JP7724986B2

JP7724986B2 - 温度不感アクチュエータ及び変形ミラー

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Publication number: JP7724986B2
Application number: JP2024563358A
Authority: JP
Inventors: ラーバアンドレアス; ハウフマルクス
Original assignee: カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2023-04-06
Publication date: 2025-08-18
Anticipated expiration: 2043-04-06
Also published as: WO2023208565A1; JP2025514864A; DE102022204014B3; TW202405577A; US20250044711A1; TWI853543B

Description

本願は、２０２２年４月２６日に出願された独国特許出願第１０２０２２２０４０１４．７号の優先権を主張し、当該出願の全体を参照により本明細書に援用して本開示の一部を形成する。

本発明は、第１熱膨張係数を有すると共に少なくとも１つの調整軸に沿った且つ／又は平行な光学素子の能動的調整のために第１端に接続部位を有するアクチュエータ素子を備えた、半導体リソグラフィ用のアクチュエータ、特に固体アクチュエータに関する。

投影露光装置は、特に半導体コンポーネント上又は他の微細構造コンポーネント部品上に極微細な構造を作製するために用いられる。上記装置の機能原理は、マスク、いわゆるレチクル上の構造を感光材料が設けられた構造化対象素子、いわゆるウェハに概して縮小結像することによる、ナノメートル範囲までの極微細な構造の作製に基づく。作製される構造の最小寸法は、使用される光の波長に直接依存する。上記光は、照明光学ユニットでレチクルの最適な照明のために整形される。最近では、数ナノメートルの範囲、例えば１ｎｍ～１２０ｎｍ、特に約１３．５ｎｍの発光波長を有する光源が用いられることが多くなっている。上記波長域をＥＵＶ域とも称する。

ＥＵＶ域で動作するシステムを用いるほかに、微細構造コンポーネント部品は、１００ｎｍ～３００ｎｍ、特に１９３ｎｍの波長を有する商業的に確立されたＤＵＶシステムも用いて製造される。作製する構造の小型を可能にすることが要求されるのに伴い、システムの光学補正に対する要件もさらに高まっている。ＥＵＶ域又はＤＵＶ域の投影露光装置の新しい世代ごとに、収益性を高めるためにスループットが向上するが、これにより通常は熱負荷が大きくなり、したがって熱による結像収差が大きくなる。

結像収差を補正するために、投影光学ユニットの個々の又は全ての光学アセンブリで、光学有効面を変形させることにより光学素子、特にミラーの位置及びアライメントを変更するか又は光学素子の結像特性に影響を及ぼす、いわゆるマニピュレータを特に利用することができる。この場合、光学有効面は、割り当てられた装置の動作中に使用光が当たる光学素子の表面を意味すると理解される。この場合、使用光は、構造の結像に用いられる電磁放射線を意味すると理解されたい。

光学素子を調整、すなわち操作することができるように、通常はアクチュエータ、特に固体アクチュエータが利用される。この場合、熱負荷の増大の結果として起こる熱膨張により、位置決めが乱れる。変形可能な光学ユニットと組み合わせる結果、結像収差が生じる。

特許文献１は、ＣＴＥ整合（ＣＴＥ：熱膨張係数）、すなわち熱膨張係数の補償により補償される固体アクチュエータの熱膨張に関する。その場合、アクチュエータは、熱膨張係数が異なる種々の材料を含むので、こうして形成された複合材から所望の膨張挙動が得られる。電歪、圧電歪、磁歪、又は光歪挙動を示し、したがって固体アクチュエータとしての使用に特に適した多くの材料は、正の熱膨張係数を有し、すなわち温度が上昇すると本体が膨張する。したがって、熱膨張挙動を補償することができるように、負のＣＥＴを有する材料との組み合わせが必要である。負のＣＴＥを有する材料は、一般的な環境条件下で劣化する傾向があるので、投影露光装置での使用には限られた程度にしか適していない。タングステン酸ジルコニウム等の他の材料は、他の設計及びプロセス工学上の困難を引き起こす。

さらに、従来技術は、第１マウント素子の一端がレンズ素子に接続され、他端が第１マウント素子と平行に配置された補償素子に接続される、アサーマルレンズ素子マウントを開示している。

独国特許出願公開第１０２０２０２０１７７４号明細書

したがって、本発明の目的は、従来技術の上述の欠点をなくすか又は少なくとも減らすアクチュエータ及び変形ミラーを提供することである。

アクチュエータに関する目的は、請求項１に記載の特徴を有するアクチュエータにより達成される。変形ミラーに関する目的は、請求項１６に記載の特徴を有する変形ミラーにより達成される。好都合な発展形態を伴う有利な構成は、従属請求項に特定されている。

