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特表2022-520735深紫外線光源のための光学素子

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-01

(54)【発明の名称】深紫外線光源のための光学素子

(51)【国際特許分類】

G03F 7/20 20060101AFI20220325BHJP

H01S 3/00 20060101ALI20220325BHJP

G02B 5/20 20060101ALI20220325BHJP

G02B 5/26 20060101ALI20220325BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 502

H01S3/00 A

G02B5/20

G02B5/26

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021544549

(86)(22)【出願日】2020-02-05

(85)【翻訳文提出日】2021-09-28

(86)【国際出願番号】 US2020016828

(87)【国際公開番号】W WO2020176205

(87)【国際公開日】2020-09-03

(31)【優先権主張番号】62/809,983

(32)【優先日】2019-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/835,646

(32)【優先日】2019-04-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513192029

【氏名又は名称】サイマーリミテッドライアビリティカンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤和彦

(72)【発明者】

【氏名】ダス，サプタパルナ

(72)【発明者】

【氏名】メイソン，エリック，アンダース

(72)【発明者】

【氏名】メルキオール，ジョン，セオドア

【テーマコード（参考）】

2H148

2H197

5F172

【Ｆターム（参考）】

2H148AA07

2H148AA12

2H148AA19

2H148AA21

2H148FA05

2H148FA09

2H148FA18

2H148FA24

2H197AA05

2H197AA12

2H197BA06

2H197BA07

2H197BA09

2H197BA21

2H197BA23

2H197CA03

2H197CA06

2H197CA08

2H197CA12

2H197CA20

2H197CB19

2H197DB03

2H197DB06

2H197FA03

5F172AD06

5F172EE22

5F172ZZ02

(57)【要約】

深紫外線光源のための光学素子は、結晶基板と、結晶基板の外部表面上のコーティングであって、外部表面から離れて延在する方向に沿った厚みを有するコーティングと、コーティング上及び／又はコーティング内の構造であって、方向に沿って結晶基板から離れて延在する複数のフィーチャを含む構造と、を含む。フィーチャは、非晶質誘電体材料を含み、構造の屈折率が方向に沿って変動するように配置される。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

深紫外線光源のための光学素子であって、前記光学素子は、
結晶基板と、
前記結晶基板の外部表面上のコーティングであって、前記コーティングは前記外部表面から離れて延在する方向に沿った厚みを有する、コーティングと、
前記コーティング上及び／又は前記コーティング内の構造であって、前記構造は前記方向に沿って前記結晶基板から離れて延在する複数のフィーチャを備え、前記フィーチャは、非晶質誘電体材料を含み、前記構造の屈折率が前記方向に沿って変動するように配置される、構造と、
を備える、光学素子。

【請求項2】

前記結晶基板は、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）を含む、請求項１に記載の光学素子。

【請求項3】

前記方向に沿った前記フィーチャの範囲は前記厚みを超えることはない、請求項１に記載の光学素子。

【請求項4】

前記構造の前記フィーチャのすべては前記コーティング内部である、請求項３に記載の光学素子。

【請求項5】

前記フィーチャ及び前記コーティングは、同じ誘電体材料から作られる、請求項１に記載の光学素子。

【請求項6】

前記フィーチャの１つ以上は、前記コーティングの外側へ延在する、請求項１に記載の光学素子。

【請求項7】

前記非晶質誘電体材料は、融解石英又はアルミナを含む、請求項１に記載の光学素子。

【請求項8】

前記複数のフィーチャの各々は同じであり、前記複数のフィーチャは互いに関連して規則的及び反復的パターンで配置される、請求項１に記載の光学素子。

【請求項9】

前記複数のフィーチャの各々は同じであり、前記複数のフィーチャは互いに関連してランダム又は疑似ランダムに配置される、請求項１に記載の光学素子。

【請求項10】

前記複数のフィーチャの各々は空間特徴に関連付けられ、前記複数のフィーチャのうちの１つの少なくとも１つの空間特徴は、他のフィーチャのうちの少なくとも１つの空間特徴とは異なり、前記空間特徴は、高さ、幅、及び形状のいずれかを含む、請求項１に記載の光学素子。

【請求項11】

前記構造の前記屈折率は、前記方向に沿って線形に変動する、請求項１に記載の光学素子。

【請求項12】

前記構造の前記屈折率は、前記結晶基板の屈折率に実質的に等しい値から前記光学素子における流体の屈折率に実質的に等しい値へと、前記方向に沿って変動する、請求項１に記載の光学素子。

【請求項13】

前記流体は窒素（Ｎ_２）パージガスを含む、請求項１２に記載の光学素子。

【請求項14】

前記フィーチャは、１００ナノメートル（ｎｍ）以下の前記方向に沿った範囲を有する、請求項１に記載の光学素子。

【請求項15】

前記方向は、前記結晶基板の表面に対して実質的に垂直である、請求項１に記載の光学素子。

【請求項16】

動作使用中、１９３ナノメートル（ｎｍ）の波長を有する深紫外線（ＤＵＶ）光が前記コーティング上に入射し、前記コーティングは、前記基板からのフッ素の除去を軽減することによってＣａＦ_２基板を保護し、また前記基板の前記屈折率は、前記光学素子からの前記ＤＵＶ光の反射が減少するように、前記ＤＵＶ光の伝搬方向に沿って変動する、請求項２に記載の光学素子。

【請求項17】

前記コーティングは、前記結晶基板の表面を完全にカバーする、請求項１に記載の光学素子。

【請求項18】

深紫外線（ＤＵＶ）光源であって、
ガス利得媒体を封入するように構成されたハウジングを備えるチャンバ、及び、
ＤＵＶ光を伝送するように構成された少なくとも１つの光学素子、
を備え、
前記少なくとも１つの光学素子は、
ＤＵＶ光を伝送するように構成された結晶材料を含む基板と、
前記基板の外部表面上のコーティングであって、前記外部表面から離れて延在する方向に沿った厚みを有するコーティングと、
前記コーティング上及び／又は前記コーティング内の構造であって、前記方向に沿って外部表面から離れて延在する複数のフィーチャを備える構造と、
を含み、前記フィーチャは非晶質材料を含み、前記フィーチャは、前記構造の屈折率が前記方向に沿って変動するように配置される、
深紫外線（ＤＵＶ）光源。

【請求項19】

前記複数のフィーチャのうちの１つ以上は前記方向に沿った距離だけ延在し、前記距離は、前記少なくとも１つの光学素子によって伝送される前記ＤＵＶ光の波長未満である、請求項１８に記載のＤＵＶ光源。

【請求項20】

前記複数のフィーチャは、任意の２つの近接フィーチャ間の間隔が、前記少なくとも１つの光学素子によって伝送される前記ＤＵＶ光の波長の大きさ内であるように、互いに関連して配置される、請求項１８に記載のＤＵＶ光源。

【請求項21】

ＤＵＶ光を伝送するように構成された前記結晶材料は、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）を含む、請求項１８に記載のＤＵＶ光源。

【請求項22】

前記構造の前記屈折率は、前記結晶基板の屈折率に実質的に等しい値から前記光学素子を取り囲む流体の屈折率に実質的に等しい値へと、前記方向に沿って変動する、請求項１８に記載のＤＵＶ光源。

【請求項23】

前記流体は窒素（Ｎ_２）パージガスを含む、請求項２２に記載のＤＵＶ光源。

【請求項24】

前記構造は前記コーティング内部である、請求項１８に記載のＤＵＶ光源。

【請求項25】

前記構造は、前記構造が部分的に前記コーティング内部にあるように、前記コーティング内及び前記コーティング上にある、請求項１８に記載のＤＵＶ光源。

【請求項26】

前記チャンバは、
前記ハウジングの第１の側上の第１のウィンドウと、
前記ハウジングの第２の側上の第２のウィンドウと、
を更に備え、
前記ハウジングの前記第２の側は前記ハウジングの前記第１の側の反対側であり、前記少なくとも１つの光学素子は、前記第１のウィンドウ及び前記第２のウィンドウを備え、前記コーティングは前記第１のウィンドウ及び前記第２のウィンドウ上にある、
請求項１８に記載のＤＵＶ光源。

【請求項27】

前記第１のウィンドウ上の前記コーティング及び前記第２のウィンドウ上の前記コーティングは、前記ハウジングの外部にある前記それぞれのウィンドウの表面上に配設される、請求項２６に記載のＤＵＶ光源。

【請求項28】

第２のチャンバを更に備え、前記第２のチャンバは、
前記第２のハウジングの前記内部にガス利得媒体を保持するように構成された第２のハウジングと、
前記第２のハウジングの第１の側上の第３のウィンドウと、
前記第２のハウジングの第２の側上の第４のウィンドウと、
を備え、
前記第２のハウジングの前記第２の側は、前記第２のハウジングの前記第１の側の反対側であり、前記少なくとも１つの光学素子は、前記第３のウィンドウ及び前記第４のウィンドウを更に備える、
請求項２６に記載のＤＵＶ光源。

