(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体リソグラフィ用の投影露光装置（１００）であって、投影レンズ（１０７）と、使用光放射線の波面収差を補正するマニピュレータ（２００）とを有し、前記使用光放射線が、前記投影レンズ（１０７）の動作中に前記マニピュレータ（２００）の光学素子（９）を通る投影露光装置（１００）において、
前記マニピュレータ（２００）は、前記使用光放射線の方向で該投影露光装置（１００）のレチクル（１０５）の直後に配置され、センサフレーム（５）上に配置された、前記光学素子（９）の変形又は撓みを測定する少なくとも１つのセンサ（１４）があり、前記センサフレーム（５）の熱膨張率を、前記センサフレーム（５）が配置されるベースフレーム（４）の熱膨張率に適合させ、熱膨張率の偏差を１６ｐｐｍ／Ｋ以下とし、
前記光学素子（９）の変形又は移動用の作動ユニット（８）が、前記光学素子（９）の周囲に沿って配置され、
前記光学素子（９）は、前記作動ユニット（８）を介して支持フレーム（６）上に配置され、該支持フレーム（６）に関しては、前記光学素子と反対側で前記ベースフレーム（４）に接続されることで前記ベースフレーム（４）上に配置され、
前記センサフレーム（５）は、前記支持フレーム（６）と共に前記ベースフレーム（４）に収容され、かつ前記支持フレーム（６）と機械的に分離された状態で前記ベースフレーム（４）に接続されていることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投影露光装置（１００）において、前記光学素子（９）は、平行平面素子として形成されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の投影露光装置（１００）において、前記光学素子（９）は、矩形基本形態を有する平行平面板として形成されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、前記作動ユニット（８）が、一方では前記光学素子（９）の接触領域（３６）に、他方では前記ベースフレーム（４）に間接的又は直接的に機械的に接続され、前記ベースフレーム（４）に関しては、前記投影レンズ（１０７）の第１光学素子（１０８）のマウント（３）に接続されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、前記支持フレーム（６）は、非磁性材料から、又はセラミック材料から作製されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項６】
請求項５に記載の投影露光装置（１００）において、前記支持フレーム（６）は、非磁性鋼から、又はセラミック材料から作製されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、前記作動ユニット（８）は、ピエゾスタックとして形成されるアクチュエータ（８１）を有することを特徴とする投影露光装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、少なくとも１つの前記作動ユニット（８）が、平行四辺形に構成され、該平行四辺形の内角をアクチュエータ（８１’）により変えることが可能であることを特徴とする投影露光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の投影露光装置（１００）において、前記アクチュエータ（８１’）の有効方向が、前記平行四辺形の対角線の方向に延びることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、前記少なくとも１つのセンサ（１４）は、前記光学素子の撓みを測定することを特徴とする投影露光装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、前記少なくとも１つのセンサ（１４）は、前記光学素子（９）の撓みを直接測定することを特徴とする投影露光装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、前記少なくとも１つのセンサ（１４）は、光センサ又は光学式エンコーダとして形成されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の投影露光装置（１００）において、前記少なくとも１つのセンサ（１４）は、干渉センサ又は干渉エンコーダとして形成されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、前記少なくとも１つのセンサ（１４）は、静電容量センサとして形成されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、前記少なくとも１つのセンサ（１４）は、力センサとして形成されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、複数のセンサ（１４）が前記光学素子（９）の周囲に沿って配置されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、前記センサフレーム（５）は、チタン若しくはアルミニウム、これらの材料を含有する合金、若しくはＳｉＣから形成されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、前記センサフレーム（５）は、０ｐｐｍ／Ｋ以上１２ｐｐｍ／Ｋ以下のＣＴＥ値を有する材料から形成されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の投影露光装置（１００）において、前記センサフレーム（５）は、６０ＧＰａ以上４００ＧＰａ以下の弾性率値を有する材料から形成されることを特徴とする投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像誤差補正用のマニピュレータを有する半導体リソグラフィ用の投影露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体リソグラフィ用の投影露光装置の既知の作動方法は、レチクルとして知られるマスク上にある構造の像をレンズにより半導体ウェーハ上に配置された感光性レジストに投影することによって、またコンポーネントの所望のトポグラフィを特に対応するコーティング又はエッチングプロセスにより後続のステップにおいて順次生成することによって、構造すなわち例えば半導体トラックを、また同じくトランジスタ等も、半導体コンポーネント上に作製するという考えに本質的に基づく。これは概して、レンズがレチクル上の構造のサイズの、通常は４倍〜１０倍という大幅な縮小をもたらすことを伴う。
【０００３】
現在作製可能な構造は、数ナノメートルの範囲の寸法を有し、これは露光に用いるレンズの品質に多くの要件を課す。特に、いかなる像誤差も可及的速やかに且つ状況に適した方法で補償できることが望ましい。いわゆるマニピュレータを例えば誤差補正に用いることができる。かかるマニピュレータは、特に、波面に局所的に影響を及ぼすのに適したアクチュエータにより移動又は変形させることができる光学素子を備えることができる。
【０００４】