アクチュエータは、第１熱膨張係数の符号に対応する符号の第２熱膨張係数を有する補償素子が存在すること、及び補償素子が調整軸に対して同軸に、特に平行に向いており、空間的に固定又は光学素子に対して固定されている結合部位を有することを特に特徴とし、結合部位は、光学素子に接続、特に接続固定される。光学素子は、例えばミラー又はレンズ素子とすることができ、ミラー又はレンズ素子は、フレーム、特に力フレームを含むこともできる。この場合、光学素子に対して固定されているという用語は、結合部位がミラー本体及び／又はミラー後側に対して固定されているか、又はレンズ素子本体及び／又はレンズ素子エッジに対して固定されているか、又はフレームに対して固定されているか、又は結合部位が光学素子に結合される光学素子の連結部位に対して若しくは光学素子に割り当てられた任意の他の基準素子に対して固定されているかのいずれかであることを意味する。さらに、アクチュエータ素子と補償素子とを接続部位又は結合部位から離れた位置で接続する接続素子が存在する。

第１熱膨張係数の符号に対応する符号の第２熱膨張係数を有する補償素子は、温度変化によるアクチュエータ素子の膨張を補償素子の同方向の拡張により補償することを可能にする。これに関して、熱膨張は、温度変化の場合に素子の幾何学的形状が全体として変わる、すなわち例えば素子の長さが増減することを意味する。したがって、素子の熱膨張は、材料の熱膨張係数に類似するものと理解されたい。

結合部位が、空間的に固定又は光学素子若しくはフレーム等の光学素子に割り当てられた基準素子に対して固定されている、すなわち光学素子に接続固定されていることにより、アクチュエータ素子の接続部位は、結合部位に対して調整可能である。この場合、空間内の接続素子の位置は、補償素子により規定される。補償素子がアクチュエータ素子よりも大きく膨張する場合、アクチュエータ素子の接続部位は、調整軸に沿った又は平行な第１（負の）方向に結合部位に対して変位する。逆に、補償素子の熱膨張がアクチュエータ素子の熱膨張よりも小さい場合、接続部位は、調整軸に沿った又は平行な第１方向とは逆の第２（正の）方向に結合部位に対して変位する。アクチュエータ素子と光学素子との間の連結部の幾何学的形状及び／又は材料及び／又は熱膨張係数及び／又は構成の選択により、接続部位の調整が温度に依存せずに行われるように接続部位の温度依存調整に影響を及ぼすことができる。この場合、光学素子の「調整」という用語は、アクチュエータが引き起こす光学素子（全体）の並進及び／又は回転運動又は変位と、アクチュエータが引き起こす光学素子の少なくとも領域的な変形とを包含する。

この場合、アクチュエータ素子は、電歪、圧電歪、磁歪、又は光歪挙動を有し得る。原理上、半導体技術での、特に半導体技術用の投影露光装置での用途に適した他の種類のアクチュエータも考えられる。特に、アクチュエータ素子が圧電アクチュエータ素子として形成されれば好ましい。この場合、アクチュエータは、層状構成を有することができる。同様に、補償素子も多層に形成することができる。これにより、１つの補償素子で異なる材料を組み合わせることが可能となる。アクチュエータは、この場合は任意の所望の形状を有することができる。これは、平行六面体状、円柱状、角柱状、特に多角形、特に好ましくは六角形又は八角形の底面として構成され得ることが好ましい。さらに、アクチュエータ素子が、調整軸に対して一方向又は二方向に調整可能であるように具現され制御可能であれば有利である。

本発明に関して、アクチュエータ素子及び補償素子は、接続素子により末端同士が、特に端面で接続されれば好ましいが、代替として、アクチュエータ素子及び補償素子が任意の所望の部位で相互に接続されることも可能である。したがって、１つ又は複数の局所的な接続がある。特に、アクチュエータ素子及び補償素子が材料接続的又は摩擦接続的に相互に接続されれば有利である。この接続は、直接接合、材料接続的な接合、すなわち接着、溶接、はんだ付けにより、又はプレスにより行うことができる。

さらに、特に投影露光装置内の環境条件下でのアクチュエータの使用時には、第１熱膨張係数及び第２熱膨張係数の両方が正であれば好ましいが、第１熱膨張係数及び第２熱膨張係数の両方が負であることも可能である。

さらに、アクチュエータ素子及び補償素子の熱膨張係数が相互に一致すれば有利である。特に、アクチュエータ素子及び補償素子が同じ物質、すなわち同じ材料から、特に好ましくは同じ半製品から製造されれば好ましい。これに関して、アクチュエータ素子及び補償素子が調整軸に沿って又は平行な大きさが一致していても有利である。アクチュエータ素子及び補償素子の熱膨張係数が一致し且つ調整軸に沿った又は平行な大きさが一致している場合、アクチュエータ内の温度分布が少なくとも略均一であれば、温度変化によるアクチュエータの圧縮又は膨張の完全な補償が可能であり、アクチュエータは温度不感又はアサーマルとなる。

