(57)【要約】【課題】シェルの数が削減され、冷却に利用できる十分な空間ができる。【解決手段】リソグラフィと撮像を含む、超紫外線（ＥＵＶ）又はＸ線に用いる集光光学系は、入れ子構造に配され、それぞれが光源を介して延びる光軸を中心に対称であって少なくとも第１及び第２反射面を有する複数のミラーを備え、使用においては、光源からの光は第１及び第２反射面において連続して斜入射反射し、第１及び第２反射面のうち一以上は、光のファーフィールド強度分布の高い空間周波数変化を補償するような矯正形状を含む。或いは、光源からの光は第１及び第２反射面において連続して反射し、一以上のミラーは、更に第３反射面を含み、光源からの光は第１、第２及び第３反射面において連続して反射する。或いは、光源からの光は第１及び第２反射面において連続して斜入射反射し、二以上のミラーが異なる形状を有し、複数のミラーが光学的に整合されている。【選択図】図３
2011511435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ及びＸ線に用い、光が放射源から集光され像焦点に向けられる集光光学系であって、入れ子構造に配され、それぞれが光源を介して延びる光軸を中心に対称であって少なくとも第１及び第２反射面を有する複数のミラーを備え、使用においては、光源からの光は前記第１及び第２反射面において連続して斜入射反射し、
前記第１及び第２反射面のうち一以上は、前記光のファーフィールド強度分布の高い空間周波数変化を補償するような矯正形状を含むことを特徴とする、集光光学系。
【請求項２】
前記矯正形状は、各ミラーの呼び形状を、前記光の一部がファーフィールド強度分布における凹みを埋める方向に向きを変更するように相応に変形又は矯正したものである、
請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記矯正形状は、所定の関数又は所定のオーダまで拡張したパワーによって数学的に表された、
請求項１又は２に記載の光学系。
【請求項４】
前記矯正形状は、多項補正によって表わされる、
請求項１から３のいずれかに記載の光学系。
【請求項５】
前記矯正形状は次の式によって表される、請求項４に記載の光学系。
Δｒi （ｚ）= Ｋi （c1ｚ + c2ｚ2 + c3ｚ3 )
ここで、Δｒi （ｚ）はミラー半径の変化、ｚは各ミラーの双曲部と楕円部との結合点から中間焦点を介して光源まで測定した光軸に沿った位置であり、
下付き文字ｉは最も内側から最も外側のミラーの数であり、
パラメータＫi 、c1、  c2 、 c3 の値は、表２及び表３に示す。
【表２】
2011511435.tif 000010
【表３】
2011511435.tif 000011
【請求項６】
各ミラーは表１によって特定され、１は最も内側のミラーである、
請求項１から５のいずれかに記載の光学系。
【表１】
2011511435.tif 000012
【請求項７】
入れ子構造の約７つのミラーが設けられた、
請求項６に記載の光学系。
【請求項８】
各ミラーは、ＷｏｌｔｅｒＩミラーを備える、
請求項１から７のいずれかに記載の光学系。
【請求項９】
各ミラーにおいては、光源に最も近い第１の反射面は双曲形状を有する、
請求項１から８のいずれかに記載の光学系。
【請求項１０】
各ミラーにおいては、光源から最も遠い第２の反射面は、楕円形の対称軸ではない軸を中心に楕円形を回転させることによって得られる、
請求項１から９のいずれかに記載の光学系。
【請求項１１】
前記二以上のミラーはそれぞれ異なる形状を有する、
請求項１から１０のいずれかに記載の光学系。
【請求項１２】
各ミラーは電鋳モノリシック部材として形成され、前記第１及び第２反射面のそれぞれはミラーの二つの連続部分のそれぞれに設けられる、
請求項１から１１のいずれかに記載の光学系。
【請求項１３】
一以上のミラーは、その裏側等に、ミラーの熱管理をする一以上の装置、例えば冷却管、ペルチェセル、温度センサを取り付けている、
請求項１から１２のいずれかに記載の光学系。
【請求項１４】
一以上のミラーは、その裏側等に、光源からのデブリを軽減する一以上の装置、例えば腐食検出器、ソレノイド及びＲＦ源を取り付けている、
