(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１９）と、
該基板（１９）に施されたＥＵＶ放射線（６）を反射する多層コーティング（２０）とを備えた光学素子（１４）であって、
汚染粒子（１７）の付着を低減するために、表面構造（１８）が前記多層コーティング（２０）の表面（１４ａ）に形成され、前記表面構造は、ウェブ（２５）により相互に分離された細孔状凹部（２４）を有し、該細孔状凹部（２４）は、前記表面（１４ａ）への付着を低減しようとする粒子（１７）の直径（ｄｐ）よりも小さな直径（ｄＶ）を有することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子において、前記細孔状凹部（２４）は、１０ｎｍ未満の直径（ｄＶ）を有する光学素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学素子において、前記表面構造（１８）のウェブ幅（Ｂ）が、前記表面構造（１８）の前記細孔状凹部（２４）の前記直径（ｄＶ）よりも小さい光学素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子において、各細孔状凹部（２４）の深さ（Ｔ）が、各細孔状凹部（２４）の前記直径の半分（ｄＶ／２）と少なくとも同じ大きさである光学素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子において、前記表面構造（１８）は、少なくとも１つの周期細孔構造（２３、２３ａ〜２３ｃ）を有する光学素子。
【請求項６】
請求項５に記載の光学素子において、前記少なくとも１つの周期細孔構造（２３、２３ａ〜２３ｃ）は、１０ｎｍ未満の周期長（ｄＳ、ｄＳ３）を有する光学素子。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の光学素子において、前記表面構造（１８）は、第１周期長（ｄＳ１）を有する第１周期細孔構造（２３ａ）と、該第１周期細孔構造（２３ａ）に施され前記第１周期細孔構造（２３ａ）の前記周期長（ｄＳ１）よりも小さな第２周期長（ｄＳ２）を有する第２周期細孔構造（２３ｂ）とを有する光学素子。
【請求項８】
請求項７に記載の光学素子において、前記第１周期長（ｄＳ１）は、前記第２周期長（ｄＳ２）の大きさの少なくとも５倍である光学素子。
【請求項９】
真空システム、特にＥＵＶリソグラフィシステム（１）であって、
真空環境（１６）が形成された真空ハウジング（２、３、４）と、
前記真空環境（１６）中で汚染粒子（１７）に曝される表面（２ａ、３ａ、４ａ、９ａ、１０ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ）を有する少なくとも１つのコンポーネント（２、３、４、９、１０、１３、１４、１５）と
を備え、
前記汚染粒子（１７）の付着を低減するために、表面構造（１８）が前記表面（２ａ、３ａ、４ａ、９ａ、１０ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ）に形成され、前記表面構造は、ウェブ（２５）により相互に分離された細孔状凹部（２４）を有し、前記表面構造（１８）を有する前記コンポーネントは、前記真空ハウジング（２、３、４）である真空システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の真空システムにおいて、前記細孔状凹部（２４）は、前記表面（１４ａ）の付着を低減しようとする前記真空環境（１６）中の前記汚染粒子（１７）の直径（ｄｐ）よりも小さな直径（ｄＶ）を有する真空システム。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の真空システムにおいて、前記細孔状凹部（２４）は、１０ｎｍ未満の直径（ｄＶ）を有する真空システム。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の真空システムにおいて、前記表面構造（１８）のウェブ幅（Ｂ）が、前記表面構造（１８）の前記細孔状凹部（２４）の前記直径（ｄＶ）よりも小さい真空システム。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の真空システムにおいて、各細孔状凹部（２４）の深さ（Ｔ）が、各細孔状凹部（２４）の前記直径の半分（ｄＶ／２）と少なくとも同じ大きさである真空システム。