しかしながら、アクチュエータの構成及び光学素子に対するその連結に応じて、アクチュエータ素子及び補償素子の調整軸に沿った大きさ及び／又は熱膨張係数は異なることもでき、特にある倍数分だけ相互に異なることもできる。アクチュエータの結合部位と接続部位との間に温度勾配がある場合、アクチュエータ素子及び補償素子の熱膨張係数及び／又は調整軸に沿った又は平行な大きさが相互に異なれば有利である。この場合、アクチュエータ内の熱伝導経路内の温度が既知で、補償素子及びアクチュエータ素子の熱抵抗が既知であれば、調整軸に沿った又は平行な大きさ及び熱膨張係数を、熱流による変位を補償できるように適合させることができる。換言すれば、熱流による変位が低減又は補償されるような補償素子及びアクチュエータ素子の熱膨張係数及び大きさからなる対を見出すことが可能である。付加的なパラメータとして、アクチュエータ素子及び／又は補償素子の熱伝導率を適合させることができる。

さらに、補償素子が追加アクチュエータ素子として形成されれば好ましい。この場合、アクチュエータ素子及び追加アクチュエータ素子は、調整軸に沿って又は平行に一方向又は二方向に調整可能であり得る。さらに、アクチュエータ素子及び追加アクチュエータ素子の一方が、調整軸に沿った又は平行な第１方向での光学素子の調整のみに用いられるのに対し、光学素子及び追加アクチュエータ素子の他方が調整軸に沿った又は平行な第１方向とは逆の方向での光学素子の調整のみに用いられることも有利であり得る。これは、圧電アクチュエータの場合、特にセラミック圧電アクチュエータの場合だが結晶圧電アクチュエータの場合も、ヒステリシスを最小化するのに特に有利である。さらに、アクチュエータ素子及び追加アクチュエータ素子の一方が、特にそのアクチュエータ素子の制御により（専ら）圧縮されるよう構成され、アクチュエータ素子及び追加アクチュエータ素子の他方が（専ら）膨張するよう構成されれば有利である。個々の移動量が結果として重なることにより、アクチュエータの総移動量の倍増が可能となる。言うまでもなく、両方、すなわち追加アクチュエータ素子及びアクチュエータ素子を（専ら）圧縮又は（専ら）膨張するよう構成することもできる。

アクチュエータ素子及び補償素子の温度差を最小にするために、両方を相互に良好に熱接触させれば好ましい。したがって、アクチュエータ素子及び補償素子が、間に形成されたギャップで少なくとも部分的に相互に接続されれば有利である。換言すれば、アクチュエータは追加の（第２）接続部を有する。この場合、この接続部は、フレクシャ若しくは熱伝導素子により、又は延性固体により形成することができる。

特に好ましい一実施形態では、ギャップは、空気の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する液体で少なくとも部分的に満たされる。熱伝導ペースト、油、特に変換器油がこの目的に適している。

調節すべき光学素子への良好な連結を確保するために、アクチュエータ素子が２分割式に形成されて、そのうちの一方の部分のみが、能動的に制御可能な材料、すなわち圧電、電歪、圧電、又は磁歪材料から形成されれば好ましい。光学素子とアクチュエータとの間の熱抵抗を増加させるために、他方の部分に狭窄部が具現されれば好ましい。代替として又は追加として、他方の部分、すなわちアクチュエータ素子の能動的に制御可能な部分が、上記一方の部分に比べて大きな伝熱抵抗を有することも可能である。同様に、補償素子は、補償素子と、光学素子又は光学素子のフレームへの接続用の第２部分／アダプタとからなる、２分割式に具現されることもできる。光学素子への連結は、接着／接合により例えば材料接続的に行うことができる。代替として、他方の部分は、光学素子の構成部分でもあり得る。特に好ましくは、他方の部分は、光学素子と同じ物質から形成される。しかしながら、他方の部分は、光学素子に一体的に接続され得るか又はガラスブロックから研削され得ることが特に好ましい。

アクチュエータの設計を単純化するために、アクチュエータ素子及び補償素子の一方が中空体として形成されて、アクチュエータ素子及び補償素子の他方が中空体に収容されれば有利である。アクチュエータ素子及び補償素子のいずれかが、他方の素子を収容する中空体として形成されることが好ましい。この場合、中空体は、中空の円柱又は中空の平行六面体若しくは中空の角柱として形成され得ることが好ましい。そうすると、中空体として形成された素子は、光学素子への２つ以上の接続部位又は結合部位を有することが好ましい。

さらに、アクチュエータ素子に接続される複数の補償素子が存在することもできる。これらは、相互に離れて、特に相互に一定の距離でアクチュエータ素子の外周に配置することができる。補償素子が追加アクチュエータ素子として形成される場合、補償素子の１つの不良、例えば電気的不良を他の補償素子の１つにより補償することができる。