【請求項29】

前記第１のウィンドウの外部表面及び前記第２のウィンドウの外部表面は、前記ＤＵＶ光の伝搬の方向に対して非垂直である、請求項２６に記載のＤＵＶ光源。

【請求項30】

前記少なくとも１つの光学素子は、プリズム、ビームスプリッタ、レンズ、及び光学補償器のうちの１つ以上を備える、請求項１８に記載のＤＵＶ光源。

【請求項31】

前記屈折率は、前記ＤＵＶ光の伝搬の方向に沿って変動する、請求項１８に記載のＤＵＶ光源。

【請求項32】

動作使用中、１９３ナノメートル（ｎｍ）の波長を有するＤＵＶ光が前記コーティング上に入射し、前記コーティングは、前記基板からのフッ素の除去を軽減することによって前記ＣａＦ_２基板を保護し、また前記基板の前記屈折率は、前記光学素子からの前記ＤＵＶ光の反射が減少するように、前記ＤＵＶ光の伝搬方向に沿って変動する、請求項１８に記載のＤＵＶ光源。

【請求項33】

前記コーティングは、前記結晶基板の表面を完全にカバーする、請求項１８に記載のＤＵＶ光源。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] 本願は、２０１９年２月２５日出願の「OPTICAL ELEMENT FOR A DEEP ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE」という名称の米国出願第６２／８０９，９８３号、及び２０１９年４月１８日出願の「OPTICAL ELEMENT FOR A DEEP ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE」という名称の米国出願第６２／８３５，６４６号の優先権を主張し、どちらもその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

[0002] 本開示は、深紫外線光（ＤＵＶ）源のための光学素子に関する。

【背景技術】

【0003】

[0003] フォトリソグラフィは、半導体回路素子がシリコンウェーハなどの基板上にパターン付与されるプロセスである。フォトグラフィ光源は、ウェーハ上のフォトレジストを露光するために使用される深紫外線（ＤＵＶ）光を提供する。フォトリソグラフィで使用される他のタイプのガス放電光源は、エキシマ光源又はレーザと呼ばれる。エキシマ光源は、典型的には、アルゴン、クリプトン、又はキセノンなどの１つ以上のノーブルガスの組み合わせであるガス混合物、及び、フッ素又は塩素などの反応種を使用する。エキシマ光源という名前は、電気的刺激（エネルギー供給）及び高い圧力（ガス混合物）の適切な条件の下で、高エネルギー状態においてのみ存在し、紫外線レンジ内で増幅光を生じさせる、エキシマと呼ばれる疑似分子が作り出される、という事実に由来する。エキシマ光源は、新紫外線（ＤＵＶ）レンジ内の波長を有する光ビームを生成し、この光ビームは、フォトリソグラフィ装置内で半導体基板（又はウェーハ）にパターン付与するために使用される。エキシマ光源は、単一のガス放電チャンバを使用して、又は複数のガス放電チャンバを使用して、構築可能である。ガス放電チャンバ内のガス混合物は、ガス放電チャンバから排出され得る。

【発明の概要】

【0004】

[0004] 一態様において、深紫外線光源のための光学素子は、結晶基板と、結晶基板の外部表面上のコーティングであって、外部表面から離れて延在する方向に沿った厚みを有するコーティングと、コーティング上及び／又はコーティング内の構造であって、方向に沿って結晶基板から離れて延在する複数のフィーチャを含む構造と、を含む。フィーチャは、非晶質誘電体材料を含み、構造の屈折率が方向に沿って変動するように配置される。

【0005】

[0005] 実施例は、下記のフィーチャのうちの１つ以上を含むことができる。

【0006】

[0006] 結晶基板は、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）を含むことができる。いくつかの実施例において、動作使用中、１９３ナノメートル（ｎｍ）の波長を有する深紫外線（ＤＵＶ）光がコーティング上に入射し、コーティングは、基板からのフッ素の除去を軽減することによってＣａＦ_２基板を保護し、また基板の屈折率は、光学素子からのＤＵＶ光の反射が減少するように、ＤＵＶ光の伝搬方向に沿って変動する。

【0007】

[0007] いくつかの実施例において、方向に沿ったフィーチャの範囲は厚みを超えることはない。構造のフィーチャはすべてコーティング内部とすることができる。

【0008】

[0008] フィーチャ及びコーティングは、同じ誘電体材料から作ることができる。

【0009】

[0009] １つ以上のフィーチャは、コーティングの外側へ延在する。

【0010】

[0010] 非晶質誘電体材料は、融解石英又はアルミナを含むことができる。

【0011】

[0011] 複数のフィーチャの各々は同じとすることができ、複数のフィーチャは、互いに関連して規則的及び反復的パターンで配置可能である。

【0012】

[0012] 複数のフィーチャの各々は同じとすることができ、複数のフィーチャは、互いに関連してランダム又は疑似ランダムに配置可能である。

【0013】

[0013] 複数のフィーチャの各々は空間特徴に関連付けることができ、複数のフィーチャのうちの１つの少なくとも１つの空間特徴は、他のフィーチャのうちの少なくとも１つの空間特徴とは異なる。空間特徴は、高さ、幅、及び形状のいずれかを含むことができる。

【0014】

[0014] 構造の屈折率は、方向に沿って線形に変動することができる。

【0015】

[0015] 構造の屈折率は、結晶基板の屈折率に実質的に等しい値から光学素子における流体の屈折率に実質的に等しい値へと、方向に沿って変動することができる。流体は窒素（Ｎ_２）パージガスを含むことができる。

【0016】

[0016] フィーチャは、１００ナノメートル（ｎｍ）以下の方向に沿った範囲を有することができる。

【0017】

[0017] 方向は、結晶基板の表面に対して実質的に垂直とすることができる。

【0018】

[0018] コーティングは、結晶基板の表面を完全にカバーすることができる。

【0019】

[0019] 別の態様において、深紫外線（ＤＵＶ）光源は、ガス利得媒体を封入するように構成されたハウジングを含むチャンバ、及び、ＤＵＶ光を伝送するように構成された少なくとも１つの光学素子を含む。少なくとも１つの光学素子は、ＤＵＶ光を伝送するように構成された結晶材料を含む基板と、基板の外部表面上のコーティングであって、外部表面から離れて延在する方向に沿った厚みを有するコーティングと、コーティング上及び／又はコーティング内の構造であって、方向に沿って外部表面から離れて延在する複数のフィーチャを含む構造と、を含む。フィーチャは非晶質材料を含み、フィーチャは、構造の屈折率が方向に沿って変動するように配置される。

【0020】

[0020] 実施例は下記の態様のうちの１つ以上を含むことができる。

【0021】

[0021] 複数のフィーチャのうちの１つ以上は方向に沿った距離だけ延在することができ、距離は、少なくとも１つの光学素子によって伝送されるＤＵＶ光の波長未満とすることができる。

【0022】

[0022] 複数のフィーチャは、任意の２つの近接フィーチャ間の間隔が、少なくとも１つの光学素子によって伝送されるＤＵＶ光の波長の大きさ内であるように、互いに関連して配置することができる。

【0023】

[0023] ＤＵＶ光を伝送するように構成された結晶材料は、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）を含むことができる。

【0024】

[0024] 構造の屈折率は、結晶基板の屈折率に実質的に等しい値から光学素子を取り囲む流体の屈折率に実質的に等しい値へと、方向に沿って変動することができる。流体は窒素（Ｎ_２）パージガスを含むことができる。

【0025】

[0025] 構造はコーティング内部とすることができる。

【0026】

[0026] 構造は、構造が部分的にコーティング内部であるように、コーティング内及びコーティング上とすることができる。

【0027】

[0027] ＤＵＶ光源のチャンバは、ハウジングの第１の側上の第１のウィンドウと、ハウジングの第２の側上の第２のウィンドウとを、を含むこともでき、ハウジングの第２の側はハウジングの第１の側の反対側である。少なくとも１つの光学素子は、第１のウィンドウ及び第２のウィンドウを含み、コーティングは第１のウィンドウ及び第２のウィンドウ上にある。第１のウィンドウ上のコーティング及び第２のウィンドウ上のコーティングは、ハウジングの外部にあるそれぞれのウィンドウの表面上に配設することができる。いくつかの実施例において、ＤＵＶ光源は第２のチャンバも含み、第２のチャンバは、第２のハウジングの内部にガス利得媒体を保持するように構成された第２のハウジングと、第２のハウジングの第１の側上の第３のウィンドウと、第２のハウジングの第２の側上の第４のウィンドウとを含み、第２のハウジングの第２の側は、第２のハウジングの第１の側の反対側である。少なくとも１つの光学素子は、第３のウィンドウ及び第４のウィンドウを更に含む。第１のウィンドウの外部表面及び第２のウィンドウの外部表面は、ＤＵＶ光の伝搬の方向に対して非垂直とすることができる。