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか１項に記載の真空システムにおいて、前記表面構造（１８）は、少なくとも１つの周期細孔構造（２３、２３ａ〜２３ｃ）を有する真空システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の真空システムにおいて、前記周期細孔構造（２３、２３ａ〜２３ｃ）は、１０ｎｍ未満の周期長（ｄＳ、ｄＳ３）を有する真空システム。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の真空システムにおいて、前記表面構造（１８）は、第１周期長（ｄＳ１）を有する第１周期細孔構造（２３ａ）と、該第１周期細孔構造（２３ａ）に施され前記第１周期細孔構造（２３ａ）の前記周期長（ｄＳ１）よりも小さな第２周期長（ｄＳ２）を有する第２周期細孔構造（２３ｂ）とを有する真空システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の真空システムにおいて、前記第１周期長（ｄＳ１）は、前記第２周期長（ｄＳ２）の大きさの少なくとも５倍である真空システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空環境が形成された真空ハウジングと、真空環境中の汚染粒子に曝される表面を有する少なくとも１つのコンポーネントとを備えた真空システム、特にＥＵＶリソグラフィシステムに関する。本発明は、基板と基板に施されたＥＵＶ放射線を反射する多層コーティングとを備えた光学系にも関する。
【０００２】
［関連出願の参照］
本願は、２０１４年８月１３日付けの独国特許出願第１０  ２０１４  ２１６  １１８．５号の優先権を主張し、その全開示を参照により本願の内容とする。
【背景技術】
【０００３】
特定の光学装置において、例えばＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、ビーム経路の少なくとも一部を、したがって光学素子の少なくとも一部も真空環境に配置する必要がある。このような真空環境は、ＥＵＶリソグラフィシステムにおいて約１０−９ｍｂａｒ〜約１０−１ｍｂａｒの（全）圧を通常は有し得る。
【０００４】
本願の意味の範囲内で、ＥＵＶリソグラフィシステムは、ＥＵＶリソグラフィ用の光学系、すなわちＥＵＶリソグラフィの分野で用いることができる光学系であると理解されたい。半導体コンポーネントの製造に役立つＥＵＶリソグラフィ装置のほかに、光学系は、例えば、ＥＵＶリソグラフィ装置で用いられるフォトマスク（以下、レチクルとも称する）を検査する若しくは構造化される半導体基板（以下、ウェーハとも称する）を検査する検査システム、又はＥＵＶリソグラフィ装置若しくはその一部の測定、例えば投影系の測定に用いられる計測システムであり得る。
【０００５】
ＥＵＶリソグラフィシステムでは、また他の光学装置でも、真空環境中又はその中の残留ガス雰囲気中の汚染物質又は汚染粒子の存在を完全に回避することはできない。汚染物質は、例えば、真空ポンプから生じるか又は接着剤からガス放出されるポリマーであり得る。汚染物質は、ウェーハに施されたフォトレジストの残渣でもあり得るが、これは使用放射線の影響下でフォトレジストからガス放出され、ＥＵＶリソグラフィシステムの光学素子上又は真空環境中の他のコンポーネント上の炭素汚染につながり得るものである。
【０００６】
例えば本出願人名義の特許文献１に記載されているように、１つ又は複数のガスノズルを用いて光学面から汚染物質又は汚染粒子を除去することが知られている。この目的で、ガスノズルを洗浄対象表面と位置合わせし、洗浄対象表面を、例えば活性化水素の形態又は水素ラジカルの形態の洗浄ガスのガス流と接触させる。
【０００７】
このような洗浄の効率は、汚染粒子が洗浄対象表面にどの程度強く付着しているか、すなわち表面への粒子の付着の強度に応じて変わる。概して、真空環境中では、粒子堆積物の発生を促進させる表面、特に粗さの大きい表面を回避すべきであり、こうした理由から、非常に小さな粗さの電解研磨された高級鋼又はアルミニウムから構成された表面を有するコンポーネントが、真空環境中で用いられる場合が多い。
【０００８】
特許文献２は、ＥＵＶ放射線を反射するよう設計された多層構造を有する電磁放射線をフィルタリングする光学素子を開示している。この光学素子は、可視から赤外波長域の放射線を回折させるよう設計された格子構造も有する。一例では、格子構造は、例えば１０．６μｍの赤外波長を有する放射線が弱め合う干渉をするよう設計される。回折構造上には、より小さな格子定数及び深さを有する付加的な格子構造を配置することが可能であり、これは、回折構造によりフィルタリングされる放射線の波長よりも著しく短い少なくとも１つのさらに別の波長の放射線の弱め合う干渉を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００９／０５９６１４号
