(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力放射ビームを受光するための光学面を有する光学素子であって、前記光学面の下方に複数の閉鎖チャネルが設けられ、各閉鎖チャネルの上方の前記光学面が材料膜から形成されている、光学素子と、
前記光学面の形状を制御するように前記閉鎖チャネルの上の前記膜を歪ませるように、及び、前記入力放射ビームが前記光学素子から回折されて複数の角度分離されたサブビームを形成するように回折格子として機能する周期構造を前記光学面上に形成するように動作可能である１以上のアクチュエータを備える歪み機構と、を備える調整可能回折格子。
【請求項２】
前記１つ以-上のアクチュエータが、前記閉鎖チャネルの内部と前記光学面との間の圧力差を制御するように動作可能である、請求項１に記載の調整可能回折格子。
【請求項３】
前記閉鎖チャネルに流体が充填され、前記歪み機構が、前記複数のチャネル内の前記流体の圧力を制御するように動作可能である１以上のアクチュエータを備える、請求項１又は２に記載の調整可能回折格子。
【請求項４】
前記流体が、２２℃で評価される場合に１０〜１００Ｐａの範囲内の蒸気圧を有する、請求項３に記載の調整可能回折格子。
【請求項５】
前記流体がＣｘＨｙＯｚの形態の炭化水素を含む、請求項３又は４に記載の調整可能回折格子。
【請求項６】
前記複数のチャネルに流体を供給すると共に前記複数のチャネルから流体を除去するように構成された外部流体供給を更に備える、請求項３〜５のいずれか１項に記載の調整可能回折格子。
【請求項７】
前記外部流体供給が前記チャネル内に振動圧力を生成するように構成されている、請求項６に記載の調整可能回折格子。
【請求項８】
前記歪み機構が１以上の圧電アクチュエータを備え、前記圧電アクチュエータ又は各圧電アクチュエータが、前記光学面の前記形状を制御するように前記閉鎖チャネルの１以上の上の前記膜を歪ませるように動作可能である、請求項１〜７のいずれかに記載の調整可能回折格子。
【請求項９】
前記閉鎖チャネルに流体が充填され、前記圧電アクチュエータ又は各圧電アクチュエータが、前記複数のチャネル内の前記流体の圧力を制御するように動作可能である、請求項８に記載の調整可能回折格子。
【請求項１０】
各圧電アクチュエータが、内部に前記圧電アクチュエータが設けられている閉鎖チャネルの上方の前記材料膜を直接制御するように動作可能である、請求項８に記載の調整可能回折格子。
【請求項１１】
前記圧電アクチュエータが、２つの電極と、前記電極間に配置された１以上の圧電材料層と、を備える圧電曲げアクチュエータである、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の調整可能回折格子。
【請求項１２】
前記歪み機構が１以上の静電アクチュエータを備え、前記静電アクチュエータ又は各静電アクチュエータが、前記光学面の前記形状を制御するように前記閉鎖チャネルの１以上の上の前記膜を歪ませるように動作可能である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の調整可能回折格子。
【請求項１３】
前記複数のチャネルがグループ別に配置され、各グループ内の前記チャネルの全てが流体連通し、チャネルの各グループが隣接グループから隔離されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の調整可能回折格子。
【請求項１４】
チャネルの各グループに、そのグループ内の前記チャネルの各々を共に接続するように配置された１以上の接続チャネルが設けられている、請求項１３に記載の調整可能回折格子。
【請求項１５】
チャネルの各グループに、そのグループの各チャネル内の流体の圧力を制御するように動作可能であるアクチュエータが設けられている、請求項１３又は１４に記載の調整可能回折格子。
【請求項１６】
冷却流体を循環させるための、前記光学素子の本体によって規定される１以上の冷却チャネルを更に備える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の調整可能回折格子。
【請求項１７】
入力放射ビームを受光すると共に出力放射ビームを出力するための減衰器であって、
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の前記調整可能回折格子と、
阻止部材であって、前記サブビームの少なくとも１つが前記阻止部材を通り過ぎて前記出力放射ビームを形成すると共に前記サブビームの少なくとも１つが前記阻止部材によって阻止されるように前記光学素子の遠距離場に位置決めされた阻止部材と、を備える減衰器。
【請求項１８】
前記出力放射ビームのパワーを示す量を明らかにするように動作可能であるセンサを更に備える、請求項１７に記載の減衰器。
【請求項１９】
前記歪み機構が、前記出力放射ビームの前記パワーを制御するように、前記出力放射ビームの前記パワーを示す前記量に応じて前記周期構造の形状を制御するように動作可能である、請求項１８に記載の減衰器。
【請求項２０】
請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の減衰器と、
前記減衰器の前記出力放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
前記出力放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するように構築された支持構造と、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
前記パターン付放射ビームを前記基板上に投影するように構成された投影システムと、を備えるリソグラフィ装置。
【請求項２１】
放射ビームを生成するように動作可能である放射源と、
１以上のリソグラフィ装置と、
請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の少なくとも１つの減衰器であって、前記放射源により生成された前記放射ビームの少なくとも一部を受光すると共に前記減衰器の前記出力放射ビームを前記１以上のリソグラフィ装置の少なくとも１つに提供するように配置された減衰器と、を備えるリソグラフィシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本出願は、２０１４年１１月２４日に出願された欧州特許第１４１９４５１８．８号の優先権を主張し、当該出願は参照によりその全体が本願に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本発明は、入力放射ビームを受光して１以上の出力放射ビームを出力するための放射ビーム装置に関する。この放射ビーム装置は、入力放射ビームを受光し、この入力放射ビームよりも小さいパワーを有し得る出力放射ビームを出力するための減衰器であってもよい。代替的に、放射ビーム装置はビーム分割装置であってもよい。特に、放射ビーム装置はリソグラフィシステムの一部を形成し得る。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に適用するように構成された機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。リソグラフィ装置は、例えば、パターニングデバイス（例えばマスク）からのパターンを、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層に投影することができる。
【０００４】
[0004]  パターンを基板に投影するためリソグラフィ装置によって用いられる放射の波長は、その基板上に形成することができるフィーチャの最小サイズを決定する。４〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である極端紫外線（ＥＵＶ）放射を用いるリソグラフィ装置を使用して、従来のリソグラフィ装置（例えば１９３ｎｍの波長の電磁放射を用いる場合がある）よりも小さいフィーチャを基板上に形成することができる。リソグラフィ装置によって用いられるＥＵＶ放射を発生させるため、自由電子レーザを使用することがある。
【０００５】
[0005]  リソグラフィシステムは、１以上の放射源、ビームデリバリシステム、及び１以上のリソグラフィ装置を備え得る。リソグラフィ装置のビームデリバリシステムは、１以上の放射源からの放射を１以上のリソグラフィ装置に送出するように構成されることができる。リソグラフィ装置によって受光される放射のパワーを制御することが望ましい場合がある。
【０００６】
[0006]  本発明の目的は、従来技術に関連した少なくとも１つの問題を回避又は軽減することである。
【発明の概要】
【０００７】
[0007]  本発明の第１の態様によれば、調整可能回折格子が提供される。この調整可能回折格子は、入力放射ビームを受光するための光学面を有する光学素子であって、光学面の下方に複数の閉鎖チャネルが設けられ、各閉鎖チャネルの上方の光学面が材料膜から形成されている、光学素子と、光学面の形状を制御するように閉鎖チャネルの上の膜を歪ませるように、及び、入力放射ビームが光学素子から回折されて複数の角度分離されたサブビームを形成するように回折格子として機能する周期構造を光学面上に形成するように動作可能である１以上のアクチュエータを備える歪み機構と、を備える。
【０００８】
[0008]  本発明の第１の態様は、１以上の出力放射ビームを出力するための多用途の回折格子機構を提供する。その特性は歪み機構を用いて制御されることができる。光学素子は固定されたままであり、出力放射ビームの特性を制御するために周期構造の形状のみを用いるので、調整可能回折格子は短い応答時間で高速動作することができる。更に、光学素子に対する入力放射ビームの入射角度に制限はない。これによって調整可能回折格子は、極めて小さいかすめ入射角で動作することが可能となり、調整可能回折格子により吸収されるパワーを低減させることができる。
【０００９】
[0009]  １以上のアクチュエータは、閉鎖チャネルの内部と光学面との間の圧力差を制御するように動作可能である。
【００１０】
[0010]  閉鎖チャネルには流体が充填され、歪み機構は、複数のチャネル内の流体の圧力を制御するように動作可能である１以上のアクチュエータを備え得る。
【００１１】
[0011]  流体は、光学素子の通常動作中に液相を保つように充分に高い蒸気圧を有することが望ましい場合がある。すなわち、流体の沸騰効果は考慮する必要がない。これに加えて又はこの代わりに、流体は、漏れを蒸発によって除去することができるよう充分に高い蒸気圧、すなわち、光学素子の周囲動作圧力（典型的に真空条件下であり得る）よりも高い蒸気圧を有することが望ましい場合がある。流体は、２２℃で評価される場合に１０〜１００Ｐａの範囲内の蒸気圧を有し得る。そのような流体を用いる場合の光学素子の動作温度は２２℃に限定されず、広範囲の光学素子の動作温度で用いられ得ることは、当業者には認められよう。２２℃という温度は、適切な水力学的流体（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｆｌｕｉｄ）の蒸気圧を明白に規定することができる一例として使用するに過ぎない。光学素子の典型的な動作温度は１５〜１５０℃の範囲内であり得る。例えば、光学素子の典型的な動作温度は１５〜６０℃の範囲内であり得る。例えば、光学素子の典型的な動作温度は１５〜３０℃の範囲内であり得る。
【００１２】
[0012]  流体はＣｘＨｙＯｚの形態の炭化水素を含み得る。有利な点として、そのような流体は硫黄又はハロゲン等の腐食要素を含まず、従って水力学的流体の漏れにより生じる損傷のリスクが低減する。一実施形態において、流体は、約２２℃の動作温度で約１２Ｐａの蒸気圧を有するｎ−ドデカン（Ｃ１２Ｈ２６）とすればよい。
【００１３】
[0013]  調整可能回折格子は、複数のチャネルに流体を供給すると共に複数のチャネルから流体を除去するように構成された外部流体供給を更に備え得る。
【００１４】
[0014]  有利な点として、そのような構成では、水力学的流体（例えば水又は炭化水素）を冷却媒体として用いることができる。複数のチャネル内の流体の平均圧力は外部流体供給の特性によって規定される。
【００１５】
[0015]  外部流体供給はチャネル内に振動圧力を生成するように構成することができる。
【００１６】
[0016]  歪み機構は１以上の圧電アクチュエータを備え得る。この圧電アクチュエータ又は各圧電アクチュエータは、光学面の形状を制御するように閉鎖チャネルの１以上の上の膜を歪ませるように動作可能である。
【００１７】
[0017]  閉鎖チャネルには流体が充填され、この圧電アクチュエータ又は各圧電アクチュエータは、複数のチャネル内の流体の圧力を制御するように動作可能である。
【００１８】
[0018]  あるいは、各圧電アクチュエータは、圧電アクチュエータが内部に設けられている閉鎖チャネルの上方の材料膜を直接制御するように動作可能である。
【００１９】
[0019]  圧電アクチュエータは、２つの電極と、これらの電極間に配置された１以上の圧電材料層と、を備える圧電曲げアクチュエータであり得る。
【００２０】
[0020]  歪み機構は１以上の静電アクチュエータを備え得る。この静電アクチュエータ又は各静電アクチュエータは、光学面の形状を制御するように閉鎖チャネルの１以上の上の膜を歪ませるように動作可能である。
【００２１】
[0021]  複数のチャネルはグループ別に配置され、各グループ内のチャネルは全て流体連通し、チャネルの各グループは隣接グループから隔離され得る。
【００２２】
[0022]  チャネルの各グループに、そのグループ内のチャネルの各々を共に接続するように配置された１以上の接続チャネルが設けられ得る。
【００２３】
[0023]  チャネルの各グループに、そのグループの各チャネル内の流体の圧力を制御するように動作可能であるアクチュエータが設けられ得る。
【００２４】
[0024]  調整可能回折格子は、冷却流体を循環させるための、光学素子の本体によって規定される１以上の冷却チャネルを更に備え得る。
【００２５】
[0025]  本発明の第２の態様によれば、入力放射ビームを受光すると共に出力放射ビームを出力するための減衰器が提供される。この減衰器は、本発明の第１の態様に従った調整可能回折格子と、阻止部材であって、サブビームの少なくとも１つが阻止部材を通り過ぎて出力放射ビームを形成すると共にサブビームの少なくとも１つが阻止部材によって阻止されるように光学素子の遠距離場（ｆａｒ  ｆｉｅｌｄ）に位置決めされた阻止部材と、を備える。
【００２６】
[0026]  本発明の第２の態様は、入力放射ビームを減衰させるための簡単かつ便利な機構を提供する。
【００２７】
[0027]  減衰器は、出力放射ビームのパワーを示す量を明らかにするように動作可能であるセンサを更に備え得る。
【００２８】
[0028]  歪み機構は、出力放射ビームのパワーを制御するように、出力放射ビームのパワーを示す量に応じて周期構造の形状を制御するように動作可能である。周期構造の形状は、例えば周期構造の振幅を制御することで制御できる。
【００２９】
[0029]  本発明の第３の態様によれば、リソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置は、本発明の第２の態様に従った減衰器と、減衰器の出力放射ビームを調節するように構成された照明システムと、出力放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するように構築された支持構造と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン付放射ビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、を備える。
【００３０】
[0030]  本発明の第４の態様によれば、リソグラフィシステムが提供される。このリソグラフィシステムは、放射ビームを生成するように動作可能である放射源と、１以上のリソグラフィ装置と、本発明の第２の態様に従った少なくとも１つの減衰器であって、放射源により生成された放射ビームの少なくとも一部を受光すると共に減衰器の出力放射ビームを１以上のリソグラフィ装置の少なくとも１つに提供するように配置された減衰器と、を備える。
【００３１】
[0031]  本発明の第５の態様によれば、入力放射ビームを受光すると共に複数の出力放射ビームを出力するためのビーム分割装置が提供される。このビーム分割装置は、入力放射ビームを受光するための光学面を有する光学素子であって、入力放射ビームが光学素子から回折されて複数の角度分離された出力放射ビームを形成するように回折格子として機能する周期構造が光学面上に設けられている、光学素子と、周期構造の形状を制御するように光学面を歪ませるように動作可能である歪み機構と、コントローラと、を備え、コントローラが、入力放射ビームの波長の変動による出力放射ビームの相対出力パワーの変化を少なくとも部分的に補正するように、歪み機構を用いて周期構造の形状を制御するように動作可能である。
【００３２】
[0032]  本発明の第５の態様に従ったビーム分割装置は、入力放射ビームを複数の出力放射ビームに分割するための便利な機構を提供する。入力放射ビームは、例えば自由電子レーザ等の放射源によって出力され得る。出力放射ビームの各々は、１以上のリソグラフィ装置に対して放射を与え得る。従って、本発明の第５の態様に従ったビーム分割装置は、リソグラフィシステムのビームデリバリシステム内で使用することができる。
【００３３】
[0033]  出力放射ビームの角度分離は、周期格子構造に対する入力放射ビームの向き（例えばかすめ入射角）、周期構造のピッチ、及び入力放射ビームの波長に依存する。出力放射ビームの相対パワーは、周期構造の形状及び入力放射ビームの波長に依存する。従って、出力放射ビームの角度分離及び出力放射ビームの相対パワーは双方とも入力放射ビームの波長に依存する。本発明の第５の態様に従ったビーム分割装置によって、複数の出力放射ビームの相対パワーは、経時的な入力放射ビームの波長のドリフトによって実質的に影響を受けないままとすることができる。
【００３４】
[0034]  ビーム分割装置は、入力放射ビームの波長を明らかにするように動作可能であるセンサを更に備え得る。
【００３５】
[0035]  ビーム分割装置は、出力放射ビームの１つのパワーを示す量を明らかにするように動作可能であるセンサを更に備え得る。
【００３６】
[0036]  歪み機構は、（ａ）入力放射ビームの明らかになった波長、及び／又は（ｂ）出力放射ビームのパワーを示す量、に応じて出力放射ビームのパワーを制御するように周期構造の形状を制御するように動作可能である。
【００３７】
[0037]  本発明の第６の態様によれば、放射システムが提供される。この放射システムは、メイン放射ビームを生成するように動作可能である放射源と、メイン放射ビームを受光すると共に複数の出力放射ビームを出力するように配置された本発明の第５の態様のビーム分割装置と、を備える。
【００３８】
[0038]  本発明の第７の態様によれば、リソグラフィシステムが提供される。このリソグラフィシステムは、メイン放射ビームを生成するように動作可能である放射源と、複数のリソグラフィ装置と、放射源からメイン放射ビームを受光し、メイン放射ビームを複数の別々の分岐放射ビームに分割し、分岐放射ビームの各々を複数のリソグラフィ装置の異なるものに送出するように動作可能であるビームデリバリシステムと、を備え、ビームデリバリシステムが本発明の第５の態様に従ったビーム分割装置を備える。
【００３９】
[0039]  本発明の第８の態様によれば、入力放射ビームを複数の出力放射ビームに分割するための方法が提供される。この方法は、光学面を含む調整可能回折格子を提供することであって、光学面上に周期構造が設けられている、ことと、入力放射ビームが光学素子から回折されて複数の角度分離された出力放射ビームを形成するように光学面を照明するように入力放射ビームを送出することと、入力放射ビームの波長の変動による出力放射ビームの相対出力パワーの変化を少なくとも部分的に補正するように周期構造の形状を制御することと、を備える。
【００４０】
[0040]  本発明の第９の態様によれば、入力放射ビームを受光すると共に出力放射ビームを出力するための減衰器が提供される。この減衰器は、入力放射ビームを受光するための光学面を有する光学素子と、入力放射ビームが光学素子から回折されて複数の角度分離されたサブビームを形成するように回折格子として機能する周期構造を光学面上に形成するように光学面を歪ませるように動作可能である歪み機構と、阻止部材であって、サブビームの少なくとも１つが阻止部材を通り過ぎて出力放射ビームを形成すると共にサブビームの少なくとも１つが阻止部材によって阻止されるように光学素子の遠距離場に位置決めされた阻止部材と、を備え、歪み機構が、出力放射ビームのパワーを制御するように周期構造の振幅を制御するように動作可能である。
【００４１】