【0028】

[0028] 少なくとも１つの光学素子は、プリズム、ビームスプリッタ、レンズ、及び光学補償器のうちの１つ以上を含むことができる。

【0029】

[0029] 屈折率は、ＤＵＶ光の伝搬の方向に沿って変動することができる。

【0030】

[0030] いくつかの実施例において、動作使用中、１９３ナノメートル（ｎｍ）の波長を有するＤＵＶ光がコーティング上に入射し、コーティングは、基板からのフッ素の除去を軽減することによってＣａＦ_２基板を保護し、また基板の屈折率は、光学素子からのＤＵＶ光の反射が減少するように、ＤＵＶ光の伝搬方向に沿って変動する。

【0031】

[0031] コーティングは、結晶基板の表面を完全にカバーすることができる。

【0032】

[0032] 上記及び本明細書で説明する技法のうちのいずれかの実施例は、プロセス、装置、及び／又は方法を含むことができる。１つ以上の実施例の詳細を、添付の図面及び下記の説明に示す。他の特徴は、説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1A】[0033]光学素子を示す斜視図である。

【図1B】[0034]図１Ａの線Ｂ－Ｂ’に沿って見た図１Ａの光学素子を示す側断面図である。

【図1C】[0035]ｘ－ｙ面内の図１Ａの光学素子を示す図である。

【図1D】[0036]図１Ａの光学素子の屈折率を位置の関数として示す図である。

【図2A】[0037]他の光学素子を示す断面図である。

【図2B】[0037]他の光学素子を示す断面図である。

【図2C】[0038]図２Ｂの光学素子の屈折率を位置の関数として示す図である。

【図3A】[0039]別の光学素子を示す斜視図である。

【図3B】[0040]図３Ａの線３Ｂ－３Ｂ’に沿って見た図３Ａの光学素子を示す断面図である。

【図3C】[0041]位置の関数として光学素子構造の屈折率を示すグラフである。

【図4A】[0042]フォトリソグラフィシステムを示すブロック図である。

【図4B】[0043]図４Ａのフォトリソグラフィシステムで使用可能な投影光学システムを示すブロック図である。

【図5】[0044]別のフォトリソグラフィシステムを示すブロック図である。

【図6A】[0045]深紫外線（ＤＵＶ）光源のためのパワー増幅器（ＰＡ）を示すブロック図である。

【図6B】[0046]図６Ａのチャンバ内で使用可能なウィンドウを示すブロック図である。

【図6C】[0047]図６Ａのチャンバと共に使用可能なビームターニング要素を示すブロック図である。

【図6D】[0048]図６Ａのチャンバと共に使用可能なビーム結合光学システムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

[0049] 図１Ａから図１Ｃを参照すると、光学素子１００が示されている。図１Ａは光学素子１００の斜視図である。図１Ｂは、図１Ａの線Ｂ－Ｂ’に沿って見た光学素子１００の側断面図である。図１Ｃは、ｘ－ｙ面内の光学素子１００の図である。図１Ｄは、光学素子１００の屈折率をｚ方向に沿った位置の関数として示す。

【0035】

[0050] 光学素子１００は光ビーム１４０を伝送する。光ビーム１４０は深紫外線（ＤＵＶ）レンジ内の波長を含み、光学素子は、図４Ａに示される光源４６０又は図５に示される光源５６０などの、ＤＵＶ光源内で使用可能である。ＤＵＶレンジは、１０ナノメートル（ｎｍ）から４００ｎｍの波長を含む。他の実施例において、光学素子１００は様々な他の光学システムにおいて、また様々な他の光源に関連して、使用可能である。

【0036】

[0051] 図１Ａから図１Ｃに示される実施例において、光学素子１００は、コーティング１０４内に配設されているように示された構造１０１を含む。しかしながら、様々な実施例において、構造１０１は部分的又は完全にコーティング１０４内にあり得るか、又は、コーティング１０４の表面１１１上などの、コーティング１０４上にあり得る。下記で考察するように、構造１０１は勾配屈折率を提供し、またフレネル反射損失を減少させる。フレネル反射損失（又は反射損失）は、入力及び出力インターフェースにおけるコンポーネントの屈折率と媒体の屈折率との差に起因して、光学システム内のコンポーネントの入力及び出力インターフェースにおいて発生する損失である。コーティング１０４は、方向１０９に沿って表面１０６から外側に延在する保護コーティングである。表面１０６は、結晶基板１０８の外部表面である。コーティング１０４は、結晶基板１０８の外部表面１０６に取り付けられる。コーティング１０４は、コーティング１０４が外部表面１０６から除去できるように外部表面１０６に取り付けることができる。コーティング１０４は表面１０６全体をカバーすることができる。コーティング１０４は、方向１０９に沿って厚み１０７を有する。図１Ａから図１Ｃの例において、方向１０９はｚ方向と平行である。

【0037】

[0052] 結晶基板１０８は、ＤＵＶレンジ内の光を伝送する、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）又はフッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）などの結晶材料である。結晶材料は、（原子又はイオンなどの）成分が、結晶軸に沿って延在する結晶格子を形成する高秩序の微細構造で配置された固体材料である。

【0038】

[0053] コーティング１０４は、動作使用の間（例えば、光ビーム１４０が光学素子１００と相互作用するとき）、結晶基板１０８の表面劣化を防止するか又は最小限にする。例えば、光ビーム１４０が１９３ｎｍの波長を有し、結晶基板１０８がＣａＦ_２である実施例において、光ビーム１４０は結晶基板１０８内にフッ素の空乏化を生じさせる。これらの実施例において、コーティング１０４は、光ビーム１４０が結晶基板１０８上に入射するときにフッ素が漏出するのを防ぐシール又はバリアとして作用することによって、結晶基板１０８を保護する。このようにしてコーティング１０４は、光学素子１００をＤＵＶ光源内で効果的に使用できるようにする。

【0039】

[0054] コーティング１０４は、結晶基板１０８の屈折率ｎ３に一致するように、すなわち、コーティング１０４が結晶材料１０８の屈折率と同じ屈折率ｎ３を有するか、又は屈折率ｎ３とほぼ同様の屈折率を有するように、設計される。しかしながら、結晶基板１０８の屈折率ｎ３と、コーティング１０４の外側表面１１１における媒体１１２の屈折率ｎ１とは異なる。したがって、従来の光学素子（構造１０１が欠けている）では、外側表面１１１においてフレネル反射損失が生じる（また加えて、表面１０６において最小損失が生じる）。フレネル反射損失は、例えば、ｎ１＝１及びｎ３＝１．５０１８の実施例についての表面１１１における入射屈折力、及び光ビーム１４０のｓ及びｐ偏光コンポーネントに対する垂直入射角の、約４．００～５％とすることができる。フレネル反射損失は、光ビーム１４０をダウンストリーム光学コンポーネント（図４Ａのリソグラフィ露光装置４６９など）に提供できるようにする、屈折力の量を減少させる。更に反射損失は、ＤＵＶ光源の様々なコンポーネントを、反射損失を補うための試行において効率的及び／又は最適な動作レベルを超えて作業させることができる。これが、非効率的な動作、性能の低下、及び／又はＤＵＶ光源内のコンポーネントの寿命の短縮につながる可能性がある。

【0040】

[0055] 他方で、光学素子１００は、方向１０９に沿った勾配率又は変動率を提供することによって、これらのフレネル損失を低下又は消去する構造１０１を含む。図１Ｄも参照すると、光学素子１００は、方向１０９に沿った位置の関数としての屈折率である、屈折率プロファイル１１０を有する。構造１０１の屈折率はｎｓとして表される。屈折率ｎｓは方向１０９に沿って一定ではなく、代わりに、表面１０６における屈折率ｎ３から光学素子１００の外側表面１１１におけるにおける屈折率ｎ１へと、方向１０９に沿って変動する。図１Ｂの例において、屈折率ｎｓは方向１０９に沿って線形に変動する。他の実施例において、屈折率ｎｓは方向１０９に沿って他の様式で変動し得る。

【0041】

[0056] フィーチャ１０２を伴う構造１０１などの構造は、一般に、結晶材料上又は結晶材料内に直接形成することはできない。したがって構造１０１は、非晶質誘電体材料であるコーティング１０４上に、コーティング１０４内に部分的に、又はコーティング１０４内に完全に、形成される。したがって光学素子１００において、コーティング１０４は、光学的劣化及び反射減少から基板１０８を保護することによる保護機能、又は構造１０１に起因する消去機能の両方を実行する。

【0042】

[0057] 構造１０１は、フィーチャ１０２の意図的な配置によって勾配屈折率を達成する。フィーチャ１０２は、図１Ａの挿入図におけるｙ－ｚ面に示されている。フィーチャ１０２は方向１０９に沿って延在し、図１Ｃに示されるようなパターンで配置されるが、フィーチャ１０２は他の実施例において、異なって配置され得る。図１Ｂにおいて、構造１０１はドットで陰影付けされた領域として表される。簡単にするために、図１Ａ及び図１Ｃではフィーチャ１０２のうちの１つのみが標示されている。

【0043】

[0058] フィーチャ１０２は、構造１０１の屈折率が変動するか又は一定でないようなパターンで配置される。例えば、フィーチャ１０２のｘ、ｙ、及び／又はｚ方向の寸法が、光ビーム１４０の波長に比べて小さいとき、フィーチャ１０２は、光ビーム１４０の伝搬方向に沿って変動し徐々に変化する屈折率ｎｓを提示する。屈折率を変動させることによって、光ビーム１４０が光学素子１００と相互作用するときに発生するフレネル反射損失は減少する。