【特許文献２】独国特許出願第１０  ２００９  ０４４  ４６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、少なくとも１つの表面への粒子の付着低減を特徴とする、真空システム、特にＥＵＶリソグラフィシステム、及び光学素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、汚染粒子の付着を低減するために、真空環境に配置された表面に、ウェブにより相互に分離された細孔状凹部を有する表面構造が形成され、したがって汚染粒子と接触する、導入部分で述べたタイプの真空システムによって達成される。
【００１２】
本発明者は、細孔状凹部、すなわちマイクロメートル又は適切な場合にはナノメートルのオーダの小さな深さを通常は有するめくら穴を有する表面構造が、完全に平滑な表面の場合よりも大幅な付着低減を示すことができることを認識した。細孔状凹部は、ウェブにより相互に分離され、通常は表面にわたって実質的に規則的な配置で分配されるので、通常は相互に接続されない。細孔状凹部は、概して実質的に矩形の深さプロファイルを有する。特に、細孔状凹部の外側縁は、できる限り急峻であるべきである。
【００１３】
付着を低減するために、表面と接触する粒子が、表面との接触面積内の相互作用に実質的に基づく付着力を示すことを利用する。接触面積は、いわゆるＪＫＲモデルで接触半径により例えば記述することができる（K.L. Johnson, K. Kendall, A.D. Roberts、「Surface energy and the contact of the elastic solids」、 Proc. Roy. Soc. London 324、301 (1971)）。表面と直接接触している粒子に関しては、粒子と表面との相互作用は、ファンデルワールス力の影響下にある（L. Gradon, 「Resuspension of particles from surfaces: Technological, environmental and pharmaceutical aspects」、Adv. Powder Tech. 20、17 (2009)参照）。ファンデルワールス力の範囲は短いので、粒子と表面との間の距離が小さいことで既に付着力が大幅に低下している。距離ｄの関数としての２つの相互作用体間のエネルギーＵｖｄｗに関して、ここでは以下の関係が概して成立する。
Ｕｖｄｗ＝−Ｂ／ｄ６          （１）
式中、Ｂは相互作用係数を示す。
【００１４】
任意の形状の粒子の付着を説明するために、説明の理由から、（Hamakerによる）対相互作用の総和の概念を手段として用いることもできる（H. C. Hamaker、「The London-van der Waals attraction between spherical particles」、Physica IV. 10, 1058 (1937)参照）。粒子は（関連表面と同様に）有限数の実体として表すことができ、粒子の各実体の全吸収への寄与は、式（１）に従った考慮中の表面の全実体における相互作用エネルギーの総和の結果として得られる。この手法は、生じるマトリックス効果を無視しているが、小さな距離ｄの場合についてはよく近似しており（E. M. Lifshitz、「The theory of molecular attractive forces between solids」、Soviet Phys. JETP、2、73 (1956)参照）、したがって以下の論証に有用であり得る。
【００１５】
有利な一実施形態では、細孔状凹部は、表面への付着を低減しようとする真空環境中の汚染粒子の直径よりも小さな直径を有する。本願の意味の範囲内で、粒子の直径は、（概して非球状）粒子の体積に相当する体積を有する球体の直径であると理解されたい。細孔状凹部の直径は、（必ずしも円形でない）細孔状凹部の表面に相当する表面を有する円の直径であると理解されたい。この場合、細孔状凹部の表面は、真空環境に面したその上側で測定される。
【００１６】
本願に記載される粒子付着を低減するための表面構造の原理は、粒子と表面との間の接触面積により表される、粒子内の表面近傍に存在する可能性のある原子の数が立体障害により大幅に低減されることにより、全ての対相互作用の和が大幅に低減されることに基づく。特定のサイズ又はオーダを有する粒子に関しては、これは、表面の全域に実質的に規則的な表面構造を設けることにより達成することができ、この表面構造の場合、細孔状凹部の直径は、表面への付着を防止しようとする各汚染粒子の直径よりも小さい。
