ＥＵＶシステムに用いる反射光学素子
【課題】高熱負荷状態でのEUV波長域での使用に適した、反射光学素子を提供する。
【解決手段】本発明は、ＥＵＶシステムで用いる反射光学素子（１０）に関するものであり、少なくとも部分的には基板材から製造されるベース体（１）と、当該ベース体内に配置された、冷却媒体（７）が流れる少なくとも１つの冷却チャネル（６）とを備える。本発明では、５０W/mKよりも大きい熱伝導率を有する材料を基板材として備え、反射光学素子は、基板材に適用され、研磨加工可能なアモルファス材料を含む研磨層を備える。
【解決手段】本発明は、ＥＵＶシステムで用いる反射光学素子（１０）に関するものであり、少なくとも部分的には基板材から製造されるベース体（１）と、当該ベース体内に配置された、冷却媒体（７）が流れる少なくとも１つの冷却チャネル（６）とを備える。本発明では、５０W/mKよりも大きい熱伝導率を有する材料を基板材として備え、反射光学素子は、基板材に適用され、研磨加工可能なアモルファス材料を含む研磨層を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも部分的に基板材料から生成されるベース体（base body）を有する、ＥＵＶリソグラフィシステムに用いる反射光学素子に関するものである。冷却媒体が流れる少なくとも1つの冷却チャネルが、ベース体内に配置される。
【０００２】
極紫外波長域（EUV）での光学用途、特にリソグラフィにおいては、ほぼ全反射の光学素子が用いられ、これらの表面は形状及び粗さに関する厳しい条件を満たす必要がある。ガラス、例えば、石英、又は、ZERODUR（登録商標）又はULE（登録商標）のようなガラスセラミックから、このような反射光学素子を製造する方法が従来技術により知られている。これらの素子の表面は、通常、いわゆる超精密研磨（super polishing）によって、表面のマイクロ粗さが０．２ｎｍ ｒｍｓ未満になるまで研磨される。
【０００３】
しかし、これらの基板材は、高放射パワーで生じうる非常に高い熱負荷状態での動作への適用に限界がある。このことは、光学素子がＥＵＶ放射源のための集光コレクタミラー（gathering collector mirror）として構成されていれば、更に当てはまる。この場合、高放射パワーは、ＥＵＶ波長域で放射されるのみではなく、ＥＵＶ源から発せられる放射であって、ＥＵＶ波長域外の放射によっても生じる可能性がある。このような場合、公知のミラー材料の熱伝導性は、反射表面から十分な熱を逃がすためには低すぎる。このため、ミラーが非常に高温になり、ミラーの反射層に歪み及び熱劣化が生じ、機能障害を引き起こす。
【０００４】
特許文献１は、反射光学素子の冷却を改善するために、表面に冷却媒体を適用する方法について開示している。この方法は、応力に起因するミラー表面の歪みを実質的に軽減することを目的としている。このような解決方法の不都合な点は、冷却性能が非常に制限されることである。
【０００５】
特許文献２は、EUVシステムで用いられるミラーとしての、反射光学素子を開示する。このミラーは、上部分及び下部分を有する二分割可能なベース体を含み、当該ベース体は、シリコン、ZERODUR（登録商標）、銅、又はインバール（登録商標）から製造される。ミラーを冷却するために、冷却チャネルがベース体の上部分に配置され、この冷却チャネルは、１００μｍ以下の直径を有する、いわゆる、マイクロチャネルとして構成される。この場合、マイクロチャネルは、チャネル内で層流が形成されるように設計される。このシステムは非常に複雑であるため、製造コストが高いという点で不都合である。
【０００６】
特許文献３は、他の反射光学素子であって、複数のミラー片により構成され、EUVリソグラフィシステムに用いることが可能な反射光学素子を開示する。特許文献３は、ミラー片を構成しうる複数の基板材を開示している。いわゆる、平滑化層及び反射層をミラー片に形成する。ミラー片は、ボンディングにより連結されてミラーを形成する。
【０００７】
特許文献４は、EUV用途のためのミラーであって、反射表面が配置されたベース体を備えるミラーを開示している。更に、このミラーはベース体から離間して、ベース体の後ろ側に配置された放熱装置を備えている。この放熱装置及びベース体は、曲げ要素によって相互に接続されている。冷却液が流れる冷却チャネルが放熱装置内に配置されている。これは、冷却液が冷却チャネル内を循環することにより、放熱装置内における温度分布を規定のものとすることを意図している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０５１９８４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／００９１４８５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／００４３３２１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／０１４７３８６号明細書
【発明の概要】
【０００９】
本発明の一つの目的は、高熱負荷状態でのEUV波長域での使用に適した、反射光学素子を提供することであり、当該反射光学素子は、更に、光学的に高品質の表面を有し、更に、簡易且つ製造時における費用対効果が高いことを特徴とする。更なる目的は、そのような反射光学素子を製造するための方法を特定することです。
【００１０】
この目的は、請求項１に係る特徴を有する反射光学素子と、請求項１３に係る特徴を有する製造方法によって達成される。
【００１１】
本発明によれば、５０W/(mK)よりも大きい熱伝導率を有する材料からなる基板材が提供される。また、基板材に上に形成される、研磨加工（例えば、超精密研磨加工）可能なアモルファス材料を含む研磨層を有する反射光学素子が提供される。基板材は、特に、１２０W／mK又は１６０W／mKより大きい熱伝導率を有しうる。このように、比較的高い熱伝導率を有する材料が用いられるので、光学素子の表面から冷却チャネル内の冷却媒体への熱放出が有意に改善される。追加的に適用された研磨層により、超精密研磨によって表面品質を有意に向上させることが可能である。
【００１２】
本発明の構成では、基板材として備えられる素材は、６０ＧＰａより大きい弾性係数を有する。特に、２００ＧＰａ又は２５０ＧＰａより大きい弾性係数を有する素材も、備えられうる。したがって、素材は、比較的高い剛性によって区別されるので、特に、比較的大きい冷却チャネルを基板上で構成し、及び／又は、ベース体の固有振動数を増加させることが可能である。
【００１３】
本発明の更なる構成においては、素材は、基板材として備えられ、最大でも、密度は３．５ｇ／ｃｍ3である。特に、最大の密度が２．７ｇ／ｃｍ3である材料を備えることも可能である。低密度の素材は、ベース体の固有周波数を高め、このような材料から成る光学素子の振動特性を改善する。
【００１４】
本発明の更なる構成においては、特に、アルミニウム及び／又はアルミニウム合金を含む金属基板が基板材として備えられる。したがって、必要とされる物理的特性を有する廉価な素材が備えられる。
【００１５】