【0044】

[0059] 更に、構造１０１は、ＤＵＶ光レンジ内の光と共に使用するのに適している。光学素子のインターフェースにおけるフレネル反射損失を減少させるための１つの典型的な手法は、インターフェース上に反射防止（ＡＲ）コーティングを配置することである。ＡＲコーティングはしばしば、異なる屈折率を伴う誘電体材料のスタックから形成され、多層誘電体スタック又はブラッグミラーと呼ばれることもある。しかしながら、これらのタイプのＡＲコーティングは、一般に、ＤＵＶ光レンジ内で使用するのに適切でない、及び／又は、ＤＵＶ光の相対的に高い光子エネルギーによるＡＲコーティング材料の劣化に起因して、典型的な寿命がコーティング１０４よりも短い。例えば、ＡＲスタックのために１９３ｎｍで使用するためのＡＲコーティングは、三フッ化ランタン（ＬａＦ_３）、フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ_３）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ_３）、フッ化セリウム（ＩＩＩ）（ＣｅＦ_３）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、及びフッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）などの、フッ化物を含むことができる。しかしながらこれらの材料は、堆積されるときに多孔質構造を形成する傾向があり、１９３ｎｍにおけるロバスト性のためにコーティングの密度を高くするための試行は、１９３ｎｍにおける吸収を増加させる。修正不可能な多孔性は、寿命を短くすることに寄与する。更に、これらの材料の高密度化バージョンは、許容不能な熱吸収及びコーティング応力問題を有する傾向があり、結果として劣化（例えば、気泡化及び層間剥離）を生じさせる可能性がある。更に、誘電体コーティングスタックは、一般に製造変動性を被る可能性があり、結果として、一貫性のない生涯性能が生じる可能性がある。

【0045】

[0060] 他方で、構造１０１は、コーティング１０４と同じ材料から又は同じタイプの材料から形成されるか、或いは、同様の非晶質誘電体から形成され、したがって、一般にコーティング１０４と類似した寿命を有することになる。

【0046】

[0061] コーティング１０４及びフィーチャ１０２は、ＤＵＶレンジ内の光を伝送する非晶質誘電固体材料から作られる。非晶質固体材料は、結晶材料の特徴である長距離秩序に欠けた固体材料である。コーティング１０４及びフィーチャ１０２は、例えば、ガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、プラスチック、シリコン、又はアルミナで作ることができる。コーティング１０４及びフィーチャ１０２は、同じ非晶質誘電体材料で作るか、又は異なる誘電体材料から作ることができる。

【0047】

[0062] フィーチャ１０２の各々は、光学素子１００の形成後に変化しない形状を有する。フィーチャの形状は、そのフィーチャによって占有される空間の容積を画定する。いくつかの実施例において、フィーチャのすべては同じ形状を有する。他の実施例において、フィーチャ１０２の形状は変動し（例えば、セミランダムであり）、すべてが同じではない。フィーチャ１０２は、図１Ａ及び図１Ｃ内では楕円形に示されている。しかしながら、フィーチャ１０２は他の形状を有することができる。例えば、フィーチャ１０２は円錐形であり、円錐の最も広い部分が表面１０６に最も近いものとすることができる。

【0048】

[0063] 図１Ａから図１Ｃの例において、構造１０１は完全にコーティング１０４内にあるものと示されている。言い換えれば、フィーチャ１０２のいずれも外側表面１１１を越えてｚ方向に延在しない。フィーチャ１０２は、例えばドライ又はウェットのエッチング手順、或いは化学エッチング手順を使用して、コーティング１０４内に形成することができる。

【0049】

[0064] 構造はコーティング１０４と同延であり得る。例えば、フィーチャ１０２のｚ方向に沿った範囲１１３は、コーティング１０４の厚み１０７と同じであり得る。範囲１１３は、図１Ａの挿入図に示されている。いくつかの実施例において、範囲１１３はコーティング１０４の厚み１０７よりも小さい。更にいくつかの実施例では、範囲１１３は厚み１０７より大きく、構造１０１が部分的にコーティング１０４の内部にあるか、又はコーティング１０４上及びコーティング１０４内にあることになる。

【0050】

[0065] 図１Ｃを参照すると、フィーチャはｘ方向に中心間間隔１１５を有し、ｙ方向に中心間間隔１１６を有する。間隔１１５、１１６は、２つの近接フィーチャ１０２間の距離を表す。フィーチャ１０２は直線格子に配置され得る。これらの実施例において、間隔１１５及び間隔１１６は、フィーチャのすべてが最も近いフィーチャからｙ方向に同じ間隔１１６だけ、及びｘ方向に同じ間隔１１５だけ離れるように、構造１０１全体を通じて均一である。更に、間隔１１６及び間隔１１５は同じであり得る。他の実施例において、フィーチャ１０２はランダム又は疑似ランダムに配置される。これらの実施例において、間隔１１５及び間隔１１６は不均一であり、任意の２つの近接フィーチャ１０２間の距離は構造１０１全体を通じて変動する。

【0051】

[0066] 範囲１１３は光ビーム１４０の波長よりも小さいことが可能であり、また間隔１１５、１１６は光ビーム１４０の波長と類似することが可能である。例えば、光ビーム１４０の波長が１９３ｎｍである実施例において、範囲１１３は３０ｎｍから５０ｎｍの間であり得、間隔１１５、１１６は１００ｎｍから２００ｎｍの間であり得る。構造１０１は、空間的範囲において数百ナノメートル（ｎｍ）未満の寸法を有する（フィーチャ１０２などの）コンポーネントを有する構造である、ナノ構造であり得る。

【0052】

[0067] 図１Ａから図１Ｃの例において、光ビーム１４０は媒体１１２内を－ｚ方向に（図１Ｃのページ内へと）伝搬する。光ビーム１４０は、光学素子１００の外側表面１１１上に衝突する。構造１０１に起因して、媒体１１２の屈折率ｎ１と、外側表面１１１におけるコーティング１０４の屈折率ｎｓとの間の差は減少又は消去され、屈折率ｎ２と表面１０６における屈折率ｎ１との間に差があれば、減少又は消去されている。

【0053】

[0068] 図１Ａから図１Ｃに示される光学素子１００において、表面１０６、１１１はｘ－ｙ面内で実質的に平坦であり、結晶基板１０８及びコーティング１０４はプレート状の構造である。光学素子１００は、例えばウィンドウとして使用可能である。基板１０８及びコーティング１０４は、図２Ａに示されるように、異なる形状を有することができる。更に光学素子１００は、図２Ｂに示されるように、光ビーム１４０の伝搬方向に対して或る角度で配向可能である。

【0054】

[0069] 図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ光学素子２００Ａ及び２００Ｂの断面図を示す。光学素子２００Ａ及び２００Ｂは光学素子１００の他の実施例の例である。光学素子２００Ａ及び２００Ｂの断面図はｙ－ｚ面内である。

【0055】

[0070] 光学素子２００Ａは、結晶基板２０８Ａの表面２０６Ａから方向２０９Ａに沿って半径方向外側に延在するコーティング２０４Ａを含む。構造２０１Ａ（ドットによる陰影付けによって表される）は、コーティング２０４Ａ内にある。構造２０１Ａはコーティング２０４Ａ内にあるが、他の実施例では、構造２０１Ａはコーティング２０４Ａ上にあるか、又は部分的にコーティング２０４Ａ内にあり得る。構造２０１Ａは、図１Ａから図１Ｄに関して考察した構造１０１と同様である。構造２０１Ａはコーティング２０４Ａ内にある。構造２０１Ａは、したがって光ビーム１４０のフレネル反射損失を減少させるために、方向２０９Ａに沿って変動する屈折率を有する。図２Ａの実施例において、構造２０１Ａは表面２０６Ａに対して垂直に延在するフィーチャを含む。表面２０６Ａは湾曲しており、したがってすべてのフィーチャが同じ方向に延在するわけではない。

【0056】

[0071] 図２Ｂを参照すると、光学素子２００Ｂは、結晶基板２０８Ｂと、結晶基板２０８Ｂの表面２０６Ｂから外に向かって延在するコーティング２０４Ｂとを含む。コーティング２０４Ｂは、表面２０６Ｂに対して垂直な方向に沿って厚み２０７Ｂを有する。光学素子２００Ｂは、形状が光学素子１００と同様である。しかしながら、光学素子２００Ｂは、入射光ビーム１４０の伝搬方向（ｚ）に対して角度θに位置決めされることが意図される。構造２０１Ｂ（ドットによる陰影付けで示される）は、コーティング２０４Ｂ内にある。構造２０２Ｂは、図１Ａから図１Ｄに関して上記で考察したフィーチャ１０２と同様のフィーチャ２０１Ｂを含む。構造２０１Ｂ内のフィーチャは、構造２０１Ｂの屈折率ｎｓが方向２０９Ｂに沿って変動するように配置される。例えばフィーチャ２０１Ｂは表面２０６Ｂに対して垂直に延在し得、構造２０１Ｂの屈折率ｎｓは、図２Ｃに示されるように方向２０９Ｂに沿って変動するプロファイル２１０を有し得る。方向２０９Ｂは、光ビーム１４０の伝搬方向に平行であるが反対である。したがって、たとえ光学素子２００Ｂがビーム１４０の伝搬方向に対して角度θで位置決めされる場合であっても、構造２０１Ｂの屈折率は光ビーム１４０の伝搬に沿って変動する。

