(57)【要約】【課題】キューブの製造方法を提供する。【解決手段】ビームスプリットまたは偏光またはこれらの両方のような、装置の光学的機能を実施するために使用されるキューブは、被覆されたプリズムを被覆されていないプリズムと光学的に接触することにより製造する。被覆されたプリズムは屈折率の高い材料と屈折率の低い材料の交互の層を有する誘電性スタックを有する。被覆されたプリズムと被覆されていないプリズムの安全な光学的接触、低い界面反射および良好な処理量を保証するために、誘電性スタック上に接触層を析出する。接触層は溶融シリカまたはＳｉＯ２であってもよく、これらは被覆されていないプリズムおよび被覆層を形成するＣａＦ２材料と自然な適合性を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
　プリズム上に多層被膜を形成するために多層被覆工程を実施する工程、
前記多層被膜の上に接触層被膜を形成するために接触層被覆工程を実施する工程および
前記プリズムを被覆されていないプリズムに結合する工程
からなるキューブの製造方法。
【請求項２】
　前記接触層被覆工程が前記接触層としてＳｉＯ２層を形成する工程を有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
　前記接触層被覆工程が前記接触層として溶融シリカ層を形成する工程を有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
　前記接触層被覆工程が前記接触層を形成するためにスパッタリング工程を実施する工程を有する請求項１記載の方法。
【請求項５】
　前記スパッタリング工程がマグネトロンスパッタリング工程である請求項４記載の方法。
【請求項６】
　前記スパッタリング工程がイオンビームスパッタリング工程である請求項４記載の方法。
【請求項７】
　前記接触層被覆工程が前記接触層を形成するために蒸着工程を実施する工程を有する請求項１記載の方法。
【請求項８】
　前記蒸着工程が電子ビーム蒸着工程である請求項７記載の方法。
【請求項９】
　前記結合工程がガラス−ガラス結合工程を実施する工程を有する請求項１記載の方法。
【請求項１０】
　被覆されていないプリズムと、前記被覆されていないプリズムに結合した被覆されたプリズムとからなるキューブであり、被覆されたプリズムが、多層被膜を有する第１被覆部分と、前記第１被覆部分の上に形成された第２被覆部分を有し、前記第２被覆部分が接触層被膜を有するキューブ。
【請求項１１】
　前記接触層被膜がＳｉＯ２被膜である請求項１０記載のキューブ。
【請求項１２】
　前記接触層被膜が溶融シリカ被膜である請求項１０記載のキューブ。
【請求項１３】
　キューブが偏光キューブである請求項１０記載のキューブ。
【請求項１４】
　キューブがビームスプリッターである請求項１０記載のキューブ。
【請求項１５】
　被覆されていない光学素子と、前記被覆されていない光学素子の表面に結合した、被覆された光学素子とからなる光学装置であり、被覆された光学素子が前記表面上に形成された多層被膜および前記多層被膜上に形成された接触層被膜を有する光学装置。
【請求項１６】
　前記接触層被膜がＳｉＯ２被膜である請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
　前記接触層被膜が溶融シリカ被膜である請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
　前記被覆されていない光学素子および前記被覆された光学素子がプリズムである請求項１５記載の装置。
【請求項１９】
　前記被覆されていない光学素子および前記被覆された光学素子が一緒に結合して偏光キューブを形成している請求項１５記載の装置。
【請求項２０】
　前記被覆されていない光学素子および前記被覆された光学素子が一緒に結合してビームスプリッターを形成している請求項１５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明はキューブ（ｃｕｂｅ）およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　一般に偏光キューブまたはビームスプリットキューブを製造するために、被膜（例えば誘電性スタック）を有するプリズムを被覆されていないプリズムに光学的に接触（例えば結合）する。プリズムを光学的に接触する場合に、プリズムが結合されたままであり、プリズムが一定の量の光学的適合性を有することを保証するために、多くのパラメーターを考慮しなければならない。光が結合した表面の間を移動する場合に、適合性が保証され、最も少ない量の反射が生じる。付着および反射の問題は短い波長の光（例えば真空紫外線（ＶＵＶ）および濃い（ｄｅｅｐ）紫外線（ＤＵＶ））を使用する装置のために製造されたキューブに共通している。ＶＵＶおよびＤＵＶ装置に使用されるキューブの場合に、キューブの製造に利用できる材料は性能の理由からきわめて制限され、典型的には光学的接触に適用できない。この問題を解決するために、現在の接触技術に矛盾するＤＵＶ適用のために維持されなければならない厳密な周囲のパラメーターが存在する。これらの問題を克服するために、種々の形式の接触法が開発された。しかしこれらの方法は、装置の有効性を著しく減少する低い処理量のような他の問題を生じた。例えばリソグラフィー装置の場合に生じる光はサブストレートにパターンを書くためには弱すぎる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
