(57)【要約】光学投影系と支持構造系とを備える光学結像装置を提供する。光学投影系は、露光工程において露光光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された、光学素子群を有する。マスク支持構造体と基板支持構造体とは１次振動源を形成する。支持構造系は、ベース支持構造体と、光学素子支持構造体と、１次振動源以外の２次振動源の少なくとも一つの２次振動源支持構造体とを有する。光学素子支持構造体は光学素子を支持する。少なくとも一つの２次振動源支持構造体は２次振動源を支持し、２次振動源は、固体伝搬振動エネルギーを含む２次振動外乱源であり、光学結像装置の内部に設置される。ベース支持構造体は、光学素子支持構造体及び２次振動源支持構造体を、２次振動源から光学素子支持構造体への固体伝搬振動エネルギーの構造的経路が、ベース支持ユニットを通ってのみ存在するように支持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学投影系と支持構造系とを備える光学結像装置であって、
前記光学投影系は、露光工程において露光光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された光学素子群を有し；
前記マスク支持構造体と前記基板支持構造体とは１次振動源を形成し；
前記支持構造系は、ベース支持構造体と、光学素子支持構造体と、前記１次振動源以外の２次振動源における少なくとも一つの２次振動源支持構造体とを有し；
前記光学素子支持構造体は前記光学素子を支持し；
前記少なくとも一つの２次振動源支持構造体は２次振動源を支持し、該２次振動源は固体伝搬振動エネルギーを含む２次振動外乱源であり、該２次振動源は前記光学結像装置の内部に位置し；
前記ベース支持構造体は、前記光学素子支持構造体及び前記２次振動源支持構造体を、前記２次振動源から前記光学素子支持構造体までの前記固体伝搬振動エネルギーの構造的な経路が、前記ベース支持ユニットを通ってのみ存在するように支持する、光学結像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学結像装置において、
前記２次振動源は２次振動源群の部材であり；
前記２次振動源群は、計測系のコンポーネントと、該計測系の冷却ユニットと、前記光学投影系のコンポーネントと、該光学投影系の移動コンポーネントとから成り；
前記２次振動源支持構造体は、特に、前記ベース支持構造体上に振動を遮断するように支持される、光学結像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学結像装置において、
前記光学素子支持構造体は少なくとも１つの光学素子支持ユニットを有し；
前記少なくとも１つの光学素子支持ユニットは前記光学素子を支持し；
前記少なくとも１つの光学素子支持ユニットは、防振装置を介して前記ベース支持構造体上に支持される、光学結像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光学結像装置において、
前記防振装置は防振共振周波数範囲の防振共振周波数を有し；
前記防振共振周波数範囲は防振共振周波数範囲群から選択され；
前記防振共振周波数範囲群は、０．０５Ｈｚ〜８．０Ｈｚ，０．１Ｈｚ〜１．０Ｈｚ及び０．２Ｈｚ〜０．６Ｈｚの範囲から成る、光学結像装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の光学結像装置において、
前記少なくとも１つの光学素子支持ユニットは第１支持ユニットであり；
前記防振装置は第１防振共振周波数を有する第１防振装置であり；
前記光学素子支持構造体は少なくとも一つの第２支持ユニットを有し；
前記少なくとも一つの第２支持ユニットは前記光学素子を支持し；
前記少なくとも一つの第２支持ユニットは、第２防振装置を介して前記第１支持ユニット上に支持される、光学結像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光学結像装置において、
前記第２防振装置は防振共振周波数範囲の第２防振共振周波数を有し；
前記第２防振共振周波数範囲は第２防振共振周波数範囲群から選択され；
前記第２防振共振周波数範囲群は、１Ｈｚ〜３０Ｈｚ，１Ｈｚ〜８Ｈｚ，１Ｈｚ〜４０Ｈｚ及び２５Ｈｚ〜３０Ｈｚの範囲から成る、光学結像装置。
【請求項７】
請求項３〜６の何れか一項に記載の光学結像装置において、
前記光学素子支持構造体は少なくとも一つの振動平衡質量ユニットを有し；
前記振動平衡質量ユニットは接続デバイスを介して前記光学素子支持ユニットに接続され；
前記接続デバイスは平衡共振周波数範囲の平衡共振周波数を有し；
前記平衡共振周波数範囲は平衡共振周波数範囲群から選択され；
前記平衡共振周波数範囲群は、１Ｈｚ〜４０Ｈｚ，５Ｈｚ〜４０Ｈｚ及び１５Ｈｚ〜２５Ｈｚの範囲から成る、光学結像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光学結像装置において、
前記少なくとも一つの振動平衡質量ユニットは少なくとも一つの振動平衡質量素子を有し；
前記振動平衡質量素子は、前記光学素子支持ユニットと前記光学素子群の光学素子との間に運動学的に直列に配置される、光学結像装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の光学結像装置において、
前記光学素子群は光学素子の第１サブグループ及び光学素子の第２サブグループの内の少なくとも一つを有し；
前記光学素子の第１サブグループは少なくとも一つの第１光学素子を有し；
前記少なくとも一つの振動平衡質量ユニットの平衡質量素子は、前記少なくとも一つの第１光学素子に付随せず；
前記光学素子の第２サブグループは複数の第２光学素子を有し；
前記少なくとも一つの振動平衡質量ユニットの少なくとも一つの平衡質量素子は、前記第２光学素子の各々に付随する、光学結像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学結像装置において、
複数の平衡質量素子が前記第２光学素子の内の少なくとも一つに付随し；
前記複数の平衡質量素子は、少なくとも２つの平衡質量素子及び２〜６の平衡質量素子の内の少なくともどちらかを有する、光学結像装置。
【請求項１１】
請求項７〜１０の何れか一項に記載の光学結像装置において、
前記接続デバイスは、減衰比で、前記少なくとも一つの振動平衡質量ユニットの振動の減衰を提供するように構成され；
前記減衰比は、減衰比範囲群の減衰比範囲から選択され；
前記減衰比範囲群は、０．２％〜１５％、０．２％〜５％及び１．０％〜３．０％の範囲から成る、光学結像装置。
【請求項１２】
請求項３〜１１の何れか一項に記載の光学結像装置において、
前記支持構造系は投影系計測支持構造体を有し；
前記投影系計測支持構造体は、前記光学素子群に付随し、該光学素子群の少なくとも一つの光学素子の状態の可変標本（variable representative）を捕捉するように構成された、少なくとも一つの計測装置を支持し； 
前記少なくとも一つの投影系計測支持構造体は、更なる防振装置を介して前記ベース支持構造体上に支持され、前記少なくとも一つの投影系計測支持構造体は、運動学的に直列に配置される少なくとも２つの防振装置を介して前記ベース支持構造体上に支持される、光学結像装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学結像装置において、
前記更なる防振装置は、更なる防振共振周波数範囲の更なる防振共振周波数を有し；
前記更なる防振共振周波数範囲は、更なる防振共振周波数範囲群から選択され；
前記更なる防振共振周波数範囲群は、１Ｈｚ〜３０Ｈｚ，２Ｈｚ〜１０Ｈｚ及び３Ｈｚ〜８Ｈｚの範囲から成る、光学結像装置。
【請求項１４】
請求項７及び１３に記載の光学結像装置において、
前記更なる防振共振周波数及び前記平衡共振周波数は周波数ギャップによって分離され；
前記周波数ギャップは周波数ギャップ範囲群の周波数ギャップ範囲から選択され；
前記周波数ギャップ範囲群は、前記更なる防振共振周波数の１Ｈｚ〜４０Ｈｚ，１０Ｈｚ〜２５Ｈｚ及び１００％〜４００％の範囲から成る、光学結像装置。
【請求項１５】
請求項１２〜１４の何れか一項に記載の光学結像装置において、
前記更なる防振装置は、減衰比において、前記少なくとも一つの投影系計測支持構造体の振動の減衰を提供するように構成され；
前記減衰比は減衰比範囲群の減衰比範囲から選択され；
前記減衰比範囲群は、５％〜６０％、１０％〜３０％及び２０％〜２５％の範囲から成る、光学結像装置。
【請求項１６】
請求項３〜１５の何れか一項に記載の光学結像装置において、
前記少なくとも一つの光学素子支持ユニット及び投影系計測支持構造体の内の少なくとも一つは、材料群から選択された材料で製造され；
前記材料群は、スチール、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ）、インバー合金、タングステン合金、セラミック材料、シリコン含浸型炭化ケイ素（ＳｉＳｉＣ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）、炭素繊維強化炭化ケイ素複合材（Ｃ／ＣＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ゼロデュア（Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標））、ＵＬＥ（登録商標）ガラス、石英及びコーディエライトから成る、光学結像装置。
【請求項１７】
請求項５に記載の光学結像装置において、
前記第１支持ユニットは第１剛性を有する第１材料で製造され、
前記第２支持ユニットは第２剛性を有する第２材料で製造され；
前記第２剛性は前記第１剛性よりも高い、光学結像装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７の何れか一項に記載の光学結像装置において、該光学結像装置は、
ＵＶ範囲の露光波長で露光光を使用するマイクロリソグラフィにおいて使用されるように構成されている；
前記露光波長の範囲が５ｎｍ〜２０ｎｍである；
前記光学素子群の前記光学素子が反射光学素子である、
の内の少なくとも一つである、光学結像装置。
【請求項１９】
光学結像装置の光学投影系を支持する方法であって、該光学投影系は、露光工程において露光光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された光学素子群を有し、前記マスク支持構造体及び前記基板支持構造体は１次振動源を形成する方法において、該方法は、
前記光学素子を、光学素子支持構造体を介してベース支持構造体上に支持するステップと；
前記１次振動源以外の２次振動源を、２次振動源支持構造体を介して前記ベース支持構造体上に支持するステップであって、前記２次振動源は固体伝搬振動エネルギーを含む２次振動外乱源であり、前記２次振動源は前記光学結像装置の内部に配置され；
