュエータが使用される場合、屈折形式の剛性の光学素子が設けられ、その上に複数のアクチュエータが載る。
【００４８】
可能な変形の多様性は、第２の光学素子と第３の光学素子との間に形成されるさらなる間隙を設けることによってさらに増大する。第２の光学素子と第３の光学素子はともに屈折形式のものである。第３の光学素子を変形させるための手段、例えば第３の光学素子と結合されたさらなるアクチュエータが設けられる。第３の光学素子の変形は、必ずしもではないが好ましくは、同じく回転非対称である。そのような構成はまた、間隙が液体によってではなく気体によって満たされる場合に有利である。
【００４９】
アクチュエータに加えて、液体の圧力が第１の光学素子の変形を生じるために使用することができる。このために、ポンプ又は可変形膜といった液体の圧力を変化させるための装置が使用される。この概念はまた、液体の代わりに気体が使用される場合にも適用可能である。
【００５０】
第１の光学素子は、その非変形状態において回転非対称である形状を有する。隣接する液体の圧力が変化した場合、これは回転非対称の波面変形を補正することができる回転非対称変形を生じる。しかし、第１の光学素子の回転非対称形状はまた、それが（もっぱら）アクチュエータを利用して変形させられる場合にも有用である。
【００５１】
回転非対称形状は、回転非対称輪郭の、又は第１の光学素子の非変形状態において回転非対称である厚さ分布の結果のどちらかである。後者の場合、液体に接触しており回転非対称形状を有する第１の表面を第１の光学素子が有する場合に有利である。第１の表面の反対側の第２の表面は回転対称形状を有する。その非変形状態において、そのような第１の光学素子は、回転非対称の表面が液体と接触しており、それゆえ全光学効果に（実質的に）寄与しないので、回転対称の光学効果を有する。
【００５２】
また、回転非対称の厚さ分布を付与するというこの概念は、例えば間隙が液体によってではなく気体によって満たされる、又は変形が気体の圧力変化によってのみ生じるマニピュレータなど、他の種類のマニピュレータとも有利に使用することができる。
【００５３】
少なくとも１個のアクチュエータを駆動するために、投影露光装置は、結像誤差を決定するためにセンサ装置と接続されているコントローラを備えることができる。センサ装置は、例えば、対物レンズの像平面又は、それと共役な視野平面に配置できるＣＣＤセンサを備えることができる。マニピュレータ、コントローラ、センサ装置は一緒に閉じたフィードバックループを形成している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
本発明の種々の特徴と利益は、添付図面と関連づけてなされる以下の詳細な説明に関連してより容易に理解することができる。
【００５５】
図１は、極めて図式化された子午断面図において、投影モードでのマイクロリソグラフィ投影露光装置１０を示している。投影露光装置１０は、投影光１３を生成するための照明システム１２を備える。照明システム１２は、光源１４、照明光学系１６、視野絞り１８を含む。照明光学系１６は種々の照明角度分布を設定することを可能にする。
【００５６】
投影露光装置１０はさらに、開口絞りＡＳや複数の光学素子を含む投影対物レンズ２０を備える。明瞭のために、わずか数個の光学素子だけが図１には図式的に示されており、Ｌ１〜Ｌ６によって指示されている。投影対物レンズ２０は、投影対物レンズ２０の物体平面２２に配置されたマスク２４の縮小画像を、投影対物レンズ２０の像平面２８に配置された感光層２６上に投影する。感光層２６はウエーハ３０に塗布されたフォトレジストによって形成される。
【００５７】
光学素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、光学素子Ｌ１、Ｌ２又はＬ３の光学効果を変えることができるアクチュエータシステムＡ１、Ａ２、Ａ３（図式的にのみ指示）を備えている。この実施形態において、光学素子Ｌ１は、アクチュエータシステムＡ１によって高精度でＸＹ平面内で動かされる両凸レンズである。アクチュエータシステムＡ２は、やはり両凸レンズである光学素子Ｌ２の位置を、それに垂直な方向に沿って、すなわちＺ軸に沿って変化させることが可能である。光学素子Ｌ３は、図２〜４に関して以下でさらに詳細に説明するように、アクチュエータシステムＡ３とともにマニピュレータＭ１を形成する平行平面板である。
【００５８】
アクチュエータシステムＡ１〜Ａ３は、アクチュエータシステムＡ１〜Ａ３を個別に制御するコントローラ３６と信号線３４１〜３４３によって接続されている。このために、コントローラ３６は、投影対物レンズ２０の結像特性を改善するために、いずれの制御命令をアクチュエータシステムＡ１〜Ａ３に伝達しなければならないかを決定するコンピュータ３８を備える。
【００５９】
ここで例証として示された投影対物レンズ２０は、像側でテレセントリックであると仮定する。これは射出瞳が無限遠に存在することを意味する。用語「射出瞳」は、開口絞りＡＳの像側の像を言う。図１において、点線によって表された光線Ｒｌ、Ｒ２は、開口絞りＡＳが配置されている瞳平面３２における点が以降の光学素子Ｌ４〜Ｌ６によって無限遠でどのように結像されるかを示している。
【００６０】
投影対物レンズ２０の慎重な取付と調整によっても、それは一般に感光層２６上へのマスク２４の結像を劣化させる結像誤差を有するであろう。結像誤差の種々の原因が存在し得る。
【００６１】
一方で、投影対物レンズ２０の設計から、すなわち詳細には投影対物レンズ２０に含まれる光学素子の寸法、材料、間隔の仕様から生じる結像誤差が存在する。これの１例は、２００ｎｍよりも短い波長でますます顕著になるフッ化カルシウム（ＣａＦ2）の固有複屈折である。複屈折の影響は一般に、それが複屈折性材料を通過する時に投影光の偏光状態が望ましくない形で変化するということである。
【００６２】
他方、製造又は材料の欠陥に起因する結像誤差が存在する。一般に、この種の結像誤差は、いったん投影対物レンズが最終的に取り付けられた後に補正できるにすぎない。製造欠陥の例は、いわゆる形状欠陥、すなわち設計者によって指定された形状からの実際の表面のずれを含む。材料欠陥は、屈折又は反射面の状態に少なくとも一般的には影響を及ぼさないが、通常、不均一な屈折率プロフィール又は光学素子内部での局所的に変化する複屈折特性につながる。材料欠陥は、光学素子が作られる材料の不完全さに起因するかもしれない。しかし時には、これらの欠陥は、最初は存在せずに、稼動後何時間又は何ヵ月後に起こることもある。しばしば、この種の材料欠陥は、レンズ材料を不可逆的に圧縮する高エネルギー投影光によって生じる。
