(57)【要約】本発明は、基板（３０）及び反射コーティング（３１）を有する、光学素子（２１）に関するものである。反射コーティング（３１）は、特にＥＵＶ照射を反射するように構成されており、高屈折率（層）材料及び低屈折率（層）材料からなる交互層（３３ａ、３３ｂ）を有する複数の層ペアであって、磁歪材料からなる少なくとも一つの活性層（３４）を反射コーティング（３１）内に備える。本発明は、基板（３０）及び反射コーティング（３１）を有する光学素子（２１）にも関し、かかる光学素子（２１）は、正磁歪特性を有する材料を含む少なくとも一層の第１活性層と、負磁歪特性を有する材料を含む少なくとも一層の第２活性層とを備え、これらの活性層の層厚及び層材料は、磁界により生じる活性層における機械的応力の変化又は長さの変化が相殺されるように選択されることを特徴とする。さらに、本発明は、そのような光学素子（２１）を少なくとも一つ含む光学装置、具体的にはＥＵＶリソグラフィー装置にも関するものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子（２１）であって、
基板（３０）、
反射コーティング（３１）、及び、
磁歪材料を含む少なくとも一つの活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）を含み、
前記反射コーティング（３１）は、特にＥＵＶ照射を反射するための反射コーティングであり、高屈折率層材料と低屈折率層材料を含んでなる交互層（３３ａ、３３ｂ）を有する複数の層ペア（３２）を備え、
前記少なくとも一つの活性層（３４）は、前記反射コーティング（３１）内に形成されている、
ことを特徴とする光学素子（２１）。
【請求項２】
前記反射コーティング（３１）は、Ｎ層の前記交互層（３３ａ、３３ｂ）を備え、該交互層の第１層は、前記基板（３０）に隣接して配置されており、前記交互層の第Ｎ番目の層は周囲環境に面しており、
前記活性層（３４）は、前記第１層及び前記第Ｎ−５番目の層（３３ａ、３３ｂ）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記反射コーティング（３１）は、Ｎ層の前記交互層（３３ａ、３３ｂ）を有し、その第１層目の層は前記基板（３０）に隣接し、第Ｎ番目の層は周囲環境に面する表面（３８）に隣接しており、前記活性層（３４）は、第Ｎ−５番目の層と第Ｎ番目の層との間に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記活性層（３４）の厚さ（ｄ）は、０．５ｎｍ〜７ｎｍであり、好ましくは２ｎｍ〜４ｎｍであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
少なくとも一つの活性層（３４）が、すべての層ペア（３２）内に備えられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
各層ペア（３２）の前記少なくとも一つの活性層（３４）は、層厚が最大２．５ｎｍ、好ましくは最大１．０ｎｍであることを特徴とする、請求項５に記載の光学素子。
【請求項７】
光学素子（２１）であって、
基板（３０）、
反射コーティング（３１）、及び、
磁歪材料を含む少なくとも一つの活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）を含み、さらに、前記光学素子（２１）は、正磁歪特性を有する材料を含む少なくとも一つの第１活性層（３４ａ）及び負磁歪特性を有する材料を含む少なくとも一つの第２活性層（３４ｂ）を含み、
前記活性層（３４ａ、３４ｂ）の層厚（ｄ１、ｄ２）及び層材料は、磁界（３６、３６ｂ）により生成される前記活性層（３４ａ、３４ｂ）における機械的応力の変化や長さの変化が相殺されるように選択されることを特徴とする、光学素子。
【請求項８】
前記少なくとも一つの活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）において磁界（３６、３６ｂ）を生成するための永久磁性材料を含む少なくとも一つの磁化層（３５）を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項９】
前記磁化層（３５）の前記永久磁性材料は、フェライト、サマリウムコバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）、ビスマノール、ネオジム−鉄−ホウ素（NdFeB）、及びスチールを含むグループから選択されることを特徴とする、請求項８に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記永久磁性材料は磁歪性であることを特徴とする、請求項８又は９に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）及び／又は磁化層（３５）は、前記反射コーティング（３１）及び前記基板（３０）の間に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１２】
前記活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）の前記磁歪材料は、SeFe2、TbFe2、DyFe2、ターフェノールＤ(Tb(x) Dy(1-x) Fe 2)、ガルフェノール(Ga(x) Fe(1-x))、Ni、Fe、Co、Gd、Er、SmFe2、サムフェノールＤ（Samfenol-D）、及びこれらの複合物を含むグループから選択されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学素子（１５、２１）を少なくとも一つ含む、具体的にはＥＵＶリソグラフィー装置である光学装置（４０）。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの活性層（３４）内で、特に、位置に応じて変化する磁界（３６、３６ｂ）を生成するための磁界生成装置（１７ａ、１７ｂ）をさらに備える、請求項１３に記載の光学装置。
【請求項１５】
前記磁界生成装置（１７ａ、１７ｂ）は、周期的に変化する磁界（３６、３６ｂ）を生成することにより、前記少なくとも一つの活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）及び／又は前記少なくとも一つの磁化層（３５）を、誘導加熱するように設計されていることを特徴とする、請求項１４に記載の光学装置。
【請求項１６】
前記磁界生成装置（１７ａ、１７ｂ）は、２０ｋＨｚ超である周波数（ｆ）で周期的に変化する磁界を生成するように設計されていることを特徴とする、請求項１５に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、米国特許法１１９条（ａ）に基づき、２０１２年４月２７日出願の独国特許出願第10 2012 207 003号の優先権を主張するものであり、その全開示を本願の一部とみなすとともに、参照により本願の開示に援用する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、基板、反射コーティング、及び磁歪材料を含む少なくとも一つの活性層を備える光学素子に関するものである。本願は、そのような光学素子のなかでも、特にEUV照射を反射するための反射コーティングであって、高屈折率層材料及び低屈折率層材料からなる交互層を有する複数の層ペアを備える反射コーティングを備える光学素子にも関するものである。さらに、本発明は、そのような光学素子を少なくとも一つ備える光学装置にも関するものである。
【０００３】
このような種類の光学素子及びこのような種類の光学装置は、米国特許出願公開第2006/0018045号公報（特許文献１）及び国際公開第2007/033964号（特許文献２）に開示されている。
【０００４】