【0057】

[0072] 図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、光学素子１００の別の実施例が示されている。図３Ａは光学素子３００の斜視図である。図３Ｂは、図３Ａの線３Ｂ－３Ｂ’に沿って見た光学素子３００の断面図である。

【0058】

[0073] 光学素子３００は、結晶基板３０８と、結晶基板３０８の（例えば、表面３０６上にコーティングされた）表面３０６に取り付けられた保護コーティング３０４とを含む。結晶基板３０８は、ＤＵＶ光を伝送する結晶材料である。保護コーティング３０４は、表面３０６から方向３０９に延在する非晶質誘電体材料である。保護コーティング３０４は方向３０９に沿って厚み３０７を有する。厚み３０７は、表面３０６からコーティング３０４の端部３１９までの距離である。端部３１９は、図３Ｂでは破線様式で示される。

【0059】

[0074] 光学素子３００は、フィーチャ３０２を含む構造３０１も含む。フィーチャ３０２は、保護コーティング３０４に使用される非晶質誘電体材料と同じであり得るか又は異なり得る、非晶質誘電体材料で作られる。構造１０１上のフィーチャ２０１と同様に、フィーチャ３０２は、構造３０１の屈折率ｎｓが方向３０９に沿って変動するように配置される。方向３０９は、光ビーム１４０の伝搬方向と並行であり反対である。したがって、屈折率ｎｓも光ビーム１４０の伝搬方向に沿って変動する。図３Ｃは、方向３０９に沿った位置の関数として構造３０１の屈折率を表すプロファイル３１０を示す。

【0060】

[0075] フィーチャ３０２は、コーティング３０４の外側の方向３０９に沿って延在する。図３Ａ及び図３Ｂに示される例において、フィーチャ３０２は、保護コーティング３０４の端部３１９を越えて方向３０９に延在し、方向３０９のフィーチャ３０２の範囲３１３はコーティング３０４の厚み３０７より大きい。フィーチャ３０２は、コーティング３０４上にフィーチャ３０２をリソグラフィエッチングすること又は構築することによって、形成可能である。例えばフィーチャ３０２は、化学エッチングプロセス、例えばドライガスエッチングによって、及びそれに続く、フィーチャ３０２の頂部での保護コーティング３０４の堆積によって、構築可能である。

【0061】

[0076] 他の実施例において、フィーチャ３０２及びコーティング３０４は、様々な他の光学素子に関連して使用可能である。

【0062】

[0077] 図４Ａ及び図５は、それぞれ、光学素子１００、２００Ａ、２００Ｂ、及び／又は３００を使用することができる、ＤＵＶ光源４６０及び５６０の例を提供する。

【0063】

[0078] 図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、フォトリソグラフィシステム４５０は、光ビーム４４１をリソグラフィ露光装置４６９に提供するＤＵＶ光源４６０を含み、リソグラフィ露光装置４６９は、ウェーハホルダ又はステージ４７１によって受け取ったウェーハ４７０を処理する。ＤＵＶ光源４６０は、利得媒体４６１、カソード４６２ａ、及びアノード４６２ｂを封入する、放電チャンバ４６５を含む。利得媒体４６１はガス状利得媒体である。放電チャンバ４６５は、利得媒体４６１が放電チャンバ４６５内に留まるように、及び放電チャンバ４６５によって包含されるように、封止される。図４Ａでは１つのガス放電チャンバ４６５のみが示されている。しかしながら光源４６０は、図５に示されるように複数の放電チャンバを含むことができる。

【0064】

[0079] ＤＵＶ光源４６０は、ガス管理システム４７９も含む。ガス管理システム４７９は、ＤＵＶ光源４６０の内部４７８と流体連結している。ガス管理システム４７９は、内部４７８における圧力及び／又は流体物質を管理するデバイスを含むことができる。例えばガス管理システム４７９は、ポンプ、ファン、フィルタ、及び／又は、ガス及びデブリを管理することができる他のデバイスを含むことができる。ガス管理システム４７９は、望ましくない化学物質、要素、又は混合物を内部４７８から除去することができる。例えばガス管理システム４７９は、例えば窒素（Ｎ_２）又はヘリウム（Ｈｅ）などの別の（ガスの形の）化学物質を使用して、内部４７８から酸素をパージアウトすることができる。望ましくない物質を除去するためにガス管理システム４７９によって使用されるガスは、パージガス４１２と呼ばれる。パージガス４１２は内部４７８にあり、放電チャンバ４６５を取り囲むことができるが、パージガス４１２は放電チャンバ４６５に侵入せず、利得媒体４６１の化学組成を妨げること又は変化させることはない。光ビーム４４１は内部４７８内を伝搬し、したがってパージガス４１２内を伝搬する。

【0065】

[0080] 光ビーム４４１は、互いに時間的に隔たった光のパルスを含む、パルス光ビームとすることができる。リソグラフィ露光装置４６９は、光ビーム４４１がウェーハ４７０に到達する前に通る投影光学システム４７５、及びメトロロジシステム４７２を含む。メトロロジシステム４７２は、例えば、ウェーハ４７０の像及び／又はウェーハ４７０における光ビーム４４１をキャプチャすることができる、カメラ又は他のデバイス、或いは、ｘ－ｙ面内のウェーハ４７０における光ビーム４４１の強度などの光ビーム４４１の特徴を記述するデータをキャプチャすることができる、光ディテクタを、含むことができる。リソグラフィ露光装置４６９は、液浸システム又はドライシステムとすることができる。フォトリソグラフィシステム４５０は、光源４６０及び／又はリソグラフィ露光装置４６９を制御するための、制御システム４８０も含む。

【0066】

[0081] 例えば、光ビーム４４１を用いてウェーハ４７０上で放射感応性フォトレジスト材料の層を露光することによって、マイクロ電子フィーチャがウェーハ４７０上に形成される。図４Ｂも参照すると、投影光学システム４７５は、スリット４７６、マスク４７４、及び、レンズシステム４７７を含む投影対物系を含む。レンズシステム４７７は、ＤＵＶレンジ内の光と相互作用可能な、１つ以上の反射又は屈折光学要素を含む。光ビーム４４１は光学システム４７５に入り、スリット４７６に衝突し、ビーム４４１の少なくとも一部はスリット４７６を通過する。図４Ａ及び図４Ｂの例において、スリット４７６は矩形であり、光ビーム４４１を細長い矩形型の光ビームに整形する。マスク４７４はパターンを含み、このパターンは、整形された光ビームのどの部分がマスク４７４によって伝送されるか、及びマスク４７４によってブロックされるかを決定する。パターンの設計は、ウェーハ４７０上に形成されるべき特定のマイクロ電子回路設計によって決定される。

【0067】

[0082] 図５を参照すると、フォトリソグラフィシステム５５０のブロック図が示されている。システム５５０は、システム４５０（図４Ａ）の実施例の一例である。例えば、フォトリソグラフィシステム５５０において、光源５６０は光源４６０（図４Ａ）として使用される。光源５６０は、リソグラフィ露光装置４６９に提供されるパルス光ビーム５４１を生成する。フォトリソグラフィシステム５５０は制御システム５８０も含み、制御システム５８０は、図５の例において、システム５５０の様々な動作を制御するために、光源５６０のコンポーネント並びにリソグラフィ露光装置４６９に接続される。他の実施例において、制御システム５８０は、光源５６０の様々な態様を制御するための制御システムと、リソグラフィ露光装置４６９を制御するための制御システムの、２つの別々の制御システムとして実装可能である。更に他の実施例では、様々な他の制御システム５８０が実装可能である。

【0068】

[0083] 図５に示される例において、光源５６０は、シード光ビーム５４２をパワー増幅器（ＰＡ）５６８に提供する、主発振器（ＭＯ）５６７を含む、２ステージレーザシステムである。ＭＯ５６７及びＰＡ５６８は、光源５６０のサブシステム、又は光源５６０の一部であるシステムとみなすことができる。ＰＡ５６８はＭＯ５６７からシード光ビーム５４２を受け取り、リソグラフィ露光装置４６９内で使用するための光ビーム５４１を生成するためにシード光ビーム５４２を増幅する。例えば、いくつかの実施例において、ＭＯ５６７は、パルス当たりおよそ１ミリジュール（ｍＪ）のシードパルスエネルギーを伴うパルスシード光ビームを放出することができ、これらのシードパルスはＰＡ５６８によって約１０から１５ｍＪに増幅され得る。