　従って、任意の波長の光を使用することができ、結合したプリズムが安全に光学的に接触し、光学的に適合性であり、結合表面の反射を実質的に排除し、キューブを使用する装置での光の処理量が増加する、キューブを製造する方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
　本発明の１つの実施態様はキューブの製造方法である。この方法は、
プリズム上に多層被膜を形成するために多層被覆工程を実施する工程、
前記多層被膜の上に接触層被膜を形成するために接触層被覆工程を実施する工程および
前記プリズムを被覆されていないプリズムに結合する工程
からなる。前記接触層被覆工程は接触層として二酸化珪素（ＳｉＯ２）層または溶融シリカ層を形成する工程を有する。
【０００５】
　本発明の他の実施態様は、被覆されていないプリズムと、前記被覆されていないプリズムに結合した被覆されたプリズムを有するキューブを提供する。被覆されたプリズムは、多層被膜を有する第１被覆部分と、前記第１被覆部分の上に形成された第２被覆部分を有する。前記第２被覆部分はＳｉＯ２被膜または溶融シリカ被膜であってもよい接触層被膜を有する。
【０００６】
　本発明の方法により製造されたキューブの利点は、接触層を使用するにもかかわらず、被覆されていないプリズムと被覆されたプリズムの安全な結合を可能にし、それにもかかわらずなお高い処理量および結合表面の低い反射を生じることである。
【０００７】
　本発明の他の実施態様、特徴および利点、および本発明の種々の実施態様の構造および処理法は、図面により以下に詳細に記載されている。
【０００８】
　本発明の実施態様は、被覆されたプリズムを被覆されていないプリズムと光学的に接触することにより製造される、ビームスプリットまたは偏光またはこれらの両方のような、装置での光学的機能を実施するために使用されるキューブを提供する。被覆されたプリズムは屈折率の高い材料と屈折率の低い材料の交互の層を有する誘電性スタックを有する。被覆されたプリズムと被覆されていないプリズムの安全な光学的接触、低い界面反射および良好な処理量を保証するために、誘電性スタック上に接触層を析出する。接触層は溶融シリカまたは二酸化珪素（ＳｉＯ２）であってもよく、これらは被覆されていないプリズムを形成するフッ化カルシウム（ＣａＦ２）材料と自然な適合性を有する。
【０００９】
　図１に本発明の実施態様により製造されたキューブ１０２を利用する装置１００が示されている。蔵置１００は、ビームコンディショナー１０６を通過して光を発射するレーザー１０４、レチクル１０８、および投影光学系１１０を有する。投影光学系１１０を通過後、光はキューブ１０２の一部によりリフレクター１１２に向かって反射する。リフレクター１１２は、ウェーハ１１６にパターンを書くために、光を反射してキューブ１０２およびウェーハ群光学系１１４を通過してウェーハ１１６に戻す。リソグラフィー環境で示されているが、種々の光学的機能（例えば偏光、ビームスプリット等）を実施するためにキューブ１０２に必要な装置は本発明の実施態様の範囲に含まれる。
【００１０】
　図２および図３に示されるように、キューブ１０２は本発明の実施態様により、被覆された光学素子２００Ａを被覆されていない素子２００Ｂに結合することにより形成される。図３に最もよく示されるように、以下に詳しく説明される光学的接触工程の間にプリズム２００Ａの表面３００とプリズム２００Ｂの表面３０２を一緒に結合する。一部の実施態様においては光学的素子２００Ａが被覆されてなくてよく、光学的素子２００Ｂが被覆されていてもよいことが理解される。他の実施態様が異なる寸法および組成のプリズム２００を利用するにもかかわらず、１つの実施態様において、光学的素子２００が類似の寸法のＣａＦ２から形成されるプリズムである。１つの実施態様においてプリズム２００はほぼα１＝α２＝４５°を有し、α３＝９０°を有するが、他の実施態様においてプリズム２００はほぼα１＝α２＝５２°を有し、α３＝７６°を有する。
【００１１】
　図４に示されるように、プリズム２００Ａの一方はプリズム２００Ａの主要成形体４０２の上に析出された誘電性スタック４００を有する。誘電性スタック４００は屈折率の高い材料４０４と屈折率の低い材料４０６の複数のおよび交互の層を有する。これらの層４０４および４０６は以下に詳しく説明される多層被覆工程６０４の間にプリズム２００の主要成形体４０２の上に析出される。誘電性スタック４００は、キューブ１０２が使用される環境に依存して複数（例えば２０〜５０個）の層を有することができ、それぞれの層は５００ｍｍ〜２μｍの厚さを有する。１５７ｎｍの波長を有する光を利用する一部の実施態様において、屈折率の高い材料はフッ化ガドリニウム（ＧｄＦ３）またはフッ化ランタン（ＬａＦ３）であり、屈折率の低い材料はフッ化マグネシウム（ＭｇＦ３）である。１９３ｎｍの波長を有する光を利用する他の実施態様において、屈折率の高い材料はフッ化ネオジム（ＮｄＦ３）であり、屈折率の低い材料はフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）である。選択的実施態様において、前記材料と同じ特性を有する他の材料を使用することができる。
【００１２】