対応する概念が特許文献１に記載されている。当該文献は、特に、光学的補正の目的で作動ユニットにより特に選択的に変形させられる光学素子、例えばレンズ又はミラー等を有するマニピュレータを含む投影露光装置を開示している。特許文献１では、追求される概念が変形可能なレンズに基づいて説明されている。
【０００５】
しかしながら、従来技術から知られているマニピュレータが全ての像誤差の補正に光学的に適しているわけではないことが分かった。例えばオーバーレイ誤差には、従来技術から知られているマニピュレータでは最適に実現できない補正概念が必要である。これまでに知られている概念では、特にオーバーレイ誤差の補正に必要であり得る光学素子の高度のうねりを実現することが辛うじて可能なだけでもある。うねりは、この場合、光学素子の断面図で光学素子の横方向範囲全体にわたって起こる波山又は波谷の数の尺度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第１０１４１３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、像誤差の補正、特にオーバーレイ誤差の補正の可能性を広げる半導体リソグラフィ用の投影露光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１に示す特徴を有する投影露光装置により達成される。従属請求項は、本発明の有利な実施形態及び変形形態に関するものである。
【０００９】
本発明による半導体リソグラフィ用の投影露光装置は、投影レンズの動作中にマニピュレータの光学素子を通る使用光放射線の波面収差の補正用のマニピュレータを有する。この場合、マニピュレータは、使用光放射線の方向で投影露光装置のレチクルの直後に配置される。
【００１０】
この場合、レチクルの直後にマニピュレータを配置することで、特にオーバーレイ誤差の特に効率的な補正が可能となる。光学素子を平行平面素子として、特に矩形基本形態を有する平行平面板として作製できることは、この幾何学的形状の結果として必要な高度のうねりを比較的容易に形成できることを意味する。
【００１１】
本発明の有利な変形形態では、光学素子の変形又は移動用の作動ユニットが、光学素子の周囲に沿って配置され、一方では光学素子の接触領域に、他方ではベースフレームに間接的又は直接的に機械的に接続される。この場合、ベースフレームに関しては、投影レンズの第１光学素子のマウントに接続され得る。
【００１２】
特に、光学素子は、作動ユニットを介して支持フレーム上に配置されることができ、支持フレームに関してはベースフレーム上に配置される。支持フレームは、この場合、例えば作動ユニットを介してマニピュレータの光学素子を支持することができる。この場合、支持フレームは、特に光学素子の（所望の）変形の場合に光学素子の重量を受けるだけでなく作動ユニットからの力も吸収する。
【００１３】
特に支持フレームが非磁性材料、特に非磁性鋼から、又はセラミック材料から作製される場合はいつも、例えばローレンツアクチュエータによるレチクルステージの移動により生じ得るような、磁場変化の悪影響を低減することができる。
【００１４】
代替的に、光学素子を作動ユニットを介してベースフレーム上に直接配置することができることにより、配置の全体的な構成が単純化される。
【００１５】
作動ユニットは、特に、ピエゾスタックとして形成されるアクチュエータを含み得る。ピエゾアクチュエータ、特にピエゾスタックを用いることで、例えばローレンツアクチュエータと比べて比較的正確な位置決めをほとんど発熱せずに達成することができる。
【００１６】
本発明の有利な変形形態では、作動ユニットは、平行四辺形に構成することができ、平行四辺形の内角をアクチュエータにより変えることが可能である。レバー、特に傾動レバーによる作動と比べて、この解決手段の利点は本質的に、この変形形態では荷重の変化（他のアクチュエータユニットの作動）に応じた寄生力及びモーメントの変化が小さいことであり、これは、システムの光学性能に関しても有利である。
【００１７】
この場合、アクチュエータの有効方向は、特に平行四辺形の対角線の方向に延び、有効方向が対角線範囲から逸れることも考えられる。したがって、アクチュエータ力は、平行四辺形の１辺上の１つ又は複数の関節点に作用することもでき、すなわち必ずしも角に作用するわけではない。
【００１８】
特に、光学素子の変形又は撓みを測定する少なくとも1つのセンサがあり得る。この場合、センサは、光学素子の下側及び／又は上側から測定を行うことができる。光学素子の上側及び下側での同時測定も同じく考えられる。結果として、測定誤差を減らすことができ、測定精度を高めることができる。特に、相互に対応する領域で、すなわち同じｘ／ｙ位置で相互に対向する領域で同時に測定を行うこともできる。
【００１９】
この場合、ｘ方向及びｙ方向は、上位システムの光軸に対して、すなわち概して投影レンズの光軸に対して垂直な平面を画定する空間方向を意味すると理解されたい。この場合のｚ方向は、光軸の方向に延び、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向が合わせて直交座標系を定める。
【００２０】
少なくとも１つのセンサは、作動ユニットのコンポーネントの撓みを測定することができる。少なくとも１つのセンサが光学素子の撓みを直接測定することも同様に考えられる。
【００２１】
さらに、少なくとも１つのセンサは、光センサ又は光学式エンコーダ、特に干渉センサ又は干渉エンコーダとして形成することができる。
【００２２】
干渉センサを用いる場合、ファイバ結合干渉計の使用が特に考慮される。ファイバブラッググレーティングを用いることが同様に可能であり、これは直列接続された個々のセンサを用いることによりマルチチャネル測定を容易に可能にするので、対象のセンサの全てに単一のファイバで問い合わせることができる。
【００２３】
本発明の変形形態では、少なくとも１つのセンサは、静電容量センサとして形成され得る。静電容量センサの使用は、特にセンサが作動ユニットのコンポーネントの撓みを測定する場合に考えられる。しかしながら、原理上、光学素子の撓み又は変形を静電容量センサで直接測定することも可能である。この場合、光学素子の表面上でセンサが対象とする領域の導電性コーティング、例えばメタライズが有利であり得る。
【００２４】
本発明のさらに他の実施形態では、センサは、誘導センサ又は渦電流センサとして形成され得る。
【００２５】
力センサとしての少なくとも１つのセンサの実施形態も考えられる。
【００２６】
光学素子の変形の正確な制御のために、複数のセンサを光学素子の周囲に沿って配置すれば有利である。
【００２７】
本発明の有利な実施形態では、少なくとも１つのセンサは、センサフレーム上に配置され、センサフレームは、センサを変形から切り離すのに役立ち、したがって安定したセンサ基準を確保する。
【００２８】
センサフレームは、特にベースフレーム上に配置され得る。これにより、センサフレームが作動ユニットに起因する変形から二重に切り離されることが確実になるが、それは、作動ユニットが支持フレームに取り付けられている場合、作動ユニットがベースフレームに対して変形に関して同様に切り離されるからである。支持フレーム上にセンサフレームを配置することも考えられる。いずれの場合も、センサフレームを平衡に取り付けることができる。センサフレームをベースフレームから分離するが、特に螺着により作動ユニットをベースフレームに直接接続することも考えられる。