【００１７】
粒子は、その大きな直径に起因して、細孔状凹部に侵入することができず、したがって接触面積を形成するウェブの周縁に載る。所与の直径を有する細孔状凹部は、概して大幅に大きな粒径を有する粒子の付着を効果的に防止できないので、異なる直径を有する細孔状凹部を有する表面構造、特に異なるオーダの直径を有する細孔状凹部を有する表面構造を形成することが有利であり得る。この場合、上記直径は、表面構造を用いて表面への付着を防止できる粒度の下限となる細孔状凹部の最小直径となる。
【００１８】
言うまでもなく、粒子がウェブの上側に載るのを防止するために、ウェブの幅を大きく選択し過ぎてはならない。これは、例えば、汚染粒子の直径よりも同様に小さな幅を有するウェブにより達成することができる。細孔状凹部は、例えば規則的な、特に六角形のパターンでコンポーネントの表面に配置することができる。
【００１９】
一実施形態では、細孔状凹部は、例えば１０ｎｍ未満の直径を有する。さらに上述したように、凹部の直径は、表面構造を用いて付着を防止できる最小粒度又は最小粒径を規定する。
【００２０】
好ましくは、表面構造のウェブ幅は、表面構造の細孔状凹部の直径よりも小さい。ウェブの構成は、ウェブの上側への粒子の付着が細孔状凹部の上方に位置する粒子の付着のオーダであるよう選択されるべきである。これは、細孔状凹部の直径とウェブの幅との間の適当な比の選択により達成することができ、ウェブの幅は、概して上記のように、細孔状凹部の直径よりも大きくすべきではない。
【００２１】
さらに別の実施形態では、各細孔状凹部の深さは、各細孔状凹部の直径の少なくとも半分の大きさである。ウェブの縁に載る粒子が凹部の底に達し、その結果として粒子と表面との間の接触面積が増加することを防止するために、細孔状凹部の深さは小さすぎてはならない。
【００２２】
さらに別の実施形態では、表面構造は少なくとも１つの周期細孔構造を有する。周期的又は準周期的な細孔構造は、（同じサイズの）細孔状凹部及び（同じサイズの）ウェブが規則的なパターンを形成する構造であると理解されたい。周期細孔構造は、正確に周期的である必要はなく、例えば自己組織化の場合のように、異なる細孔状凹部の直径及び異なるウェブの幅が実質的に同じ大きさである実質的に周期細孔構造があれば十分である。細孔構造の周期長は、細孔状凹部の直径と２つの隣接した細孔状凹部間のウェブの幅との和として定義される。粒子の付着の低減に関するこのような細孔構造の効果は、細孔構造の周期性が粒径のオーダであれば効率的である。したがって、細孔構造が設けられる結果として、特定のオーダの粒子の付着を防止することができる。
【００２３】
好ましくは、周期細孔構造は、例えば１０ｎｍ未満の周期長を有する。細孔構造の周期長は、細孔構造により付着を防止できる最小粒径を規定する。さらに上述したように、細孔状凹部の直径が付着を防止すべき粒子の直径よりも小さい必要がある。ウェブの幅は、通常は凹部の直径よりも大きくすべきでない。
【００２４】
一発展形態では、表面構造は、第１周期長を有する第１周期細孔構造と、第１周期細孔構造に施された、第１周期細孔構造の周期長よりも小さな第２周期長を有する第２周期細孔構造とを有する。さらに上述したように、周期長は、最小粒径又は表面への付着を防止できる粒子の直径のオーダを定義する。細孔構造の周期長よりも大幅に大きな粒径を有する粒子は、細孔構造により効果的に付着を防止できない。したがって、異なるオーダの粒径を有する粒子の付着を防止する、異なる周期長を有する２つ以上の細孔構造を有する表面構造を作製することが有利である。
【００２５】
言うまでもなく、表面構造は、第２周期細孔構造に施された、第２周期細孔構造の周期長よりも小さな第３周期長を有する第３周期細孔構造を有することができる。対応して、複数の異なるオーダの粒径を有する粒子の付着を防止するために、表面構造は、それぞれ周期長を減少させた第４、第５等の細孔構造を有することもできる。
【００２６】
一発展形態では、第１周期長Ｐ１は、第２周期長Ｐ２の大きさの少なくとも５倍であり、すなわちＰ１＞５×Ｐ２が成り立つ。異なるオーダの粒径を有する粒子の付着を防止するために、細孔構造の周期長は相互に近すぎてはならない。特に、第２周期長も、存在し得る第３細孔構造の第３周期長の大きさの少なくとも５倍であり得る。
【００２７】
上記特性を有する表面構造は、さまざまな方法で作製することができる。例として、表面は、フォトリソグラフィプロセスにより構造化することができる。比較的難なく表面の大面積構造化を実現するために、ある程度の自己集合を可能にする構造化法に頼ることが可能である。