前記光学素子支持構造体及び前記２次振動源支持構造体を、前記２次振動源から前記光学素子支持構造体までの前記固体伝搬振動エネルギーの構造的な経路が、前記ベース支持ユニットを通ってのみ存在するように支持する、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、
前記光学素子支持構造体は少なくとも一つの光学素子支持ユニットを有し；
前記少なくとも一つの光学素子支持ユニットは前記光学素子を支持し；
前記少なくとも一つの光学素子支持ユニットを、防振共振周波数範囲の防振共振周波数で、振動を遮断するように前記ベース支持構造体上に支持し；
前記防振共振周波数範囲は、防振共振周波数範囲群から選択し；
前記防振共振周波数範囲群は、０．０５Ｈｚ〜８．０Ｈｚ，０．１Ｈｚ〜１．０Ｈｚ及び０．２Ｈｚ〜０．６Ｈｚの範囲から成る、方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、
前記少なくとも一つの光学素子支持ユニットは第１支持ユニットであり；
前記防振共振周波数は第１防振共振周波数であり；
前記光学素子支持構造体は少なくとも一つの第２支持ユニットを有し；
前記少なくとも一つの第２支持ユニットは前記光学素子を支持し；
前記少なくとも一つの第２支持ユニットを、第２防振共振周波数範囲の第２防振共振周波数で、振動を遮断するように前記第１支持ユニットに支持し；
前記第２防振共振周波数範囲は第２防振共振周波数範囲群から選択し；
前記第２防振共振周波数範囲群は、1Ｈｚ〜３０Ｈｚ，１Ｈｚ〜８Ｈｚ，１Ｈｚ〜４０Ｈｚ及び２５Ｈｚ〜３０Ｈｚの範囲から成る、方法。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の方法において、
少なくとも一つの振動平衡質量ユニットを前記光学素子支持ユニットに、平衡共振周波数範囲の平衡共振周波数における平衡効果及び減衰比における振動の減衰効果の内の少なくとも一つが提供されるように接続し；
前記平衡共振周波数範囲を平衡共振周波数範囲群から選択し；
前記平衡共振周波数範囲群は１Ｈｚ〜４０Ｈｚ，５Ｈｚ〜４０Ｈｚ及び１５Ｈｚ〜２５Ｈｚの範囲から成り；
前記減衰比を減衰比範囲群の減衰比範囲から選択し；
前記減衰比範囲群は、０．２％〜１５％，０．２％〜５％及び１．０％〜３．０％の範囲から成る、方法。
【請求項２３】
請求項２０〜２２に記載の方法において、
投影系計測支持構造体を、前記ベース支持構造体に、更なる防振共振周波数範囲の更なる防振共振周波数で振動を遮断するように支持し；
前記投影系計測支持構造体は、前記光学素子群に付随し、該光学素子群の少なくとも一つの光学素子の状態の可変標本（variable representative）を捕捉するように構成された、少なくとも一つの計測装置を支持し；
前記更なる防振共振周波数範囲は、更なる防振共振周波数範囲群から選択し；
前記更なる防振共振周波数範囲群は、１Ｈｚ〜３０Ｈｚ，２Ｈｚ〜１０Ｈｚ及び３Ｈｚ〜８Ｈｚの範囲から成る、方法。
【請求項２４】
光学投影系と支持構造系とを備える光学結像装置であって、
前記光学投影系は、露光工程において露光光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された光学素子群を有し；
前記マスク支持構造体と前記基板支持構造体とは１次振動源を形成し；
前記支持構造系は、ベース支持構造体と、光学素子支持構造体と、前記１次振動源以外の２次振動源における少なくとも一つの２次振動源支持構造体とを有し；
前記光学素子支持構造体は前記光学素子を支持し；
前記少なくとも一つの２次振動源支持構造体は２次振動源を支持し、該２次振動源は固体伝搬振動エネルギーを含む２次振動外乱源であり、該２次振動源は前記光学結像装置の内部に位置し；
前記ベース支持構造体は、前記光学素子支持構造体及び前記２次振動源支持構造体を、前記二次振動源支持構造体が少なくとも一つの防振装置を介して前記光学素子支持構造体から機械的に遮断されるように支持する、光学結像装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の光学結像装置において、
前記２次振動源は２次振動源群の部材であり；
前記２次振動源群は計測系のコンポーネントと、該計測系の冷却ユニットと、前記光学投影系のコンポーネントと、該光学投影系の移動コンポーネントと、該光学投影系の冷却ユニットとから成り；
前記２次振動源支持構造体は、特に、前記ベース支持構造体上に防振装置を介して振動を遮断するように支持される、光学結像装置。
【請求項２６】
請求項２４又は２５に記載の光学結像装置において、
前記光学素子支持構造体は少なくとも１つの光学素子支持ユニットを有し；
前記少なくとも１つの光学素子支持ユニットは前記光学素子を支持し；
前記少なくとも１つの光学素子支持ユニットは、防振装置を介して前記ベース支持構造体上に支持される、光学結像装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の光学結像装置において、
前記防振装置は防振共振周波数範囲の防振共振周波数を有し；
前記防振共振周波数範囲は防振共振周波数範囲群から選択され；
前記防振共振周波数範囲群は、０．０５Ｈｚ〜８．０Ｈｚ，０．１Ｈｚ〜１．０Ｈｚ及び０．２Ｈｚ〜０．６Ｈｚの範囲から成る、光学結像装置。
【請求項２８】
請求項２６又は２７に記載の光学結像装置において、
前記少なくとも１つの光学素子支持ユニットは第１支持ユニットであり；
前記防振装置は第１防振装置であり； 
前記光学素子支持構造体は少なくとも一つの第２支持ユニットを有し；
前記少なくとも一つの第２支持ユニットは前記光学素子を支持し；
前記少なくとも一つの第２支持ユニットは、第２防振装置を介して前記第１支持ユニット上に支持される、光学結像装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の光学結像装置において、
前記第２防振装置は防振共振周波数範囲の防振共振周波数を有し；
前記第２防振共振周波数範囲は第２防振共振周波数範囲群から選択され；
前記第２防振共振周波数範囲群は、１Ｈｚ〜３０Ｈｚ，１Ｈｚ〜８Ｈｚ，１Ｈｚ〜４０Ｈｚ及び２５Ｈｚ〜３０Ｈｚの範囲から成る、光学結像装置。
【請求項３０】
請求項２６〜２９の何れか一項に記載の光学結像装置において、
前記光学素子支持構造体は少なくとも一つの振動平衡質量ユニットを有し；
前記振動平衡質量ユニットは接続デバイスを介して前記光学素子支持ユニットに接続され；
前記接続デバイスは平衡共振周波数範囲の平衡共振周波数を有し；
前記平衡共振周波数範囲は平衡共振周波数範囲群から選択され；
前記平衡共振周波数範囲群は、１Ｈｚ〜４０Ｈｚ，５Ｈｚ〜４０Ｈｚ及び１５Ｈｚ〜２５Ｈｚの範囲から成る、光学結像装置。
【請求項３１】
請求項２６〜３０の何れか一項に記載の光学結像装置において、
前記支持構造系は投影系計測支持構造体を有し；
前記投影系計測支持構造体は、前記光学素子群に付随し、該光学素子群の少なくとも一つの光学素子の状態の可変標本（variable representative）を捕捉するように構成された、少なくとも一つの計測装置を支持し； 
前記少なくとも一つの投影系計測支持構造体は、更なる防振装置を介して前記ベース支持構造体上に支持され、前記少なくとも一つの投影系計測支持構造体は、運動学的に直列に配置された少なくとも２つの防振装置を介して、前記ベース支持構造体上に支持される、光学結像装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の光学結像装置において、
前記更なる防振装置は更なる防振共振周波数範囲の更なる防振共振周波数を有し；
前記更なる防振共振周波数範囲は更なる防振共振周波数範囲群から選択され；
前記更なる防振共振周波数範囲群は、１Ｈｚ〜３０Ｈｚ，２Ｈｚ〜１０Ｈｚ及び３Ｈｚ〜８Ｈｚの範囲から成る、光学結像装置。
【請求項３３】
請求項２６〜３２の何れか一項に記載の光学結像装置において、
前記少なくとも一つの光学素子支持ユニット及び投影系計測支持構造体の内の少なくとも一つは、材料群から選択された材料で製造され；
前記材料群は、スチール、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ）、インバー合金、タングステン合金、セラミック材料、シリコン含浸型炭化ケイ素（ＳｉＳｉＣ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）、炭素繊維強化炭化ケイ素複合材（Ｃ／ＣＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ゼロデュア（Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標））、ＵＬＥ（登録商標）ガラス、石英及びコーディエライトから成る、光学結像装置。
【請求項３４】
光学結像装置の光学投影系を支持する方法であって、該光学投影系は、露光工程において露光光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された光学素子群を有し、前記マスク支持構造体及び前記基板支持構造体は１次振動源を形成する方法において、該方法は、
前記光学素子を、光学素子支持構造体を介してベース支持構造体上に支持するステップと；
前記１次振動源以外の２次振動源を、２次振動源支持構造体を介して前記ベース支持構造体上に支持するステップであって、前記２次振動源は固体伝搬振動エネルギーを含む２次振動外乱源であり、前記振動源は前記光学結像装置の内部に位置し；
前記光学素子支持構造体及び前記２次振動源支持構造体を、前記２次振動源支持構造体が少なくとも一つの防振装置を介して前記光学素子支持構造体から機械的に遮断されるように、前記ベース支持構造体によって支持する、方法。
【請求項３５】
光学投影系と支持構造系とを備える光学結像装置であって、
前記光学投影系は、露光工程において露光光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された光学素子群を有し；
前記支持構造系は、 ベース支持構造体と、光学素子支持構造体と、投影系計測支持構造体とを有し；
前記光学素子支持構造体は前記光学素子を支持し；
前記光学素子支持構造体は、第１防振装置を介して前記ベース支持構造体上に支持され；
前記投影系計測支持構造体は、前記光学素子群に付随し、前記光学素子群の少なくとも一つの光学素子の状態の可変標本（variable representative）を捕捉するように構成された、少なくとも一つの計測装置を支持し；
前記投影系計測支持構造体は、第２防振装置を介して前記光学素子支持構造体上に支持される、光学結像装置。
【請求項３６】
光学結像装置の光学投影系を支持する方法であって、該光学投影系は、露光工程において露光光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された光学素子群を有する方法において、該方法は、