【００２９】
センサフレームは、チタン若しくはアルミニウム、上記材料を含有する合金、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）、ＵＬＥ（登録商標）、又はＳｉＣから形成することができる。センサフレームの熱膨張率をベースフレームの熱膨張率に適合させれば有利である。
【００３０】
センサフレーム（５）が０ｐｐｍ／Ｋ以上１２ｐｐｍ／Ｋ以下のＣＴＥ値を有する材料から形成されることは、温度変動に対するシステムの感度を低くすることができることを意味する。
【００３１】
センサフレーム、ベースフレーム、及び支持フレームのＣＴＥの相互間の偏差を抑えることも考えられる。偏差の有利な範囲は、１６ｐｐｍ／Ｋ以下である。
【００３２】
センサフレームが高剛性であることも望ましい。有利には、センサフレームは、６０ＧＰａ以上４００ＧＰａ以下の弾性率値を有する材料から形成される。
【００３３】
本発明の有利な実施形態及び変形形態を、図面に基づいて以下で例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】投影露光装置の概略図を示す。
【図２】本発明によるマニピュレータの実施形態の概略図を示す。
【図３】マニピュレータの概略断面図を示す。
【図４】センサを有する作動ユニットの例示的な実施形態の概略図を示す。
【図５】作動ユニットのさらに別の実施形態の概略図を示す。
【図６】光学素子への力の導入の第１可能性を示す。
【図７】光学素子への力の導入のさらに別の可能性を示す。
【図８】光学素子への力の導入のさらに別の変形形態の概略図を示す。
【図９ａ】プランジャの設計の一変形形態を示す。
【図９ｂ】プランジャの設計の一変形形態を示す。
【図１０ａ】光学素子への力の導入のさらに別の可能性を示す。
【図１０ｂ】光学素子への力の導入のさらに別の可能性を示す。
【図１１ａ】光学素子への力の導入のさらに別の可能性を示す。
【図１１ｂ】光学素子への力の導入のさらに別の可能性を示す。
【図１２ａ】溝の設計の一変形形態を示す。
【図１２ｂ】溝の設計の一変形形態を示す。
【図１３ａ】溝の設計のさらに別の変形形態を示す。
【図１３ｂ】溝の設計のさらに別の変形形態を示す。
【図１４ａ】光学素子の設計の一変形形態を示す。
【図１４ｂ】光学素子の設計の一変形形態を示す。
【図１５ａ】光学素子への力の導入のさらに別の変形形態を示す。
【図１５ｂ】光学素子への力の導入のさらに別の変形形態を示す。
【図１６】光学素子への力又はモーメントの導入の概略図を示す。
【図１７】光学素子上の接触領域の例示的な分布を示す。
【図１８】光学素子上の接触領域の分布のさらに別の変形形態を示す。
【図１９】光学素子上の測定点及び接触領域の配置の変形形態を示す。
【図２０】光学素子上の測定点及び接触領域の配置のさらに別の変形形態を示す。
【図２１】光学素子上の測定点及び接触領域の配置のさらに別の変形形態を示す。
【図２２】圧力サージからの光学素子の保護の変形形態を示す。
【図２３】光学素子の設計の可能性を示す。
【図２４】図２３に示す設計の変形形態を示す。
【図２５】光学素子の設計のさらに別の変形形態を示す。
【図２６】マニピュレータに関連した光学素子の例示的な図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１に、本発明による投影露光装置１００を示す。この装置は、コンピュータチップ等の半導体コンポーネントの製造のための基板上の構造の露光に役立ち、基板は感光材料でコーティングされ、概して主にケイ素から成り、ウェーハ１０２と称する。
【００３６】
投影露光装置１００は、この場合は本質的に、照明デバイス１０３と、ウェーハ１０２上のその後の構造を決定する構造、いわゆるレチクル１０５が設けられたマスクを収容し正確に位置決めするレチクルステージとして知られるデバイス１０４と、上記ウェーハ１０２を保持し、移動させ、且つ正確に位置決めするデバイス１０６と、複数の光学素子１０８を有する結像デバイス、具体的には投影レンズ１０７とから成り、複数の光学素子１０８は、投影レンズ１０７のレンズハウジング１４０内にマウント１０９を介して保持される。
【００３７】
基本的な機能原理によれば、この場合、レチクル１０５に導入された構造の像がウェーハ１０２に投影され、結像は概して縮小して行われる。
【００３８】
照明デバイス１０３は、ウェーハ１０２へのレチクル１０５の結像に必要な電磁放射線の形態の投影ビーム１１１を提供する。レーザ、プラズマ源等をこの放射線の光源として用いることができる。放射線がレチクル１０５に入射すると投影ビーム１１１が直径、偏光、波面の形態等に関して所望の特性を有するように、照明デバイス１０３の光学素子を用いて放射線が整形される。
【００３９】
すでに上述したように、レチクル１０５の像がビーム１１１により生成され、投影レンズ１０７からウェーハ１０２に適当な縮小形態で転写される。この場合、レチクル１０５及びウェーハ１０２を同期して移動させることができることにより、いわゆる走査動作中にレチクル１０５の複数領域の像が、ウェーハ１０２の対応する領域に事実上連続して投影される。投影レンズ１０７は、複数の個々の屈折、回折、及び／又は反射光学素子１０８、例えばレンズ素子、ミラー、プリズム、終端板等を有する。
【００４０】
レチクルステージ１０４と投影レンズ１０７の第１光学素子との間の領域のマニピュレータ２００の配置も、図１でよく見ることができる。
【００４１】
図２に、本発明によるマニピュレータ２００を斜視図である程度詳細に概略的に示す。マニピュレータ２００は、この場合、投影レンズの第１光学素子のマウント３にベースフレーム４を介して接続、特に螺着される。本例では、ベースフレーム４は、３点接続により投影レンズに接続され、これがベースフレーム４の再現可能な交換を容易に可能にする。図示の例では、ベースフレーム４の一機能は、センサフレーム５及び支持フレーム６の両方を収容することであり、これは以下でより詳細に説明する。この場合、ベースフレーム４が支持フレーム６とセンサフレーム５との間の機械的分離をもたらせば有利であり、すなわち、支持フレーム６の変形がセンサフレーム５に機械的影響を及ぼさないことを確実にすることが意図される。さらに、ベースフレーム４は、投影レンズに対して２つの上記フレーム５及び６を保持し、周囲に関して支持フレーム６から変形を切り離さなければならない。さらに、ベースフレーム４は、必要な外部インタフェース、例えばコネクタ、カバー等も収容する。レチクルステージの磁気ローレンツドライブが引き起こし得る影響をできる限り最小化するために、ベースフレーム４は、非磁性材料、例えばチタン、非磁性鋼、又はセラミック等から作製されることが有利である。ケーブル、ファイバ等を通す溝７も同様に図２で見ることができる。
【００４２】
支持フレーム６は、作動ユニット８を介してマニピュレータ２００の光学素子９を支持し、特に光学素子９の（所望の）変形の場合に、光学素子９の重量を受けるだけでなく作動ユニット８からの力も吸収する。
【００４３】
本例では、光学素子９は石英ガラスから成り、その基本形態では、平行平面板として形成され、５０〜１００×１００〜２００×１〜４ｍｍ、特に６５〜８５×１２０〜１６０×２．３〜３．３ｍｍの範囲の寸法を有する。言うまでもなく、他の寸法及び材料も考えられる。石英ガラスの使用は、特にフッ化カルシウムとは対照的に有利であることが分かっており、フッ化カルシウムは結晶格子転位が移動する傾向があり、これは、光学素子及びマニピュレータの光学的及び機械的特性に全体的に悪影響を及ぼすことになる。
