(57)【要約】極端紫外（ＥＵＶ）放射を供給するシステムは、集光を有するレーザビームを生成するように配置されたレーザ光源と、レーザ光源に対して移動可能であり、表面材料を搬送するためのキャリアとを備え、表面材料は、キャリアによって搬送されると、再生可能なターゲットエッジを提供する。集束ビームは、ターゲットエッジに衝突して、ＥＵＶ放射を発生するプラズマを生成するように配置される。該システムは、そこに衝突したＥＵＶ放射を反射することによってＥＵＶ放射を活用するためのミラーと共に動作可能である。ミラーは、ほぼ非球面な表面と、非球面な表面を少なくとも部分的にコートするために反射液体を供給するための手段とを備え、ミラーは、遠心力で液体を非球面な表面に閉じ込めるように回転可能である。
2009515326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ放射を反射することによってＥＵＶ放射を活用するためのミラーであって、
ほぼ非球面な表面と、
前記非球面表面を少なくとも部分的にコートするために反射液体を供給するための手段とを備え、
前記ミラーは、遠心力および液体表面張力の組合せによって、前記液体を前記非球面表面に閉じ込めるように回転可能であるようにしたミラー。
【請求項２】
前記非球面表面が内面に形成されたシリンダ本体を備え、
前記シリンダは、長手方向の軸の回りに回転するように配置されている請求項１記載のミラー。
【請求項３】
前記シリンダは、複数の同軸ベアリングに回転可能に搭載されている請求項２記載のミラー。
【請求項４】
前記シリンダは、熱的に絶縁されている請求項３記載のミラー。
【請求項５】
前記熱絶縁は、セラミック絶縁体を含む請求項４記載のミラー。
【請求項６】
前記非球面表面は、楕円の第１焦点に入射するＥＵＶ放射を、楕円の第２焦点に集光するように配置された楕円表面を含む請求項２記載のミラー。
【請求項７】
楕円の焦点距離は、６００ｍｍ〜１８００ｍｍの範囲である請求項６記載のミラー。
【請求項８】
焦点距離は、１２００ｍｍである請求項７記載のミラー。
【請求項９】
楕円の離心率は、０．９９８０９〜０．９８８９２の範囲である請求項６記載のミラー。
【請求項１０】
楕円の離心率は、０．９９３５２である請求項９記載のミラー。
【請求項１１】
前記ミラーは、遠心力と表面濡れ力とを釣り合わせて、前記液体の均一なコーティングを確保するような速度で回転するように配置されている請求項１記載のミラー。
【請求項１２】
前記ミラーは、０．５〜２回転／秒で回転するように配置されている請求項１記載のミラー。
【請求項１３】
前記シリンダ本体は、前記楕円の長軸と同軸上で、前記第１焦点に近接した一方の端部に、開口を有する請求項６記載のミラー。
【請求項１４】
前記開口は、０．８１未満の開口数を規定している請求項１３記載のミラー。
【請求項１５】
前記ミラーが、前記楕円の長軸方向にプラズマ光源から７．８ｍｍの位置にある場合、前記開口は、直径２６．８ｍｍである請求項１３記載のミラー。
【請求項１６】
前記ミラー表面は、前記液体によって冒されたり溶解せず、容易に研磨でき、前記液体との濡れ性がよく、５５０℃までの温度で耐腐食性がある材料で構成される請求項１記載のミラー。
【請求項１７】
前記ミラー表面は、モリブデンで構成される請求項１記載のミラー。
【請求項１８】
前記液体は、低融点材料、合金、または低蒸気圧の真空精製オイルのうちの１つである請求項１記載のミラー。
【請求項１９】
前記液体は、ミラー表面材料を濡らすものである請求項１８記載のミラー。
【請求項２０】
前記液体は、共晶合金である請求項１８記載のミラー。
【請求項２１】
前記液体は、Ａｕ８０Ｓｎ２０、フィールド金属、またはガリンスタンのうちの１つである請求項１８記載のミラー。
【請求項２２】
前記液体は、カーボンの高い原子百分率を持つ液体オイルである請求項１８記載のミラー。
【請求項２３】
前記液体オイルは、ポリフェニルエーテルである請求項２２記載のミラー。
【請求項２４】
前記液体は、Ｃ３０Ｈ２２Ｏ４である請求項２２記載のミラー。
【請求項２５】
前記シリンダ本体は、長さ９８６ｍｍであり、
反射液体を供給するための前記手段は、前記非球面表面を深さ１００ミクロンまでコートするのに充分な液体を供給するように配置されている請求項２記載のミラー。
【請求項２６】
反射液体を供給するための前記手段は、液体供給源と連通した少なくとも１つの固定管を含み、
前記シリンダ本体は、前記少なくとも１つの固定管に対して回転可能であり、
前記管の少なくとも１つは、前記開口を通じて前記液体を供給するように配置されている請求項１３記載のミラー。
【請求項２７】
前記管は、０．５ｍｍの直径を有する請求項２６記載のミラー。
【請求項２８】
前記管は、プラズマに接近した温度に耐えられる材料で形成されている請求項２６記載のミラー。
【請求項２９】
前記管は、モリブデンで形成されている請求項２８記載のミラー。
【請求項３０】
反射液体を供給するための前記手段は、前記シリンダ本体に形成され、液体供給源と前記非球面表面との間の連通を提供する少なくとも１つの供給孔を含む請求項１３記載のミラー。
【請求項３１】
前記シリンダ本体は、前記非球面表面の最も幅広部分に配置され、前記表面から液体シンクまでの連通を提供するシンク孔を含む請求項１３記載のミラー。
【請求項３２】