前記光学素子を、光学素子支持構造体を介してベース支持構造体上に支持するステップと；
前記光学素子群に付随する少なくとも一つの計測装置を、投影系計測支持構造体を使用して前記光学素子支持構造体上に支持するステップと；
前記投影系計測支持構造体を、第２防振装置を介して前記光学素子支持構造体上に支持するステップとを含み、
前記少なくとも一つの計測装置は、前記光学素子群の少なくとも一つの光学素子の状態の可変標本（variable representative）を捕捉するように構成された、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光工程で使用される光学結像装置、特にマイクロリソグラフィシステムの光学結像装置に関する。本発明は更に、光学投影ユニットのコンポーネントを支持する方法に関する。本発明は、マイクロ電子デバイス、特に半導体デバイスを製造するフォトリソグラフィ工程、又はこのようなフォトリソグラフィ工程において使用されるマスク又はレチクルなどのデバイスの製造で使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
典型的に、半導体デバイスなどのマイクロ電子デバイスの製造において使用される光学系は、光学系の光路内に配置された、レンズやミラーなどの光学素子を有する複数の光学素子ユニットを備えている。これらの光学素子は通常露光工程において協働し、マスク、レチクルなどに形成されたパターン像をウエハなどの基板に転写する。これらの光学素子は通常、一つ又は複数の機能的に異なる光学素子の群に組み込まれる。これらの種々の光学素子の群は、種々の露光ユニットによって保持することができる。特に、主に屈折系において、このような光学露光ユニットはしばしば、一つ又は複数の光学素子を保持する光学素子モジュールのスタックから構成される。通常これらの光学素子モジュールは、外部に略リング状の支持デバイスを有しており、このデバイスは一つ又は複数の、各々が光学素子を保持する光学素子ホルダを支持する。
【０００３】
レンズなどの少なくとも主に屈折性光学素子を有する光学素子群は大抵、通常光軸と称される、光学素子の直線の共通対称軸を有している。更にこのような光学素子群を保持する光学露光ユニットは大抵、細長くほぼ管状に設計されており、このため、典型的に鏡筒とも称される。
【０００４】
半導体デバイスの小型化が進んでいるため、これらの半導体デバイスの製造に使用される光学系の分解能を高める必要性が常にある。このような分解能を高める必要性は、光学系の開口数（ＮＡ）や結像精度を増大させる必要性を明らかに高める。
【０００５】
分解能を高めるための手法として、露光工程で使用される光の波長の短縮がある。近年、５ｎｍ〜２０ｎｍ、典型的には約１３ｎｍの波長を使用する、極紫外線（ＥＵＶ）範囲の光を使用する手法がとられている。このＥＵＶ範囲においては、一般の屈折光学はもはや使用できない。これは、このＥＵＶ範囲において、一般に屈折性光学素子に使用される材料が、質の高い露光結果を得るには高すぎる吸収度を示すという事実によるものである。従ってＥＵＶ範囲では、ミラーなどの反射素子を有する反射系を露光工程で使用し、マスクに形成されたパターン像をウエハなどの基板に転写する。
【０００６】
ＥＵＶ範囲における、高開口数（例えばＮＡ＞０．４〜０．５）反射系の使用への移行は、光学結像装置の設計に関するかなりの難題をもたらす。
【０００７】
極めて重要な精度要件の一つは、視線（ＬｏＳ）精度とも称される、基板上における画像の位置精度である。視線精度は典型的に開口数の略逆数に比例する。従って視線精度は、開口数ＮＡ＝０．４５の光学結像装置の方が、開口数ＮＡ＝０．３３の光学結像装置よりも１．４倍小さい。典型的に視線精度は、開口数ＮＡ＝０．４５の場合、０．５ｎｍ以下である。露光工程においてダブルパターニングも可能である場合、一般に精度を更に１．４倍下げなければならないだろう。従ってこの場合、視線精度は０．３ｎｍ以下にさえもなるだろう。
【０００８】
特に上述のことは、露光工程に関わるコンポーネント間の相対位置に関して、非常に厳しい条件をもたらす。更に、高品質の半導体デバイスを確実に得るには結像精度の高い光学系を設けさえすればよいというわけではない。このような高い精度は、露光工程全体及び光学系の寿命にわたって維持することも必要である。結果として、光学結像装置のコンポーネント、すなわち、例えば露光工程において協働するマスク、光学素子及びウエハを定められた方法で支持し、これらの光学結像装置のコンポーネント間における一定の空間関係を維持して、高品質の露光工程を提供しなければならない。
【０００９】
特に装置を支持する接地構造体、及び／又は加速した質量（例えば、移動するコンポーネント、乱流ストリームなど）、光学結像装置などの振動外乱の内部源によって導入される振動の影響下、並びに熱的に誘導される位置変化の影響下であっても、光学結像装置のコンポーネント間の一定の空間関係を全露光工程において維持するには、光学結像装置の特定のコンポーネント間の空間関係を少なくとも断続的に捕捉し、光学結像装置の少なくとも一つの位置をこの捕捉工程の結果に応じて調整する必要がある。
【００１０】
従来のシステムでは、露光工程において協働するコンポーネント間の空間関係を捕捉するこの工程は、結像装置の能動的に調整された部分の迅速な同期動作を可能にするために、光学投影系と基板系との中心支持構造体を共通基準として使用する計測系を介して行われる。
【００１１】
一方で開口数の増加は、典型的に、光学素子の光学設置面積とも称される、使用される光学素子のサイズの増大をもたらす。使用される光学素子の光学設置面積の増大は、それらの動力学的性質及び上述の調整を実現するために使用される制御系に悪影響を及ぼす。更に、光学設置面積の増大は、典型的に、光線入射角の増大をもたらす。しかしながら、そのように増大した大きな光線入射角においては、光学素子の反射面の生成に典型的に使用される多層コーティングの透過率が大幅に低下し、光パワーの望ましくない損失と、吸収による光学素子の加熱の増大が明らかにもたらされる。その結果、更に大きな光学素子を使用して、商用的に許容可能なスケールでこのような結像を可能にしなければならない。このような環境は、最高で１ｍ×１ｍの光学設置面積を有し、６０ｍｍ以下の相互間隔で非常に接近して配置される、比較的大きな光学素子を備えた光学結像装置につながる。
【００１２】
このような状況からいくつかの問題が生じる。先ず、光学素子のいわゆるアスペクト比（すなわち、厚さと直径の比率）に関係なく、大きな光学素子は一般に低い共振周波数を呈する。一方で、例えば、光学設置面積１５０ｍｍ（直径）及び厚さ２５ｍｍのミラーの共振周波数は典型的に４０００Ｈｚであり、光学設置面積７００ｍｍのミラーは、典型的には、厚さ２００ｍｍであっても１５００Ｈｚ以上の共振周波数に達することはほとんどない。更に、光学素子のサイズと重量の増大は、世界中の様々な場所で重力定数が異なることによる、静的変形の増大も意味しており、補正されない場合は結像性能が損なわれる。
【００１３】
最大剛性（すなわち、支持系の最大化された共振周波数）で光学素子を支持しようとする従来の支持系では、光学素子自体の低共振周波数が調整制御帯域を低減させることとなり、これによって位置精度が低下する。
【００１４】
更に、像シフトにとって大きな物体となる大きな光学素子は、最終的に、光学系にとって大きく、そして剛性の低い支持構造体をもたらす。このような剛性の低い支持構造体は調整制御性能を更に制限するだけでなく、残りの低周波数振動外乱によって生じる準静的変形による残差を引き起こす。従って、振動外乱の悪影響が更に顕著となる。
【００１５】
そして、使用する光学素子に対する（光エネルギーの吸収による）熱負荷の増大、及びこのようなシステムに望まれるスループットの増大は、より多くの冷却作業を必要とし、特に、使用する冷却液の流量を高める必要がある。このような冷却液の流量の増大は、システムに導入される振動外乱を増大させる傾向にあり、よって、視線精度の低下をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
よって本発明の課題は、少なくともある程度上述の欠点を克服し、露光工程で使用される光学結像装置の良好で長期にわたって確実な結像特性を提供することである。
【００１７】
本発明の更なる課題は、光学結像装置に必要な作業を減らしつつ、露光工程で使用される光学結像装置の結像精度を維持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
これらの課題は、本発明に係る一態様によれば、以下の技術的教示に基づいて実現される。この技術的教示は、光学結像装置の結像精度を少なくとも維持しながら光学結像装置に必要な作業を全体的に削減することは、（投影系及び基板系の安定した、正確な全地球測位を行うために）共通の計測基準を形成する中心支持構造体を得ようとする従来の支持及び計測方法が、修正概念によって不要となるのであれば実現できるというものである。この修正概念によれば、光学投影系の光学素子の支持体を、マスク支持体及び基板支持体から生じる１次振動外乱以外の内部２次振動外乱（すなわち、振動外乱を生じさせる光学結像装置内のコンポーネント）源の支持体から機械的に遮断する。
【００１９】
尚、本発明において、光学結像装置内のコンポーネントとは、光学結像装置によって行われる光学結像処理に関わるコンポーネントを意味するものとする。このような関わりは、直接的（光学系又は基板系の能動コンポーネントなどとの場合）なものか、又は間接的（光学結像装置の冷却系又は液浸系などの、流体循環系との場合）なものかの何れかである。これとは対照的に、本発明において、光学結像装置外のコンポーネントとは、光学結像装置によって行われる光学結像工程に関わらないコンポーネントを意味するものとする。このような外部コンポーネントとして、具体的には、光学結像装置に隣接するコンポーネントがある。
【００２０】
これは、光学投影系の支持構造体（すなわち光学素子の支持構造体）とベース構造体上の振動外乱のこのような２次源の支持構造体とを、光学投影系の支持構造体と２次振動外乱源の支持構造体とが構造的に隣接しないように支持することによって行うことができる。従って、このような２次振動外乱源の固体伝搬を有利な方法でベース構造体を介して迂回させ、そうすることにより２次振動外乱が光学投影系に伝わる構造的経路の長さを有利に増やし、その結果２次振動外乱の減衰が有利に増大する。
【００２１】
好適には、光学素子の少なくとも支持構造体を、防振装置を介してベース構造体上に支持し、この支持構造体に導入される振動外乱エネルギーを低減させる。より好適には、２次振動外乱源の支持構造体も同様の防振装置を介してベース構造体上に支持し、ベース構造体に導入される振動外乱エネルギー量を低減させる。
【００２２】