　図４により継続して、以下に詳しく説明される接触層析出工程６０６の間に接触層４０８を誘電性スタック４００の上に析出する。接触層４０８は溶融シリカまたはＳｉＯ２層であってもよい。接触層４０８は被覆されていないプリズム２００ＢのＣａＦ２材料と自然に適合する材料である。これは２つのプリズム２００の間の安全なガラス−ガラス結合を可能にし、界面の反射がほとんどないことを保証する。
【００１３】
　図５に移り、本発明の１つの実施態様による真空室５００が示されている。真空室５００は析出作業中にプリズム２００を保持する被覆ネスト５０２を有する。種々の実施態様において、被覆されたプリズム２００Ａ上に誘電性スタック４００および接触層４０８を形成する材料を析出するために、スパッタ装置５０４（例えばスパッタガン）または電子ビーム装置５０６（例えば電子ビームガン）またはこれらの両方を使用することができる。キューブ１０２を形成するために他の析出装置を使用できることが理解される。
【００１４】
　図６は本発明の実施態様によりキューブ１０２を形成する方法６００を示す。工程６０２で、未加工材料の形で製造者から受け取ったプリズム２００Ａ−Ｂを処理する。工程６０４で、被覆したプリズム２００Ａの主要成形体４０２上に誘電性スタック４００を形成するために多層被覆工程を実施する。工程６０６で、誘電性スタック４００上に接触層４０８を析出する接触層被覆工程を実施する。工程６０８で、被覆されたプリズム２００Ａを被覆されていないプリズム２００Ｂに結合する光学的接触工程を実施する。工程６１０で方法６００が終了する。
【００１５】
　図７は本発明の実施態様による方法６００の詳細な方法の工程を示す。処理工程６０２の間に、工程７００で未加工材料としてプリズム２００Ａ−Ｂを受け入れる。工程７０２でプリズム２００Ａ−Ｂを最終使用者に規定されたパラメータ（例えば波長、寸法等）に適合するまで研磨する。工程７０４でプリズム２００Ａ−Ｂを浄化し、工程７０６で最終使用者の規格に適合することを保証するために工程７０６で検査する。
【００１６】
　多層被覆工程６０４の間に、被覆されたプリズムになるプリズム２００Ａを工程７０８で真空室５００に配置する。工程７１０で多層被覆工程を実施する。この工程の間に屈折率の高い材料の層４０４と屈折率の低い材料の層４０６の交互の析出により誘電性スタック４００を形成する。析出工程は電子ビーム蒸着、イオンビームスパッタリング、抵抗源蒸着または他の任意の知られた方法により実施することができる。被覆されたプリズム２００Ａを工程７２１で冷却し、工程７１４で検査する。
【００１７】
　接触層形成工程６０６の間に、工程７１６で、被覆されたプリズム２００Ａを再び真空室５００に入れる。工程７１８で接触層４０８（例えば溶融シリカまたはＳｉＯ２層）を析出する。キューブ１０２の最終使用にもとづき、接触層４０８を析出するために使用される具体的な工程を選択する。最終使用者の装置が１５７ｎｍ範囲の光を使用している場合の実施態様において、マグネトロンスパッタリング工程またはイオンビームスパッタリング工程を使用して接触層４０８を析出する。これはキューブを通過する１５７ｎｍの光の高い処理量が存在する（すなわちキューブ１０２を通過する１５７ｎｍの光の吸収がきわめて少ない）ことを保証する。最終使用者の関心が処理量にない場合は、他の析出法（例えば電子ビーム蒸着または抵抗源蒸着）を使用することができる。最終使用者の装置が１９３ｎｍ範囲の光を使用している場合の実施態様において、１９３ｎｍの光の良好な処理量のために電子ビーム蒸着工程を使用して接触層４０８を析出する。再び処理量に関心がない場合に、任意の析出工程を使用することができる。工程７２０で被覆されたプリズム２００Ａを冷却し、工程７２２で検査する。
【００１８】
　選択的実施態様において、多層被覆工程６０４の後に、被覆されたプリズム２００Ａを真空室５００に残すことができる。この実施態様において、接触層形成工程６０６を介在する工程なしに直ちに行うことができる。
【００１９】
　接触工程６０８の間に工程７２４でプリズム２００Ａ−Ｂを用意する（例えば浄化し、適当な位置に置く）。工程７２６でプリズム２００Ａ−Ｂを安全な結合表面３００および３０２に一緒に光学的に接触する。一部の実施態様において、これと同時にガラス−ガラス結合を行う。他の実施態様において他の結合技術を使用することができる。
【００２０】
　以上のように本発明の種々の実施態様を説明したが、これらは例示したにすぎず、これらに限定されないことが理解される。本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形が行われることは当業者に明らかである。従って本発明の範囲は前記の実施態様に限定されず、以下の請求の範囲およびその相当するものによってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施態様によるキューブを使用する例示的工程図である
【図２】本発明の実施態様による２つのプリズムにより形成されたキューブの斜視図である
【図３】図２のキューブを形成するために使用される２つのプリズムを示す図である
【図４】図２および図３の２つのプリズムの一方の部分の横断面図である
【図５】本発明によるキューブを形成する方法に使用される真空室の図である
【図６】本発明によるキューブを形成するために使用される処理工程の流れ図である
【図７】図６の処理工程の詳細な流れ図である
【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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