前記液体シンクおよび前記液体供給源は、前記ミラーを通る液体を再利用するために連通している請求項３１記載のミラー。
【請求項３３】
内部で前記シンク孔が回転している外側の筐体をさらに備え、
前記筐体は、前記シンク孔からの液体を受けて、前記液体を前記液体シンクへ供給するように配置されている請求項３１記載のミラー。
【請求項３４】
前記外側の筐体のための加熱器をさらに備える請求項３３記載のミラー。
【請求項３５】
非球面な表面をそれぞれ有する複数の同心円状の金属シェルを備え、
反射液体を供給するための前記手段は、前記非球面表面を少なくとも部分的にそれぞれコートするための液体を供給する請求項１記載のミラー。
【請求項３６】
４つのシェルを備えた請求項３５記載のミラー。
【請求項３７】
前記ミラーは、前記非球面表面の焦点に近接した一方の端部に開口を有し、
反射液体を供給するための前記手段は、前記液体を前記開口を通じて個々の非球面表面へ供給するための液体供給源とそれぞれ連通している複数の固定管を含み、
前記ミラーは、前記固定管に対して回転可能である請求項３５記載のミラー。
【請求項３８】
前記複数の固定管は、共に連結されている請求項３７記載のミラー。
【請求項３９】
前記ミラーは、前記第１開口から離れた第２開口を有し、さらに、各シェルから液体を回収するために、前記第２開口において各シェルと係り合うように配置された固定回収ブレードを備え、
前記ミラーは、前記回収ブレードに対して回転可能であり、
前記ブレードは、液体シンクと連通している請求項３７記載のミラー。
【請求項４０】
前記ミラーシェルは、前記開口に近接したプラズマ源からＥＵＶ放射を生じさせ、焦点に到達する２つのグレージング角反射をもたらすように配置された非球面セクションを備える請求項３７記載のミラー。
【請求項４１】
前記非球面セクションは、前記開口に近接した双曲面の第１反射器部分と、前記開口から離れている楕円の第２反射器部分とをそれぞれ含む請求項４０記載のミラー。
【請求項４２】
２５０ｍｍの長さ、および２５００ｍｍのオーダーの焦点距離を有する請求項４１記載のミラー。
【請求項４３】
前記液体でコートされた、前記開口に近接した第１部分と、
固体反射コーティングでコートされた、前記開口から離れている第２部分とを備える請求項１３記載のミラー。
【請求項４４】
前記反射コーティングは、ルテニウムを含む請求項４３記載のミラー。
【請求項４５】
極端紫外（ＥＵＶ）放射を供給するシステムであって、
集光を有するレーザビームを生成するように配置されたレーザ源と、
前記レーザ源に対して移動可能であり、表面材料を搬送するためのキャリアとを備え、
表面材料は、前記キャリアによって搬送されると、再生可能なターゲットエッジを提供するものであり、
前記集光ビームは、前記ターゲットエッジに衝突して、ＥＵＶ放射を発生するプラズマを生成するように配置されているシステム。
【請求項４６】
前記レーザ源は、前記ターゲットエッジのある領域に前記ビームを集光するように配置されている請求項４５記載のシステム。
【請求項４７】
前記レーザ源は、１０６４ｎｍの波長を有し、
前記レーザ源は、１．６×１０１１ワット／ｃｍ２のパルスパワー密度で１５ナノ秒のパルスを放出するように配置されている請求項４５記載のシステム。
【請求項４８】
液体金属源を備え、
前記キャリアは、ローラを含み、ローラの一部が使用時に前記液体金属源の中に浸漬され、前記液体金属で前記ローラの一部をコートするようにし、
前記液体は、前記液体金属源から出現した後に凝固して、前記ターゲットエッジを供給するようにした請求項４５記載のシステム。
【請求項４９】
前記液体金属源は、前記液体金属を収容した浴槽を含む請求項４８記載のシステム。
【請求項５０】
前記浴槽内の前記金属を、液体状態に維持するための手段をさらに備える請求項４９記載のシステム。
【請求項５１】
前記維持手段は、前記レーザ源が動作しているとき、前記浴槽を冷却するための手段を含む請求項５０記載のシステム。
【請求項５２】
前記ローラが前記液体金属から出現する場所と、前記集光ビームが前記ターゲットエッジに衝突する前の場所との間に配置され、前記コーティングを整形してターゲットエッジを供給するための手段を備える請求項４８記載のシステム。
【請求項５３】
前記キャリアは、前記ローラの周縁付近に形成されたブレードを含み、
前記ブレードは、前記ブレード上のコーティングとして、液体金属と接触し、取り出すように配置され、
前記整形手段は、前記ローラの周縁付近に前記ターゲットエッジを形成するためのドクターブレードを含む請求項５２記載のシステム。
【請求項５４】
前記ブレードは、モリブデンで形成される請求項５３記載のシステム。
【請求項５５】
前記コーティングは、前記ブレード上で１０ミクロン未満の厚さを有する請求項５３記載のシステム。
【請求項５６】
前記ブレードは、前記ローラ上に形成され、前記ローラから遠くにある頂点へ延びるベースを備えた三角形断面を有し、
前記ドクターブレードは、前記ターゲットエッジを前記頂点上に形成するように配置される請求項５３記載のシステム。
【請求項５７】
前記ベースは、１００μｍ〜１ｃｍの幅と、１ｃｍの高さを有する請求項５６記載のシステム。
【請求項５８】
前記ブレードは、矩形断面を有し、
前記ドクターブレードは、前記ローラから遠くにある前記矩形断面の角に前記ターゲットエッジを形成するように配置される請求項５３記載のシステム。
【請求項５９】