【００４４】
図示の例では、支持フレーム６の下側がベースフレーム４に接続される。支持フレーム６ができる限り硬い形態であることが有利であり、支持フレーム６は、特にセラミック材料から、又はベースフレーム４と同様に非磁性鋼から作製することが可能である。図示の解決手段の代わりに、支持フレーム６を省くこともできる。この場合、作動ユニット８は、ベースフレーム４により直接収容される。すでに言及及び図示したように、ベースフレーム４は、支持フレーム６だけでなくセンサフレーム５にも接続される。センサフレーム５は、例えば静電容量センサ又は光センサを担持することができ、特にチタン若しくはアルミニウム又は対応する合金から、又はＵＬＥ若しくはＺｅｒｏｄｕｒから形成することができる。センサフレーム５の熱膨張率をベースフレーム４の熱膨張率に適合させることがこの場合は有利である。さらに、センサフレーム５は、最大０ｐｐｍ／Ｋ以上１２ｐｐｍ／Ｋ以下のＣＴＥ値を有する材料から形成することができる。センサフレーム５は、ベースフレーム４の変形がセンサフレーム５の変形としても現れないようにベースフレーム４から機械的に分離される。作動ユニット８又はセンサを全自由度で位置決めするために、支持フレーム６及びセンサフレーム５の両方に調整の可能性を与えることができる。特に、いわゆるスペーサ、すなわち間隔リング又は間隔要素をここで用いることができる。この場合、作動ユニット８の作用方向又はセンサの測定方向の調整が特に重要である。接続要素を用いて、センサフレーム５をベースフレーム４に接続するだけでなく、支持フレーム６をベースフレーム４に接続しベースフレーム４を投影レンズに接続することができ、接続要素が分離効果を有すること又は付加的な分離要素が存在することが可能である。この場合、接続要素又は分離要素を径方向にできる限り可撓性が高くｚ方向すなわち光軸方向にできる限り剛性が高いように設計すれば有利である。これは、例えば適当に位置合わせ及び設計された板ばねの使用により達成することができる。
【００４５】
すでに述べたように、図２に示す本発明によるマニピュレータ２００の変形形態に加えて、支持フレーム６及び／又はセンサフレーム５を省く、すなわちセンサ及び作動ユニットの両方をベースフレーム４上に直接配置することが考えられる。
【００４６】
図３に、本発明によるマニピュレータ（２００）の代替的な実施形態の断面図を概略的に示す。この実施形態では、ベースフレーム４’が、センサフレーム５を大きく覆い、その結果として本質的に光学素子９の縁領域に至るまで延びるように形成される。センサフレーム５において、光ビームがファイバ２０から取り出され、一定の距離にわたり光学的に自由に進んでプリズム１９に入射し、プリズム１９はガラス表面２１の方向に光ビームを偏向させる。ガラス表面２１での反射は、続いて光ビームの自己干渉をもたらし、これを下流の評価ユニット（図示せず）で評価できることにより、対応する場所の作動ユニット８がもたらすその時の光学素子９の撓みを求めることができる。代替的に、静電容量測定も行うことができる。この場合、測定点の領域における光学素子９のメタライズ及び場合によっては接地が有利である。同様に図３に示すのは、光学素子９とベースフレーム５との間で光学素子９の周りに延びるシール２である。シール２は、特に例えばＦＫＭ（商品名Ｖｉｔｏｎ）等のエラストマーから作製することができる。代替的に、弾性接着剤を弾性（伸縮）継手のように用いることもできる。シールの老化をある程度考慮するために、剛性が非常に低いことが、用いるシール化合物の機械的要件である。
【００４７】
図４に、光学素子９の変形の間接的測定用のセンサ１４を有する作動ユニット８の例示的な実施形態を概略的に示す。アクチュエータ８１を用いて、板ばね１３により取り付けられたレバー１２を撓ませる。この場合、板ばね１３及びアクチュエータ８１に関しては、支持フレーム６に接続される。レバー１２は、プランジャ１０と例えば接着剤を用いて実現される２つの接続層１１．１及び１１．２とを介して光学素子９と機械に接続されている。機械的接続１１．２は、ここでは必須とは限らないが、整備の理由（コンポーネントの修理等）から有利であり得る。
【００４８】
アクチュエータ８１の反対側に、支持フレーム６はセンサ１４を有する。本例では、光学素子９の変形の測定は、作動ユニット８のセンサ１４により行われる。作動ユニット８がレバー１２及びプランジャ１０を介して光学素子９に伝える移動を求めたものを次に用いて、光学素子９の表面の撓み又は位置を推論することができる。図示の例では、特にドリフトが起こり得る２つの接続層１１．１及び１１．２によりある程度の測定不確かさが生じ、これは測定結果の改竄につながり得る。代替的に、力センサを光学素子９の変形の測定に用いてもよい。このような測定には、特に、他の測定軸からのクロストークに関する測定結果のロバスト性が高まるという利点がある。換言すれば、（例えば、作動ユニットでの測定時の）ある軸の測定信号に対する他の軸の移動の影響が低減される。しかしながら、ここで、レチクルステージの移動により寄生力がシステムに導入され、測定結果が同様に改竄されるという影響があり得る点で、ある程度の難点がある。
【００４９】
原理上、センサの使用、すなわち制御下での作動を伴わない光学素子の作動（すなわち変形及び／又は撓み）も考えられる。しかしながら、この場合、所望の変形の設定で満足な結果を達成するための作動ユニットの精度及び分解能に対する要件が増える。力作動ユニット又は位置作動ユニットを用いてもよい。力作動ユニットの典型例は、プランジャコイル、空気圧若しくは油圧作動ユニット、又は磁気抵抗作動ユニットである。この変形形態は、光学素子と作動ユニットが取り付けられるフレームとの間の剛性が低いことを特徴とする。
【００５０】
位置作動ユニットの例は、ピエゾアクチュエータ、場合によっては磁気形状記憶素子又はステッピングモータであり、光学素子と作動ユニットが取り付けられるフレームとの間の剛性が高いことを特徴とする。ピエゾアクチュエータ、特にピエゾスタックの使用は、さらに、例えばローレンツアクチュエータと比べて比較的精密な位置決めをほとんど発熱なく達成することを可能にする。
【００５１】
原理上、ばね又はレバー等の適当な付加的要素を用いることにより、力作動ユニットを位置作動ユニットに変えることができ、その逆もまた同じである。作動概念にとって決定的な因子は、光学素子と作動ユニットが配置されるフレームとの間で得られる剛性である。
【００５２】
図５は、いわゆるパラレルキネマティクスを用いた作動ユニット８’の代替的な構成を概略的に示す。図示の場合、作動ユニットは作動体５を有し、作動体１５は、フレクシャ１６を介して２つの本質的に並行に延びる梁１７及び１７’に接続され、これら及び追加の梁１７’’と共に平行四辺形を形成する。この場合、光学素子の作動のために、プランジャ１０．１１が追加の梁１７’’に配置される。同様にフレクシャ１６’を介して作動体１５に接続されたアクチュエータ８１’は、平行四辺形の対角線に延びる。特にピエゾスタックとして構成され得るアクチュエータ８１’の延長又は短縮の場合、２つの梁１７及び１７’が平行に移動することにより、図示されていない光学素子の作動を作動ユニット８’により行うことができる。レバー、特に傾動レバーによる作動と比べて、図示の解決手段の利点は、本質的には、図示の変形形態では他の領域の移動がある場合に、例えば光学素子の変形プロファイルの変化がある場合に、寄生力及びモーメントの変化がさほど大きくないことであり、これは光学性能の観点から極めて有利である。