反射光学素子は、例えば、フォトリソグラフィー、特にＥＵＶリソグラフィーに用いられ、集積回路の製造用の基板を露光するための照明又は投影照射を導光しかつ形成するための照明システム又は投影システムに一般的に使用されてきた。しかし、反射光学素子は、ＵＶ波長域で操作されるいわゆる反射屈折（catadioptric）投影レンズにも使用される。
【０００５】
ＥＵＶ照射に対して反射性の光学素子は、基板の法線に対して比較的小さい入射角で使用される場合、基板に対して塗布された複数層の反射コーティング及び複数の層ペアを有し、かかる層ペアは、高屈折率層材料及び低屈折率層材料（高屈折率層材料と比較して屈折率が低い層材料）からなる交互層を有する。
【０００６】
反射光学素子の製造におけるプロセス変動のためだけでなく、さらには様々な操作状態（例：様々な照明設定）のために、各反射光学素子、例えば投影光学ユニットなどのＥＵＶリソグラフィー装置の部品、又はＥＵＶリソグラフィー装置全体を補正して、例えば波長、角度依存性、位相角度、波面及び／又は温度分布に対する光学特性を改善することが必要である。
【０００７】
この目的のために磁歪材料を用いることができる。かかる磁歪材料は、外部磁場によって、ワイス領域（Weiss domain）相互の相対的なサイズが交互となり、或いは（超強磁場における）磁化方向が回転して材料の形状が変化するが、その体積は一般的にほぼ不変である。磁歪には、正磁歪（例えば、鉄の場合）と負磁歪（例えば、ニッケルの場合）がある。正磁歪特性を有する材料は、印加された磁力線の方向に膨張する（そして、磁力線に対して垂直に接触する）。負磁歪特性を有する材料は印加された磁場の方向にて収縮し、かかる磁場に対して垂直な方向に膨張する。このような効果は、磁歪層の層厚を交互にするために利用することができる。
【０００８】
米国特許出願公開第2006/0018045号公報（特許文献１）には以下の様なミラー装置が開示されている。かかるミラー装置は基板を備え、かかる基板は前側にミラー表面を有し後側に基板を変形させるためのアクチュエータ装置を有しており、かかるアクチュエータ装置は、少なくとも一つの活性層を持つ。基板の後側に配置された活性層は、例えば、圧電材料又は磁歪材料を含みうる。活性層を狙った通りに局所的に駆動させることにより、ミラー装置、さらに正確にいえば基板を狙った通りに変形させることができ、それにより、光学素子の光学特性を改善することを目指している。
【０００９】
国際公開第2007/033964号（特許文献２）は本体及び磁歪材料からなる少なくとも一つの活性層を備える適応光学素子を開示している。かかる少なくとも一つの活性層は、本体に連結されており、且つ、磁界を印加することにより変形可能である。このような活性層は補正層として機能することができ、さらに、磁界を印加することにより、光学素子の少なくとも一つの欠陥を少なくとも局所的及び少なくとも部分的に補正するように設計されている。そのような光学素子は、例えば、相応のコイル装置により生成された磁界中に導入された場合、磁界の強さ及び磁力線の方向に応じた活性層の変形によって、光学素子の局所的な幾何学的欠陥を補正することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第2006/0018045号公報
【特許文献２】国際公開第2007/033964号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、反射光学素子及びかかる光学素子を備える光学装置の光学特性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そのような目的は、本発明の第一の観点によれば、前述したタイプの光学素子であって、少なくとも一つの活性層内で磁界を生成するための永久磁性材料を含む少なくとも一つの磁化可能層を備える光学素子によって、達成することができる。特に、かかる磁化可能層は、少なくとも部分的領域において磁化されることができる。少なくとも部分的領域において磁化される層とは、本願の意図する範囲において、（外的な）強磁界を印加することで少なくとも部分的領域において磁化される層、すなわち、層の要素磁石が上述の磁界の印加によって方向づけられて、層内で所望の磁界分布を有する磁界を生成することができる層として理解することができる。
【００１３】
本発明者らは、磁歪層を用いて反射コーティング又は基板表面の表面形状又は幾何学的構造の局所的に変化させるにあたり、例えばＥＵＶリソグラフィー装置のような光学装置内に設置された光学素子の波面収差を動的に補正することができる磁界生成装置が必ずしも必要とならないことを見出した。むしろ、光学素子自体の上に永久磁性材料を含む少なくとも一つの層を備えるという条件により、光学素子の表面形状又は波面を静的且つ局所的に操作することができる静磁界を生成することが可能となる。このようなタイプの光学素子を光学装置で使用することにより、適切な場合、磁界生成装置が不要となり、光学装置の構成を簡略化することができる。波面に対して最適化された光学素子を使用することにより、かかる光学素子が設置されている光学装置内で生じる結像収差を有利に補正し、理想的には完全に除去することができる。
【００１４】
層を局所的に、或いは適切な場合には全体的に、所望の態様で変形させるために、すなわち、光学素子の波面収差を補正するにあたり特に層厚を変更するために、磁歪材料を含む層に静磁界分布を作用させる。この目的のために、永久磁性材料は、局所的に或いは位置依存的に変化する静磁化状態となっている。結果的に得られる活性層の静的な変形は、強磁界の印加により永久磁性層が再着磁又は消磁されるまで持続する。
【００１５】
所望の波面補正を行うためには、干渉測定方法による波面測定の最中又は後に永久磁性材料を磁化することが有利であり得る。言うまでもなく、この場合に実施される補正は、干渉測定法により直接モニター可能な補正であり、適切な場合に、消磁又は再着磁によって補正又は「消去」される。
【００１６】
波面を修正又は変更するために、磁化層の磁界によって活性層の層厚を局所的又は全体的に変化させる。この目的のために、活性層をどのように変形させたいかに応じて、磁化層に局所的に変化する（不均一な）磁界又は局所的に均一な磁界を保持させることができる。本願の意図する範囲において、永久磁性材料は硬質磁性材料、すなわち、保磁力Hcが103A/m、好ましくは104 A/mの材料として理解される。
【００１７】
一実施形態において、磁化層の永久磁性材料は、（硬質磁性）フェライト、サマリウムコバルト（SmCo）、ビスマノール、ネオジム−鉄−ホウ素（NdFeB）及び（硬質磁性）スチールを含む群から選択される。サマリウムコバルト及びビスマノールは強く、ネオジム−鉄−ホウ素の場合には非常に強い永久磁性材料である。ビスマノールは、ビスマス、マンガン及び鉄を含む合金である。これらの材料を用いることにより、活性層すなわち光学素子を意図したように変形させるための必要量が少なくなり、それにより、層厚の薄い磁化層が得られる。永久磁性材料もまた、カーボンリッチなスチール、硬質磁性フェライト、又はその他の適切な材料でありうる。
【００１８】
さらなる実施形態において、磁化層の永久磁性材料は磁歪性である。活性層と磁化層とを同じ１つの層内で実現することができるので、この種の光学素子は特に簡易に製造することができる。特に、Fe、Ni、及びCoは、永久磁性特性及び磁歪特性の双方を兼ね備えるため適している。
【００１９】