反射面と反射面の反対側に位置するミラー後側とを有するミラー基板を備えた、半導体リソグラフィ用の本発明による変形ミラーは、ミラー後側に接続されるアクチュエータ素子を含む上述の少なくとも１つのアクチュエータが存在することにより規定される。アクチュエータの撓みが、ミラー後側及びミラー基板を少なくとも部分的に変形させる結果として、ミラーの剛性により、ミラーの光学活性面、すなわち反射面も少なくとも部分的に変形する。光学活性ミラー面の変形の結果として、ミラーの結像特性が変化し、その結果、投影光学ユニットの結像収差を補償することができる。光学活性面は、関連装置の通常動作中に、使用放射線、すなわち結像及び露光に用いられる放射線が当たる表面であるとここでは理解される。アクチュエータの特定の構成により、温度変化が引き起こす調整軸に沿った又は平行なアクチュエータ素子の長さの調整／変化が補償素子の同方向の移動により補償されるので、より温度に依存せずに、したがってより正確にアクチュエータの調整を行うことができる。

この場合、アクチュエータに関連して述べた実施形態及び利点は、少なくとも１つのアクチュエータを有する変形ミラーにも当てはまる。

一実施形態では、変形ミラーは力フレームを有することができ、すなわち、アクチュエータとミラー後側との間にフレームが配置される。補償素子は、結合部位においてミラー後側に面しないフレーム後側に間接的又は直接的に接続される。フレームはさらに、アクチュエータ素子及び／又はアダプタが配置される少なくとも１つの通路を有する。フレームは、特に複数の通路、特に好ましくはアクチュエータ素子の数に適合した数の通路を有する。

代替として、少なくとも１つの補償素子は、結合部位においてミラー後側にも直接的又は間接的に（アダプタにより）接続される。これにより、いわゆる力フレーム無しの、すなわちフレーム無しの実施形態が可能となる。この実施形態は、補償素子及びアクチュエータ素子が同じ熱源に、すなわちミラー後側に連結されることを特に特徴とする。光の入射によりミラー温度が上昇した場合、アクチュエータ及び補償素子に同じ入熱を期待することができる。さらに、変形ミラーの製造が簡略化される。

本発明のさらなる特徴、特性、及び利点は、変形実施形態に基づき添付図面を参照して以下でより詳細に説明する。この点で、上述及び後述の特徴の全てが個別でも任意の所望の組み合わせでも有利である。後述の変形実施形態は、例にすぎないが、本発明の主題を制限するものではない。

ＥＵＶで動作するよう設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の概略図を示す。ＤＵＶで動作するよう設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の概略図を示す。本発明によるアクチュエータの例示的な第１実施形態の概略断面図を示す。本発明によるアクチュエータの例示的な第２実施形態の概略断面図を示す。補償素子が追加アクチュエータ素子として具現されるアクチュエータの例示的な第３実施形態の概略断面図を示す。３つの補償素子を備えた例示的な第４実施形態の概略図を示す。光学素子と組み合わせた図４に示すアクチュエータの概略断面図を示す。アクチュエータ素子の概略断面図を示す。力フレームを伴う複数のアクチュエータを備えた変形ミラーの概略図を示す。力フレームを伴わない複数のアクチュエータを備えた変形ミラーの概略図を示す。

図１ａは、本発明を実施可能な、すなわち本発明によるアクチュエータ１００を用いることができる、ＥＵＶで動作するよう設計された例示的な投影露光装置６００の概略図を示す。しかしながら、本発明は他のナノポジショニングシステムで用いることもできる。

図１ａによれば、ＥＵＶ用に設計された投影露光装置６００の照明装置は、視野ファセットミラー６０３及び瞳ファセットミラー６０４を含む。プラズマ光源６０１及びコレクタミラー６０２を含む光源ユニットからの光は、視野ファセットミラー６０３へ指向される。第１テレスコープミラー６０５及び第２テレスコープミラー６０６が、光路内の瞳ファセットミラー６０５の下流に配置される。光路内の下流には、入射した放射線を６つのミラー６５１～６５６を含む投影レンズの物体面の物体視野へ指向させる偏向ミラー６０７が配置される。物体視野の場所で、反射構造担持マスク６２１がマスクステージ６２０上に配置され、投影レンズを用いて像面に結像され、像面では、感光層（フォトレジスト）で被覆された基板６６１がウェハステージ６６０上に位置する。

本発明は、図１に示すようにＤＵＶ装置で用いることもできる。ＤＵＶ装置は、原理上は図１ａからの上述のＥＵＶ装置のように構成され、ミラー及びレンズ素子をＤＵＶ装置の光学素子として用いることができ、ＤＵＶ装置の光源は、１００ｎｍ～３００ｎｍの波長域の使用放射線を放出する。