本発明において、光学素子ユニットはミラーなどの光学素子のみから構成されると理解されよう。しかしながらこのような光学素子ユニットは、このような光学素子を保持するホルダなどのコンポーネントを更に有することができる。
【００２３】
よって本発明の第１の態様によれば、光学投影系と支持構造系とを備える光学結像装置が提供される。光学投影系は、露光工程において露光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された、光学素子群を有する。マスク支持構造体と基板支持構造体とは１次振動源を形成する。支持構造系は、ベース支持構造体と、光学素子支持構造体と、１次振動源以外の２次振動源の少なくとも一つの２次振動源支持構造体とを有する。光学素子支持構造体は光学素子を支持する。この少なくとも一つの２次振動源支持構造体は２次振動源を支持し、この２次振動源は固体伝搬振動エネルギーを含む２次振動外乱源であり、光学結像装置内に配置される。ベース支持構造体は、光学素子支持構造体と２次振動源支持構造体とを、２次振動源から光学素子支持構造体への固体伝搬振動エネルギーの構造的経路がベース支持ユニットを通ってのみ存在するように支持する。
【００２４】
本発明の第２の態様によれば、光学結像装置の光学投影系を支持する方法が提供される。この光学投影系は、露光工程において露光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された光学素子群を有し、このマスク支持構造体と基板支持構造体とは１次振動源を形成する。本方法は、光学素子支持構造体を介して光学素子をベース支持構造体上に支持するステップと、２次振動源支持構造体を介して２次振動源をベース支持構造体上に支持するステップとを含み、２次振動源は、固体伝搬振動エネルギーを含む２次振動外乱源であり、光学結像装置内に配置される。光学素子支持構造体及び２次振動源支持構造体は、２次振動源から光学素子支持構造体への固体伝搬振動エネルギーの構造的経路がベース支持ユニットを通ってのみ存在するように支持する。
【００２５】
本発明の第３の態様によれば、光学投影系と支持構造系とを備える光学結像装置が提供される。光学投影系は、露光工程において露光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された光学素子群を有する。マスク支持構造体と基板支持構造体とは一次振動源を形成する。支持構造系は、ベース支持構造体、光学素子支持構造体及び少なくとも一つの２次振動源支持構造体を有する。光学素子支持構造体は光学素子を支持し、少なくとも一つの２次振動源支持構造体は２次振動源を支持し、この２次振動源は固体伝搬振動エネルギーを含む２次振動外乱源であり、光学結像装置内に配置される。ベース支持構造体は、光学素子支持構造体及び２次振動源支持構造体を、２次振動源支持構造体が少なくとも一つの防振装置を介して光学素子支持構造体から機械的に遮断されるように支持する。
【００２６】
本発明の第４の態様によれば、光学結像装置の光学投影系を支持する方法が提供される。この光学投影系は、露光工程において露光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された光学素子群を有し、このマスク支持構造体と基板支持構造体とは一次振動源を形成する。本方法は、光学素子支持構造体を介して光学素子をベース支持構造体上に支持するステップと、２次振動源支持構造体を介して２次振動源をベース支持構造体上に支持するステップとを含み、２次振動源は固体伝搬振動エネルギーを含む２次振動外乱源であり、光学結像装置内に配置される。光学素子支持構造体及び２次振動源支持構造体は、ベース支持構造体によって、２次振動源支持構造体が少なくとも一つの防振装置を介して光学素子支持構造体から機械的に遮断されるように支持されている。
【００２７】
本発明の第５の態様によれば、光学投影系と支持構造系とを備える光学結像装置が提供される。光学投影系は、露光工程において露光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された光学素子群を有する。支持構造系は、ベース支持構造体と、光学素子支持構造体と投影系計測支持構造体とを有する。光学素子支持構造体は光学素子を支持し、第１防振装置を介してベース支持構造体上に支持される。投影系計測支持構造体は光学素子群に付随し、その光学素子群の内の少なくとも一つの光学素子の状態の可変標本（variable representative）を捕捉するように構成される、少なくとも一つの計測装置を支持する。投影系計測支持構造体は第２防振装置を介して光学素子支持構造体上上に支持される。
【００２８】
本発明の第６の態様によれば、光学結像装置の光学投影系を支持する方法が提供される。光学投影系は、露光工程において露光を使用して露光経路に沿って、マスク支持構造体によって支持されるマスクのパターン像を、基板支持構造体によって支持される基板上に転写するように構成された光学素子群を有する。本方法は、光学素子支持構造体を介して光学素子をベース支持構造体上に支持するステップと、投影系計測支持構造体を使用して、光学素子群に付随する少なくとも一つの計測装置を光学素子支持構造体上に支持するステップと、第２防振装置を介して、投影系計測支持構造体を光学素子支持構造体上に支持するステップとを含んでいる。少なくとも一つの計測装置は、光学素子群の少なくとも一つの光学素子の状態の可変標本（variable representative）を捕捉するように構成される。
【００２９】
本発明の更なる態様及び実施形態は、従属請求項及び添付の図を参照する、以下の好適な実施形態の記載によって明らかとなるだろう。開示された特徴の全ての組み合わせは、請求項に明示的に記載されている、いないに係らず、本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による方法の好適な実施形態を実行することのできる、本発明による光学結像装置の好適な実施形態の略図である。
【図２】図１の光学結像装置の更なる略図である。
【図３】図１の光学結像装置で実行することのできる、光学投影系を支持する方法の好適な実施形態のブロック図である。
【図４】本発明による方法の更なる好適な実施形態を実行することのできる、本発明による光学結像装置の更なる好適な実施形態の略図である。
【図５】本発明による方法の更なる好適な実施形態を実行することのできる、本発明による光学結像装置の更なる好適な実施形態の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
以下に、本発明による方法の好適な実施形態を実行することのできる、本発明による光学結像装置１０１の好適な第１の実施形態を、図１〜図３を参照して示す。以下の説明を理解し易くするため、ｘｙｚ座標系を図に導入する。ｚ方向は垂直方向（すなわち重力方向）を示す。
【００３２】
図１は、ＥＵＶ範囲において１３ｎｍの波長で作動する光学露光装置１０１の形態の光学結像装置の、高度に概略化されたノンスケール図である。光学露光装置１０１は、マスク１０３．１（マスクユニット１０３のマスクテーブル１０３．２上に位置する）上に形成されたパターン像を基板１０４．１（基板ユニット１０４の基板テーブル１０４．２上に位置する）上に転写するように適合された光学投影ユニット１０２を有する。このため、光学露光装置１０１は、適切な導光系（図示せず）を介して反射マスク１０３．１を照明する照明系１０５を有する。光学投影ユニット１０２はマスク１０３．１から反射された光（主光線１０５．１で示す）を受光し、マスク１０３．１上に形成されたパターン像を、例えばウエハなどの基板１０４．１上に投影する。
【００３３】
このため光学投影ユニット１０２は、光学素子ユニット１０６．１〜１０６．６の光学素子ユニット群１０６を保持する。この光学素子ユニット群１０６は光学素子支持構造体１０２．１内に保持される。光学素子支持構造体１０２．１は光学投影ユニット１０２のハウジング構造の形状としてもよく、これは以下において、投影光学ボックス構造体（ＰＯＢ）１０２．１とも称される。しかしながらこの光学素子支持構造体は必ずしも光学素子ユニット群１０６の完全な、又はぴったりした筐体の形状である必要はないと理解されよう。むしろ本例においては、部分的に開放された構造としてもよい。
【００３４】
投影光学ボックス構造体１０２．１はベース構造体１０７によって振動を遮断するように支持され、ベース構造体１０７は、マスクテーブル支持デバイス１０３．３を介してマスクテーブル１０３．２、および基板テーブル支持デバイス１０４．３を介して基板テーブル１０４．２も支持する。マスクテーブル１０３．２、マスクテーブル支持デバイス１０３．３、基板テーブル１０４．２及び基板テーブル支持デバイス１０４．３は１次振動外乱源を形成又は含んでいるので、マスクテーブル支持デバイス１０３．３及び基板テーブル支持デバイス１０４．３は各々１次振動源支持構造体を形成し、本発明において、これらは共に１次振動源を形成する。
【００３５】
投影光学ボックス構造体１０２．１は、複数の防振装置及び少なくとも一つの中間支持構造体ユニットを介して直列的に支持され、良好な振動遮断を実現すると理解されよう。一般に、これらの防振装置は下記に詳細を示す様に異なる分離周波数を有し、広い周波数範囲にわたって良好な振動遮断を実現することができる。
【００３６】
光学素子ユニット群１０６は全部で６つの光学素子ユニット、すなわち、第１光学素子ユニット１０６．１、第２光学素子ユニット１０６．２、第３光学素子ユニット１０６．３、第４光学素子ユニット１０６．４、第５光学素子ユニット１０６．５及び第６光学素子ユニット１０６．６を有する。本実施形態において、光学素子ユニット１０６．１〜１０６．６の各々は、ミラー状の光学素子から成る。第６光学素子１０６．６は第１光学素子サブグループ１０６．８を形成し、第１〜第５光学素子１０６．１〜１０６．５は第２光学素子サブグループ１０６．７を形成する。
【００３７】
しかしながら本発明の他の実施形態では、光学素子ユニットはそれぞれ、例えば、開口絞り、光学素子を保持し、最終的に光学素子ユニットを支持構造体に接続させる支持ユニットのインターフェースを形成する、ホルダ又はリテーナなどの更なるコンポーネントを（光学素子自体以外に）有することができると理解されよう。
【００３８】
本発明の他の実施形態では、他の数の光学素子ユニットを使用することができると更に理解されよう。好適には、４〜８ケの光学素子ユニットが設けられる。
【００３９】
ミラー１０６．１〜１０６．６の各々は、投影光学ボックス構造体１０２．１によって形成された支持構造体上に、付随する支持デバイス１０８．１〜１０８．６によって支持される。支持デバイス１０８．１〜１０８．６の各々は、ミラー１０６．１〜１０６．６の各々が規定された制御帯域幅で能動的に支持されるように、能動デバイスとして形成される。
【００４０】