さらなる実施形態において、活性層及び／又は磁化層は、反射コーティングと基板との間に配置されている。磁化層の近辺で磁場の強度が最も高く、従って層厚が薄い場合であっても活性層の層厚を十分に変化させることができるので、このように層が隣接配置されていることは有利である。層の順番すなわち層構成（基板−磁化層−活性層−反射コーティング）は可変である（基板−活性層−磁化層−反射コーティング）。言うまでもなく、適切な場合には、たとえ距離がより大きくなるために活性層に対する磁化層の影響が小さくなるとしても、磁化層を反射コーティングとは反対側の基板の面に配置することも可能である。異なる磁歪材料は全く異なる磁歪定数（Δl/l）を有しうるため、所定の波面修正に必要とされる（磁界の無い状態での）層厚も全く異なりうる。したがって、考えられる最大の層厚変化（Δl/l又はΔd/d）に応じた所定の最大想定波面修正の場合、活性層の層厚は、数ナノメートルから数十マイクロメートルであり得る。例えば、３ｎｍ波面修正するためには、磁歪層の層厚は約１５ｎｍから約１００μｍであり得る。
【００２０】
磁化層及び／又は活性層は、層材料の種類及び層厚によっては、反射コーティングを直接塗布するためには表面粗度が不十分であるため、適切な場合に、磁化層及び／又は活性層に対して追加のスムージング層又は研磨層を塗布することができる。粗度に応じて、スムージング層（すなわち塗布することにより粗度を低減することができる層）を数ナノメートルの厚さとすることができ、また、研磨層（すなわち材料を除去することにより粗度を低減することができる層）を数マイクロメートルの厚さとすることができる。材料に応じて、適切な場合に、磁歪層自体を同様に研磨可能とすることができる。さらに、基板上における活性層の磁歪材料の接着が不十分である場合、適切な場合、クロム又はチタンを含んでなる接着促進層を塗布することが可能である。例えば、接着促進層は一般的に層厚が約１０ｎｍ未満である。
【００２１】
本発明の範囲には、上述したようなタイプの光学素子であって、少なくとも一つの活性層が特にＥＵＶ照射を反射するコーティング内に形成されている光学素子も包含される。このような光学素子は、上述したように、永久磁性材料を含有し、又は永久磁性材料からなる一層又は複数層の磁化層を備え、また、上述したように、基板と反射コーティングとの間に配置された少なくとも一層の活性層を備えることができる。適切な場合、永久磁性材料を含んでなる磁化層も同様に反射コーティング内、好ましくは活性層に隣接して配置させることができる。このような構成は、特に、NdFeBの場合のように、残留磁気が高く吸収係数が比較的低い永久磁性材料の場合に有利である。
【００２２】
反射コーティング内に（すなわち、複数の層ペアを有する層スタック又は層配列内に）少なくとも一つの活性層を配置することにより、光学素子のさらなる光学特性に対して有利な影響を及ぼすことができる。そのような光学特性は、具体的には、反射コーティングの波長依存の反射率又は（真空の）周囲環境との界面（インターフェース）における位相である。活性層は、高屈折率層材料及び低屈折率層材料からなる交互層の間に配置された追加の層でありうる。適切な場合、交互層のうちの一層が活性層として機能することが可能である。すなわち、高屈折率層又は低屈折率層のうちの一層を活性層の磁歪層材料で置換することができる。この場合、好ましくは、例えばモリブデンである低屈折率層（吸収体層）の層材料を、磁歪材料からなる層で置換することができる。
【００２３】
一実施形態において、反射コーティングはＮ層の交互層を有する。反射コーティングの第１層は、基板に隣接配置されており、反射コーティングの第Ｎ番目の層は周囲環境に面する光学素子の表面に隣接配置される。反射コーティングの波長依存反射率を適応させるために、反射コーティングの第１層と第Ｎ−５番目の層との間に少なくとも一層の活性層が配置される。このように、反射コーティングの底部域又は中央域に活性層を配置することで、結果として得られる反射率曲線の形状を根本的に変更することができ、例えば、最大反射率の幅を増加させることができる。
【００２４】
上述の反射コーティングは、底部域又は中央域に一層又は複数層の活性層を有するため、反射コーティングの反射率曲線の形状（例えば、反射率が特に高い波長域の帯域幅）を狙った態様で操作することができる。具体的には、局所的に、すなわち位置依存的に、反射コーティングを精密に調整し、ひいては光学素子全体を精密に調整することができる。反射コーティング内に配置される活性層は２層の隣接する層ペアの間に配置されることが典型的であるが、各層ペアを構成する２つの層の間に活性層を配置することも可能である。活性層は、当該活性層の上に配設された層グループ（層配列と周囲環境との間の界面に向かう方向）と、活性層の下に配設された層グループ（すなわち、基板に向かう方向）との間に、光路長差又は位相シフトを生じさせる。磁界が生成された結果、活性層の層厚が変化して、反射率曲線が適応されて連続的に変化する。
【００２５】
さらなる実施形態では、第１層が基板に隣接配置され、第Ｎ番目の層が周囲環境に隣接配置されている、Ｎ層の交互層を有する反射コーティングの場合、活性層は第Ｎ−５番目の層と第Ｎ番目の層との間に配置されている。反射コーティング内における活性層のこのような配置によって、周囲環境に面する電磁波の入射面（真空との界面）における位相角に対して狙った通りに作用することができる。したがって、反射率曲線を実質的に変更することなく、最大反射率のスペクトル位置を精密に調整することができる。言うまでもなく、本実施形態においても、コーティング内においてさらに下に設けられた一層又は複数層の活性層によって、反射率曲線を狙った通りに操作することができる。
【００２６】
上述の実施形態のさらなる変形例において、磁界がない状態での活性層の層厚は、層厚ｄ１＝０．５ｎｍ〜層厚ｄ２＝７ｎｍであり、好ましくは層厚ｄ１＝２ｎｍ〜層厚ｄ２＝４ｎｍである。このような特定範囲の層厚では、活性層はλ／４層として実質的に機能し、かかるλ／４層では層厚の適切な値は衝突する照射の入射角に特に依存する。通常、（正及び負）磁歪材料の場合、磁界方向における長さの変化Δl/lは、それぞれ最大約-3×10-5 及び最大約 + 2×10-2までである。数ピコメートル〜最大０．２ナノメートルで十分に反射率曲線に影響を及ぼすことができるが、磁歪定数が比較的高いため、正磁歪材料が特に有利である。活性層の層厚を変更することにより、反射コーティング又は光学素子の反射率曲線の幅を変更することができる。したがって、反射率曲線の形状を変更又は適応させることも可能であり、層スタック又は反射コーティング内の活性層の位置に依存して各場合において達成される作用が異なる。一方で、光学素子の波面修正のためには、数ナノメートル範囲（最大約２０ｎｍ）の層厚変化が望ましく、かかる層厚変化は（上述のように）基板と反射コーティングとの間に有利に塗布される比較的層厚が厚い活性層によって実現することができる。
【００２７】
言うまでもなく、（例えば、シリコン又はモリブデンによって構成される）反射コーティングの第１層及び第Ｎ層は、必ずしも基板及び周囲環境との界面にそれぞれ隣接する必要はない。むしろ、第１層の場合、追加の接着促進層、研磨層、又はスムージング層を第１層と基板との間に配置することができ、第Ｎ層の場合、１層又は複数層のキャッピング層を第Ｎ層と界面との間に配置することができ、このキャッピング層によって反射コーティングの層を酸化から保護することができる。
【００２８】
反射コーティングの交互層（高屈折率層材料及び低屈折率層材料からなる複数層）を積み重ね、偶数であるＮ層の交互層を得ることが典型的である。しかし、特に、層の総数が十分に多い場合（例えば、コーティングが約１００層又はそれ以上の層を有する場合）、奇数層の高屈折率層材料及び低屈折率層材料からなる層を製造することも原理的に可能である。ＥＵＶリソグラフィー用の反射コーティングの交互層の数は、Ｎ＝５０〜Ｎ＝１２０（すなわち、層ペア又は層周期が２５〜６０）が典型的であり、比較的少ない周期数（例えば、１２〜１５周期）を高帯域コーティングに使用することもできる。照射入射面又は周囲環境に面する表面を、反射されるべきＥＵＶ照射が光学素子に衝突する、基板とは反対側に面したコーティング表面として理解することができる。
【００２９】
