(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光と相互作用する光学有効面（２０）および流体を受容する少なくとも１つの空洞（１４）を備える、反射光学素子（１０）を製造する方法であって：
ａ）第１材料からなる基板（１２）を提供するステップと、
ｂ）前記少なくとも１つの空洞（１４）を、前記基板（１２）の第１表面（３６）から前記基板（１２）内に導入するステップであって、前記少なくとも１つの空洞は、前記基板（１２）内の前記第１表面（３６）側にのみに配置されるステップと、
ｃ）前記すくなくとも１つの空洞（１４）を、第２材料（４０）で充填するステップと、
ｄ）オーバーコート（１６）を前記第１表面（３６）に、前記少なくとも１つの空洞（１４）の領域においてさえ付与するステップであって、少なくとも１つの第３材料からなる、少なくとも１つの層をガルバニック的および／または化学的に堆積させることにより、前記オーバーコート（１６）を付与するステップと、
ｅ）前記第２材料（４０）を、前記少なくとも１つの空洞（１４）から出して空にするステップと、
ｆ）少なくとも１つの反射層（１８）を前記オーバーコート（１６）に付与するステップであって、ステップｅ）の前、またはステップｅ）の後に実行するステップｆ）と、を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、ステップａ）は、更に：
前記基板（１２）の前記第１表面（３６）を、前記光学有効面（２０）の基本形状に対応する表面形状に成形するステップ、を含む方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、第２材料（４０）は、熱を付与することで液化可能な材料、および／または溶媒に溶解可能な材料である方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の作動方法であって、第２材料（４０）は導電性である方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の方法であって、前記第２材料（４０）は、ワックス、ポリマーまたは塩である方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の方法であって、ステップｃ）の後であり、およびステップｄ）の前に、導電層を、基板（１２）の第１表面（３６）に付与する方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の方法であって、ステップｄ）またはステップｅ）に続いて、オーバーコート（１６）の表面（４６）を、光学有効面（２０）の達成されるべき微細な形状に従って、サブトラクティブ法により、微細に機械加工する方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、更に、微細に機械加工された前記表面（４６）を、平滑化する方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の方法であって、オーバーコートの、微細に機械加工された前記表面（４６）の形状を、イオンビーム成形により、修正する方法。
【請求項１０】
請求項７〜９の何れか一項に記載の方法であって、少なくとも１つの空洞（１４）に圧力を与え、一方オーバーコート（１６）の表面（４６）を、微細に機械加工する方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法であって、ステップｄ）を、オーバーコート（１６）が、均一または不均一な厚さで、第１表面（３６）に亘って配置されつつ生じるよう、実施する方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一項に記載の方法であって、第３材料を、オーバーコートの間に連続的または段階的に変化させる方法。
【請求項１３】
反射光学素子であって、基板（１２）と、ガルバニック的または化学的に前記基板（１２）の第１表面上（３６）に堆積された、少なくとも１つの層からなるオーバーコート（１６）と、流体を受容する少なくとも１つの空洞（１４）と、を備える反射光学素子であって、前記少なくとも１つの空洞（１４）は、前記基板（１２）内の前記第１表面（３６）に隣接して前記第１表面（３６）側にのみ配置され、前記オーバーコート（１６）は、前記少なくとも１つの空洞（１４）上にも延在し、および前記少なくとも１つの空洞（１４）には、前記オーバーコート（１６）の材料が無く、前記オーバーコート（１６）において、前記基板（１２）から反対を向いた表面（４６）上に配置された、少なくとも１つの反射層（１８）を備え、該少なくとも１つの反射層（１８）は、光学有効面（２０）を備える、反射光学素子。
【請求項１４】
請求項１〜１２の何れか一項に記載の方法で製造された、請求項１３に記載の反射光学素子。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の反射光学素子であって、少なくとも１つの空洞（１４）は、１つまたは複数のチャネル（２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４）の形状である反射光学素子。
【請求項１６】
請求項１５に記載の反射光学素子であって、前記チャネル（２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４）は、数マイクロメートルから約１ミリメートルの範囲にある、幅を有する反射光学素子。
【請求項１７】
請求項１３〜１６の何れか一項に記載の反射光学素子であって、少なくとも１つの空洞（１４）は、少なくとも１つの開口（３８）を備え、該開口（３８）は、反射層（１８）の光学有効面（２０）につながる反射光学素子。
【請求項１８】
請求項１３〜１７の何れか一項に記載の反射光学素子であって、基板（１２）は、鋼、銅合金、および／またはアルミニウム‐シリコンを示す反射光学素子。
【請求項１９】
請求項１３〜１８の何れか一項に記載の反射光学素子であって、オーバーコート（１６）は、銅、ニッケル、および／またはリンを含むニッケル（ＮｉＰ）を示す反射光学素子。
【請求項２０】