請求項１から１３のいずれかに記載の光学系。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載の光学系を備えるＥＵＶリソグラフィの集光光学系。
【請求項１６】
ＬＰＰ源等の放射源、
請求項１５に記載の集光光学系、
集光レンズ、及び
反射マスク、
を備える、ＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項１７】
ＥＵＶ及びＸ線に用い、光が放射源から集光され像焦点に向けられる集光光学系であって、
入れ子構造に配され、それぞれが光源を介して延びる光軸を中心に対称であって第１及び第２反射面を有する複数のミラーを備え、使用においては、光源からの光は前記第１及び第２反射面において連続して反射し、
一以上のミラーは、更に第３反射面を含み、使用においては、光源からの光は前記第１、第２及び第３反射面において連続して反射することを特徴とする、
集光光学系。
【請求項１８】
前記第３反射面を有するミラーは、光源に最も近い第１反射面が双曲形状を有し、前記第２反射面が双曲形状を有し、光源から最も遠い第３反射面が楕円形を有する、
請求項１７に記載の光学系。
【請求項１９】
第２双曲形状は、第１双曲形状と一つの共通の焦点を有し、前記楕円形とは一つの共通の焦点を有する、
請求項１８に記載の光学系。
【請求項２０】
前記第１双曲形状の第２焦点は、光源焦点であり、前記楕円形の前記第２焦点は中間焦点である、
請求項１９に記載の光学系。
【請求項２１】
前記複数のミラーは、
二以上のミラーからなり第１及び第２反射面を有する第１セットと、
二以上のミラーからなり第１、第２及び第３反射面を有する第２セットと、
を備える、
請求項１７から２０のいずれかに記載の光学系。
【請求項２２】
前記第１セットは入れ子構造の最も内側であり、前記第２セットは入れ子構造の最も外側である、
請求項２１に記載の光学系。
【請求項２３】
前記第１セットとしては、（ａ）光源に最も近い第１反射面が双曲形状を有し、及び／又は（ｂ）光源に最も遠い第２反射面が楕円形の対称軸ではない軸を中心に楕円形を回転させることによって得られる、
請求項２１又は２２に記載の光学系。
【請求項２４】
前記第１セットのミラーは、ＷｏｌｔｅｒＩ又は楕円形ミラーである、
請求項２１、２２又は２３に記載の光学系。
【請求項２５】
前記第１セット又は前記第２セットのミラーは、前記第１、第２及び第３反射面における反射が斜入射反射となるように形成される、
請求項２３又は２４に記載の光学系。
【請求項２６】
前記ミラーは、表４及び表５に従って特定される、
請求項１５から２３のいずれかに記載の光学系。
【表４】
2011511435.tif 000013
【表５】
2011511435.tif 000014
【請求項２７】
各ミラーは電鋳モノリシック部材として形成され、前記第１と第２反射面、及び／又は前記第１と第２と第３反射面のぞれぞれはミラーの二つの連続部分のそれぞれに設けられる、
請求項１７から２６のいずれかに記載の光学系。
【請求項２８】
一以上のミラーは、その裏側等に、ミラーの熱管理をする一以上の装置、例えば冷却管、ペルチェセル、温度センサを取り付けている、
請求項１７から２７のいずれかに記載の光学系。
【請求項２９】
一以上のミラーは、その裏側等に、光源からのデブリを軽減する一以上の装置、例えば腐食検出器、ソレノイド及びＲＦ源を取り付けている、
請求項１７から２８のいずれかに記載の光学系。
【請求項３０】
請求項１７から２９のいずれかに記載の光学系を備える、ＥＵＶリソグラフィの集光光学系。
【請求項３１】
ＬＰＰ源等の放射源、
請求項１７から２９のいずれかに記載の集光光学系、
集光レンズ、及び
反射マスク
を備えるＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項３２】
請求項１７から２９のいずれかに記載の光学系を備える、ＥＵＶ又はＸ線撮像の撮像光学系。
【請求項３３】
請求項３２の撮像光学系と、
像焦点に配されるＣＣＤアレイ等の撮像装置と、
を備える、ＥＵＶ又はＸ線撮像システム。
【請求項３４】
ＥＵＶ及びＸ線に用い、光が放射源から集光され像焦点に向けられる集光光学系であって、
入れ子構造に配され、それぞれが光源を介して延びる光軸を中心に対称であって一以上の反射面を有する複数のミラーであって、使用においては、光源からの光は前記一以上の反射面において斜入射反射し、