光学素子の一つの変形例においては、全層ペアの中に少なくとも一層の活性層を設ける。活性層は、高屈折率層材料からなる層及び低屈折率層材料からなる層の間か、又は、層ペアの高屈折率層又は低屈折率層の下もしくは上に配置することができる。層ペア又は２層又はそれ以上の層ペアの活性層自体は、（磁界の無い状態では）層厚が同一であり、すなわち、反射コーティングが周期構造を有することが典型的である。反射コーティング内に複数の活性層を挿入することにより、反射コーティングの反射率曲線全体を変更（さらに正確にはシフト）させることができる。例えば、磁界の印加によって、活性層の層厚を増加させて各層ペアの層厚を増加させると、反射率曲線を赤側（すなわち比較的高波長側）にシフトさせることができる。
【００３０】
例えば、電磁石又は適切な場合に永久磁性層によって活性層の層厚を局所的に変化させることができ、回転対称の反射コーティングの場合、後に、基板上の局所的な必要性に応じて反射率曲線を波長及び／又は各入射角に関して適応させることができ、さらに／或いは、光学素子又は系全体（光学装置全体）の製造欠陥を修正することが可能である。
【００３１】
一変形例において、各層ペアの少なくとも１層の活性層は、磁界の無い状態での層厚が最大２．５ｎｍ、特に最大１．０ｎｍである。このような活性層の実施形態では、比較的吸収率が高く、高屈折率材料及び低屈折率材料に比較して典型的には１０倍の吸収率を有する磁歪材料を、この場合、反射コーティングの機能性及びＥＵＶ照射に関する反射率を過剰に損なうことなく、反射コーティング内に組み込むことが可能である。しかし、層材料をさらに確実に強磁性的に秩序化することができるようにするために、層厚を過剰に薄くするべきではない。
【００３２】
層厚を十分に変化させるために、使用する層材料には高い磁歪性が要求される。上述したようなエタロン効果又は他の位相シフト効果に必要とされる層厚変化は、適切な場合、ピコメートル又はオングストローム単位であり、既に明記したような層厚は概して十分である。したがって、磁歪の優位性は、反射コーティング内の層にも有利に活用することができる。
【００３３】
本発明の他の観点は、導入部で述べたタイプの光学素子であって、正磁歪特性を有する材料を含む少なくとも一つの第１活性層及び負磁歪特性を有する材料を含む少なくとも一つの第２活性層を含み、活性層の層厚及び層材料（又は層材料の磁歪定数）は、磁界により生成される活性層における機械的応力の変化や長さの変化が（実質的に）相殺されるように選択されることを特徴とする、光学素子に関するものである。かかる（正磁歪又は負磁歪）活性層は、反射コーティング内又は基板と反射コーティングとの間に形成されうる。これらは、適切な場合に、永久磁性材料から形成されるか、或いは、永久磁性材料を含む層内に形成されてもよい。
【００３４】
磁界を（正磁歪又は負磁歪）材料に印加すると、材料の体積は実質的に維持されることが典型的であるため、長さ又は層厚が磁界方向に変化し（例えば、層厚が厚くなり、又は薄くなる）、これに対応して印加された磁界を横断する方向で材料が変化する（例えば、長さが短くなり、又は長くなる）。コーティングに対して略直角方向の磁界の場合、かかる磁界に対して横断方向の変化は、層応力の変化につながるが、多くの用途においてこれは重要ではない（無視可能である）。特定の用途において層応力を考慮しなければならない場合、実質的に２つの方法により、層応力を意図した態様で処理することができる。それらの方法とは、層応力を最小化させることか、又は、長さの変化を最小化させることである。
【００３５】
層応力を変化させないことが所望される場合は、例えば、正磁歪材料及び負磁歪材料からなる２つの活性層を連結して、一方の活性層の層応力の変化が他方の活性層の応力変化を正確に補償するようにすることができる。この場合、（各層厚は、各磁歪定数と適切に組み合わされているので）２つの活性層における長さの変化は相殺されない。（正確な概算値までの）長さの変化又は応力の変化は印加された磁界強度に線形依存し、その比例係数は各磁歪材料の（磁界の方向又はかかる磁界の方向に対して横断方向における）磁歪定数により与えられる。
【００３６】
磁界の印加により層応力のみを変化させることを意図した場合（長さを変化させない場合）、（特定の層厚で、正磁歪材料及び負磁歪材料を有する）２つの他の活性層を連結させることが必要であり、これにより、磁界を印加することにより生じた長さの変化が正確に相殺される。
【００３７】
さらなる実施形態において、活性層の磁歪材料は、SeFe2、TbFe2、DyFe2、ターフェノールＤ(Tb(x) Dy(1-x) Fe 2)、ガルフェノール(Ga(x) Fe(1-x))、Ni、Fe、Co、Gd、Er、SmFe2、サムフェノールＤ（Samfenol-D）、及びこれらの複合物を含むグループから選択される。Ni、Fe及びCoは、化学元素であり、SmFe2及びサムフェノールＤ（サマリウム−ジスプロシウム−鉄合金）は、各場合において負磁歪効果を呈するイオン化合物である。鉄化合物であるSeFe2、TbFe2、DyFe2、並びに、特にターフェノールＤ及びガルフェノール等の合金は、高い正磁歪効果を有し、すなわち、磁界が存在する場合には層厚が薄くても有意な層厚変化を呈する。したがって、活性層はターフェノールＤ、ガルフェノール、SmFe2、又はサムフェノールＤを用いて比較的薄く製造することができ、これらの材料からなる層は反射コーティング内に特に適切に導入することができる。言うまでもなく、これらの特定の材料以外の材料も活性層として使用することが可能であり、例えば、いわゆる４ｆ（遷移）元素又はＮｉに隣接もしくは関連する化学元素を使用することができる。
【００３８】
本発明の範囲には、以下の光学装置がさらに包含される。具体的には、ＥＵＶリソグラフィー装置、又はＵＶ照射用リソグラフィー装置の反射屈折（catadioptric）投影レンズであって、少なくとも１層の上述したような光学素子を有するものである。特に、永久磁性材料からなる層を含む光学素子を使用することによって、かかる層が（静的であり、しかし適切な場合には位置依存的に変化する磁界強度を有する）磁界を生成するので、（例えばコイル又は電磁石を備える）磁界生成装置を光学装置内に組み込み又は設ける必要がなくなり、光学装置の製造を簡易化することができる。言うまでもなく、光学特性を動的に適合させるために、永久磁性層を使用する場合であっても、適切な場合に、光学装置内に磁界生成ユニットを設けることができる。
【００３９】
基板と反射コーティングとの間、及び／又は、反射コーティング内に、少なくとも１層の活性層を有する光学素子を備える光学装置の場合に得られる利点は、光学素子自体を使用する場合に得られる利点と実質的に同一である。具体的には、それらの利点は、波面又は反射率曲線に作用する可能性や、結果的に実現される光学素子や光学装置の詳細な調整、又は欠陥修正である。
【００４０】
光学装置の一実施形態では、かかる光学装置は磁界を生成するための磁界生成装置を含み、かかる磁界は少なくとも１つの活性層内において位置依存的に変化する。かかる磁界生成装置は、例えば、複数の個別駆動可能な電磁石を有することができ、これらにより局所的に変化する磁界を生成する。このことは、活性層が位置依存的に（局所的に）変形することを可能にし、これにより反射光学素子又はコーティングの製造欠陥を補償し、且つ／又は、反射光学素子の応力を補償し、且つ／又は、リソグラフィー装置の操作中に生じる結像収差を補償することができる。
【００４１】
一実施形態では、磁界生成装置は、時間的且つ周期的に変化する（異なる）磁界を生成することにより、少なくとも一つの活性層及び／又は永久磁性材料を含む少なくとも一つの層を誘導加熱するように設計されている。このような可変の磁界は、特に、位置依存的に変化する静的磁界に重ねることができる。特に、光学素子上における永久磁性材料又は強磁性材料の使用により、誘導加熱料理鍋の場合と同じ態様で交番磁界を集中させることができ、これにより誘導加熱効率を向上させることができる。
【００４２】