請求項１３〜１９の何れか一項に記載の反射光学素子であって、基板（１２）の材料およびオーバーコート（１６）の材料は、少なくとも略同一の熱膨張係数を有する反射光学素子。
【請求項２１】
請求項１３〜２０の何れか一項に記載の反射光学素子であって、オーバーコート（１６）の材料は、基板（１２）の材料の熱膨張係数を上回る熱膨張係数を有する反射光学素子。
【請求項２２】
請求項１３〜２１の何れか一項に記載の反射光学素子であって、オーバーコート（１６）は、均一な厚さを有するか、または基板（１２）の第１表面（３６）に亘って変化する厚さを有する反射光学素子。
【請求項２３】
請求項１３〜２２の何れか一項に記載の反射光学素子（１０）の使用であって、ＶＵＶ、ＥＵＶスペクトル領域、もしくは更なる短波スペクトル領域におけるアプリケーション用の光学系（１００）におけるミラーとしての使用、または高強度光で材料を処理するための使用。
【請求項２４】
請求項１３〜２２の何れか一項に記載の反射光学素子（１０）の使用であって、ＥＵＶマイクロリソグラフィ用の光学系（１００）におけるコレクタミラーとしての使用。
【請求項２５】
請求項１３〜２２の何れか一項に記載の反射光学素子（１０）の使用であって、光学系において光学補償器および／または光学マニピュレータとして使用され、少なくとも１つの空洞（１４）は、光学有効面（２０）の不所望な変形を補償するため、または光学有効面（２０）において所望される変形を生じさせるために、可変の圧力を受ける使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１５年１月２２日付けで出願された独国特許出願第１０  ２０１５  １００  ９１８．８号の優先権を主張する。本願は、上記独国出願の全内容を、参照により本出願に援用する。
【０００２】
本発明は、光と相互作用する光学有効面および流体を受容する少なくとも１つの空洞を備える、反射光学素子を製造する方法に関する。
【０００３】
本発明は更に、そうした反射光学素子に関する。
【０００４】
最後に本発明は、そうした反射光学素子の使用に関する。
【背景技術】
【０００５】
高い光強度で作動する、および／またはＶＵＶまたはＥＵＶスペクトル領域のような著しい短波スペクトル領域の光で作動する光学系で使用される反射光学素子は、作動の間に高い熱負荷を受ける。反射光学素子の例として、例えば切断、穿孔、溶接、ハンダ付けまたは溶解のために、非常に高いレーザパワーを有するレーザ光で材料を処理する光学系で、使用される反射光学素子がある。反射光学素子の更なる例として、著しい短波スペクトル領域、特にＥＵＶ領域、またはＸ線領域においてさえ使用される光学系で使用される反射光学素子がある。具体例としては、マイクロリソグラフィ投影露光装置のＥＵＶ光源で使用されるコレクタミラーがある。
【０００６】
こうした反射光学素子の光学特性を損ねる可能性のある、またはこうした反射光学素子の寿命を短くする可能性のある高い熱負荷のために、このような反射光学素子を、例えばガス状流体、または例えば水である液状流体で、積極的に冷却する必要がある。この目的を達成するために、通常は１つまたは複数のチャネルの形状である、少なくとも１つの空洞を、該当する反射光学素子に成形する。流体は、光学素子から熱を取り去るために、このチャネルを貫流する。
【０００７】
しかしながら、本発明による反射光学素子において、少なくとも１つの空洞は冷媒を導く目的に限定されない。
【０００８】
少なくとも１つの空洞が光学素子に一体化された反射光学素子を製造可能な、多数の製造方法が提案されている。
【０００９】
独国特許出願公開第１０  ２００５  ０５３  ４１５号明細書は、ＥＵＶアプリケーション用のコレクタの個々のミラーシェルを製造する方法を開示する。上記方法においては、先ずミラーシェルにおいて、光学有効面を有する光学層が、コアに対してガルバニック的に付与される。および続いて、この層に対して、所望の厚みに達するまで、基板がガルバニック的に付与される。コアが除去された後、光学層から反対側を向いた基板の表面から、基板内へ、空洞が成形される。空洞はその後、導電性材料で充填される。およびそれに続いて、空洞には、基板の空いた表面側に最上層が施される。事前にチャネル内に導入されていた充填剤は、続いて、例えば溶剤または加熱により、再び除去される。
【００１０】
この製造方法の欠点は、少なくとも１つの空洞を基板内に、後で導入すること、すなわち、基板に光学有効層に施された後に、空洞を導入することである。これにより、光学層の光学特性が損なわれる可能性がある。例えば、光学層が工程において、不所望に変形する可能性がある。
【００１１】
既知の製造方法の更なる実施形態においては、チューブ形状のプレハブ製造された冷却ラインを、ミラーシェルの光学層の後ろ側に、例えばハンダ付け、電気めっき等で取り付けることが提案されている。こうした方法は、比較的複雑である。
【００１２】
少なくとも１つの空洞を反射光学素子内に導入する、更なる従来の方法は、独国特許出願公開第１０  ２０１０  ０３４  ４７６号明細書、または米国特許第６，７９２，０１６号明細書が開示する。これらの方法においては、反射光学素子を２つのシェル、すなわち基部と頂部から製造し、それらをハンダ付けまたは接着剤結合等で接続する。少なくとも１つの空洞は、２つのシェルの何れか一方に導入された。大面積の光学素子においては、このような場合、特に、すくなくとも１つの空洞内の流体が圧力下にあり、および光学素子が真空状態で作動される際に、２つのシェルが作動の間に、少なくとも部分的に、互いに分離するリスクがある。
【００１３】
米国特許出願公開第２００６／０２２７８２６号明細書は、光学素子が製造された後に、径方向に導かれた孔として、冷却チャネルを反射光学素子の基板内に導入する方法を開示する。
【００１４】
従来技術から既知の、流体を受容する少なくとも１つの空洞を備える反射光学素子を製造する、全ての方法は、以下の欠点を有する。つまり、それらの方法は、複雑であり、および球面、非球面、自由形状であるべき高精度の光学有効面に求められる要求に対応していない。またはそれらの方法は、複雑な方法で高価な工具により機械加工可能な材料の使用を要求する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２００５  ０５３  ４１５号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２０１０  ０３４  ４７６号明細書