【００２８】
アルミニウムから構成された表面を有するコンポーネントの場合、六角形に配置された細孔を有する高度に秩序化された酸化アルミニウム層を、適当な条件下（ｐＨ、電解質、電圧、及び温度）の水性電解液での陽極酸化により作製することができる。この場合、A.P. Li他による論文「Hexagonal pore arrays with a 50-420 nm interpore distance formed by self-organisation in anodic alumina」、 J. Appl. Phys. 84(11)、6023 (1998)に記載されているように、例えば電圧を変えることにより、細孔直径を規定し、それにより数ナノメートルからマイクロメートル範囲の周期性を実現することが可能である。
【００２９】
数ナノメートルという非常に小さな周期性に関しては、B. Gorzolnik他による論文「Nano-structured micropatterns by combination of block copolymer self-assembly and UV photolithography」、Nanotechnology 17、5027 (2006)に記載されているように、金属塩を含むブロック共重合体の自己集合及びその後のリソグラフィプロセスに基づくミセル手法により構造を実現することもできる。
【００３０】
さらに上述したように、異なる周期長を有する複数の周期細孔構造の重ね合わせを作製するために、第１構造化ステップにおいて大きな細孔直径又は大きな周期長を有する細孔構造を最初に作製し、少なくとも１つの後続の構造化ステップにおいてより小さな周期長を有する細孔構造を作製する多重構造化プロセスを用いることが可能である。
【００３１】
本発明のさらに別の態様は、汚染粒子の付着を低減するために、ウェブにより相互に分離された細孔状凹部を有する表面構造が多層コーティングの表面に形成された、導入部分で述べたタイプの光学素子に関する。本発明のこの態様では、汚染粒子に曝されるコンポーネントは、特にさらに上述したＥＵＶリソグラフィシステムで用いることができるＥＵＶリソグラフィの光学素子である。ＥＵＶ放射線に関する多層コーティングの反射率が過度に大きく損なわれるのを防止するために、表面構造の深さを大きく選択しすぎてはならない。この場合、細孔状凹部の深さは、通常は約３μｍ以下とすべきである。言うまでもなく、光学素子の形態のコンポーネントだけでなく他のコンポーネント、特に真空コンポーネント、例えば真空ハウジング、又は真空環境に配置されたセンサのハウジングにも、さらに上述した表面構造を設けることができる。
【００３２】
一実施形態では、細孔状凹部は、表面への付着を低減しようとする汚染粒子の直径よりも小さな直径を有する。さらに上述したように、凹部の直径は、表面構造を用いて付着を防止できる粒子の最小直径を決定する。
【００３３】
さらに別の実施形態では、表面の細孔状凹部は、例えば１０ｎｍ未満の直径を有する。上述したように、細孔状凹部の最小直径は、表面構造により付着を防止できる粒子の最小粒径を定義する。
【００３４】
一実施形態では、表面構造のウェブ幅は、粒子と表面との間の大面積相互作用が生じ得ないように表面構造の細孔状凹部の直径よりも小さい。ウェブの幅に対する細孔状凹部の直径を選択することによりこの比を定義する代わりに、さらに上述したように、異なる周期長を有する複数の周期構造の重ね合わせの副作用として所望の比を設定することも可能であり、その理由は、周期長の小さな細孔構造を施す際に周期長の大きな基礎をなす細孔構造のウェブも構造化されるからである。
【００３５】
さらに別の実施形態では、各細孔状凹部の深さは、各細孔状凹部の直径の少なくとも半分の大きさである。粒子と細孔状凹部の底との間の望ましくない接触を、このようにして回避することができる。
【００３６】
さらに別の実施形態では、表面構造は、好ましくは例えば１０ｎｍ未満の周期長を有する、少なくとも１つの周期細孔構造を有する。このような周期細孔構造は、例えば自己組織化により作製することができる。
【００３７】
一発展形態では、表面構造は、第１周期長を有する第１周期細孔構造と、第１周期細孔構造に施された、第１周期細孔構造の周期長よりも小さな第２周期長を有する第２周期細孔構造とを有する。さらに上述したように、このようにして、異なるオーダの粒径を有する粒子の付着を防止することができる。異なるオーダの粒径を有する粒子が表面に付着するのを防止するために、好ましくは第１周期長が、第２周期長の大きさの少なくとも５倍である。