二以上のミラーが異なる形状を有し、複数のミラーが光学的に整合されていることを特徴とする、
光学系。
【請求項３５】
前記ミラーは、一つのミラーによって集光される立体角と隣接するミラーによって集光される立体角との間に角度のギャップ即ちオブスキュレーションが全くないか実質的にないように光学的に整合されるか、及び／又は集光光学系の中間焦点側において一つのミラーと隣接するミラーとの間に角度のギャップが全くないか実質的にないように光学的に整合される、
請求項３４に記載の光学系。
【請求項３６】
複数のミラーのうち第１の、最も内側のミラーは一つの反射面を有し、他のミラーは第１及び第２反射面を有することにより、使用においては、光源からの光は第１及び第２反射面において連続して斜入射反射する、
請求項３４又は３５に記載の光学系。
【請求項３７】
前記複数のミラーは、
二以上のミラーからなりミラーが第１形状を有する第１セットと、
二以上のミラーからなりミラーが第２形状を有する第２セットと、
を備え、
前記第１形状と前記第２形状は異なる、
請求項３４、３５又は３６に記載の光学系。
【請求項３８】
前記複数のミラーは、
第１形状を有する第１ミラーと、
二以上のミラーからなりミラーが第２形状を有するセットと、
を備え、
前記第１形状と前記第２形状とは異なる、
請求項３４、３５又は３６に記載の光学系。
【請求項３９】
前記異なる形状は、ＷｏｌｔｅｒＩ、楕円形及び放物形の組み合わせを含む、
請求項３４から３８のいずれかに記載の光学系。
【請求項４０】
前記第１形状は、ＷｏｌｔｅｒＩ、楕円形又は放物形の組み合わせのいずれかである、
請求項３７又は３８に記載の光学系。
【請求項４１】
前記第２形状は、ＷｏｌｔｅｒＩ、楕円形又は放物形の組み合わせのいずれかである、
請求項３７又は３８に記載の光学系。
【請求項４２】
前記セットには５つのミラーがある、
請求項３８またはその従属項のいずれかに記載の光学系。
【請求項４３】
前記第１形状は、楕円形ミラーであり、前記セットにおける前記５つのミラーはＷｏｌｔｅｒＩミラーである、
請求項４２に記載の光学系。
【請求項４４】
ミラーは表７において特定されている通りである、
請求項４３に記載の光学系。
【表７】
2011511435.tif 000015
【請求項４５】
各ミラーは電鋳モノリシック部材として形成され、前記第１及び第２反射面のそれぞれはミラーの二つの連続部分のそれぞれに設けられる、
請求項３４から４４のいずれかに記載の光学系。
【請求項４６】
一以上のミラーは、その裏側等に、ミラーの熱管理をする一以上の装置、例えば冷却管、ペルチェセル、温度センサを取り付けている、
請求項３６から４５のいずれかに記載の光学系。
【請求項４７】
一以上のミラーは、その裏側等に、光源からのデブリを軽減する一以上の装置、例えば腐食検出器、ソレノイド及びＲＦ源を取り付けている、
請求項３６から４６のいずれかに記載の光学系。
【請求項４８】
請求項３６から４７のいずれかに記載の光学系を備える、ＥＵＶリソグラフィの集光光学系。
【請求項４９】
ＬＰＰ源等の放射源、
請求項３４から４７のいずれかに記載の集光光学系、
集光レンズ、及び
反射マスク、
を備える、ＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項５０】
請求項３４から４７のいずれかに記載の光学系を備える、
ＥＵＶ又はＸ線撮像の撮像光学系。
【請求項５１】
請求項５０の撮像光学系と、
像焦点に配されるＣＣＤアレイ等の撮像装置と、
を備える、ＥＵＶ又はＸ線撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射光学系に関し、特にＥＵＶ及びＸ線用の改良斜入射集光光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、ＥＵＶ及びＸ線光が用いられる状況の多様な用途があるが、特にリソグラフィや撮像の用途として有益である。
【０００３】