[0041]  本発明の第９の態様は、入力放射ビームを減衰させるための簡単な機構を提供する。光学素子は固定されたままであり、出力放射ビームの特性を制御するために周期構造の形状のみを用いるので、減衰器は短い応答時間で高速動作することができる。更に、光学素子に対する入力放射ビームの入射角度に制限はない。これによって減衰器は、極めて小さいかすめ入射角で動作することが可能となり、減衰器により達成される最小減衰を低減させることができる。
【００４２】
[0042]  歪み機構は、光学面に表面音響波を誘導するように動作可能な１以上のアクチュエータを備え得る。光学面上の調整可能周期構造は表面音響波を含む。
【００４３】
[0043]  光学素子は圧電材料層を含み、１以上のアクチュエータはトランスデューサを含み、トランスデューサは圧電材料上に設けられた２つの電極を含み得る。２つの電極は交流電源に接続されている。
【００４４】
[0044]  １以上のアクチュエータは、光学面の反対側の辺に沿って圧電材料上に設けられた２つのそのようなトランスデューサを含み得る。そのような構成において、固定長の光学素子では、トランスデューサを１つだけ含む構成に比べ、光学面上に形成される表面音響波の振幅の変動が小さくなる。
【００４５】
[0045]  このトランスデューサ又は各トランスデューサは、光学面上で入力放射ビームによって形成されるビームスポット領域の短軸に対して概ね平行な光学面の辺に隣接して配置されることができる。
【００４６】
[0046]  所与の振幅の表面音響波を達成するのに必要なパワーは、トランスデューサの電極の長さに依存する。この長さが、音響エネルギが広がる面積を決定するからである。このトランスデューサ又は各トランスデューサを、ビームスポット領域の短軸に対して概ね平行な光学面の辺に隣接して配置することにより、電極の長さを最小限に抑え、従って所与の振幅の表面音響波を達成するのに必要なパワーを最小限に抑える。更に、光学面上の調整可能周期構造の有効ピッチを最大化する。
【００４７】
[0047]  トランスデューサは交差指型トランスデューサ（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）であってもよい。
【００４８】
[0048]  トランスデューサは、光学面上で入力放射ビームによって形成されるビームスポット領域の長軸に対して斜角で光学面を伝搬する表面音響波を生成するように配置されればよい。ビームスポット領域の長軸に対して斜角に表面音響波の伝搬方向を配することにより、（伝搬方向が長軸に対して平行である構成に比べて）表面音響波の伝搬距離が縮小する。有利な点として、この縮小により、（ａ）歪み機構の応答時間の短縮、及び（ｂ）表面音響波の減衰の低減（従って、光学面上に形成される表面音響波の振幅の変動の低減）が得られる。
【００４９】
[0049]  例えばトランスデューサは、光学素子の１つの辺に沿って配置された複数の電極を備え得る。複数の電極の各々は、スパイン部（ｓｐｉｎｅ  ｓｅｃｔｉｏｎ）と、このスパイン部から延出すると共にこれに対して概ね垂直である複数の平行で均一に離間したフィンガと、を備える。各電極のスパイン部は、光学面上で入力放射ビームによって形成されるビームスポット領域の長軸に対して斜角に配置されることができる。
【００５０】
[0050]  圧電材料は石英とすればよい。石英は高いＱ値を有し、従って有利な点として、石英を使用することにより表面音響波の減衰が低減する（従って、光学面上に形成される表面音響波の振幅の変動が低減する）。
【００５１】
[0051]  光学素子は、光学面の下方に複数の閉鎖チャネルが設けられ、各閉鎖チャネルの上方の光学面が材料膜から形成され得る。歪み機構は、光学面の形状を制御するように、閉鎖チャネルの上の膜を歪ませるように動作可能である１以上のアクチュエータを備え得る。
【００５２】
[0052]  １以上のアクチュエータは、閉鎖チャネルの内部と光学面との間の圧力差を制御するように動作可能である。
【００５３】
[0053]  閉鎖チャネルには流体が充填され、歪み機構は、複数のチャネル内の流体の圧力を制御するように動作可能である１以上のアクチュエータを備え得る。
【００５４】
[0054]  閉鎖チャネルの各々の内部に圧電素子を設けることができる。圧電素子は、光学面の形状を制御するように、閉鎖チャネルの上の膜を歪ませるように動作可能である。
【００５５】
[0055]  閉鎖チャネルの各々の内部に静電アクチュエータを設けることができる。静電アクチュエータは、光学面の形状を制御するように、閉鎖チャネルの上の膜を歪ませるように動作可能である。
【００５６】
[0056]  減衰器は、出力放射ビームのパワーを示す量を明らかにするように動作可能であるセンサを更に備え得る。
【００５７】
[0057]  歪み機構は、出力放射ビームのパワーを制御するように、出力放射ビームのパワーを示す量に応じて周期構造の振幅を制御するように動作可能である。
【００５８】
[0058]  本発明の第１０の態様によれば、リソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置は、本発明の第９の態様に従った減衰器と、減衰器の出力放射ビームを調節するように構成された照明システムと、出力放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するように構築された支持構造と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン付放射ビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、を備える。
【００５９】
[0059]  本発明の第１１の態様によれば、リソグラフィシステムが提供される。このリソグラフィシステムは、放射ビームを生成するように動作可能である放射源と、１以上のリソグラフィ装置と、本発明の第９の態様に従った少なくとも１つの減衰器であって、放射源により生成された放射ビームの少なくとも一部を受光すると共に減衰器の出力放射ビームを１以上のリソグラフィ装置の少なくとも１つに提供するように配置された減衰器と、を備える。
【００６０】
[0060]  本発明の第１２の態様によれば、減衰方法が提供される。この減衰方法は、入力放射ビームを受光するための光学面を有する光学素子を提供することと、光学面を歪ませて、入力放射ビームが光学素子から回折されて複数の角度分離されたサブビームを形成するように回折格子として機能する調整可能周期構造を光学面上に形成することと、出力放射ビームのパワーを示す量を明らかにすることと、出力放射ビームのパワーを制御するように、出力放射ビームのパワーを示す量に応じて周期構造の振幅を制御することと、を備える。
【００６１】
[0061]  本発明の第１３の態様によれば、入力放射ビームを受光すると共に複数の出力放射ビームを出力するためのビーム分割装置が提供される。このビーム分割装置は、入力放射ビームを受光するための光学面を有する光学素子と、光学面を歪ませて、入力放射ビームが光学素子から回折されて複数の角度分離された出力放射ビームを形成するように回折格子として機能する調整可能周期構造を光学面上に形成するように動作可能である歪み機構と、を備え、歪み機構が、複数の出力放射ビームの相対出力パワーを制御するように周期構造の振幅を制御するように動作可能である。
【００６２】
[0062]  本発明の１以上の態様を、本明細書に記載する１以上の他の態様と、及び／又は、前述のもしくは以下の説明に記載された１以上の特徴と組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
[0063]  これより本発明の実施形態について添付図面を参照して例示としてのみ記載する。
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に従ったリソグラフィシステムの概略図である。
【図２】図１のリソグラフィシステムの一部を形成し得るリソグラフィ装置の概略図である。
【図３】図１のリソグラフィシステムの一部を形成し得る自由電子レーザの概略図である。
【図４】エネルギ回収ＬＩＮＡＣを用いる、図１のリソグラフィシステムの一部を形成し得る自由電子レーザの概略図である。
【図５】図１のリソグラフィシステムの一部を形成し得る減衰器の概略側面図である。
【図５ａ】図５の減衰器の概略斜視図である。
【図６】図５及び図５ａの減衰器によって形成される０次及び１次の回折ビームの相対パワーを、その光学面上の周期構造の振幅の関数として示す。
【図６ａ】（固定かすめ入射角について）光学面上の正弦周期構造における、図５及び図５ａの減衰器によって形成される０次、１次、２次、及び３次の回折ビームの部分パワー（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ  ｐｏｗｅｒ）を、正弦周期構造の振幅の関数として示す。
【図７ａ】図５及び図５ａの減衰器の一部を形成し得る光学素子及び歪み機構の一実施形態を示す。
【図７ｂ】圧電材料の異なるＱ値について、図７ａの歪み機構によって形成される表面音響波の振幅をトランスデューサからの距離の関数として示す。
【図８ａ】図５及び図５ａの減衰器の一部を形成し得る光学素子及び歪み機構の代替的な実施形態を示す。
【図８ｂ】圧電材料の異なるＱ値について、図８ａの歪み機構によって形成される表面音響波の振幅を２つのトランスデューサの一方からの距離の関数として示す。
【図９】図５及び図５ａの減衰器の一部を形成し得る歪み機構の代替的な実施形態を示す。
【図１０】図５及び図５ａの減衰器の一部を形成し得る光学素子の一部の概略断面図である。
【図１０ａ】図１０の光学素子の一部の概略断面図である。
【図１１】歪み機構によって歪ませた図１０の光学素子の一部の概略断面図である。
【図１１ａ】（歪み機構によって歪ませた）図１１に示す光学素子の一部の概略断面図である。
【図１２】図１０の光学素子の一部の概略断面図である。
【図１３ａ】図１０の光学素子の第１の実施形態の一部の第１の断面図を示す。
【図１３ｂ】図１３ａに示す図１０の光学素子の第１の実施形態の一部の第２の断面図を示す。
【図１４】図１３ｂに示す光学素子の断面図の一部の拡大図を示す。
【図１５ａ】各閉鎖チャネル内に圧電アクチュエータが設けられた、図１０の光学素子の第２の実施形態の一部を示す。
【図１５ｂ】歪み機構によって歪ませた、図１５ａに示す図１０の光学素子の第２の実施形態の一部を示す。
【図１６】各閉鎖チャネル内に第２のタイプの圧電アクチュエータが設けられた、図１０の光学素子の第３の実施形態の一部を示す。
【図１７】各閉鎖チャネル内に静電アクチュエータが設けられた、図１０の光学素子の第４の実施形態を示す。
【図１８】図１のリソグラフィシステムのビームデリバリシステムの一部を形成し得る、本発明の一実施形態に従ったビーム分割装置の概略図である。
【図１９ａ】図１８の装置の一部を形成し得る光学素子の一実施形態の概略斜視図である。
【図１９ｂ】図１９ａの光学素子の平面図である。
【図１９ｃ】図１９ａの光学素子の側面図である。
【図２０】図１９ａ〜図１９ｃの光学素子の反射面の一部のｘ−ｚ面の断面図である。
【図２１ａ】図１９ａ〜図１９ｃの光学素子の平面図をアクチュエータと共に示す。
【図２１ｂ】図２１ａの光学素子及びアクチュエータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
[0064]  図１は、本発明の一実施形態に従ったリソグラフィシステムＬＳを示す。リソグラフィシステムＬＳは、放射源ＳＯ、ビームデリバリシステムＢＤＳ、及び複数のリソグラフィツールＬＡａ〜ＬＡｎを備えている。放射源ＳＯは、極端紫外線（ＥＵＶ）放射ビームＢ（これをメインビームと称する場合がある）を生成するように構成され、例えば少なくとも１つの自由電子レーザを含み得る。各リソグラフィツールは、放射ビームを受光する任意のツールであってもよい。ツールＬＡａ〜ＬＡｎのことを本明細書では概してリソグラフィ装置と称するが、これらのツールがそれに限定されないことは認められよう。例えばこれらのツールは、リソグラフィ装置、マスクインスペクション装置、空間像測定システム（ＡＩＭＳ：Ａｒｉａｌ  Ｉｍａｇｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）を含み得る。
【００６６】
[0065]  ビームデリバリシステムＢＤＳはビーム分割光学部品を備えている。ビーム分割光学部品は、メイン放射ビームＢを、ｎ個の別々の放射ビームＢａ〜Ｂｎ（これらを分岐ビームと称する場合がある）に分割する。これらのビームは各々、ｎ個のリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの異なるものに送出される。
【００６７】
[0066]  ビームデリバリシステムＢＤＳは更に、ビーム拡大光学部品及び／又はビーム整形光学部品を備え得る。ビーム拡大光学部品は、メイン放射ビームＢ及び／又は分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎの断面積を拡大させるように構成されることができる。これは、ビーム拡大光学部品の下流にあるミラーに対する熱負荷のパワー密度を低下させる。これにより、ビーム拡大光学部品の下流にあるミラーは、低スペックで、あまり冷却を行わない、従って安価なものとすることができる。更に、そのようなミラーでのパワー密度低下のため、熱膨張による光学面の変形が低減する。これに加えて又はこの代わりに、下流のミラーに対する熱負荷のパワー密度の低下によって、これらのミラーは、より大きいかすめ入射角のメイン放射ビーム又は分岐放射ビームを受光することが可能となる。例えばこれらのミラーは、例えば２度でなく５度のかすめ入射角の放射を受光し得る。ビーム整形光学部品は、メイン放射ビームＢ及び／又は分岐放射ビームの断面形状及び／又は強度プロファイルを変更させるように構成されることができる。
【００６８】
[0067]  代替的な実施形態において、ビームデリバリシステムＢＤＳは、ビーム拡大光学部品又はビーム整形光学部品を含まない場合がある。
【００６９】
[0068]  いくつかの実施形態において、ビームデリバリシステムＢＤＳは、メイン放射ビームＢ及び／又は分岐放射ビームの１以上の断面積を縮小するように構成されたビーム縮小光学部品を備え得る。上述のように、ビーム拡大光学部品は、ビームデリバリシステムＢＤＳ内のミラーが受光する熱負荷のパワー密度を低下させることができ、これが望ましい場合がある。しかしながら、ビーム拡大光学部は同時に前記ミラーのサイズを拡大させ、これは望ましくない場合がある。ビーム拡大光学部品及びビーム縮小光学部品を用いて、所望のビームサイズを得ることが可能となる。所望のビームサイズは、光学収差が所与の閾値レベル未満となる最小ビーム断面積であり得る。
【００７０】
[0069]  図２を参照すると、リソグラフィ装置ＬＡａは、照明システムＩＬ、パターニングデバイスＭＡ（例えばマスク）を支持するように構成された支持構造ＭＴ、投影システムＰＳ、及び基板Ｗを支持するように構成された基板テーブルＷＴを備えている。照明システムＩＬは、リソグラフィ装置ＬＡａによって受光される分岐放射ビームＢａがパターニングデバイスＭＡに入射する前にこれを調節するように構成されている。投影システムＰＳは、放射ビームＢａ’’（この時点でパターニングデバイスＭＡによりパターン付与されている）を基板Ｗ上に投影するように構成されている。基板Ｗは、以前に形成されたパターンを含むことがある。これが当てはまる場合、リソグラフィ装置は、基板Ｗ上の以前に形成されたパターンとパターン付与された放射ビームＢａ’’とを位置合わせする。
【００７１】
[0070]  リソグラフィ装置ＬＡａによって受光される分岐放射ビームＢａは、ビームデリバリシステムＢＤＳから照明システムＩＬの閉鎖構造の開口８を通って照明システムＩＬ内に入る。任意選択的に、分岐放射ビームＢａを集束させて、開口８において又は開口８の近くに中間焦点を形成してもよい。
【００７２】
[0071]  照明システムＩＬは、ファセットフィールドミラーデバイス１０及びファセット瞳ミラーデバイス１１を含むことができる。ファセットフィールドミラーデバイス１０及びファセット瞳ミラーデバイス１１は共に、放射ビームＢａに所望の断面形状及び所望の角度分布を与える。放射ビームＢａは、照明システムＩＬから出て、支持構造ＭＴにより保持されたパターニングデバイスＭＡに入射する。パターニングデバイスＭＡは放射ビームを反射し、これにパターンを付与して、パターン付ビームＢａ’’を形成する。照明システムＩＬは、ファセットフィールドミラーデバイス１０及びファセット瞳ミラーデバイス１１に加えて又はこれらの代わりに、他のミラー又はデバイスを含むこともある。照明システムＩＬは例えば、個別に移動可能なミラーのアレイを含むことができる。個別に移動可能なミラーは、例えば直径１ｍｍ未満であり得る。個別に移動可能なミラーは、例えば微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスとすればよい。
【００７３】
[0072]  パターン付放射ビームＢａ’’は、パターニングデバイスＭＡから方向転換（例えば反射）した後、投影システムＰＳに入射する。投影システムＰＳは、基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗに放射ビームＢａ’’を投影するように構成された複数のミラー１３、１４を備えている。投影システムＰＳは放射ビームに縮小率を適用して、パターニングデバイスＭＡの対応するフィーチャよりも小さいフィーチャを有する像を形成することができる。例えば縮小率４を適用すればよい。図２において投影システムＰＳは２つのミラーを有するが、投影システムは任意の数のミラー（例えば６のミラー）を含むことができる。
【００７４】
[0073]  リソグラフィ装置ＬＡａは、放射ビームＢａ’の断面にパターンを付与し、このパターン付放射ビームを基板のターゲット部分に投影することで、基板のターゲット部分をパターン付放射に露光するように動作可能である。リソグラフィ装置ＬＡａは、例えばスキャンモードで使用することができる。このモードでは、放射ビームＢａ’’に与えたパターンを基板Ｗに投影している間に、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴを同期してスキャンする（すなわち動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの縮小率及び像反転特性によって決定することができる。基板Ｗに入射するパターン付放射ビームＢａ’’は、ある放射帯を含み得る。この放射帯を露光スリットと称することができる。スキャン露光中、露光スリットが基板Ｗのターゲット部分の上を移動することで基板Ｗのターゲット部分をパターン付放射に露光するように、基板テーブルＷＴ及び支持構造ＭＴを移動させる。基板Ｗのターゲット部分内の所与の位置が露光される放射ドーズ量は、放射ビームＢａ’’のパワーと、その位置上で露光スリットをスキャンする際にその位置が放射に露光される時間量とに依存することは認められよう（この例ではパターンの影響は無視される）。「ターゲット位置」という言葉は、放射に露光される（かつ受光した放射ドーズ量を算出することができる）基板上の位置を表すために使用可能である。
【００７５】
[0074]  一実施形態において、分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎはそれぞれ、各減衰器１５ａ〜１５ｎを介して送出された後、各リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎに入射する。各減衰器１５ａ〜１５ｎは、分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎが対応するリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎに入射する前に各分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎの強度を調整するように構成されている。各減衰器１５ａ〜１５ｎは、その対応するリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの一部を形成すると考えられる。あるいは各減衰器１５ａ〜１５ｎは、その対応するリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎとは別個のものと考えることも可能である。各減衰器１５ａ〜１５ｎは、その減衰器に関連付けられたリソグラフィ装置から与えられるフィードバックを用いて、コントローラＣＴａ〜ＣＴｎにより制御することができる。例えばリソグラフィ装置ＬＡｎは、このリソグラフィ装置内に分岐放射ビームＢｎの強度を監視するセンサＳＬｎを含むことができる。センサＳＬｎからの出力を用いて減衰器１５ｎを制御できる。従って、破線Ｆｎで示すようにフィードバックベースの制御ループが与えられる。センサＳＬｎは、リソグラフィ装置ＬＡｎ内の任意の適切な位置に設ければよい。例えばセンサＳＬｎは、リソグラフィ装置の投影システムＰＳの後段に位置付けることができる。センサＳＬｎは、例えば破線ＳＬａで概略的に示すように、基板Ｗ上に設けられ得る。これに加えて又はこの代わりに、センサＳＬｎは、リソグラフィ装置の投影システムＰＳの前段に位置付けてもよい。例えばセンサＳＬｎは、破線ＳＬａで概略的に示すように照明システムＩＬ内に、又は照明システムＩＬと支持構造ＭＴとの間に位置付けられ得る。