図１ｂに示すＤＵＶリソグラフィ装置７００は、ＤＵＶ光源７０１を有する。例として、例えば１９３ｎｍのＤＵＶ域の放射線７０２を放出するＡｒＦエキシマレーザを、ＤＵＶ光源７０１として設けることができる。ビーム整形・照明系７０３が、ＤＵＶ放射線７０２をフォトマスク７０４へ導く。フォトマスク７０４は、透過光学素子として具現され、系７０３の外部に配置することができる。フォトマスク７０４は、投影系７０５によりウェハ７０６等に縮小して結像される構造を有する。投影系７０５は、フォトマスク７０４をウェハ７０６に結像するための複数のレンズ素子７０７及び／又はミラー７０８を有する。この場合、投影系７０５の個々のレンズ素子７０７及びミラー７０８は、投影系７０５の光軸７０９に対して対称に配置され得る。ＤＵＶリソグラフィ装置７００のレンズ素子７０７及びミラー７０８の数は、図示の数に制限されないことに留意されたい。より多くの又はより少ない数のレンズ素子７０７及び／又はミラー７０８を設けることもできる。特に、ＤＵＶリソグラフィ装置７００のビーム整形・照明系７０３は、複数のレンズ素子７０７及びミラー７０８を含む。さらに、ミラーは、ビーム整形の目的で概して前側が湾曲している。最後のレンズ素子７０７とウェハ７０６との間のエアギャップ７１０を、１よりも大きな屈折率を有する液体媒体で置き換えることができる。液体媒体は、例えば高純度水とすることができる。このような構成は、液浸リソグラフィとも称し、高いフォトリソグラフィ分解能を有する。本発明によるアクチュエータは、ＤＵＶリソグラフィ装置７００の、特にその投影系７０５の、レンズ素子７０７及び／又はミラー７０８の調整及び／又はその変形に用いることができる。

図２は、本発明による半導体リソグラフィ用のアクチュエータ１００の例示的な第１実施形態を示す。このアクチュエータは、アクチュエータ素子１０２を有し、アクチュエータ素子１０２は、第１熱膨張係数を有すると共に少なくとも１つの調整軸１０１（この場合はｚ軸）に沿った又は平行な光学素子３００（より詳細には図示せず）、例えばレンズ素子又はミラーの能動的調整のために第１端に接続部位１０３を有する。さらに、第１熱膨張係数の符号に対応する符号の第２熱膨張係数を有する補償素子１０４が存在する。したがって、補償素子１０４及びアクチュエータ素子１０２の両方が、正の熱膨張係数又は負の熱膨張係数を有し得る。補償素子１０４は、調整軸１０１に対して同軸に、特に平行に向いている。さらに、補償素子１０４は、空間的に固定又は光学素子３００若しくは例えばフレーム２００等の光学素子３００に割り当てられた基準素子に対して固定されている、少なくとも１つの結合部位１１０を有する。すなわち、接続部位１０３は結合部位１１０に対して可動である。アクチュエータ素子１０２と補償素子１０４とは、接続部位１０３及び結合部位１１０から離れた位置で接続素子１１１により接続される。この場合、アクチュエータ素子１０２は、能動的に制御可能な挙動、特に電歪、圧電歪、磁歪、又は光歪挙動を示す物質から形成することができる。特に好ましくは、アクチュエータ素子１０２は圧電アクチュエータ素子として形成される。この場合、圧電アクチュエータ素子は、上下に重ねた複数の圧電歪層を有することが好ましい。マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）等のリラクサ強誘電体の使用も、特に好ましい一実施形態となる。アクチュエータ１００が圧電アクチュエータ１００として形成される場合、これは、ニオブ酸リチウム等の例えばニオブ酸塩系の結晶圧電アクチュエータとして形成されることが好ましい。

この場合、図２に示すアクチュエータ１００は、ｚ方向に調整軸１０１を有するので、ミラー又はレンズ素子等の光学素子３００（より詳細には図示せず）をｚ軸に沿って又は平行に調整することができる。この場合、アクチュエータ１００は、調整軸１０１に沿った又は平行な接続部位１０３と結合部位１１０との間の距離が温度に依存しないことを特徴とする。補償素子１０４の熱膨張がアクチュエータ素子１０２の熱膨張よりも大きい場合、接続部位１０３は、結合部位１１０に対して負のｚ方向に変位する。これに対して、補償素子１０４の熱膨張がアクチュエータ素子１０２の熱膨張よりも小さい場合、図２において接続部位１０３は結合部位１１０に対して正のｚ方向に変位する。光学素子３００及アクチュエータ１００の幾何学的形状、特に長さ、及び熱膨張係数、材料、並びに両者間の接続の適切な選択により、アクチュエータ１００のアサーマル設計、すなわち調整軸１０１に沿った、特に平行な、温度に依存しない調整を実現することが可能となる。

この場合、接続素子１１１の位置は、調整軸１０１に沿った又は平行な補償素子１０４の大きさにより規定される。単純な場合、アクチュエータ１００内の温度分布が均一で、補償素子１０４及びアクチュエータ素子１０２の熱膨張係数が相互に一致し、且つ調整軸１０１に沿った又は平行な大きさ／長さが相互に一致する場合、補償素子１０４の温度による熱膨張が、負のｚ軸に沿った接続素子１１１の変位をもたらす。上記のように仮定すると、アクチュエータ素子１０２の熱膨張の絶対値は、補償素子１０４の熱膨張の絶対値に一致し、したがってすなわち、正のｚ方向のアクチュエータ素子１０２の接続部位１０３の温度による変位が、補償素子１０４が引き起こす接続素子１１１の負のｚ方向の同じ絶対値の変位により補償される。