【００６３】
また、投影動作の間まで起こらないが、本質的に可逆的であり、それゆえ投影動作の終了後に悪化する結像誤差も存在する。そのような結像誤差の最も重要な原因は投影光によって入力される熱である。レンズ又はミラー材料によって吸収されるこの熱はしばしば不均一な温度分布につながり、従ってまた光学素子の変形にもつながる。変形は通常、回転対称ではなく、しばしばｍ回対称性を有する（ｍ＝２、３、４、…）。上述の通り、ｍ回対称性は、光学素子が３６０°／ｍによる回転後に再びその元の形状を有することを意味する。マスクがスリット形照明視野によって照明される投影露光装置の場合、ｍはたいてい２である。
【００６４】
光学素子の形状欠陥及び変形は、波面変形、すなわち射出瞳における理想的波形からのずれにつながる。以下では、どのようにしてそのような波面変形がマニピュレータＭ１により少なくとも部分的に補正できるかを説明する。
【００６５】
最初に、投影露光装置は投影モードから測定モードに変換される。投影対物レンズ２０の結像特性の極めて迅速な分析を可能にするシャーリング干渉計４０が投影露光装置１０に組み込まれている。シャーリング干渉計４０は、照明システム１２と特殊なテストマスクを使用する。投影露光装置が測定モードに変換されると、テストマスクは、通常レチクルステージと呼ばれる第１の変位装置４５を用いて投影対物レンズの物体平面２２に導入される。このようにしてテストマスクは最終的に投影されるマスク２４に取って代わる。ウエーハ３０を像平面２８と平行に移動させる第２の変位装置４２（ウエーハステージ）により、ウエーハ３０は回折格子と取り替えられる。シャーリング干渉計４０の他の部分、すなわち例えばＣＣＤチップとすることができる感光性センサ４４は、変位装置４２の内部に配置されている。シャーリング干渉計４０の機能は、そうしたものとして当業において既知であり（例えば米国特許第２００２／０００１０８８Ａ１号参照）、従ってこれ以上詳細に説明しない。選定した視野点について、シャーリング干渉計４０は射出瞳における波面を決定することを可能にする。投影対物レンズ２０における結像誤差が大きくなればなるほど、視野点について測定された波面は射出瞳における理想的波形からより大きくずれるであろう。
【００６６】
当然のことながら、結像誤差を決定するための複数の既知の装置及び方法のうちの他のいずれかが、シャーリング干渉計４０の代わりに、又は付加的に使用することができる。
【００６７】
図示された実施形態において、非点収差結像誤差に起因する波面変形がゼルニケ多項式Ｚ5によって（特定の視野点について）射出瞳において記述できることが前提とされる。２回対称性を伴うそのような波面変形は一般に、アクチュエータＡ１、Ａ２を用いて動かされる光学素子Ｌ１とＬ２によって補正することはできない。
【００６８】
投影露光装置１０のコントローラ３６のコンピュータ３８はこの時、測定された実際の波面プロフィールを記憶された目標波面プロフィールとコンパレータ４６において比較し、見つかったあらゆるずれに基づき、当該視野点について波面変形が低減されるように光学素子Ｌ３の適切な曲げを計算する。計算された曲げは、測定された波面変形と相補的であり、従ってそれらを補償する波面変形につながる。好ましくは、これらの計算は複数の視野点について繰り返され、ある特定の平均化関数（例えば、算術、二次、又は重み係数を伴うものなど）を用いた平均で、全部の想定視野点について測定された波面変形を低減させる光学素子Ｌ３の形状が決定される。その後アクチュエータＡ３が、対立効果を伴う補償変形が投影対物レンズ２０における波面に課されるように制御される。
【００６９】
マニピュレータＭ１の構造は図２、３に関して以下でさらに詳細に説明するが、それらの図はそれぞれ、線II−IIに沿った子午断面図と下方からの図において倍尺でマニピュレータＭ１を示している。
【００７０】
マニピュレータＭ１は、平行に配置され小距離によって離間された第１の平行平面板５０と第２の平行平面板５２を備える。２個の板５０、５２は各々、投影光の波長λで透明である材料より構成される。波長λ＝１９３ｎｍの場合、板５０、５２に適格な材料の例は、約１．５６の屈折率ｎSiO2を有する合成石英ガラスである。ＬｉＦ、ＮａＦ、ＣａＦ2又はＭｇＦ2といった材料もまた適格である。波長λ＝１５７ｎｍの場合、合成石英ガラスがこれらの短波長で十分に透明ではないので、ＣａＦ2又はＢａＦ2といった材料を使用しなければならない。
【００７１】
２個の板５０、５２は、それらの間に残っている間隙５４が液気密に封止されるように組み立てられている。図２の部分的表現において、第１の板５０のための第１のフレーム５６と第２の板５２のための第２のフレーム５８は、中間リング６０によって離れて保たれている環状フレームとして簡略化された形で描かれている。中間リング６０は、間隙５４の液気密閉鎖を保証するシール（詳細には図示せず）を含む。
【００７２】
間隙５４は液体６２で完全に満たされている。図示された実施形態において、間隙５４は明瞭のために相対的に大きい高さを有する。しかし、２個の板５０、５２が単に液体フィルムによってのみ互いに分離されているのがより有利である。投影対物レンズの光軸ＯＡの方向に沿って測定されるフィルムの厚さは、せいぜい約２μｍほどである。
【００７３】
液体６２は、例えば、２２℃の温度で約１．４４の屈折率ｎH2Oを有する極めて純粋な脱イオン水とすることができる。第２の板５２が石英ガラスで構成される場合、図１の第２の板５２における上側光学表面６４での屈折率比Ｖ＝ｎSiO2／ｎH2Oは１．０１未満であり、これは１％の相対屈折率の差に対応する。第２の板５２の上面６４での１に近いこの屈折率比Ｖのために、上面６４は最小限の光学効果を有するにすぎない。上側光学表面６４の効果は、一方で液体６２の、そして他方で第２の板５２の材料の屈折率を互いにさらに近づけることによって、よりいっそう低減できる。水を液体６２として使用し、そして例えば、１９３ｎｍの波長で約１．４４の屈折率ｎLiFを有するＬｉＦを第２の板５２の材料として使用した場合、相対屈折率比Ｖ＝ｎLiF／ｎH2Oは０．１％未満である。
【００７４】
他の物質も同様に液体６２として考えることができる。例えば、マイクロリソグラフィ液浸対物レンズ用の液浸液体として提起されている全部の液体はたいてい適格である。液体６２がフォトレジスト又は他のいずれの感光層２６とも接触しないので、フォトレジストとの併用性に関する限りいかなる制限もない。
【００７５】