【特許文献３】米国特許第６，７９２，０１６号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００６／０２２７８２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、当初に記載した種類の反射光学素子を製造する方法を提供する、という課題に基づく。この方法により、少なくとも部分的に上述の欠点が回避され、特に複雑性が低減され、および特に非球面または自由曲面の、光学有効面として望ましい任意の形状の表面に、容易に対応可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
第１の態様により、本発明は、光と相互作用する光学有効面および流体を受容する少なくとも１つの空洞を備える、反射光学素子を製造する方法を提供する。方法は：
ａ）第１材料からなる基板を提供するステップと、
ｂ）少なくとも１つの空洞を、基板の第１表面から基板内に導入するステップと、
ｃ）すくなくとも１つの空洞を、第２材料で充填するステップと、
ｄ）オーバーコートを第１表面に、少なくとも１つの空洞の領域においてさえ付与するステップであって、少なくとも１つの第３材料からなる、少なくとも１つの層を、ガルバニック的および／または化学的に堆積させることにより、前記オーバーコートを付与するステップと、
ｅ）第２材料を、少なくとも１つの空洞から出して空にするステップと、
ｆ）少なくとも１つの反射層をオーバーコートに付与するステップであって、ステップｅ）の前、またはステップｅ）の後に実行するステップｆ）と、を含む。
【００１８】
従って、本発明による製造方法において、少なくとも１つの空洞が、例えば基板を機械加工することにより基板内に導入される。および空洞の導入の後でのみ、反射光学素子の製造が継続される。反射光学素子の光学構造は、少なくとも１つの空洞が基板内に導入された側にある少なくとも基板のオーバーコート、およびオーバーコートに付与された少なくとも１つの反射層、を備える。これにより、特許文献１である独国特許出願公開第１０  ２００５  ０５３  ４１５号明細書から既知の方法に対して、以下の利点が生じる。つまり、オーバーコートおよび少なくとも１つの反射層からなる光学構造が、少なくとも１つの空洞を基板内に導入することから悪影響を受けない。なぜなら当該空洞は、既に作成されているためである。第２材料を、少なくとも１つの空洞から出して空にするステップは、少なくとも１つの反射層をオーバーコーティングに付与する前、または後で実行可能であり、光学素子の光学構造を損なわない。
【００１９】
更に本発明による方法において、反射光学素子は、従来技術においてある程度提案されているように、２つのシェルから構成されているわけでもない。これらのシェルは続いて、接着接合、ハンダ付け等により互いに結合される。むしろ本発明による方法においては、基板上に少なくとも１つの空洞を導入した後に、オーバーコートが基板上に構成される。当該オーバーコートは、少なくとも１つの空洞上へも延在する。この場合、１つまたは複数の層をガルバニック的および／または化学的に堆積させることにより、オーバーコートを付与する。オーバーコートおよび基板からなる合成物は、従来技術が開示するように、２つのシェルが接着接合、ハンダ付け等により接着される場合よりも、不所望な分離に対して耐性を有する。電気化学的および／または化学的に堆積させたオーバーコートは、特に容易に、非球面または自由形状の光学表面と組み合わせ可能である。なぜなら、例えば銅のような極めて微細な機械加工が可能な材料を、オーバーコート用に使用可能なためである。オーバーコートは、別個のカバーを接着接合またはハンダ付で製造することが、困難であるか、または比類なく複雑となる、大型ミラー光学機器とも容易に組み合わせ可能である。対照的に、ガルバニック的および／または化学的に堆積させたオーバーコートは、制御が容易な工程により、比較的短時間で容易に実現可能である。更に、ガルバニック的または化学的に堆積させて基板をオーバーコートすることには、一般的に、張力の無い状態でオーバーコートを付与可能である、という利点がある。
【００２０】
本発明による方法を用いて、反射光学素子において、少なくとも１つの空洞を、オーバーコートの厚さに応じて、素子の光学有効面に特に近接して実現可能である。また特に、１ｍｍ未満である横断面寸法が極めて僅かなチャネル形状の空洞を、特に容易に実現可能である。
【００２１】
ガルバニックオーバーコートの場合には、基板の材料が導電性であり、ガルバニックオーバーコートの前に、基板に導電性コートが付与されるのを防止可能とすることが有利である。化学的な堆積である場合には、基板の材料もまた非導電性とすることができる。オーバーコートの付与に先立つ導電層は、同様に不要である。
【００２２】
方法の好適な形態において、ステップａ）は、更に：基板の第１表面を、光学有効面の基本形状に対応する表面形状に成形するステップ、を含む。
【００２３】
この手順において、反射光学素子の光学表面の基本形状を、例えば凹状、凸状または類似の様式で基板の第１表面内へ施すことにより、基板が粗加工される。この基本形状は、続いて基板をオーバーコートする間にも実質的に保持される。従ってオーバーコートの表面は、例えば非球面化、または自由形状へ、続いて依然として微細に成形、または機械加工され、光学有効面の精密な微細形状が製造される必要がある。この微細形状は、反射層を塗布されても、もはや変形しない。
【００２４】
更なる好適な形態において、第２材料は、熱を付与することで液化可能な材料、および／または溶媒に溶解可能な材料である。
【００２５】
オーバーコートの前に、少なくとも１つの空洞に充填される第２材料は、この形態において、加熱すること、および／または第２材料を溶媒中で溶解させて、特に容易に液化可能である。その後第２材料は、例えば流出させること、または吸引もしくは洗浄することで、少なくとも１つの空洞から除去可能である。
【００２６】
好適には、第２材料は導電性である。
【００２７】
特に導電性の基板と組み合わせると、この手法は、基板をガルバニックオーバーコートする場合、事前に導電性のコーティングを、少なくとも１つの空洞の領域に付与する必要がない、という利点を有する。