図２はさらに、この場合、補償素子１０４が接続素子１１１によりアクチュエータ素子１０２に末端で接続されることを示す。この接続は、直接接合、接着、溶接、はんだ付け等の材料接続的な接合により、又はプレス等の摩擦接続的な係合により行うことができる。

調整軸１０１に沿った又は平行なアクチュエータ素子１０２及び補償素子１０４の大きさは、この場合はさらに一致する。さらに、補償素子１０４は、中空素子１０２を収容する中空円柱として形成される。

しかしながら、補償素子１０４及びアクチュエータ素子１０２の熱膨張係数及び調整軸１０１に沿った又は平行な大きさは、特にある倍数分だけ相互に異なることもできる。

代替的な実施形態（より詳細には図示せず）では、例えば、アクチュエータ１００の結合部位１１０と接続部位１０３との間に温度勾配がある場合、アクチュエータ素子１０２及び補償素子１０４の熱膨張係数及び／又は調整軸１０１に沿った又は平行な大きさが相互に異なれば有利である。この場合、アクチュエータ１００内の熱伝導経路内の温度が既知で、補償素子１０４及びアクチュエータ素子１０２の熱抵抗が既知であれば、調整軸１０１に沿った又は平行な大きさ及び熱膨張係数を、熱流による変位／長さ変化を補償できるように適合させることができる。換言すれば、熱流による変位／長さ変化が低減又は補償されるような補償素子１０４及びアクチュエータ素子１０２の熱膨張係数及び大きさからなる対を見出すことが可能である。アクチュエータ素子１０２及び／又は補償素子１０４及び／又は接続素子１１１の熱伝導率を、付加的なパラメータとして適合させることができる。

図３は、アクチュエータ素子１０２と補償素子１０４との間で具現されたギャップ１０６が素子同士を少なくとも部分的に熱的に接続する、すなわち素子同士が熱接触する、本発明によるアクチュエータ１００のさらに別の例示的な実施形態を示す。これにより、熱伝導率が向上し、素子１０２、１０４間の温度差を最小にすることが可能である。部分的な接続は、熱橋、特に（可撓性の）フレクシャ、熱伝導素子の組み込みにより、又はギャップ１０６を空気の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する液体で満たすことにより行うことができる。例として、熱伝導ペースト及び油、特に変換器油もこの場合に適している。同様に、ギャップ１０６は、金属、はんだ、又はプラスチック等の弾性材料で完全に又は部分的に満たすことができる。ペーストは、弾性組成物として具現することができ、熱伝導率を高めるために粒子及び／又は繊維等の金属及び／又はセラミック元素と混合することができる。

図４は、補償素子１０４が追加アクチュエータ素子１０５として形成される、本発明によるアクチュエータ１００のさらに別の例示的な実施形態を示す。この場合、追加アクチュエータ素子１０５は、アクチュエータ素子１０２と同一に具現されることが好ましく、すなわち、アクチュエータ１０２が圧電アクチュエータ素子として形成される場合、追加アクチュエータ素子１０５も圧電アクチュエータ素子として形成される。図４の矢印１１２、１１３は、ここでは電界の印加を示す。図６に矢印で概略的に示すように、追加アクチュエータ素子１０５が特にその制御により圧縮されるよう構成されるのに対し、アクチュエータ素子が膨張するよう構成される場合、アクチュエータ１００の総移動量を増加させることができる。

図５は、アクチュエータ素子１０２の外周に配置された複数の補償素子１０４を備えた本発明によるアクチュエータ１００のさらに別の例示的な実施形態を示し、この場合の補償素子１０４は、追加アクチュエータ素子１０５として形成される。補償素子１０４の１つに機能不良がある場合、残りの補償素子１０４／追加アクチュエータ素子１０５は、アクチュエータ素子１０２の温度による長さ変化を補償することができる。

図６は、光学素子３００への、例えばミラー又はレンズ素子へのアクチュエータ１００の連結を示す。この場合、補償素子１０４は、追加アクチュエータ素子１０５として形成される。この場合、図６の矢印は、アクチュエータ素子１０２が膨張するよう構成されるのに対し、追加アクチュエータ素子１０５が調整軸１０１に沿って又は平行に圧縮されるよう構成されることを示す。これにより、アクチュエータの総移動量が倍増される。アクチュエータ１００の調整により、曲げモーメントがミラーに導入されることで、ミラー基板３０１の、したがって光学面、すなわち反射面３０２の少なくとも部分的な変形が得られる。この場合、参照符号３０４は、非変形状態の反射面を表し、参照符号３０５は、アクチュエータ１００の調整後の変形プロファイルを示す。