本例において、光学素子ユニット１０６．６は、光学素子ユニット群１０６の第１光学素子ユニットを形成する、大きくて重いコンポーネントであり、その他の光学素子ユニット１０６．１〜１０６．５は、光学素子ユニット群１０６の複数の第２光学素子ユニットを形成する。第１光学素子ユニット１０６．６は第１低制御帯域幅で能動的に支持され、第２光学素子ユニット１０６．１〜１０６．５ は、第２制御帯域幅で能動的に支持され、第２光学素子ユニット１０６．１〜１０６．５の各々の、第１光学素子ユニット１０６．６に対する一定の空間関係が実質的に維持される。
【００４１】
本例においては、同様の能動的支持コンセプトがマスクテーブル支持デバイス１０３．３及び基板テーブル支持デバイス１０４．３に選択され、これらも第３及び第４制御帯域幅でそれぞれ能動的に支持され、マスクテーブル１０３．２及び基板テーブル１０４．２の第１光学素子ユニット１０６．６に対する一定の空間関係をそれぞれ実質的に維持する。しかしながら本発明の他の実施形態においては、別の支持コンセプトをマスクテーブル及び／又は基板テーブルに対して選択してもよい。
【００４２】
以下に説明する更なる詳細において、能動支持デバイス１０８．１〜１０８．６，１０３．３及び１０４．３の制御は、計測装置１１０の信号の機能としての制御ユニット１０９によって行う。結像工程に関わるコンポーネントの調整制御は以下の様に行う。
【００４３】
第１光学素子ユニット１０６．６の能動的な低帯域支持を行うために、第１光学素子ユニット１０６．６の第１支持デバイス１０８．６を、５Ｈｚ〜１００Ｈｚ、好適には４０Ｈｚ〜１００Ｈｚの第１調整制御帯域幅で、計測装置１１０のコンポーネントに対する第１光学素子ユニット１０６．６の調整を行うように構成し、制御する。
【００４４】
更に、第２光学素子ユニット１０６．１〜１０６．５、マスクテーブル１０３．２及び基板テーブル１０４．２の能動的な支持をそれぞれ行うために、第２光学素子ユニット１０６．１〜１０６．５の第２支持デバイス１０８．１〜１０８．５の各々並びにマスクテーブル支持デバイス１０３．３及び基板テーブル支持デバイス１０４．３をそれぞれ、５Ｈｚ〜４００Ｈｚ、好適には２００Ｈｚ〜３００Ｈｚの第２、第３及び第４調整制御帯域幅で、それぞれ付随する光学素子ユニット１０６．１〜１０６．５、マスクテーブル１０３．２及び基板テーブル１０４．２の調整を行うように構成し、制御する。本発明の特定の実施形態において、第２制御帯域幅は第２支持デバイス１０８．１〜１０８．５で異なると理解されよう。
【００４５】
本実施形態は、従来の設計と比較して、修正された支持方法に従うものであり、この方法によれば、典型的にＥＵＶマイクロリソグラフィにおいて必要とされる高制御帯域幅到達の上で最も深刻な問題となる、大きくて重い第１光学素子ユニット１０６．６は、低帯域幅（この帯域幅において、この光学素子ユニット１０６．６の制御を容易に行うことができる）の制御下で能動的に支持され、露光工程に関わるその他のコンポーネント、すなわち第２光学素子ユニット１０６．１〜１０６．５、マスクテーブル１０３．２及び基板テーブル１０４．２は、第１光学素子ユニット１０６．６に対して、従って相互的に、十分に安定し、かつ正確な空間関係を維持するように制御される。
【００４６】
従って本例において、結像工程に関わる全てのコンポーネント（すなわち、ミラー１０６．１〜１０６．６、マスク１０３．１及び基板１０４．１）が能動的に制御されるという事実にもかかわらず、第１光学素子ユニット１０６．６の制御帯域幅調整のために大きく緩和された要件は、個々のコンポーネントの能動的な支持のために増加する費用よりも価値がある。具体的には、第６ミラー１０６．６（最高で１．５ｍ×１．５ｍの光学設置面積、最高で３５０ｋｇの質量）などの大きな光学設置面積のコンポーネントの調整制御が、典型的に２００Ｈｚ〜３００Ｈｚの調整制御帯域幅を使用し、これを必要であると考える（低共振周波数のため、このように大きな光学設置面積コンポーネントにとってほとんど達成されることのない制御帯域幅））従来のシステムと比べて大幅に容易になる。
【００４７】
この支持方法によれば、光学系の一つのコンポーネント（典型的に、これらのコンポーネントの中で大きく、及び／又は重いもの）を慣性基準として使用し、これを他のコンポーネントの内の一つ又は複数（最大で他のコンポーネント全部）の、測定及び最終的には調整のための基準とすることができる。本例において、大きな光学設置面積の第６ミラー１０６．６を慣性基準として使用し、これは、以下に更に詳細を説明する様に、結像工程に関わる更なる全てのコンポーネント１０６．１〜１０６．５、１０３．１及び１０４．１の基準となる。しかしながら本発明のその他の実施形態において、光学系の設計に応じて、露光に最後に当たった光学素子ユニット以外の任意の適切なコンポーネントを、この慣性基準として使用することができると理解されよう。
【００４８】
マスク１０３．１上に形成されたパターン像は、大抵の場合サイズが縮小され、基板１０４．１のいくつかの目標領域に転写される。マスク１０３．１上に形成されたパターン像は、光学露光装置１０１の設計に応じて、２つの異なる方法で基板１０４．１上のそれぞれの目標領域に転写することができる。光学露光装置１０１がいわゆるウエハステッパ装置として設計されている場合、パターン像全体は、マスク１０３．１に形成されたパターン全体を照射することにより、一つのステップで、基板１０４．１上のそれぞれの目標領域に転写される。光学露光装置１０１がいわゆるステップアンドスキャン装置として設計されている場合、パターン像は、マスクテーブル１０３．２及び、よって、投影ビーム下でマスク１０３．１上に形成されたパターンを徐々にスキャンし、一方で、基板テーブル１０４．２及び、よって、基板１０４．１の対応するスキャン動作を同時に行うことによって、基板１０４．１の個々の目標領域に転写される。
【００４９】
どちらの場合も、露光工程に関わるコンポーネント（すなわち、光学素子ユニット群１０６、すなわちミラー１０６．１〜１０６．６）の相互間の空間関係、並びにマスク１０３．１及び基板１０４．１に対する一定の空間関係を所定の制限内に維持して、高品質の撮像結像を獲得しなければならない。
【００５０】
光学露光装置１０１の動作中、ミラー１０６．１〜１０６．６の相互間並びにマスク１０３．１及び基板１０４．１に対する位置は、システムに導入される内因性及び外因性外乱のどちらによっても変化する。このような外乱は、例えば、システム自体内に発生するが、例えばベース支持構造体１０７（これ自体が接地構造体１１１に支持されている）などのシステムの周囲を介して導入される、例えば振動形態の機械的外乱であってもよい。これらは熱的に誘導される外乱、例えば、システムの部品の熱膨張による変化であってもよい。
【００５１】
ミラー１０６．１〜１０６．６の相互間、並びにマスク１０３．１及び基板１０４．１に対する空間関係の上述の所定の制限を維持するために、ミラー１０６．１〜１０６．６の各々は、支持デバイス１０８．１〜１０８．６をそれぞれ介して、空間に能動的に配置される。同様に、マスクテーブル１０３．２及び基板テーブル１０４．２は、支持デバイス１０３．１及び１０４．３をそれぞれ介して、空間に能動的に配置される。
【００５２】
以下において、結像工程に関わるコンポーネント１０６．１〜１０６．６，１０３．１及び１０４．１の空間調整の制御コンセプトを、図１及び図２を参照して説明する。上述の様に、コンポーネント１０６．１〜１０６．６，１０３．１及び１０４．１の調整の制御は、全部で６つの自由度において、概要を上記に示す特定の調整制御帯域幅において、支持デバイス１０８．１〜１０８．６、１０３．３及び１０４．３（図１の制御ユニット１０９及びそれぞれの支持デバイスにおいて、実線及び点線で示す）の各々に接続され、各々に対応する制御信号を提供する制御ユニット１０９を使用して行われる。
【００５３】
制御ユニット１０９は、その制御信号を計測装置１１０の計測信号に応じて生成し、計測装置１１０は、コンポーネント１０６．１〜１０６．６，１０３．１及び１０４．１の各々の位置及び配向を、全部で６つの自由度（図１及び図２に点線で示す）で捕捉する。上述の様に、計測装置１１０は大きな光学設置面積の第６ミラー１０６．６を、結像工程に関わる他の全てのコンポーネント１０６．１〜１０６．５，１０３．１及び１０４．１が基準とする慣性基準（すなわち基準光学素子ユニット） として使用する。図１からわかるように、第６ミラー１０６．６は、光路において、マスク１０３．１上に形成されたパターン像を基板１０４．１上に転写する際、露光光１０５．１が最後に当たる最終のミラーユニットである。
【００５４】
このため、計測装置は、投影系計測支持構造体１１２．１に機械的に接続された複数の計測デバイス１１０．２，１１０．３及び１１０．４を有する計測ユニット１１０．１を使用し、投影系計測支持構造体１１２．１は、図１（高度に概略的に）及び図２に示すように、基板系計測支持構造体１１２．２に機械的に接続された計測デバイス１１０．５と同様に、投影光学ボックス構造体１０２．１によって支持される。本実施形態において、各々の計測デバイス１１０．２，１１０．３，１１０．４及び１１０．５は、投影系計測支持構造体１１２．１又は基板系計測支持構造体１１２．２にそれぞれ接続され、個々のミラー１０６．１〜１０６．６、マスクテーブル支持デバイス１０３．３、基板系計測支持構造体１１２．２及び基板テーブル支持デバイス１０４．３と機械的に直接接続された基準素子１１０．６と協働するセンサヘッドを有する。
【００５５】
「機械的に直接接続された」という用語は、本発明において、片方の部品の位置を、もう片方の部品の位置を測定することによって確実に決定することを可能とする、部品間の短い距離（もしあれば）を含む、２つの部品間の直接的な接続であると理解されたい。具体的に、この用語は、例えば熱的効果又は振動効果による、位置決定に不確実さをもたらす部品が他に介在しないことを意味している。本発明の特定の実施形態において、基準素子はミラーに接続された別個のコンポーネントではなく、例えば、ミラー製造時に別個の工程において形成された回折格子などとしてミラーの表面に直接的又は一体的に形成されたコンポーネントであると理解されよう。
【００５６】
本実施形態において、計測デバイス１１０．２，１１０．３，１１０．４及び１１０．５はエンコーダの原理に従って作動する、すなわち、センサヘッドは構造面に向けてセンサ光線を放出し、基準素子の構造面から反射された読み取り光線を検出する。構造面は、例えば、一連の平行線（１次元回折格子）又は相互に傾斜した格子線（２次元回折格子）を含む回折格子とすることができる。位置の変化は基本的に、読み取り光線を介して実現された信号から生じるセンサビームの通過した線を数えることによって捕捉される。
【００５７】
しかしながら本発明の他の実施形態において、エンコーダの原理は別として、任意のその他のタイプの非接触測定原理（例えば、干渉計測原理、用量測定原理、誘導測定原理など）を単独で、又は任意に組み合わせて使用することができる。しかしながら本発明の他の実施形態においては、任意の適切な接触ベースの計測装置も使用することができると理解されよう。接触ベースの動作原理として、例えば、磁歪又は電歪動作原理などを用いてもよい。具体的には、動作原理の選択を精度要件に応じて行ってもよい。