【００５３】
光学素子の変形／撓み制御に関して可能な作動ユニット及びセンサタイプの組み合わせを、例として以下にまとめる。
【００５４】
位置作動ユニット／位置測定
剛性作動ユニットを特徴とする。光学素子は、この場合、他の領域からのクロストークに関して十分にロバストな位置センサ、場合によっては非接触位置センサにより例えば直接、外部機構により、又は作動ユニット自体で測定される。
【００５５】
例：
ピエゾ作動ユニット、干渉位置測定
ピエゾ作動ユニット、静電容量位置測定
ピエゾ作動ユニット、力学、静電容量位置測定
ステッピングモータ作動ユニット、エンコーダ
【００５６】
静電容量センサの使用は、特にセンサが作動ユニットのコンポーネントの撓みを測定する場合に考えられる。しかしながら、原理上、光学素子の撓み又は変形を静電容量センサで直接測定することも可能である。この場合、光学素子の表面上のセンサが対象とする領域の導電性コーティング、例えばメタライズが有利であり得る。
【００５７】
位置測定に干渉センサを用いる場合、ファイバ結合干渉計の使用が特に考慮される。ファイバブラッググレーティングを用いることも同様に可能であり、これは直列接続された個々のセンサを用いることによりマルチチャネル測定を容易に可能にするので、対象のセンサの全てに単一のファイバで問い合わせることができる。
【００５８】
力作動ユニット／位置測定
（通常は１０ｎｍ未満の範囲の）十分に正確な作動ユニットを特徴とする。光学素子は、この場合、十分に正確な、場合によっては非接触の位置センサにより例えば直接、外部機構により、又は作動ユニット自体で測定される。
【００５９】
例：
プランジャコイル作動ユニット、干渉位置測定
磁気抵抗作動ユニット、静電容量位置測定
空気圧又は油圧作動ユニット、エンコーダ
【００６０】
力作動ユニット／力測定
十分に正確な（上記参照）作動ユニットを特徴とする。光学素子に作用する力は、力経路内の剛性力センサにより測定される。
【００６１】
例：
ロードセル上のプランジャコイル作動ユニット。
【００６２】
位置作動ユニット／力測定
クロストークに関してロバストな剛性の非常に高い作動ユニットを特徴とする。光学素子に作用する力は、力経路内の剛性力センサにより測定される。
【００６３】
例：
歪ゲージを有するピエゾ作動ユニット。
【００６４】
光学素子のうちアクチュエータ力の作用を受ける領域の周囲の部分の状態を、図６に基づいて部分断面図で再度示す。光学素子９は、この場合、前掲のマニピュレータ（２００）で用いられる光学素子であり得る。しかしながら、原理上、以下の図に示す解決手段は、多種多様な被作動光学素子に適用することができる。図示の変形形態では、作動可能なプランジャ１０により力を導入される光学素子９は、接続層１１、特に接着剤層又ははんだ接続により接続される。作動力を、この場合は両矢印で示す。光学素子が場合によって作動可能なばね脚に直接取り付けられる、特に投影レンズのレンズ素子の取付け技法から知られている解決手段からの相違点として、ここではプランジャ１０と光学素子９の材料とが直接接触しているのではなく、プランジャ１０からの力が接続層１１の材料を介して光学素子９に伝えられる。力の導入は、この場合は全体としての光学素子９の移動にはあまり役立たないが、光学素子９の局所変形に、例えば光学素子９の所望のうねりの設定に役立つ。しかしながら、図示のように、局所変形は、以下で接触領域３６と称する接続層１１の領域にも光学素子９の曲がりとして特に現れる場合があり、これは、接続層１１が破壊される程度にさえなる接続層１１における望ましくない応力、結果としてクリープ又は劣化につながり得る。
【００６５】
接触領域３６は、最大横方向範囲、又は接触領域３６が円形形態の場合は直径約２ｍｍ〜１５ｍｍ、特に約３ｍｍ〜６ｍｍを有し得る。接続層１１は、約２０μｍ〜４００μｍ、特に約９０μｍ〜１３０μｍの厚さを有し得る。接続層の厚さを減らすことで、接続層の結果としてのクリープが減るようになるので、接続層をより薄くなるよう選択することが可能であるか又は望ましい。高級鋼Ｘ１４又はＸ１７、インバー、又はＴｉＡｌ６Ｖ４若しくは他のチタン合金をプランジャの材料に用いることができる。特に最後に述べた材料の非磁性特性の結果として、レチクルステージから生じる磁場の悪影響、例えば磁気歪等が最小化される。さらに、ＴｉＡｌ６Ｖ４は、同様に考慮される非磁性鋼よりも光学素子の膨張率に近い熱膨張率を有するので、有利であることが分かる。
【００６６】
図７は、接触領域３６における光学素子９．１の曲がりが低減される変形形態を細部の断面図で同様に示す。ここでも、プランジャ１０．１が、光学素子９．１の特に選択的な変形のために接触領域３６を介して光学素子９．１に作用する。接触領域３６の周りに延びる環状周溝２２が明確に見える。溝２２の効果として、本質的には、光学素子９．１の変形時に接触領域３６における表面部分の湾曲又は曲がりが減り、結果として接続層１１．１が受ける応力が低いままである。溝２２は、生じる曲げ応力を光学素子９．１の内部へ変位させる。溝２２は、深さが十分であれば、その周囲の部分に残る光学素子９．１の材料と共に関節継手のように作用する。
【００６７】
言うまでもなく、周溝は必ずしも環状形態である必要はない。接触場所の設計に応じて、溝が以下の異なる経路を辿ることが考えられる。
【００６８】
したがって、接触領域３６における曲げ応力が本質的に低減される一方で、光学素子９．１の作動又は変形に当然必要な圧縮応力は保持される。接続層１１．１が本発明による方法で剪断力を本質的に受けないことは、全体的に接続の耐久性が向上し、システム全体の性能及び耐用寿命が延びることを意味する。特に、接続層１１．１のクリープが低減される。接続領域３６の縁からの溝２２の距離は、この場合はできる限り小さくなるよう選択すべきである。溝２２の環状設計は、特に荷重又は曲がりの方向を変えて光学素子９．１を変形又は作動させる場合に適している。他の用途では、溝２２が異なる経路、例えば直線経路を辿ることが当然ながら考えられる。
【００６９】
溝２２は、整形工具、すなわちポジ体により研削又はフライス加工され得る。深さ損傷を排除又は低減するために、さらなるエッチング又は研磨プロセスを場合によっては行うことができ、それにより応力下での材料の応力ピーク及び生じ得る損傷起点を回避することができる。
【００７０】
図８は、プランジャ１０．２が光学素子９．２から離れる方向に窄まるように形成される変形形態を示す。プランジャ１０．２のこの形態は、溝が最適に設計されていても内容領域における光学素子の残留曲がりが依然として観察され得るという認識に基づく。最大の剛性を有するプランジャには、上述した曲がりの結果として接触領域の縁領域で応力ピークが生じるという効果がある。こうした理由で、プランジャ１０．２を接触領域３６の外側領域に向かうほど可撓性が高くなるように設計することが有利であり、これは、図示のプランジャの幾何学的形状により達成される。この場合、上記効果は、張力下及び圧縮下の両方で生じる。
【００７１】