図７は、アクチュエータ素子１０２を光学素子３００の連結に関して拡大図で示す。この場合、アクチュエータ素子１０２は、２分割式に形成されて、そのうちの一方の部分１０９のみが、能動的に制御される材料から、特に電歪、圧電歪、磁歪、又は光歪材料から形成されることが好ましい。他方の部分１０８であるアダプタは、狭窄部１０７を有することにより、光学素子３００とアクチュエータ素子１０２との間の熱抵抗を増加させることがさらに好ましい。さらに、狭窄部１０７は、不要であり得るモーメントを機械的に切り離すのにも役立つ。補償素子１０４は、アクチュエータ素子１０２と同様に２分割式に形成することができる。

図８は、反射面３０２と反射面の反対側に位置するミラー後側３０３とを有するミラー基板３０１を備えた、変形ミラー３００の例示的な第１実施形態を示す。この場合、複数のアクチュエータ１００が、接続部位１０３によりミラー後側３０３に接続される。この場合のように、アクチュエータ素子１０２が２分割式に形成される場合、アクチュエータ素子１０２は、他方の部分１０８により、すなわちアダプタ１０８によりミラー後側３０３に接続される。代替として、他方の部分１０８は、変形ミラー３００の構成部分とすることもできる。特に好ましくは、他方の部分１０８は、ミラー３００と同じ物質から形成される。他方の部分１０８は、ミラー基板３０１又はミラー後側３０３に接合することができるが、ミラー基板３０１に一体的に接続され得るか又はガラスブロックから研削されることが特に好ましい。調整軸１０１に沿った又は平行な補償素子１０４に対するアクチュエータ素子１０２の調整により、曲げモーメントがミラー基板３０１に導入されることで、変形プロファイル３０５で概略的に示すように、ミラー３００の少なくとも部分的な変形が得られる。

図８に示す変形ミラー３００は、力フレームを有し、すなわち、フレーム２００がアクチュエータ１００とミラー後側３０３との間に配置される。補償素子１０４は、結合部位１１０においてミラー後側３０３に面しないフレーム後側２０２に接続され、結合部位１１０がフレーム２００に対して固定されているようになる。フレーム２００又はミラー本体３０１は、変形ミラー３００を取り付けるための支承部位（より詳細には図示せず）を有する。しかしながら、補償素子１０４をアクチュエータ素子１０２と同様に２分割式に形成して、他方の部分／アダプタ１０８がフレーム後側２０２に接続されるようにすることもできる。フレーム２００は、アクチュエータ素子１０２の数に適合した数の通路２０１を有し、アクチュエータ素子１０２、この場合はアクチュエータ素子１０２の他方の部分１０８／アダプタがそこに可動式に配置される。図８はさらに、アクチュエータ素子１０２の、すなわちアクチュエータ素子の上記一方の部分１０９の大きさが調整軸１０１に沿った又は平行な補償素子１０４の大きさとは異なることを示す。

これに対して、図９に示す変形ミラー３００は、力フレーム無しで具現され、すなわち、補償素子１０４も、結合部位１１０においてミラー後側３０３に接続されることで、結合部位１１０がミラーに対して固定、特にミラー後側３０３に対して固定されているか、又はミラー後側３０３に具現されて結合部位１１０をミラー後側３０３に接続する連結部位に対して固定されている。ミラー本体３０１は、変形ミラー３００を取り付けるための支承部位（より詳細には図示せず）を有する。この場合、アクチュエータ素子１０２及び補償素子１０４の両方が２分割式に形成されて、他方の部分／アダプタ１０８がミラー後側３０３に接続されるようになる。これにより、変形ミラー３００の製造が単純化され、アクチュエータ素子１０２及び補償素子１０４を同じ熱源に、すなわちミラー後側３０３に連結して、ミラー温度の上昇が補償素子１０４及びアクチュエータ素子１０２に同じ影響を及ぼすようにすることがさらに可能となる。

１００アクチュエータ
１０１調整軸
１０２アクチュエータ素子
１０３接続部位
１０４補償素子
１０５追加アクチュエータ素子
１０６ギャップ
１０７狭窄部
１０８アダプタ／他方の部分
１０９アクチュエータ素子の第１部分
１１０結合部位
１１１接続手段
１１２追加アクチュエータ素子の電界の向き
１１３アクチュエータ素子の電界の向き
２００フレーム
２０１通路
２０２フレーム後側
３００ミラー
３０１ミラー基板
３０２反射面
３０３ミラー後側
３０４未変形の光学面のプロファイル
３０５変形プロファイル
６００投影露光装置
６０１プラズマ光源
６０２コレクタミラー
６０３視野ファセットミラー
６０４瞳ファセットミラー
６０５第１テレスコープミラー
６０６第２テレスコープミラー
６０７偏向ミラー
６２０マスクステージ
６２１マスク
６５１ミラー（投影レンズ）
６５２ミラー（投影レンズ）
６５３ミラー（投影レンズ）
６５４ミラー（投影レンズ）
６５５ミラー（投影レンズ）
６５６ミラー（投影レンズ）
６６０ウェハステージ
６６１被覆基板
７００ＤＵＶリソグラフィ装置
７０１ＤＵ光源
７０２ＤＵＶ放射線／ビーム経路
７０３ビーム整形・投影系（ＤＵＶ）
７０４フォトマスク
７０５投影系
７０６ウェハ
７０７レンズ素子
７０８ミラー
７０９光軸