本発明の更なる構成では、特に、炭化ケイ素SiC及び／又はシリコン含浸SiC（ＳｉＳｉＣ）、及び／又は、窒化ケイ素、及び／又は、ポリシリコンを含むセラミック素材が基板材として備えられる。これらの素材は、非常に低い熱膨張性、良好な熱伝導性、非常に高い弾性率、低密度といった特性を有し、本発明に係る光学素子に非常に適している。
【００１６】
本発明の更なる構成において、炭化ケイ素金属複合材基板は、特に、炭化ケイ素分散強化アルミニウムとして構成され、基板材として備えられうる。これらの材料は、低い熱膨張性、良好な熱伝導性、高い弾性係数、低密度といった特性を有し、本発明に係る光学素子に非常に適している。
【００１７】
本発明の更なる構成では、研磨層のアモルファス材料は、アモルファスシリコンＳｉ、アモルファス一酸化ケイ素ＳｉＯ、アモルファス二酸化ケイ素ＳｉＯ２、又はニッケルを含む。これらの材料は、本発明に係る基板材と共に、ベース体に用いるのに非常に適している。
【００１８】
本発明の更なる構成では、反射光学素子は、研磨層に適用された反射層を備え、研磨層は、モリブデン及びシリコン、又は、ルテニウム及びシリコンで構成される層によって形成されることが好ましい。研磨層は、光学素子の、使用される波長域の入射光の反射を改善する。
【００１９】
本発明の更なる構成では、一つの冷却チャネル又は複数の冷却チャネル又は全ての冷却チャネルは、０．５ｍｍ２より大きい断面積を有し、特に、４０ｍｍ２〜１００ｍｍ２の断面積を有する。この結果、冷却チャネル内の冷却媒体の乱流を実質的に維持することが可能となり、ベース体から冷却媒体への熱移動が改善される。
【００２０】
本発明の更なる構成では、一つの冷却チャネル又は複数の冷却チャネルのセクションは、ベース体内にて、相互に平行に、らせん状に、蛇行して、又は、放射状に配置されている。特に、冷却チャネルの方向をベース体の製造方法に適合させることが有利である。更には、光学素子内での温度分布、及び、特に光学素子の表面における温度分布は、冷却チャネルの適切な形状を選択することによって影響を与えることができる。
【００２１】
本発明の更なる構成では、少なくとも一つの冷却チャネルのセクションは、セクション内で冷却媒体が乱流を生じるように構成される。乱流は、例えば、冷却チャネル内に撹乱素子を配置し、又は、方向変換、湾曲、その他の不連続性を冷却チャネル内に備えることで、生成される。しかし、冷却媒体の乱流は、冷却媒体が実際に光学素子に入る前の冷却回路の適切な構成によって生じさせることも可能である。
【００２２】
本発明に係る、EUVシステムで用いる反射光学素子の製造方法は、
ａ）５０W/mKよりも大きい熱伝導率を有する基板材を含むベース体（１）を製造するステップであって、少なくとも一つの冷却チャネル（６）がベース体内に形成され、冷却チャネルの少なくとも一つのセクションが当該セクション内で冷却媒体（７）が乱流を生じるように構成された、ステップと、
ｂ）前記光学素子の所望表面形状に近似するように、前記ベース体（１）の表面（８）を形成するステップと、
ｃ）前記ベース体（６）の前記表面（８）に対して、アモルファス材料を含む研磨層（２）を適用するステップと、
ｄ）前記光学素子の前記所望表面形状に更に近づけるために前記研磨層（２）を加工するステップと、
を含む。
【００２３】
本発明に係る方法は、正確に構成された表面形状を有する反射光学素子を容易かつ安価に製造するものである。そして、製造された反射光学素子は、熱放出において優れているため、高熱負荷を伴うＥＵＶシステムでの使用に適している。上述の方法では、ステップａ）及びｂ）は、一つの加工ステップとして組み合わせることも可能である。組み合わされたステップでは、ベース体の表面は、再加工をすることなく、一連の製造工程で加工される。ベース体の表面を対応する形状の鋳型によって成形することが、この一例として挙げられる。
【００２４】
本発明に係る方法の更なる構成では、ステップｂ）において、表面は、表面精度が最大でも２５μｍ、及び／又は、粗さが最大でもＲａ＝１μｍとなるように形成される。この場合、最大でも２５μｍの表面精度は、表面のあらゆる位置における、所望表面からの誤差の絶対値が２５μｍ以下であるということを意味する。同様に、最大Ｒａ＝１μｍの粗さは、表面全体における粗さが１μｍ以下であるということを意味する。したがって、表面は、ステップｂ）にて、コストのかからない方法で比較的粗く平準化され、表面の最終的な形状は、研磨層及び反射層を適用及び加工することによって定められる。
【００２５】
本発明に係る方法の更なる構成では、反射層は、後続するステップにて、研磨層に適用される。研磨層は、光学素子の使用される波長域での入射光の反射を改善する。
【００２６】
以下、本発明の例示的実施形態について、添付の図面を参照して更に詳細に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る光学素子の断面図である。
【図２】ベース体内の冷却チャネルの様々な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、コレクタミラー１０としての本発明に係る光学素子を示す。コレクタミラー１０は、１０ｎｍ〜１５ｎｍ、特に、１３．５ｎｍの極紫外（EUV）波長域での光学用途のために備えられる。コレクタミラー１０は、ベース体１、研磨層２、反射層、及び冷却チャネル６を備えている。
【００２９】
第１の例示的実施形態では、ベース体１はセラミック基板、特に、炭化ケイ素ＳｉＣ又はシリコン含浸SiC（ＳｉＳｉＣ）で構成される。これらの材料は、１２０〜１７０Ｗ／ｍＫの良好な熱伝導性、弾性係数２５０〜３５０ＧＰａの高い剛性、約３ｐｐｍ／Ｋの低い熱膨張係数、及び、約３ｇ／ｃｍ３の低密度といった特性を有する。
【００３０】
第２の例示的実施形態では、ベース体１は金属複合基板、特に、炭化ケイ素分散強化アルミニウムＡｌＳｉＣで構成される。ＡｌＳｉＣは、１６０Ｗ／ｍＫの良好な熱伝導性、弾性係数約２００ＧＰａの高い剛性、約８〜１２ｐｐｍ／Ｋ程度の低い熱膨張係数、及び、約３ｇ／ｃｍ３の低密度、といった特性を有する。
【００３１】
第３の例示的実施形態では、ベース体１は金属基板、特に、アルミニウム又はＡｌＳｉｌＭｇＭｎのようなアルミニウム合金で構成される。これらの材料は、典型的には１３０〜２２０Ｗ／ｍＫ程度の良好な熱伝導性、弾性係数７０ＧＰａ、約２４ｐｐｍ／Ｋの熱膨張係数、及び、約２．７ｇ／ｃｍ３の密度、といった特性を有する。特に、金属基板は、剛性及び熱膨張性に関して、第１及び第２の例示的実施形態と比較して材料特性に劣る。しかし、金属基板は製造及び加工の点で非常に安価であり、これらの点においては有利である。
【００３２】
３つの例示的実施形態の全てにおいて、冷却媒体７が流れる冷却チャネル６がベース体１内に配置されている。上述のベース体１の材料の有利な点の１つは、冷却チャネル６がベース体１の基板材内に気密に埋設されていることである。すなわち、ＥＵＶ用途では一般的である真空状態で用いられる場合であっても、ベース体１を透過して、冷却媒体７の流れが消失したり、拡散したり、又は漏れたりすることが実質的に抑制できるようにする。光学素子の外側の冷却ラインと、冷却ラインからベース体１内の冷却チャネル６への接続も、同様に密閉して埋設されていることが好ましい。冷却ラインへの接続は、基板への接着結合、半田付け、溶接により形成されても良く、あるいは、研磨加工、粉砕加工、ドリル加工、腐食加工のような、適切な機械的処理によってベース体１の材料から形成されても良い。