【００７６】
[0075]  基板Ｗ上のターゲット位置は、約１ｍｓ以上であり得る露光時間期間中、ＥＵＶ放射を受光することができる。いくつかの実施形態において、露光時間は数十ミリ秒のオーダーとすることができ、例えば５０〜１００ｍｓの範囲内である。フィードバックベースの減衰器１５ａ〜１５ｎを介してリソグラフィ基板に送出されるＥＵＶ放射のパワーを制御すると、リソグラフィ基板上のターゲット位置における露光ドーズ量の均一性を向上させることができる。１０ｋＨ以上の周波数で動作するフィードバックベースの制御ループは、１ｍｓで送出される露光ドーズ量をある程度制御する。５０ｋＨｚ以上の周波数で動作するフィードバックベースの制御ループでは、１ｍｓで送出される露光ドーズ量の制御が向上する（これは、ＥＵＶ放射ビームパワーの変動（ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ）をより完全に平滑化することができる）。約１００ｋＨｚ以上の周波数で動作するフィードバックベースの制御ループでは、１ｍｓで送出される露光ドーズ量の制御が更に向上し得る。１ＭＨｚ以上の周波数で動作するフィードバックベースの制御ループでは、ドーズ量制御の点で著しい利点は追加されない場合がある。これは、１ｍｓの露光時間では、このような周波数でのＥＵＶ放射の変動が露光時間中に実質的に平均化されるからである。
【００７７】
[0076]  放射源ＳＯ、ビームデリバリシステムＢＤＳ、及びリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎは全て、外部環境から隔離可能であるように構成及び配置することができる。放射源ＳＯ、ビームデリバリシステムＢＤＳ、及びリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの少なくとも一部において真空を与えて、ＥＵＶ放射の吸収を最小限に抑えることができる。リソグラフィシステムＬＳの異なる部分に、異なる圧力の真空を与える（すなわち大気圧未満の異なる圧力に維持する）ことも可能である。
【００７８】
[0077]  再び図１を参照すると、放射源ＳＯは、リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎの各々へ供給するのに充分なパワーのＥＵＶ放射ビームＢを発生するように構成されている。上記のように、放射源は自由電子レーザを含み得る。
【００７９】
[0078]  自由電子レーザは電子源を含み、これは、バンチ化相対論的電子ビームと、この相対論的電子バンチが送り出される周期磁場と、を生成するように動作可能である。周期磁場はアンジュレータにより生成され、これによって電子は中心軸を中心とした振動経路をとる。磁気構造によって生じた加速の結果、電子は概ね中心軸方向に電磁放射を自発的に放射する。相対論的電子はアンジュレータ内の放射と相互作用する。特定の条件下で、この相互作用によって電子はバンチ化して、アンジュレータ内の放射の波長で変調されたマイクロバンチ（ｍｉｃｒｏｂｕｎｃｈ）となり、中心軸に沿った放射のコヒーレントな放出が誘導される。
【００８０】
[0079]  電子が通る経路は、正弦波形状かつ平面状であって電子が周期的に中心軸を横断するか、又は、らせん状であって電子が中心軸を中心に回転する場合がある。振動経路のタイプは、自由電子レーザが放出する放射の偏光に影響を及ぼし得る。例えば、らせん状の経路に沿って電子を伝搬させる自由電子レーザは楕円偏光放射を放出し得る。これは、一部のリソグラフィ装置による基板Ｗの露光には望ましい場合がある。
【００８１】
[0080]  図３は自由電子レーザＦＥＬの概略図であり、これは、入射器２１、線形加速器２２、バンチ圧縮器２３、アンジュレータ２４、電子減速器２６、及びビームダンプ１００を備えている。
【００８２】
[0081]  入射器２１は、バンチ化電子ビームＥを生成するように構成され、例えば熱イオンカソード又はフォトカソード等の電子源と加速電場とを備えている。入射器２１は、電子銃及び電子ブースタを備え得る。電子銃は、パルスレーザビームを受光するように配置された真空チャンバ内部のフォトカソードを備えることができる。レーザビームの光子はフォトカソードによって吸収され、フォトカソード内の電子を励起し、結果としてフォトカソードから一部の電子が放出される。フォトカソードは、高い負の電圧（例えば数百キロボルトのオーダー）に保持され、このためフォトカソードから放出される電子をフォトカソードから離れる方向に加速するように機能し、これによって電子のビームが形成される。レーザビームがパルス状であるので、このレーザビームのパルスに対応して電子はフォトカソードからバンチ状に放出される。フォトカソードから放出される電子ビームＥは電子ブースタによって加速される。電子ブースタは電子バンチを、例えば約５ＭｅＶを超えるエネルギに加速することができる。いくつかの実施形態では、電子ブースタは電子バンチを、約１０ＭｅＶを超えるエネルギに加速することができる。いくつかの実施形態では、電子ブースタは電子バンチを最大で約２０ＭｅＶのエネルギに加速することができる。
【００８３】
[0082]  電子ビームＥ内の電子は線形加速器２２によって更に加速される。一例において線形加速器２２は、共通軸に沿って軸方向に離間した複数の無線周波数空洞と、共通軸に沿って電磁場を制御して電子バンチが通過する際に各電子バンチを加速するように動作可能である１以上の無線周波数電力源と、を備えることができる。空洞は超伝導無線周波数空洞とすればよい。有利な点として、これによって、比較的大きい電磁場を高いデューティサイクルで印加すること、ビームアパーチャが大きくなるので航跡場（ｗａｋｅｆｉｅｌｄ）による損失を低減させること、（空洞の壁を通って放散するものに対して）ビームに伝達される無線周波数エネルギ部分を増大させることが可能となる。あるいは、空洞は従来どおり伝導性とすることも可能であり（すなわち超伝導ではない）、例えば銅から形成すればよい。
【００８４】
[0083]  いくつかの加速ステップを経て、ビームＥの最終エネルギに到達することができる。例えばビームＥは、ビーム輸送要素（ベンド、ドリフト空間等）により分離された複数の線形加速器モジュールを通るように送出することができる。この代わりに又はこれに加えて、ビームＥは同一の線形加速器モジュールを繰り返し通るように送出することも可能であり、この場合、ビームＥのエネルギの利得及び／又は損失は繰り返しの数に応じる。他のタイプの線形加速器も使用可能である。例えば、レーザ航跡場加速器又は逆自由電子レーザ加速器を用いることができる。
【００８５】
[0084]  入射器２１及び線形加速器２２は、バンチ化電子ビームを生成するように動作可能な電子源を形成すると考えることができる。
【００８６】
[0085]  電子ビームＥは、線形加速器２２とアンジュレータ２４との間に配置されたバンチ圧縮器２３を通過する。バンチ圧縮器２３は、電子ビームＥ内の電子をバンチ化すると共に電子ビームＥ内の既存の電子バンチを空間的に圧縮するように構成されている。あるタイプのバンチ圧縮器２３は、電子ビームＥを横断する方向に向けられた放射場を含む。電子ビームＥ内の電子は放射と相互作用して、近傍の他の電子とバンチ化する。別のタイプのバンチ圧縮器２３は磁気シケイン（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｈｉｃａｎｅ）を含む。この場合、電子がシケインを通過する際の経路の長さはそのエネルギに依存する。このタイプのバンチ圧縮器を用いると、電位が例えば無線周波数で振動する複数の導体によって、線形加速器２２で加速された電子バンチを圧縮することができる。
【００８７】
[0086]  次いで電子ビームＥはアンジュレータ２４を通過する。一般的に、アンジュレータ２４は複数のモジュールから成る。各モジュールは周期的な磁気構造を含み、これは周期磁場を生成するように動作可能であり、入射器２１及び線形加速器２２によって生成された相対論的電子ビームＥをそのモジュール内の周期経路に沿って導くように配置されている。この結果、各アンジュールモジュール内で、電子は概ねそのモジュール内の周期経路の中心軸の方向に電磁放射を放射する。アンジュレータ２４は更に、１以上の隣接モジュール対の間にある四重極磁石等、電子ビームＥを再集束させる（ｒｅｆｏｃｕｓ）ための機構を備えることができる。電子ビームＥを再集束するための機構は電子バンチのサイズを縮小することができ、これによってアンジュレータ２４内の電子と放射との結合を向上させて、放射の放出の誘導を増大させることができる。
【００８８】
[0087]  電子は、各アンジュレータモジュールを通過する際、放射の電場と相互作用し、放射とエネルギを交換する。一般に、条件が以下で与えられる共振条件に近くない限り、電子と放射との間で交換されるエネルギ量は高速で振動する。
【００８９】
【数１】
0006629318.tif 000002
【００９０】
ここで、λｅｍは放射の波長であり、λｕは電子が伝搬しているアンジュレータモジュールのアンジュレータ周期であり、γは電子のローレンツ因子であり、Ｋはアンジュレータパラメータである。Ａはアンジュレータ２４の幾何学的形状に依存する。円偏光放射を生成するヘリカルアンジュレータ（ｈｅｌｉｃａｌ  ｕｎｄｕｌａｔｏｒ）ではＡ＝１であり、平面アンジュレータ（ｐｌａｎａｒ  ｕｎｄｕｌａｔｏｒ）ではＡ＝２であり、楕円偏光放射を生成するヘリカルアンジュレータ（すなわち円偏光でもなく直線偏光でもない）では１＜Ａ＜２である。実際には、各電子バンチはある幅のエネルギを有するが、この幅は（電子ビームＥを低いエミッタンスで生成することによって）できる限り最小限に抑えることができる。アンジュレータパラメータＫは典型的に約１であり、以下によって与えられる。
【００９１】
【数２】
0006629318.tif 000003
【００９２】
ここで、ｑ及びｍはそれぞれ電子の電荷及び質量であり、Ｂｏは周期磁場の振幅であり、ｃは光の速度である。
【００９３】
[0088]  共振波長λｅｍは、各アンジュレータモジュールを通過する電子が自発的に放射する第１高調波波長に等しい。自由電子レーザＦＥＬは、ＳＡＳＥ（ｓｅｌｆ−ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ：自己増幅自発放出）モードで動作することができる。ＳＡＳＥモードの動作では、電子ビームＥが各アンジュレータモジュールに入射する前にその電子バンチのエネルギ幅が小さいことが必要であり得る。あるいは、自由電子レーザＦＥＬは、アンジュレータ２４内の誘導放出により増幅可能なシード放射源を備えることができる。自由電子レーザＦＥＬは再循環増幅器自由電子レーザ（ＲＡＦＥＬ：ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ｆｒｅｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｌａｓｅｒ）として動作可能であり、この場合、自由電子レーザＦＥＬが発生する放射の一部を用いて更なる放射の発生をシードする（ｓｅｅｄ）。
【００９４】
[0089]  アンジュレータ２４を通過する電子によって、放射の振幅を増大させることができる。すなわち、自由電子レーザＦＥＬは非ゼロの利得を有し得る。共振条件を満たす場合、又は条件が共振に近いがわずかに外れている場合に、最大の利得を達成できる。アンジュレータ２４において生成された放射は、例えば図１の放射ビームＢに対応し得る放射ビームＢＦＥＬとしてアンジュレータから出射する。
【００９５】
[0090]  各アンジュレータモジュールの中心軸の周りの領域を、「有効磁場領域（ｇｏｏｄ  ｆｉｅｌｄ  ｒｅｇｉｏｎ）」と見なすことができる。有効磁場領域は、中心軸の周りのある体積であり、アンジュレータモジュールの中心軸に沿った所与の位置では、この体積内の磁場の大きさ及び方向が実質的に一定である。有効磁場領域内で伝搬する電子バンチは、式（１）の共振条件を満たすことができ、従って放射を増幅する。更に、有効磁場領域内で伝搬する電子ビームＥは、補償されない磁場による著しい予測外の分裂（ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ）を経験しないはずである。
【００９６】
[0091]  各アンジュレータモジュールは、許容可能な初期軌道範囲を有し得る。この許容可能な初期軌道範囲内の初期軌道でアンジュレータモジュールに入射する電子は、式（１）の共振条件を満たすことができ、そのアンジュレータモジュール内で放射と相互作用してコヒーレント放射の放出を誘導する。これに対して、他の軌道でアンジュレータモジュールに入射する電子は、コヒーレント放射の顕著な放出を誘導しない場合がある。
【００９７】
[0092]  例えば、一般的にらせん状のアンジュレータモジュールでは、電子ビームＥはアンジュレータモジュールの中心軸と実質的に位置合わせしなければならない。電子ビームＥとアンジュレータモジュールの中心軸との間の傾斜又は角度は概ね１／１０ｐを超えてはならない（ｐはピアスパラメータである）。そうでない場合、アンジュレータモジュールの変換効率（すなわち、そのモジュール内で放射に変換される電子ビームＥのエネルギ部分）は、所望の量未満に低下し得る（又はほとんどゼロまで低下し得る）。一実施形態では、ＥＵＶヘリカルアンジュレータモジュールのピアスパラメータは０．００１のオーダーである場合があり、これは、アンジュレータモジュールの中心軸に対する電子ビームＥの傾斜が１００マイクロラジアン未満でなければならないことを示している。
【００９８】
[0093]  平面アンジュレータモジュールでは、より広い初期軌道範囲が許容可能であり得る。電子ビームＥが平面アンジュレータモジュールの磁場に対して実質的に垂直のままであり、平面アンジュレータモジュールの有効磁場領域内に留まるならば、コヒーレントな放射の放出を誘導することができる。
【００９９】
[0094]    電子ビームＥの電子が各アンジュレータモジュール間のドリフト空間を移動する際、電子は周期経路をとらない。従ってこのドリフト空間では、電子は空間的に放射と重複するが放射と大きなエネルギを交換しないので、事実上放射から切り離される。
【０１００】
[0095]  バンチ化電子ビームＥは有限エミッタンスを有するので、再集束されない限り直径が増大する。このため、アンジュレータ２４は更に、１以上の隣接モジュール対の間に電子ビームＥを再集束するための機構を備えている。例えば、各隣接モジュール対の間に四重極磁石を設けることができる。四重極磁石は電子バンチのサイズを縮小し、電子ビームＥをアンジュレータ２４の有効磁場領域内に維持する。これによって次段のアンジュレータモジュール内の電子と放射との結合が向上し、放射の放出の誘導が増大する。
【０１０１】
[0096]  アンジュレータ２４に入射する際に共振条件を満たす電子は、放射を放出（又は吸収）する際にエネルギを喪失（又は獲得）するので、共振条件は満たされなくなる。従っていくつかの実施形態では、アンジュレータ２４をテーパ化することができる。すなわち、電子バンチがアンジュレータ２４を通って導かれる際にこれを共振又は共振近傍に維持するため、周期磁場の振幅及び／又はアンジュレータ周期λｕは、アンジュレータ２４の長さに沿って変化し得る。テーパ化を達成するには、各アンジュレータモジュール内で及び／又はモジュールごとに、周期磁場の振幅及び／又はアンジュレータ周期λｕを変化させればよい。これに加えて又はこの代わりに、テーパ化を達成するには、各アンジュレータモジュール内で及び／又はモジュールごとに、アンジュレータ２４のらせん性（ｈｅｌｉｃｉｔｙ）を変化（これによってパラメータＡを変化）させればよい。
【０１０２】
[0097]  電子ビームＥは、アンジュレータ２４から出射した後、ダンプ１００によって吸収される。ダンプ１００は、電子ビームＥを吸収するために充分な材料の量を含むことができる。この材料は、放射能誘導についての閾値エネルギを有し得る。閾値エネルギ未満のエネルギでダンプ１００に入射する電子は、ガンマ線シャワーを生成する可能性はあるが、著しいレベルの放射能は誘導しない。材料は、電子衝突による放射能誘導についての高い閾値エネルギを有し得る。例えばビームダンプは、約１７ＭｅＶの閾値エネルギを有するアルミニウム（Ａｌ）を含む場合がある。電子ビームＥがダンプ１００に入射する前に、その電子エネルギを低減させることが望ましい。これによって、ダンプ１００から放射性廃棄物を除去及び処分する必要性が解消されるか又は少なくとも低減される。放射性廃棄物を除去するためには自由電子レーザＦＥＬを周期的にシャットダウンする必要があり、放射性廃棄物を処分することは高コストであると共に環境への重大な影響を伴う恐れがあるので、これは有利である。
【０１０３】
[0098]  アンジュレータ２４とビームダンプ１００との間に配置された減速器２６に電子ビームＥを送出することによって、電子ビームＥがダンプ１００に入射する前にその電子エネルギを低減させることができる。
【０１０４】
[0099]  一実施形態において、アンジュレータ２４から出射した電子ビームＥを減速させるには、線形加速器２２における無線周波数（ＲＦ）フィールドに対して１８０度の位相差で電子を線形加速器２２に戻せばよい。このように、線形加速器におけるＲＦフィールドは、アンジュレータ２４から出力した電子を減速させるように機能する。電子が線形加速器２２で減速すると、それらのエネルギの一部は線形加速器２２のＲＦフィールドに移動する。従って、減速している電子からのエネルギは線形加速器２２によって回収されて、入射器２１から出力した電子ビームＥを加速させるために用いることができる。このような構成は、エネルギ回収線形加速器（ＥＲＬ：ｅｎｅｒｇｙ  ｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇ  ｌｉｎｅａｒ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）として知られている。図４に、ＥＲＬを用いた自由電子レーザＦＥＬの一例を示す。
【０１０５】
[00100]  図４を参照すると、線形加速器２２から出た相対論的電子ビームＥはステアリングユニット２５に入射する。ステアリングユニット２５は、相対論的電子ビームＥを線形加速器２２からアンジュレータ２４に向けるように電子ビームＥの軌道を変えるように動作可能である。ステアリングユニット２５は例えば、ステアリングユニット２５内に磁場を発生させるように構成された１以上の電磁石及び／又は永久磁石を含むことができる。この磁場は電子ビームＥに力を加え、これが電子ビームＥの軌道を変えるように作用する。線形加速器２２から出る際の電子ビームＥの軌道は、電子をアンジュレータ２４へと向けるように、ステアリングユニット２５によって変更される。
【０１０６】
[00101]  ステアリングユニット２５が１以上の電磁石及び／又は永久磁石を含む実施形態において、磁石は、磁気双極子、磁気四極子、磁気六極子、及び／又は、電子ビームＥに力を加えるように構成された他のいずれかの種類の多極磁場機構の１以上を形成するように配置すればよい。ステアリングユニット２５は、これに加えて又はこの代わりに１以上の帯電プレートを備えることも可能であり、これはステアリングユニット２５内に電場を生成して電子ビームＥに力を加えるように構成することができる。概して、ステアリングユニット２５は、電子ビームＥに力を加えてその軌道を変えるように動作可能であればいかなる装置も含み得る。
【０１０７】
[00102]  図４に示す自由電子レーザの実施形態では、アンジュレータ２４から出た電子ビームＥ’は第２のステアリングユニット２６に入射する。第２のステアリングユニット２６は、アンジュレータ２４から出た電子ビームＥ’の軌道を変更して、電子ビームＥ’を再び線形加速器２２に送出する。第２のステアリングユニット２６はステアリングユニット２５と同様のものとすればよく、例えば１以上の電磁石及び／又は永久磁石を含むことができる。第２のステアリングユニット２６は、アンジュレータ２４から出た放射ビームＢＦＥＬの軌道には影響を与えない。従って、ステアリングユニット２５は放射ビームＢＦＥＬから電子ビームＥ’の軌道を切り離す。いくつかの実施形態では、電子ビームＥ’の軌道を、第２のステアリングユニット２６に達する前に、（例えば１以上の磁石を用いて）放射ビームＢＦＥＬの軌道から切り離してもよい。
【０１０８】
[00103]  第２のステアリングユニット２６は、電子ビームＥ’がアンジュレータ２４から出た後にこれを線形加速器２２に送出する。アンジュレータ２４を通過した電子バンチは、線形加速器２２における加速フィールド（例えば無線周波数フィールド）に対して約１８０度の位相差で線形加速器２２に入射し得る。電子バンチと線形加速器２２における加速フィールドとの位相差のため、電子はこのフィールドにより減速される。減速する電子Ｅ’はエネルギの一部を線形加速器２２のフィールドに戻し、これによって、電子源２１から到着する電子ビームＥを加速させるフィールドの強度が増大する。従ってこの機構は、（線形加速器により電子バンチが加速された時に）線形加速器２２において電子バンチに与えられたエネルギの一部を回収し、電子源２１から到着する後続の電子バンチを加速する。このような機構はエネルギ回収ＬＩＮＡＣとして既知であり得る。