前記整形手段は、周縁付近に規定されるプロファイルを有する対抗回転ローラを含み、
前記プロファイルは、前記ローラの周縁付近にある前記コーティングから前記ターゲットエッジを形成するように配置される請求項５３記載のシステム。
【請求項６０】
前記ローラは、３０ｃｍ〜１ｍの直径を有し、１００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍで回転する請求項４８記載のシステム。
【請求項６１】
前記ローラは、１ｃｍの厚さを有する請求項４８記載のシステム。
【請求項６２】
前記液体金属は、純粋な錫である請求項４８記載のシステム。
【請求項６３】
前記液体は、合金である請求項４８記載のシステム。
【請求項６４】
前記合金は、共晶の錫ガリウムを含む請求項６３記載のシステム。
【請求項６５】
請求項１記載のミラーと組み合わせた請求項４５記載のＥＵＶシステムを備えたシステム。
【請求項６６】
請求項１記載の２つのミラーと組み合わせた請求項４５記載のＥＵＶシステムを備え、
前記ミラーは、ターゲットエッジの各々の側に、互いに正反対に配置されているシステム。
【請求項６７】
前記ターゲットエッジおよび前記ミラーの近接端部を囲む筐体をさらに備え、
前記筐体は、前記レーザ源からの光が筐体に進入し、ターゲットエッジに衝突するのを可能にする開口を有し、前記レーザによって溶融したターゲットエッジ材料の回収および再利用のためのシンクを提供する請求項６５記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外（ＥＵＶ）放射を供給するシステムに関する。さらに本発明は、ＥＵＶ放射を活用するためのミラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の放射は、典型的には高エネルギープラズマ放電を用いて生成される。これらは、電気放電またはレーザプラズマの中で生成でき、高出力レーザがターゲット材料の上に集光される。
【０００３】
高出力レーザパルスが、錫(tin)などの材料に入射すると、強くイオン化したプラズマが生成される。このプラズマの光出力は、レーザ波長、エネルギー、パルス長、ターゲット材料およびターゲット幾何に依存する（発光（ＥＵＶを含む）は、典型的には、レーザプラズマから等方性でない）。
【０００４】
レーザパルスが平坦な表面に衝突すると、生成したプラズマは表面に対してほぼ垂直に上昇して、材料にクレータを残す。レーザプラズマ近傍にある材料は、拡がったプラズマ柱(plume)および光学放射によって表面から沸騰する。
【０００５】
吹き飛ばされたクレータは、ターゲット材料およびレーザ出力に依存するが、パルス当たり１μｍ〜１００μｍのオーダーの深さである。パルスが進行するにつれて、クレータの壁が、プラズマ基部からのＥＵＶ出力を覆い隠す。
【０００６】
同様に、レーザプラズマが拡がって、発光が周囲のターゲットから材料を沸騰させるにつれて、蒸発した材料が上昇して、プラズマからのＥＵＶ放射をさらに覆い隠す。
【０００７】
欧州特許第１１５０１６９号は、典型的にはレーザプラズマターゲットとして使用されるキセノンガスジェットを開示している。Ｘｅは、希ガスであり、光源内の光学要素の表面にコーティングを形成しないためである。しかしながら、キセノンジェットは、必要な波長において錫よりも約３倍低い理論ＥＵＶ変換効率を有する。こうして同じＥＵＶ出力を達成するには、３倍の出力を持つレーザが必要になる。
【０００８】
米国特許第５４５９７７１号は、レーザプラズマターゲットとして、液滴の使用を開示している。これらは、ドープした液滴と、液体金属ターゲットを含む。液滴は、純粋な金属より残渣が少なくなるように設計された材料の混合物である。しかしながら、液滴は、制御が困難であり、より低いＥＵＶ出力になる。また、液中の反応元素が光源光学系の汚染を生じさせる。
【０００９】
米国特許公開第２００２０９４０６３号は、レーザプラズマターゲットとして、固体テープを開示している。これは、可能な限り極めて広範なスペクトル出力を持つ何れかの固体材料で構成される。しかしながら、これらは、低い変換効率と、数千時間の動作のために１０ｍ／ｓのテープを連続的に供給する困難さとをもたらす。
【００１０】
ドイツ特許第１９７４３３１１号は、液体フィルムの使用を開示している。これは、液滴法より簡単な再生可能ターゲットの別のタイプである。
【００１１】
米国特許公開第２００４２６４５１２号は、プリパルス法を開示しており、プラズマは、ターゲット上方で低強度のレーザパルスを用いて形成される。そして、このプラズマは、第２のより高エネルギーのレーザパルスのためのターゲットとして使用され、第１プラズマは固体密度より低いため、得られた第２プラズマは光学的に薄い。これは、レーザプラズマ中のＥＵＶ自己吸収を低減することによって、ＥＵＶ出力を増加させる。しかしながら、この方法は、後続の損失を最小化するような方法でターゲットを配送することが必要になる。
【００１２】
国際公開第２００４０８６４６７号は、ターゲット混合物の使用を開示する。現在、これらは、金属、金属と水と金属をドープしたセラミックを備えたポリマーを含む。しかしながら、これらの多くは反応性残渣を生成し、ターゲットは、いったん照射されると、回復不可能である。
【００１３】