ＥＵＶリソグラフィシステムの簡略化したブロック図を図１（先行技術）に示す。紫外光源１０２は、通常はホットプラズマであり、そこからの発光は集光器１０４に集光され、照射器１０６に伝えられる。照射器はマスクやレチクル１０８にパターンを照射し、同パターンはウエハ１１０に転写される。マスクやレチクルの像は、投射光学ボックス１１２によってウエハ１１０に投影される。ＥＵＶリソグラフィシステムは、例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に開示されている。
【０００４】
現在、集光器１０４として最も有望な光学設計は、図２（先行技術）に示されるような、入れ子状ＷｏｌｔｅｒＩ構成に基づく。各ミラー２００は、二つのセクション（面）２０２，２０４からなる薄いシェルである：光源１０２に近い第１のセクション２０２は双曲面であり、第２のセクション２０４は楕円であり、双方とも回転対象であり、共通の焦点を有する。
【０００５】
光源１０２は共通の焦点とは異なる双曲面の焦点内に配されている。光源１０２からの光は双曲部２０１により集光され、楕円部２０４に反射し、共通の焦点とは異なり、中間焦点（ＩＦ）２０６として知られている楕円形の焦点に集光される。
【０００６】
光学的観点からすると、集光器１０２の性能は、集光効率及びファーフィールド強度分布によって主に特徴付けられる。集光効率は、中間焦点２０６における光強度と、光源１０２によって半球に放射されたパワーとの比である。集光効率は、集光器１０４の形状や、各ミラー２００の反射率、光源１０２の空間分布及び角度分布、照射器の光学的仕様に関係する。ファーフィールド強度分布は、照射器の設計に依存する距離であって通常光源１０２と中間焦点２０６間の距離と同じ桁の距離において、中間焦点２０６を越える光強度の平面空間分布である。
【０００７】
集光器１０４は、通常ホットプラズマ源１０２と合わせて使用される。よって、ＵＶ照射による集光器１０４に対する熱負荷は非常に高く、適当な冷却システムを要する。冷却システムは楕円部２０４と双曲部２０２の双方の裏側にあるシャドー領域における各ミラー２００の裏面に配されている（図２（先行技術）を参照）。
【０００８】
ＥＵＶ光源における集光器１０４の目的は、プラズマから発光される帯域内パワーを出来る限り多くリソグラフィックツール１００（図１）の次の光学的段階、つまり照射器１０６に伝えることであり、集光効率は上記に定義した通りである。光源側の所定の最大集光角度としては、集光効率は、主に集光角度やミラーの光学面上のコーティングの反射率によって決まる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第２００４／０２６５７１２号明細書
【特許文献２】米国特許第２００５／００１６６７９号明細書
【特許文献３】米国特許第２００５／０１５５６２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
公知の光学系に関する問題は、どのようにして集光器の効率を増大させるかである。本発明は上記及びその他の問題に対応することを目的とする。
【００１１】
Ａ．ファーフィールドの改善
公知の光学系に関する別の問題は、集光器のファーフィールド強度分布の均一度が予想を下回ることにより、集光器の効率に影響することである。
【００１２】
ファーフィールド強度分布の均一性は、マスクやレチクル１０８上の照射均一性に直接打撃を与えるため、リソグラフィ処理の品質に影響する。照射器１０６は、ファーフィールド強度分布の非均一性を部分的に補償するよう設計されているが、集光器１０４はファーフィールド強度分布の非均一性を制限するように設計する必要がある。特に、ファーフィールド強度分布の空間周波数変化が高いと補償が難しくなる場合がある。
【００１３】
ファーフィールド強度分布の空間周波数変化が高い主な原因は、ミラー２００の厚みによるシャドーイングである。かかる厚みは、メカニカルな要素や熱的な要素によって数値を小さい方に限定される。実際、製造及び結合のために十分なメカニカルな剛性が要求される。更に、ミラー２００の熱伝導性は、ホットプラズマにより生成された高い熱負荷を冷却システムの位置まで移すのに十分な高さが必要である。
【００１４】