【0069】

[0084] ＭＯ５６７は、２つの細長い電極５６２ａ＿１及び５６２ｂ＿１、ガス混合物である利得媒体５６１＿１、及び、電極５６２ａ＿１、５６２ｂ＿１の間でガス混合物を循環させるためのファン（図示せず）を有する、放電チャンバ５６５＿１を含む。放電チャンバ５６５＿１の一方の側のライン狭隘化モジュール５８６と、放電チャンバ５６５＿１の第２の側の出力カップラ５８１との間に、共振器が形成される。

【0070】

[0085] 放電チャンバ５６５＿１は、第１のチャンバウィンドウ５６３＿１及び第２のチャンバウィンドウ５６４＿１を含む。第１及び第２のチャンバウィンドウ５６３＿１及び５６４＿１は、放電チャンバ５６５＿１の反対側にある。第１及び第２のチャンバウィンドウ５６３＿１及び５６４＿１はＤＵＶレンジ内の光を伝送し、ＤＵＶ光が放電チャンバ５６５＿１に出入りできるようにする。

【0071】

[0086] ライン狭隘化モジュール５８６は、放電チャンバ５６５＿１のスペクトル出力を精密に調整する、格子などの回折光学系を含むことができる。光源５６０は、出力カップラ５８１から出力光ビームを受け取るライン中心分析モジュール５８４、及び、ビーム結合光学システム５８３も含む。ライン中心分析モジュール５８４は、シード光ビーム５４２の波長を測定又は監視するために使用可能な、測定システムである。ライン中心分析モジュール５８４は、光源５６０内の他のロケーションに置くことができるか、又は光源５６０の出力に置くことができる。

【0072】

[0087] 利得媒体５６１＿１であるガス混合物は、適用例に必要な波長及び帯域幅において光ビームを生成するのに適した任意のガスとすることができる。エキシマ源の場合、ガス混合物５６１＿１は、例えばアルゴン又はクリプトンなどのノーブルガス（希ガス）、例えばフッ素又は塩素などのハロゲン、及び、ヘリウムなどの緩衝ガスとは別のキセノンの痕跡を含むことができる。ガス混合物の特定の例は、約１９３ｎｍの波長の光を放出するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、約２４８ｎｍの波長の光を放出するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）、又は、約３５１ｎｍの波長の光を放出する塩化キセノン（ＸｅＣｌ）を含む。したがって、光ビーム５４１及び５４２は、本実施例においてＤＵＶレンジ内の波長を含む。エキシマ利得媒体（ガス混合物）は、細長い電極５６２ａ＿１、５６２ｂ＿１に電圧を印加することによって、高電圧放電において短い（例えば、ナノ秒）電流パルスで励起される。

【0073】

[0088] ＰＡ５６８は、ＭＯ５６７からシード光ビーム５４２を受け取り、シード光ビーム５４２を放電チャンバ５６５＿２を介してビーム転向光学素子５８２へと誘導する、ビーム結合光学システム５８３を含み、ビーム転向光学素子５８２は、シード光ビーム５４２が放電チャンバ５６５＿２内に返送されるように、シード光ビーム５４２の方向を修正又は変更する。ビーム転向光学素子５８２及びビーム結合光学システム５８３は、リング増幅器内への入力が、ビーム結合光学システム５８３におけるリング増幅器の出力と交差する、循環及び閉ループ光路を形成する。

【0074】

[0089] 放電チャンバ５６５＿２は、１対の細長い電極５６２ａ＿２、５６２ｂ＿２、利得媒体５６１＿２、及び、電極５６２ａ＿２、５６２ｂ＿２間で利得媒体５６１＿２を循環させるためのファン（図示せず）を含む。利得媒体５６１＿２を形成するガス混合物は、利得媒体５６１＿１を形成するガス混合物と同じであり得る。

【0075】

[0090] 放電チャンバ５６５＿２は、第１のチャンバウィンドウ５６３＿２及び第２のチャンバウィンドウ５６４＿２を含む。第１及び第２のチャンバウィンドウ５６３＿２及び５６４＿２は、放電チャンバ５６５＿２の両側にある。第１及び第２のチャンバウィンドウ５６３＿２及び５６４＿２は、ＤＵＶレンジ内の光を伝送し、ＤＵＶ光が放電チャンバ５６５＿２に出入りできるようにする。

【0076】

[0091] 出力光ビーム５４１は、リソグラフィ露光装置４６９に達する前にビーム伝搬システム５８５を介して誘導することができる。ビーム伝搬システム５８５は、ビーム５４１の様々なパラメータ（帯域幅又は波長など）を測定する、帯域幅分析モジュールを含むことができる。ビーム伝搬システム５８５は、出力光ビーム５４１の各パルスを時間内で延伸する、パルスストレッチャ（図示せず）を含むこともできる。ビーム伝搬システム５８５は、例えば、反射及び／又は屈折光学素子（例えば、レンズ及びミラーなど）、フィルタ、及び光学アパーチャ（自動シャッタ）などの、ビーム５４１に作用可能な他のコンポーネントを含むこともできる。

【0077】

[0092] ＤＵＶ光源５６０は、ＤＵＶ光源５６０の内部５７８と流体連結しているガス管理システム４７９も含む。前述のように、ガス管理システム４７９は内部５７８にパージガス４１２を提供する。図５の例において、パージガス４１２はチャンバ５６５＿１及び５６５＿２を取り囲み、ＤＵＶ光源５６０のサブシステムのいくつかの光学コンポーネントも取り囲む。例えばパージガス４１２は、ライン狭隘化モジュール５８６、出力カップラ５８１、ライン中心分析モジュール５８４、ビーム結合光学システム５８３、及びビーム転向光学素子５８２内の、光学コンポーネントを取り囲む。パージガス４１２は内部５７８内にあり、放電チャンバ５６５＿１及び５６５＿２並びに様々な他の光学コンポーネントを取り囲むが、パージガス４１２は放電チャンバ５６５＿１及び５６５＿２に侵入せず、利得媒体５６１＿１及び５６１＿２の化学組成を妨げること又は変化させることはない。

【0078】

[0093] フォトリソグラフィシステム５５０は、制御システム５８０も含む。制御システム５８０は、１つ以上の信号を光源５６０に送信することによって、光源５６０が、光のパルス、又は１つ以上の光のパルスを含む光パルスのバーストを放出するタイミングを制御することができる。制御システム５８０は、リソグラフィ露光装置４６９にも接続される。したがって制御システム５８０は、リソグラフィ露光装置４６９の様々な態様を制御することもできる。例えば制御システム５８０は、ウェーハ４７０（図４Ａ）の露光を制御することができ、したがって電子フィーチャがウェーハ４７０上にどのようにプリントされるかを制御するために使用することができる。いくつかの実施例において、制御システム５８０は、ｘ－ｙ面内のスリット４７６（図４Ｂ）の動きを制御することによって、ウェーハ４７０のスキャンを制御することができる。更に制御システム５８０は、メトロロジシステム４７２及び／又は光学システム４７５（図４Ｂ）と、データを交換することができる。

【0079】

[0094] リソグラフィ露光装置４６９は、例えば、温度制御デバイス（空調デバイス及び／又は加熱デバイス）、及び／又は様々な電気コンポーネントのための電力供給を含むこともできる。制御システム５８０は、これらのコンポーネントを制御することもできる。いくつかの実施例において、制御システム５８０は、リソグラフィ露光装置４６９の態様を制御するための専用の、少なくとも１つのサブコントロールシステム（リソグラフィコントローラ）を備える、複数のサブコントロールシステムを含むように実装される。これらの実施例において、制御システム５８０は、リソグラフィコントローラを使用する代わりに、又はそれに加えて、リソグラフィ露光装置４６９の態様を制御するために使用可能である。

【0080】

[0095] 利得媒体５６１＿１又は５６１＿２が、それぞれ、電極５６２ａ＿１、５６２ｂ＿１又は５６２ａ＿２、５６２ｂ＿２に電圧を印加することによって励起されるとき、利得媒体５６１＿１及び／又は５６１＿２は光を放出する。電圧が規則正しい時間間隔で電極に印加されるとき、光ビーム５４１はパルスを発する。したがって、パルス光ビーム５４１の繰り返し率は、電圧が電極に印加される割合によって決定される。パルスの繰り返し率の範囲は、様々な応用例について約５００から６，０００Ｈｚの間であり得る。いくつかの実施例において、繰り返し率は６，０００Ｈｚより大きく、例えば１２，０００Ｈｚ以上であり得るが、他の実施例では他の繰り返し率が使用可能である。

【0081】

[0096] 光学素子１００、２００Ａ、２００Ｂ、及び／又は３００は、フレネル反射損失を減少させるために光源４６０又は光源５６０で使用することができる。例えば、チャンバウィンドウ５６３＿１、５６４＿１、５６３＿２、５６４＿２のいずれか又はすべては、光学素子２００Ｂ（図２Ｂ）と同様の光学素子の形とすることができる。更に、ビーム転向光学素子５８２、ビーム結合光学システム５８３、ライン中心分析モジュール５８４、出力カップラ５８１、及びライン狭隘化モジュール５８６として使用される、光学コンポーネントのいずれか又はすべては、フレネル反射を減少させるために勾配屈折率を生成するフィーチャ（フィーチャ１０２を含む構造１０１など）を含む構造を含むことができる。