【０１０９】
[00104]  線形加速器２２により減速された電子Ｅ’は、ビームダンプ１００によって吸収される。ステアリングユニット２５は、線形加速器２２により減速された電子ビームＥ’の軌道を、線形加速器２２により加速された電子ビームＥの軌道から切り離すように動作可能であり得る。これによって、減速された電子ビームＥ’をビームダンプ１００で吸収すると共に、加速された電子ビームＥをアンジュレータ２４に送出することができる。
【０１１０】
[00105]  自由電子レーザＦＥＬは、電子源２１から入来するビームＥの軌道とステアリングユニット２６から入来するビームＥ’の軌道とを実質的に重複させるビームマージ（ｍｅｒｇｉｎｇ）ユニット（図示せず）を備えることができる。このマージが可能であるのは、加速器２２による加速の前にビームＥのエネルギがビームＥ’のエネルギよりも著しく小さいという事実のためである。実質的に一定の磁場を発生させることによって、加速した電子ビームＥの軌道を減速した電子ビームＥ’の軌道から切り離すことができる。加速した電子ビームＥと減速した電子ビームＥ’とのエネルギ差により、２つの電子ビームの軌道を一定の磁場によって異なる量だけ変えることができる。従って、２つの電子ビームの軌道は相互に切り離される。
【０１１１】
[00106]  あるいは、ステアリングユニット２５は例えば、加速した電子ビームＥ及び減速した電子ビームＥ’を形成する電子バンチと実質的に一定の位相関係を有する周期磁場を発生させるように動作可能であり得る。例えば加速した電子ビームＥからの電子バンチがステアリングユニット２５に入射する時、ステアリングユニット２５はこの電子をアンジュレータ２４に送出するように作用する磁場を発生させることができる。減速した電子ビームＥ’からの電子バンチがステアリングユニット２５に入射する時、ステアリングユニット２５はこの電子をビームダンプ１００に送出するように作用する磁場を発生させることができる。あるいは、減速した電子ビームＥ’からの電子バンチがステアリングユニット２５に入射する時、ステアリングユニット２５は、この電子がステアリングユニット２５から外れてビームダンプ１００に向かうように、磁場をほとんど又は全く発生させないことも可能である。
【０１１２】
[00107]  あるいは、自由電子レーザＦＥＬは、ステアリングユニット２５とは別個のビーム分割ユニット（図示せず）を備え、これを、ステアリングユニット２５の上流で減速した電子ビームＥ’の軌道から加速した電子ビームＥの軌道を切り離すように構成することができる。ビーム分割ユニットは例えば、加速した電子ビームＥ及び減速した電子ビームＥ’を形成する電子バンチと実質的に一定の位相関係を有する周期磁場を発生させるように動作可能であり得る。
【０１１３】
[00108]  線形加速器２２は、減速器として動作している場合、電子Ｅ’のエネルギを閾値エネルギ未満に低減させるように動作可能であり得る。この閾値エネルギ未満の電子は、ビームダンプ１００において著しいレベルの放射能を誘導しない可能性がある。
【０１１４】
[00109]  いくつかの実施形態では、線形加速器２２とは別個の減速器（図示せず）を用いて、アンジュレータ２４を通過した電子ビームＥ’を減速させることができる。電子ビームＥ’は、線形加速器２２によって減速することに加えて、又は線形加速器２２によって減速する代わりに、この減速器によって減速することができる。例えば、電子ビームＥ’が線形加速器２２によって減速される前に、第２のステアリングユニット２６がこの電子ビームＥ’を減速器に通過させることができる。これに加えて又はこの代わりに、電子ビームＥ’は、線形加速器２２により減速した後であってビームダンプ１００により吸収される前に減速器を通過することも可能である。あるいは、電子ビームＥ’は、アンジュレータ２４から出た後に線形加速器２２を通過せずに、１以上の減速器によって減速させ、その後ビームダンプ１００によって吸収することができる。
【０１１５】
[00110]  自由電子レーザＦＥＬは、図１のリソグラフィシステムＬＳの一部を形成することができる。この場合、自由電子レーザが生成する放射は最終的に、１以上のリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ内の１以上の基板Ｗによって受光される。これらの基板Ｗは、パターン付放射を受光するように配置されたターゲット部分を含むと考えられる。リソグラフィシステムＬＳ内で、放射は自由電子レーザＦＥＬから基板まで伝送されるが、その間に、（ｉ）ビームデリバリシステムＢＤＳ（例えばビーム拡大光学部品及びビーム分割光学部品を備える）、及び（ｉｉ）リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ内の光学部品（例えば光学部品１０、１１、１３、１４）を経由する。ビームデリバリシステムＢＤＳ及びリソグラフィ装置内の光学部品は、自由電子レーザＦＥＬから基板Ｗまで放射を伝送するように構成された光路と称することができる。光路は、ある放射ドーズ量を基板Ｗに与えるように放射を反射及び／又は透過させる。光路を伝搬して基板Ｗに入射する放射ビームＢの部分を光路の透過率と称することができる。光路は反射性及び／又は透過性の素子を含むことができ、光路の透過率は、光路における反射性素子の反射率と光路における透過性素子の透過率とに依存することは認められよう。光路の透過率は更に、放射ビームＢの断面と、放射ビームが入射する光路内の光学素子とのマッチングに依存し得る。例えば、光路における光学素子（例えばミラー）は、この光学素子に入射する放射ビームＢの断面よりも小さい断面を有することがある。従って、光学素子の断面の外側にある放射ビームＢの断面部分は、（例えばミラーで反射されないことによって）放射ビームから失われ、従って光路の透過率を低下させる可能性がある。
【０１１６】
[00111]  リソグラフィシステムＬＳのリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎにおいて基板Ｗ上のターゲット位置が受光する放射ドーズ量を制御することが望ましい場合がある。特に、基板上の所与のターゲット部分の各ターゲット位置が実質的に同じ放射ドーズ量を受光するように放射ドーズ量を制御することが望ましい場合がある（パターニングデバイスＭＡが放射ドーズ量に対して著しい影響を及ぼさないと仮定して）。特に、各リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ内で基板Ｗ上のターゲット位置が受光する放射ドーズ量を、他のリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎ内で基板Ｗ上のターゲット位置が受光する放射ドーズ量とは独立して制御可能であることが望ましい場合がある。
【０１１７】
[00112]  図２を参照して上述したように、基板Ｗのターゲット位置が受光する放射ドーズ量は、ターゲット位置を露光する放射ビーム（例えばパターン付放射ビームＢａ’’）のパワーと、基板Ｗのターゲット位置が放射ビームに露光される時間量と、に依存する。リソグラフィ装置ＬＡａにおけるパターン付放射ビームＢａ’’のパワーは、放射源ＳＯが放出する放射ビームＢのパワーと、放射源ＳＯ及び基板Ｗの間の光路の透過率と、に依存する。従って、基板Ｗのターゲット位置で受光される放射ドーズ量を制御するには、放射源ＳＯから放出される放射ビームＢのパワーの制御、及び／又は放射源ＳＯと基板Ｗとの間の光路の透過率の制御を行えばよい。
【０１１８】
[00113]  一実施形態において、リソグラフィ装置は、スキャン方向を横切る方向に基板Ｗのターゲット部分に延出する放射帯に対して基板をスキャンすることによってターゲット部分を露光するように構成可能である。この放射帯を露光スリットと称することができる。基板Ｗ上のターゲット位置で受光される放射ドーズ量は、そのターゲット位置上に放射ビーム（例えばパターン付放射ビームＢａ’’）が送出される露光時間期間と、この露光時間期間中に放射ビームで発生するパルスの数及び持続時間と、に依存する。例えばスキャンリソグラフィ装置において、基板Ｗのターゲット位置が放射ビームに露光される時間量は、露光スリットがその位置上を移動するため要する時間に依存する。ターゲット位置で受光される放射ドーズ量は、その露光時間期間中に生じる放射ビームのパルス数と、各パルスでターゲット位置に送出される平均エネルギと、に依存する。一実施形態では、露光時間期間が約１ｍｓであるようにウェーハを露光スリットに対してスキャンすることができる。他の実施形態では、露光時間期間は１ｍｓ超としてもよく、例えば５ｍｓの長さとすることができる（例えば露光スリットに対するウェーハのスキャン移動が低速であるので）。他の実施形態では、露光時間期間は１ｍｓより著しく長く、例えば５０〜１００ｍｓの範囲内としてもよい。
【０１１９】
[00114]  図５及び図５ａは、図１及び図２に示す減衰器１５ａに相当し得る減衰器１００の一例を示す。減衰器１００は、反射性光学面１１５を有する光学素子１１０を備えている。光学面１１５は入力放射ビームＢｉｎを受光するように配置されている。入力放射ビームＢｉｎは、ビームデリバリシステムＢＤＳによって出力される分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎの１つに相当し得る。
【０１２０】
[00115]  光学面１１５は、ＥＵＶ放射を含み得る入力放射ビームＢｉｎに対して比較的反射性である材料から形成されるか、又はこの材料のコーティングが設けられている。適切な材料にはルテニウム（Ｒｕ）及びモリブデン（Ｍｏ）が含まれる。
【０１２１】
[00116]  入力放射ビームＢｉｎは、比較的小さいかすめ入射角βで光学面１１５に入射する。かすめ入射角βが小さくなると、光学面１１５での吸収による損失も低減し、減衰器１００の効率が高くなる。例えば２０度のかすめ入射角βでは、ルテニウムでコーティングされた光学面１１５の場合、光学面１１５は約７０％の効率を有することができる。許容可能なかすめ入射角βの範囲は、容認できる減衰レベルに依存し得る。例えば入力放射ビームＢｉｎは、約５度以下のかすめ入射角βで光学面１１５に入射することができる。いくつかの実施形態において、かすめ入射角βは約２度以下であり得る。いくつかの実施形態において、かすめ入射角βは約１度以下であり得る。入力放射ビームＢｉｎは、断面を概ね円形とし、直径を約１０ｍｍとすることができる。いくつかの実施形態では、入力放射ビームの直径は５ｍｍから２０ｍｍの範囲内であり得る。概ね円形の入力放射ビームＢｉｎは、光学面１１５の概ね楕円形の領域１１６を照射する。この領域をビームスポット領域と称することができる。ビームスポット領域１１６の短軸の長さは入力放射ビームの直径である。ビームスポット領域１１６の長軸の長さは、サイン（β）に対する入力放射ビームの直径の比であるか、又は、小さい角度ではβ（測定単位はラジアン）に対する入力放射ビームの直径の比である。入力放射ビームＢｉｎ全体が光学面１１５を照射するため、ビームスポット領域１１６は光学面１１５よりも小さくなければならない。従って、光学面１１５の最大寸法はビームスポット領域１１６の長軸のサイズに対して上限を与える。また、入力放射ビームＢｉｎの所与の直径では、これはかすめ入射角βに対して下限を与える。
【０１２２】
[00117]  いくつかの実施形態において、光学素子１１０はシリコンウェーハから形成することができる。シリコンウェーハは、例えば３００ｍｍの直径を有し得る。そのような実施形態では、ビームスポット領域１１６の長軸の長さは、例えば２６０ｍｍ未満であることが望ましい場合がある。直径が５ｍｍの入力放射ビームＢｉｎでは、これはかすめ入射角βに対して１．１度という下限を与える。直径が１０ｍｍの入力放射ビームＢｉｎでは、これはかすめ入射角βに対して２．２度という下限を与える。直径が２０ｍｍの入力放射ビームＢｉｎでは、これはかすめ入射角βに対して４．４度という下限を与える。
【０１２３】
[00118]  以下で詳述するように、減衰器１００は更に、光学面１１５を歪ませて光学面１１５上に調整可能周期構造を形成するように動作可能である歪み機構を備えている。この周期構造は、光学面１１５全体に延出する複数のリッジ１３１を含む。光学面１１５上の周期構造は回折格子として作用し、入力放射ビームＢｉｎが光学素子１１０から回折されて複数の角度分離したサブビームＢ０、Ｂ＋１、Ｂ−１を形成するようになっている。光学素子１１０の遠距離場では、サブビームＢ０、Ｂ＋１、Ｂ−１は空間的に分離している。各サブビームＢ０、Ｂ＋１、Ｂ−１は異なる方向に伝搬し、異なる回折次数に対応する。本出願では、特に指定のない限り、Ｂｍはｍ次の回折ビームに対応したサブビームを指すものと理解される。例えば、サブビームＢ０は０次の回折ビームに対応し、これは光学面１１５に対して入力放射ビームＢｉｎと同じ角度を形成する。図５には０次、＋１次、及び−１次の回折次数のみを示すが、より高い次数も存在し得ることは理解されよう。
【０１２４】
[00119]  図５ａにおいて、光学素子１１０は、入射面１３０（入力放射ビームＢｉｎの伝搬方向と光学面１１５に対する法線とを含む。すなわち図５ａのｘ−ｚ面）が、周期構造を形成する複数のリッジ１３１の延出方向（図５ａのｙ方向）に対して概ね垂直であるように、入力放射ビームＢｉｎに対して配向されている。そのような配置では、各サブビームＢ０、Ｂ＋１、Ｂ−１の伝搬方向も面１３０内にある。従って、そのような配置を平面回折と呼ぶことができる。
【０１２５】
[00120]  入射面１３０が、周期構造を形成する複数のリッジ１３１の延出方向に対して概ね垂直でない場合、出射するサブビームＢ０、Ｂ＋１、Ｂ−１は面内に存在せず、円錐の表面上にある。そのような配置を円錐回折と呼ぶことができる。
【０１２６】
[00121]  入射面１３０が周期構造を形成する複数のリッジ１３１の延出方向に対して概ね垂直であるように光学素子１１０が入力放射ビームＢｉｎに対して配向されていることの利点は、光学面１１５上の所与の格子ピッチについて、入力放射ビームＢｉｎによって見られる光学面１１５上の調整可能周期構造の有効ピッチが小さくなることである。従って、図５ａに示すような配向により、他の配向で必要となるよりも大きい格子ピッチを用いることができる。平面回折では、光学面１１５上の調整可能周期構造の有効ピッチは、ピッチΛとサイン（β）との積によって与えられるか、又は、小さい角度ではピッチΛとβ（測定単位はラジアン）との積によって与えられる。
【０１２７】
[00122]  入力放射ビームＢｉｎに対する光学素子１１０の配向は、かすめ角β（単位はラジアン）とタンジェント（Π／２−θ）との積が１よりも著しく小さいようにすることが望ましい場合がある。ここで、θは入射面１３０とリッジ１３１の方向との間の角度である。例えば、β＝３５マイクロラジアン（２度と同等）のかすめ入射角、及びθ＝Π／４では、β・タンジェント（θ）＝０．０３５であり、これは１よりも著しく小さい。
【０１２８】
[00123]  複数のサブビームの相対強度は、光学面１１５上の調整可能周期構造の形状に依存する。具体的には、入力放射ビームＢｉｎのパワーに対するサブビームＢ０のパワーの比は、光学面１１５上の調整可能周期構造の形状及びかすめ入射角βに依存する。所与のピッチでは、光学面１１５上の調整可能周期構造の形状は、調整可能周期構造の振幅に依存する。入力放射ビームＢｉｎのパワーに対するサブビームＢｍのパワーの比を、サブビームＢｍの相対パワーと呼ぶことができる。所与のかすめ入射角βでは、周期構造の振幅が増大すると、各サブビームＢｍの相対パワーは極大と極小との間で変動する。全てのサブビームＢｍの相対パワーの和（すなわち全ての回折次数について合計したもの）は、光学素子１１０の反射率に等しい。充分に小さいかすめ入射角βでは、光学素子１１０の反射率は１に近くなり得る。例えば、光学面１１５上にルテニウムのコーティングを設け、β＜０．２ラジアンである実施形態では、光学素子１１０の反射率Ｒは、Ｒ＝１−０．７５βによって近似的に与えられ得る。ここで、βの単位はラジアンである。従って、光学面１１５にルテニウムのコーティングを設け、β＝１７マイクロラジアン（１度と同等）である実施形態では、光学素子１１０の反射率は、Ｒ＝１−０．７５×０．０１７＝０．９８７によって近似的に与えられ得る。
【０１２９】
[00124]  図６は、固定かすめ入射角βについて、サブビームＢ０、Ｂ＋１、Ｂ−１の相対パワーを、光学面１１５上の調整可能周期構造の振幅の関数として示す。振幅の関数としてのサブビームＢ０の相対パワーは曲線２０１によって与えられ、振幅の関数としての各サブビームＢ＋１及びＢ−１の相対パワーは曲線２０２によって与えられる。小さい振幅では、サブビームＢ０の相対パワーは１に近く、サブビームＢ＋１及びＢ−１の相対パワーは０に近い。振幅が増大すると、サブビームＢ０の相対パワーはゼロまで低下し、サブビームＢ＋１及びＢ−１の各々の相対パワーは約０．５まで上昇する。
【０１３０】
[00125]  全てのサブビームＢｍのパワーの和に対するサブビームＢｍのパワーの比を、サブビームＢｍの部分パワーと呼ぶことができる。全てのサブビームＢｍの部分パワーの和（全ての回折次数について合計したもの）は１に等しい。
【０１３１】
[00126]  図６ａは、（固定かすめ入射角βについて）光学面１１５上の正弦周期構造における０次、１次、２次、及び３次の回折ビームＢ０、Ｂ＋１、及びＢ−１の部分パワーを、正弦周期構造の振幅の関数として示す。振幅の関数としてのサブビームＢ０の部分パワーは曲線２０５によって与えられ、振幅の関数としての各サブビームＢ＋１及びＢ−１の部分パワーは曲線２０６によって与えられ、振幅の関数としての各サブビームＢ＋２及びＢ−２の部分パワーは曲線２０７によって与えられ、振幅の関数としての各サブビームＢ＋３及びＢ−３の部分パワーは曲線２０８によって与えられる。小さい振幅では、サブビームＢ０の部分パワーは１に近く、より高次のサブビームの部分パワーは０に近い。
【０１３２】
[00127]  各サブビームＢｍと光学面１１５との間の角度αｍは、光学面１１５上の調整可能周期構造のピッチ及びかすめ入射角βに依存する。具体的には、平面回折では、サブビームＢｍと光学面１１５との間の角度αｍは以下の条件を満たす。
【０１３３】
【数３】
0006629318.tif 000004
【０１３４】
ここで、λは入力放射ビームＢｉｎの波長であり、Λは光学面１１５上の調整可能周期構造のピッチである。円錐回折では、式（３）は成立しない。円錐回折では、コサイン（αｍ）をコサイン（ε）コサイン（αｍ）で置き換えなければならず、コサイン（β）をコサイン（ε）コサイン（β）で置き換えなければならない。ここで、εは入射面１３０とリッジ１３１の方向に垂直な平面との間の角度である。式３から、サブビームＢ０と、より高次の回折ビームに相当するサブビームＢ＋１、Ｂ−１との間の角度分離は、入力放射ビームＢｉｎの波長と、入力放射ビームＢｉｎによって見られる光学面１１５上の調整可能周期構造の有効ピッチとに依存することがわかる。平面回折では、光学面１１５上の調整可能周期構造の有効ピッチは、ピッチΛとサイン（β）との積によって与えられ、又は、小さい角度ではピッチΛとβ（測定単位はラジアン）との積によって与えられる。サブビームＢ０とサブビームＢ＋１、Ｂ−１との間の角度分離を最大限にするため、有効ピッチをできる限り小さくすることが望ましい場合がある。具体的には、有効ピッチを入力放射ビームＢｉｎの波長のオーダーとすることが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、入力放射ビームＢｉｎの波長は約１３．５ｎｍであり、かすめ入射角βは約５度であり、光学面１１５上の調整可能周期構造のピッチは例えば約１００μｍであり得る。
【０１３５】
[00128]  減衰器１００は更に、アパーチャ１２５が設けられた壁１２０を備えている。壁１２０は、０次回折に対応するサブビームＢ０がアパーチャ１２５を通過すると共に、より高次の回折ビームに対応するサブビームＢ＋１、Ｂ−１が壁１２０に入射するように位置決めされている。すなわち壁１２０は、サブビームＢ０がより高次の回折ビームに相当するサブビームＢ＋１、Ｂ−１から空間的に分離されるように、光学素子１１０の遠距離場に位置決めされている。サブビームＢ０は壁１２０のアパーチャ１２５を通過し、減衰器１００の出力放射ビームＢｏｕｔを形成する。より高次の回折ビームに相当するサブビームＢ＋１、Ｂ−１は、壁１２０により阻止される。従って壁１２０は、光学素子１１０の遠距離場に位置決めされた阻止部材として機能し、サブビームＢ０が阻止部材を通り過ぎて出力放射ビームＢｏｕｔを形成すると共にサブビームＢ＋１、Ｂ−１が阻止部材によって阻止されるようになっている。例えば、サブビームＢ＋１、Ｂ−１は壁１２０によって吸収することができる。あるいは、サブビームＢ＋１、Ｂ−１は、壁１２０によって出力放射ビームＢｏｕｔから離れる方へ送出することができる（例えば反射によって）。代替的な実施形態において、阻止部材は、アパーチャ１２５を備えた壁１２０でなく、複数の別々の部材を備え、各部材が高次の回折ビームに相当するサブビームＢ＋１、Ｂ−１の異なるものを阻止するように配置されると共に、サブビームＢ０が前記別々の部材の間を通過することも可能である（図５ａを参照のこと）。