【００２８】
第２材料として好適な例は、ワックス、ポリマーまたは塩である。これらも、例えば黒鉛、金属粒等の導電性物質を混合することにより、導電性とすることができる。
【００２９】
基板、および／または少なくとも１つの空洞に充填する第２材料が、導電性でなく、ガルバニック的に堆積させることでオーバーコートすることを意図する場合、好適には、ステップｃ）の後であり、ステップｄ）の前に、導電層を基板の第１表面に付与する。この場合、追加的な導電層を極めて薄くできる。
【００３０】
方法の、更なる好適な形態において、ステップｄ）またはステップｅ）に続いて、オーバーコートの表面は、光学有効面の達成されるべき微細な形状に従って、特にサブトラクティブ法により、微細に機械加工される。
【００３１】
この微細な機械加工は、特にオーバーコートの表面の微細な成形を意味する、と理解される。こうした成形は、製造されるべき光学素子の、光学有効面において所望される微細な成形に、可及的に精密に対応する。好適には、オーバーコートの材料は、続くサブトラクティブ法による微細な機械加工を、特には超精密な機械加工を、労力をより増大させず、および工具の磨耗を増大させずに可能とするよう、選択される。特にサブトラクティブ法による微細な機械加工に有利な、ガルバニックオーバーコート用の材料は、銅および（ガルバニック）ニッケル、ならびに化学的オーバーコートの場合には、特にリンを含むニッケル（ＮｉＰ）（化学ニッケル）である。
【００３２】
微細な機械加工、または微細な成形の間に、例えば回折格子、または非球面化、または自由曲面の光学有効構造を、オーバーコート内へ、特に比較的容易な工程で施すことができる。
【００３３】
更に好適には、オーバーコートにおいて、このようにして微細に機械加工された表面は、続いて特に研磨され、平滑化される。
【００３４】
更に、更なる好適な形態において装備されたオーバーコートの微細に機械加工された表面の形状は、特にイオンビーム成形により、続いて更に修正可能である。
【００３５】
方法の、更なる好適な形態において、少なくとも１つの空洞は圧力を受ける。一方オーバーコートの表面は、微細に機械加工される。
【００３６】
圧力は、正圧（過大圧）または負圧（過小圧）とすることができる。
【００３７】
この手法の結果、後に光学有効面を作動させる間に発生する、光学有効面の表面変形が、反射光学素子の製造において、既に考慮される。反射光学素子の作動の間に発生する、そうした表面変形は、特に反射光学素子が真空状態で作動される場合に、少なくとも１つの空洞を通過する流体が圧力下にあることで引き起こされる可能性がある。作動の間に、光学有効面において、例えばバルジの発生が予測可能なポイント（通常は、少なくとも１つの空洞の領域）では、この手法により、光学素子の作動の間に発生するバルジを補償可能な程度に、オーバーコートの表面を除去可能である。反対に、作動の間に光学有効面においてへこみの発生が予測可能な場合、こうした後の作動状態を、微細な機械加工の間に空洞内を過小圧とすることで、いわばシュミュレーション可能であり、こうした作動状態を微細な機械加工の間に考慮可能である。換言すると、素子の作動の間に発生する作動状態が、この手法により、オーバーコートの表面を微細に機械加工する間にもたらされる。
【００３８】
方法の、更なる好適な形態において、ステップｂ）は、ミリング加工、旋盤加工、穿孔加工、腐食、および／またはレーザアブレーションにより実行される。
【００３９】
少なくとも１つの空洞を基板内に導入する、こうした技術は、それらが容易に実行可能であること、および容易に制御可能であることを特徴とする。
【００４０】
更に、好適な形態において、ステップｄ）は、オーバーコートが、均一または不均一な厚さで、基板の第１表面に亘って配置されつつ生じるよう、実施する。
【００４１】
ガルバニックオーバーコートの場合、ガルバニックオーバーコートは、電極同士を互いに対応させて、位置させること、および間隔を空けることにより実現可能である。事前に選択された長波表面変形を、オーバーコートの厚さを変化させることで、少なくとも１つの空洞の圧力を変化させることにより、追加的かつ有利に、操作および設定可能である。
【００４２】
更にこの方法において、好適には第３材料が、オーバーコートの間に連続的または段階的に変化可能である。
【００４３】
このようにして、例えば合金を使用したガルバニック工程におけるオーバーコートの間、合金の組成物は、オーバーコートの間に、連続的または段階的に変化可能である。従って、例えばオーバーコートの少なくとも最上位層は、特に容易に機械加工が可能な材料から構成可能である。
【００４４】
更なる態様により本発明は、基板と、ガルバニック的または化学的に基板の第１表面上に堆積された、少なくとも１つの層からなるオーバーコートと、流体を受容する少なくとも１つの空洞と、を備える反射光学素子を提供する。少なくとも１つの空洞は、第１表面に隣接して配置されている。オーバーコートは、少なくとも１つの空洞上にも延在する。および少なくとも１つの空洞には、オーバーコートの材料が無い。そして反射光学素子は、少なくとも１つの反射層を備える。少なくとも１つの反射層は、オーバーコートにおいて、基板から反対を向いた表面上に配置されている。少なくとも１つの反射層は、光学有効面を備える。
【００４５】
従来技術から既知の反射光学素子と比較すると、本発明による反射光学素子は、より少ない労力で、特に非球面または自由形状である、特に所望通りに成形された表面を備えて製造可能である。好適には流体用の複数のチャネルである、少なくとも１つの空洞を、表面に近接して配置した結果、反射光学素子は、特に効率的に冷却可能であるばかりでなく、光学系におけるマニピュレータまたは補償器として、特に良好に使用可能である。なぜならチャネルは、負圧または過小圧としても理解される圧力を受け、それにより光学有効面の表面の形状を、目標通りに変更可能なためである。少なくとも１つの空洞には、オーバーコートの材料が無い。そのため空洞は、極めて小さい寸法で実現可能であり、空洞にオーバーコートの材料が詰まる、または空洞の容積が低減される恐れが無い。従って、製造の間に空洞の容積をより大きくする必要が無い。
【００４６】
好適には、本発明による反射光学素子は、上述の形態の１つまたは複数に従って、製造されている。
【００４７】