電気パルス放電も、可能性のあるＥＵＶ源である。しかしながら、これらは光源サイズや回収角の困難さの点で難があり、容易に規模拡大できない。最近の進展は、出力ＥＵＶ効率の点でレーザプラズマと競争できることを提案しているが、この光の回収および使用には未だ問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ＥＵＶ放射源は、半導体回路の次世代リソグラフィのために必要になる。１１５ワットより大きい出力パワーを有し、量産で使用可能なＥＵＶ放射源（１３．５ｎｍ）を製造するために、激しい研究が続いている。システムに、増加した変換効率（入力エネルギー当たりのＥＵＶ光エネルギー出力）を付与することによって、このパワーレベルは、より安価で早く達成されるようになる。
【００１５】
従って、本発明の目的は、ＥＵＶ光源の出力を増加させるという課題に対処することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、請求項４５に係るＥＵＶ放射供給システムを提供する。
【００１７】
このシステムは、必要なＥＵＶ放射を持つプラズマを生成するが、高エネルギーイオンおよび低エネルギー残渣も生成する。これは、典型的には、不必要なシステム出力である。
【００１８】
そして、更なる課題は、レーザプラズマから可能な限り多くの光を取り込む際に存在する。これは、１ｎｍ〜１００ｎｍのＥＵＶ放射領域で放射を透過させる固体材料が無く、ＥＵＶ放射の最終使用がプラズマ源からの残渣によって汚染されるのを防止するために、製造可能な固体分離窓が無いことに起因している。
【００１９】
幾つかの知られたＥＵＶ生成システムは、垂直入射でのＭｏ／Ｓｉ多層ミラー、またはグレージング(grazing)角でのＲｕベースの単層ミラーを使用して、この放射を取り込むようにしている。これらのミラーは、ナノメータ精度で製造され、ほぼ原子レベルで平坦である必要があり、プラズマからの残渣および高エネルギーイオンによる腐食に対して極めて敏感になる。さらに、現在のＭｏ／Ｓｉ多層は、１３．５ｎｍ付近の極めて特定のウインドウ内だけで反射させる。
【００２０】
プラズマからの残渣放出に関連した課題を削減する試みが進行中である。これらは、不活性ガスターゲットや、毛細管アレイ、電場および磁場、ガスカーテンなどの浸透性材料窓の使用を含む。これら全ては繊細な光学系に到来する残渣レベルを低減するが、収集光学系は常に損傷を受けている。
【００２１】
この場合、プラズマ源からＥＵＶ放射を使用するために、光学要素が適用され、可能な限り多くのプラズマ生成ＥＵＶを収集する。収集光学系は、ＥＵＶ生成プラズマに接近して配置され、大きな立体角を覆う。それでもプラズマ生成の残渣や高エネルギーイオンから収集光学系を保護することは極めて困難である。
【００２２】
従って、更なる態様では、本発明は、請求項１のように、ＥＵＶ放射を活用するためのミラーを提供する。
【００２３】
好ましくは、前記ミラーの回転速度は、遠心力と表面濡れ力(wetting force)とをバランスさせて、前記液体の均一なコーティングを確保するように選ばれる。
【００２４】
本発明のミラーは、固体のＭｏ／ＳｉまたはＲｕのミラーほどではないが、充分な反射効率を提供する。しかしながら、液体反射表面は、寿命、コストおよび簡単さの点で、他のミラーより性能が優れることを意味するという利点がある。これらは、量産環境での何れのＥＵＶ放射源にとって重要なファクタである。
【００２５】
本発明のミラーは、異なる液体や、楕円、双曲線、放物線、円などの回転面の異なる組合せが使用可能であるため、極めて広範な反射率範囲を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
例として、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
添付図面の図１を参照すると、全体を符号１０で示したターゲット配給システムが図示されている。ターゲット配給システム１０は、表面材料の鋭いターゲットエッジ１４の領域に集束するように配置されたビーム１２を生成するレーザ源（不図示）を備え、強くイオン化されたプラズマ１８を生成し、続いてＥＵＶ発光を生成する。
【００２８】
好ましい実施形態において、レーザは、１０６４ｎｍの波長を有し、好ましくは約１５ナノ秒のパルス長と、好ましくは約１．６×１０１１ワット／ｃｍ２のパルスパワー密度でパルス化されている。
【００２９】
平坦な表面で５０μｍ×５０μｍのスポットに集光された、このタイプのレーザパルスの場合、先行技術のように、ターゲット材料に、ターゲット材料の特性に依存して、約１００μｍ×１００μｍ×深さ１０μｍのクレータが形成される。
【００３０】
レーザビーム１２を集光して、鋭いターゲットエッジ１４に衝突させることによって、生成されるＥＵＶ発光は、ターゲット１４でのクレータ形成または表面から蒸発した材料によって覆い隠されない。プラズマ１８の少なくとも１つの側方において、クレータ壁が形成されたり、沸騰し得る材料が殆ど無くまたは皆無であるからである。研究は、ターゲットエッジ１４からの発光は、平坦な表面ターゲットからの発光よりも３倍高いことを示している。
【００３１】
好ましい実施形態では、図１に示すように、表面材料が、ブレード２２への液体金属コーティングとして塗布される。好ましい実施形態では、ブレード２２の表面は、モリブデン(molybdenum)で形成される。ブレード２２は、液体金属を収容する浴槽２４を通って連続的に回転する、実質的にホイール形状のローラ１５を含むキャリアの上に形成されており、これによりブレード２２に液体金属を用いてコーティングを施す。