【0082】

[0097] 様々な他の実施例において、光学素子１００、２００Ａ、２００Ｂ、及び／又は３００は、様々な他の適切な光源において、及び様々な他のフォトリソグラフィシステムに関連して、使用可能である。

【0083】

[0098] 図６Ａは、ＰＡ６６８のブロック図である。ＰＡ６６８は、ＰＡ５６８（図５）の実施例の一例である。ＰＡ６６８は、ＤＵＶ光源５６０（図５）内でＰＡ５６８の代わりに使用可能である。ＰＡ６６８は、放電チャンバ６６２＿２、ビーム転向光学素子６８２、及びビーム結合光学システム６８３を含む。ビーム結合光学システム６８３は、図６Ｄでより詳細に示される。

【0084】

[0099] 放電チャンバ６６２＿２は利得媒体５６１＿２（図５）を封入する。放電チャンバ６６２＿２は、第１のチャンバウィンドウ６６３＿２及び第２のチャンバウィンドウ６６４＿２を含む。第１のチャンバウィンドウ６６３＿２及び第２のチャンバウィンドウ６６４＿２は、ＤＵＶ光が放電チャンバ６６２＿２に出入りできるようにする。ＤＵＶ光は第２のチャンバウィンドウ６６４＿２に入り、利得媒体５６１＿２を介して経路６６６上を伝搬し、第１のチャンバウィンドウ６６３＿２を介して出る。

【0085】

[0100] 図示された例では、第１のチャンバウィンドウ６６３＿２は放電チャンバ６６２＿２の左壁６８７上にあり、第２のチャンバウィンドウ６６４＿２は放電チャンバ６６２＿２の右壁６８８上にある。壁６８７及び６８８は互いに平行に延在し、放電チャンバ６６２＿２の反対側にある。ウィンドウ６６３＿２、６６４＿２の他の実施例及び他の相対的配向が可能である。ウィンドウ６６３＿２、６６４＿２は、中間光ビームｉの伝搬方向に対して角度θで傾斜する。角度θは図６Ｂに示される。

【0086】

[0101] 図６Ｄも参照すると、ビーム結合光学システム６８３は、折り畳みミラー６９０においてシード光ビーム５４２を受け取り、折り畳みミラー６９０はシード光ビーム５４２を部分反射ミラー６９１（入力／出力カップラ６９１とも呼ばれる）に反射する。入力／出力カップラ６９１は、ビーム結合光学システム６８３及びビーム転向光学素子６８２によって形成されるリング共振器への入口及びリング共振器からの出口である。

【0087】

[0102] 入力／出力カップラ６９１は、ＤＵＶ光を伝送する表面６９８ａと、ＤＵＶ光に対して部分的に反射性の、例えば２０％から４０％反射性の表面６９８ｂとを有し、シード光ビーム５４２の少なくとも一部が入力／出力カップラ６９１を通過し、入力／出力カップラ６９１の表面６９８ｂ上に衝突する光の少なくとも一部が放電チャンバ６６２＿２へと逆反射され、再生フィードバックを提供するようになっている。他の実施例では、他の反射度を使用することができる。放電チャンバ６６２＿２に逆反射される光、及び入力／出力カップラ６９１を通過するシード光ビーム５４２の一部は、下記の考察において、中間ビームｉと呼ばれる。

【0088】

[0103] 中間光ビームｉはプリズム６９３及び６９４を通過する。プリズム６９３及び６９４は共にビーム圧縮システムを形成し、ビーム圧縮システムは、例えば数ミリメートル（ｍｍ）未満であり得る、利得媒体５６１＿２の横サイズに実質的に一致するように、中間光ビームｉを水平に圧縮する。プリズム６９４は、中間光ビームｉを、第２のチャンバウィンドウ６６４＿２、第１のチャンバウィンドウ６６３＿２、及びビーム転向光学素子６８２と位置合わせする。中間光ビームｉは、プリズム６９４及び第２のチャンバウィンドウ６６４＿２を通過し、利得媒体５６１＿２を介して経路６６６上を伝搬し、ビーム転向光学素子６８２によって反射される。中間光ビームｉは第１のチャンバウィンドウ６６３＿２を介してチャンバ６６２＿２に再入し、利得媒体５６１＿２を介して伝搬し、第２のチャンバウィンドウ６６４＿２及びその後プリズム６９４を通過し、プリズム６９４はビームをプリズム６９５にシフトし、プリズム６９５は中間光ビームｉを入力／出力カップラ６９１にシフトする。

【0089】

[0104] 第１のチャンバウィンドウ６６３＿２及び／又は第２のチャンバウィンドウ６６４＿２は、光学素子２００Ｂ（図２Ｂ）として実装可能である。図６Ｂは、光学素子２００Ｂのフィーチャと共に実装される第２のチャンバウィンドウ６６４＿２を示す。この実施例では、第２のチャンバウィンドウ６６４＿２は、結晶基板２０８Ｂの表面２０６Ｂから外側に延在する保護コーティング２０４Ｂを含む。構造２０１Ｂ（ドットによる陰影付けで示される）は、フレネル反射を減少させるための保護コーティング２０４Ｂ内又は保護コーティング２０４Ｂ上にある。構造２０１Ｂは、方向ｐに平行であり反対の、方向２０９Ｂに沿って変動する屈折率ｎｓを有する。したがって屈折率ｎｓは、中間光ビームｉの伝搬方向に沿って変動する。図２Ｃは、屈折率ｎｓを、２０９Ｂ方向に沿った位置の関数として示す。光学素子２００Ｂが第２のチャンバウィンドウ６６４＿２である例では、ｎ１はパージガス４１２の屈折率であり、ｎ３は結晶基板２０８Ｂの屈折率である。

【0090】

[0105] 図６Ｂを再度参照すると、中間光ビームｉはパージガス４１２を介してｐ方向に伝搬する。中間光ビームｉは表面２１１Ｂ上に入射し、構造２０１Ｂ及び結晶基板２０８Ｂ通過する。保護コーティング２０４Ｂの屈折率はパージガス４１２の屈折率とは異なるが、構造２０１Ｂの勾配屈折率は、その他の方法で表面２１１Ｂに発生するフレネル反射損失を減少させるか又は消去する。フレネル反射損失を減少させることによって、電極５６２ａ＿２及び５６２ｂ＿２に供給されるエネルギーの量を増加させる必要なしに、より多くの中間光ビームｉを増幅のために使用することができる。したがって、光学素子２００Ｂをチャンバウィンドウ６６３＿２及び／又は６６４＿２として使用することで、チャンバ６６５＿２の寿命を増加させる。

【0091】

[0106] 更に、構造１０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、又は３０１などの構造を含む光学素子の使用は、エンドユーザが要求する仕様を有する出力（出力ビーム５４１など）を生成するために、ＤＵＶ光源５５０を通過する、及び／又はＤＵＶ光源５５０に印加される、総エネルギーを低下させることによって、ＤＵＶ光源５５０全体の利益になる。構造１０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、又は３０１などの構造を含む光学素子なしに、ＤＵＶ光源５５０は、光学素子との相互作用を介して発生するフレネル反射損失を補償するために、より多くの光を生成する。この追加の光は補償光と呼ばれる。構造１０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、又は３０１などの構造を含む光学素子を使用することで、補償光を最小限にするか又は消去することができるように、フレネル反射損失を減少させる。出力ビーム５４１内に同じ量の光を提供するためにより少ない総光量が生成されるため、より低い動作電圧を電極５６２ａ＿１、５６２ｂ＿１、５６２ａ＿２、及び／又は５６２ｂ＿２に印加することができる。更に、補償光の量を減少させることによって、光学素子上に、中間光ビームｉ及び／又はシードビーム５４２と相互作用するより低い熱負荷が存在する。したがって、これらの光学素子は、ＤＵＶ光源５５０のパワー負荷が急速に変化するとき（例えば、ＤＵＶ光源の動作状態が変化するとき）、より低く、より軽度の熱過渡を経験する。更に、補償光の量が減少すると、結果としてバルク基板及びコーティング上により少ないフルエンスを生じさせ、したがってこれらのコンポーネントの寿命を長くする。加えて、構造１０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、又は３０１などの構造内のフィーチャは、予期される入射角についてフレネル反射を減少させるように配置可能であるため、構造１０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、又は３０１などの構造を伴う光学素子を使用することで、結果として、フレネル反射損失についてそれほど懸念せずに、設計目標を達成するために光入射角を調整する際により多くの柔軟性を生じさせ、またより多くの設計柔軟性を生じさせることができる。また、フレネル反射損失を減少させることによって、散乱する迷光が減少する。したがって、ＤＵＶ光源５５０の全体性能は、構造１０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、又は３０１などの構造を含む１つ以上の光学素子を使用することによって向上する。