【００３３】
図２ａ〜２ｄは、ベース体１の断面内での冷却チャネル６の様々な配置を示す図である。ベース体１の基板内の冷却チャネル６の分布は、以下に更に詳述するように、ベース体の製造方法に依存する。冷却チャネル６は、ベース体１内に配置されることが好ましく、これにより、ミラー表面４の残余のスルーエンボッシング(through embossing)を最小化する。冷却チャネル６は、例えば、相互に平行に（図２ｃ）、らせん状に（図２ａ）、蛇行して（図２ｃ）、放射状に（図２ｄ）、又はこれらを組み合わせた形状で（図２ｂ）設けることができる。図２ａ及び２ｄに示す例示的実施形態では、冷却媒体は、供給ライン５を介してベース体１の後方から供給される。冷却チャネル６は、基本的には第１収集ライン１１から供給され、そして／あるいは、第２収集ライン１２（図２ｄ）に導かれる。例えば、図２ｃ及び図２ｂに（冷却媒体が湾曲している場合についてのみ）示すように、低温又は高温の冷却媒体が隣接した冷却チャネル６内を逆方向に流れることは特に有利である。なぜなら、これにより、ベース体１が広範囲にわたって歪む危険性が低減されるからである。冷却チャネル６は、円形、楕円形、矩形その他の断面形状で設けられうる。更には、各冷却チャネル６はミラー表面４から様々な距離で配置されており、これにより、局所的に異なるミラー表面の熱負荷に対する局所的な冷却性能を実現する。これにより、ミラー表面４の歪みは更に最小化される。冷却チャネル６の断面積は、０．５ｍｍ２以上であり、好ましくは４０ｍｍ２〜１００ｍｍ２である。これらの断面積の場合、冷却チャネル６内での乱流を維持することができ、その結果、ベース体１から冷却媒体７への熱移動が改善される。
【００３４】
使用した冷却媒体７は水であり、脱イオン化水、又は、例えば、グリコールのような、氷点降下のための添加物を混合した水であってもよい。コレクタミラーに供給する前の冷却剤の温度は、水の場合は０℃〜３０℃が好ましく、氷点降下剤を添加した場合には０℃以下が好ましい。他の例示的実施形態では、冷却オイル、又は、例えば窒素のような冷却ガスを冷却媒体として用いる。
【００３５】
研磨層２を、ベース体１に適用するが、当該研磨層２はアモルファスシリコン、アモルファス一酸化ケイ素ＳｉＯ、アモルファス二酸化ケイ素ＳｉＯ２を含むか、又は、５〜１５％のリン含有量の化学メッキ（chemically-applied）ニッケルで構成した層からなることが好ましい。層厚は、１μｍ〜３００μｍ以上である。粗さ、及び／又はベース体１の表面８の所望の形状からのずれは、研磨層２によって低減又は補償できる。
【００３６】
反射層３は、研磨層２上に形成され、反射層は、コレクタミラー１０の目的とする放射波長域に対して最適化されている。反射層３は、更に、放射の入射角に対しても最適化されることが好ましい。波長１３．５ｎｍ及び放射の入射角が０°〜４５°の場合、反射層３は、モリブデン並びにシリコン、及び、ルテニウム並びにシリコンの多重層として備えられることが好ましい。
【００３７】
上述した例示的実施形態では、反射光学素子はコレクタミラー１０として設けられる。このようなミラーは、多くの場合、切断回転楕円面又は切断回転放物面の形状を有している。しかし、一般性を損ねることなく、本発明は、多様に湾曲したミラー又は平面を有するミラーに適用することが可能である。
【００３８】
コレクタミラー１０はマウントされ（図示しない）、ミラーの表面形状及び光学システム内におけるミラー位置への影響を可能な限り少なくするように最適化されている。特に、光源又はミラーの周囲環境からの熱の影響を最小化するように、マウントされている。好ましくは、アイソスタティックマウント（isostatic mount）又は準アイソスタティックマウント（quasi-isostatic mount）が備えられる。
【００３９】
本発明に係る反射光学素子１０は、EUV波長域にて使用するために備えられており、カスタム化用途でのEUVスペクトル域において非常に高い熱負荷に曝される。このような場合、従来技術によるミラーの場合には、従来のミラー材料の熱伝導性は低過ぎるので、動作中にミラーが激しく熱せられ、曲がり、そして／又は、反射層の熱劣化が生じる。本発明に従う反射光学素子１０は、非常に高い熱伝導性を有する基板材から製造されるベース体１を備える。基板材の高い熱伝導性は、効率的な熱分散を保証する。冷却チャネル６は、ベース体１内で形成され、当該冷却チャネルは、光学素子の反射表面４の近傍に配置される。これにより、比較的短距離での、表面４からベース体１を経て冷却チャネル６内の冷却媒体７への熱伝導による熱移動が可能となる。熱膨張係数が低く、剛性が高い基板材を選択することで、更なる有利な効果が生じる。表面６での表面歪みとしての冷却チャネル６の構造のスルーエンボッシングの危険性を低減する。さもなければ、逆に、反射光学素子１０の形状に影響を与えうる。材料の剛性が高いので、特に、冷却チャネル６は、ベース体１の安定性を損なうことなく大きい断面積で設けられうる。冷却チャネル６内の流れは、乱流であることが好ましく、これにより、ベース体１から冷却媒体７への熱移動が可能となる。基板材の剛性が高く、密度が低いため、ベース体１は固有振動数が高い。これにより、動作中における冷却媒体７の比較的低周波数の乱流によっては、ベース体１は振動しないか、又は小さく振動する。
【００４０】
分離した研磨層を適用して、その後、研磨加工し、反射層を設けることによって、EUV波長域での光学素子の使用に十分な表面品質の表面が得られる。これは、理想形状からの最大誤差及び最大粗さに関して適用される。
【００４１】
本発明に係る反射光学素子１０は、高い熱伝導性を有する基板材よりなるベース体１を設けることによって、容易且つ効果的に製造することができる。ベース体１内では、冷却チャネル６が形成され、ベース体１の表面８は、反射表面４の理想形状に大まかに近似するように形成される。その後、アモルファス材料の研磨層２は、CVD処理、PE-CVD処理、によってベース体の表面１に形成され、研磨層２の表面１４は、超精密研磨のような機械的方法、及び／又は化学的方法で反射表面４の理想形状に更に近似される。その後に形成される反射層３によって、光学素子１０の反射特性が改善され、想定される用途に適したものとなる。
【００４２】
ベース体１の異なる製造方法は、使用される基板材によっては効果的である。
【００４３】