システムについて説明するのに必須のパラメータも同様に図示されており、図中、
ａは溝深さ、
ｒは溝２２．１のうち接触領域に面する側の溝２２．１の半径、
ｔは光学素子９．２の厚さである。
【００７２】
接続場所の領域に主延在方向しかない場合、この方向と交差する溝を導入すれば応力の分断に十分であり得る。溝深さａの有利な範囲は、
【数１】
0006730197.tif 000002
である。溝の半径を用いる場合、以下の範囲が有利である。
【数２】
0006730197.tif 000003
【００７３】
プランジャ設計のさらに他の変形形態を、変更プランジャ１０．３又は１０．４に基づいて図９ａ及び図９ｂに示す。図８に示す大きなショルダが有利であり、その平面を取付け／調整プロセスで基準として用いることができる。
【００７４】
プランジャの幾何学的形状の選択時に適用される境界条件の有利な規定を、ｚ方向の垂直応力の範囲を用いて説明することができる。
【数３】
0006730197.tif 000004
式中、
Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ａｖｅｒａｇｅｄは、断面で測定したｚの垂直応力であり、
Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｃｅｎｔｅｒは、プランジャ又は光学素子の接触領域又は隣接領域の中心でのｚの垂直応力である。
【００７５】
図１０ａは、光学素子９．３が締付け接続により作動ユニットに接続されるさらに別の変形形態を示す。この目的で、ねじ２３を光学素子９．３のガラスの嵌通孔２４に通す。ねじ２３又は光学素子９．３のうちねじ頭に面しない側に、最初に座金２５、次に比較的柔軟なばね２６が配置され、ばねは、ナット２７により光学素子９．３に対して締められる。作動ユニットと機械的に連動するラム２８が座金２５に作用する。ばね２６の効果は、本質的には、規定の締付け力を加えることを可能にすることである。ばね定数は、光学素子９．３の下方への撓みが最大であっても、座金２５が光学素子９．３と接触しなくならず、制御困難な状況が生じるようにこの場合は選択すべきである。他方では、ばね定数は、締付け力の適度に微妙な設定を可能にするのに十分なほど小さくしなければならない。ばね定数の典型的な値は、１Ｎ／μｍ〜０．０１Ｎ／μｍの範囲にある。
【００７６】
図１０ｂは、このとき光学素子９．４の両側に前図７〜図９から既知のものと本質的に同じ機能を果たす環状周溝２９があるという点で、図１０ａに対して変更した変形形態を示す。図１０ｂにおける両側の環状溝２９の要件の基礎となるのは、このとき比較的剛性の高い要素、具体的にはねじ頭２３ａが光学素子９．４とアクチュエータユニットに面しない側で接触していることである。
【００７７】
図１１ａは、光学素子９．５の下で利用可能な限られた設置空間を見込んだ手法を示す。光学素子９．５は、この場合、クランプ３０の２つのアーム間で同様にねじ２３及びばね２６を用いて締め付けられる。アクチュエータユニットは、この場合、両矢印で示すように外側からクランプ３０に作用する。図１１ｂは、図１１ａに対応するが、この場合、光学素子９．６に図７〜図９から既知の環状周溝２９が設けられる。
【００７８】
溝の外部の設計は、概して、溝のうち接触領域に面する部分の設計よりも光学素子の材料への応力の導入に対する関連性がはるかに低い。
【００７９】
図１２は、溝２２．２及び２２．３のうち光学素子９．７及び９．８の接触領域３６に面する部分の面取り設計及び楕円設計を副図１２ａ及び１２ｂに示す。しかしながら、これらは、溝２２の多数の可能な設計からの２つの可能な変形形態にすぎない。言うまでもなく、自由曲面も考えられる。
【００８０】
図１３ａ及び図１３ｂに同様に例として示すのは、溝２２．４及び２２．５のうち光学素子９．９及び９．１０それぞれの接触領域３６に面する側のアンダーカットである。
【００８１】
図１４は、光学素子９．１１及び９．１２の変形に必要な力を減らすために、光学素子９．１１及び９．１２が光学活性領域９．１１’及び９．１２’それぞれの外側で特に選択的に局所的に脆弱化される変形形態を、副図１４ａ及び図１４ｂに示す。光学活性領域は、この場合、上位設備の動作中に使用放射線を通す光学素子の領域を意味すると理解されたい。副図１４ａでは、光学素子９．１１の縁に窪み３１が設けられている一方で、図１４ｂでは、材料が光学素子９．１２の内部ではなく光学不活性領域で切り抜かれている。カットアウト３２は、貫通していてもおく、又は単にノッチとして作られていてもよい。光学不活性領域は、光学素子を用いた上位デバイスの動作中にデバイスで用いられる使用放射線を通さない光学素子の領域を意味すると理解される。いずれの場合も、材料の適当な脆弱部が接触領域３６から離れて形成される。
【００８２】
図１５は、光学素子への力及びモーメントの導入の２つの異なる可能性を副図１５ａ及び図１５ｂに示す。図１５ａに示す変形形態では、力及びモーメントは、光学素子９．１３の縁領域、すなわち光学活性領域９．１３’の外側における光学素子９．１３の材料に、それぞれ矢印３３及び３４で示す共通の作用点で導入される。図１５ａに示す解決手段の欠点は、分断要件に反して作動方向の剛性が高いことが有利なので、この場合に接触領域３６における力及びモーメントの分断が非常に限られた範囲でしか可能でなく、特にｘ方向での光学素子９．１３の所望の曲げ変形を達成するために光学素子９．１３で用いられる作動ユニット（図示せず）の接触領域３６でかなりの応力が生じることである。図１５ｂは、光学素子９．１４を変形させる力が作用し得る２つの接触領域３６が、光学活性領域９．１４’の外側で光学素子９．１４の各側にそれぞれ設けられる変形形態を示す。モーメント、特に接線方向モーメントの導入は、図示の例では、ｘ方向で相互に離れた接触領域３６でそれぞれ作用する異なる力により生じる。換言すれば、所望の曲げモーメントは、単に導入する力の差を適当に選択することにより加えられる。力の各絶対値を、続いて上記差とは無関係に設定することができる。これにより、光学素子９．１４の変形の可能性が広がり、同様に接触領域３６で光学素子９．１４の材料に導入される応力が減る。さらに、所望のモーメントを変える必要なく、２つの力の所望の比を２つの接触領域３６間の距離により設定することができることにより、応力の最適化が可能となる。
【００８３】
接線方向モーメントは、これに関して、曲げモーメントのベクトル又は軸が光学素子の縁領域と平行に、すなわち特に平行平面板の縁と平行に延びるモーメントを特に意味すると理解すべきである。この場合、曲げモーメントを加えるために加わる力は、それらの絶対量に関してだけでなく特にそれらの方向に関して異なり得る。
【００８４】