交番磁界強度は局所的に異なるように選択することができ、１つの活性層又は複数の活性層において、例えば、各照明設定においてＥＵＶ照射が到達せず、従って加熱されない光学素子の領域のみを加熱する渦電流を生成させることができる。誘導加熱により、これらの領域を局所的に加熱することができ、存在しうる温度勾配をスムージングすることができる。このことは、光学素子の温度プロファイルを均一化することにつながり、これにより、光学素子の局所的変形を抑制するか、或いは回避することを可能にする。結果的に、温度勾配に起因して発生する光学収差を理想的には完全に除去することができる。
【００４３】
磁界の交番磁界成分の絶対値を磁界の静的（定数）成分よりも大きい値として選択した場合、少なくともたまには磁界の符号が変化しそれに応じて磁歪層が再磁化され、追加の熱が発生するため、加熱効果をさらに強化することができる。しかし、この場合、磁歪層を基板と反射コーティングとの間に配置したとき、（ｋＨｚ範囲の）再磁化が磁界に生じて、形状、すなわち低空間周波数での基板の表面形状も、かかるｋＨｚ範囲で同様に変更されることを考慮しなくてはならない。
【００４４】
光学装置の一変形例では、磁界生成装置は、２０ｋＨｚ超の周波数（ｆ）、好ましくは６０ｋＨｚ超の周波数（ｆ）で周期的に変化する（異なる）磁界を生成するように設計されている。したがって、時間的に変化する（異なる）磁界の周波数は、（パルス式に動作する）ＥＵＶ照射源の周波数（典型的には最大約２０ｋＨｚ）よりも大きい。このようにして、磁歪層の再磁化される場合でさえも、パルス式のＥＵＶ照射のために、誘導加熱に用いられる周期的に変化する磁界（動的磁界）の作用により、層厚について平均化された磁歪変化が生じる。言うまでもなく、これに変えて、光学装置の操作においてパルスのみで誘導加熱を駆動させ、ＥＵＶ照射を光学素子に衝突させないようにすることもできる。特に、ＥＵＶ照射の間だけ誘導加熱を実施することも可能であるが、連続する２回のＥＵＶ照射パルスの間の各時間セグメントで実施することが可能である。概して、周期的に変化する磁界を生成する周波数は約２００ｋＨｚ未満であり、これにより、磁界の生成の後に層を磁化することができる。
【００４５】
本発明のさらなる特徴及び利点は、本発明に必要不可欠であり、特許請求の範囲に記載された詳細を説明する図面を参照して以下に述べる本発明の例示的実施形態から明らかとなる。個々の特徴は各場合においてそれら自体によって個別に実現されるか、本発明の変形例における任意の組み合わせにおいて複数の特徴が同時に実現される。
【００４６】
本発明の例示的実施形態を概略図に示し、以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】照明システム及び投影レンズを備えるＥＵＶリソグラフィー装置の概略図である。
【図２】図２ａ〜図２ｃは、図１に示すＥＵＶリソグラフィー装置用の、磁化層を有する光学素子の概略図である。
【図３ａ】反射コーティング内の中央に配置された活性層を有する光学素子の概略図である。
【図３ｂ】様々な層厚の活性層について、図３ａに示す光学素子の波長依存性反射率Ｒを示す図である。
【図３ｃ】反射コーティング内に配置された活性層を有する光学素子の他の概略図である。
【図３ｄ】反射コーティング内に配置された活性層を有する光学素子の他の概略図である。
【図４】高屈折率材料及び低屈折率材料からなる各層の間に配置した活性層を内部に持つ反射コーティングを有する光学素子の概略図である。
【図５】磁界を印加した際に相殺しあう層応力を生じる２つの活性層を有する光学素子の概略図である。
【図６】磁界を印加した際に相殺しあう長さ変化を生じる２つの活性層を有する光学素子の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、図面の説明において、同一又は機能的に同一な部材は、同じ参照符号にて示す。
【００４９】
図１は、ＥＵＶリソグラフィー装置４０としての光学装置の概略図である。かかる装置は、５０ｎｍ未満、特に約５ｎｍ〜約１５ｎｍのＥＵＶ波長域におけるエネルギー密度が高いＥＵＶ照射を生成するＥＵＶ光源１を備える。ＥＵＶ光源１は、例えば、レーザー誘起プラズマを生成するためのプラズマ光源又はシンクロトロン照射源として実装される。前者の場合、特に、図１に示すように、ＥＵＶ光源１からのＥＵＶ照射を集中させて照明光線３を形成し、さらにそのようにしてエネルギー密度を向上させるために、コレクタミラー２を用いることができる。照明光線３は、本実施形態では４つの反射光学素子１３〜１６を有する照明システム１０によって、構造を有する対象物Ｍを照明するように作用する。
【００５０】
構造を有する対象物Ｍは、例えば、対象物Ｍ上に少なくとも１つの構造を生成するための、反射性領域と、非反射性領域又は少なくとも低反射性領域を有する反射性マスクでありうる。或いは、構造を有する対象物Ｍは、一次元又は多次元配列の複数のマイクロミラーであってもよく、且つ、適切な場合、かかる複数のマイクロミラーは、各ミラー上におけるＥＵＶ照射３の入射角を設定するために、少なくとも約１つの軸に対して可動であっても良い。
【００５１】
構造を有する対象物Ｍは、照明光線３の一部を反射して、投影光線４を形成する。投影光線４は、構造を有する対象物Ｍの構造情報を有し、投影レンズ２０に照射される。投影レンズ２０は、構造を有する対象物Ｍ又はその一部の像を基板Ｗ上に結像する。基板Ｗは、例えばウェーハであり、かかるウェーハは、例えばシリコンのような半導体材料を含み、且つ、ウェーハステージＷＳとしても示されるマウント上に配置される。
【００５２】
本実施形態では、投影レンズ２０は４つの反射光学素子（ミラー）２１〜２４を有し、ウェーハＷ上に構造を有する対象物Ｍの構造の像を生成する。投影レンズ２０内のミラーの数は４〜８であるが、適切な場合、２つだけのミラーを使用することももちろん可能である。
【００５３】
構造を有する対象物Ｍの各対象物点ＯＰをウェーハＷ上の各イメージポイントＩＰ上に結像する際に高い結像品質を達成するために、反射光学素子（ミラー）２１〜２４の表面形状に対する要求は非常に厳しく、さらに、光学素子２１〜２４の相互間、又は対象物Ｍ、そして基板Ｗに対する位置関係及び方向に関しても、ナノメートル単位の精度が求められる。 
【００５４】
例えば、光学素子２１〜２４の方向が正確ではないこと、製造時の欠陥、及び／又は、動作中の温度に起因する変形などの影響により生じる、投影レンズ２０内の結像収差を対処するために、典型的には位置によって異なる磁界を生成するための複数の電磁石５を備える磁界生成装置１７ａによって光学素子２１〜２４に生じた望ましくない変形を解消することができる。図１では、投影レンズ２０の光学素子２１のみの内部に磁界生成装置１７ａを示したが、原理的には、光学素子２１〜２４のうちのいくつか又はすべてについて、それぞれ磁界生成装置を具備させることも可能である。言うまでもなく、電磁石５を有する磁界生成装置１７ｂを、光学素子１３〜１６に取り付けることも可能であり、それにより照明システム１０について補正を実施することが可能になる。
【００５５】