場合によっては、ミラーの厚みによるシャドーイングは、照射器１０６や光源の仕様によって相応の集光器設計によりほぼ完全になくすことができる。つまり、場合によっては、シェルの厚みがゼロではないがミラーの厚みとして現実的な値（つまり製造上及び熱的な観点から現実的な値）を用いたとしても、シェルの厚みによってファーフィールドのシャドーイングがほぼ完全になくなるような集光器の設計が可能である。拡張した光源１０２を用いることによってミラーの厚みによるファーフィールド強度分布の非均一性を削減することができる。しかし、照射器１０６や光源１０２の仕様によって上述の特性を有する集光器設計ができない場合がある。特に、中間焦点２０６における光学的開口の限界によって、ファーフィールド強度分布における凹みを埋める光の一部を妨げる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一の観点によれば、ＥＵＶ及びＸ線に用い、光が放射源から集光され、像焦点に向けられる集光光学系であって、入れ子構造に配され、それぞれが光源を介して延びる光軸を中心に対称であって少なくとも第１及び第２反射面を有する複数のミラーを備え、使用においては、光源からの光は前記第１及び第２反射面において連続して斜入射反射し、前記第１及び第２反射面のうち一以上は、前記光のファーフィールド強度分布の高い空間周波数変化を補償するような矯正形状を含むことを特徴とする、集光光学系が提供される。
【００１６】
好適には、前記矯正形状は、各ミラーの呼び形状を、光の一部がファーフィールド強度分布における凹みを埋める方向に向きを変更するように相応に変形又は矯正したものである。
【００１７】
好適には、矯正形状は、相応の関数又は所定のオーダまで拡張したパワーによって数学的に表される。好適には、矯正形状は多項補正によって表わされる。好適には前記矯正形状は次の式によって表される。
【００１８】
Δｒi （ｚ）= Ｋi （c1ｚ + c2ｚ2 + c3ｚ3 )
ここで、Δｒi （ｚ）はミラー半径の変化、ｚは各ミラーの双曲部と楕円部との結合点から中間焦点を介して光源まで測定した光軸に沿った位置である。
【００１９】
下付き文字ｉは最も内側から最も外側のミラーの数であり、
パラメータＫi 、c1、  c2 、 c3 の値は、後述する表２及び表３に列挙されている。
【００２０】
好適には、各ミラーは後述する表１によって特定され、１は最も内側のミラーである。
一実施例においては、全部で入れ子構造の７つのミラーが設けられる。
【００２１】
好適には、各ミラーはＷｏｌｔｅｒＩミラーを備える。好適には、各ミラーにおいては、光源に最も近い第１の反射面は双曲形状を有する。好適には、各ミラーにおいては、光源から最も遠い第２の反射面は、楕円形の対称軸ではない軸を中心に楕円形を回転させることによって得られる。
【００２２】
他の実施例においては、二以上のミラーはそれぞれ異なる形状を有する。
好適には、各ミラーは電鋳モノリシック部材として形成され、第１及び第２反射面のそれぞれはミラーの二つの連続部分のそれぞれに設けられる。
【００２３】
好適には、一以上のミラーは、その裏側等に、ミラーの熱管理をする一以上の装置、例えば冷却管、ペルチェセル、温度センサを取り付けている。
【００２４】
好適には、一以上のミラーは、その裏側等に、光源からのデブリを軽減する一以上の装置、例えば腐食検出器、ソレノイド及びＲＦ源を取り付けている。
【００２５】
本発明の他の観点によれば、添付の請求の範囲の請求項１から１４のいずれかに記載の光学系を備えるＥＵＶリソグラフィの集光光学系が提供される。
【００２６】
本発明の他の観点によれば、ＬＰＰ源等の放射源、添付の請求の範囲の請求項１から１４のいずれかに記載の集光光学系、集光レンズ、及び反射マスクを備えるＥＵＶリソグラフィシステムが提供される。
【００２７】
本発明の他の観点によれば、添付の請求の範囲の請求項１から１４のいずれかに記載の光学系を備える、ＥＵＶ又はＸ線撮像の撮像光学系が提供される。
【００２８】
本発明の他の観点によれば、添付の請求の範囲の請求項１５の撮像光学系と、像焦点に配されるＣＣＤアレイ等の撮像装置とを備えるＥＵＶ又はＸ線撮像システムが提供される。
【００２９】