【００３８】
本発明のさらに他の特徴及び利点は、本発明に必須の詳細を示す図面の図を参照して本発明の以下の例示的な実施形態の説明から、また特許請求の範囲から明らかになる。個々の特徴は、本発明の変形形態において単独で個別に、又は任意の所望の組み合わせで複数としてそれぞれを実現することができる。
【００３９】
例示的な実施形態を概略図に示し、以下の説明において説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ＥＵＶリソグラフィ装置の概略図を示す。
【図２】表面上の粒子の概略図を示す。
【図３ａ】ＥＵＶミラーの多層コーティング上に形成された表面構造の概略図を平面図で示す。
【図３ｂ】ＥＵＶミラーの多層コーティング上に形成された表面構造の概略図を断面図で示す。
【図４】異なる周期長を有する３つの周期細孔構造を有する表面構造の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図面の以下の説明において、同一又は機能的に同一のコンポーネントには同一の参照符号を用いる。
【００４２】
図１は、ビーム整形系２、照明系３、及び投影系４からなるＥＵＶリソグラフィ装置１の形態の真空システムを概略的に示し、ビーム整形系２、照明系３、及び投影系４は、別個の真空ハウジング（同じ参照符号で示す）に収容され、ビーム整形系２のＥＵＶ光源５からビーム経路６内に連続的に配置される。例として、プラズマ源又はシンクロトロンがＥＵＶ光源５として働くことができる。約５ｎｍ〜約２０ｎｍの波長域の出射放射線が、最初にコリメータ７に集束される。下流のモノクロメータ８を用いて、両矢印で示すように入射角を変えることにより所望の動作波長がフィルタリングされる。上記波長域では、コリメータ７及びモノクロメータ８は、通常は反射光学素子として具現され、最大限の帯域幅を有する波長域を反射するために、少なくともモノクロメータ８はその光学面に多層コーティングを有しない。
【００４３】
ビーム整形系２において波長及び空間分布に関して処理された放射線は、第１及び第２反射光学素子９、１０を有する照明系３に導入される。２つの反射光学素子９、１０は、さらなる反射光学素子としてのフォトマスク１１に放射線を指向させ、当該フォトマスクは、投影系４により縮小してウェーハ１２に結像される構造を有する。この目的で、第３及び第４反射光学素子１３、１４が投影系４に設けられる。
【００４４】
反射光学素子９、１０、１１、１２、１３、１４はそれぞれ、ＥＵＶリソグラフィ装置１のビーム経路６に配置された光学面９ａ、１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを有する。投影系４にはさらに別の機械コンポーネント１５も、例えばセンサの形態で、又は真空ハウジング２のハウジング壁の一部の形態で、若しくは適切な場合にはその内側２ａ全体（又は他の真空ハウジング３、４のハウジング壁の内面３ａ、４ａ）の形態で配置される。コンポーネント１５も、同様に、投影系４の真空環境１６に配置された表面１５ａを有する。真空環境１６は、真空ポンプ（図示せず）を用いて発生させる。ビーム整形系２、照明系３、及び投影系４の真空環境１６中の全圧は異なり得る。全圧は、通常は約１０−９ｍｂａｒ〜約１０−１ｍｂａｒの範囲であり得る。
【００４５】
図１において同様に識別できるように、投影系４の真空環境１６は、光学素子９〜１４の表面９ａ〜１４ａ及び機械コンポーネント１５の表面１５ａが曝される汚染粒子１７を含む。図２は、図示の例ではアルミニウムから構成された真空コンポーネントである機械コンポーネント１５の表面１５ａからの詳細を例として示す。理想として球状に図示されている粒子１７が、コンポーネント１５の平面状の研磨面１５ａに堆積している。粒子１７と表面１５ａとの間の同様に理想として円形と仮定される接触面積は、粒子１７の直径ｄｐと比べて比較的大きな接触半径ｒｋを有する。
【００４６】
粒子１７と表面１５ａとの間の接触面積を低減するために、表面構造１８を表面１５ａに施すことができ、上記表面構造は、粒子１７と表面１５ａとの接触面積を、したがって表面１５ａへの粒子１７の付着を低減する。コンポーネント１５の表面１５ａにも設けることができるこのような表面構造１８を、図１からのＥＵＶリソグラフィ装置１のビーム経路内の最終光学素子１４の例に基づき図３ａ、ｂに示す。
【００４７】