例えば、印加する磁界によって照明システム１０の三番目の光学素子１５の光学特性を変更するために、磁歪材料を含有させることが必要である。図２ａは、光学素子１５の概略構成を示す図である。光学素子１５は、例えば、ゼロデュアー（Ｚｅｒｏｄｕｒ、登録商標）、ＵＬＥ（登録商標）、又は、Ｃｌｅａｒｃｅｒａｍ（登録商標）のような、熱膨張係数が低い材料からなる基板３０とＥＵＶ照射を反射するコーティング３１を備える。反射コーティング３１は、高屈折率層材料３３ａ及び低屈折率層材料３３ｂからなる交互層を有する層ペア３２を多数備える。図２ａ及びその他の図において示す高屈折率層材料３３ａ及び低屈折率層材料３３ｂの数は、単なる例示に過ぎないことを理解されたい。光学素子は約３０〜約６０の高屈折率（層）材料３３ａ及び低屈折率（層）材料３３ｂからなる層ペアを有することが典型的である。しかし、時には、層ペア３２の数はそのような範囲から逸脱することもありうる。反射コーティング３１の典型的な周期的構造（すなわち、層厚が同一の層ペア３２を有する構造）により、ナノメータ域（例えば、１３．５ｎｍ）の波長を有する短波長ＥＵＶ照射を反射することが可能になる。この場合、高屈折率材料からなる層３３ａはシリコンであり、低屈折率材料からなる層３３ｂはモリブデンである。動作波長に応じて、例えばモリブデンとベリリウム、ルテニウムとベリリウム、又はランタンとＢ４Ｃのような他の材料の組み合わせも同様に可能である。反射光学素子１５を図１に示したＥＵＶリソグラフィー装置内で操作しないで、むしろ１５０ｎｍ超の波長のイメージング光で操作することを意図した場合、同様にして、異なる屈折率の材料の交互層を構成する複数の個別層を有するように反射コーティング３１を構成することが一般的である。しかし、この場合に、適切であれば、複数層を有するコーティング無しで済ますことが可能であり、すなわち、反射コーティングを（例えば、アルミニウム製の）単層のみを用いて形成することが可能である。
【００５６】
上述した各層３３ａ、３３ｂに加えて、反射コーティング４１は、合間に拡散防止層又は酸化及び腐食を防止するためのキャッピング層を備えることもできる。そのような補助的な層は、図では省略した。図示した例示的実施形態では、ミラー１は平面表面を有しているが、そのような表現は、図示を簡略化するために選択したに過ぎない。基板３０又はミラー１５は、曲面の表面形状を有していても良い。例えば、凹表面形状や凸表面形状を選択しうる。表面形状は、球面及び非球面のどちらでもよく、回転対称でなくてもよい（自由形状）。
【００５７】
さらに、光学素子１５は、磁歪材料を含んでなる活性層３４、及び磁化層３５を有する。本例では、磁化層３５は、永久磁性材料を含んでなる部分的に磁化された領域を有する。活性層３４及び磁化層３５は、反射コーティング３１及び基板３０の間に配置されており、磁化層３５は基板３０に直接接合されている。
【００５８】
本例では、光学素子１５の活性層３４は、高（陽性）磁歪合金ターフェノールＤ(Tb(x) Dy(1-x) Fe 2)によって構成する。これにより、図２ａに示すように層厚が薄く、且つ磁界が存在する場合であっても、活性層３４の厚さは有意に変化する。しかし、例えば、ガルフェノール(Ga(x) Fe(1-x))、SeFe2、TbFe2、DyFe2、Ni、Fe、Co、Gd、Er、SmFe2、サムフェノールＤ（Samfenol-D）、及びこれらの複合物の様な他の陽性又は陰性磁歪材料もまた、活性層３４の磁歪物質として適当である。
【００５９】
本例では、光学素子１５の磁化層３５は、非常に強い（永久）磁石効果を呈するネオジム−鉄−ホウ素（NdFeB）からなる。しかし、永久磁性材料は、例えば、フェライト、SmCo（サマリウムコバルト）、ビスマノール、又は硬質磁性スチールでもありうる。永久磁性材料を磁化するために、永久磁性材料を生成するために十分に高い磁界に光学素子１５を晒して、磁化層３５を永久且つ安定的に磁化する。
【００６０】
本例では、光学素子１５の磁化層３５を局所的にのみ磁化し、これにより、明瞭に区切られた部分的領域（本図では光学素子１５の右手側に図示する領域）のみにおいて磁界３６ａを生成する。かかる磁界３６ａは、活性層３４又は活性層に付随して（受身的に）変形する反射コーティング３１を局所的に変形させる。図２ａの場合、活性層３４にて正磁歪が発生し、すなわち、活性層３４が磁界３６ａの領域において磁力線３７の方向に膨張する。言うまでもなく、負磁歪特性を有する材料、すなわち磁界３６ａの磁力線３７に対して平行方向に収縮する材料を選択することももちろん可能である。
【００６１】
有利なことに、活性層３４の局所的変形により、光学素子１５ａその他によって反射される波面を操作して、適切な場合に光学素子１５又は反射コーティング３１内において発生する層応力を制御することができる。
【００６２】
図２ｂに示す光学素子１５は、図２ａの光学素子１５とほぼ同一に構成されており、図２ａに係る光学素子１５と同様に、図１に示すＥＵＶリソグラフィー装置に使用することができる。図２ｂに示す光学素子１５の場合、図２ａに示す光学素子１５とは対照的に、活性層３４は基板３０に対して直接隣接して配置され、磁化層３５は反射コーティング３１に対して直接隣接して配置されており、すなわち、層の順番が入れ替わっているが、層３４及び３５は両方とも相互に直接隣接している。すべての光学素子１３〜１６及び２１〜２４の場合に、基本的には、追加の接着層、スムージング層、研磨層、又は応力軽減層、或いは他の中間層（図示しない）を、基板３０及び反射コーティング３１の間に配置することができる。
【００６３】
さらに、図２ｂの層３５は、全体的に完全且つ均一に磁化することができる。結果的に、少なくとも光学素子１５の領域においてほぼ平行な向きの磁力線３６ｂを有する均一な磁界３６ｂが形成される。その結果、活性層３４は均一に膨張する。言うまでもなく、上述したように、永久磁性材料からなる層３５内では、位置に依存してほぼ任意に変化する磁化状態が形成される。
【００６４】
図２ｃは、図２ａの光学素子１５と同様の構成を有する光学素子１５を示しており、かかる光学素子１５は、基板３０及び反射コーティング３１を備える。上述の例示的実施形態とは対照的に、光学素子１５内では磁化層は活性層３４ｂとして実装されており、すなわち永久磁性材料が磁歪特性を有するので活性層及び磁化層が共通の層３４ｂとして形成される。したがって、活性層及び磁化層は、同一の層材料（例えば、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）から製造することができる。あるいは、共に永久磁性材料及び磁歪材料からなる、混合物又は合金含有領域（又は結晶／集塊）由来の磁歪特性及び永久磁性を有する層を製造することも可能である。言うまでもなく、適切な場合、層３４ｂの磁歪特性にかかわらず、光学素子１５において追加の磁歪層（図示しない）を用いることも可能である。
【００６５】
光学素子１５の波面補正に加えて、活性層３４及び／又は磁化層３５も光学素子１５及び／又は基板３０の、各光学素子１３〜１５及び２１〜２４における不均一な温度分布に起因する、温度による変形を補償するために使用することができる。この場合、不均一な温度分布は、構造を有する対象物Ｍ（又は反射性マスク）が反射性領域と、非反射性領域又は少なくとも低反射性領域を有するという事情や、例えば、使用するマスクに応じて照明システム１０の照明設定を変更することができるという事情によって生じることが一般的である。結果的に、反射されたＥＵＶ照射は、構造を有する対象物Ｍの様々な領域において、多かれ少なかれ吸収される。これにより、光学素子１３〜１５及び２１〜２４において、温度分布が不均一となるか、又は部分的な温度急勾配が生じる。
【００６６】
温度による変形を補償又は除去するために、周期的に変化する（異なる）磁界を生成することにより光学素子１５、２１を誘導加熱するように、磁界生成装置１７ａ，１７ｂを設計することができる。このような設計は、例えば、波面修正に一般的に用いられる（準）静磁界に対して動的磁界成分を印加するために、周期的に変動する電圧を生成するための（高周波）発生器（図示しない）を用いて作動される電磁石５又はこれらのコイル（図示しない）を用いて実現することができる。このようにして、光学素子１５、２１の、ＥＵＶ照射によって熱せられていない領域又は熱せられる程度が低い領域において、局所的な渦電流を生成することができる。これらの渦電流は、局所的領域を追加で局所的に熱し、存在しうる温度勾配を除去して、光学素子１５、２１における温度プロファイルを均一化する。
【００６７】