間隙５４は、中間リング６０に形成された流路６６を通して容器６８と連通している。容器６８は、投影対物レンズ２０が、その中に設置されたマニピュレータＭ１とともに作動状態にある時に、液位が間隙５４より上方にあるように配置されている。このようにして、間隙５４の液体６２の圧力は、周囲の気体体積の圧力と、液体６２が容器６８において発生させる静圧との合計に等しい。
【００７６】
間隙５４はまた、容器から供給された液体６２が排出される排水路（図示せず）とも接続されているかもしれない。両方の流路は、液体６２を浄化するための浄化手段及び、さらには液体６２の温度を所要の目標温度に保つための温度制御手段を含む閉じた循環システムの一部とすることができる。液体６２の温度は、屈折率比Ｖが可能な限り１に近くなるように制御される。付加的又は代替的に、液体６２の温度は、マニピュレータＭ１によって生じる光学効果を変化させるための、付加的なパラメータとして使用することができる。
【００７７】
中間リング６０の他方側に、第２の板５２のための第２のフレーム５８が、一緒にアクチュエータシステムＡＳ３を形成するアクチュエータ７１１〜７１８のための保持リング７０に隣接している。第２の板５２の円周上のアクチュエータ７１１〜７１８の分布は、図３の下方からの図においてより明確に見ることができる。アクチュエータ７１１〜７１８はねじピンとして簡略化された形で描かれており、ねじピンは第２の板５２に接着又は別の方式で連結されている。保持リング７０の歯車伝動装置（詳細には図示せず）を通して、アクチュエータ７１１〜７１８の各個のねじピンは、図２において両方向矢印によって指示された通り、極めて高い精度でねじピンの縦軸に沿ってマイクロメータドライブの方式で互いに独立して動かされる。それによってアクチュエータ７１１〜７１８は第２の板５２に曲げモーメントを行使することができ、それはその変形をもたらす。変形の形状は、アクチュエータ７１１〜７１８が第２の板５２の円周に沿って配置される方式によって、そして第２の板５２に行使される力の方向と大きさによって決定される。
【００７８】
図２、３におけるねじピンとしてのアクチュエータ７１１〜７１８の表現は単に例示的であるにすぎない。例えば圧電素子などの他の形式のアクチュエータを、特に微調整力を行使するために一般に使用することができる。アクチュエータの他の例は、図６〜１０に関して以下でさらに説明する。
【００７９】
図２、３に示された状態において、アクチュエータ７１１〜７１８は第２の板５２に対し、それがこの実施形態において平面平行であるその本来の構成を有するように、いかなる曲げモーメントも行使しないことが前提とされる。図２に示された子午平面において互いに対向して位置するアクチュエータ７１１と７１５がこの時、ねじピンを保持リング７０から下方にねじることによって作動させられた場合、第２の板５２は図４に示されたように曲がる。アクチュエータ７１２と７１４及び７１６と７１８は、それらが第２の板５２と力を伴わずに連結されるように相応に再調整される。図４に示されたこの状態において、第２の板５２は２回対称性を伴うサドル様に変形する。そのような変形は、マスク２４上でスリット形の照明視野によって生じる、ゼルニケ多項式Ｚ5によって記述できる波面変形を補正するために適切である。
【００８０】
明瞭のために、アクチュエータ７１１〜７１８による第２の板５２の変形は、図４では相当に誇張して表現されている。実際には、約５００又は、さらには５０ナノメートル未満だけの曲げが所要の波面変形を実現するために十分であろう。この高感度は主に、屈折率比が１に近く存在するために、第２の板５２の上側光学表面６４が下側光学表面７２に由来する光学効果を補償しないという事実に起因する。
【００８１】
間隙５４の体積は一般に第２の板５２の変形の際に変化する。例えば、図４に示された変形によれば、この体積のわずかな体積増が起きる。第２の板５２の変形の間に流体６２を通して第１の板５０に行使される圧縮力を防ぐために、液体６２を容器６８から流路６６を通して流すことができる。
【００８２】
結果として生じる容器６８における液位の低下は、図４では誇張して表現されており、実際には、生じる体積変化は容器６８の液位がほんのわずかに変化する程度に小さい。従って、静圧は間隙５４においてほとんど一定のままである。これは、第２の板５２がアクチュエータ７１１〜７１８を用いて第１の板５０と完全に独立して変形できることを保証する。
【００８３】
結像誤差を補正するために第２の板５２の異なる変形が必要であることがシャーリング干渉計４０を用いた分析の間にわかった場合、コントローラ３６はアクチュエータ７１１〜７１８を別の方式で適切に駆動することができる。例えば、互いの間でそれぞれ１２０°の角度になる、アクチュエータ７１２、７１５、７１８を同時に作動させることによって、３回対称性を伴う変形が生成される。それらと６０°ずつ角度上オフセットされたアクチュエータ７１１、７１４、７１６は、対応する対抗動きを実行するかもしれない。さらに、複数の変形を重ね合わせることも可能であり、それによりかなり複雑な波面変形でさえも補正されるようになる。このためには、個々のアクチュエータ７１１〜７１８の偏倚が単純に合計される。
【００８４】
図５は、図２に類似の子午断面図においてＭ２によって全体として指示されたマニピュレータの別の実施形態を示している。同じ部品には図２〜４においてと同じ参照数字が使用されており、そして互いに対応する部品には２００ずつ増補した参照数字が使用されている。マニピュレータＭ２では、図２〜４に示された実施形態の上側平行平面板５０が厚いメニスカスレンズ２５０に取り替えられており、下側平行平面板５２は薄いメニスカスレンズ２５２に取り替えられている。従って、間隙２５４の液体フィルムは湾曲している。結果的に、マニピュレータＭ２は全体としてメニスカスレンズの効果を有する。厚いメニスカスレンズ２５０は代替的又は付加的に変形させられるかもしれない。このために、図５は、厚いメニスカスレンズ２５０において曲げモーメントを生成することができるアクチュエータ２７１１、２７１２を示している。従って、マニピュレータＭ２は波面変形のより多様な補正を可能にする。
【００８５】
図６、７はそれぞれ、線VI−VIに沿った子午断面図と下方からの図においてマニピュレータＭ３の別の実施形態を示している。同じ部品には図２〜４においてと同じ参照数字が使用されており、そして互いに対応する部品には３００ずつ増補した参照数字が使用されている。マニピュレータＭ３は、投影対物レンズ２０内で瞳平面３２の近く、又は光軸ＯＡに沿った他の位置に配置されるために同様に適格である。
【００８６】