図３ｂに断面図で示す光学素子１４は、基板１９及び基板１９に施された多層コーティング２０を含む。多層コーティング２０は、動作波長λＢでの屈折率の実部が大きな材料（スペーサ２１とも称する）及び動作波長λＢでの屈折率の実部が小さな材料（アブソーバ２２とも称する）の交互に施された層を含み、アブソーバ−スペーサ対がスタックを形成する。多層コーティング２０のこの構成は、ブラッグ反射が起こるアブソーバ層に相当する格子面を有する結晶をある意味模倣している。個々の層２１、２２及び反復スタックの厚さは、達成しようとするスペクトル又は角度依存反射プロファイルに応じて多層コーティング２０全体で一定であり得るか又は変わり得る。反射率を最適化するために、アブソーバ及びスペーサの材料は、全スタックにわたって一定の厚さ又は異なる厚さを有し得る。さらに、例えば拡散バリアとしての付加的な層をスペーサ層２１とアブソーバ層２２との間に設けることも可能である。
【００４８】
光学素子１４が１３．５ｎｍの動作波長λＢに最適化された本例では、すなわち１３．５ｎｍの波長の実質的に垂直入射の放射線に関して最大反射率を有する光学素子１４の場合、多層コーティング２０のスタックは、交互のシリコン層及びモリブデン層を有する。この場合、シリコン層は、１３．５ｎｍでの屈折率の実部が大きな層２１に相当し、モリブデン層は、１３．５ｎｍでの屈折率の実部が小さな層２２に相当する。動作波長に応じて、他の材料の組合せ、例えばモリブデン及びベリリウム、ルテニウム及びベリリウム、又はランタン及びＢ４Ｃ等も同様に可能である。
【００４９】
図３ｂにおいて識別できるように、表面構造１８は、多層コーティング２０の表面１４ａに形成され、上記表面構造は、ウェブ２５により相互に分離された細孔状凹部２４を有する周期細孔構造２３を有し、表面構造１８は、図３ａにおいて識別できるように実質的に六角形の構造を有する（各細孔状凹部２４が６個のさらに他の細孔状凹部２４により囲まれる）。細孔状凹部２４は、図示の例では細孔状凹部の上に配置された粒子１７の直径ｄｐよりも小さな直径ｄＶを有する実質的に円形の幾何学的形状を有する。図３ｂに示す光学素子１４の断面図では、細孔状凹部２４及びウェブ２５は、二値又は矩形表面プロファイルを形成し、すなわち、ウェブ２５の側面は概ね鉛直に延び、細孔状凹部２４の底は、多層コーティング２０が施された基板１９の平面に対して実質的に水平に延びる。
【００５０】
図３ｂにおいて容易に識別できるように、細孔状凹部２４の直径ｄＶとウェブ２５の幅Ｂとの和に相当する周期細孔構造２３の周期長ｄＳは、粒子１７の直径ｄｐよりもわずかに大きい。これに対して、細孔状凹部２４の直径ｄＶは、汚染粒子１７の直径ｄｐよりもわずかに小さい。したがって、汚染粒子１７と光学素子１４の表面１４ａとの間の接触面積は、ウェブ２５の円形周縁２５ａのみによって形成され、これは図２からの粒子１７と平面１４ａとの間の接触面積よりも大幅に小さい。
【００５１】
図示の例では、各細孔状凹部２４の深さＴは、細孔状凹部２４の直径ｄｐの大きさの半分よりも若干大きい。このように、細孔状凹部２４の直径ｄｐよりもわずかに大きな球状粒子１７が、凹部２４を区切るウェブ２５の周縁２５ａに接触する場合に、凹部２４の底に載らず、このようにして表面１４ａとの接触面積が減少することが確実になる。
【００５２】
概して、細孔状凹部２４の上方に位置する粒子１７の付着は、ウェブ２５上に位置する粒子１７のオーダであるべきである。凹部２４における付着とウェブ２５における付着との比は、細孔状凹部２４の直径ｄＶとウェブ２５の幅Ｂとの比により設定することができる。原理上、周期細孔構造２３を１つだけ有する表面構造１８の場合、表面構造１８のウェブ２５の幅Ｂが表面構造１８の細孔状凹部２４の直径ｄＶよりも小さければ有利であることが分かった。しかしながら、図４に示すように、表面構造１８が２つ以上、例えば３つの周期細孔構造２３ａ〜２３ｃを有する場合、概してウェブ２５の幅Ｂに課されたこのような条件を満たす必要はない。
【００５３】
図４に示す表面構造１８は、第１周期長ｄＳ１を有し且つ第１（平均）粒径ｄｐ１を有する粒子１７ａの付着を低減するのに役立つ第１周期細孔構造２３ａを有する。第２周期細孔構造２３ｂが、第１周期細孔構造３２ａに重ね合わせられ、上記第２周期細孔構造は、より小さな第２周期長ｄＳ２を有し且つより小さな第２粒径ｄｐ２を有する粒子１７ｂの付着を低減するのに役立つ。第３周期細孔構造１７ｃが、第２周期細孔構造１７ｂに重ね合わせられ、上記第３周期細孔構造は、第２周期長ｄＳ２よりも小さな第３周期長ｄＳ３を有し且つ第２粒径ｄｐ２よりも小さな第３粒径ｄｐ３を有する粒子１７ｃの付着を低減するのに役立つ。
【００５４】