【０１３６】
[00129]  サブビームＢ０を高次の回折ビームに相当するサブビームＢ＋１、Ｂ−１から空間的に分離するため、サブビームＢ０及びサブビームＢ＋１、Ｂ−１の各々の中心間の分離距離は、入力放射ビームＢｉｎの直径よりも大きくなければならない。従って、壁１２０と光学面１１５との間の最小距離は、入力放射ビームＢｉｎの直径及び角度分離に依存する。サブビームＢ０とより高次の回折ビームに相当するサブビームＢ＋１、Ｂ−１との間の角度分離について、小さい角度の近似を用いると、壁１２０と光学面１１５との間の最小距離は、角度分離（測定単位はラジアン）に対する入力放射ビームＢｉｎの直径の比によって与えられる。減衰器１００のサイズを最小限に抑えるように、壁１２０と光学面１１５との間の距離を最小限とすることが望ましい場合がある。
【０１３７】
[00130]  いくつかの実施形態において、歪み機構は、出力放射ビームＢｏｕｔのパワーを制御するように、出力放射ビームＢｏｕｔのパワーに応じて光学面１１５上の周期構造を制御するように動作可能である。出力放射ビームＢｏｕｔのパワーは、光学面１１５上の周期構造の形状（これは周期構造の振幅に依存する）及びかすめ入射角βに依存する。歪み機構は、例えばセンサＳＬａにより出力される信号に応じて図１のコントローラＣＴａ〜ＣＴｎの１つによって制御できる。センサＳＬａにより出力される信号は、（例えばパワーを示す量から）直接的に又は間接的に決定され得る出力放射ビームＢｏｕｔのパワーを示すことができる。放射ビームのパワーを示す量は、放射ビームのパワーを決定できる任意の量とすればよく、例えば、センサ（例えばセンサＳＬａ）の方へ送出された放射ビームの部分のパワーを含み得る。そのようなコントローラは、減衰器１００の一部を形成してもよく、あるいは減衰器１００とは別個としてもよい。光学面１１５上の周期構造のピッチΛは固定のままとすることができ、歪み機構は、出力放射ビームＢｏｕｔのパワーを制御するように、出力放射ビームＢｏｕｔのパワーに応じて周期構造を制御するように動作可能である。
【０１３８】
[00131]  いくつかの実施形態において、コントローラＣＴａ〜ＣＴｎの１つは、周期構造の振幅が０に近いが０に等しくはない公称値を中心とした範囲内に収まるように、歪み機構を制御するように動作可能である。例えば周期構造の振幅は、図６に示す公称値２０４を中心とした範囲２０３内に保持することができる。これによって、出力放射ビームＢｏｕｔのパワーを必要に応じて又は所望のように増大又は低減できる。いくつかの実施形態において、減衰器１００は、ドーズ量が公称値から±１０％だけ変動し得るようにこれを制御するように動作することができる。
【０１３９】
[00132]  要約すると、サブビームＢ０とより高次の回折ビームに相当するサブビームＢ＋１、Ｂ−１との間の角度分離を最大にするため、有効格子ピッチを最小限に抑えることが望ましい場合がある。これは、かすめ入射角β及び／又は光学面１１５上の周期構造のピッチΛを最小限に抑えることで達成可能である。有効格子ピッチは、楕円形ビームスポット領域１１６内に多数の格子周期が存在することを保証できるよう充分に小さくなければならない。例えば有効格子ピッチは、楕円形ビームスポット領域１１６内に約１００以上の格子周期又は約１０００以上の格子周期が存在することを保証できるほど充分に小さい場合がある。最小格子入射角は、光学面１１５の寸法及び入力放射ビームＢｉｎの直径により決定される。サブビームＢ０とより高次の回折ビームに相当するサブビームＢ＋１、Ｂ−１との間の角度分離を最大化するように有効格子ピッチを最小限に抑えると、減衰器の物理的なサイズが縮小する。これは望ましい場合がある。
【０１４０】
[00133]  光学面１１５上に調整可能周期構造が存在しない場合、光学面１１５は概ね平坦であり得る。
【０１４１】
[00134]  以下に、減衰器１００の一部を形成し得る歪み機構の様々な異なる実施形態について記載する。
【０１４２】
[00135]  一実施形態において、歪み機構は、光学素子１１０の光学面１１５上に表面音響波を誘導するように動作可能な１以上のアクチュエータを備えている。図７ａはそのような構成を示す。
【０１４３】
[00136]  上述のように、光学素子１１０の光学面１１５は、入力放射ビームＢｉｎが照射される概ね楕円形のビームスポット領域１１６を備えている。ビームスポット領域１１６の短軸の長さ１１６ａは、入力放射ビームＢｉｎの直径に等しく、約１０ｍｍとすることができる。ビームスポット領域の長軸の長さ１１６ｂは、サイン（β）に対する入力放射ビームの直径の比であり、約２６０ｍｍとすることができる。長軸は短軸よりも著しく長いので、光学面は２つの短辺１１０ｂ及び２つの長辺１１０ａを備えている。
【０１４４】
[00137]  光学素子１１０は、圧電材料層を備え得るベース層から形成することができる。あるいは、光学素子を圧電材料から形成することも可能である。適切な圧電材料は、例えばシリコン、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、又は石英を含み得る。圧電材料の上に、少なくとも入力ビームＢｉｎが入射するビームスポット領域１１６を覆うように反射性コーティングを設けてもよい。反射性コーティングは、例えばルテニウム（Ｒｕ）又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含み得る。一実施形態において、光学素子１１０は、約３００ｍｍの直径を有し得るシリコンウェーハから形成することができる。例えば、概ね円形のシリコンウェーハを小さく切断することで、概ね矩形の光学素子１１０を形成すればよい。従って、長辺１１０ａは約３００ｍｍの長さであり得る。任意選択的に、そのような実施形態では、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）又は石英等の圧電材料層をシリコンに設けてもよい。
【０１４５】
[00138]  短辺１１０ｂの１つに隣接して、光学面１１５上にトランスデューサ２１０が設けられている。
【０１４６】
[00139]  トランスデューサ２１０は、２つの電極２１２、２１４と、これら２つの電極２１２、２１４間に交流電圧を印加するように配置された交流電源（図示せず）と、を備えている。電極２１２、２１４は、標準的なリソグラフィ技法を用いて圧電材料上に形成することができる。各電極２１２、２１４は、スパイン部２１２ａ、２１４ａ及び単一フィンガ２１２ｂ、２１４ｂを備えている。スパイン部２１２ａ、２１４ａは光学素子１１０の長辺１１０ａに平行であり、スパイン部２１２ａは部分的に光学素子１１０の一方の長辺１１０ａに沿って延出していると共に、スパイン部２１４ａは部分的に対向する長辺１１０ａに沿って延出している。フィンガ２１２ｂ、２１４ｂの各々は光学素子の短辺１１０ｂに平行である。フィンガ２１２ｂ、２１４ｂはピッチ２１６を有する。代替的な実施形態において、トランスデューサ２１０は交差指型トランスデューサ（ＩＤＴ：ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）であり、各電極２１２、２１４がスパイン部２１２ａ、２１４ａから延出する複数の平行で均一に離間したフィンガを備えて、トランスデューサ２１０が２つの噛み合った櫛型電極を含むようにしてもよい。そのような実施形態において、２つの電極は、（異なる電極から形成される）隣接した各フィンガ対の間に一定の間隔があくように配置されている。
【０１４７】
[00140]  ２つの電極２１２、２１４間に電力を与えることによって、圧電材料に交流周期電位が印加される。これにより交流周期歪み場が生じ、音響波が発生してトランスデューサ２１０から全ての方向へ伝搬する。２つの電極２１２、２１４は比較的薄い層として光学面１１５の圧電材料に適用されている。例えばいくつかの実施形態において、電極２１２、２１４は約１００ｎｍの厚さを有し得る。従って、前記音響波の大部分は、トランスデューサ２１０から双方向へ伝搬する表面音響波（ＳＡＷ）から成る。従って、これらの表面音響波の一部は、トランスデューサ２１０から光学素子１１０の対向する短辺１１０ｂの方へ光学面１１５全体を伝搬する。これは図７ａにおいて、複数の等しく離間した波面２２０によって示されている。表面音響波がビームスポット領域１１６全体にわたって発生することを保証するため、電極２１２、２１４のフィンガ２１２ｂ、２１４ｂの各々は、ビームスポット領域１１６の短軸１１６ａと少なくとも同じ長さでなければならない。
【０１４８】
[00141]  表面音響波の周波数は、電源により与えられる交流電圧の周波数によって決定される。図７ａの矢印ｖで示すように、表面音響波は、光学面１１５の圧電材料の特性である速度ｖで光学面１１５を伝搬する。表面音響波の波長は、周波数に対する速度ｖの比によって与えられる。例えば一実施形態において、圧電材料は石英を含み、石英での表面音響波の速度は約３０００ｍ／ｓである。そのような実施形態において、光学面１１５上の交流周期構造を１００μｍのピッチで達成するため、電源は約３０ＭＨｚの周波数で動作しなければならない。表面音響波の波長（すなわち連続した２つの波面間の距離）を、２つの電極２１２、２１４のフィンガ２１２ｂ、２１４ｂのピッチ２１６に合致させることが望ましい場合がある。例えば、表面音響波の波長が２つの電極２１２、２１４のピッチ２１６のほぼ２倍であることを保証することが望ましい場合がある。
【０１４９】
[00142]  表面音響波の波長は、電源により印加される電圧の振幅、圧電材料の種類、並びにトランスデューサ２１０の電極の間隔及び幅に依存する。電源は、充分な電力を供給してビームスポット領域１１６内で表面音響波の所望の振幅を達成し、あらゆる電力損失（すなわち、ビームスポット領域１１６の表面音響波に変換されない電力）を考慮に入れなければならない。
【０１５０】
[00143]  所望の振幅は、所望の減衰量（すなわちサブビームＢ０の所望の相対パワー）に依存する。表面音響波の所与の振幅を達成するために必要なパワーは、電極２１２、２１４のフィンガ２１２ｂ、２１４ｂの各々の長さに依存する。この長さが、音響エネルギが広がる面積を決定するからである。上述のように、フィンガ２１２ｂ、２１４ｂの最小サイズはビームスポット領域１１６の短軸１１６ａの長さによって、言い換えると入力放射ビームＢｉｎの直径によって設定される。従って、必要なパワーは入力放射ビームＢｉｎの直径に依存し、入力放射ビームＢｉｎの直径が大きくなるにつれて必要なパワーが増大する。
【０１５１】
[00144]  光学面１１５の各短辺１１０ｂに沿って吸収体２３０が設けられている。これらの吸収体２３０は、短辺１１０ｂの各々からの表面音響波の反射を防止するか又は少なくとも著しく低減させる。従ってこの実施形態では、表面音響波は進行波である。
【０１５２】
[00145]  いくつかの実施形態において、トランスデューサ２１０は、当技術分野において既知の電力循環法を採用することができる。これによって、表面音響波を生成するために必要な電力量を、例えば約７分の１に低減することができる。
【０１５３】
[00146]  サブビームＢ０の（従って出力放射ビームＢｏｕｔの）相対パワーは、光学面１１５上の調整可能周期構造の振幅に依存するので、光学面全体にわたって実質的に一定の振幅を有する表面音響波を生成することが望ましい。しかしながら、波が光学面１１５上を伝搬する際には、ある程度のエネルギ損失が生じる。表面音響波がビームスポット領域上を伝搬する際の減衰は、波の移動距離に依存する。表面音響波は光学面を伝搬し、ほぼ光学素子１１０の長辺１１０ａの長さの距離だけ移動する。上述のように、光学素子１１０の長辺１１０ａは約３００ｍｍの長さを有し得る。
【０１５４】
[00147]  エネルギ損失の１つの原因は、光学面材料に固有のエネルギ損失である。これは圧電材料のＱ値に依存する。こういった損失を最小限に抑えるため、高いＱ値、言い換えると小さい帯域幅を有する圧電材料を用いることが望ましい。圧電材料のＱ値は、一部のセラミックの約１０から、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）の約１０４まで、更には石英の１０５超まで、数桁にわたって変動し得る。石英は１．６×１０７／ｆのＱ値を有する。ここでｆは表面音響波の周波数である（測定単位はメガヘルツ）。３００ＭＨｚの周波数（上述のように約１００μｍのピッチで必要とされる）では、石英は約５×１０５のＱ値を有する。
【０１５５】
[00148]  散乱及び材料特性の変化によるエネルギ損失は、光学面１１５が何にも接触せず平滑であることを保証することで低減できる。減衰器１００はＥＵＶ放射の減衰のため用いられ得るので、使用の際に光学素子１１０は真空中に配置され、これによりエネルギ損失が低減する。表面音響波は、圧電材料表面の近くの薄い層に閉じ込められる。従って、充分に厚い圧電材料層では、この圧電材料層を剛性のベース基板に取り付けることは、表面音響波に大きな影響を及ぼさないはずである。
【０１５６】
[00149]  図７ｂは、圧電材料の異なるＱ値について、（図７ａの歪み機構を用いた光学素子１１０での）表面音響波の振幅を、トランスデューサ２１０からの距離の関数として示す（トランスデューサ２１０における表面音響波の振幅に正規化されている）。曲線３０２、３０４、３０６、３０８は、それぞれ１０２、１０３、１０４、１０５のＱ値に対応する。曲線３０８から、１０５のＱ値を有する圧電材料では、正規化振幅は３００ｍｍの距離によって１から０．９超まで低減することがわかる。
【０１５７】
[00150]  また、ピッチΛに対する光学面１１５上の周期構造の振幅の比を最小限に抑えることが望ましい場合もある。これによって、圧電材料内の応力と、歪み機構が要するエネルギとが最小限に抑えられる。
【０１５８】
[00151]  図８ａは、光学素子１１０の歪み機構の代替的な実施形態を示す。図８ａの構成は図７ａのものと概ね同様であるが、トランスデューサ２１０の反対側の短辺１１０ｂにおいて光学面１１５上に第２のトランスデューサ２５０が設けられている点が異なる。
【０１５９】
[00152]  第２のトランスデューサ２５０は概ねトランスデューサ２１０と同様であり、２つの電極２５２、２５４と、これら２つの電極２５２、２５４に交流電圧を印加するように配置された交流電源（図示せず）と、を備えている。トランスデューサ２１０と同様、第２のトランスデューサ２５０の各電極２５２、２５４は、スパイン部２５２ａ、２５４ａ及び単一のフィンガ２５２ｂ、２５４ｂを備えている。２つのトランスデューサ２１０、２５０は共通の交流電源（図示せず）を共有してもよく、あるいは、２つのトランスデューサ２１０、２５０に別個の交流電源を設け、それらを同期させる（すなわち同一の周波数を有する）ことも可能である。
【０１６０】
[00153]  ２つのトランスデューサ２１０、２５０があるので、固定長の光学素子１１０について、そのような構成では図７ａの構成に比べ、光学面１１５上に形成される表面音響波の振幅の変動が少ない。事実上、これは、光学面上の任意のポイントとトランスデューサの一方との間の最大距離が実質的に半分になっているからである。
【０１６１】
[00154]  図８ｂは、圧電材料の異なるＱ値について、図８ａの構成を用いて発生された表面音響波の正規化振幅をトランスデューサ２１０からの距離の関数として示す。図８ａの正規化振幅は、各トランスデューサ２１０、２５０においてそのトランスデューサ２１０、２５０から生じる表面音響波に対する成分に正規化されている。表面音響波は、２つのトランスデューサ２１０、２５０の各々からの成分の和であり、従って図８ａの正規化振幅は０から２までの間にある。このモデルでは、第２のトランスデューサ２５０はトランスデューサ２１０から３００ｍｍ離して配置されている。トランスデューサ２１０から０ｍの距離では、表面音響波の正規化振幅は、トランスデューサ２１０から生じる成分（すなわち、この成分は減衰されていないので１）と、トランスデューサ２５０から生じる成分（すなわち、０．３ｍにわたる減衰のため＜１）との和である。曲線３５２、３５４、３５６、３５８は、それぞれ１０２、１０３、１０４、１０５のＱ値に対応する。２つのトランスデューサに等しい電圧が印加されるので、表面音響波の振幅は、２つのトランスデューサ２１０、２５０の中間すなわちトランスデューサ２１０から１５０ｍｍの距離で最小値を有する。１０５のＱ値を有する圧電材料では、その最小値で振幅は約０．１％低減する。
【０１６２】
[00155]  同一の周波数で、光学面１１５の反対側の２つの辺から（トランスデューサ２１０、２５０を用いて）表面音響波を作動する構成によって、光学面上で表面音響定在波が発生する。従って、光学面１１５上で形成される周期構造の振幅は時間と共に変動する。２つのトランスデューサ２１０、２５０の各々からの定在波に対する各成分の振幅がＡである場合、各波腹における定在表面音響波の振幅は時間と共に０から２Ａまでの間で振動する。各波腹における定在表面音響波の時間平均振幅は、Ａに２／Π≒０．６４を乗算することにより与えられる。
【０１６３】
[00156]  そのような時間で変動する振幅のため、減衰器１００の出力放射ビームＢｏｕｔの相対パワーも時間と共に変動する。減衰器１００の出力放射ビームＢｏｕｔの相対パワーと周期構造の振幅との関係は非線形であることに留意すべきである（図６を参照のこと）。従って減衰器１００の出力放射ビームＢｏｕｔの相対パワーは、単に図７ａの構成によって与えられるのでなく、０．６４Ａの振幅を有する値となる。図７ａ及び図８ａの構成を用いて入力放射ビームＢｉｎの同じ時間平均減衰を達成するためには、図８ａの２つのトランスデューサ２１０、２５０の各々が発生する表面音響波に対する成分（ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）は、図７ａのトランスデューサ２１０が発生する表面音響波の振幅のほぼ２倍でなければならない。
【０１６４】
[00157]  リソグラフィ装置において基板が受光する放射ドーズ量を制御するため、減衰器１００をフィードバックループの一部として用いる実施形態では、減衰器１００の出力放射ビームＢｏｕｔの相対パワーにおける変動の時間期間は、基板の露光時間よりも大幅に短くなければならない。
【０１６５】
[00158]  上述のように、減衰器１００の出力放射ビームＢｏｕｔのパワーは表面音響波の振幅に依存する。図７ａ及び図８ａに示す実施形態において、表面音響波の振幅は、このトランスデューサ又は各トランスデューサの電極に印加される交流電圧の振幅に依存する。表面音響波は、圧電材料において音速で光学素子１１０を伝搬する。表面音響波が光学面１１５を伝搬するのに要する時間は、伝搬速度に対する光学面１１５の長辺１１０ａの長さの比によって与えられる。これは、歪み機構の応答時間、すなわち表面音響波の振幅を変化させるのに必要な最小時間である。例えば、表面音響波の速度が約３０００ｍ／ｓであり、光学素子１１０の長辺１１０ａの長さが約３００ｍｍである実施形態において、歪み機構は約０．１ｍｓの応答時間を有し得る。
【０１６６】
[00159]  図９は、図７ａ及び図８ａに示す実施形態の変形である、減衰器１００の歪み機構の別の実施形態を示す。この歪み機構は交差指型トランスデューサ（ＩＤＴ）３１０を備え、これは、光学素子１１０の長辺１１０ａの一方に沿って（更に、ビームスポット領域１１６の長軸に沿って）配置された複数の電極３１２（この例では１２の電極）を備えている。
【０１６７】
[00160]  各電極３１２は、スパイン部３１２ａと、このスパイン部３１２ａから延出すると共にこれに対して概ね垂直である複数の平行で均一に離間したフィンガ３１２ｂと、を備えている。各電極３１２のフィンガ３１２ｂは、そのスパイン部３１２ａから双方向に延出している。各電極３１２のスパイン部３１２ａは、ビームスポット領域１１６の長軸に対して角度αに配置されている。隣接した対の電極３１２のフィンガ３１２ｂは、（異なる電極３１２からの）隣接した対のフィンガ３１２ｂ間に一定の間隔３１６があるように噛み合っている。交流電源（図示せず）によって、隣接した対の電極３１２に同一周波数の交流電圧を印加する。交流電源３１４は、１つおきの電極３１２が同相になるように構成されている。
【０１６８】
[00161]  ＩＤＴ３１０は、光学素子１１０の光学面１１５上に、ビームスポット領域１１６の長軸に対して角度αで伝搬する進行表面音響平面波を誘導するように動作可能である。表面音響波がビームスポット領域１１６全体にわたって発生するように、電極３１２は長辺１１０ａに沿って配置されている。
【０１６９】
[00162]  光学面１１５の各長辺１１０ａに沿って吸収体３３０が設けられている。これらの吸収体３３０は、長辺１１０ａの各々からの表面音響波の反射を防止するか又は少なくとも著しく低減させる。従ってこの実施形態では、表面音響波は進行波である。