【００５８】
第６ミラー１０６．６に付随する計測デバイス１１０．２は（全ての６つの自由度において）、投影系計測支持構造体１１２及び慣性基準を形成する第６ミラー１０６．６との間の第１空間関係を捕捉する。更に、結像工程に関わる他のコンポーネント１０６．１〜１０６．５，１０３．１及び１０４．１に付随する計測デバイス１１０．２，１１０．３，１１０．４及び１１０．５は（全ての６つの自由度において）、投影系計測支持構造体１１２．２と、付随するコンポーネント１０６．１〜１０６．５，１０３．１及び１０４．１との間の空間関係を捕捉する。
【００５９】
基板１０４．１の場合、これは、投影系計測支持構造体１１２．１と機械的に接続された計測デバイス１１０．４（基板系計測支持構造体１１２．２と機械的に直接接続された基準素子１１０．６と組み合わせて）、及び基板系計測支持構造体１１２．２と機械的に接続された基板系計測デバイス１１０．５（基板テーブル支持デバイス１０４．３と機械的に直接接続された基準素子１１０．６と組み合わせて）を使用して、直列的に行われる（図２参照）。
【００６０】
最後に、計測装置１１０は第１空間関係及び第２空間関係を利用して、第６ミラー１０６．６と、個々の更なるコンポーネント１０６．１〜１０６．５，１０３．１及び１０４．１との間の空間関係を決定する。その後対応する計測信号が制御ユニット１０９に提供され、制御ユニット１０９はこれらの計測信号に応じて、それぞれの信号支持デバイス１０８．１〜１０８．６、１０３．３及び１０４．３に対応する制御信号を生成する。
【００６１】
本発明の他の実施形態において、基準光学素子（例えば第６ミラー）と、結像工程に関わるそれぞれの更なるコンポーネント（例えば、ミラー１０６．１〜１０６．５、マスク１０３．１及び基板１０４．１）の内のいずれか一つとの間の空間関係の直接測定も提供することができると理解されよう。空間境界条件に応じて、このような直接的又は間接的な測定の任意の組み合わせも使用することができる。
【００６２】
本実施形態において、計測構造体と第６ミラー１０６．６との間の第１空間関係を表す計測信号に応じて、制御ユニット１０９は、第６ミラー１０６．６（すなわち、本発明における第１光学素子ユニット）の第１支持デバイス１０８．６に対応する制御信号を生成し、計測ユニット１１０．１の投影系計測支持構造体１１２．１に対して、上述の第１調整制御帯域幅（５Ｈｚ〜１００Ｈｚ、好適には４０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲）で第６ミラー１０６．６を調整する。
【００６３】
この重要な第１光学素子ユニット１０６．６の低帯域幅制御は、計測ユニット１１０．１の計測構造体に対する第１光学素子ユニット１０６．６の低帯域幅ドリフト制御を提供する。換言すれば、これにより、第１光学素子ユニット１０６．６は、第１光学素子ユニット１０６．６と、計測ユニット１１０．１の投影系計測支持構造体１１２．１との間の空間関係を捕捉する、計測ユニット１１０．１に対応する低周波数動作に追従することができる。この手段により、計測ユニット１１０．１の捕捉デバイスにおける捕捉範囲を超える第１光学素子ユニット１０６．６と、計測ユニット１１０．１の投影系計測支持構造体１１２．１との間の過度の相対運動、換言すればセンサ範囲の問題を、有利な方法で回避することができる。
【００６４】
基板テーブル１０４．２と基板１０４．１との間の空間関係は、例えば露光工程の直前の測定操作によって既知であると理解されよう。同様のことがマスクテーブル１０３．２とマスク１０３．１との間の空間関係にも言える。従って、マスクテーブル１０３．２及び基板テーブル１０４．２にそれぞれ接続される個々の基準素子１１０．６もまた、基準ミラー１０６．６とマスク１０３．１及び基板１０４．１との間におけるそれぞれの空間関係の捕捉を可能にする。
【００６５】
その結果、露光工程に関わる全てのコンポーネントは、典型的に、能動的に制御されなければならないという事実にかかわらず、最も重要な第１光学素子ユニット１０６．６の制御帯域幅に対する要件は、高度に有利な方法で大きく緩和される。この肯定的な効果は、一般に、全てのコンポーネントの能動的な支持のために増加する費用よりも価値のあるものである。
【００６６】
従って、例えば、典型的に２００Ｈｚ〜３００Ｈｚの調整制御帯域幅を使用し、個々の光学素子ユニットに必要であると考えられる従来のシステムと比較すると、本発明では、相当低い調整制御帯域幅、例えば５Ｈｚ〜１００Ｈｚ、好適には４０Ｈｚ〜１００Ｈｚを重要な第１光学素子ユニット１０６．６に使用し、結像工程に関わる他の全てのコンポーネント（すなわち、光学素子ユニット１０６．１〜１０６．５、マスクユニット１０３．１及び基板ユニット１０４．１）を従来所望されてきた高い調整制御帯域幅、例えば、２００Ｈｚ〜４００Ｈｚで容易に制御し、第１光学素子ユニット１０６．６によって形成された慣性基準に対する適切なアライメントを提供することができる。
【００６７】
上述の（間接的な）測定コンセプトは、計測ユニット１１０．１の投影系計測支持構造体における瞬時の剛体位置及び配向、具体的には、計測ユニット１１０．１の計測構造体に導入される振動外乱は、投影系計測支持構造体１１２．１が計測構造体の動的変形を大幅に回避するほど十分に高い剛性である限り、本質的に関係ないという利点があることを更に理解されよう。具体的に、投影系計測支持構造体の空間での位置及び／又は配向を安定させるための作業が少なくてすむ。しかしそれにもかかわらず、典型的に、本実施形態のように、投影系計測支持構造体自体を投影光学ボックス構造体１０２．１によって、振動を遮断するように支持することもできる。
【００６８】
上述の様に、投影光学ボックス構造体１０２．１（及び、投影系内）に導入される振動外乱エネルギー量を減らし、最終的にこのような振動外乱エネルギーの悪影響を低減させるには、本発明によれば、投影光学ボックス構造体１０２．１を第１防振装置１１３を介してベース支持構造体１０７に支持し、基板系計測支持構造体１１２．２を、第２防振装置１１４を介してベース支持構造体１０７に支持するという支持コンセプトが提供される。
【００６９】
投影光学ボックス構造体１０２．１と基板系計測支持構造体１１２．２とをこのように別個に支持することにより、光学素子１０６．１〜１０６．６を、基板系計測支持構造体１１２．２（冷媒への乱流によって２次振動外乱を生成し、２次振動外乱エネルギーを放出する）の冷却回路（詳細図示せず）などの、２次内部振動外乱源の支持構造体１１２．２から機械的に遮断する。
【００７０】
この機械的遮断は、投影光学ボックス構造体１０２．１と基板系計測支持構造体１１２．２とを、防振装置１１３及び１１４を介してそれぞれ支持し、投影光学ボックス構造体１０２．１と基板系計測支持構造体１１２．２とが構造的に直接接触しないようにして行う。換言すれば、投影光学ボックス構造体１０２．１と基板系計測支持構造体１１２．２とを、基板系計測支持構造体１１２．２から投影光学ボックス構造体１０２．１までの固体伝搬振動エネルギーの構造的な経路がベース支持構造体１０７を通ってのみ存在するように支持する。
【００７１】
従って一方では、固体伝搬２次振動エネルギーを有利な方法でベース支持構造体１０７を介して迂回させ、そうすることによって２次振動外乱が光学投影系へ到達するために進まなければならない構造的な経路の長さを有利に増大させ、その結果、２次振動外乱の減衰を有利に増大させる。
【００７２】
一方で防振装置１１４は、ベース支持構造体１０７に導入される固体伝搬２次振動外乱エネルギーを更に低減させ、防振装置１１３は、ベース支持構造体１０７から投影光学ボックス構造体１０２．１へと更に導入される、基板系計測支持構造体１１２．２から生じる固体伝搬振動外乱エネルギー量を更に低減させる。
【００７３】
好適には、基板テーブル支持デバイス１０４．３などの振動外乱の一次源の支持及び、対応する防振装置（詳細示さず）を介してベース支持構造体１０７上にも支持されるマスクテーブル支持デバイス１０３．３の支持には、同様の手法が選択されると理解されよう。
【００７４】
図２からわかる様に、これもまた本発明において内部２次振動外乱源を形成する光学投影ユニット１０２の内部冷却デバイス１１５には、同様の支持方法を選択する。内部冷却デバイス１１５は光学素子１０６．１〜１０６．６を取り囲むスリーブである。内部冷却デバイス１１５は、光学素子１０６．１〜１０６．６、それらに付随する支持デバイス１０８．１〜１０８．６及び投影光学ボックス構造体１０２．１と物理的又は構造的に直接接触しないように設計されている。内部冷却デバイス１１５は、内部冷却デバイス支持構造体１１５．１を介して、ベース構造体１０７とのみ物理的又は構造的に直接接触する。内部冷却デバイス支持構造体１１５．１は、更なる防振装置（詳細示さず）を介してベース支持構造体１０７上にも支持することができると理解されよう。
【００７５】
図２からわかる様に、このような直接の物理的又は構造的接触を回避するために、内部冷却デバイス１１５は対応する開口部又は凹部を有しており、これを通して内部冷却デバイス１１５と接触せずに支持デバイス１０８．１〜１０８．６はそれぞれ到達することができる。更に、内部冷却デバイス支持構造体１１５．１は、投影光学ボックス構造体１０２．１内に設けられた対応する開口部又は凹部１０２．２を通り、後者と物理的に接触せずに到達する。
【００７６】
一つ又は複数の更なる冷却デバイス、具体的に、投影光学ボックス構造体１０２．１を取り囲む外部冷却デバイスは、図２に点線の輪郭１１６で示す様に、内部冷却デバイス１１５と同様の方法（すなわち、光学素子１０６．１〜１０６．６、それらの付随する支持デバイス１０８．１〜１０８．６及び投影光学ボックス構造体１０２．１と物理的又は構造的に直接接触することなく）で、ベース支持構造体１０７上に設け、支持することができると理解されよう。
【００７７】
第１防振装置１１３は約０．５Ｈｚの第１防振共振周波数を有しており、よってこの周波数で有利な低域防振を実現する。本発明の他の好適な実施形態では、第１防振共振周波数を、０．０５Ｈｚ〜８．０Ｈｚ，０．１Ｈｚ〜１．０Ｈｚ又は０．２Ｈｚ〜０．６Ｈzの範囲となるように選択することができると理解されよう。これらの場合は何れも、有利な低域防振が実現される。
【００７８】
本例において、同様のことが第２防振装置１１４の第２防振共振周波数にも適用され、この場合も約０．５Ｈｚである。ここでも、第２防振共振周波数は０．０５Ｈｚ〜８．０Ｈｚ，０．２Ｈｚ〜１．０Ｈｚ又は０．２Ｈｚ〜０．６Ｈｚとなるように選択することができる。これらの場合は何れも有利な低域の防振が実現される。
【００７９】
投影光学ボックス構造体１０２．１の振動挙動を更に改善する為に、光学素子における第２サブグループ１０６．７の支持デバイス１０８．１〜１０８．５の各々は、接続デバイス１１７．２を介して投影光学ボックス構造体１０２．１に接続される、振動平衡質量ユニット１１７．１を有している。