セラミック基板から成るベース体１では、冷却チャネル６は、セラミック化処理の前に、あらかじめセラミック素地内に形成しておくことにより、容易かつ効率的に形成することができる。例えば、ドリル加工、粉砕加工、旋回加工、腐食加工などの機械的な材料加工方法、又は、他の適切な物理的若しくは化学的加工方法によって、柔らかい素地に加工することができる。この目的のために、素地は複数のパーツから形成され、冷却チャネル６は、表面の１つ又は複数のパーツに形成されることが好ましい。その後、パーツを相互に接着結合することで、ベース体１を形成し、冷却チャネル６を閉鎖する。セラミック化は、シリコン浸透又はシンタリングによって行い、特に、基板体を形成するためのSiC粉体のシンタリング中において、冷却チャネルはグラファイトインサートによって保護されうる。ミラー基板は、真空密閉され、即ち、実質的に媒質に対して不透性であり、セラミック化後に生成される。更なる例示的実施形態では、素地に形成された冷却チャネルは、ベース体のパーツが接着結合又は相互に連結される前に、保護物質によって充填される。保護物質は、浸透中の冷却チャネルへのシリコンの流入や閉鎖を予防する。セラミック化工程の後、保護物質は燃やされるか、又は、分解によって化学的に、若しくは機械的に除去される。
【００４４】
金属基板又は金属複合材基板からなるベース体１の構成では、ベース体は、好ましくは２つのハーフシェルからなり、溶接、半田付け、又は接着結合された継ぎ目を有する。組み立てに先立って、冷却チャネル６は、一方又は両方のハーフシェルに、例えば、ドリル加工、粉砕加工、旋回加工、腐食加工などの機械的処理によって形成される。任意のステップにて、ブランクの鋳造に先立って、冷却チャネル６は基板材より高い融点の材料で充填される。そして、鋳造材料の冷却後、充填材料は化学的に分解されるか、又は機械的に除去される。金属複合材基板からなるベース体１を生成する、更なる例示的実施形態では、基板材より高い融点の材料をブランクの鋳造中に鋳込む。このようなチューブは、例えば、高級鋼、ニッケル又はニッケル合金、又は、基板材の熱膨張係数に可能な限り近い値の熱膨張係数を有する他の材料から製造されうる。チューブは、冷却チャネル６の所望形状に湾曲され、その後、鋳型に挿入される。チューブは、鋳型から１つ又は複数の方向にチューブ端が突き出すように変形されることが好ましく、これにより、突き出し部分に冷却媒体ラインのための接続部を付加することができる。そして、鋳型を溶解物で充填する。チューブを用いることで、確実に、冷却チャネルを気密に設けることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも部分的に基板材料から生成されるベース体（base body）を有する、ＥＵＶリソグラフィシステムに用いる反射光学素子に関するものである。冷却媒体が流れる少なくとも1つの冷却チャネルが、ベース体内に配置される。
【０００２】
極紫外波長域（EUV）での光学用途、特にリソグラフィにおいては、ほぼ全反射の光学素子が用いられ、これらの表面は形状及び粗さに関する厳しい条件を満たす必要がある。ガラス、例えば、石英、又は、ZERODUR（登録商標）又はULE（登録商標）のようなガラスセラミックから、このような反射光学素子を製造する方法が従来技術により知られている。これらの素子の表面は、通常、いわゆる超精密研磨（super polishing）によって、表面のマイクロ粗さが０．２ｎｍ ｒｍｓ未満になるまで研磨される。
【０００３】
しかし、これらの基板材は、高放射パワーで生じうる非常に高い熱負荷状態での動作への適用に限界がある。このことは、光学素子がＥＵＶ放射源のための集光コレクタミラー（gathering collector mirror）として構成されていれば、更に当てはまる。この場合、高放射パワーは、ＥＵＶ波長域で放射されるのみではなく、ＥＵＶ源から発せられる放射であって、ＥＵＶ波長域外の放射によっても生じる可能性がある。このような場合、公知のミラー材料の熱伝導性は、反射表面から十分な熱を逃がすためには低すぎる。このため、ミラーが非常に高温になり、ミラーの反射層に歪み及び熱劣化が生じ、機能障害を引き起こす。
【０００４】
特許文献１は、反射光学素子の冷却を改善するために、表面に冷却媒体を適用する方法について開示している。この方法は、応力に起因するミラー表面の歪みを実質的に軽減することを目的としている。このような解決方法の不都合な点は、冷却性能が非常に制限されることである。
【０００５】
特許文献２は、EUVシステムで用いられるミラーとしての、反射光学素子を開示する。このミラーは、上部分及び下部分を有する二分割可能なベース体を含み、当該ベース体は、シリコン、ZERODUR（登録商標）、銅、又はインバール（登録商標）から製造される。ミラーを冷却するために、冷却チャネルがベース体の上部分に配置され、この冷却チャネルは、１００μｍ以下の直径を有する、いわゆる、マイクロチャネルとして構成される。この場合、マイクロチャネルは、チャネル内で層流が形成されるように設計される。このシステムは非常に複雑であるため、製造コストが高いという点で不都合である。
【０００６】
特許文献３は、他の反射光学素子であって、複数のミラー片により構成され、EUVリソグラフィシステムに用いることが可能な反射光学素子を開示する。特許文献３は、ミラー片を構成しうる複数の基板材を開示している。いわゆる、平滑化層及び反射層をミラー片に形成する。ミラー片は、ボンディングにより連結されてミラーを形成する。
【０００７】
特許文献４は、EUV用途のためのミラーであって、反射表面が配置されたベース体を備えるミラーを開示している。更に、このミラーはベース体から離間して、ベース体の後ろ側に配置された放熱装置を備えている。この放熱装置及びベース体は、曲げ要素によって相互に接続されている。冷却液が流れる冷却チャネルが放熱装置内に配置されている。これは、冷却液が冷却チャネル内を循環することにより、放熱装置内における温度分布を規定のものとすることを意図している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０５１９８４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／００９１４８５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／００４３３２１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／０１４７３８６号明細書
【発明の概要】
【０００９】
本発明の一つの目的は、高熱負荷状態でのEUV波長域での使用に適した、反射光学素子を提供することであり、当該反射光学素子は、更に、光学的に高品質の表面を有し、更に、簡易且つ製造時における費用対効果が高いことを特徴とする。更なる目的は、そのような反射光学素子を製造するための方法を特定することです。
【００１０】
この目的は、請求項１に係る特徴を有する反射光学素子と、請求項１３に係る特徴を有する製造方法によって達成される。
【００１１】
本発明によれば、５０W/(mK)よりも大きい熱伝導率を有する材料からなる基板材が提供される。また、基板材に上に形成される、研磨加工（例えば、超精密研磨加工）可能なアモルファス材料を含む研磨層を有する反射光学素子が提供される。基板材は、特に、１２０W／mK又は１６０W／mKより大きい熱伝導率を有しうる。このように、比較的高い熱伝導率を有する材料が用いられるので、光学素子の表面から冷却チャネル内の冷却媒体への熱放出が有意に改善される。追加的に適用された研磨層により、超精密研磨によって表面品質を有意に向上させることが可能である。