【０１７０】
[00163]  表面音響波の伝搬方向をビームスポット領域１１６の長軸に対して斜角αに配置することで、ＩＤＴ３１０とビームスポット領域１１６の向こう側との間の伝搬距離を縮小する。有利な点として、この伝搬距離の縮小により、（ａ）歪み機構の応答時間の短縮、及び（ｂ）表面音響波の減衰の低減（従って、光学面１１５上に形成される表面音響波の振幅の変動の低減）が得られる。例えば、３５マイクロラジアン（２度と同等）のかすめ入射角で光学面に入射する直径１０ｍｍの入力放射ビームＢｉｎでは、ビームスポット領域１１６の長軸の長さは約２８５ｍｍである。これは、図７ａ及び図８ａの実施形態の場合には表面音響波の伝搬距離となる。しかしながら、図９の実施形態の場合には、α＝４５度で伝搬距離は約１４ｍｍである。
【０１７１】
[00164]  また、表面音響波の伝搬方向をビームスポット領域１１６の長軸に対して斜角に配置すると、光学素子１１０の遠距離場に生成される回折パターンが変わる。具体的には、これにより、所与の波長又はピッチの表面音響波について、複数の空間的に分離したサブビームＢ０、Ｂ＋１、Ｂ−１の角度分離が変化する。実質的に、放射ビームＢｉｎが見る周期パターンのピッチは、１／コサイン（α）倍に増大する。従って、図７ａ及び図８ａの実施形態と同じ角度分離を達成するためには、表面音響波の波長をコサイン（α）分の１に縮小しなければならない。あるいは、光学素子１１０と壁１２０のアパーチャ１２５との間の距離を拡大して角度分離の低減を補償することも可能である。
【０１７２】
[00165]  代替的な実施形態において、光学素子１１０には、光学面１１５の下方に複数の閉鎖チャネルが設けられている。前記チャネルは光学面の近くにあり、各チャネルの上の光学面が、歪み機構によって歪ませることができる材料の膜から形成されるようになっている。図１０、図１０ａ、図１１、図１１ａ、及び図１２に、そのような実施形態を示す。
【０１７３】
[00166]  図１０及び図１０ａはそれぞれ、減衰器１００の光学素子１１０に相当し得る光学素子４００の一部の部分断面図及び断面図を示す。光学素子４００は、光学面４１０（図５の光学面１１５に相当し得る）と、光学面４１０の下方で光学素子４００を貫通する複数の閉鎖チャネル４２０と、を備えている。各チャネル４２０は断面が矩形であるが、代替的に他の形状も使用できることは認められよう。各チャネル４２０の上方に概ね均一な厚さの膜４３０が設けられるように、各チャネル４２０は光学面４１０の下で概ね一定の深さに延出している。各チャネル４２０は図のｙ方向に延出している。膜４３０は、例えば約５μｍの厚さを有し得る。代替的に異なる厚さを使用できること、並びに、この膜が形成される材料の剛性／可撓性及び歪み機構によって加えられる力／圧力に関連付けて膜４３０の厚さを選択できることは認められよう。チャネル４２０は、光学素子４００内に周期構造を形成するように、相互に平行であると共に等しく離間されている。この周期構造のピッチは、各チャネル４２０の幅（その延出に対して垂直な方向、すなわちｘ方向）と、隣接した対のチャネル４２０間の分離距離（これもその延出に垂直な方向、すなわちｘ方向）との和である。各チャネル４２０は、約８０μｍの幅及び２０μｍの隣接チャネル４２０間分離を有することで、光学素子４００内で約１００μｍのピッチの周期構造を生成し得る。他の幅、分離距離、及びピッチも代替的に使用できることは認められよう。
【０１７４】
[00167]  前述の実施形態と同様、光学素子４００の光学面４１０は、入力放射ビームＢｉｎによって照射される概ね楕円形のビームスポット領域を備えることができる。ビームスポット領域の短軸の長さは、入力放射ビームＢｉｎの直径に等しく、約１０ｍｍであり得る。ビームスポット領域の長軸の長さは、サイン（β）に対する入力放射ビームの直径の比であり、約２６０ｍｍであり得る。光学面４１０は概ね矩形とすることができる。長軸は短軸よりも著しく長いので、いくつかの実施形態では、光学面４１０は２つの短辺及び２つの長辺を備えている。光学面４１０は、ＥＵＶ放射を含み得る入力放射ビームＢｉｎに対して比較的反射性である材料から形成されるか、又はこの材料のコーティングが設けられ得る。適切な材料には、ルテニウム（Ｒｕ）及びモリブデン（Ｍｏ）が含まれる。
【０１７５】
[00168]  チャネル４２０の各々は、光学素子４００の辺に対して平行に延出することができる。例えばチャネル４２０の各々は、光学面４１０の短辺に対して平行に延出し得る。
【０１７６】
[00169]  図１０及び図１１にはチャネルを３つのみ示すが、これらの図は光学素子４００の一部を示すだけであり、任意の数のチャネルが設けられ得ることは認められよう。ビームスポット領域が約３００ｍｍの長さであり、ピッチが１００μｍである実施形態では、光学素子は約３０００のチャネルを含み得る。
【０１７７】
[00170]  これより図１２を参照し、実質的に上記したような複数の閉鎖チャネル４２０を備えた光学素子４００を形成する方法について記載する。光学素子４００は２つの層、すなわちベース基板４４０及びパターン付基板４５０から形成することができる。
【０１７８】
[00171]  ベース基板４４０は、例えばシリコンウェーハを含み得る。ベース基板４４０は、概ね均一な厚さであり、概ね平坦な対向する上面４４０ａ及び下面４４０ｂを備えている。
【０１７９】
[00172]  パターン付基板４５０は、概ね平坦な上面４５０ａと、複数の開放チャネル（図１２には１つのみを示す）を含む下面４５０ｂと、有する。パターン付基板４５０はシリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）ウェーハを含み、上シリコン層４５２と、中央インシュレータ層４５４と、下シリコン層４５６とを備えることができる。開放チャネルは、下シリコン層４５６の領域をエッチングすることによって形成すればよい。例えば、下シリコン層４５６の領域をインシュレータ層４５４までエッチバックすることにより、開放チャネルの周期構造を形成できる。
【０１８０】
[00173]  いったん複数の開放チャネルが下面４５０ｂに形成されたら、パターン付基板４５０の下面４５０ｂをベース基板４４０の上面４４０ａに接合する。ベース基板４４０の上面４４０ａはパターン付基板４５０の下面４５０ｂの開放チャネルを閉鎖し、複数の閉鎖チャネル４２０を形成する。例えば接着剤、直接接合、又は陽極接合のうち任意のものを含む任意の適切な接合機構を用いればよい。
【０１８１】
[00174]  光学素子４００の光学面４１０の下に複数の閉鎖チャネルが形成される実施形態では、歪み機構は、光学面４１０の形状を制御するように複数のチャネル４２０の各々の上の膜４３０を歪ませるように動作可能である１以上のアクチュエータを備えている。図１１及び図１１ａに、各チャネル４２０の上の膜４３０の歪みを示す。サブビームＢ０の（従って出力放射ビームＢｏｕｔの）相対パワーを変化させるように、歪みの振幅をアクチュエータによって制御することができる。ここで、歪み機構の一部を形成し得る種々の異なるアクチュエータについて説明する。
【０１８２】
[00175]  一実施形態において、歪み機構は水力学を利用する。この実施形態では、閉鎖チャネル４２０には流体が充填され、光学素子４００の歪み機構は、複数の閉鎖チャネル４２０内の流体の圧力を制御するように動作可能な１以上のアクチュエータを備えている。
【０１８３】
[00176]  流体は水とすればよいが、代替的に他の流体も使用可能である。一般に、閉鎖チャネル４２０内の流体は、流体が液相を保つよう充分に高い圧力に維持することが望ましい。これによって流体が非圧縮性であることが保証され、閉鎖チャネル４２０により形成される水圧システムの弾性エネルギ（流体の気相が存在する結果として生じ得る）を低減させることができる。これは、閉鎖チャネル４２０内の流体の圧力を流体の蒸気圧よりも高く維持することによって達成可能である。
【０１８４】
[00177]  いくつかの実施形態において、入力放射ビームＢｉｎはＥＵＶ放射を含む。従って、ＥＵＶ放射の吸収を抑えるため、光学面４１０は典型的に真空条件下にある。
【０１８５】
[00178]  光学素子４００をリソグラフィシステムＬＳの周囲温度に維持することが望ましい場合がある。これは、およそ室温（２２℃）であり、例として周囲温度は１５〜３０℃の範囲内であり得る。使用の際、光学素子４００はＥＵＶ放射を吸収するため温度が上昇する可能性がある。例えば使用中に光学素子４００は、入力放射ビームＢｉｎの熱負荷のために３０℃以上温度が上昇することがある。従って、使用中の光学素子４００の動作温度は１５〜６０℃の範囲内となり得る。上述のように、いくつかの実施形態では、ＥＵＶ放射に対して比較的高い反射率を有する材料（例えばルテニウム又はモリブデン）のコーティングを光学面４１０に設けることができる。そのような実施形態では、光学素子４００の動作温度は、それを超えるとそのようなＥＵＶ反射コーティングが劣化する危険がある閾値温度よりも低く維持することが望ましい場合がある。例えば、光学素子４００の温度を１５０℃未満に維持することが望ましい場合がある。入力放射ビームが比較的高いパワー（例えば約５０ｋＷ）を有する場合、及び／又は熱管理よりも光学素子の水力学的性能の方が優先される場合、光学素子４００の動作温度は例えば１５〜１５０℃の範囲内であり得る。
【０１８６】
[00179]  いくつかの実施形態では、光学素子４００をリソグラフィシステムＬＳの周囲温度未満の温度に冷却してもよい。例えば、光学素子４００を約−２０度の温度に維持することができる。
【０１８７】
[00180]  光学面４１０が真空条件下にある実施形態では、膜４３０における最小圧力差は流体の蒸気圧である。従って、流体が水である場合、膜４３０における最小圧力差は、約２２℃の動作温度において約２ｋＰａである。これは、比較的薄い膜４３０が損傷なく耐えるためには高すぎる可能性がある。従って、水よりも低い蒸気圧を有する代替的な流体を使用することが望ましい場合がある。沸騰効果を考慮する必要がないよう充分に低く、かつ、水力学的流体の漏れを蒸発によって除去できるよう充分に高い蒸気圧を有する流体を使用することが望ましい場合がある。例えば、光学素子４００の典型的な動作温度で１０〜１００Ｐａの範囲内の蒸気圧を有する流体が使用され得る。適切な流体には、ＣＸＨＹＯＺの形態の炭化水素が含まれ得る。有利な点として、そのような流体は硫黄又はハロゲン等の腐食要素を含まず、従って水力学的流体の漏れにより生じる損傷のリスクが低減する。例えば、ｎ−ドデカン（Ｃ１２Ｈ２６）は、約２２℃の動作温度で約１２Ｐａの蒸気圧を有する。
【０１８８】
[00181]  具体的には、アクチュエータは、各閉鎖チャネル４２０の上の膜４３０における圧力差を制御するように動作可能である。１以上の圧力センサを用いて、複数の閉鎖チャネル４２０内の圧力及び／又は各閉鎖チャネル４２０の上の膜４３０における圧力差を監視することができる。使用の際、光学面４１０は真空条件下に維持され得る。
【０１８９】
[00182]  各閉鎖チャネル４２０の上の膜４３０における圧力差を変化させることにより、各膜４３０を調整可能に歪ませて、光学面４１０上に調整可能周期構造を形成することができる（図１１及び図１１ａに示すように）。上述のとおり、前記周期構造のピッチは、閉鎖チャネル４２０の（ｘ方向の）幅及び分離によって与えられる。各閉鎖チャネル４２０の上の膜４３０における圧力差を制御することによって、光学面４１０上の調整可能周期構造の振幅を制御できる。
【０１９０】
[00183]  ここで、図１３ａ、図１３ｂ、及び図１４を参照して、上述のタイプの水圧歪み機構の一例を説明する。図１３ａ及び図１３ｂは、光学素子４００の一部の、２つの異なる垂直断面図を示す。図１３ｂに示す図は図１３ａに示すラインＡ−Ａの断面であり、図１３ａに示す図は図１３ｂに示すラインＢ−Ｂの断面である。図１４は、図１３ｂに示す光学素子４００の断面図の一部の拡大図である。
【０１９１】
[00184]  複数のチャネル４２０はグループ別に配置され、各グループ内の全チャネル４２０は流体連通している。図示する実施形態において、各グループは４つのチャネル４２０を含むが、代替的な実施形態では各グループがより多数又は少数のチャネルを含み得ることは認められよう。チャネル４２０の各グループはバリア４６５によって隣接グループから隔離されている。
【０１９２】
[00185]  チャネルの各グループに、第１の接続チャネル４６２及び第２の接続チャネル４６３が設けられている。チャネル４２０の各々は、そのチャネル４２０が属するグループの第１の接続チャネル４６２と第２の接続チャネル４６３との間でｙ方向に延出している。第１の接続チャネル４６２は所与のグループ内の各チャネル４２０の第１の端部を接続し、第２の接続チャネル４６３は所与のグループ内の各チャネル４２０の第２の端部を接続する。従って、第１及び第２の接続チャネル４６２、４６３は、光学素子４００の反対側に設けられている。第１及び第２の接続チャネル４６２、４６３はチャネル４２０に対して概ね垂直である。すなわち、第１及び第２の接続チャネル４６２、４６３はｘ方向に延出している。第２の接続チャネル４６３の各々はポンプボリューム４６０に流体連通している。
【０１９３】
[00186]  チャネルの各グループは、対応する第１及び第２の接続チャネル４６２、４６３並びにパンプボリューム４６０と共に、水力学的流体が充填される水圧回路を形成すると考えることができる。いくつかの実施形態では、各水圧回路内の水力学的流体量が固定されたままとなるように、そのような各水圧回路は閉鎖され得る。
【０１９４】
[00187]  チャネルの各グループ（及び関連付けられた水圧回路）に、単一のアクチュエータが設けられている。この実施形態では、圧電アクチュエータ４６１が各ポンプボリューム４６０に設けられ、対応する水圧回路内の流体の圧力を制御するように動作可能である。図１４に示すように、圧電アクチュエータ４６１は、２つの電極４７１ａ、４７４ａと、これらの電極間に配置された２つの圧電材料層４７２ａ、４７３ａとを備えることができる。圧電アクチュエータ４６１は更に、２つの電極４７１ａ、４７４ａ間に電圧を印加するように動作可能である電源（図示せず）と、この電源によって印加される電圧を制御するように動作可能であるコントローラ（図示せず）と、が設けられている。２つの圧電材料層４７２ａ、４７３ａは、電極４７１ａ及び４７４ａ間に印加される電圧によって圧電アクチュエータ４６１に曲げが生じるように構成されている。
【０１９５】
[00188]  図示する圧電アクチュエータ４６１はバイモルフ圧電曲げアクチュエータであり、２つの圧電材料層を備えている。しかしながら、多くの他のタイプの曲げアクチュエータも可能であることは認められよう。例えば圧電アクチュエータ４６１は代替的に、ユニモルフ（ｕｎｉｍｏｒｐｈ）圧電曲げアクチュエータ（すなわち単一の圧電材料層を備えている）か、又はマルチモルフ（ｍｕｌｔｉｍｏｒｐｈ）（すなわち３つ以上の圧電材料層を備えている）としてもよい。
【０１９６】
[00189]  ２つの電極４７１ａ、４７４ａ間に電圧を印加すると、圧電アクチュエータ４６１は曲がるか又はたわむ（図１４を参照のこと）。その結果として、ボリューム４６０、対応する第１及び第２の接続チャネル４６２、４６３、並びにチャネル４２０のグループ内の水力学的流体の圧力が増大する。これによって、複数のチャネルの各々の上にある膜４３０は上方向に歪む。
【０１９７】
[00190]  ２つの電極４７１ａ、４７４ａ間に印加される電圧を適切に制御することで、各水圧回路内の圧力を制御し、結果として光学面４１０の変調の振幅を制御することができる。
【０１９８】
[00191]  図示する実施形態において、各圧電アクチュエータ４６０は４つのチャネル４２０のグループを作動させるが、上述のように、各圧電アクチュエータ４６０は代替的に異なる数のチャネル４２０を作動させてもよい。例えば各グループは４つのチャネル４２０よりも多いか又は少ないチャネルを含むことも可能であり、例えば単一のチャネル４２０だけを含んでもよい。第１及び第２の接続チャネル４６２、４６３における寄生のコンプライアンスが小さくなるので、チャネル４２０の比較的小さいグループが有利であり得る。従ってそのような実施形態は、より高い共振周波数で動作し、より高い制御帯域幅を可能とする。しかしながら、各圧電アクチュエータ４６１を個別に較正し電気的に接続する必要があるので、チャネル４２０の大きいグループの使用にもいくらかの利点があり得る。
【０１９９】
[00192]  第１の接続チャネル４６２は任意選択的であり、省略され得ることは認められよう。
【０２００】
[00193]  図１３ｂに見られるように、いくつかの実施形態では、光学素子４００の本体を貫通する複数の冷却チャネル４６４を設けることができる。使用の際、例えば水のような適切な冷却流体を冷却チャネル４６４内に注入して、入力放射ビームＢｉｎからの熱を除去することができる。図示する実施形態において、冷却チャネル４６４は、チャネル４２０に概ね平行な方向（すなわちｙ方向）に延出している。代替的な実施形態では、冷却チャネル４６４は、チャネル４２０に概ね垂直な方向（すなわちｘ方向）に延出してもよい。
【０２０１】
[00194]  使用の際、入力放射ビームＢｉｎは、１度から２度のかすめ入射角で光学面４１０に入射し、約１．５ｋＷのパワーを有する場合がある。そのような構成では、約２０から４０Ｗのパワーが光学素子４００によって吸収され、その後で熱として放散され得る。例えばこの放散された熱は、冷却チャネル４６４を流れる冷却流体によって除去することができる。しかしながら、この代わりに又はこれに加えて、水力学的流体（例えば水）を冷却媒体として用いてもよい。
【０２０２】
[00195]  これを達成するため、水圧回路を開放して、水力学的流体の水圧回路内への入力及び水圧回路からの抜き取りを可能とすることができる。例えば変更された実施形態において、バリア４６５を除去することでチャネル４２０のグループを相互接続し、第１及び第２の接続チャネル４６２、４６３を冷却／水力学的流体用の供給及び戻りラインとして使用すると共に外部の流体供給に接続することができる。チャネル４２０内の流体の平均圧力は、外部流体供給の特性によって規定される。圧電アクチュエータ４６１を用いて制御される準静的圧力を維持するのではなく、代替的な実施形態では、外部流体供給がチャネル４２０内に振動（又はパルス）圧力を生成するように構成され得る。圧電アクチュエータ４６１は、（絶対圧力でなく）振動圧力の振幅を変調するため使用可能である。圧力の振動が充分に高い周波数である（例えば＞１０ｋＨｚ）場合、これらの振動によって生じる出力放射ビームＢｏｕｔの出力パワーの変動は、リソグラフィ装置ＬＡａからＬＡｎ内のドーズ量制御のためには充分に平均化される。
【０２０３】
[00196]  水力学的流体が冷却のためにも用いられるそのような開放水圧システムを用いる実施形態では、チャネル４２０と第１及び第２の接続チャネル４６２、４６３との間の移行部は、ゼロ振幅の波節を有する定在波パターンの発生を低減させるため、音響波の著しい反射が存在しないように設計され得る。これは、インピーダンス整合及び／又は音響エネルギの吸収体の使用によって達成すればよい。
【０２０４】
[00197]  水圧式の実施形態（歪み機構がチャネル４２０内の水力学的流体の圧力を用いて光学面４１０の形状を制御する）では、歪み機構の応答時間、すなわち光学面４１０上の周期構造の振幅を変化させるのに必要な最小時間は、（ａ）アクチュエータが引き起こす圧力変化がチャネル４２０内の圧力変化に影響を及ぼすのに要する時間、及び（ｂ）アクチュエータ（複数のアクチュエータ）をチャネル４２０にリンクする水圧回路の力学、に依存する。アクチュエータが引き起こす圧力変化がチャネル４２０内の圧力変化に影響を及ぼすのに要する時間は、回路内の流体（例えば水）中の音速と、アクチュエータ（複数のアクチュエータ）及びチャネル４２０間の距離と、によって規定される。水圧回路の力学は、チャネル長とシステムの剛性とによって規定される。システムの剛性は、以下で説明するように、水のバルク剛性及びチャネル４２０のコンプライアンスによって規定される組み合わせ剛性である。
【０２０５】
[00198]  ここで、各閉鎖チャネル４２０の上にある膜４３０が一部を形成する上シリコン層４５２がシリコンから形成され、１７０ＧＰａのヤング率及び０．０６４のポアソン比を有する例示的な実施形態について、歪み機構の応答時間を推定する。膜４３０の各々は５μｍの厚さを有し、各チャネル４２０は８０μｍの幅を有し、隣接チャネル４２０間の分離は２０μｍである（すなわち、光学素子４００内の周期構造は約１００μｍのピッチを有する）。各チャネル４２０は２０μｍの深さを有する。各チャネルの長さは光学面４１０の短辺の長さに依存し、短辺の長さは入力放射ビームＢｉｎの直径に依存する。この推定では、各チャネルの長さは約５０ｍｍであると仮定されるが、実際には各チャネルの長さはこれより短い場合がある（例えば約５〜２０ｍｍ）。
【０２０６】