図２ａ〜図２ｃに示す光学素子１５の誘導加熱は、磁化層３５、３４ｂが存在することで、かかる磁化層３５、３４ｂが生成された磁界を集中させ、且つ、これらが誘導加熱効率を改善させることを利用している。磁界生成装置１７ａ、１７ｂによって生成される磁界の交番磁界成分が、静磁界成分よりも大きくなるように選択した場合、活性層３４、３４ｂの磁歪材料が再磁化され、それにより追加的に熱が生成される。しかし、この場合、活性層３４、３４ｂの厚さも再磁化の結果として変化し、磁化が変化しなかったとしても周期的に変動する磁界成分の周波数を、ＥＵＶ光源を動作させるパルス周波数よりも有意に高くなるように選択しなければならないことを考慮しなければならない。これにより、交番磁界成分により厚さにおける磁歪の変化を平均化することができ、すなわち、各ＥＵＶパルスによって、同一の（平均的な）厚さ変化を「経験する」ことができる。一般的に使用されるＥＵＶ光源の周波数の場合、交番磁界成分の周波数は２０ｋＨｚ超でなくてはならず、好ましくは６０ｋＨｚ超である。ＥＵＶパルスは、数ＫＨｚ（約２０ＫＨｚ）の範囲のパルス周波数によって生成されることが一般的である。しかし、１つ１つのＥＵＶパルスは対照的に持続時間が短いため、上述した誘導加熱は連続的なＥＵＶパルスの間の間隙において作用することができるのみであり、このため、各ＥＵＶパルスにて厚さの変化を「経験する」ことはない。
【００６８】
図３ａは、投影レンズ２０内に配置された光学素子２１の例示的実施形態を示す図である。光学素子２１の場合、活性層３４は、反射コーティング３１と基板３０との間には配置されておらず、むしろ反射コーティング３１内に配置されている。本例では、単一の活性層３４が反射コーティング３１内で、反射コーティング３１の中央に配置されており、すなわち、活性層３４の上下に同一数の層ペア３２が位置している。
【００６９】
図３ｂに、図３ａに示す反射コーティング３１の反射率に対する、中央に配置された活性層３４の厚さｄの変化の影響を示す、波長依存反射率（Ｒ−λ曲線）を示す。Ｒ−λ曲線は、ＥＵＶ照射波長（本明細書では１３ｎｍ〜１４ｎｍ）に対する、図３ａの反射コーティング３１の反射率（衝突したＥＵＶ照射に対する反射したＥＵＶ照射の割合）を示す。この場合、４つの異なるＲ−λ曲線は、ｄ１＝２．５ｎｍからｄ２＝５ｎｍまでの４つの異なる厚さの活性層３４に対応する。例えば、磁界生成装置１７ａによって異なる強さの磁界を光学素子２１の領域に導入することにより、結果的に磁歪活性層３４を大なり小なりの程度で膨張させることで、厚さを変化させることができる。反射コーティング内の中央に活性層３４を配置することで、結果的に得られる反射コーティング３１、すなわち光学素子２１の反射率曲線を拡張し、又は狭めることができる。さらに、反射率曲線の形状も変更することができる。
【００７０】
図３ｃに示す光学素子２１の場合にも、上述したような効果が得られる。図３ｃの光学素子２１では、図３ａのように反射コーティング３１内に活性層３４が設けられているが、光学素子２１の基板３０の直近の領域に配置されている。反射コーティング３１内に活性層３４を配置することにより、図３ａに示す光学素子と同様に、反射コーティング３１すなわち光学素子２１の反射率曲線を、例えば、拡張し、具体的には位相も変更するなどして、変更することができる。このようにして、光学素子２１にて反射される照射の反射率又は位相変化を精密に調整することができるようになる。
【００７１】
既に詳述したように、図示した高屈折率層３３ａ及び低屈折率層３３ｂの数（例：図３ａの２６層）は、例示に過ぎないことを理解されたい。光学素子は、２５〜６０の層ペア３２、すなわち、５０〜１２０の高屈折率層材料３３ａ及び低屈折率層材料３３ｂからなる層を有することが一般的である。例えば、層の総数がＮ＝１００であり、第１層（Ｎ＝１）が基板３０に隣接し、第１００層（Ｎ＝１００）が照射入射表面３８に接合して光学素子２１と周囲環境との界面を形成する場合、活性層が第１層と第Ｎ−５番目の層との間に配置されていれば、上述したような影響を反射率曲線に対して及ぼすことができる。この場合、基板３０付近に配置された活性層３４は、反射率曲線の形状よりも反射された照射の位相に対して大きな影響を及ぼし、照射入射表面３８付近に位置する活性層３４は位相よりも反射率曲線のピーク形状に対して影響を及ぼす。言うまでもなく、２層又はそれ以上の活性層３４を反射コーティング３１内に設けることもでき、これにより反射率曲線の形状又は位相を詳細に調整することが可能になる。
【００７２】
図３ｄは光学素子２１のさらなる実施形態を示す図である。本例においても、活性層３４は図３ａ〜図３ｃと同様に反射コーティング３１内に配置されている。しかし、活性層３４は、光学素子２１の照射入射表面３８に近接する領域、すなわち、反射コーティング３１の第Ｎ層及び第Ｎ−５層の間に配置されている。照射入射表面３８の下側がこのような構造となっている場合、かかる構造において得られる反射率曲線の形状を大幅に変更することなく、反射率曲線の最大反射率の位置を変更することができる。言うまでもなく、図３ａ、ｃ、ｄに示す３つの層３４は、同一のコーティング３１においても実装することができ、これにより、光学素子２１を詳細に調整することができるようになる。
【００７３】
活性層３４の層厚は、数ｎｍ（例：約０．５ｎｍ〜約７ｎｍ、特に約２ｎｍ〜５ｎｍ）であることが典型的である。結果的に、高屈折率層３３ａ及び低屈折率層３３ｂの材料に比較して吸収率の高い磁歪材料を、光学素子２１の反射率を過剰に損なうことなく反射コーティング３１内に配置することができる。特に、活性層３４に斜線を付して図示したが、これは、活性層３４がＥＵＶ照射に対して非透過性であるということを示す事を意図したものではない。言うまでもなく、図３ａ、３ｃ、３ｄに示したような設計の反射光学素子２１は、リソグラフィー装置４０の照明システム１０内においても使用することが可能であり、図２ａ〜２ｃに示した反射光学素子は投影レンズ２０内において使用することが可能である。
【００７４】
図４は、光学素子２１のさらなる例示的実施形態を示すものであり、すべての層ペア３２において、活性層３４は、高屈折率（層）材料からなる層３３ａと低屈折率（層）材料からなる層３３ｂとの間であって、高屈折率層材料からなる層３３ａの上に配置されている。この場合、各層ペア３２は、同一の（適切な場合、位置依存性の）層厚を有し、それによりコーティング３１は周期的構造を有している。各層ペア内に少なくとも一つの活性層３４を導入することにより、狙った態様で反射コーティング３４の最大波長を変更することができる。具体的には、ミラー２１上又は基板３０上の各位置において支配的な要求に見合うように、最大波長を局所的に変化させることができる。結果的に、光学素子２１によって反射率曲線の最大波長を局所的に変化させることができる。活性層３４の正磁歪材料の場合、磁界を印加することにより、例えば、層ペア３２の層厚を厚くして、反射率曲線全体をより高波長側にシフトさせることができる。コーティング３１の反射率を過剰に減少させないために、各層ペア３２内の活性層３４の全層厚ｄは、サブナノメータ域（すなわち、約１ｎｍ未満）であることが一般的である。いうまでもなく、図４に示した構造とは対照的に、反射率曲線全体をシフトさせるために、各層ペア３２内に単一の活性層３４のみを設けることももちろん可能である。
【００７５】
図５は、基板３０、負磁歪材料（例：ニッケル）からなる第２活性層３４ｂ、正磁歪材料（例：鉄）からなる第１活性層３４ａ、及び反射コーティング３１を備える光学素子２１を示す図である。磁界生成装置の電磁石５は、光学素子２１の下側の領域に示し、これらの電磁石のうちの１つは、局所的に区切られた磁界３６を生成する。このような局所的に区切られた磁界３６の影響により、第２活性層３４ｂは磁界３６の磁力線３７に対して横方向に部分的に膨張する（膨張線３９参照）。同時に、第１活性層３４ａは、磁界３６に対して横方向に収縮し、従って、（圧縮）応力４１を生じる。活性層３４ａ及び３４ｂの層厚ｄ１, ｄ２を層材料の磁歪定数に応じて適切に選択することで、反射コーティング３１内にて局所的に生じる層応力を補償することができる。換言すれば、磁界３６によってもたらされる２つの活性層３４ａ、３４ｂの応力変化を相殺することができる。言うまでもなく、第２活性層３４ｂとして負磁歪材料を使用することで、影響を覆すことができ、すなわち、磁界を生成することにより第２活性層３４ｂを磁力線３７に対して横方向に収縮させて、第２活性層３４ｂの上を覆っている第１活性層３４ａに生じた引張応力を補償することができる。言うまでもなく、磁界又は磁力線の方向が９０°回転した場合（すなわち、磁力線が層３４又は基板３０に対して略平行である場合）であっても、正磁歪材料又は負磁歪材料の応力に対する影響は、上述と同様に覆される。言うまでもなく、図５に示すように、応力の補償は局所的に実施することが可能であるが、全体的に実施することも可能であり、すなわち、コーティング３１が塗布された基板表面全体について応力補償することが可能である。このことは、特に、マイクロミラー装置において、層応力を変更することによって曲率半径を変更して、マイクロミラーの焦点を狙った通りに変更することができる。