【００３２】
好ましい実施形態では、液体金属は純粋な錫（Ｓｎ）である。しかしながら、液体金属は、好ましくは、共晶ＳｎＧａ（錫ガリウム）など、多くの錫合金のうちの１つであってもよいことは理解されるであろう。
【００３３】
ブレード２２は、約１００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍで回転するローラ１５の上にあるため、液体は、ブレード２２のエッジに一致するように優先的に再分布される。ブレード２２上の金属コーティングの厚さは、好ましくは、数ミクロンオーダーである。
【００３４】
好ましい実施形態では、ローラ１５は、約３０ｃｍ〜１ｍの直径、好ましくは約３０ｃｍと約１ｃｍの厚さを有する。しかしながら、ホイールの直径は何れの適切な数値でもよいことは理解されるであろう。
【００３５】
好ましい実施形態では、ブレード２２は、約１００μｍ〜１ｃｍのベース厚さ、好ましくは約１００μｍと約１ｃｍの高さを有する。
【００３６】
好ましい実施形態では、生成されたプラズマは、約１００μｍの直径を有し、ＥＵＶ放射を極めて等方的に放出する。ブレード２２の高さは、より詳細には後述するように、プラズマから発散するＥＵＶ放射の光学経路が光軸から発光角度６０度までは覆い隠されないで、可能な限り多くのＥＵＶ放射が活用できるように選択される。
【００３７】
好ましい実施形態では、ドクターブレード２６が、レーザ集光領域の手前数ｃｍのところに配置され、ブレード２２のエッジでのコーティング厚を制御している。
【００３８】
代替の実施形態では、図２（ａ）と図２（ｂ）に示すように、ターゲットエッジが柔軟な材料または溶融した材料の中に押し込まれ、適切に整形されたローラ１６または成型プレスを用いて硬化させる。ローラ１６は、溝１７を含む。ローラ１５’が液体金属漕２４’を通って回転すると、その周囲が液体でコートされる。ローラ１６は、反対方向で回転しており、ローラ１５’の中に押し込まれ、溝１７はローラ１５の周囲に沿ってブレード２２’の形成を促進しつつ、液体金属が硬化する。これにより鋭いエッジターゲットを形成する。
【００３９】
第１実施形態の変形において、ほぼ三角形断面ブレード２２が矩形輪郭ブレード（不図示）で置換されて、鋭いターゲットエッジはブレードの１つ又は両方のエッジを含むものである。それでも、この実施において、ブレード２２の場合よりも多くのＥＵＶ放射が、ブレード本体によって吸収されることは理解されるであろう。こうして、例えば、後述するミラーシステムによる収集に関して、相応に少ないＥＵＶ放射が利用可能になる。
【００４０】
本発明の更なる態様において、高温プラズマ１８からのＥＵＶ放射を、好ましくは１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲で集光するように設計された液体ミラーが提供される。
【００４１】
材料は、そこに衝突したＥＵＶ放射を、浅いグレージング(grazing)入射角で反射する。入射ビームと反射器との間の角度が、反射する材料および反射される波長に依存するある一定の値より大きければ、反射したＥＵＶ強度はゼロ近傍に低下する。プラズマ源１８から発散する放射を可能な限り多く収集するためには、プラズマ源に関して可能な限り大きな立体角が反射器によって規定されるべきである。
【００４２】
図３を参照すると、回転金属シリンダ３０を含むミラー２８が図示されており、これから実質的に楕円表面３２が加工されている。図３に示すように、楕円表面３２は、楕円の一方の焦点から他方の焦点へ光線３１を集光するように機能する。特に、楕円表面３２は、高出力、例えば、１０ｋＷ〜３０ｋＷのプラズマ放電またはレーザプラズマ源からのＥＵＶ光子のための集光システムとして機能する。
【００４３】
好ましい実施形態では、ミラー２８は、容易に研磨でき、ミラー液体との濡れ性がよく、対象となる温度範囲（５５０℃まで）で耐腐食性があり、例えば、モリブデンなどの材料（液状の金や錫によって冒されたり溶解しない）から製造される。ミラーは、楕円表面３２を適切な反射液体３４、特に、低融点の液体材料、合金、または低蒸気圧の真空精製オイル(vacuum oil)を用いてコーティングすることによって製造される。好ましくは、液体は、より詳細には後述するように、表面３２を濡らすものが選ばれる。好ましくは、表面は、選んだ液体によってよく濡れるように準備される。
【００４４】
楕円表面３２は、２つの理由で好ましい。第１には、回転には大きすぎるレンズを有することなく、ミラー２８をプラズマ１８から可能な限り遠くに保つことが望ましい。
【００４５】
ミラーの焦点距離は、主として熱管理の理由で選ばれる。焦点距離（物側焦点と像側焦点の間の距離として）が拡大または縮小しても、楕円形状の光学特性はほぼ一定のままであり、離心率は一定のままである。好ましくは、楕円３２の焦点距離は６００ｍｍ〜１８００ｍｍの範囲になり、好ましい実施形態では、焦点距離が増加するとミラーの質量が増加し、それに関連して材料取り扱い、複雑さおよびコストが増加することと、ミラーエッジと、周囲領域へ３０ｋＷ以上の熱を放射し得る発光プラズマとの間の距離が増加することとの間の妥協として、焦点距離の値Ｆ＝１２００ｍｍが好ましい