好適には、少なくとも１つの空洞は、１つまたは複数のチャネルの形状で構成されている。
【００４８】
特に反射光学素子が、マニピュレータおよび／または補償器として使用される場合、例えば気体または液体である流体が通過する複数のチャネルが適している。好適には、個々のチャネルにおける流体の圧力は、チャネル毎に互いに別個に制御可能とする。
【００４９】
好適にはチャネルが、数マイクロメートルから約１ミリメートル以上の範囲にある、幅を有する。
【００５０】
流体が通過するためのチャネルをそのように小型化することにより、特に、ガルバニック層でオーバーコートする前に、基板の一方の表面から基板内に、チャネルを導入可能である。
【００５１】
更に好適には、少なくとも１つの空洞は、少なくとも１つの開口を備える。開口は、反射層の光学有効面につながる。
【００５２】
この形態において、少なくとも１つの空洞を通過する流体は、光学素子の反射面の光学有効面を洗浄するために使用可能である。
【００５３】
更なる好適な形態において、基板は、特にオーステナイト鋼またはマルテンサイト鋼である鋼、銅合金、および／または特にシリコン含有量が３５％までのアルミニウム‐シリコンを示す。
【００５４】
上述の材料は、特に少なくとも１つの空洞を導入し、および光学有効面の基本形状を粗加工するための機械加工が容易であるため、基板の材料に極めて適している。上述の材料は、他の材料と比較すると、工程において切削工具が受ける磨耗を増加させずに、特に容易に機械加工が可能である。
【００５５】
好適には、オーバーコートは、銅、ニッケル、および／またはリンを含むニッケル（ＮｉＰ）を示す。
【００５６】
これらの材料によっても、オーバーコートの表面を極めて精密に微細加工が可能であるため、機械加工性が容易であるという点から、これらの材料は、オーバーオコートの材料として特に適している。特にこれらの材料は、工具の状態を維持しつつ、同様に機械加工が可能である。
【００５７】
好適には、基板の材料およびオーバーコートの材料は、これらの材料が少なくとも略同一の熱膨張係数を有し、好適には、熱膨張係数の差異が１０ｐｐｍ／Ｋ未満、更に好適には５ｐｐｍ／Ｋ未満、また更に好適には２ｐｐｍ／Ｋであるよう、選択される。
【００５８】
有利なことに、この手法を用いる結果、作動の間に反射光学素子に対する熱的負荷が発生しない、または、基板とオーバーコートの膨張挙動が異なることに起因する光学素子の光学品質の減損は、少なくともごく僅かである。
【００５９】
基板とオーバーコート用の材料の、特に好適な組み合わせは：基板用にアルミニウム‐シリコン、オーステナイト鋼または銅合金、およびオーバーコート用に銅、である。基板とオーバーコート用の材料の、更なる特に好適な組み合わせは：基板用にマルテンサイト鋼、およびオーバーコート用にニッケル、である。
【００６０】
少なくとも１つの反射層は、モリブデンとシリコン層からなるコーティングとすることができる。
【００６１】
更に好適には、オーバーコートの材料は、基板の材料の熱膨張係数を上回る熱膨張係数を有することができる。
【００６２】
その結果、オーバーコートが基板に付与されると、オーバーコートを基板上で、引張応力下におくことができる。
【００６３】
更に好適には、オーバーコートは、均一な厚さを有するか、または製造方法に関連して既に上述したように、基板の第１表面に亘って変化する厚さを有する。
【００６４】
更なる態様により、上述の形態の１つまた複数による反射光学素子は、本発明に従い、ＶＵＶ、ＥＵＶスペクトル領域、もしくは更なる短波スペクトル領域におけるアプリケーション用の光学系におけるミラーとして、または高強度光で材料を処理するために使用される。
【００６５】
更なる態様により、上述の形態の１つまた複数による反射光学素子は、特にＥＵＶマイクロリソグラフィ用の光学系において、コレクタミラーとして使用される。
【００６６】
本発明のまた更なる態様により、上述の形態の１つまたは複数による反射光学素子は、光学補償器および／または光学マニピュレータとして使用される。その際少なくとも１つの空洞は、光学有効面の不所望な変形を補償するため、または光学有効面において所望される変形を生じさせるために、可変の圧力を受ける。
【００６７】
従って反射光学素子は、例えば光学系の光学収差を補償するために、または一般的には波面を意図的に変更するために、波面操作用に使用可能である。
【００６８】
上述した使用において、反射光学素子は、巨視的大面積ミラー、または１次元または２次元ミラーアレイのミラー素子とすることができる。ハニカム形状またはシリンダ形状の合光素子としても、使用可能である。最後に反射光学素子は、任意に後部に付与されたセンサ系および／またはアクチュエータ系を備える薄膜として構成可能である。
【００６９】
更なる利点および特徴は、以下の記載および添付の図面より明らかとなる。
【００７０】
言うまでもなく、上述の特徴、および以下に詳説される特徴は、特定された各組み合わせのみでなく、他の組み合わせ、または単独で、本発明の範囲を逸脱することなく使用されてよい。
【００７１】
本発明の実施形態は、図示され、およびその図面を参照し、以下に更に詳説される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】反射光学素子の断面図である。
【図２】図１の反射光学素子を製造する方法における、最初のステップを示す図である。
【図３】図１の反射光学素子を製造する方法における、更なるステップを示す図である。
【図４】図１の反射光学素子を製造する方法における、また更なるステップを示す図である。
【図５】図１の反射光学素子を製造する方法における、また更なるステップを示す図である。
【図６】図１の反射光学素子を製造する方法における、また更なるステップを示す図である。
【図７】図１の反射光学素子を製造する方法における、また更なるステップを示す図である。
【図８】図６の方法のステップの、詳細を示す図である。
【図９】図８の方法のステップの、変形実施形態を示す図である。
【図１０】図９の方法のステップの、結果を示す図である。
【図１１】図１の反射光学素子が構成可能な１つまたは複数の空洞の異なるジオメトリを示す、オーバーコートを除いた状態の、素子の基板の平面図である。
【図１２】図１の反射光学素子が構成可能な１つまたは複数の空洞の異なるジオメトリを示す、オーバーコートを除いた状態の、素子の基板の平面図である。