[00199]  水圧システム内の水の剛性は、水の体積弾性率及びシステム内の水の体積に依存する。水の体積弾性率は２．２×１０９Ｐａである。システムの体積は、各チャネル４２０の体積にチャネルの総数を乗算することで推定できる。各チャネルが、８０μｍの幅、２０μｍの深さ、及び５０ｍｍの長さを有する場合、各チャネルの体積は８×１０−１１ｍ３である。３０００のチャネルを備える実施形態では、システムの全体積は２．４×１０−７ｍ３である。水の剛性は、システムの体積に対する体積弾性率の比によって与えられる。すなわち、９．２×１０１５Ｐａ／ｍ３である。
【０２０７】
[00200]  各チャネル４２０内の圧力が１バールの場合、光学面上の周期構造の振幅は４．２ｎｍであり、これは各膜４３０の中心の約８．４ｎｍの隆起に対応する。これは、４．２×１０−１３ｍ２の余分なチャネル面積及び２．１×１０−１４ｍ３のチャネル体積の変化に対応する。各チャネルの剛性は、チャネルの体積に対するチャネル内の圧力の差によって与えられる。従って、１チャネル当たりの剛性は４．８×１０１８Ｐａ／ｍ３であり、全て（３０００）のチャネルの総剛性は１．６×１０１５Ｐａ／ｍ３である。
【０２０８】
[00201]  システムの組み合わせ剛性を推定するため、求積法で（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）水の剛性をチャネルの剛性に加算すると、１．３６×１０１５Ｐａ／ｍ３となる。ここから、システムの有効体積弾性率及び音速（ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ）は、それぞれ３．３×１０８Ｐａ及び５７１ｍ／ｓと推定できる。応答時間は、システムの音速に対する、圧力波が移動するチャネル最大長の比として推定することができる。最大チャネル長が０．２ｍであると仮定すると、応答時間は０．３５ｍｓと推定できる。
【０２０９】
[00202]  別の実施形態では、各閉鎖チャネル内に圧電素子が設けられている。各圧電素子に適切な電圧を印加することにより、光学面４１０の形状を高精度に制御することができる。
【０２１０】
[00203]  図１５ａ及び図１５ｂは、各閉鎖チャネル４２０内に圧電アクチュエータ４７５が設けられている実施形態を示す。この実施形態において、膜４３０を形成する層は、接着層４７０又は直接接合を用いて下方のパターン付基板４７６に取り付けられている。この取り付けによって複数の閉鎖チャネル４２０が形成される。各チャネル４２０において、圧電曲げアクチュエータ４７５は、チャネル４２０内に配置されるように膜４３０の下面に取り付けられている。
【０２１１】
[00204]  この実施形態において、各圧電アクチュエータ４７５は、その上の光学面４１０（すなわち膜４３０）の形状を直接制御するように動作可能である。圧電アクチュエータ４７５は、２つの電極４７１、４７４と、これらの電極間に配置された２つの圧電材料層４７２、４７３とを備えることができる。圧電アクチュエータ４７５は更に、２つの電極４７１、４７４間に電圧を印加するように動作可能である電源（図示せず）と、この電源によって印加される電圧を制御するように動作可能であるコントローラ（図示せず）と、が設けられている。２つの圧電材料層４７２、４７３は、電極４７１及び４７４間に印加される電圧によって圧電アクチュエータ４６１に曲げが生じるように構成されている。
【０２１２】
[00205]  図示する圧電アクチュエータ４７５はバイモルフ圧電曲げアクチュエータであり、２つの圧電材料層を備えている。しかしながら、多くの他のタイプの曲げアクチュエータも可能であることは認められよう。例えば圧電アクチュエータ４７５は代替的に、ユニモルフ圧電曲げアクチュエータ（すなわち単一の圧電材料層を備えている）か、又はマルチモルフ（すなわち３つ以上の圧電材料層を備えている）としてもよい。
【０２１３】
[00206]  図１６に、各チャネル４２０内に圧電アクチュエータを備える代替的な実施形態を示す。圧電アクチュエータ５００はプッシュプル圧電素子である。制御電圧に応答して、圧電アクチュエータ５００は、概ねｚ方向である力を膜４３０に加えるように構成されている。（図１５ａ及び図１５ｂに示すような）曲げアクチュエータに比べ、プッシュプル圧電素子５００の利点は、より大きな垂直方向の力及びより高速の応答時間を生成できることである。欠点は、一般に、コンパクトな垂直方向の空間で大きい振幅を達成することが難しくなることである（ｚ方向のチャネル４２０の大きさが比較的小さいので）。
【０２１４】
[00207]  別の実施形態では、各閉鎖チャネル内に静電アクチュエータが設けられている。各静電アクチュエータに適切な電圧を印加することにより、光学面４１０の形状を高精度に制御することができる。
【０２１５】
[00208]  各チャネル内の静電アクチュエータを用いる実施形態は、概ね図１６に示す形態であり得るが、アクチュエータ５００は、膜４３０に対して下方向又は上方向の力を発生させるように動作可能な静電アクチュエータである。図１７に、１つのそのような静電アクチュエータの実施形態を示す。この静電アクチュエータは、可撓性の膜電極５０２及び第２の電極５０４を備えている。膜電極５０２は、第２の電極５０４に隣接すると共に第２の電極５０４から分離している。
【０２１６】
[00209]  膜電極５０２は、各端部で、その幅にわたって（又はｘ方向で）ポスト５０３により支持されている。ポスト５０３は、膜電極５０２を光学素子４００の下基板４７６に接続する。膜電極５０２は支柱５０１を介して膜４３０に接続されている。
【０２１７】
[00210]  静電アクチュエータは更に、膜電極５０２及び第２の電極５０４間に電圧を印加するように動作可能である電源（図示せず）と、この電源によって印加される電圧を制御するように動作可能であるコントローラ（図示せず）と、が設けられている。膜電極５０２及び第２の電極５０４にこの電圧を印加することで、２つの電極５０２、５０４間に引力が生じる。この力は支柱５０１を介して膜４３０に伝達される。
【０２１８】
[00211]  コンポーネント５０１〜５０４の各々は、各チャネル４２０の全長にわたってｙ方向に延出し得る。あるいは、これらのコンポーネント５０１〜５０４の１以上を複数の部分に分割して、チャネル４２０の全長が複数の静電アクチュエータによって作動されるようにしてもよい。
【０２１９】
[00212]  図１０〜図１７を参照して説明した光学素子４００の実施形態は、図５及び図５ａに示すタイプの減衰器としての使用に適したものとして記載されているが、光学素子４００のこれらの実施形態が他の目的に使用できる調整可能回折格子を提供することは認められよう。例えば、そのような光学素子４００は代替的にビーム分割装置として用いることができる。
【０２２０】
[00213]  図１８は、本発明の一実施形態に従ったビーム分割装置６００の概略図を示す。ビーム分割装置６００は、例えば図１のビームデリバリシステムＢＤＳの一部を形成し得る。ビーム分割装置６００は、光学素子６１０、歪み機構６２０、及びコントローラ６３０を備えている。光学素子６１０は、入力放射ビームＢｉｎを受光するための光学面を有する。以下で説明するように、光学面上には回折格子として機能する周期構造が設けられ、入力放射ビームＢｉｎが光学素子６１０から回折されて複数の角度分離した出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３を形成するようになっている。歪み機構６２０は、周期構造の形状を制御するように光学素子６１０の光学面を歪ませるように動作可能である。
【０２２１】
[00214]  コントローラ６３０は、入力放射ビームＢｉｎの波長の変動による出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の相対出力パワーの変化を少なくとも部分的に補正するように、歪み機構６２０を用いて周期構造の形状を制御するように動作可能である。コントローラ６３０は、歪み機構６２０によって受信される制御信号６５５を発生させるように動作可能である。
【０２２２】
[00215]  入力放射ビームＢｉｎの波長の変動による出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の相対出力パワーの変化を少なくとも部分的に補正するため、ビーム分割装置６００は更に、入力放射ビームＢｉｎ及び出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３のうち１以上の特性の１以上を明らかにするように動作可能な１以上のセンサも備え得る。これらの特性は、歪み機構６２０に送信される制御信号６５５を発生するためコントローラ６３０によって用いることができる。
【０２２３】
[00216]  例えばいくつかの実施形態において、ビーム分割装置は、入力放射ビームＢｉｎの波長を明らかにするように動作可能なセンサ６４１を備えることができる。センサ６４１は例えば干渉計を含み得る。センサ６４１は、入力放射ビームＢｉｎの波長を示す信号６５１をコントローラ６３０に送信するように動作可能である。
【０２２４】
[00217]  これに加えて又はこの代わりに、ビーム分割装置６００は、出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３のうち１つのパワーを示す量を明らかにするように動作可能な１以上のセンサ６４２、６４３、６４４を備えることができる。各センサ６４２、６４３、６４４は、出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３のうち１つのパワーを示す信号６５２、６５３、６５４をコントローラ６３０に送信するように動作可能である。図示する実施形態において、センサ６４２は、出力放射ビームＢ１のパワーを示す量を明らかにし、それを示す信号６５２をコントローラ６３０に送信するように動作可能であり、センサ６４３は、出力放射ビームＢ２のパワーを示す量を明らかにし、それを示す信号６５３をコントローラ６３０に送信するように動作可能であり、センサ６４４は、出力放射ビームＢ３のパワーを示す量を明らかにし、それを示す信号６５４をコントローラ６３０に送信するように動作可能である。
【０２２５】
[00218]  コントローラ６３０は、制御信号６５１、６５２、６５３、６５４の１以上を受信すると、これらの制御信号６５１、６５２、６５３、６５４の１以上に応じて制御信号６５５を発生させるように動作可能である。そのような構成によって、歪み機構６２０は、出力放射ビームのパワーを制御するように、（ａ）入力放射ビームの明らかになった波長、及び／又は（ｂ）出力放射ビームのパワーを示す量、に応じて周期構造の形状／振幅を制御するように動作可能である。
【０２２６】
[00219]  図１９ａ、図１９ｂ、及び図１９ｃに、光学素子６１０の一実施形態を概略的に示す。光学素子６１０は反射面６１２を含み、入力放射ビームＢｉｎを受光するのに適している。入力放射ビームＢｉｎは、例えば図３の自由電子レーザＦＥＬによって出力される放射ビームＢＦＥＬを含み得る。
【０２２７】
[00220]  反射面６１２は概ね面内にある（図１９ａ〜図１９ｃのｘ−ｙ面）。使用の際、光学素子６１０は入力放射ビームＢｉｎを受光すると共に複数の放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３を出力するように配置されている。
【０２２８】
[00221]  入力放射ビームＢｉｎは、かすめ入射角βで反射面６１２に入射する。かすめ入射角βは、入力放射ビームＢｉｎと反射面６１２との間の角度である。かすめ入射角βは、例えば５度未満、例えば約２度、又はそれ未満、例えば約１度とすればよい。入力放射ビームＢｉｎは断面が概ね円形であり、従って反射面６１２の概ね楕円形の領域を照射し得る。この概ね楕円形の領域をビームスポット領域６１４と称することができる。ビームスポット領域６１４の寸法は、入力放射ビームＢｉｎの直径とかすめ入射角βとによって決まる。楕円形ビームスポット領域の短軸の長さは入力放射ビームＢｉｎの直径に等しく、楕円形ビームスポット領域の長軸の長さは入力放射ビームＢｉｎの直径をサイン（β）で除算したものに等しい。ビームスポット領域の向きは入力放射ビームＢｉｎの方向に依存する。図１９ａ〜図１９ｃに示す例示的な実施形態では、ビームスポット領域の長軸はｙ方向に位置合わせされ、ビームスポット領域の短軸はｘ方向に位置合わせされている。
【０２２９】
[00222]  以下で説明するように、入力放射ビームＢｉｎは、反射面６１２に入射すると、遠距離場で出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３が空間的に分離するように回折される。これを達成するため、反射面６１２は平坦でなく、格子構造が設けられている。すなわち、反射面６１２はｘ−ｙ面だけに位置するのではなく、ｘ−ｙ面に対して垂直な方向に多少の変化（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を有する。この実施形態において、出力放射ビームＢ２は０次の回折ビームに相当し、出力放射ビームＢ１及びＢ３は±１次の回折ビームに相当する。他の実施形態では、ビームスポット領域６１４から異なる数の放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３が出力され得る。例えば一実施形態では、ビームスポット領域６１４から５つの放射ビームが出力され、これら５つの出力放射ビームは、０次、±１次、±２次の回折ビームに相当し得る。
【０２３０】
[00223]  格子構造は、反射面６１２に延出する複数の溝を備えている。これらの溝は、例えばエッチング、スタンピング、又は電鋳のような任意の適切なプロセスによって形成すればよい。溝は任意のプロファイル形状を有し得る。すなわち、延出方向に対して垂直な面内での溝の断面形状は任意の形状を有し得る。
【０２３１】
[00224]  （以下で記載するような）一実施形態において、溝は複数の概ね平坦な面から形成される。図２０に、そのような実施形態のｘ−ｚ面内の反射面６１２の一部の断面を示す。
【０２３２】
[00225]  溝６１５は複数のリッジ６１６を形成し、反射面６１２を３つのグループの反射面に分割する。各リッジ６１６の上面は第１のグループの面Ｓ１を形成し、各リッジ６１６の左側は第２のグループの面Ｓ２を形成し、各リッジ６１６の右側は第３のグループの面Ｓ３を形成する。従って、溝６１５は反射面６１２を複数のグループの反射面に分割し、各グループ内の面は実質的に平行であるが、他の各グループの面に対しては角度が異なる。すなわち、特定のグループ内の面は各々、他のグループ内の面とは異なる特定の向きを有する。
【０２３３】
[00226]  他の溝プロファイルも代替的に使用可能であることは認められよう。例えば、代替的な実施形態において、溝のプロファイルは１以上の湾曲部を含み得る。
【０２３４】
[00227]  格子構造は、複数の単位セル６１７から形成されると考えることができる。単位セル６１７は、溝６１５のプロファイル形状、すなわち、反射面６１２上の所与の位置における、延出方向に対して垂直な面内での溝６１５の断面形状とすることができる（ｘ方向）。各単位セル６１７は、溝６１５又はリッジ６１６の一部分から、隣接する溝６１５又はリッジ６１６の対応する部分まで延出し得る。例えば各単位セル６１７は、リッジ６１６の上面Ｓ１、リッジ６１６の左側Ｓ２、及びリッジ６１６の右側Ｓ３を含み得る（これら３つの面は相互に隣接している）。格子構造の単位セル６１７のサイズ及び形状は概ね均一であり得る。格子構造の単位セル６１７の幅をそのピッチと呼ぶことができる。格子構造の単位セル６１７の幅ｗは、例えば約１μｍとすればよい。Ｓ１面の幅ｗ１は、例えば０．１０μｍから０．５０μｍの範囲内とすればよい。
【０２３５】
[00228]  格子構造（すなわち溝６１５）に対する入力放射ビームＢｉｎの所与の方向、及び入力放射ビームＢｉｎの所与の波長について、放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の方向は、格子のピッチすなわち単位セル６１７の幅ｗに依存し、単位セルの形状には依存しない。しかしながら、出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の相対パワーは格子構造の単位セル６１７の形状に依存する。具体的には、分岐放射ビームの強度比は、格子構造の単位セル６１７のピッチの幅ｗに対するＳ１面の幅ｗ１（ｘ方向）の比に依存する。上面Ｓ１により形成される単位セル６１７の幅（ｘ方向）の割合を、格子構造の「デューティサイクル」と呼ぶことができる。
【０２３６】
[00229]  出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の各々のパワーは、格子構造のデューティサイクルと入力放射ビームＢｉｎのかすめ入射角βとに依存する。一実施形態において、格子構造の単位セル６１７の幅ｗは１μｍであり、入力放射ビームＢｉｎの波長は１３．５ｎｍであり、かすめ入射角βは１．１度である。そのような実施形態では、２６％のデューティサイクルによって、出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３間で均等なパワー配分が得られる（すなわち、各ビームが光学素子６１０によって出力されるパワーの３３％を受ける）。他のデューティサイクルでは、出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３間で異なるパワー配分となる。
【０２３７】
[00230]  反射面６１２は、任意の適切な数の溝６１５を備えることができる。ビームスポット領域６１４における溝６１５の数は、格子構造の単位セル６１７の幅ｗとビームスポット領域６１４の短軸の長さとによって決定される。１つの例示的な実施形態では、反射面６１２はビームスポット領域６１４において１０００のオーダーの溝６１５を備え得る。
【０２３８】
[00231]  出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３は、遠距離場において（例えばリソグラフィツールＬＡ１〜ＬＡｎで）、入力放射ビームＢｉｎの強度分布と実質的に同様の強度分布を有し得る。これは望ましい場合がある。
【０２３９】
[00232]  記載した例示的な実施形態において、溝６１５は概ねｙ方向に延出している。すなわち溝６１５は、入力放射ビームＢｉｎの入射面（入来する放射ビームＢｉｎと反射面６１２に対する法線すなわちｚ方向とを含む面）に対して概ね平行である。溝に対して垂直な方向（すなわちｘ方向）は入力放射ビームＢｉｎの入射面内でないので、格子によって円錐回折が生じ、出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３は円錐上にある。代替的な実施形態では、溝は入力放射ビームＢｉｎの伝搬方向に対して概ね垂直に延出して、出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３が面内にある場合がある。
【０２４０】
[00233]  ビーム分割装置６００は、放射ビームのための光学システムの一部を形成し得る。例えばビーム分割装置６００は、リソグラフィシステムＬＳ向けのビームデリバリシステムＢＤＳの一部を形成することができ、１以上の放射源ＳＯから１以上のリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎへ放射を送出できる。
【０２４１】
[00234]  光学素子６１０は入力放射ビームＢｉｎを３つの分岐放射ビームに分割するように構成されているが、放射ビームを異なる数の分岐放射ビームに分割する格子を設けてもよいことは認められよう。一般に、放射ビームを２つ以上の分岐放射ビームに分割する格子を設けることができる。
【０２４２】
[00235]  ビーム分割装置６００は、入力放射ビームＢｉｎを複数の出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３に分割するための便利な機構を提供する。出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の角度分離は、周期格子構造に対する入力放射ビームＢｉｎの向き（例えばかすめ入射角）、周期構造のピッチ、及び入力放射ビームＢｉｎの波長に依存する。更に、出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の相対パワーは、周期構造の形状及び入力放射ビームＢｉｎの波長に依存する。従って、出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の角度分離及び出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の相対パワーは双方とも入力放射ビームＢｉｎの波長に依存する。
【０２４３】
[00236]  従って、静的格子構造によって得られるビーム分割装置では、出力のパワー及び方向が入力放射ビームＢｉｎの波長の変動の影響を受けやすい。しかしながら、自由電子レーザＦＥＬ（図３を参照のこと）が出力する放射ビームＢＦＥＬの波長は、時間と共に変動することが予想される。入力放射ビームＢｉｎの波長が変動すると、出射する回折次数の角度（０次を除く）及び格子から出射する異なる次数のパワーが双方とも変化する。