【００４６】
第２には、プラズマ源１８が直径１００μｍ〜１０００μｍの有限な寸法を有することを考えると、離心率(eccentricity)は、プラズマ源からのＥＵＶ／軟Ｘ線の放射の最大取り込みを達成するように選ばれる。好ましくは、楕円３２の離心率は、０．９９８０９〜０．９８８９２の範囲になる。好ましい実施形態では、楕円の離心率は、約０．９９３５２である。
【００４７】
４０°より大きいグレージング角において液体３４の反射率がほぼゼロに減少すること、およびたいていの光源の強度は光源の中心からの距離の関数として減少することは、０．８１より大きい開口数を有しても、ほとんど利得が得られないことを意味する。これは、光源の焦点に対して特定のレンズの開始位置を規定する。好ましい実施形態では、光源１８は、ミラーエッジから長手方向の軸方向に７．８ｍｍの位置にあり、ミラーの開口は直径２６．８ｍｍである。
【００４８】
好ましい実施形態では、共晶合金、例えば、Ａｕ８０Ｓｎ２０がミラー液体として使用される。この共晶物の融点は２８０℃である。９８６ｍｍのミラーでは、１００ミクロンコーティングに必要な共晶物の体積は、約４０ｃｍ３であり、１００ミクロンコーティングに必要な共晶物の質量は、約０．６２５ｋｇである。こうしたミラー液体３４は、対象となるグレージング角について約６°〜３５°の範囲で約４０％の平均反射率をもたらす。
【００４９】
例えば、ＡｕＳｎ共晶物をミラー液体３４として使用すると、１０００μｍの直径を持つ光源によって２πステラジアンに放出される１３．５ｎｍ放射の１３％まで収集することが可能であり、０．１９ステラジアンの像側立体角および２．４ｍｍ２ｓｒのエテンデュ(etendue)を持つ４ｍｍ直径の焦点をもたらす。
【００５０】
さらに、１００μｍの直径を持つ光源からは、２πステラジアンに放出される１３．５ｎｍ光の２１％まで収集することが可能であり、０．１９ステラジアンの像側立体角および２．４ｍｍ２ｓｒのエテンデュ(etendue)を持つ４ｍｍ直径の焦点をもたらす。
【００５１】
反射液体の他の例は、フィールド金属(Field's metal)（３２．５％  Ｂｉ，５１％  Ｉｎ，１６．５％  Ｓｎ，融点６２℃）であり、これはＡｕＳｎ共晶物より僅かに少ない反射率を有するが、かなり低い融点を有し、ずっと安価である。
【００５２】
より簡単な系では、より低いＥＵＶ反射率を持つ他の共晶合金、ガリンスタン(Galinstan)（６８．５％  Ｇａ，２１．５％  Ｉｎ，１０％  Ｓｎ）が使用でき、これは−２０℃より上で液体である。これは、後で図８に関連して説明するハイブリッドシステムで特に有用であろう。
【００５３】
図３を参照して、ミラー液体３４は、静止し、ミラー本体から分離して、金属ポンプシステム（不図示）に接続された第１および第２の中空管３５ａ，３５ｂを通じてミラー２８の中に注入される。管３５ａ，３５ｂの外径は、好ましくは約０．５ｍｍである。好ましくは、管は、例えば、モリブデンなどのミラー液体によって腐食しない材料で製作される。好ましくは、材料は、プラズマに近接した温度に耐える能力がある。
【００５４】
しかしながら、何れか適切な機構によって、ミラー液体３４をミラー２８の中に導入してもよいことは理解されるであろう。例えば、代替の実施形態（不図示）では、ミラー液体３４は、ミラー２８のプラズマ側端部からシリンダ長に沿って約１ｃｍのところに配置された小さな穿孔を通じてミラー２８に導入される。
【００５５】
好ましい実施形態では、図３に示すように、余分な液体は、ミラー内面の最も幅広の部分にある孔３６を通じて放出される。これは、回転ごとに１回、シンク(sink)を形成することになる。
【００５６】
図４を参照すると、本発明の好ましい実施形態に従って、ターゲット配給システム１０と、ミラー２８とを備えたシステム３７が図示されている。好ましい実施形態では、ミラー２８は、その長さに沿って間隔をあけて、シリンダ２８から熱的に絶縁された４つの同軸ベアリング７２，７４，７６，７８の上で回転して、基板を液体３４で均一にコートしている。好ましくは、回転速度は、約０．５〜２回転／秒である。回転の目的は、ミラー２８のベースに小さな液体プールを実現して、ミラー液体３４のコーティングを補充し、回転ごとにミラー２８の表面３２を清浄にすることである。
【００５７】
ミラー２８の補充は、表面３２上の液体コーティングを、均一な厚さで、可能な限り材料的に純粋かつ光学的にフラットに維持して、必要なＥＵＶ領域でのミラー２８についての可能な限り最高の反射率の維持を確保している。
【００５８】
しかしながら、ミラー液体３４は、新しい液体のフローやスプレー、再循環、ドクターブレード、ブラッシング、ローリングあるいは他の機械的な液体再塗装など、幾つかの手段によって定期的に再生または補充してもよいことは理解されるであろう。
【００５９】
プラズマ１８がターゲットエッジ１４から形成された場合、表面材料の一部が飛散したり蒸発したりする。材料がレーザ焦点から拡がると、冷やされて、冷却表面の上に凝縮することがある。
【００６０】
こうして図４を参照して、ターゲット１４およびミラー２８の一端が、少なくとも１つの開口３９を備えた筐体３８の中に囲まれており、ビーム１２が筐体３８に進入して、ターゲットエッジ１４に衝突して、レーザ溶融したターゲット材料の少なくとも一部の回収およびリサイクルを可能にする。好ましい実施形態では、筐体３８は、シリンダ中で回転する溝４０の回りに延びている。