【００７６】
図６は、図５に示す光学素子２１と類似した光学素子２１を示す図である。かかる光学素子２１において、活性層３４ａ、３４ｂの層厚ｄ１, ｄ２は、層応力よりも、正磁歪活性層３４ａと負磁歪活性層３４ｂの層厚又は長さの変化量４２、４３が正確に相殺しあうように選択される。このように、狙った通りに磁界３６を印加することで、光学素子２１の光学特性（例えば、位相）に影響が出ないようにすることができる。
【００７７】
言うまでもなく、適切な場合、１つの層において正磁歪材料及び負磁歪材料の相応の材料混合物（例えば、集塊など）を用いて応力及び／又は長さを補償することも可能であり、すなわち、正磁歪層３４ａ及び負磁歪層３４ｂは、混合比及び局所的な材料組成が適当に選択されている単一の共通した層であってもよい。さらに、言うまでもなく、正磁歪材料及び負磁歪材料からなる２層又はそれ以上の層３４ａ及び３４ｂは、応力補償にも使用することができる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月20日(2015.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子（２１）であって、
基板（３０）、
反射コーティング（３１）、
磁歪材料を含む少なくとも一つの活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）、及び
前記少なくとも一つの活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）において磁界（３６、３６ｂ）を生成するための永久磁性材料を含む少なくとも一つの磁化層（３５）を含み、
前記反射コーティング（３１）は、特にＥＵＶ照射を反射するための反射コーティングであり、高屈折率層材料と低屈折率層材料を含んでなる交互層（３３ａ、３３ｂ）を有する複数の層ペア（３２）を備え、
前記少なくとも一つの活性層（３４）は、前記反射コーティング（３１）内に形成されている、
ことを特徴とする光学素子（２１）。
【請求項２】
前記反射コーティング（３１）は、Ｎ層の前記交互層（３３ａ、３３ｂ）を備え、該交互層の第１層は、前記基板（３０）に隣接して配置されており、前記交互層の第Ｎ番目の層は周囲環境に面しており、
前記活性層（３４）は、前記第１層及び前記第Ｎ−５番目の層（３３ａ、３３ｂ）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記反射コーティング（３１）は、Ｎ層の前記交互層（３３ａ、３３ｂ）を有し、その第１層目の層は前記基板（３０）に隣接し、第Ｎ番目の層は周囲環境に面する表面（３８）に隣接しており、前記活性層（３４）は、第Ｎ−５番目の層と第Ｎ番目の層との間に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記活性層（３４）の厚さ（ｄ）は、０．５ｎｍ〜７ｎｍであり、好ましくは２ｎｍ〜４ｎｍであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
少なくとも一つの活性層（３４）が、すべての層ペア（３２）内に備えられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
各層ペア（３２）の前記少なくとも一つの活性層（３４）は、層厚が最大２．５ｎｍ、好ましくは最大１．０ｎｍであることを特徴とする、請求項５に記載の光学素子。
【請求項７】
光学素子（２１）であって、
基板（３０）、
反射コーティング（３１）、及び、
磁歪材料を含む少なくとも一つの活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）を含み、さらに、前記光学素子（２１）は、正磁歪特性を有する材料を含む少なくとも一つの第１活性層（３４ａ）及び負磁歪特性を有する材料を含む少なくとも一つの第２活性層（３４ｂ）を含み、
前記活性層（３４ａ、３４ｂ）の層厚（ｄ１、ｄ２）及び層材料は、磁界（３６、３６ｂ）により生成される前記活性層（３４ａ、３４ｂ）における機械的応力の変化や長さの変化が相殺されるように選択されることを特徴とする、光学素子。
【請求項８】
前記少なくとも一つの活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）において磁界（３６、３６ｂ）を生成するための永久磁性材料を含む少なくとも一つの磁化層（３５）を含む、請求項７に記載の光学素子。
【請求項９】
前記磁化層（３５）の前記永久磁性材料は、フェライト、サマリウムコバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）、ビスマノール、ネオジム−鉄−ホウ素（NdFeB）、及びスチールを含むグループから選択されることを特徴とする、請求項１、２、又は８に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記永久磁性材料は磁歪性であることを特徴とする、請求項１、２、８又は９に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）及び／又は磁化層（３５）は、前記反射コーティング（３１）及び前記基板（３０）の間に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１２】
前記活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）の前記磁歪材料は、SeFe2、TbFe2、DyFe2、ターフェノールＤ(Tb(x) Dy(1-x)Fe 2)、ガルフェノール(Ga(x) Fe(1-x))、Ni、Fe、Co、Gd、Er、SmFe2、サムフェノールＤ（Samfenol-D）、及びこれらの複合物を含むグループから選択されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学素子（１５、２１）を少なくとも一つ含む、具体的にはＥＵＶリソグラフィー装置である光学装置（４０）。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの活性層（３４）内で、特に、位置に応じて変化する磁界（３６、３６ｂ）を生成するための磁界生成装置（１７ａ、１７ｂ）をさらに備える、請求項１３に記載の光学装置。
【請求項１５】
前記磁界生成装置（１７ａ、１７ｂ）は、周期的に変化する磁界（３６、３６ｂ）を生成することにより、前記少なくとも一つの活性層（３４、３４ａ、３４ｂ）及び／又は前記少なくとも一つの磁化層（３５）を、誘導加熱するように設計されていることを特徴とする、請求項１４に記載の光学装置。
【請求項１６】
前記磁界生成装置（１７ａ、１７ｂ）は、２０ｋＨｚ超である周波数（ｆ）で周期的に変化する磁界を生成するように設計されていることを特徴とする、請求項１５に記載の光学装置。
【国際調査報告】
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