【０２４４】
[00237]  出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の向かう方向の変動は、比較的小さく、ビーム分割装置６００の下流にある光学部品に対して問題とならない可能性がある。しかしながら、ビーム分割装置６００が図１のビームデリバリシステムＢＤＳで用いられる実施形態では、出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３のパワーが変動すると、結果として、リソグラフィツールＬＡａ〜ＬＡｎに供給される分岐放射ビームＢａ〜Ｂｎのパワーが変動する。これは次いで、基板Ｗの様々な部分に送出される放射ドーズ量の変動を招く。これは、基板Ｗ上に形成される画像にエラーを引き起こす可能性があり、特に、リソグラフィツールのクリティカルディメンションの均一性に影響を及ぼす恐れがある。０．１％のオーダーのドーズ量安定性を得るためには、０．０１％よりも良好な波長安定性が要求され得ると推定される。自由電子レーザの出力放射ビームＢＦＥＬでは、そのような波長安定性を達成することは不可能である場合がある。
【０２４５】
[00238]  図２１ａ及び図２１ｂに示すように、ビーム分割装置６００は２つのアクチュエータ６６１、６６２を備えている。アクチュエータ６６１、６６２の各々は、光学素子６１０の対向するエッジに隣接して設けられている。２つのアクチュエータ６６１、６６２の各々は、格子構造の溝６１５の延出方向（ｙ方向）に垂直な方向（ｘ方向）に概ね向かう力を光学素子６１０に加えるように動作可能である。同時に、２つのアクチュエータ６６１、６６２は、格子構造の溝６１５の方向（ｙ方向）に垂直な方向（ｘ方向）に光学面６１２を圧縮又は膨張させるように動作可能である。この結果として、アクチュエータ６６１、６６２は周期格子構造のピッチを制御するように動作可能である。
【０２４６】
[00239]  アクチュエータ６６１、６６２を用いた適切な作動によって、入力放射ビームＢｉｎの波長の変動による出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の相対出力パワーの変化を少なくとも部分的に補正するように周期構造の形状を制御することができる。同時に、２つのアクチュエータ６６１、６６２は、周期構造の形状を制御するように動作可能な歪み機構であると考えることができる。２つのアクチュエータは、図１８の歪み機構６２０の具体的な例を与える。
【０２４７】
[00240]  格子構造の平均ピッチ又は公称ピッチは約１０００ｎｍとすることができる。反射面６１２の外側寸法は、３００ｍｍ（ｙ方向）及び２０ｍｍ（ｘ方向）のオーダーとすることができる。アクチュエータ６６１、６６２は、周期格子構造の公称ピッチをほぼ±０．１％変動させるように動作可能である。幅（又はｘ方向の光学素子６１０の大きさ）が２０ｍｍである実施形態において、これは、アクチュエータ６６１、６６２が光学素子６１０の幅を±２０μｍ変動させるように動作可能であることを示唆している。そのような作動範囲は実現可能である。例えば、２つのアクチュエータの各々は圧電アクチュエータを含み得る。
【０２４８】
[00241]  更に、光学素子６１０のこの作動は、例えば１０ｋＨｚまでの帯域幅のような比較的高い帯域幅で達成可能である。基板Ｗ上のターゲット位置は、約１ｍｓ以上であり得る露光時間期間中、ＥＵＶ放射を受光することができる。いくつかの実施形態において、露光時間は数十ミリ秒のオーダーとすることができ、例えば５０〜１００ｍｓの範囲内である。１０ｋＨｚ以上の周波数で動作するビーム分割装置６００を用いたフィードバックベースの制御ループは、１ｍｓで送出される露光ドーズ量をある程度制御する。従って、ビーム分割装置６００を用いて、基板Ｗの異なる部分に与えられる放射ドーズ量の変動を少なくとも部分的に補正することができる。ビーム分割装置６００を用いて、広い周波数帯内でドーズ量の安定性を達成できる。具体的には、ビーム分割装置６００は、１００Ｈｚから１０ｋＨｚの周波数範囲において放射波長の変動によって引き起こされるドーズ量変動を少なくとも部分的に補正するように動作可能である。より高い周波数の変動については、露光時間中のスキャン平均化によって、いかなるドーズ量エラーも低減されることに留意すべきである。
【０２４９】
[00242]  ビーム分割装置６００は、複数の出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の相対パワーが経時的な入力放射ビームの波長のドリフトによって実質的に影響を受けないままとすることができる機構を提供する。更に、ビーム分割装置６００は、複数の出力放射ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３の方向が経時的な入力放射ビームの波長のドリフトによって実質的に影響を受けないままとすることができる機構を提供する。
【０２５０】
[00243]  光学素子６１０は、例えばシリコンウェーハの結晶面に沿った異方性エッチングによってシリコンから形成することができる。例えば、上面Ｓ１は（１００）結晶面に沿って形成し、面Ｓ２、Ｓ３は（１１１）及び（−１１１）結晶面に沿って形成すればよい。この場合、溝の底部の角度６１８は約７０．５度となり、溝６１５及びリッジ６１６は（０１−１）方向に沿って延出している。上面Ｓ１を記述する（ｈｋｌ）数に応じて様々なレイアウトが可能であることは認められよう。
【０２５１】
[00244]  上面Ｓ１が（１００）結晶面に沿って形成され、面Ｓ２、Ｓ３が（１１１）及び（−１１１）結晶面に沿って形成されている格子は、複数の（例えば３つの）出力放射ビームを形成する。出力放射ビームの数は、存在する回折次数に依存する。存在する回折次数は、入力放射ビームＢｉｎのかすめ入射角に依存する。かすめ入射角が大きくなると、より多くの回折次数が可能となるからである。
【０２５２】
[00245]  光学素子６１０にシリコンを用いる利点は、約１２３Ｋでの動作によって動作中の熱膨張が制限され得ることである。この温度では、シリコンの熱伝導率は６００Ｗ／ｍ／Ｋ以上のオーダーであり、これは室温における熱伝導率の４倍であり、銅（Ｃｕ）の熱伝導率よりも約５０％大きい。従って、著しい熱負荷にもかかわらず、光学素子の膨張が小さく、その設計上の構造寸法が維持される範囲内に光学素子の温度を保ちながら、比較的大きい熱負荷に耐えることができる。
【０２５３】
[00246]  上述のことから、反射性格子構造を提供する光学素子が複数の適切な方法のいずれかで製造され得ることは明らかであろう。一実施形態では、実質的に原子的に平坦な表面を有するリッジを設けるため、複数のエッチャントを用いてシリコンウェーハを処理することによって格子を生成すればよい。例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、及びフッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）等のエッチャントを使用できる。適切な格子は上述のように製造され得る。その後、金属ガラスにおける熱可塑性成形等のプロセスを用いて、又は例えばスタンピングによって、格子をコピーすればよい。
【０２５４】
[00247]  エッチング表面はシリコンであり得ることを記載したが、他の材料も使用可能であることは理解されよう。格子を設けるため異方性エッチングを行うことができる他の材料の例には、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、シリコン−ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、及びヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）が含まれる。しかしながら一般には、任意の適切な（結晶）材料が使用され得る。
【０２５５】
[00248]  光学素子６１０は、（ＥＵＶ放射に対して）より反射性の高い（より吸収性の低い）材料のコーティングを設けることができる。例えば、ミラーにルテニウム（Ｒｕ）又はモリブデン（Ｍｏ）のコーティングを設ければよい。これは例えば約５０ｎｍの厚さを有し得る。モリブデン及びルテニウムは双方とも、波長が１３．５ｎｍの放射に対して比較的高いかすめ入射反射率を有する。他の放射波長では他のコーティングを選択すればよい。しかしながら一般には、電子密度が充分に高い透明材料によって良好なかすめ入射反射が与えられる。重元素金属はそのような材料の例である。更に、ＥＵＶ放射誘導プラズマの発生等、ビームデリバリシステムＢＤＳ内に存在すると考えられる条件に耐性を持つように材料を選択することも可能である。
【０２５６】
[00249]  いくつかの実施形態では、光学素子（平坦な又はエッチングしたシリコン）上に、Ｍｏ及びＲｕの混合物等のアモルファス金属（又は金属ガラス）を堆積して、反射性コーティングを設けることができる。金属ガラスのアモルファス構造を用いて、所望の波長に対して高い反射率を有する平滑な表面を提供できる。
【０２５７】
[00250]  ジルコニウム（Ｚｒ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）のような他の任意の適切な材料も使用可能であることは認められよう。
【０２５８】
[00251]  反射性コーティングを設ける場合、この反射性コーティングに更に別のコーティングを塗布してもよい。例えば、存在すると考えられる条件に対する反射性コーティングの安定性及び耐性を増大させるために、酸化物、窒化物、カーバイド等を塗布することができる。
【０２５９】
[00252]  反射性コーティングを設ける場合、エッチングした材料（例えばＳｉ）と反射性コーティングとの間に１以上のインタフェース層を設けることで、表面粗さを低減すると共に熱伝導率を上昇させてもよい。例えば、グラフェンのインタフェース層を設けることができる。
【０２６０】
[00253]  図には示していないが、上述したいずれかの又は全ての光学素子の反対側（すなわち入力放射ビームＢｉｎを受光しない側）に冷却チャネルを設けることも可能である。そのような冷却チャネルは、水等の液体冷却剤又は２相の液体／気体冷却剤を受容するように配置することができる。
【０２６１】
[00254]  本明細書において、物体が、放射ビームを受光すると共に１以上の出力放射ビームを形成するように放射ビームを散乱させるよう構成されているものとして記載される場合、「散乱させる」という言葉は、反射又は回折（反射性又は透過性のいずれか）を含むことが意図されることは認められよう。
【０２６２】
[00255]  光学面のビームスポット領域は、入力放射ビームが入射する光学面の領域を意味するものとして理解される。例えば、斜角で光学面に入射する概ね円形の入力放射ビームは、光学面の概ね楕円形の領域を照射する。そのような楕円形のビームスポット領域は短軸及び長軸を有する。入力放射ビームが明瞭に規定されたエッジを有しない場合があること、例えば入力放射ビームがガウス分布状の（Ｇａｕｓｓｉａｎ−ｌｉｋｅ）強度プロファイルを有し得ることは認められよう。そのような実施形態において、入力放射ビームのエッジは、強度が所定のカットオフ値未満に低下するポイントとして規定され得る。あるいは、回転対称の強度プロファイルにおいて、入力放射ビームのエッジは、放射ビームのパワーの所定の割合（例えば９５％）を含む円として規定され得る。これに応じてビームスポット領域を規定すればよい。
【０２６３】
[00256]  上述の実施形態では、光学素子の光学面上に調整可能周期構造が形成される。これによって、それぞれが異なる回折次数に相当する複数のサブビームが光学面から射出する。上述の実施形態において、光学素子は減衰器の一部を形成する。サブビームの１つが減衰器の出力放射ビームを形成し、周期構造の振幅を変動させることで前記出力放射ビームのパワーを変動させ得る。代替的な実施形態において、光学素子はビーム分割装置の一部を形成することができる。例えば、光学素子はビームデリバリシステムＢＤＳの一部を形成し、メイン放射ビームを複数のサブビームに分割し得る。光学素子から出射するサブビームの各々が、ビーム分割装置の分岐放射ビームを形成することができる。これは、例えば壁１２０に２つ以上のアパーチャを設けることによって達成できる。
【０２６４】
[00257]  減衰器１５ａ〜１５ｎは、上述の実施形態の１以上を単独で又は他の減衰器と組み合わせて備えることができる。他の減衰器は、異なる時間尺度で動作するフィードバックループの一部を形成し得る。例えば、上述した減衰器１００は、リアルタイムで（すなわち基板の露光中に）リソグラフィ装置内の基板Ｗに送出される放射のドーズ量制御を行うように動作可能であり得る。より低速の減衰器を用いて、基板によって受光される放射ドーズ量の更に長い時間尺度のドリフトに対処する（ａｃｃｏｕｎｔ  ｆｏｒ）ことができる。例えば、ガスチャンバベースの減衰器を用いて、基板によって受光される放射ドーズ量の更に長い時間尺度のドリフトに対処できる。
【０２６５】
[00258]  いくつかの実施形態では、コントローラが、放射源ＳＯから発したＥＵＶ放射のパワーを制御することができる。センサ装置が、放射源ＳＯにより出力されるＥＵＶ放射ビームのパワー、又はＥＵＶ放射ビームのパワーに相関させたパラメータを監視することができる。コントローラは、センサ装置の出力に基づいて放射源ＳＯを調整すればよい。このようにフィードバックベースの制御ループを設けることができる。センサ装置は、リソグラフィシステムＬＳ内の任意の適切な位置に設ければよい。
【０２６６】
[00259]  図１に関連付けて、各分岐放射ビームに対してそれぞれ減衰器１５ａ〜１５ｎを設けることを記載したが、他の実施形態では、分岐放射ビームの１つ又はいくつかに対してのみ減衰器を設けてもよいことは認められよう。更に、複数の分岐放射ビームに対して単一の減衰器を設けてもよい。例えば、減衰器１５ａ〜１５ｎはビームデリバリシステムＢＤＳの外側に配置されるものとして示すが、他の実施形態では、本明細書に記載するような減衰器は、複数の分岐放射ビームを減衰させるようにビームデリバリシステムＢＤＳ内に配置することも可能である。例えば、分岐放射ビームＢｂ〜Ｂｎの全てを共に減衰させるため、第１の分岐放射ビームＢａの分岐の直後に減衰器を設ければよい。減衰器の任意の組み合わせ又は構成を設けることができる。
【０２６７】
[00260]  一般的に上述したような減衰器は、リソグラフィシステム内で基板Ｗの前段のどこか他の場所に位置決めすることも可能である。例えば、図２を参照すると、減衰器は照明システムＩＬ内に位置決めしてもよい。
【０２６８】
[00261]  本発明の実施形態について単一の自由電子レーザＦＥＬの文脈で記載したが、任意の数の自由電子レーザＦＥＬを使用可能であることは認められよう。例えば２つの自由電子レーザを、複数のリソグラフィ装置にＥＵＶ放射を与えるように配置してもよい。これは、ある程度の冗長性を織り込んでいる。これによって、一方の自由電子レーザが修理中であるか又は保守を受けている時に他方の自由電子レーザを使用することが可能となる。
【０２６９】
[00262]  リソグラフィシステムＬＳは任意の数のリソグラフィ装置を含むことができる。リソグラフィシステムＬＳを形成するリソグラフィ装置の数は例えば、自由電子レーザから出力される放射量と、ビームデリバリシステムＢＤＳで失われる放射量と、に依存し得る。これに加えて又はこの代わりに、リソグラフィシステムＬＳを形成するリソグラフィ装置の数は、１つのリソグラフィシステムＬＳのレイアウト及び／又は複数のリソグラフィシステムＬＳのレイアウトに依存し得る。
【０２７０】
[00263]  また、リソグラフィシステムＬＳの実施形態は、１以上のマスクインスペクション装置ＭＩＡ及び／又は１以上のＡＩＭＳ（Ａｅｒｉａｌ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）を含むことができる。いくつかの実施形態において、リソグラフィシステムＬＳは、ある程度の冗長性を織り込むために２つのマスクインスペクション装置を含み得る。これによって、一方のマスクインスペクション装置が修理中であるか又は保守を受けている時に他方のマスクインスペクション装置の使用を可能とする。このため、一方のマスクインスペクション装置は常に使用に供することができる。マスクインスペクション装置は、リソグラフィ装置よりも低パワーの放射ビームを用い得る。更に、本明細書に記載したタイプの自由電子レーザＦＥＬを用いて発生させた放射は、リソグラフィ又はリソグラフィ関連の用途以外の用途に使用可能であることは認められよう。
【０２７１】
[00264]  「相対論的電子」という言葉は、相対論的エネルギを有する電子を意味するものと解釈するべきである。電子は、その運動エネルギが静止質量エネルギ（自然単位で５１１ｋｅＶ）以上に相当する場合に相対論的エネルギを有すると見なすことができる。実際には、自由電子レーザの一部を形成する粒子加速器は、静止質量エネルギよりはるかに大きいエネルギに電子を加速させることができる。例えば粒子加速器は、１０ＭｅＶ超、１００ＭｅＶ超、１ＧｅＶ超、又はそれ以上のエネルギに電子を加速させ得る。
【０２７２】
[00265]  放射源ＳＯは、ＥＵＶ放射ビームを生成するように動作可能である１以上の自由電子レーザＦＥＬを備えることができる。しかしながら他の実施形態では、放射源ＳＯは放射を発生させる他の手段を備え得ることは認められよう。例えば放射源ＳＯは、１以上の「レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）」源を備えることができる。実際、いくつかの実施形態において放射源ＳＯは、適切な高パワーの放射ビームを提供するように動作可能である任意の手段を利用し得ることは理解されよう。
【０２７３】
[00266]  本発明の実施形態について、ＥＵＶ放射ビームを出力する自由電子レーザＦＥＬの文脈で説明した。しかしながら自由電子レーザＦＥＬは、任意の波長を有する放射を出力するように構成可能である。従って、本発明のいくつかの実施形態は、ＥＵＶ放射ビームでない放射ビームを出力する自由電子レーザを含み得る。
【０２７４】
[00267]  「かすめ入射角」という言葉は、入射放射ビームの伝搬方向とこれが入射する反射面との間の角度を指すことは認められよう。この角度は入射角の余角である。すなわち、かすめ入射角と入射角との和は直角である。
【０２７５】
[00268]  「ＥＵＶ放射」という言葉は、４〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射を包含すると考えることができる。ＥＵＶ放射は、１０ｎｍ未満、例えば６．７ｎｍ又は６．８ｎｍのような４〜１０ｎｍの範囲内の波長を有し得る。
【０２７６】
[00269]  リソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎはＩＣの製造に用いることができる。あるいは、本明細書に記載したリソグラフィ装置ＬＡａ〜ＬＡｎは他の用途を有し得る。可能である他の用途には、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造が含まれる。
【０２７７】
[00270]  本発明の特定の実施形態について記載したが、記載とは異なる方法でも本発明を実施可能であることは認められよう。上述の記載は限定でなく例示を意図している。従って、以下に述べる特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、記載したような本発明に変更を行い得ることが当業者には認められよう。
【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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【図５ａ】
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【図６】
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【図６ａ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１０ａ】
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【図１１】
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【図１１ａ】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図１９ｃ】
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【図２０】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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