本発明の効果は、ＷｏｌｔｅｒＩ構造の設計によっては不可能である場合にファーフィールド強度分布の高い空間周波数変化を補償することである。本発明は、各ミラーの呼び形状を、光の一部がファーフィールド強度分布における凹みを埋める方向に向きを変更するように相応に変形又は矯正することを含む。この矯正は、各ＷｏｌｔｅｒＩミラーの楕円又は双曲部のいずれか、又は双方に適用することができる。この矯正は、相応の関数又は所定のオーダまで拡張したパワーによって数学的に表してもよい。後者の場合、多項補正が得られる。矯正の量は、ファーフィールド強度分布を最適化するため個別に慎重に選択しなければならない。実際、誤った又は過剰な矯正によって、ファーフィールド強度分布の一部の位置においては、凹みが大きくなったり不要なピークが生成されたりする。
【００３０】
Ｂ．複数の反射
従来の集光器の設計に関する問題として、斜入射集光器１０４の全体の効率を向上させるために、大きな角度で発光された光を集光する必要があることがある。しかし、コーティングの反射率が斜入射角の減少関数であるため、これは同時に、斜入射角度（グレージング角とも呼ばれる）が大きくなり、集光器の効率が結果的に制限されてしまうことを意味する。よって、所定の設計では、集光角度が大きくなるほど効率の向上は小さくなる。
【００３１】
このように集光器の効率が制限されることを解消する必要がある。
本発明の一の観点によれば、ＥＵＶ及びＸ線に用い、光が放射源から集光され、像焦点に向けられる集光光学系であって、入れ子構造に配され、それぞれが光源を介して延びる光軸を中心に対称であって第１及び第２反射面を有する複数のミラーを備え、使用においては、光源からの光は前記第１及び第２反射面において連続して反射し、一以上のミラーは更に第３反射面を含み、使用においては、光源からの光は前記第１、第２及び第３反射面において連続して反射することを特徴とする、集光光学系が提供される。
【００３２】
好適には、第３反射面を有するミラーは、光源に最も近い第１反射面が双曲形状を有し、第２反射面が双曲形状を有し、光源から最も遠い第３反射面が楕円形を有する。好適には、第２双曲形状は第１双曲形状と一つの共通の焦点を有し、楕円形とは一つの共通の焦点を有する。好適には、第１双曲形状の第２焦点は、光源焦点であり、楕円形の前記第２焦点は中間焦点である。
【００３３】
好適には、前記複数のミラーは、二以上のミラーからなり第１及び第２反射面を有する第１セットと、二以上のミラーからなり第１、第２及び第３反射面を有する第２セットと、を備える。好適には、第１セットは入れ子構造の最も内側であり、第２セットは入れ子構造の最も外側である。
【００３４】
好適には、前記第１セットとしては、（ａ）光源に最も近い第１反射面が双曲形状を有し、及び／又は（ｂ）光源に最も遠い第２反射面が楕円形の対称軸ではない軸を中心に楕円形を回転させることによって得られる。好適には、第１セットとしては、ミラーはＷｏｌｔｅｒＩか楕円形ミラーである。
【００３５】
好適には、前記第１セット又は前記第２セットのミラーは、前記第１、第２及び第３反射面における反射が斜入射反射となるように形成される。
【００３６】
一実施形態においては、ミラーは後述する表４及び表５に従って特定される。
好適には、各ミラーは電鋳モノリシック部材として形成され、第１と第２反射面、及び／又は第１と第２と第３反射面のぞれぞれはミラーの二つの連続部分のそれぞれに設けられる。
【００３７】
好適には、一以上のミラーは、その裏側等に、ミラーの熱管理をする一以上の装置、例えば冷却管、ペルチェセル、温度センサを取り付けている。
【００３８】
好適には、一以上のミラーは、その裏側等に、光源からのデブリを軽減する一以上の装置、例えば腐食検出器、ソレノイド及びＲＦ源を取り付けている。
【００３９】
本発明の他の観点によれば、添付の請求の範囲の請求項１７から２９のいずれかに記載の光学系を備えるＥＵＶリソグラフィの集光光学系が提供される。
【００４０】
本発明の他の観点によれば、ＬＰＰ源等の放射源、添付の請求の範囲の請求項３０に記載の集光光学系、集光レンズ、及び反射マスクを備えるＥＵＶリソグラフィシステムが提供される。
【００４１】
本発明の他の観点によれば、添付の請求の範囲の請求項１７から２９のいずれかに記載の光学系を備える、ＥＵＶ又はＸ線撮像の撮像光学系が提供される。
【００４２】
本発明の他の観点によれば、添付の請求の範囲の請求項３０の撮像光学系と、像焦点に配されるＣＣＤアレイ等の撮像装置とを備えるＥＵＶ又はＸ線撮像システムが提供される。
【００４３】