【００６１】
好ましい実施形態では、表面材料が引き出される液体金属漕２４は、シリンダ３０と流体連通しており、ミラー２８は、ターゲットエッジ用の表面材料と同じ液体を用いて冷却可能であり、これにより、より詳細に後述するように、表面材料を効率的に再利用する冷却システムを形成している。
【００６２】
第２の筐体４２は、ミラー２８の中心近傍に配置された回転溝４４の回りに配置され、穿孔３６から漏出する余分なミラー液体を回収するために設けられる。
【００６３】
第３の筐体４６は、光源１８から遠くにあるミラー２８の端部に向けて配置された回転溝４４の回りに配置され、レーザ溶融したターゲット材料や、ミラー端部から来るミラー液体３４を回収して凝縮するために設けられる。筐体４６での開口４９は、小さいサイズ、好ましくは約２ｍｍに維持され、可能な限り多くの飛散材料を阻止しつつ、像側焦点で最大のＥＵＶ収集を可能にしている。
【００６４】
第２および第３の筐体４２，４６は、好ましくは、５０ミリメートル未満の動作液体レベルをそれぞれ有する。好ましくは、液体の量は、必要な熱接触を維持するのに充分であろう。
【００６５】
液体は、必要に応じてドレインポンプにより、筐体３８，４２，４６から供給したり、漏出させてもよい。
【００６６】
システム３７の温度は、筐体３８，４２，４６内で回収、再利用される液体の温度を制御するために管理される。
【００６７】
好ましい実施形態では、筐体４６は、大きな範囲の入力プラズマパワーについて、好ましくは１５ｋＷを超えるパワーについて冷却される。これは、符号５０，５２で示すような水冷却ループを筐体４６に装着することによって達成される。第１の筐体３８での液体金属２４のレベルは、好ましくは、表面材料を効率的に供給するのに必要な最小値に維持され、好ましくは１００ミリリットル未満である。しかしながら、液体の量は、回転ミラーシリンダ３０と冷却システム５０，５２との間で良好な熱接触を維持するのに充分なものとすべきである。
【００６８】
第２および第３の筐体４２，４６は、ミラー２８の内部温度を充分に高い値に維持し、ミラー液体が流体状態であるために、それぞれ加熱を必要とする。好ましい実施形態では、これは、筐体４２，４６と熱接触する抵抗加熱素子５４，５６，５８，６０を配置することによって達成される。筐体４２，４６での液体金属は、加熱素子と回転ミラー２８の本体との間の効率的な熱接触で維持するようになる。
【００６９】
しかしながら、何れか適切な温度制御システムを実施してもよいことは理解されるであろう。
【００７０】
更なる実施形態では、図５に示すように、第１システム３７から発光プラズマ１８の反対側に位置決めされた二重ミラーシステム６２が提供されており、プラズマの別の側から発光したＥＵＶを取り込んで、単一のＥＵＶ光源は、例えば、リソグラフィでの使用のための２つの別個のシステムを提供することが可能になる。
【００７１】
代替の実施形態では、ミラーシステム２８’は、図６に示すように、複数の同心金属シェル８０を有する、知られたウォルター(Wolter)タイプＩの構造を備える。ミラーシェルは、適切な非球面セクション８２から形成され、光源から供給されるビームが、２つのグレージング角の反射を受けて像側焦点に到達するようにしている。本実施形態の非球面セクション８２は、双曲面の第１反射器部分８８と、楕円の第２反射器部分９０とを含む。
【００７２】
本実施形態では、各反射器８８，９０の長さは約２５０ｍｍであり、ミラー２８’の焦点距離は２５００ｍｍのオーダーのもので、反射角が可能な限り低く維持されるのを確保している。
【００７３】
本実施形態で使用するミラー液体は、上述した好ましい実施形態で用いたように、液体オイルまたは液体金属でもよい。最適な性質を備えた液体オイルは、ＥＵＶにおける高い反射率と、ＥＵＶ生成プラズマ１８に近接した厳しい条件に対して高い許容誤差を有する。ＥＵＶ領域でのオイルの反射率は、オイルのカーボン量にかなり依存している。高い反射率を得るためには、カーボンの高い原子百分率を持つ液体オイル、例えば、ポリフェニルエーテル、好ましくはＣ３０Ｈ２２Ｏ４が必要である。
【００７４】
ポリフェニルエーテルは、ＵＶおよびイオンによる攻撃に対して高い抵抗性を有するため、好ましい。さらに、ポリフェニルエーテルは、ほぼ３００℃の沸点を有し、ミラー長さに渡って蒸気によるＥＵＶ吸収に関して１５０℃での蒸気圧が充分に低く、許容レベル（１０％未満）に保たれる。
【００７５】
真空精製オイルの反射器は、広い光学範囲に渡って透明であり、近紫外で吸収性であるため、液体および固体金属の反射器より利点を有する。さらに、オイルは「バンド外」放射についてより低い反射率を有し、通常用いられるような固体材料よりも結像の点で有利である。
【００７６】
選択されるミラー２８’の材料は、ミラー液体の選択に依存する。液体オイルがミラー液体として用いられる場合、好ましいミラー材料は、最適な濡れ性を提供する金属性材料である。しかしながら、オイルと反応せず、約２００℃（オイルの動作温度範囲の上限）までの温度で剛性があり、原形状を維持できる熱的特性を有する何れの材料も、ミラー材料として使用してもよいことは理解されるであろう。
【００７７】
液体金属をミラー液体として使用する場合、好ましいミラー材料はモリブデンである。モリブデンは、その高い融点、機械加工性、硬度、研磨性、そして液体金属およびミラー液体としての使用に適した合金のタイプに対する抵抗性により、好ましい選択である。