Claims

半導体リソグラフィ用のアクチュエータ（１００）であって、
第１熱膨張係数を有すると共に少なくとも１つの調整軸（１０１）に沿った光学素子（３００）の能動的調整のために第１端に接続部位（１０３）を有するアクチュエータ素子（１０２）を含む、アクチュエータ（１００）において、
前記第１熱膨張係数の符号に対応する符号の第２熱膨張係数を有し、
前記調整軸（１０１）に対して同軸に向いており、且つ
空間的に固定又は前記光学素子に対して固定されている結合部位（１１０）を有する補償素子（１０４）と、
前記アクチュエータ素子（１０２）と前記補償素子（１０４）とを前記接続部位（１０３）及び前記結合部位（１１０）から離れた位置で接続する接続素子（１１１）と
によって特徴づけられ、前記結合部位（１１０）は光学素子（３００）に接続されるアクチュエータ。
請求項１に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ素子（１０２）及び前記補償素子（１０４）は、前記接続素子（１１１）により末端同士が接続されることを特徴とするアクチュエータ。
請求項１又は２に記載のアクチュエータ（１００）において、前記第１熱膨張係数及び前記第２熱膨張係数の両方が正であることを特徴とするアクチュエータ。
請求項１又は２に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ素子（１０２）及び前記補償素子（１０４）の前記第１熱膨張係数及び前記第２熱膨張係数は、相互に一致することを特徴とするアクチュエータ。
請求項１又は２に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ素子（１０２）及び前記補償素子（１０４）は、前記調整軸（１０１）に沿った大きさが一致することを特徴とするアクチュエータ。
請求項１又は２に記載のアクチュエータ（１００）において、前記補償素子（１０４）は、追加アクチュエータ素子（１０５）として形成されることを特徴とするアクチュエータ。
請求項６に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ素子（１０２）及び前記追加アクチュエータ素子（１０５）は、前記調整軸に沿って二方向又は一方向に調整可能であることを特徴とするアクチュエータ。
請求項６に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ素子（１０２）及び前記追加アクチュエータ素子の一方は、前記調整軸（１０１）に沿って圧縮されるよう構成され、前記アクチュエータ素子（１０２）及び前記追加アクチュエータ素子の他方は、前記調整軸（１０１）に沿って膨張するよう構成されることを特徴とするアクチュエータ。
請求項１又は２に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ素子（１０２）及び前記補償素子（１０４）は、間に形成されたギャップ（１０６）で少なくとも部分的に相互に接続されることを特徴とするアクチュエータ。
請求項９に記載のアクチュエータ（１００）において、前記ギャップ（１０６）は、空気の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する液体で少なくとも部分的に満たされることを特徴とするアクチュエータ。
請求項１又は２に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ素子（１０２）は、２分割式に形成されて、そのうちの一方の部分（１０９）のみが、電歪及び／又は圧電及び／又は磁歪素子を含むことを特徴とするアクチュエータ。
請求項１１に記載のアクチュエータ（１００）において、狭窄部（１０７）が前記アクチュエータ素子（１０２）の他方の部分（１０８）に具現されることを特徴とするアクチュエータ。
請求項１１に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ素子の前記他方の部分（１０８）は、前記一方の部分（１０９）に比べて大きな伝熱抵抗を有することを特徴とするアクチュエータ。
請求項１又は２に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ素子及び前記補償素子の一方は、中空体として形成され、前記アクチュエータ素子及び前記補償素子の他方は、前記中空体に収容されることを特徴とするアクチュエータ。
請求項１又は２に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ素子（１０２）に接続可能な複数の補償素子（１０４）が存在することを特徴とするアクチュエータ。
リソグラフィ用の変形ミラー（３００）であって、反射面（３０２）と該反射面の反対側に位置するミラー後側（３０３）とを有するミラー基板（３０１）を備え、且つ請求項１又は２に記載の少なくとも１つのアクチュエータ（１００）であって、前記ミラー後側（３０３）に接続可能なアクチュエータ素子（１０２）を含む少なくとも１つのアクチュエータ（１００）を備えた変形ミラー。
請求項１６に記載の変形ミラー（３００）において、フレーム（２００）が前記アクチュエータ（１００）と前記ミラー後側（３０３）との間に配置され、前記補償素子（１０４）が、前記結合部位（１１０）において前記ミラー後側（３０３）に面しないフレーム後側（２０２）に接続され、前記フレーム（２００）は、少なくとも１つの通路（２０１）を有し、当該通路（２０１）において前記アクチュエータ素子（１０２）は可動式に配置されることを特徴とする変形ミラー。
請求項１６に記載の変形ミラー（３００）において、少なくとも１つの補償素子（１０４）は、前記結合部位（１１０）において前記ミラー後側（３０３）にも直接的又は間接的に接続されることを特徴とする変形ミラー。