本発明の実施形態によれば、新規のミラー構造は３つの光学面を有する。光源から発光された光線はまず双曲面によって反射され、次いで第２の双曲面、そして最後に楕円によって反射される。第２双曲形状は、第１双曲形状と一つの共通の焦点を有し、楕円形と一つの共通の焦点を有する。第１双曲形状の第２の焦点は光源焦点であり、楕円形の第２の焦点は中間焦点である。
【００４４】
完全な集光器の一実施形態においては、最も内側のミラーがＷｏｌｔｅｒＩ（又は楕円形）であって、最も外側は新たに提案された構造に基づくものである、ハイブリッド構造を用いてもよい（後述する「ハイブリッド設計」、図９、１０を参照）。実際、内側（小さい）３反射ミラーは非常に小さな立体角で集光し、最も内側のミラーとして使用する場合多数必要となる。
【００４５】
よって、従来の集光器の制限を解消すべく、反射の数をＷｏｌｔｅｒ構造の２から３に増やした新たな設計を提案している。追加した反射による損失にもかかわらず、３つの反射を使用することの効果は、全ての反射の斜入射角を削減するため、より大きな角度で集光できるようになることである。
【００４６】
Ｃ．ハイブリッド設計
集光器１０４の光学的仕様により、中間焦点における光の最小角度（開口数）として低い値が必要な場合、最も内側のミラー２００は光源からの角度のついた光のわずかな部分しか集光しないため、入れ子状ＷｏｌｔｅｒＩ集光器１０４におけるミラーの数は急増する（例えば、図２を参照)。かかる場合、最終的な光学設計は多数の近接して配されるミラー２００を有する。この場合は二つの大きな欠点がある。
【００４７】
１）集光器１０４の最終的なコストは、光学仕様に合わせるために必要なミラー２００の数と共に増える。
【００４８】
２）最も内側のミラー２００は近接して配されているため、冷却システムを配するための有効なスペースが非常に限られ、冷却性能を台無しにする可能性がある。
【００４９】
本発明の一の観点によれば、入れ子構造に配され、それぞれが光源を介して延びる光軸を中心に対称であって一以上の反射面を有する複数のミラーであって、使用においては、光源からの光は前記一以上の反射面において斜入射反射し、二以上のミラーが異なる形状を有し、複数のミラーが光学的に整合されていることを特徴とする、複数のミラーが提供される。
【００５０】
好適には、ミラーは、一つのミラーによって集光される立体角と隣接するミラーによって集光される立体角との間に角度のギャップ即ちオブスキュレーションが全くないか実質的にないように光学的に整合されるか、及び／又は集光光学系の中間焦点側において一つのミラーと隣接するミラーとの間に角度のギャップが全くないか実質的にないように光学的に整合される。本文において、「光学的に整合される」とは、シェルが一つのシェルによって集光される立体角と隣接するシェルによって集光される立体角との間に角度のギャップ即ちオブスキュレーションが全くないか実質的にないように設計されることを意味する。同様に、中間焦点側においては、一つのシェルと隣接するシェルとの間に角度のギャップが全くないか実質的にないように設計される。
【００５１】
一実施形態においては、複数のミラーのうち第１の、最も内側のミラーは一つの反射面を有し、他のミラーは第１及び第２反射面を有することにより、使用においては、光源からの光は第１及び第２反射面において連続して斜入射反射する。
【００５２】
好適には、上記異なる形状はＷｏｌｔｅｒＩ、楕円形、及び放物形の組み合わせを含む。
【００５３】
一実施形態においては、前記複数のミラーは、二以上のミラーからなりミラーが第１形状を有する第１セットと、二以上のミラーからなりミラーが第２形状を有する第２セットと、を備え、第１形状と第２形状は異なる。
【００５４】
他の実施形態においては、前記複数のミラーは、第１形状を有する第１ミラーと、二以上のミラーからなりミラーが第２形状を有するセットと、を備え、第１形状と第２形状とは異なる。
【００５５】
好適には、第１形状はＷｏｌｔｅｒＩ、楕円形、又は放物形の組み合わせである。好適には、第２形状はＷｏｌｔｅｒＩ、楕円形、又は放物形の組み合わせである。
【００５６】
一実施形態においては、セットには５つのミラーがある。好適には、第１ミラーは楕円形ミラーであり、セットの５つのミラーはＷｏｌｔｅｒＩミラーである。好適には、ミラーは後述する表７に特定されている通りである。
【００５７】
好適には、各ミラーは電鋳モノリシック部材として形成され、第１及び第２反射面のそれぞれはミラーの二つの連続部分のそれぞれに設けられる。