マニピュレータＭ３は主に、それが前の実施形態の保持リング７０といった固定され剛性の対抗部材に支持される必要はない異なる種類のアクチュエータを備えるという点で、上述したマニピュレータＭ１及びＭ２と異なる。より具体的には、マニピュレータＭ３は、第２の平行平面板３５２の下側光学表面３７２に単に載っている８個のアクチュエータ層３７１１〜３７１８を備える。図７において最も良く見られるように、アクチュエータ層３７１１〜３７１８は、図示された実施形態において、それらがスリット状の隙間によって断続したリングを形成するように第２の板３５２の円周の近くに配置されたリングセグメントの形状を有する。しかし、アクチュエータ層３７１１〜３７１８のセグメントはまた、それらが隣接する要素に当接して結果的に疑似連続アクチュエータリングとなるように構成することもできる。
【００８７】
各々のアクチュエータ層３７１１〜３７１８は、この実施形態では圧電素子によって形成されている。圧電素子のクリスタルは、付加的なコネクタ層、接着剤、接合、溶融接合、ソルダリング又はオプティカルコンタクティングを用いて第２の板３５２の下面３７２に固定することができる。アクチュエータ層３７１１〜３７１８は第２のフレーム５８にすぐ隣接して配置されるので、圧電素子に電圧を供給するための導体が第２のフレーム５８内部に付着又は受容される。
【００８８】
圧電素子のクリスタルは、電圧の印加時に、図７において両方向矢印で示された接線方向に沿ってアクチュエータ層３７１１〜３７１８によって引張り力又は圧縮力が生成されるように整列されている。従って、力の方向は光軸ＯＡに対し垂直である平面において延在する。これは、光軸ＯＡに平行な力が生成される以前の実施形態のアクチュエータ７１１〜７１８と異なる。
【００８９】
アクチュエータ層３７１１〜３７１８が第２の板３５２の片側だけに配置されているので、第２の板３５２内部にはその曲げを生じる非対称な力の分布が存在するであろう。これは、アクチュエータ層３７１１〜３７１８によって生成される力が実質的に回転対称である場合にも当てはまる。個別に制御可能なアクチュエータ層が第２の板３５２の円周のまわりにより多く配置されればされるほど、より多くの異なる変形がアクチュエータ層によって生成される。アクチュエータ層３７１１〜３７１８が同じ幾何学形状を有する必要はなく、特定の結像誤差を補正するために要求される特定の所要の変形に適応されることを理解するべきである。
【００９０】
保持リング７０又は類似の対抗部材を必要としないこととは別に、アクチュエータ層３７１１〜３７１８は、より平担であり、従って投影対物レンズ２０内でより少ない余地を必要とする。
【００９１】
別の実施形態において、アクチュエータ層３７１１〜３７１８は、圧電素子によってではなく、第２の板３５２と異なる熱膨張係数を有する層によって形成される。そのような層が例えば電圧の印加又はレーザー光線による照明によって加熱された場合、そのような層の長さの変化はやはり、光軸ＯＡに垂直な平面において第２の板３５２での圧縮力又は引張り力をもたらす。従って、第２の板３５２は異なる熱膨張係数の結果として変形するであろう。
【００９２】
マニピュレータＭ３が閉じたフィードバック制御ループの一部である場合、第２の板３５２は、許容できるしきい値を下回るまで結像誤差を低減させることが必要である限り変形させられる。しかし、第２の板３５２がアクチュエータ層３７１１〜３７１８によって実際にどれほど変形させられたかの情報が得られれば、補正プロセスは促進される。このために、アクチュエータ層３７１１〜３７１８が下側光学表面３７２に配置されるのと同様にして、センサ３８０が第２の板３５２の上側光学表面３６４でその円周のまわりに配置される。センサ３８０はアクチュエータ層３７１１〜３７１８によって生成された変形を測定する。センサ３８０によって生成された測定された厚さデータは好適にコントローラ３６に供給され、それによりアクチュエータ層３７１１〜３７１８は、測定された変形と、結像誤差を補正するために要求される計算された目標変形との間のあらゆる差を低減させるために調整される。
【００９３】
センサ３８０はまた圧電素子によっても形成することができる。これらの素子は、それらが圧縮力又は引張り力を受けた場合に電圧を発生する。他の種類のセンサ３８０、例えばゲージ間の応力に依存して各自の電気抵抗を変化させる抵抗式ひずみゲージも同様に考えられる。
【００９４】
当然のことながら、アクチュエータ層３７１１〜３７１８とセンサ３８０の位置は逆にしてもよく、すなわちアクチュエータ層３７１１〜３７１８が上側光学表面３６４に施され、センサは下側光学表面３７２に形成することができる。これらの要素がどちら側に施されるかの選択は、液体６２との要素の併用性に依存するかもしれない。
【００９５】
なおさらなる代替実施形態において、アクチュエータ層は、上側光学表面３６４と下側光学表面３７２の両方に施される。そのような構成は、第２の板３５２のより大きな変形が利用可能でなければならない場合に好都合である。例えば、非対称レンズ加熱によって生じるようなより強い波面変形を補正するために、第２の板３５２の所要の変形は約５００ｎｍほどにもなるかもしれない。
【００９６】
図８は、本発明のさらなる実施形態に従ったマニピュレータＭ４の下方からの図である。同じ部品には図２〜４においてと同じ参照数字が使用されており、そして互いに対応する部品には４００ずつ増補した参照数字が使用されている。マニピュレータＭ４は、投影対物レンズ２０内で瞳平面３２の近く、又は同じく光軸ＯＡに沿った他の位置に配置されるために同様に適格である。マニピュレータＭ４は、大多数のアクチュエータ層４７１が第２の板４５２の下面４７２全体に分散されているという点で図６、７に示されたマニピュレータＭ３と異なる。
【００９７】
アクチュエータ層４７１が投影光の波長で透明でないか、又は部分的に透明であるにすぎない場合、マニピュレータＭ４は投影対物レンズ２０の瞳平面に、又はそのごく近傍に配置されなければならない。その際、アクチュエータ層４７１によって吸収される投影光は、投影レンズ２０の像平面２８において光強度が低下するであろうが、瞳平面から遠く離れた構成の場合のように、結像誤差を生じない。光損失を小さく保つために、アクチュエータ層４７１の全領域は、板５２の、投影光が通る領域の３０％、好ましくは１０％を超えてはならない。
【００９８】
光損失は、アクチュエータ層４７１と必要な電気配線（図８には示さず）が投影光の波長で透明であれば、（少なくとも実質的に）回避することができる。この場合、マニピュレータＭ４を投影対物レンズ２０の瞳平面の外に配置することも考えられる。透明アクチュエータ層４７１を、圧電効果を示す結晶性クォーツ素子によって形成することができる。圧電素子のための電気配線は、２００ｎｍ未満の波長で透明であるインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）で作製することができる。電気配線が極めて薄い導電性ストライプによって形成される場合、やはりアルミニウムといった不透明導電性材料が、電気配線による吸収に起因する光損失をほとんど増加させることなく使用することができる。