【００８０】
好適には、各振動平衡質量ユニット１１７．１及びその接続デバイス１１７．２を、光学素子１０６．１〜１０６．５をそれぞれ駆動させる（支持デバイス１０８．１〜１０８．５それぞれの）アクチュエータデバイスに付随させ、光学素子１０６．１〜１０６．５をそれぞれ駆動させる駆動力を打ち消す、少なくとも部分的な反力を提供するように構成する。換言すれば、振動平衡質量ユニット１１７．１は、アクチュエータ反力打ち消しユニットを形成する。
【００８１】
振動平衡質量ユニット１１７．１及び接続デバイス１１７．２によって形成されるこの振動平衡系は、有利な方法で、振動平衡系の振動挙動及び投影光学ボックス構造体１０２．１における振動挙動の修正により、有利な振動平衡を提供し、光学素子１０６．１〜１０６．６のレベルで見られる振幅の全体的な減少がもたらされる。
【００８２】
振動平衡質量ユニット１１７．１及び接続デバイス１１７．２は、本実施形態において、約２５Ｈｚの平衡共振周波数を定めている。しかしながら本発明の他の実施形態において、１Ｈｚ〜４０Ｈｚ，５Ｈｚ〜４０Ｈｚ又は１５Ｈｚ〜２５Ｈｚの範囲の平衡共振周波数を、投影光学ボックス構造における振動挙動に応じて選択することができると理解されよう。
【００８３】
本実施形態において、このような振動平衡質量ユニットは、第１光学素子１０６．６に付随されない。しかしながら本発明の他の実施形態においては、図２に点線の輪郭１１７．３で示す様に、このような振動平衡質量ユニットを第１光学素子１０６．６に付随させるような構造を選択することもできる。
【００８４】
更に本実施形態において、それぞれの振動平衡質量ユニット１１７．１は、接続デバイス１１７．２によって投影光学ボックス構造１０２．２と付随する光学素子１０６．１〜１０６．５との間に運動学的に直列に配置されるように、接続デバイス１１７．２によって保持される複数の平衡質量素子を有する。
【００８５】
平衡質量素子の数は、好適には、それぞれの光学素子の支持構造体における振動挙動に応じて選択する。本例においては、それぞれの光学素子１０６．１〜１０６．５の外周に、６つの平衡質量素子を配置させる。本発明の他の実施形態において、任意の適切な様々な数の平衡質量素子を設けることができると理解されよう。
【００８６】
しかしながら、本発明の他の実施形態において、光学素子あたり一つの平衡質量素子で十分であろう。更に、光学素子の支持構造体における振動挙動に応じて、必ずしも全ての光学素子、具体的には第１サブグループ１０６．７の全ての光学素子にこのような振動平衡質量ユニッを設ける必要はない。
【００８７】
本例において、投影光学ボックス構造体１０２．１の振動挙動に有利な影響を与えるために、各接続デバイス１１７．２は、第１減衰比約１％で、付随する振動平衡質量ユニット１１７．１の振動減衰を与えるように構成する。光学素子の支持構造体における振動挙動に応じて、別の第１減衰比を選択することもできると理解されよう。好適には、第１減衰比は次の範囲、すなわち、０．２％〜１５％，０．２％〜５％及び１．０％〜３．０％の範囲から選択する。
【００８８】
図２から更にわかるように、投影系計測支持構造体１１２．１は、第３防振装置１１８を介して投影光学ボックス構造体１０２．１（及び結果的にはベース支持構造体１０７）上に支持される。第３防振装置１１８は約３Ｈｚの第３防振共振周波数を有している。
【００８９】
本発明の他の好適な実施形態において、第３防振共振周波数も、１Ｈｚ〜３０Ｈｚ，２Ｈｚ〜１０Ｈｚ又は３Ｈｚ〜８Ｈｚの範囲の共振周波数となるように選択することができると理解されよう。適切な第３防振共振周波数は、具体的に、投影系計測支持構造体１１２．１の振動挙動に応じて選択することができる。
【００９０】
本例において、第３防振共振周波数及び平衡共振周波数は、それらが周波数ギャップで分離されている限り相互に同調する。このように適切な範囲の周波数ギャップは干渉効果を回避するのに有利であり、最終的には、振動システムの不安定さの問題に有利である。
【００９１】
周波数ギャップの幅は、投影光学ボックス構造体１０２．１、光学素子１０６．１〜１０６．６、平衡質量ユニット１１７．１、接続デバイス１１７．２及び投影系計測支持構造体１１２．１の内の少なくとも一つの振動挙動に応じて選択すると理解されよう。好適には、周波数ギャップは第３防振共振周波数の１Ｈｚ〜４０Ｈｚ，１０Ｈｚ〜２５Ｈｚ又は１００％〜４００％の範囲から選択する。
【００９２】
更に本例において、投影系計測支持構造体１１２．１の振動挙動に有利な影響を与えるために、第３防振装置１１８を、第２減衰比約２０％で、投影系計測支持構造体１１２．１の振動の減衰を提供するように構成する。
【００９３】
投影系計測支持構造体１１２．１の振動挙動に応じて、別の第２減衰比を選択してもよいと理解されよう。好適には、第２減衰比は次の範囲、すなわち、５％〜６０％、１０％〜３０％及び２０％〜２５％の範囲から選択する。
【００９４】
ベース構造体１０７への（防振装置１１８及び１１３を介した）投影系計測支持構造体１１２．１のこの２段階の防振支持によって、振動外乱の１次源（基板テーブル支持デバイス１０４．３及びマスクテーブル支持デバイス１０３．３の支持など）及び振動外乱の２次源（光学投影ユニット１０２の基板系計測支持構造体１１２．２及び内部冷却デバイス１１５）からの、少なくとも２段階、多くの場合は３段階の振動分離を実現することを更に理解されよう。
【００９５】
換言すれば、一方で、固体伝搬１次及び２次振動外乱エネルギーは、投影系計測支持構造体１１２．１に到達する前に、有利な方法で、ベース支持構造体１０７及び投影光学ボックス構造体１０２．１を介して迂回させ、これにより、１次及び２次振動外乱が投影系計測支持構造体１１２．１に到達するために進まなければならない構造的経路の長さを有利に増大させ、結果的に１次及び２次振動外乱の減衰が有利に増大する。
【００９６】
これによって最終的に投影系計測支持構造体１１２．１の特に高い振動安定化が導かれ、これはシステムの制御性能に大変有利である。
【００９７】
個々の支持構造体には、任意の所望の、及び適切な材料を選択することができると理解されよう。例えば、個々の支持構造体、具体的には、比較的軽量で比較的高い剛性を必要とする支持構造体には、アルミニウムのような金属を使用することができる。支持構造体の材料は、好適には、支持構造体のタイプや機能に応じて選択されると理解されよう。
【００９８】
具体的には、投影光学ボックス構造体１０２．１には、スチール、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、いわゆるインバー合金（すなわち３３％〜３６％のニッケルを含有する鉄ニッケル合金、Ｆｅ６４Ｎｉ３６）及び適切なタングステン合金（例えばＤＥＮＳＩＭＥＴ（登録商標）、ＩＮＥＲＭＥＴ（登録商標）などの複合材料、すなわち、タングステンの含有量が９０％以上で、ＮｉＦｅ又はＮｉＣｕ結合相の重金属）を好適に使用する。
【００９９】
更に、投影系計測支持構造体１１２．１には、シリコン含浸型炭化ケイ素（ＳｉＳｉＣ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）、炭素繊維強化炭化ケイ素複合材（Ｃ／ＣＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ゼロデュア（Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標））（リチウムアルミノ珪酸ガラス−セラミック）、ＵＬＥ（登録商標）ガラス（酸化チタン−ケイ素ガラス）、石英、コーディエライト（マグネシウム鉄アルミニウムサイクロ珪酸塩鉱物）又は熱膨張率が低く、弾性率の大きな他のセラミック材料も有利に使用することができる。
【０１００】
本例において、投影光学ボックス構造体１０２．１は、第１剛性を有する第１材料としてのスチールで製造する。この手段では、例えばアルミニウムで製造される従来の支持構造体と比較して、重量は３倍増えるが、これは従来のシステムにおいて一般に好ましくない。しかしながら、本発明による非従来的な支持方法により、投影光学ボックス構造体１０２．１の重量の増加は振動挙動の点において有利である。
【０１０１】
更に投影計測支持構造体１１２．１は、投影光学ボックス構造体１０２．１のスチール材の剛性よりも大きな第２剛性を有する第２材料で製造する。投影計測支持構造体１１２．１のこのように高い剛性は、上述の様に有利である。
【０１０２】
本実施形態のマイクロリソグラフィ装置１０１では、全ての関連自由度、典型的にはｘ方向及びｙ方向において、１００ｐｍ以下の視線精度を得ることができると理解されよう。尚、一般的に、第３防振装置１１８の第３共振周波数を低くすると、より良好な視線精度を提供することができる。
【０１０３】
図１及び図２の光学結像装置１０１において、パターン像を基板上に転写する方法を、本発明による光学投影ユニットのコンポーネントを支持する方法の好適な実施形態及び図１〜図３を参照して以下に記載する、光学素子ユニットと基準ユニットとの間の空間関係を捕捉する方法を用いて実行することができる。
【０１０４】
本方法の転写ステップにおいて、マスク１０３．１上に形成されたパターン像を、光学結像装置１０１の光学投影ユニット１０２を使って基板１０４．１上に転写する。
【０１０５】
このため、転写ステップの捕捉ステップ１１９．３において、結像工程に関わるコンポーネント１０６．１〜１０６．６,１０３．１及び１０４．１間の空間関係は、上記に概要を示すように、光学素子ユニットと基準ユニットとの間の空間関係を捕捉する方法を使って捕捉する。
【０１０６】
転写ステップの制御ステップ１１９．４において、基板テーブル１０４．２、マスクテーブル１０３．２及びその他のミラー１０６．１〜１０６．５の第６ミラー１０６．６に対する位置及び／又は配向、並びに第６ミラー１０６．６の計測ユニット１１０．１の計測構造体に対する位置及び／又は配向は、上記に概要を示すように、捕捉ステップ１１９．３において予め捕捉された空間関係に応じて制御する。露光ステップにおいて、制御ステップ１１９．４の直後、又はこのステップと最終的に重複して、マスク１０３．１上に形成されたパターン像を、光学結像装置１を使用して基板１０４．１上に露光する。
【０１０７】
制御ステップ１１９．４の一部のステップにおいて、予め設けられているマスク１０３．１を有するマスクユニット１０３及び基板１０４．１を有する基板ユニット１０４の空間を調整する。尚、マスク１０３．１及び基板１０４．１は、実際の位置捕捉前の遅い時点又は露光ステップ前の更に遅い時点で、マスクユニット１０３及び基板ユニット１０４にそれぞれ挿入することもできると理解されよう。
【０１０８】