【００１２】
本発明の構成では、基板材として備えられる素材は、６０ＧＰａより大きい弾性係数を有する。特に、２００ＧＰａ又は２５０ＧＰａより大きい弾性係数を有する素材も、備えられうる。したがって、素材は、比較的高い剛性によって区別されるので、特に、比較的大きい冷却チャネルを基板上で構成し、及び／又は、ベース体の固有振動数を増加させることが可能である。
【００１３】
本発明の更なる構成においては、素材は、基板材として備えられ、最大でも、密度は３．５ｇ／ｃｍ3である。特に、最大の密度が２．７ｇ／ｃｍ3である材料を備えることも可能である。低密度の素材は、ベース体の固有周波数を高め、このような材料から成る光学素子の振動特性を改善する。
【００１４】
本発明の更なる構成においては、特に、アルミニウム及び／又はアルミニウム合金を含む金属基板が基板材として備えられる。したがって、必要とされる物理的特性を有する廉価な素材が備えられる。
【００１５】
本発明の更なる構成では、特に、炭化ケイ素SiC及び／又はシリコン含浸SiC（ＳｉＳｉＣ）、及び／又は、窒化ケイ素、及び／又は、ポリシリコンを含むセラミック素材が基板材として備えられる。これらの素材は、非常に低い熱膨張性、良好な熱伝導性、非常に高い弾性率、低密度といった特性を有し、本発明に係る光学素子に非常に適している。
【００１６】
本発明の更なる構成において、炭化ケイ素金属複合材基板は、特に、炭化ケイ素分散強化アルミニウムとして構成され、基板材として備えられうる。これらの材料は、低い熱膨張性、良好な熱伝導性、高い弾性係数、低密度といった特性を有し、本発明に係る光学素子に非常に適している。
【００１７】
本発明の更なる構成では、研磨層のアモルファス材料は、アモルファスシリコンＳｉ、アモルファス一酸化ケイ素ＳｉＯ、アモルファス二酸化ケイ素ＳｉＯ２、又はニッケルを含む。これらの材料は、本発明に係る基板材と共に、ベース体に用いるのに非常に適している。
【００１８】
本発明の更なる構成では、反射光学素子は、研磨層に適用された反射層を備え、研磨層は、モリブデン及びシリコン、又は、ルテニウム及びシリコンで構成される層によって形成されることが好ましい。研磨層は、光学素子の、使用される波長域の入射光の反射を改善する。
【００１９】
本発明の更なる構成では、一つの冷却チャネル又は複数の冷却チャネル又は全ての冷却チャネルは、０．５ｍｍ２より大きい断面積を有し、特に、４０ｍｍ２〜１００ｍｍ２の断面積を有する。この結果、冷却チャネル内の冷却媒体の乱流を実質的に維持することが可能となり、ベース体から冷却媒体への熱移動が改善される。
【００２０】
本発明の更なる構成では、一つの冷却チャネル又は複数の冷却チャネルのセクションは、ベース体内にて、相互に平行に、らせん状に、蛇行して、又は、放射状に配置されている。特に、冷却チャネルの方向をベース体の製造方法に適合させることが有利である。更には、光学素子内での温度分布、及び、特に光学素子の表面における温度分布は、冷却チャネルの適切な形状を選択することによって影響を与えることができる。
【００２１】
本発明の更なる構成では、少なくとも一つの冷却チャネルのセクションは、セクション内で冷却媒体が乱流を生じるように構成される。乱流は、例えば、冷却チャネル内に撹乱素子を配置し、又は、方向変換、湾曲、その他の不連続性を冷却チャネル内に備えることで、生成される。しかし、冷却媒体の乱流は、冷却媒体が実際に光学素子に入る前の冷却回路の適切な構成によって生じさせることも可能である。
【００２２】
本発明に係る、EUVシステムで用いる反射光学素子の製造方法は、
ａ）５０W/mKよりも大きい熱伝導率を有する基板材を含むベース体（１）を製造するステップであって、少なくとも一つの冷却チャネル（６）がベース体内に形成され、冷却チャネルの少なくとも一つのセクションが当該セクション内で冷却媒体（７）が乱流を生じるように構成された、ステップと、
ｂ）前記光学素子の所望表面形状に近似するように、前記ベース体（１）の表面（８）を形成するステップと、
ｃ）前記ベース体（６）の前記表面（８）に対して、アモルファス材料を含む研磨層（２）を適用するステップと、
ｄ）前記光学素子の前記所望表面形状に更に近づけるために前記研磨層（２）を加工するステップと、
を含む。
【００２３】
本発明に係る方法は、正確に構成された表面形状を有する反射光学素子を容易かつ安価に製造するものである。そして、製造された反射光学素子は、熱放出において優れているため、高熱負荷を伴うＥＵＶシステムでの使用に適している。上述の方法では、ステップａ）及びｂ）は、一つの加工ステップとして組み合わせることも可能である。組み合わされたステップでは、ベース体の表面は、再加工をすることなく、一連の製造工程で加工される。ベース体の表面を対応する形状の鋳型によって成形することが、この一例として挙げられる。
【００２４】
本発明に係る方法の更なる構成では、ステップｂ）において、表面は、表面精度が最大でも２５μｍ、及び／又は、粗さが最大でもＲａ＝１μｍとなるように形成される。この場合、最大でも２５μｍの表面精度は、表面のあらゆる位置における、所望表面からの誤差の絶対値が２５μｍ以下であるということを意味する。同様に、最大Ｒａ＝１μｍの粗さは、表面全体における粗さが１μｍ以下であるということを意味する。したがって、表面は、ステップｂ）にて、コストのかからない方法で比較的粗く平準化され、表面の最終的な形状は、研磨層及び反射層を適用及び加工することによって定められる。
【００２５】
本発明に係る方法の更なる構成では、反射層は、後続するステップにて、研磨層に適用される。研磨層は、光学素子の使用される波長域での入射光の反射を改善する。
【００２６】
以下、本発明の例示的実施形態について、添付の図面を参照して更に詳細に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る光学素子の断面図である。
【図２】ベース体内の冷却チャネルの様々な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、コレクタミラー１０としての本発明に係る光学素子を示す。コレクタミラー１０は、１０ｎｍ〜１５ｎｍ、特に、１３．５ｎｍの極紫外（EUV）波長域での光学用途のために備えられる。コレクタミラー１０は、ベース体１、研磨層２、反射層、及び冷却チャネル６を備えている。
【００２９】
第１の例示的実施形態では、ベース体１はセラミック基板、特に、炭化ケイ素ＳｉＣ又はシリコン含浸SiC（ＳｉＳｉＣ）で構成される。これらの材料は、１２０〜１７０Ｗ／ｍＫの良好な熱伝導性、弾性係数２５０〜３５０ＧＰａの高い剛性、約３ｐｐｍ／Ｋの低い熱膨張係数、及び、約３ｇ／ｃｍ３の低密度といった特性を有する。
【００３０】
第２の例示的実施形態では、ベース体１は金属複合基板、特に、炭化ケイ素分散強化アルミニウムＡｌＳｉＣで構成される。ＡｌＳｉＣは、１６０Ｗ／ｍＫの良好な熱伝導性、弾性係数約２００ＧＰａの高い剛性、約８〜１２ｐｐｍ／Ｋ程度の低い熱膨張係数、及び、約３ｇ／ｃｍ３の低密度、といった特性を有する。
【００３１】