【００９９】
アクチュエータ層４７１が第２の板４５２の下側光学表面４７２全体に分散されているので、第２の板４５２のほとんどあらゆる任意の変形を生じさせることが可能である。より多くのアクチュエータ層４７１が設けられれば設けられるほど、生成される変形の多様性は大きくなる。従って、マニピュレータＭ４は、高次のゼルニケ多項式によってのみ適切に記述できる極めて複雑な波面変形も補正することを可能にする。
【０１００】
図８に示された実施形態において、アクチュエータ層４７１は一般にカーテシアングリッドを形成しており、それにより圧縮力及び／又は引張り力が、図８において両方向矢印４８２、４８４によって示された通り２つの直交方向で第２の板５２に加えられる。当然のことながら、アクチュエータ層４７１の他の構成も、予想される結像誤差及びそれらの誤差を補正するために要求される第２の板５２の変形に応じて選択することができる。例えば、アクチュエータ層４７１は、光軸ＯＡから第２の板４５２の縁まで放射状に延びるストライプとして形成されるかもしれない。この構成は、第２の板４５２の変形によって補正される波面変形の対称性に適応されたｍ回対称性を有する。適切な構成の別の代替策は、ハチの巣状パターンが得られるようにアクチュエータ層のストライプを配置することである。
【０１０１】
上述した実施形態はすべて可変形光学表面に隣接して液体を含むが、薄いアクチュエータ層を可変形光学表面に施すという原理は幅広い意味にとることができるという点に留意しなければならない。従って、薄いアクチュエータ層はまた、液体と接触してないそれらの屈折又は反射光学表面にも施すことができる。
【０１０２】
図９は、図２に類似の子午断面図において、さらに別の実施形態に従ったマニピュレータＭ５を示している。同じ部品には図２〜４においてと同じ参照数字が使用されており、そして互いに対応する部品には５００ずつ増補した参照数字が使用されている。マニピュレータＭ５は、投影対物レンズ２０内で瞳平面３２の近く、又は同じく光軸ＯＡに沿った他の位置に配置されるために同様に適格である。
【０１０３】
マニピュレータＭ５は、主にアクチュエータ５７１が第２の板５５２の下側光学表面５７２にではなくその上側光学表面５６４に配置されるという点で、図２〜４に示されたマニピュレータＭ１と異なる。従って、アクチュエータ５７１は間隙５５４内に配置され液体６２に完全に浸漬されている。さらに、アクチュエータ５７１は、第２の板５２の円周のまわりに配置されているのではなく、その上側光学表面５６４全体に分散している。図８に示されたマニピュレータＭ４と同様、これはマニピュレータＭ５が、アクチュエータ５７１によって生じる吸収のために、投影対物レンズ２０の瞳平面に、又はそのごく近傍に配置されなければならないことを意味する。それとは別に、アクチュエータ５７１は投影光の波長で透明でなければならないか、又はアクチュエータ５７１によってカバーされる全領域は、光損失を低減し光吸収から生じる熱に起因する問題を回避するために小さく保たれなければならないかのどちらかである。
【０１０４】
第２の板５５２のほとんどあらゆる任意の変形が実現可能であるように、第２の板５５２の上側光学表面５６４上に格子状に、アクチュエータ５７１を配置することができる。アクチュエータ５７１を個別に制御するために必要な電気配線（図示せず）は好ましくは、アクチュエータ５７１が操作された場合に著しくは変形しない剛性の第１の板５５０の下面に施される。これは変形に起因する電気配線の損傷の危険が低減する。
【０１０５】
アクチュエータ５７１は、例えば結晶性クォーツで作製された、圧電素子として実現することができる。圧電素子は、光軸ＯＡに沿ったそれらの長さが印加電圧に応答して変化するように配向されている。代替として、それぞれの温度に応じてこの方向に沿ってそれぞれの長さを変化させる要素を使用することができる。温度は、例えば、これらの要素を流れる電流によって、又は外部レーザーによって変化するであろう。
【０１０６】
図１０、１１はそれぞれ、線Ｘ−Ｘを通る子午断面図と下方からの図においてさらに別の実施形態に従ったマニピュレータＭ６を示している。同じ部品には図２〜４においてと同じ参照数字が使用されており、そして互いに対応する部品には６００ずつ増補した参照数字が使用されている。マニピュレータＭ６は、投影対物レンズ２０内で瞳平面３２の近く、又は同じく光軸ＯＡに沿った他の位置に配置されるために同様に適格である。
【０１０７】
マニピュレータＭ６は、主にアクチュエータ６７１が液体６２で満たされた間隙６５４内に分散されていないという点で、図９に示されたマニピュレータＭ５とは異なる。代わりに、アクチュエータ６７１は第２の板６５２の下側光学表面６７２にわたって分散させられている。この実施形態において、アクチュエータ６７１は光軸ＯＡに沿って各自の長さを変化させることが前提とされており、従って剛性の対抗部材に載っていなければならない。この対抗部材は、第２の板６５２に隣接する保持リング７０に受け入れられた第３の透明な平行平面板６８８として実現されている。第３の板６８８は、それがアクチュエータ６７１によって変形可能ではない、又は少なくとも著しくは変形可能ではないような厚さを有する。従って、アクチュエータ６７１の動作が光軸ＯＡに沿って各自の長さの変化をもたらす場合、それは第３の板６８８ではなく第２の板６５２の変形をもたらすにすぎない。層アクチュエータが図６〜８に示された実施形態の場合のように使用される場合、第３の板６８８は省かれるかもしれない。
【０１０８】
液体６２の外部でのアクチュエータ６７１の配置は種々の理由で有利である。第一に、アクチュエータ６７１は液体に浸漬されておらず、気体、例えば窒素といった不活性ガスによって包囲される。それゆえ液体６２とアクチュエータ６７１の選択において、液体６２がアクチュエータ６７１によって汚染されるかどうか、かつ／又は液体６２がアクチュエータ６７１に損傷を与えるかどうか、いかなる配慮もする必要がない。それとは別に、液体との電気配線（図示せず）の接触に由来するあらゆる問題も完全に回避される。さらに、隣接する板へのアクチュエータ６７１の締結は、多くの締結技術が周囲の液体に起因する損傷に影響されやすいので、相当に容易になる。その理由で、アクチュエータ６７１は、図９に示されたマニピュレータＭ５の場合には一般に困難であるか不可能でさえある、オプティカルボンディングによって第２の板６５２と第３の板６８８に締結することができる。別の利点は、薄い可変形の第２の板６５２がこの時、組立及び保守作業中に可変形の第２の板６５２を損傷から保護する２個のより厚くより剛直な板に挟まれているということである。