図１６は、上述の力又はモーメントの導入の概略図を詳細図１６ａ及び詳細図１６ｂに詳細に示す。この場合、力は、２つの接触領域３６にそれぞれある関節継手３５を介して作動ユニットにより光学素子９．１５の縁領域に導入される。図示のパラメータｂは、内側の接触領域から光学素子９．１５の光学活性領域９．１５’までの距離をこの場合は示し、パラメータａは、外側の接触領域３６から光学素子９．１５の光学活性領域９．１５’までの距離を示す。この場合、必要な力又は必要なモーメントの作用部位は、光学活性領域９．１５’の縁と一致する。図１６ｂは、力及びトルクの両方が作用部位で作用するように作動ユニット８．１及び８．１が異なる力を加える作動例を示す。作動ユニット８．１及び８．２と光学素子９．１５との間の分離継手３５の効果は、接触領域３６又はその周囲の部分の高応力を回避することであり、これは図中でよく分かる。特に、分離継手３５は、引張力及び圧縮力が接触領域３６に主に伝わるという効果をもたらす。接触領域３６を十分に大きく選択すれば、全体でより小さな引張力及び圧縮力が得られる。最も一般的な場合、分離継手３５の分離効果は、ｘ／ｙ平面の全方向で実現され得る。これは、例えば細い丸線又はカルダン継手で達成できる。１つの軸のみに関して光学素子９．１５を曲げる場合、この軸に関する分離継手３５の分離効果で十分である。この場合、板ばねを用いることができる。ｚ方向及びｘ／ｙ方向の継手の剛比には以下が有利に当てはまる：ｋをばね定数として２＜ｋｚ／ｋｘｙ＜１００。
【００８５】
図１７は、光学素子９．１６の光学活性領域９．１６’の外側の接触領域３６の例示的な分布を示す。接触領域３６は、この場合は規則的な格子状に配置され、ａは光学活性領域９．１６’からの内側の接触領域の距離であり、ｂは内側の接触領域３６からの外側の接触領域３６の距離である。光学素子９．１６の長手方向の接触領域３６間の距離をｃで示す。接触領域の不規則な配置も原理上は考えられる。
【００８６】
この場合、距離ａに関して、接触領域３６を光学活性領域９．１６’のできる限り近くに配置するよう努める、すなわちａができる限り小さくなるよう選択すべきであるということが言えるであろう。距離ｂは、どのトルクを所定のアクチュエータ力で接線方向に光学素子９．１６に導入できるかに直接影響する。距離ｃは、変形の所望の分解能を達成できるように選択すべきである。簡単に言えば、光学素子９．１６が示し得るうねりは、距離ｃの減少と共に増加する。ここでは言うまでもなく、距離ｃは必ずしも波山から波谷までの距離でなくてもよい。１つの波が複数の接触領域３６にわたっている場合もある。さらに、被作動光学素子９．１６の表面プロファイルは、必ずしもｙ方向で一定でなくてもよい。短いｙにわたって波山があるのではなく、光学素子９．１６がその中央に向かって変形することなく、続いて波谷を形成することもできる。中立領域は、必ずしも中央になくてもよい。言うまでもなく、複数の極めて不規則なプロファイルも、対応するアクチュエータシステムで図示の光学素子９．１６において設定することができる。光学素子９．１６の光学活性領域９．１６’からの接触領域３６の第１列の中心の距離ａは、ここでは一定でなくてもよい。光学素子９．１６における力及び結果として応力を抑え、それによりコンポーネント故障を防止するために、上記値を１ｍｍ〜１２ｍｍの範囲で、特に３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で選択することが有利である。
【００８７】
第１列の接触距離３６の中心からの第２列の接触距離３６の中心の距離ｂは、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で選択することが有利である。この距離が小さく選択されすぎた場合、十分な接線方向モーメントを導入するのに過度の力が必要である。他方では、距離が大きすぎる場合、所望の変形を光学活性領域９．１６’に導入できるようにするために過度の力が必要である。
【００８８】
距離ｃに関しては、８ｍｍ〜４０ｍｍ、特に８ｍｍ〜３０ｍｍの範囲の値を選択することが有利である。
【００８９】
図１８は、光学活性領域９．１７’の外側の接触領域３６の図１７に示す配置の変形形態を示す。この場合、接触領域３６は、２列で相互にオフセットして配置され、２列の各接触領域３６のそれぞれに対する横方向オフセットを、ここではパラメータｄで示す。ここでも、光学素子９．１７への接線方向モーメントの導入が可能である。
【００９０】
接触領域の数を１４個〜６４個の範囲で選択することが概して有利である。この範囲では、光学素子の十分な変形分解能が依然として妥当な構造費用で達成される。
【００９１】
光学素子上の測定点の配置の例示的且つ可能な変形形態を、図１９〜図２１に基づいて以下で説明する。
【００９２】
図１９及び図２０はいずれも、破線で示す測定点３７又は測定領域が光学活性領域９．１９’及び９．２０’それぞれの外側に配置され且つ接触領域３６からオフセットしている変形形態を示す。これにより、光学素子９．１９及び９．２０の同じ側からの作動及び測定両方の可能性が広がることにより、光学素子９．１９及び９．２０を反対側で投影露光装置の隣接コンポーネント（例えばレチクル）に比較的近付けることができる。原理上、測定は、光学素子９．１９及び９．２０の表面上で直接行うことができる。代替的に、すでに述べたように、作動ユニットにより間接的に測定することも考えられる。
【００９３】
図示しない本発明の代替的な変形形態では、測定点は接触領域に、又は光学素子のうち接触領域とは反対側の面上の（光学素子のうち接触点がない面上の）領域に位置付けられる。
【００９４】
この場合、光学素子の光学活性領域の近くで測定が実行される可能性があることにより、システム全体の測定精度及びその結果として性能が向上する。言うまでもなく、図２１に例として示すように、接触領域３６及び測定点３７の両方を光学活性領域９．２１’の外側で矩形の光学素子９．２１の短辺に配置してもよい。
【００９５】
センサのドリフト挙動をより良好に制御することができるように、測定点３７を少なくとも2列で配置することが有利である。１列のセンサのみを用いる場合、センサのドリフトが光学活性領域のはるかに大きな寄生的な変形をもたらすと共にシステムの性能を低下させ、それにより光学素子が技術的制御の観点からより悪い状態となる。センサのドリフトがある場合、この場合はこの誤測定された変形を補正するために作動ユニットの全てを移動させる。測定点の全てが１列になっている場合、ｙ方向の制御は全く又はほとんどなく、その結果として、光学素子の光学活性領域の変形及びその結果として光学誤差が増える。
【００９６】
接線方向モーメントの導入が重要な理由は、特に光学素子９．２１の縁で生じたうねりが内部、すなわち光学素子９．２１の光学活性領域９．２１’にも続くことができるからである。付加的な接線方向モーメントを加えなければ、所望のうねりが縁でしか、すなわち特に光学素子９．２１の光学不活性領域でしか生じない可能性があり、マニピュレータの効果がなくなってしまう。
【００９７】
ｚ方向の光学素子の厚さを選択する際、さまざまな因子を考慮しなければならない。特に、光学素子の、特に接触領域の周囲の部分の材料に導入される応力は、光学素子の厚さに強く依存する。極端な場合、このような応力はコンポーネントの故障につながり得る。結果として、厚い光学素子の場合には、板厚分だけ対応する作動ユニットの最大撓みが応力に依存して制限されることにより、光学的な補正の可能性は低くなる。さらに、応力複屈折の寄生効果は、厚い光学素子の場合に高くなり、その結果としてシステム全体の性能が低下する。
【００９８】
したがって、上記態様は、できる限り薄い光学素子の選択を提案するものである。しかしながら、本質的に下記の理由から、光学素子の厚さには下限がある。第１に、平行平面光学素子は、特定の最小厚さでしか費用効果高く作製できない。第２に、有害な周囲条件、例えば周囲ガスからの圧力サージに対する光学素子の脆弱性をできる限り抑えるために、光学素子のある程度の固有の剛性を維持することが望ましい。