さらに上述したように、所定の周期長ｄＳ１〜ｄＳ３を有する周期細孔構造を有する表面構造１８は、通常は粒径ｄｐ１〜ｄｐ３が所定のオーダである粒子１７ａ〜１７ｃの付着しか防止できない。図４に示す表面構造は、異なるオーダの粒径ｄｐ１〜ｄｐ３を有する粒子１７ａ〜１７ｃの付着を防止するのに役立つ。この目的で、周期細孔構造１７ａ〜１７ｃの周期長ｄＳ１〜ｄＳ３が相互に近すぎない必要がある。したがって、第１周期長ｄＳ１は、第２周期長ｄＳ２の大きさの少なくとも５倍とすべきであり、第２周期長ｄＳ２は、第３周期長ｄＳ３の大きさの少なくとも５倍とすべきである。第３、すなわち最小の周期長ｄＳ３は、表面構造１８により付着を防止できる最小粒径ｄｐ３を規定する。図示の例では、第３周期長ｄＳ３は例えば１０ｎｍ未満である。
【００５５】
図４に示す表面構造１８は、光学素子１４の表面１４ａ及びＥＵＶリソグラフィシステム１の非光学コンポーネント１５の表面１５ａの両方に設けることができる。図３ａ、ｂに示す表面構造１８も、当然ながら、非光学コンポーネント１５の表面１５ａに設けることができる。周期的又は概ね周期的な細孔構造２３、２３ａ〜２３ｃは、１つ又は複数の表面構造を自己集合により形成する構造化法を用いて施すことができるので、このような構造の使用が有利であることが分かった。
【００５６】
例として、非光学コンポーネント１５の表面１５ａがアルミニウムから形成される場合、さらに上記で引用したA.P. Li他による論文「Hexagonal pore arrays with a 50-420 nm interpore distance formed by self-organisation in anodic alumina」、J. Appl. Phys. 84(11)、6023 (1998)に記載されているように、図３ａ、ｂに示す表面構造１８は、水性電解液での陽極酸化により作製することができる。特に、そこに記載されている方法の場合、周期細孔構造２３の周期長ｄＳ又は各細孔状凹部２４の直径ｄＶを、（数ナノメートルからマイクロメートル範囲の）広い範囲内で印加電圧の変化により変えることができる。
【００５７】
しかしながら、表面構造１８は、リソグラフィ法を用いて、すなわち表面９ａ、１０ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａに感光性コーティングを施し、感光層の構造化の目的で感光層を露光し、非構造化領域のコーティングを除去し、且つ構造化コーティングにより保護されていない領域に細孔状凹部を作製する目的で表面９ａ、１０ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａをエッチングすることにより実現することもできる。後続のステップにおいて、エッチングマスクとして働く構造化コーティングが、所望の表面構造１８を有する表面９ａ、１０ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａから完全に除去される。
【００５８】
図４に示すような表面構造１８を作製するためには、複数のこのようなリソグラフィ構造化プロセスを連続して行うことができる。数ナノメートルの非常に小さな構造、例えば図４に示す第３周期長ｄＳ３を有する第３周期細孔構造２３ｃを作製するためには、ミセル手法を構造化に用いることができ、この手法は、さらに上述した論文「Nano-structured micropatterns by combination of block copolymer self-assembly and UV photolithography」、Nanotechnology 17、5027 (2006)に記載されているように、後続のリソグラフィプロセスと共に金属塩を含むブロック共重合体の自己集合に基づく。
【００５９】
要約すると、真空環境１６に配置され、したがって粒径が概して巨視的範囲にない汚染粒子１７に曝される表面９ａ、１０ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａに表面構造１８を設けることにより、表面９ａ、１０ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａへのこれらの粒子１７の付着の効果的な低減を達成することが可能である。表面９ａ、１０ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａに付着しない粒子１７は、吸引（真空ポンプ）により真空システム、例えばＥＵＶリソグラフィシステム１から除去することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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