【０１０９】
マニピュレータＭ６を設計する際には、以下の側面が考慮される。
【０１１０】
可変形の第２の板６５２は、それを変形させるために要求される力を、従ってアクチュエータ６７１の数と大きさを少なくするために、できる限り薄くなければならない。他方、第１の板６５０と第３の板６８８はできる限り剛性でなければならない。アクチュエータ６７１の数は、全体のアクチュエータ領域を、それゆえ瞳平面における光損失を最小限にするために、できる限り少なくなければならない。さらに、アクチュエータ６７１は、低い電力消費を有していなければならず、それらの小サイズにもかかわらず著しいドリフト挙動を示してはならない。上で言及した圧電素子とは別に、ローレンツアクチュエータ又は熱弾性アクチュエータがしばしばこれらの判定基準を満たす。アクチュエータ６７１は、ＣＶＤ／ＰＶＤ法、スパッタリング又はエッチングプロセスを用いて第３の板６８８上に製作することができる。また、同様の考慮事項は図６〜９に示された他の実施形態にも当てはまる。
【０１１１】
上述において、第１の板６５０、第２の板６５２、第３の板６８８は密封して環状フレームに受け入れられることが前提とされている。しかし、例えばアイソスタティックマウンティング（isostatic mounting）又は弾性脚を備えるマウントなどといった、これらの板を取り付けるための他の方法も代わりに使用することができ、それらは当業においてそうしたものとして知られている。液体６２で満たされた間隙６５４の密封エンクロージャは、図１６において下方に示されたものに類似のベローズによって実現されるかもしれない。
【０１１２】
図１１に示したようなアクチュエータ６７１の例示的配置は、種々の形で変更することができる。アクチュエータ６７１を規則的な格子として配置する代わりに、補正を必要とする予想される波面変形に特殊に適応された構成が考慮されるかもしれない。
【０１１３】
図１２及び１３は、線XII−XIIに沿った子午断面図と下方からの図において別の実施形態に従ったマニピュレータＭ７を示している。同じ部品には図２〜４においてと同じ参照数字が使用されており、そして互いに対応する部品には７００ずつ増補した参照数字が使用されている。マニピュレータＭ７は、投影対物レンズ２０内で瞳平面３２の近く、又は同じく光軸ＯＡに沿った他の位置に配置されるために同様に適格である。
【０１１４】
マニピュレータＭ７は主に、第１の厚い板５０が、複数の第１のアクチュエータ７７１１’〜７７１８’の動作時に変形可能である薄い第１の板７５０で置き換えられているという点で、図２〜４に示されたマニピュレータＭ１とは異なる。第１のアクチュエータ７７１１’〜７７１８’は、第１のフレーム５６と連結されている第２の保持リング７０’に受け入れられている。従って、マニピュレータＭ７は、個別に変形させられる２つの光学表面を有する。これらの変形は液体６２の圧力変化によって（だけ）ではなく第１のアクチュエータ７７１１’〜７７１８’と第２のアクチュエータ７７１１〜７７１８によって独立して生じるので、多様な変形が生成される。
【０１１５】
図１４は、第１と第２の可変形板７５０、７５２がそれぞれ個別に変形させられる構成によるマニピュレータＭ７を示している。ここでは、一般には細長いスリット状の形状を有する照明視野により生じるごとく、２回回転対称性を第２の板７５２がその変形構成において有するようにして、第２のアクチュエータ７７１１〜７７１８が制御されるということが前提とされている。第１の板７５０は、その変形構成において、３回回転対称性を伴う形状を有することが前提とされている。これに関して、第２の板７５２のための第２のアクチュエータ７１１１〜７１１８は、第１の板７５０に作用する第１のアクチュエータ７７１１’〜７７１８’と同様にして第２の板７５２の円周のまわりに配置されていないことが指摘される。このように、第１の板７５０は、第２の板７５２では達成できない様態で変形することができ、その逆も同様である。
【０１１６】
図１５は、子午断面図においてさらに別の実施形態に従ったマニピュレータＭ８を示している。同じ部品には図２〜４においてと同じ参照数字が使用されており、そして互いに対応する部品には８００ずつ増補した参照数字が使用されている。マニピュレータＭ８は、投影対物レンズ２０内で瞳平面３２の近く、又は同じく光軸ＯＡに沿った他の位置に配置されるために同様に適格である。
【０１１７】
マニピュレータＭ８は、主に間隙５４が剛性の平行平面板８６によって第１の間隙８５４’と第２の間隙８５４に分割されているという点で、図１２〜１４に示されたマニピュレータＭ７とは異なる。第１と第２の間隙８５４’、５８４に隣接する可変形部材は、この実施形態ではペリクル８５０と薄いメニスカスレンズ８５２によって形成されている。図１５の子午断面図において、第１のアクチュエータ８７１１’〜８７１４’はペリクル８５０を変形させるための第１の保持リング７０’に受け入れられていることがわかるであろう。第２のアクチュエータ８７１１〜８７１５はメニスカスレンズ８５２を変形させるための第２の保持リング７０に受け入れられていることがわかるであろう。
【０１１８】
剛性板８６は、メニスカスレンズ８５２の変形が液体の圧力変動を通してペリクル８５０の変形を生じない、そしてその逆も同様であることを確実に保証する。
【０１１９】
液体６２、６２’で満たされた２つの完全に分離された間隙８５４、８５４’の備えはさらに、液体６２、６２’の圧力を変化させることによって互いに独立してペリクル８５０とメニスカスレンズ８５２を変形させることを可能にする。このために、マニピュレータＭ８は、それぞれ液体６２、６２’を収容する容器６８、６８’、及び間隙８５４、８５４’に到る流路６６、６６’と接続されている２個のポンプ８６０、８６０’を備える。ポンプ８６０、８６０’を適切に制御することによって、間隙８５４、８５４’の液体６２、６２’の圧力を独立して変化させることが可能である。
【０１２０】
従って、ポンプ８６０、８６０’によって制御された圧力は、第１と第２のアクチュエータ８７１１’〜８７１４’及び８７１１〜８７１５に加えて、ペリクル８５０とメニスカスレンズ８５２に結像誤差を補正するために要求される形状を付与するために使用される付加的なパラメータを提供する。圧力変化に起因する変形は、それぞれ第１と第２のアクチュエータ８７１１’〜８７１４’と８７１１〜８７１５に起因する変形に重畳する。従って、分離された間隙８５４、８５４’とポンプ８６０、８６０’の備えは、マニピュレータＭ８によって達成され得る変形の範囲をさらにまた増大させることを可能にする。