第３の例示的実施形態では、ベース体１は金属基板、特に、アルミニウム又はＡｌＳｉｌＭｇＭｎのようなアルミニウム合金で構成される。これらの材料は、典型的には１３０〜２２０Ｗ／ｍＫ程度の良好な熱伝導性、弾性係数７０ＧＰａ、約２４ｐｐｍ／Ｋの熱膨張係数、及び、約２．７ｇ／ｃｍ３の密度、といった特性を有する。特に、金属基板は、剛性及び熱膨張性に関して、第１及び第２の例示的実施形態と比較して材料特性に劣る。しかし、金属基板は製造及び加工の点で非常に安価であり、これらの点においては有利である。
【００３２】
３つの例示的実施形態の全てにおいて、冷却媒体７が流れる冷却チャネル６がベース体１内に配置されている。上述のベース体１の材料の有利な点の１つは、冷却チャネル６がベース体１の基板材内に気密に埋設されていることである。すなわち、ＥＵＶ用途では一般的である真空状態で用いられる場合であっても、ベース体１を透過して、冷却媒体７の流れが消失したり、拡散したり、又は漏れたりすることが実質的に抑制できるようにする。光学素子の外側の冷却ラインと、冷却ラインからベース体１内の冷却チャネル６への接続も、同様に密閉して埋設されていることが好ましい。冷却ラインへの接続は、基板への接着結合、半田付け、溶接により形成されても良く、あるいは、研磨加工、粉砕加工、ドリル加工、腐食加工のような、適切な機械的処理によってベース体１の材料から形成されても良い。
【００３３】
図２ａ〜２ｄは、ベース体１の断面内での冷却チャネル６の様々な配置を示す図である。ベース体１の基板内の冷却チャネル６の分布は、以下に更に詳述するように、ベース体の製造方法に依存する。冷却チャネル６は、ベース体１内に配置されることが好ましく、これにより、ミラー表面４の残余のスルーエンボッシング(through embossing)を最小化する。冷却チャネル６は、例えば、相互に平行に（図２ｃ）、らせん状に（図２ａ）、蛇行して（図２ｃ）、放射状に（図２ｄ）、又はこれらを組み合わせた形状で（図２ｂ）設けることができる。図２ａ及び２ｄに示す例示的実施形態では、冷却媒体は、供給ライン５を介してベース体１の後方から供給される。冷却チャネル６は、基本的には第１収集ライン１１から供給され、そして／あるいは、第２収集ライン１２（図２ｄ）に導かれる。例えば、図２ｃ及び図２ｂに（冷却媒体が湾曲している場合についてのみ）示すように、低温又は高温の冷却媒体が隣接した冷却チャネル６内を逆方向に流れることは特に有利である。なぜなら、これにより、ベース体１が広範囲にわたって歪む危険性が低減されるからである。冷却チャネル６は、円形、楕円形、矩形その他の断面形状で設けられうる。更には、各冷却チャネル６はミラー表面４から様々な距離で配置されており、これにより、局所的に異なるミラー表面の熱負荷に対する局所的な冷却性能を実現する。これにより、ミラー表面４の歪みは更に最小化される。冷却チャネル６の断面積は、０．５ｍｍ２以上であり、好ましくは４０ｍｍ２〜１００ｍｍ２である。これらの断面積の場合、冷却チャネル６内での乱流を維持することができ、その結果、ベース体１から冷却媒体７への熱移動が改善される。
【００３４】
使用した冷却媒体７は水であり、脱イオン化水、又は、例えば、グリコールのような、氷点降下のための添加物を混合した水であってもよい。コレクタミラーに供給する前の冷却剤の温度は、水の場合は０℃〜３０℃が好ましく、氷点降下剤を添加した場合には０℃以下が好ましい。他の例示的実施形態では、冷却オイル、又は、例えば窒素のような冷却ガスを冷却媒体として用いる。
【００３５】
研磨層２を、ベース体１に適用するが、当該研磨層２はアモルファスシリコン、アモルファス一酸化ケイ素ＳｉＯ、アモルファス二酸化ケイ素ＳｉＯ２を含むか、又は、５〜１５％のリン含有量の化学メッキ（chemically-applied）ニッケルで構成した層からなることが好ましい。層厚は、１μｍ〜３００μｍ以上である。粗さ、及び／又はベース体１の表面８の所望の形状からのずれは、研磨層２によって低減又は補償できる。
【００３６】
反射層３は、研磨層２上に形成され、反射層は、コレクタミラー１０の目的とする放射波長域に対して最適化されている。反射層３は、更に、放射の入射角に対しても最適化されることが好ましい。波長１３．５ｎｍ及び放射の入射角が０°〜４５°の場合、反射層３は、モリブデン並びにシリコン、及び、ルテニウム並びにシリコンの多重層として備えられることが好ましい。
【００３７】
上述した例示的実施形態では、反射光学素子はコレクタミラー１０として設けられる。このようなミラーは、多くの場合、切断回転楕円面又は切断回転放物面の形状を有している。しかし、一般性を損ねることなく、本発明は、多様に湾曲したミラー又は平面を有するミラーに適用することが可能である。
【００３８】
コレクタミラー１０はマウントされ（図示しない）、ミラーの表面形状及び光学システム内におけるミラー位置への影響を可能な限り少なくするように最適化されている。特に、光源又はミラーの周囲環境からの熱の影響を最小化するように、マウントされている。好ましくは、アイソスタティックマウント（isostatic mount）又は準アイソスタティックマウント（quasi-isostatic mount）が備えられる。
【００３９】
本発明に係る反射光学素子１０は、EUV波長域にて使用するために備えられており、カスタム化用途でのEUVスペクトル域において非常に高い熱負荷に曝される。このような場合、従来技術によるミラーの場合には、従来のミラー材料の熱伝導性は低過ぎるので、動作中にミラーが激しく熱せられ、曲がり、そして／又は、反射層の熱劣化が生じる。本発明に従う反射光学素子１０は、非常に高い熱伝導性を有する基板材から製造されるベース体１を備える。基板材の高い熱伝導性は、効率的な熱分散を保証する。冷却チャネル６は、ベース体１内で形成され、当該冷却チャネルは、光学素子の反射表面４の近傍に配置される。これにより、比較的短距離での、表面４からベース体１を経て冷却チャネル６内の冷却媒体７への熱伝導による熱移動が可能となる。熱膨張係数が低く、剛性が高い基板材を選択することで、更なる有利な効果が生じる。表面６での表面歪みとしての冷却チャネル６の構造のスルーエンボッシングの危険性を低減する。さもなければ、逆に、反射光学素子１０の形状に影響を与えうる。材料の剛性が高いので、特に、冷却チャネル６は、ベース体１の安定性を損なうことなく大きい断面積で設けられうる。冷却チャネル６内の流れは、乱流であることが好ましく、これにより、ベース体１から冷却媒体７への熱移動が可能となる。基板材の剛性が高く、密度が低いため、ベース体１は固有振動数が高い。これにより、動作中における冷却媒体７の比較的低周波数の乱流によっては、ベース体１は振動しないか、又は小さく振動する。
【００４０】
分離した研磨層を適用して、その後、研磨加工し、反射層を設けることによって、EUV波長域での光学素子の使用に十分な表面品質の表面が得られる。これは、理想形状からの最大誤差及び最大粗さに関して適用される。
【００４１】