本発明による光学投影ユニットのコンポーネントを支持する方法の好適な実施形態によれば、ステップ１１９．１において、上記に概要を示す様に光学投影ユニット１０２のコンポーネントを最初に用意し、ステップ１１９．２において支持する。このためステップ１１９．２において、光学投影ユニット１０２のミラー１０６．１〜１０６．６は、光学投影ユニット１０２の光学投影ボックス構造体１０２．１内に支持して設置する。ステップ１１９．４において、その後ミラー１０６．１〜１０６．６を投影光学ボックス構造体１０２．１内において個々の制御帯域幅でそれぞれ能動的に支持し、図１及び図２に関して上記に記載した様な構成を提供する。
【０１０９】
捕捉ステップ１１９．３では、（図１及び図２に関して上記に記載の様な構成で予め提供されている）計測装置１１０を使用する。尚、基準素子は、それらが配置される個々のミラー１０６．１〜１０６．６と共に、より早い時点において先に提供することができると理解されよう。しかしながら本発明の他の実施形態では、実際の位置捕捉ステップ前の遅い時点において、計測装置１１０のその他のコンポーネントと共に基準素子を設けてもよい。
【０１１０】
捕捉ステップ１１９．３において、光学結像装置１０１の中心慣性基準としての第６ミラー１０６．６と、基板テーブル１０４．２、マスクテーブル１０３．２及びその他のミラー１０６．１〜１０６．５との間の実際の空間関係を、その後、上記に概要を示す様に捕捉する。
【０１１１】
第６ミラー１０６．６と、基板テーブル１０４．２、マスクテーブル１０３．２及びその他のミラー１０６．１〜１０６．５との間の実際の空間関係並びに第６ミラー１０６．６の計測ユニット１１０．１の計測構造体に対する実際の空間的関係は、露光工程全体にわたって連続的に捕捉することができる。制御ステップ１１９．４では、この連続的な捕捉工程の最新の結果を検索して使用する。
【０１１２】
上述の様に、制御ステップ１１９．４において、基板テーブル１０４．２、マスクテーブル１０３．２及びミラー１０６．１〜１０６．６の位置を以前捕捉したこの空間関係に応じて制御し、露光ステップにおいて、マスク１０３．１上に形成されたパターン像を基板１０４．１上に露光する。
【０１１３】
（第２の実施形態）
以下において、本発明に係る方法の好適な実施形態を実施することのできる、本発明に係る光学結像装置２０１の第２の好適な実施形態を、図４を参照して説明する。光学結像装置２０１はその基本設計及び機能において、光学結像装置１０１にほぼ相当するので、ここでは主に違いについて記載する。具体的には、同一のコンポーネントには同じ参照番号を付し、類似のコンポーネントには同じ参照番号に１００を加えたものを表示する。明示的に逸脱する記載を以下に示す場合を除き、明示的参照は、これらのコンポーネントに関する第１の実施形態において前述した説明を参照されたい。
【０１１４】
光学結像装置２０１と光学結像装置１０１との主な違いは、投影光学ボックス構造体２０２.1の設計である。投影光学ボックス構造体２０２.1は、光学結像装置１０１の投影光学ボックス構造体１０２．１と交換可能であると理解されよう。
【０１１５】
説明する実施形態において、投影光学ボックス構造体２０２．１は、第２投影光学ボックスサブ構造体２０２．４を支持する第１投影光学ボックスサブ構造体２０２．３と、投影系計測支持構造体１１２．１とによって形成される、２部設計となっている。第２投影光学ボックスサブ構造体２０２．４は、光学素子１０６．１〜１０６．６の支持デバイス２０８．１〜２０８．６に接続される。よって第２投影光学ボックスサブ構造体２０２．４は光学素子１０６．１〜１０６．６を支持する。
【０１１６】
第２投影光学ボックスサブ構造体２０２．４は、２０Ｈｚ〜３０Ｈｚの範囲の防振共振周波数における第４防振共振周波数を有する第４防振装置２１９を介して、第１投影光学ボックスサブ構造体２０２．３に支持される。本発明の他の実施形態において、第４防振共振周波数は、１Ｈｚ〜３０Ｈｚ，１Ｈｚ〜８Ｈｚ，１Ｈｚ〜４０Ｈｚ又は２５Ｈｚ〜３０Ｈｚの範囲から選択することができると理解されよう。
【０１１７】
ベース構造体１０７上の（防振装置２１９及び１１３を介した）第２投影光学ボックスサブ構造体２０２．４のこの２段階の防振支持により、振動外乱の１次源（基板テーブル支持デバイス１０４．３及びマスクテーブル支持デバイス１０３．３の支持など）及び振動外乱の２次源（基板系計測支持構造体１１２．２及び光学投影ユニット１０２の内部冷却デバイス１１５など）からの、少なくとも２段階、多くの場合は３段階の防振が実現されることを更に理解されよう。
【０１１８】
換言すれば、固体伝搬１次及び２次振動外乱エネルギーは、第２投影光学ボックスサブ構造体２０２．４に到達する前に、有利な方法で、ベース支持構造体１０７及び第１投影光学ボックス構造体２０２．３を介して迂回され、これにより、１次及び２次振動外乱が第２投影光学ボックスサブ構造体２０２．４に到達するために進まなければならない構造的経路の長さを有利に増大させ、結果的に１次及び２次振動外乱の減衰が有利に増大する。
【０１１９】
これにより、最終的に第２投影光学ボックスサブ構造体２０２．４、ひいては光学素子１０６．１〜１０６．６のとりわけ高い振動の安定がもたらされ、システムの制御性能にも大変有利である。
【０１２０】
その他の防振装置１１３，１１４及び１１８に関しては第１の実施形態と同じである。よって第１の実施形態に関する上記の説明をここでも適用する。
【０１２１】
本説明の第１の実施形態に対する更なる違いは、光学素子における第２サブグループ１０６．７の支持デバイス２０８．１〜２０８．５に振動平衡質量ユニットが設けられていないことである。しかしながら図４に点線の輪郭で示す様に、任意の所望する数のこのような振動平衡質量ユニットを、光学素子１０６．１〜１０６．６の内の所望の素子に設けてもよい。
【０１２２】
本実施形態のマイクロリソグラフィ装置２０１において、全ての関連自由度、典型的にはｘ方向及びｙ方向において、１００ｐｍ以下の視線精度を得ることができると理解されよう。尚、一般的に、第３防振装置１１８の第３共振周波数を低くすると、より良好な視線精度が提供される。
【０１２３】
この場合も、個々の支持構造体に任意の所望の、及び適切な材料を選択することができると理解されよう。例えば、個々の支持構造体、具体的には比較的軽量で比較的高い剛性を必要とする支持構造体には、アルミニウムのような金属を使用することができる。第１の実施形態において記載した材料も、特に個々の支持構造体の種類及び／又は機能に応じて選択することができる。本例において、投影光学ボックス構造体２０２.1のサブ構造体はどちらもアルミニウム製である。
【０１２４】
（第３の実施形態）
以下において、本発明に係る方法の好適な実施形態を実施することのできる、本発明に係る光学結像装置３０１の第３の好適な実施形態を、図５を参照して説明する。光学結像装置３０１はその基本設計及び機能において光学結像装置１０１にほぼ相当するので、ここでは主に違いについて記載する。具体的には、同一のコンポーネントには同じ参照番号を付し、類似のコンポーネントには同じ参照番号に２００を加えたものを表示する。明示的に逸脱する記載を以下に示す場合を除き、明示的参照は、これらのコンポーネントに関する第１の実施形態において前述した説明を参照されたい。
【０１２５】
光学結像装置３０１と光学結像装置１０１との主な違いは、この場合も、投影光学ボックス構造体３０２.1の設計である。投影光学ボックス構造体３０２.1は光学結像装置１０１の投影光学ボックス構造体１０２．１と交換可能であると理解されよう。
【０１２６】
説明する実施形態において、投影光学ボックス構造体３０２．１は、同時に投影系計測支持構造体３１２を形成して非常にコンパクトな設計を実現する、第２投影光学ボックスサブ構造体３０２．４を支持する第１投影光学ボックスサブ構造体３０２．３によって形成された、２部設計となっている。第２投影光学ボックスサブ構造体３０２．４は、光学素子１０６．１〜１０６．６の支持デバイス３０８．１〜３０８．６に接続される。よって第２投影光学ボックスサブ構造体３０２．４は光学素子１０６．１〜１０６．６を支持する。
【０１２７】
第２投影光学ボックスサブ構造体３０２．４は、約３Ｈｚの防振共振周波数の第３防振共振周波数を有する第３防振装置３１８を介して、第１投影光学ボックスサブ構造体３０２．３上に支持される。本発明の他の実施形態において、第３防振共振周波数は、第１の実施形態に関して上記に示す範囲から選択することができると理解されよう。
【０１２８】
その他の防振装置１１３及び１１４に関しては第１の実施形態と同様である。従って第１の実施形態における上記の説明を適用する。
【０１２９】
本実施形態の第１の実施形態に対する更なる違いは、全ての支持デバイス３０８．１〜３０８．６に、接続デバイス３１７．２を介して投影光学ボックスサブ構造体３０２．４に接続された振動平衡質量ユニット３１７．１が設けてあることである。
【０１３０】
各々の振動平衡質量ユニット３１７．１及びそれに付随する接続デバイス３１７．２は、本実施形態において、平衡共振周波数が約１５Ｈｚと定められる。しかしながら本発明の他の実施形態において、１Ｈｚ〜４０Ｈｚ，５Ｈｚ〜４０Ｈｚ又は１５Ｈｚ〜２５Ｈｚの範囲の平衡共振周波数の平衡共振周波数を、投影光学ボックス構造体３０２．１の振動挙動に応じて選択することができると理解されよう。
【０１３１】
本例において、投影光学ボックス構造体３０２．１の振動挙動に有利な影響を与えるために、各々の接続デバイス３１７．２は、約１％の第１減衰比で、付随する振動平衡質量ユニット３１７．１の振動減衰を提供するように構成される。光学素子の支持構造体における振動挙動に応じて、別の第１減衰比を選択することができると理解されよう。好適には、第１減衰比は次の範囲、すなわち０．２％〜１５％、０．２％〜５％、１．０％〜３．０％の範囲から選択する。
【０１３２】
本実施形態のマイクロリソグラフィ装置１０１において、全ての関連自由度、典型的にはｘ方向及びｙ方向において、１００ｐｍ以下の視線精度を得ることができると理解されよう。尚、一般的に、第３防振装置１１８の第３共振周波数を低くすると、より良好な視線精度が提供される。更に視線精度の増大は、第２投影光学ボックスサブ構造体３０２．４の剛性を増大することによって実現される。
【０１３３】
この場合においても、個々の支持構造体には任意の所望の、及び適切な材料を選択することができると理解されよう。例えば、個々の支持構造体、具体的には、比較的軽量で比較的高い剛性を必要とする支持構造体には、アルミニウムのような金属を使用することができる。第１の実施形態において記載した材料も更に、具体的には個々の支持構造体の種類及び／又は機能に応じて選択することができる。本例において、投影光学ボックス構造体３０２.1のサブ構造体はどちらもアルミニウム製である。
【０１３４】
上記において、光学素子をもっぱら反射素子として本発明の実施形態を説明したが、本発明の他の実施形態において、反射、屈折又は回折素子又はこれらの任意の組み合わせを光学素子ユニットの光学素子に使用することができると理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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