【００９９】
光学素子の厚さに関して有利な選択肢は、１．２ｍｍ〜７ｍｍの範囲、特に１．２ｍｍ〜４ｍｍの範囲にあることが分かった。本発明の有利な変形形態では、できる限り薄い光学素子の選択は、以下の図２２に基づいて示す措置により可能となる。
【０１００】
図２２は、接続層１１を介してプランジャ１０に取り付けられた光学素子９．２２が、レチクルとの間に配置された保護板３８により周囲の悪影響から、特にレチクルステージの移動により生じる圧力サージから遮蔽される本発明の変形形態を示す。保護板３８は、この場合は比較的厚く、特に４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の厚さに選択され得る。保護板３８の最大限の厚さは、本質的には、利用可能な設置空間とシステム内のガラスによる最大光路の制限とにより制限される。保護板３８は、この場合は特にベースフレーム上に配置され得る。すると、非作動の保護板３８がベースフレームの上側終端に対してシールされることにより、周囲からのシールを達成することができ、これは、ベースフレームに対する保護板３８の剛接続の結果として、ベースフレームに対する被作動光学素子９．２２のシールよりもはるかに容易である。それにより、流入及び流出により外部に接続されているだけであり規定の方法でパージすることができるガスチャンバ３９が、本質的に保護板３８と光学素子９．２２との間に形成される。
【０１０１】
周囲から保護板３８に作用する圧力荷重を矢印で示す。
【０１０２】
原理上、保護板３８をベースフレームに３つの支承点により取り付けることが有利である。この場合、保護板３８又はベースフレームの熱変形により生じ得る誤差が最小化される。
【０１０３】
図２３は、上述したマニピュレータに関連した光学素子９．２３の設計の変形形態を示す。この場合、例えば石英ガラス又はフッ化カルシウムから作製される光学素子９．２３には、上位の投影露光装置１００の通常動作中に使用光放射線を通さない領域にブレークアウト４０が設けられる。光学素子９．２３を通るビーム経路のエンベロープ４１も同様に図２３に示し、また以下の図２４及び図２５にも示す。光学素子９．２３は、この場合はマウント４２に従来通りに配置され、マウント４２は、特にマニピュレータとレンズのさらに別の素子との間に配置され得る。図示の光学素子９．２３にブレークアウト５０にブレークアウト４０が設けられることは、構造的に上位のユニット、例えばマニピュレータ２００のコンポーネントの設置空間を作ることができることにより、全体的に見て投影露光装置における光学素子の実装密度の増加が達成されることを意味する。さらに、重量が減り、ブレークアウト４０は、システム内のパージガスの流れを最適化又は制御する可能性も生む。
【０１０４】
図２４は、前掲の解決手段の変形形態を副図２４ａ及び２４ｂに示す。ここでは、光学素子９．２４は完全なブレークアウトが設けられるのではなく、光学的非使用領域４０．１においてフライス加工される。図２４ａは光学素子９．２４の斜視図を示し、図２４ｂは側面図として示される。図２３及び図２４に示す材料脆弱部４０．１及びブレークアウト４０は、例えば、フライス加工又は同様の作製プロセス、例えば研削等により光学素子の作製時の最終加工ステップで作製することができる。
【０１０５】
図２３及び図２４に示す実施形態のさらに別の変形形態が、図２５であり、副図２５ａ及び２５ｂに示される。副図２５ａは対応する変形形態の斜視図を示し、副図２５ｂは側面図を示す。
【０１０６】
図２５に示す例では、光学素子９．２５の外輪郭は環状構成ではなく、光学素子９．２５を例えば投影レンズのさらに別の光学素子のマウントに螺着するか又は半球形のボスに取り付けることができる３つのアイレット４３が、図示の例では形成される。環状輪郭をなくすことで、ここではさらなる設置空間を得ることができる。さらに、光学素子９．２５の全体的質量がさらに減り、これには、マニピュレータにおける光学素子９．２５の使用に関してかなりの利点がある。
【０１０７】
図２６は、マニピュレータ２００との光学素子の使用を例として示し、光学素子の残りの部分がマニピュレータ２００の自由設置空間に突出する様子が明らかである。
【０１０８】
図２３〜図２６に基づいて説明した技術的特徴を、番号を付して相互に参照される項目の形態で構成して以下で再現する。
【０１０９】
１．半導体リソグラフィ用の投影露光装置であって、使用光放射線の波面収差の補正用のマニピュレータを有し、使用光放射線が、投影レンズの動作中にマニピュレータの光学素子を通り、投影露光装置の通常動作中に使用光放射線を通す領域に材料脆弱部が設けられた光学素子が、光路内でマニピュレータに隣接して配置された投影露光装置において、光学素子のうち材料脆弱部が設けられていない部分が、マニピュレータの幾何学的形状により形成された隙間に突出し、且つ／又はマニピュレータの少なくとも一部が、材料脆弱部の領域に突出することを特徴とする投影露光装置。
【０１１０】
２．項目１に記載の投影露光装置において、材料脆弱部はブレークアウトであることを特徴とする投影露光装置。
【０１１１】
３．項目１に記載の投影露光装置において、材料脆弱部はフライス加工部分又は研削部分であることを特徴とする投影露光装置。
【０１１２】
４．項目１〜３のいずれか１項目に記載の投影露光装置において、光学素子の外輪郭がリングの形態から逸脱しており、光学素子の固定又は取付け用のアイレットが光学素子に存在することを特徴とする投影露光装置。
【０１１３】
５．項目１〜４のいずれか１項目に記載の投影露光装置において、マニピュレータは、使用光放射線の方向で投影露光装置のレチクルの直後に配置されることを特徴とする投影露光装置。
【０１１４】
上記項目における材料脆弱部は、光学素子の本来存在するか又は単に架空の完全形態が減じられるか又は不完全になるような材料の欠如を特に意味すると理解されたい。例えば、光学素子が回転体、特に隙間を有する球状の回転対称レンズ素子であり、隙間がある結果として回転対称性が破れることが考えられる。この場合、完全な光学素子が最初に作製されてから再加工されたか、又は材料脆弱部が光学素子の設計時にすでに設けられていたので材料脆弱部の形成に再加工が必要なかったかは、重要ではない。換言すれば、材料脆弱部を設けた光学素子は、特に、当業者が見た場合に当業者には馴染み深い光学素子の形態で完成したものと想像される光学素子を意味すると理解され得る。
【０１１５】
したがって、材料脆弱部は、自由曲面又は非球面の形成に関連する材料脆弱部を特に数オーダも超えて、凹面又は凸面レンズ素子の従来形態から逸脱したものである。特に、光学非有効領域が作られる。材料脆弱部は、光学素子の表面の不連続なプロファイル、例えば縁等により境される。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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【図２５ａ】
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【図２５ｂ】
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【図２６】
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