本発明に係る反射光学素子１０は、高い熱伝導性を有する基板材よりなるベース体１を設けることによって、容易且つ効果的に製造することができる。ベース体１内では、冷却チャネル６が形成され、ベース体１の表面８は、反射表面４の理想形状に大まかに近似するように形成される。その後、アモルファス材料の研磨層２は、CVD処理、PE-CVD処理、によってベース体の表面１に形成され、研磨層２の表面１４は、超精密研磨のような機械的方法、及び／又は化学的方法で反射表面４の理想形状に更に近似される。その後に形成される反射層３によって、光学素子１０の反射特性が改善され、想定される用途に適したものとなる。
【００４２】
ベース体１の異なる製造方法は、使用される基板材によっては効果的である。
【００４３】
セラミック基板から成るベース体１では、冷却チャネル６は、セラミック化処理の前に、あらかじめセラミック素地内に形成しておくことにより、容易かつ効率的に形成することができる。例えば、ドリル加工、粉砕加工、旋回加工、腐食加工などの機械的な材料加工方法、又は、他の適切な物理的若しくは化学的加工方法によって、柔らかい素地に加工することができる。この目的のために、素地は複数のパーツから形成され、冷却チャネル６は、表面の１つ又は複数のパーツに形成されることが好ましい。その後、パーツを相互に接着結合することで、ベース体１を形成し、冷却チャネル６を閉鎖する。セラミック化は、シリコン浸透又はシンタリングによって行い、特に、基板体を形成するためのSiC粉体のシンタリング中において、冷却チャネルはグラファイトインサートによって保護されうる。ミラー基板は、真空密閉され、即ち、実質的に媒質に対して不透性であり、セラミック化後に生成される。更なる例示的実施形態では、素地に形成された冷却チャネルは、ベース体のパーツが接着結合又は相互に連結される前に、保護物質によって充填される。保護物質は、浸透中の冷却チャネルへのシリコンの流入や閉鎖を予防する。セラミック化工程の後、保護物質は燃やされるか、又は、分解によって化学的に、若しくは機械的に除去される。
【００４４】
金属基板又は金属複合材基板からなるベース体１の構成では、ベース体は、好ましくは２つのハーフシェルからなり、溶接、半田付け、又は接着結合された継ぎ目を有する。組み立てに先立って、冷却チャネル６は、一方又は両方のハーフシェルに、例えば、ドリル加工、粉砕加工、旋回加工、腐食加工などの機械的処理によって形成される。任意のステップにて、ブランクの鋳造に先立って、冷却チャネル６は基板材より高い融点の材料で充填される。そして、鋳造材料の冷却後、充填材料は化学的に分解されるか、又は機械的に除去される。金属複合材基板からなるベース体１を生成する、更なる例示的実施形態では、基板材より高い融点の材料をブランクの鋳造中に鋳込む。このようなチューブは、例えば、高級鋼、ニッケル又はニッケル合金、又は、基板材の熱膨張係数に可能な限り近い値の熱膨張係数を有する他の材料から製造されうる。チューブは、冷却チャネル６の所望形状に湾曲され、その後、鋳型に挿入される。チューブは、鋳型から１つ又は複数の方向にチューブ端が突き出すように変形されることが好ましく、これにより、突き出し部分に冷却媒体ラインのための接続部を付加することができる。そして、鋳型を溶解物で充填する。チューブを用いることで、確実に、冷却チャネルを気密に設けることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
EUVシステムで用いる反射光学素子（１０）であって、
少なくとも部分的には、５０Ｗ／mＫよりも大きい熱伝導率を有する基板材から生成されるベース体（１）と、
前記基板材に適用され、研磨加工可能なアモルファス材料を含む、研磨層（２）と、を備え、
冷却媒体（７）が流れる少なくとも１つの冷却チャネル（６）は、前記ベース体内に配置されており、前記冷却チャネル（６）の少なくとも一つのセクションは、当該セクション内にて前記冷却媒体（７）が乱流を生じるように構成されている、
ことを特徴とする反射光学素子。
【請求項２】
撹乱素子が少なくとも１つの前記冷却チャネル（６）内の少なくとも１つのセクション内に配置され、又は、前記冷却チャネル（６）の少なくとも１つのセクションが、前記冷却チャネル内において不連続性を有し、これによって、前記セクション内にて前記冷却媒体（７）の乱流が生成されることを特徴とする、請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項３】
前記基板材は、６０ＧＰａより大きい弾性係数を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の反射光学素子。
【請求項４】
前記基板材は、最大でも密度が３．５ｇ／ｃｍ3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反射光学素子。
【請求項５】
特に、アルミニウム、及び／又は、アルミニウム合金を含む金属基板を、基板材として備え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反射光学素子。
【請求項６】
特に、炭化ケイ素及び／又はシリコン含浸炭化ケイ素、及び／又は、窒化ケイ素、及び／又は、ポリシリコンを含むセラミック素材を、基板材として備え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反射光学素子。
【請求項７】
特に、炭化ケイ素分散強化アルミニウムを含む、金属複合材基板を、基板材として備え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反射光学素子。
【請求項８】
研磨層（２）のアモルファス材料は、アモルファスシリコン、アモルファス一酸化ケイ素、アモルファス二酸化ケイ素、又はニッケルを含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の反射光学素子。
【請求項９】
前記反射光学素子（１０）は、前記研磨層（２）上に形成された反射層（３）を備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の反射光学素子。
【請求項１０】
前記反射層（３）は、Ｍｏ／Ｓｉ又はＲｕ／Ｓｉの層で形成されることを特徴とする、請求項９に記載の反射光学素子。
【請求項１１】
前記冷却チャネル（６）は、０．５ｍｍ２より大きい断面積を有す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反射光学素子。
【請求項１２】
前記断面積は、４０ｍｍ２〜１００ｍｍ２であることを特徴とする、請求項１２に記載の反射光学素子。
【請求項１３】
一つの冷却チャネル（６）又は複数の冷却チャネルのセクションは、前記ベース体（１）内にて、相互に平行に、らせん状に、蛇行して、又は、放射状に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の反射光学素子。
【請求項１４】
EUVシステムで用いる反射光学素子の製造方法であって、
ａ）５０W/mKよりも大きい熱伝導率を有する基板材を含むベース体（１）を製造するステップであって、少なくとも一つの冷却チャネル（６）が前記ベース体（１）ないに形成され、前記冷却チャネル（６）の少なくとも一つのセクションが、該セクション内で冷却媒体（７）が乱流を生じるように構成された、ステップと、