【０１２１】
当然のことながら、ポンプ８６０、８６０’の代わりに、種々の他の手段を、液体６２、６２’の圧力を変化させるために設けることができる。例えば、油圧シリンダー又は可変形膜を使用することができる。
【０１２２】
圧力変動により達成され得る変形は、主に材料特性と可変形部材の形状に、さらにそれが投影対物レンズ２０の非変形可能部材に取り付けられる方式に依存する。
【０１２３】
可変形部材の形状のための重要な設計パラメータは、その外部輪郭とその厚さ分布である。例えば、平行平面板が矩形の輪郭を有する場合、圧力の増加は２回対称性を有する板の変形をもたらすであろう。
【０１２４】
マニピュレータＭ８の可変形部材、すなわちペリクル８５０とメニスカスレンズ８５２は、円形の輪郭を有することが前提とされている。それでもやはり、両部材８５０、８５２が異なる厚さ分布を有するので、両部材８５０、８５２は圧力変化に対し別様に応答するであろう。ペリクル８５０とメニスカスレンズ８５２の両方とも完全に回転対称であるので、液体６２、６２’内での圧力変化は必然的に、同様に回転対称である変形を生じるであろう。
【０１２５】
可変形光学素子が回転非対称である厚さ分布を有する場合、たとえ素子の外部輪郭が円形であるとしても、圧力変化もまた回転非対称変形を生じるであろう。
【０１２６】
この概念は、図１６に子午断面図で示されたマニピュレータＭ９において実現されている。同じ部品には図２〜４においてと同じ参照数字が使用されており、そして互いに対応する部品には９００ずつ増補した参照数字が使用されている。マニピュレータＭ９は、投影対物レンズ２０内で瞳平面３２の近く、又は同じく光軸ＯＡに沿った他の位置に配置されるために同様に適格である。
【０１２７】
マニピュレータＭ９は主に、回転対称の輪郭を有するが、その非変形状態でさえ、すなわち重力以外のいずれの力も存在しない時にも回転非対称の厚さ分布を有するレンズ９５２によってメニスカスレンズ８５２が取って代わられているという点で、図１５に示されたマニピュレータＭ８と異なる。
【０１２８】
レンズ９５２がアクチュエータを使用することによって、又はこの特定の実施形態ではポンプ９６０を利用してもっぱら液体６２の圧力を変化させることによって変形させられる時、その変形は非変形レンズ９５２の回転非対称形状のために回転非対称である。この特定の実施形態において、非変形レンズ９５２のこの回転非対称形状は、それが変形後にコマ収差を補正するように設計されている。
【０１２９】
好ましくは、レンズ９５２はその非変形状態において回転対称の光学効果を有する。これはレンズ９５２に回転非対称である上面９６４を備えることによって達成されるが、レンズ９５２の下面９７２は回転対称であり、この場合そうであるように、例えば平面かつ光軸ＯＡに対して垂直である。第２の間隙９５４を満たしている液体６２がレンズ９５２と（ほとんど）同じ屈折率を有する場合、上側の回転非対称表面９６４は、いかなる光学効果も、又は少なくともいかなる実質的な光学効果も持たない。気体（又は代替的に著しく異なる屈折率を有する液体）に隣接する下面９７２だけがレンズ９５２の全光学効果に貢献する。この実施形態において、これは平行平面板の効果である。凸又は凹に湾曲した下面９７２を備える実施形態において、レンズ９５２はその非変形状態において、普通のレンズのような回転対称の屈折力を有する。
【０１３０】
図示された実施形態において、レンズ９５２は２個以上の取付脚９９０を利用して取り付けられている。第２の間隙９５４を外部に対して密封するために、金属ベローズ９９２がレンズ９５２と保持リング９９４に密封して連結されている。金属ベローズ９９２は、ポンプ９６０によって生じた圧力変化に由来するレンズ９５２のわずかな動きに対するものである。
【０１３１】
第１の間隙９５４’が剛性の平行平面板９８６と薄い可変形の平行平面板９５０との間に形成されている。この実施形態において、板９５０はアクチュエータによって変形させられるにすぎず、それらのうちの４個のアクチュエータ９７１１〜９７１４が図１６の子午断面図に見ることができる。
【０１３２】
板９５０が、レンズ９５２を光軸ＯＡのまわりで９０°回転させることによって得られる別のレンズに置き換えられた場合、あらゆる任意の方向のコマ収差を、隣接する液体の圧力を変化させることによって、又はアクチュエータを使用して補正することができる。
【０１３３】
図１７は、子午断面図においてさらに別の実施形態に従ったマニピュレータＭ１０を示している。同じ部品には図２〜４においてと同じ参照数字が使用されており、そして互いに対応する部品には１０００ずつ増補した参照数字が使用されている。マニピュレータＭ１０は、投影対物レンズ２０内で瞳平面３２の近く、又は同じく光軸ＯＡに沿った他の位置に配置されるために同様に適格である。
【０１３４】
一方のマニピュレータＭ１０と前の実施形態に従ったマニピュレータとの主な相違は、この実施形態では薄い膜１０５２によって実現されている可変形部材が、液体やガス状媒体ではなく、異なる屈折率を有する２つの液体媒体を分離しているということである。やはり、そのうちのアクチュエータ１０７１１〜１０７１５が図１７の子午断面図に見ることができるアクチュエータを用いて変形させられる１つの屈折表面だけが存在する。しかし、２つの液体の屈折率比が一般に、液体と気体で得られる比率よりも極めて１に近いことから、膜１０５２の変形はこれまで説明してきた可変形部材の変形よりも相当に弱い光学効果を有するであろう。従って、マニピュレータＭ１０は、高い精度でわずかな結像誤差を慎重に補正するために特に適している。
【０１３５】
図示された実施形態において、第１の間隙１０５４’が第１の厚く剛性の両凸レンズ１０５０と膜１０５２との間に形成されている。第１の間隙１０５４’は第１の液体６２’で満たされている。第２の間隙１０５４が膜１０５２と第２の剛性の両凸レンズ１０５３との間に形成されており、第２の液体６２で満たされている。マニピュレータＭ１０の感度が第１の液体６２’と第２の液体６２との屈折率比に依存するので、この感度を変えることは、マニピュレータＭ１０が投影対物レンズ２０に取り付けられた後でさえ、一方又は両方の液体を異なる屈折率を有する液体と取り替えることによって容易に可能である。代替として、屈折率、従ってマニピュレータＭ１０の感度は、一方又は両方の液体６２、６２’の温度を変化させることによって変更することができる。これは、液体の屈折率が通常、強い温度依存性に置き換わるという事実を利用している。