【図１３】図１の反射光学素子が構成可能な１つまたは複数の空洞の異なるジオメトリを示す、オーバーコートを除いた状態の、素子の基板の平面図である。
【図１４】図１の反射光学素子が構成可能な１つまたは複数の空洞の異なるジオメトリを示す、オーバーコートを除いた状態の、素子の基板の平面図である。
【図１５】図１の反射光学素子が構成可能な１つまたは複数の空洞の異なるジオメトリを示す、オーバーコートを除いた状態の、素子の基板の平面図である。
【図１６】図７の方法のステップの結果である実施形態を示す図である。
【図１７】図１の反射光学素子が、マニピュレータ／補償器として使用される実施形態を示す図である。
【図１８】図１の反射光学素子が、光学系において使用される実施形態を示す図である。
【００７３】
図１は、汎用符号１０を付記した反射光学素子の断面図である。以下に詳述するように、反射光学素子１０は、異なる光学系において多用な目的のために使用可能である。
【００７４】
一般に反射光学素子１０は、基板１２、少なくとも１つの空洞１４、オーバーコート１６および反射層１８を備える。反射層１８は、光学有効面２０を備える。反射光学素子１０の作動中、光または一般的には電磁放射が、光学有効面２０に入射し、光学有効面２０に反射される。
【００７５】
少なくとも１つの空洞１４は、流体を受容するよう機能する。こうした流体は、冷媒、洗浄媒体、および／または少なくとも１つの空洞１４に圧力を印加する媒体とすることができる。こうした圧力は負圧と理解可能である。最後の媒体は、素子１０をマニピュレータ／補償器として使用する場合に有用である。言うまでもなく、上述の３つの機能（冷却、洗浄、操作／補償）は、同一の流体により実現可能である。
【００７６】
図示の実施形態において、空洞１４は、チャネル２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４の形状の、複数の空洞を備える。これらチャネル２２乃至３４は、流体密封の状態で互いに分離可能である。または、チャネルのいくつか、もしくはチャネルの全てが、互いに連通可能である。
【００７７】
少なくとも１つの空洞１４は、光学有効面２０の方向を向いた、基板１２の第１表面３６に隣接して配置されている。ここでオーバーコート１６は、この場合はチャネル２２乃至３４である、少なくとも１つの空洞１４上に延在する。
【００７８】
この場合オーバーコート１６は、基板１２の表面３６において、チャネル２２乃至３４を流体密封の状態で閉鎖する。しかしながら代替的な実施形態において、例えばチャネル２８に対して破線により示されたように、少なくとも１つの空洞１４が少なくとも１つの開口３８を備えることができる。この場合光学有効面２０は、少なくとも１つの空洞１４を通り還流する流体により、洗浄可能である。
【００７９】
図１において、基板１２、オーバーコート１６、反射層１８の厚さ、およびチャネル２２乃至３４の寸法は、実際の尺度では図示されていない。
【００８０】
チャネル２２乃至３４は、例えば数１０μｍである１ｍｍ未満の、幅および／または深さを有することができる。
【００８１】
オーバーコート１６は、複数ミリメートルの厚さとすることができる。
【００８２】
オーバーコート１６は、ガルバニック的または化学的に第１表面３６上に堆積された、少なくとも１つの層を備える。オーバーコート１６は、単層または複数層から構成可能である。
【００８３】
オーバーコート１６は、基板１２の第１表面３６に直接的に付与可能であり、または間接的に、オーバーコート１６と基板１２の間に付与された中間層（図示せず）により付与可能である。
【００８４】
基板１２には、以下の材料が特に適している：シリコン含有量が３５％までのアルミニウム‐シリコン（商品名Ｄｉｓｐａｌ（登録商標））、特に１．４‐スチールであるオーステナイト鋼またはマルテンサイト鋼、または銅合金。銅合金は、例えば商品名ＧｌｉｄＣｏｐ（登録商標）またはＥｌｍｅｄｕｒ（登録商標）で販売されている。
【００８５】
オーバーコート１６は、特に以下の材料から成形可能である：銅、オーバーコート１６がガルバニックオーバーコートの形状の場合には（ガルバニック）ニッケル、および／またはオーバーコート１６が化学的に堆積されたオーバーコートとして構成されている場合には、リンを含むニッケル（ＮｉＰ）（化学ニッケル）。
【００８６】
この場合、基板１２の材料およびオーバーコート１６の材料は、これらの材料が少なくとも略同一の熱膨張係数を有し、反射光学素子１０が、例えば光の照射に起因して温められた際に、基板１２とオーバーコート１６の間に張力が発生しないよう、選択される。
【００８７】
基板１２の材料の熱膨張係数とオーバーコート１６の材料の熱膨張係数の差異は、好適には１０ｐｐｍ／Ｋ未満、更に好適には５ｐｐｍ／Ｋ未満、また更に好適には２ｐｐｍ／Ｋとする。
【００８８】
この場合オーバーコート１６の材料は、基板１２の材料の熱膨張係数を僅かに上回る熱膨張係数を有することができる。
【００８９】
図示の実施形態において、オーバーコート１６は、基板１２に亘って均一な厚さを有する。しかしながら、オーバーコート１６が基板１２に亘って、均一な厚さでなく、変化する厚さを有する、他の形態もまた考慮可能である。図１０はそうした形態を例示しており、以下にそうした形態に関して詳述する。
【００９０】
反射光学素子１０を製造する方法は、以下に、図２乃至７を参照して記載される。
【００９１】
方法の最初のステップにおいて、基板１２を原料の状態で供給する。この場合基板１２は、上述の基板材料に対しても当てはまるように、導電性材料から構成可能である。しかしながらこれは、方法のために、必ずしも必要とされるわけではない。基板１２は、非導電性材料からも構成可能である。
【００９２】
図２において、基板１２の第１表面３６は、平面状である。製造されるべき反射光学素子が平面形状から逸脱し、曲面状を備えるよう意図される場合がある。例えば図１の反射光学素子のように凹状の光学有効面２０、または凸状の光学有効面２０を備えるよう意図されている限り、図３による方法のステップにおいて、先ず基板１２の第１表面３６を、達成されるべき光学有効面２０の基本形状に対応する表面形状に成形する。図３に示す実施形態において、基板１２の第１表面３６を、対応して凹状に事前成形する。この場合第１表面３６は、特に機械加工により事前成形可能である。