【００７８】
本実施形態のミラー２８’は、図６に示すように、４つのシェル８０−１，８０−２，８０−３，８０−４を含む。しかしながら、何れの数のシェルを使用してもよいことは理解されるであろう。本実施形態では、シェル８０は、剛性の金属で製造され、これらの光軸回りに同心円状に配置され、プラズマ１８から遠くにあるミラー端部に配置されたスポーク付きホイール８３に搭載される（図７）。スポーク付き搭載ホイールは、ミラー２８’を通る高い光学伝送を可能にしつつ、良好な機械的支持を提供する。
【００７９】
ミラー液体は、静止し、ミラーセクション８２から分離している４つの注入管９２−１，９２−２，９２−３，９２−４を介してこれらのシェルの表面に導入される。本実施形態では、管９２−１，９２−２，９２−３，９２−４は、一方の端部９４で一緒に連結されている。複数の孔９６が管９２−１，９２−２，９２−３，９２−４の長さに沿って形成され、端部９４に設けられた外部供給源（不図示）から供給される。しかしながら、管は連結せずに、別々に供給してもよいことは理解されるであろう。本実施形態では、注入管は、約３ｍｍの直径を有し、光源からの光量が管によって遮蔽されるのを軽減している。
【００８０】
スポーク付きホイールに搭載されたミラー２８’は、図７に示すように、分離配置された同軸ベアリング９８，１００の上に搭載され、ミラー２８’はその光軸回りに回転することが可能である。
【００８１】
本実施形態では、ミラー２８’は、２００ｒｐｍ（約３回転／秒）までの速度で回転する。ベアリングは、セラミック絶縁材料を用いて、非球面セクション８２から伝導的に隔離されている。
【００８２】
回転速度は、ミラー２８’のベースに小さな液体プールを実現して、ミラー液体のコーティングを補充し、回転ごとにミラー２８’の非球面セクション８２を清浄にするようにする。
【００８３】
ミラーが回転すると、シェル８０−１，８０−２，８０−３，８０−４の表面をコーティングするミラー液体が、楕円の第２の反射器９０の自由端に向けて優先的に回転する。ミラーは、このフローレートを増加させるように角度を付けてもよい。
【００８４】
回収ブレード１１０は、楕円の第２の反射器部分９０の自由端に設けられ、リサイクルまたは再使用のためにシェルから余分な液体を除去する。
【００８５】
冷却効果は、ミラー液体３４が管９２−１，９２−２，９２−３，９２−４を介して定期的または定常的に新鮮な液体と交換されることによって提供される。冷却レートは、ミラー２８’を通る液体フローレート、ミラー液体の熱的性質、およびその温度変化に依存する。
【００８６】
本実施形態のミラー２８’は、図１のターゲット配給システムと関連して使用してもよく、図４と関連して上述したものと同様なシステムを形成する。さらに、本実施形態のミラー２８’は、図５と関連して上述したような二重ミラーシステムを形成するために使用してもよい。
【００８７】
上記実施形態の変形において（図８）、ミラーは、ハイブリッドミラーシステムを備える。ハイブリッドミラーシステムは、上記実施形態に関連して説明したように、プラズマ源に近接して配置された液体ミラー部分１１０と、プラズマ源から遠く配置された固体コートミラー部分１２０とを備える。部分１１０，１２０は、プラズマ１８からの残渣または液体ミラー１１０から飛散した材料の多くを除去できるフォイルトラップ部分１３０によって分離可能である。好ましくは、ミラー部分１２０は、ルテニウム(ruthenium)でコートされている。液体ミラー部分１１０は、繊細でより高い反射率のルテニウムシェル１２０を、熱プラズマ１８への視線およびこの熱源への接近から保護している。このミラー設計は、純粋な液体ミラーシェルより高い総合効率を有し、ミラー寿命と効率との妥協を提供できる。
【００８８】
本発明の光源およびミラーの態様は、これに限定されないが、リソグラフィ用光源、顕微鏡用光源、望遠鏡や顕微鏡用の合焦システムなど、多くの応用を有することが判るであろう。
【００８９】
本発明は、ここで説明した実施形態に限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく、変更や変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係るＥＵＶシステム用のターゲット配給システムである。
【図２】図２（ａ）と図２（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るターゲット配給システムを示す。
【図３】図１のターゲット配給システムと共に動作可能な、本発明の更なる態様に係るミラーシステムである。
【図４】図３のミラーシステムのより詳細な図である。
【図５】図１のターゲット配給システムと共に動作する二重ミラーシステムを示す。
【図６】図１のターゲット配給システムと共に動作可能なミラーシステムの更なる実施形態の一部を示す。
【図７】図６のミラーシステムのより詳細な図である。
【図８】本発明の更なる態様に係るハイブリッド液体−固体コートミラーシステムを示す。
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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