【0092】

[0107] 加えて、ＰＡ５６８において構造１０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、又は３０１を有する光学素子を使用することで、ＰＡ５６８の効率を上昇させる。効率の上昇により、ＰＡ５６８のキャビティは、キャビティ内のより低いパワー及びキャビティ間ビーム幅（ＰＡ５６８内を伝搬するビームのビーム幅）を用いて、同量のパワーを生成できるようになる。キャビティ間ビーム幅がより小さいと、より小さいキャビティ光学系が使用可能となり、ＰＡ５６８の全体サイズ及び／又は費用を減少させることができる。最終的に、効率を上昇させることで、カップラ６９１内でより高反射性の光学系を使用することができる。より高反射性の光学系を使用することで、ＰＡ５６８は、出力パワーは同じであるがより長いパルス長を生成することができる。

【0093】

[0108] 他の光学素子は、フレネル反射を減少させるか又は消去するために勾配屈折率を生成する、構造１０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、又は３０１などの構造を含むように実装可能である。例えば、ビーム転向光学素子５８２は、図６Ｃに示すような２つの反射表面５９６ａ、５９６ｂを有するプリズムに機械加工された結晶構造（ＣａＦ２など）として実装可能である。これらの実施例において、中間光ビームｉは、透過性表面５９６ｃによってビーム転向光学素子５８２内に伝送される。透過性表面は、保護コーティング１０４、２０４Ａ、２０４Ｃ、及び３０４と同様の保護コーティング６０４Ｃ、及び、構造１０１、２０１Ｂ、２０１Ｃ、３０１と同様の構造６０１Ｃを含む。

【0094】

[0109] 他の実施例によれば、図６Ａから図６Ｄに示されるような光学素子の様々な他の配置が使用可能である。

【0095】

[0110] 更に、光源５６０内の他の透過性光学コンポーネントは、構造１０１、２０１Ｂ、２０１Ｃ、３０１と同様の構造を含むことができる。例えば、プリズム６９３、６９４、及び６９５のうちの１つ以上は、構造１０１、２０１Ｂ、２０１Ｃ、３０１と同様の構造を含むことができる。

【0096】

[0111] 更に他の実施例が特許請求の範囲内である。

【0097】

[0112] 本発明の他の態様を、下記の番号付けされた条項に記載する。
１．深紫外線光源のための光学素子であって、光学素子は、
結晶基板と、
結晶基板の外部表面上のコーティングであって、コーティングは外部表面から離れて延在する方向に沿った厚みを有する、コーティングと、
コーティング上及び／又はコーティング内の構造であって、構造は方向に沿って結晶基板から離れて延在する複数のフィーチャを備え、フィーチャは、非晶質誘電体材料を含み、構造の屈折率が方向に沿って変動するように配置される、構造と、
を備える、光学素子。
２．結晶基板は、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）を含む、条項１に記載の光学素子。
３．方向に沿ったフィーチャの範囲は厚みを超えることはない、条項１に記載の光学素子。
４．構造のフィーチャのすべてはコーティング内部である、条項３に記載の光学素子。
５．フィーチャ及びコーティングは、同じ誘電体材料から作られる、条項１に記載の光学素子。
６．フィーチャの１つ以上は、コーティングの外側へ延在する、条項１に記載の光学素子。
７．非晶質誘電体材料は、融解石英又はアルミナを含む、条項１に記載の光学素子。
８．複数のフィーチャの各々は同じであり、複数のフィーチャは互いに関連して規則的及び反復的パターンで配置される、条項１に記載の光学素子。
９．複数のフィーチャの各々は同じであり、複数のフィーチャは互いに関連してランダム又は疑似ランダムに配置される、条項１に記載の光学素子。
１０．複数のフィーチャの各々は空間特徴に関連付けられ、複数のフィーチャのうちの１つの少なくとも１つの空間特徴は、他のフィーチャのうちの少なくとも１つの空間特徴とは異なり、空間特徴は、高さ、幅、及び形状のいずれかを含む、条項１に記載の光学素子。
１１．構造の屈折率は、方向に沿って線形に変動する、条項１に記載の光学素子。
１２．構造の屈折率は、結晶基板の屈折率に実質的に等しい値から光学素子における流体の屈折率に実質的に等しい値へと、方向に沿って変動する、条項１に記載の光学素子。
１３．流体は窒素（Ｎ_２）パージガスを含む、条項１２に記載の光学素子。
１４．フィーチャは、１００ナノメートル（ｎｍ）以下の方向に沿った範囲を有する、条項１に記載の光学素子。
１５．方向は、結晶基板の表面に対して実質的に垂直である、条項１に記載の光学素子。
１６．動作使用中、１９３ナノメートル（ｎｍ）の波長を有する深紫外線（ＤＵＶ）光がコーティング上に入射し、コーティングは、基板からのフッ素の除去を軽減することによってＣａＦ_２基板を保護し、また基板の屈折率は、光学素子からのＤＵＶ光の反射が減少するように、ＤＵＶ光の伝搬方向に沿って変動する、条項２に記載の光学素子。
１７．コーティングは、結晶基板の表面を完全にカバーする、条項１に記載の光学素子。
１８．深紫外線（ＤＵＶ）光源であって、
ガス利得媒体を封入するように構成されたハウジングを備えるチャンバ、及び、
ＤＵＶ光を伝送するように構成された少なくとも１つの光学素子、
を備え、
少なくとも１つの光学素子は、
ＤＵＶ光を伝送するように構成された結晶材料を含む基板と、
基板の外部表面上のコーティングであって、外部表面から離れて延在する方向に沿った厚みを有するコーティングと、
コーティング上及び／又はコーティング内の構造であって、方向に沿って外部表面から離れて延在する複数のフィーチャを備える構造と、
を含み、フィーチャは非晶質材料を含み、フィーチャは、構造の屈折率が方向に沿って変動するように配置される、
深紫外線（ＤＵＶ）光源。
１９．複数のフィーチャのうちの１つ以上は方向に沿った距離だけ延在し、距離は、少なくとも１つの光学素子によって伝送されるＤＵＶ光の波長未満である、条項１８に記載のＤＵＶ光源。
２０．複数のフィーチャは、任意の２つの近接フィーチャ間の間隔が、少なくとも１つの光学素子によって伝送されるＤＵＶ光の波長の大きさ内であるように、互いに関連して配置される、条項１８に記載のＤＵＶ光源。
２１．ＤＵＶ光を伝送するように構成された結晶材料は、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）を含む、条項１８に記載のＤＵＶ光源。
２２．構造の屈折率は、結晶基板の屈折率に実質的に等しい値から光学素子を取り囲む流体の屈折率に実質的に等しい値へと、方向に沿って変動する、条項１８に記載のＤＵＶ光源。
２３．流体は窒素（Ｎ_２）パージガスを含む、条項２２に記載のＤＵＶ光源。
２４．構造はコーティング内部である、条項１８に記載のＤＵＶ光源。
２５．構造は、構造が部分的にコーティング内部にあるように、コーティング内及びコーティング上にある、条項１８に記載のＤＵＶ光源。
２６．チャンバは、
ハウジングの第１の側上の第１のウィンドウと、
ハウジングの第２の側上の第２のウィンドウと、
を更に備え、
ハウジングの第２の側はハウジングの第１の側の反対側であり、少なくとも１つの光学素子は、第１のウィンドウ及び第２のウィンドウを備え、コーティングは第１のウィンドウ及び第２のウィンドウ上にある、
条項１８に記載のＤＵＶ光源。
２７．第１のウィンドウ上のコーティング及び第２のウィンドウ上のコーティングは、ハウジングの外部にあるそれぞれのウィンドウの表面上に配設される、条項２６に記載のＤＵＶ光源。
２８．第２のチャンバを更に備え、第２のチャンバは、
第２のハウジングの内部にガス利得媒体を保持するように構成された第２のハウジングと、
第２のハウジングの第１の側上の第３のウィンドウと、
第２のハウジングの第２の側上の第４のウィンドウと、
を備え、
第２のハウジングの第２の側は、第２のハウジングの第１の側の反対側であり、少なくとも１つの光学素子は、第３のウィンドウ及び第４のウィンドウを更に備える、
条項２６に記載のＤＵＶ光源。
２９．第１のウィンドウの外部表面及び第２のウィンドウの外部表面は、ＤＵＶ光の伝搬の方向に対して非垂直である、条項２６に記載のＤＵＶ光源。
３０．少なくとも１つの光学素子は、プリズム、ビームスプリッタ、レンズ、及び光学補償器のうちの１つ以上を備える、条項１８に記載のＤＵＶ光源。
３１．屈折率は、ＤＵＶ光の伝搬の方向に沿って変動する、条項１８に記載のＤＵＶ光源。
３２．動作使用中、１９３ナノメートル（ｎｍ）の波長を有するＤＵＶ光がコーティング上に入射し、コーティングは、基板からのフッ素の除去を軽減することによってＣａＦ_２基板を保護し、また基板の屈折率は、光学素子からのＤＵＶ光の反射が減少するように、ＤＵＶ光の伝搬方向に沿って変動する、条項１８に記載のＤＵＶ光源。
３３．コーティングは、結晶基板の表面を完全にカバーする、条項１８に記載のＤＵＶ光源。

【図1A】