ｂ）前記光学素子の所望表面形状に近似するように、前記ベース体（１）の表面（８）を形成するステップと、
ｃ）前記ベース体（６）の前記表面（８）に対して、アモルファス材料を含む研磨層（２）を適用するステップと、
ｄ）前記光学素子の前記所望表面形状に更に近づけるために前記研磨層（２）を加工するステップと、
を含むことを特徴とする、反射光学素子の製造方法。
【請求項１５】
前記ステップｂ）において、前記ベース体（１）の前記表面（８）は、表面精度が最大でも２５μｍ、特に、表面精度が最大１０μｍ、及び／又は、粗さが最大でもＲａ＝１μｍとなるように、形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の反射光学素子の製造方法。
【請求項１６】
前記反射層（３）は、後続するステップにて、前記研磨層（２）に適用されることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の反射光学素子の製造方法。
【請求項１】
EUVシステムで用いる反射光学素子（１０）であって、
少なくとも部分的には、５０Ｗ／mＫよりも大きい熱伝導率を有する基板材から生成されるベース体（１）と、
前記基板材に適用され、研磨加工可能なアモルファス材料を含む、研磨層（２）と、を備え、
冷却媒体（７）が流れる少なくとも１つの冷却チャネル（６）は、前記ベース体内に配置されており、前記冷却チャネル（６）の少なくとも一つのセクションは、当該セクション内にて前記冷却媒体（７）が乱流を生じるように構成されている、
ことを特徴とする反射光学素子。
【請求項２】
撹乱素子が少なくとも１つの前記冷却チャネル（６）内の少なくとも１つのセクション内に配置され、又は、前記冷却チャネル（６）の少なくとも１つのセクションが、前記冷却チャネル内において不連続性を有し、これによって、前記セクション内にて前記冷却媒体（７）の乱流が生成されることを特徴とする、請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項３】
前記基板材は、６０ＧＰａより大きい弾性係数を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の反射光学素子。
【請求項４】
前記基板材は、最大でも密度が３．５ｇ／ｃｍ3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反射光学素子。
【請求項５】
特に、アルミニウム、及び／又は、アルミニウム合金を含む金属基板を、基板材として備え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反射光学素子。
【請求項６】
特に、炭化ケイ素及び／又はシリコン含浸炭化ケイ素、及び／又は、窒化ケイ素、及び／又は、ポリシリコンを含むセラミック素材を、基板材として備え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反射光学素子。
【請求項７】
特に、炭化ケイ素分散強化アルミニウムを含む、金属複合材基板を、基板材として備え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反射光学素子。
【請求項８】
研磨層（２）のアモルファス材料は、アモルファスシリコン、アモルファス一酸化ケイ素、アモルファス二酸化ケイ素、又はニッケルを含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の反射光学素子。
【請求項９】
前記反射光学素子（１０）は、前記研磨層（２）上に形成された反射層（３）を備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の反射光学素子。
【請求項１０】
前記反射層（３）は、Ｍｏ／Ｓｉ又はＲｕ／Ｓｉの層で形成されることを特徴とする、請求項９に記載の反射光学素子。
【請求項１１】
前記冷却チャネル（６）は、０．５ｍｍ２より大きい断面積を有す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反射光学素子。
【請求項１２】
前記断面積は、４０ｍｍ２〜１００ｍｍ２であることを特徴とする、請求項１２に記載の反射光学素子。
【請求項１３】
一つの冷却チャネル（６）又は複数の冷却チャネルのセクションは、前記ベース体（１）内にて、相互に平行に、らせん状に、蛇行して、又は、放射状に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の反射光学素子。
【請求項１４】
EUVシステムで用いる反射光学素子の製造方法であって、
ａ）５０W/mKよりも大きい熱伝導率を有する基板材を含むベース体（１）を製造するステップであって、少なくとも一つの冷却チャネル（６）が前記ベース体（１）ないに形成され、前記冷却チャネル（６）の少なくとも一つのセクションが、該セクション内で冷却媒体（７）が乱流を生じるように構成された、ステップと、
ｂ）前記光学素子の所望表面形状に近似するように、前記ベース体（１）の表面（８）を形成するステップと、
ｃ）前記ベース体（６）の前記表面（８）に対して、アモルファス材料を含む研磨層（２）を適用するステップと、
ｄ）前記光学素子の前記所望表面形状に更に近づけるために前記研磨層（２）を加工するステップと、
を含むことを特徴とする、反射光学素子の製造方法。
【請求項１５】
前記ステップｂ）において、前記ベース体（１）の前記表面（８）は、表面精度が最大でも２５μｍ、特に、表面精度が最大１０μｍ、及び／又は、粗さが最大でもＲａ＝１μｍとなるように、形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の反射光学素子の製造方法。
【請求項１６】
前記反射層（３）は、後続するステップにて、前記研磨層（２）に適用されることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の反射光学素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−５３６８７（Ｐ２０１１−５３６８７Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−１９２２３５（Ｐ２０１０−１９２２３５）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（５０３１８７０８４）カール ツァイス レーザー オプティクス ゲーエムベーハー (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９２２３５（Ｐ２０１０−１９２２３５）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（５０３１８７０８４）カール ツァイス レーザー オプティクス ゲーエムベーハー (14)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]