【００９３】
図４による方法のステップにおいて、この場合にはチャネル２２乃至３４である、少なくとも１つの空洞１４を、基板１２内、つまり図３に従って事前成形された表面３６内に、第１表面３６から導入する。チャネル２２乃至３４は、特にミリング加工、旋盤加工、穿孔加工、腐食、および／またはレーザアブレーションである機械加工により、導入可能である。
【００９４】
図５による更なるステップにおいて、少なくとも１つの空洞１４、またはこの場合チャネル２２乃至３４に、材料４０を充填する。材料４０は、熱を付与することで液化可能な材料、および／または溶媒に溶解可能な材料であり、特にワックス、ポリマーもしくは塩である。材料４０は、充填の前に液化されており、それに続いて凝固する場合に、少なくとも１つの空洞１４内に、特に容易に充填可能である。
【００９５】
更に材料４０は、ワックスが使用される場合に黒鉛を混合することで達成可能なように、好適には導電性である。ポリマーを使用する場合にも、ポリマー自体が導電性でなければ、導電性粒子を混合することで、ポリマーに導電性を付与可能である。
【００９６】
代替的に、材料４０を少なくとも１つの空洞１４に充填した後に、第１表面３６を、例えば旋盤加工またはミリング加工等による機械加工で、再加工可能である。
【００９７】
図６による更なるステップにおいて、基板１２を、今度はオーバーコートする。
【００９８】
基板１２、および少なくとも１つの空洞１４に充填した材料４０が、導電性である場合、１つまたは複数のガルバニック層を、表面３６上に直接に堆積させることにより、オーバーコート可能である。言うまでもなく、オーバーコートの材料もまた導電性である。
【００９９】
基板１２、および／または少なくとも１つの空洞１４に充填した材料４０が、導電性でなければ、ガルバニック的にオーバーコートを付与することを意図する場合、導電層（図示せず）を、先ず基板１２の第１表面３６に付与可能である。
【０１００】
１つまたは複数の層を化学的堆積させて、オーバーコートすることを意図する場合、基板１２および材料４０の双方ともに導電性である必要はなく、また考えうる電気層も、基板１２の第１表面上に要求されない。
【０１０１】
ガルバニック的に比較的高速で堆積可能な材料は、好適には銅、またはガルバニックニッケルである。化学的堆積に適する材料は、化学ニッケル（ＮｉＰ）、すなわちニッケル‐リン化合物である。
【０１０２】
この場合基板１２の第１表面３６は、ここではチャネル２２乃至３４である、少なくとも１つの空洞１４に亘ってもオーバーコートされる。この場合少なくとも１つの空洞１４内の材料４０は、オーバーコート１６の材料が、少なくとも１つの空洞１４内に浸透することを防止する。従って、完成された光学素子１０における空洞１４には、オーバーコート１６の材料が無い。オーバーコートは、一段法または複数段法により付与可能である。すなわち、１つまたは複数の層を、ガルバニック的または化学的に堆積可能である。
【０１０３】
図６によれば、オーバーコート１６は、均一な厚さで基板１２に亘って堆積されている。オーバーコート１６をガルバニック的に堆積させる場合について、図８はこの点に関し、電極４２および対向電極４４から構成された電極配置を示す。対向電極４４は、基板１２自体により構成されている。対向電極４４により、均一な厚さを有するオーバーコートを実現可能である。
【０１０４】
銅をガルバニック的に基板１２上に堆積させてオーバーコートする場合、オーバーコート１６を複数ミリメートルの厚さで堆積させる場合でさえ、高速で成長してオーバーコート可能である。
【０１０５】
図６によるオーバーコートにおいては、基板１２において粗加工された第１表面３６の基本形状が、実質的に保持される。つまり、少なくともオーバーコート１６が、基板１２に亘って少なくとも実質的に均一な厚さを有する場合に、オーバーコート１６の表面４６は、実質的に基板１２の表面３６の基本形状を有する。
【０１０６】
基板１２をオーバーコートする間、基板１２の表面３６上に堆積される材料は、連続的または段階的に変化可能である。例えば、基板１２上に堆積される材料が合金の場合、合金の組成物は、例えば材料の堆積の間に、連続的または段階的に変化可能である。
【０１０７】
図７による更なる方法のステップにおいて、オーバーコート１６の表面４６は、光学有効面２０の達成されるべき最終形状に従って微細に機械加工される。微細な機械加工は、サブトラクティブ法により、例えばダイアモンドフライスカッターである、切削工具４８により実行される。
【０１０８】
オーバーコート１６が、ガルバニック的または化学的に堆積された複数の層から構成されている場合、少なくとも最後に付与された層は、超精密な機械加工が施し易い、容易に切削可能な材料からなる。
【０１０９】
オーバーコート１６の表面４６が微細に機械加工される間、オーバーコート１６もまた、非球面化されるか、または自由形状を与えられ、微細に成形される。
【０１１０】
微細に機械加工された表面４６は、必要に応じて、特に研磨され、更に平滑化される。
【０１１１】
続いてオーバーコート１６の表面４６の形状は、線で図示されたイオンビーム５０のように、特にイオンビーム成形により、更に修正可能である。
【０１１２】
オーバーコート１６の表面４６の微細な機械加工の前後に、材料４０は、この場合チャネル２２ないし３４である、少なくとも１つの空洞１４から出して空にされる。材料４０が、熱を付与することで液化可能な材料の場合、例えば基板１２も対応して加熱される。および材料４０が、溶媒に融解可能な材料の場合、溶媒がチャネル２２ないし３４内に導入される。
【０１１３】
オーバーコート１６の表面４６を微細に機械加工する間に可能な更なる手法は、この場合、少なくとも個々のチャネル２２乃至３４、またはチャネル２２乃至３４の全てである、少なくとも１つの空洞１４を、流体の圧力Ｐ下に置くことである。その結果、表面４６が、チャネル２２乃至３４の領域において、いずれのチャネルが圧力下に置かれていたかに応じて、外側へのバルジを有する。こうしたバルジは、その都度、微細な機械加工の間に、対応して除去される。従って、同様にチャネル２２乃至３４が圧力下に置かれていた反射光学素子１０の作動中、および／または反射光学素子が真空で作動される際の、光学有効面２０の表面変形誤差、または形状精度誤差が防止される。