【０１３６】
可変形部材がもっぱら液体内の圧力変化の結果として変形する従来技術の解決策とは対照的に、マニピュレータＭ１０は、アクチュエータ１０７１１〜１０７１５を利用して多様な完全に異なる変形を生じさせることができる。例えば、３回対称性を有する変形を最初に生じさせ、動作の数時間後に、２回対称性を有するさらなる変形を、アクチュエータ１０７１１〜１０７１５の適切な構成と制御の下に重ねることができる。従って、マニピュレータＭ１０は、像面湾曲収差ばかりでなく、高次のゼルニケ多項式でのみ記述できるだけである視野独立性の結像誤差を補正するためにも適している。
【０１３７】
当然のことながら、アクチュエータの装備は、図１５に示したマニピュレータＭ８に関して上述した通り、圧力変更手段の付加的な装備を排除しない。
【０１３８】
膜１０５２が十分に薄い場合、それは隣接する液体６２、６２’の両方の屈折率とは異なる屈折率を有する。この実施形態においてもまた、例えば薄い板又はメニスカスレンズなどの他の可変形光学部材の使用が同様に考えられる。
【０１３９】
当然のことながら、上述した実施形態においても、それぞれの間隙内で液体を間欠的又は連続的に循環させることが考えられる。
【０１４０】
図１８は、子午断面図においてさらに別の実施形態に従ったマニピュレータＭ１１を示している。同じ部品には図２〜４においてと同じ参照数字が使用されており、そして互いに対応する部品には１１００ずつ増補した参照数字が使用されている。マニピュレータＭ１１は、投影対物レンズ２０内で瞳平面３２の近く、又は同じく光軸ＯＡに沿った他の位置に配置されるために同様に適格である。
【０１４１】
マニピュレータＭ１１は、それが１個の可変形光学部材、すなわち薄いメニスカスレンズ１１５２だけを有するという点で、図１５に示されたマニピュレータＭ８とは異なる。メニスカスレンズ１１５２は、図１６に示されたマニピュレータＭ９のレンズ９５２に類似した、（弱い）２回回転対称性（図１８には示さず）を有する上面１１６４を有する。アクチュエータ１１７１１〜１１７１５が、３回対称性を有する変形が達成され得るようにレンズ１１２の円周のまわりに配置されている。
【０１４２】
一方でポンプ１１６０（類似の圧力変更手段）及び他方でアクチュエータ１１７１１〜１１７１５を用いて液体６２の圧力を独立して制御することによって、２回対称性と３回対称性を備える変形が連続的又は同時に生成される。異なる対称性を有する２つの変形を個別に生成できることがたいてい十分であるので、例えば図１５に示されたマニピュレータＭ８の膜８５０などの付加的な可変形部材を省いてもよい。
【０１４３】
好ましい実施形態の上記の説明は例証として提示されている。提示された開示から、当業者は、本発明及びその付随する利益を理解するばかりでなく、開示された構造及び方法に対する明白な種々の変更及び修正を認めるであろう。従って、出願人は、添付の請求の範囲及びその等価物によって規定される通り、本発明の精神及び範囲に該当する全部のそうした変更及び修正を包含することを求める。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】投影対物レンズ及びマニピュレータが回転非対称結像誤差を補正するために中に配置されている、本発明に従った投影露光装置の極めて図式化された表現による子午断面図である。
【図２】図１のマニピュレータを通る線II−IIに沿った簡略化された拡大子午断面図である。
【図３】図２に示されたマニピュレータの下方からの図である。
【図４】その可変形光学素子が変形状態にある図２及び３のマニピュレータの子午断面図である。
【図５】液体充填された間隙が曲面を有するレンズ間に形成されている、別の実施形態に従ったマニピュレータの子午断面図である。
【図６】アクチュエータ層を備える別の実施形態に従ったマニピュレータを通る線VI−VIに沿った子午断面図である。
【図７】図６に示されたマニピュレータの下方からの図である。
【図８】光学表面全体にわたり分散されたアクチュエータ層を備える別の実施形態に従ったマニピュレータの下方からの図である。
【図９】アクチュエータが液体に浸漬されている別の実施形態に従ったマニピュレータの子午断面図である。
【図１０】液体で満たされた間隙の外側であるが光学表面全体にわたり分散されたアクチュエータを備えるさらに別の実施形態に従ったマニピュレータを通る線Ｘ−Ｘに沿った子午断面図である。
【図１１】図１０に示されたマニピュレータの下方からの図である。
【図１２】２個の可変形光学素子を備える別の実施形態に従ったマニピュレータを通る線XII−XIIに沿った子午断面図である。
【図１３】図１２に示されたマニピュレータの下方からの図である。
【図１４】変形した光学表面を備える図１２及び１３のマニピュレータを示す。
【図１５】変形が圧力変化によっても生じる別の実施形態に従ったマニピュレータの子午断面図である。
【図１６】回転非対称形状を有する可変形部材を備えるさらに別の実施形態に従ったマニピュレータの子午断面図である。
【図１７】２つの流体を互いに分離する柔軟な膜を備えるさらに別の実施形態に従ったマニピュレータの子午断面図である。
【図１８】圧力変化及びアクチュエータの両方によって変形可能である部材を備えるさらに別の実施形態に従ったマニピュレータの子午断面図である。
【図１】
2009503826.tif 000003
【図２】
2009503826.tif 000004
【図３】
2009503826.tif 000005
【図４】
2009503826.tif 000006
【図５】
2009503826.tif 000007
【図６】
2009503826.tif 000008
【図７】
2009503826.tif 000009
【図８】
2009503826.tif 000010
【図９】
2009503826.tif 000011
【図１０】
2009503826.tif 000012
【図１１】
2009503826.tif 000013
【図１２】
2009503826.tif 000014
【図１３】
2009503826.tif 000015
【図１４】
2009503826.tif 000016
【図１５】
2009503826.tif 000017
【図１６】
2009503826.tif 000018
【図１７】
2009503826.tif 000019
【図１８】
2009503826.tif 000020
【国際調査報告】
2009503826.tif 000021
2009503826.tif 000022
2009503826.tif 000023