【０１１４】
オーバーコート１６の表面４６が十分に機械加工されると、反射層１８がオーバーコート１６の表面４６に付与され、図１による反射光学素子１０が製造される。
【０１１５】
少なくとも１つの反射層１８は、例えばモリブデンとシリコン（ＭｏＳｉ）層のスタックとする。
【０１１６】
図９は、図８による方法の形態の、変更形態を示す。図１０の実施形態が示すように、この変更実施形態によれば、基板１２に亘って不均一な厚さを有するオーバーコート１６が、基板１２に亘って付与されている。このために図９は、電極４２が平坦である電極配置を示す。電極４２は、基板１２全体から見て、基板１２の表面３６からの間隔が変化する。基板１２の中央においては、表面３６から電極４２への間隔がより大きいため、その部分に付与されるオーバーコート１６は、電極４２が基板１２の表面３６から対応してより小さい間隔にある、基板１２の端部におけるよりも、厚さが減少する。
【０１１７】
図１０に示す以外の他の厚さのプロフィールを、オーバーコート１６で達成するために、電極４２のジオメトリ、または複数の電極の間隔位置を、適宜選択可能である。これにより、例えば波状の厚さのプロフィール等、所望される厚さのプロフィールで、オーバーコート１６を基板１２に付与可能である。
【０１１８】
図１１乃至図１５は、少なくとも１つの空洞１４のための、多様な例示的ジオメトリを示す。図１１乃至図１４は、少なくとも１つの空洞１４を導入した後の、基板１２の平面図を示す
【０１１９】
図１１は、流体を導入する流入口５１、および流体を空洞１４から導出する流出口５２を備える、連続的螺旋状の空洞１４を示す。この場合流体は、螺旋形状で中央部から基板１２の端部に向かって循環する。
【０１２０】
図１２は、互いに連通しない２本のチャネル２２と２４からなる実施形態において成形された、空洞１４のジオメトリを示す。チャネル２２は、流入口５１ａおよび２つの流出口５２ａと５２ｂを備える。そしてチャネル２４は、流入口５１ｂおよび２つの流出口５２ｃと５２ｄを備える。
【０１２１】
図１３は、蛇行形状で流入口５１から流出口５２へ、基板１２に亘って延在する、１つの連続的な空洞１４のジオメトリを示す。
【０１２２】
図１４は、径方向外側で循環するチャネル２２、中央部で循環するチャネル２４、およびチャネル２２と２４を共に連結する、複数の径方向のチャネル２６、２８等を備える空洞１４を示す。流入口５１からの流体は、先ず径方向内側のチャネル２４内へ導入され、およびスポーク状の径方向のチャネル２６、２８等を経て、より外側のチャネル１４内へ導かれ、そこから流出口５２へ至る。
【０１２３】
図１５は、図１４によるチャネルを備える基板１２の透視図である。
【０１２４】
図１６は、図１の反射光学素子１０を製造する方法の更なる形態を示す。この形態において、図７によるオーバーコート１６の表面４６を微細に機械加工する間、光学有効構造５４が、特に機械加工により、オーバーコート１６の表面４６内へ施される。この場合光学有効構造５４は、例えば回折格子である。反射層１８が付与される場合、光学有効構造５４は維持される。つまり、光学有効構造５４は、実質的に精密に、光学有効面２０の対応する光学有効構造へと転写される。
【０１２５】
反射光学素子１０および反射光学素子１０を製造する方法の、更なる変更実施形態において、例えばチャネル２２乃至３４である、少なくとも１つの空洞１４は、チャネル２２乃至３４が基板１２の表面３６に向かい先細りになるよう、基板１２内に導入可能である。チャネル２２乃至３４が圧力を受ける際に、チャネル２２乃至３４が先細りの形状のため、光学有効面２０がバルジを形成する傾向が低減される。これにより、厚さがより低減されたオーバーコート１６を実現可能である。
【０１２６】
一方、図１７に示されるように、反射光学素子１０が光学マニピュレータとして使用される場合には、光学有効面２０のバルジが望まれる可能性もある。この場合チャネル２２乃至３４は、別個に、または連帯的に、目標通りに正圧Ｐを受ける。各チャネル２２乃至３４は、異なる圧力Ｐを受けることもできる。その結果、図１７において個々の波頭６０が示されるように、光学有効面２０において、目標通りに、所望される表面変化を設定および変更可能である。これにより、素子１０が使用される光学系の波面に、目標通りに影響可能である。チャネル２２乃至３４が負圧を受けることも考慮可能である。その結果、光学有効面２０において、波底もまた設定可能である。そして、個々のチャネルが正圧を受け、そして他のチャネルが負圧を受けることも可能である。
【０１２７】
特に、空洞またはチャネル２２乃至３４を、素子１０の表面２０に近接して配置し、およびオーバーコート１６を薄く実現することで、反射光学素子１０を、光学波面に影響するマニピュレータとして使用可能である。
【０１２８】
光学素子１０は、補償器としても使用可能である。この場合空洞またはチャネル２２乃至３４は、光学有効面２０の不所望な変形を補償するために、可変の圧力を受ける。
【０１２９】
反射光学素子１０は、巨視的ミラー、または１次元または２次元ミラーアレイの小型のミラー素子とすることができる。更に、反射光学素子１０は、ハニカム状またはシリンダハニカム状の実施形態の混合素子としても構成可能である。
【０１３０】
最後に反射光学素子１０は、基板１２において光学有効面２０から反対を向いた側に、関連するセンサ系またはアクチュエータ系を任意に備える薄膜として、単純に構成可能でもある。
【０１３１】
図１８は、ＥＵＶアプリケーション用の光学系１００における反射光学素子１０の使用を示す図である。
【０１３２】
反射光学素子１０をこのように使用する場合、反射光学素子１０はＥＵＶ光源Ｓのコレクタミラーとして使用される。ＥＵＶ放射は、目標１０２により発生される。光学系１００は、特にマイクロリソグラフィ投影露光装置であり、および光源Ｓの下流に、照明系ＩＬ、レチクルＲ、投影レンズＰＯ、およびウェハＷを備える。
【０１３３】
更に反射光学素子１０は、光学系において、例えばレーザ光による穿孔、アブレーション、溶融等、高強度光で材料を処理するために使用される。
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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