【００５８】
好適には、一以上のミラーは、その裏側等に、ミラーの熱管理をする一以上の装置、例えば冷却管、ペルチェセル、温度センサを取り付けている。
【００５９】
好適には、一以上のミラーは、その裏側等に、光源からのデブリを軽減する一以上の装置、例えば腐食検出器、ソレノイド及びＲＦ源を取り付けている。
【００６０】
本発明の他の観点によれば、添付の請求の範囲の請求項３４から４５のいずれかに記載の光学系を備えるＥＵＶリソグラフィの集光光学系が提供される。
【００６１】
本発明の他の観点によれば、ＬＰＰ源等の放射源、添付の請求の範囲の請求項４６に記載の集光光学系、集光レンズ、及び反射マスクを備えるＥＵＶリソグラフィシステムが提供される。
【００６２】
本発明の他の観点によれば、添付の請求の範囲の請求項３４から４５のいずれかに記載の光学系を備える、ＥＵＶ又はＸ線撮像の撮像光学系が提供される。
【００６３】
本発明の他の観点によれば、添付の請求の範囲の請求項４６の撮像光学系と、像焦点に配されるＣＣＤアレイ等の撮像装置とを備えるＥＵＶ又はＸ線撮像システムが提供される。
【００６４】
本発明は、所定の光学仕様を、例えば同じ集光器において楕円形ミラーとＷｏｌｔｅｒＩミラーとを適宜組み合わせることにより整合させつつ、ミラーの数を削減することを目的とする。ある実施形態では、一以上の楕円形ミラーを集光器の最も内側のミラーとして用いることによりミラーの総数を削減する。これは、楕円形のミラーは光源からの光を長さ全体にわたって集光するが、ＷｏｌｔｅｒＩミラーはその双曲部分においてのみ光源からの光を集光することに因る。
【００６５】
本発明の一つの効果は、シェルの数が削減され、冷却に利用できる十分な空間ができることである。
【００６６】
ある実施形態では、比較的大きな出射角で集光する楕円形のシェルを多すぎないようにすると、集光効率が向上する。
【００６７】
ここで、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】（先行技術）公知のＥＵＶリソグラフィシステムの一例である。
【図２】（先行技術）図１のＥＵＶリソグラフィの光学集光器の光線図である。
【図３】本発明の一の観点による入れ子状集光器の一実施形態を示す。
【図４】従来の集光器の光線をトレースすることによって擬態化したファーフィールド強度分布を示す。ただし、本発明は含まれない。
【図５】図３の集光器について、本発明の一の観点によるミラーの集光例を示す。
【図６】本発明による集光によって、図３の集光器の光線をトレースした結果を示す。
【図７】（先行技術）１５のシェルからなり、大きな角度で集光するよう設計されたＷｏｌｔｅｒＩ集光器を示す。
【図８】本発明の一の観点による入れ子状集光器の一実施形態であって、図７の集光器と中間焦点の開口数の仕様を同じにしたものを示す。
【図９】（先行技術）入れ子状斜入射ＷｏｌｔｅｒＩ集光器の光学設計の一例を示す。
【図１０】本発明の一の観点による入れ子状集光器の一実施形態であって、図９の集光器と光学仕様を同じにしたものを示す。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
本明細書及び図面において、同じ符号は同様の要素を示す。特に記載しない限り、それぞれの設計上の要素及び部材はここに開示するその他の設計上の要素及び部材と組み合わせて用いてもよいものとする。
【００７０】
ここで述べる光学要素及び光学系の例では、特に示さない限り、光軸を中心とする円筒対称とし、「像焦点」は像焦点又は中間焦点を指す。
【００７１】
本発明による集光器１０４の設計及び構造は図１及び２に関連して上述した通りであるが、以下の説明は除くものとする。
【００７２】
Ａ．ファーフィールドの向上
図３は本発明の一の観点による入れ子状集光器の一実施形態を示す。この実施形態は図１及び２に記載したものと同様であるが、次の点で異なる。ここでの設計は７ミラー入れ子状ＷｏｌｔｅｒＩ集光器であり、対応する仕様は表１に挙げている。しかし、当然のことながら当業者であれば適当なミラーの数を用いることができる。
【００７３】
【表１】
2011511435.tif 000003
【００７４】
０．５ｍｍのＦＷＨＭで球状の拡張された光源について光線をトレースすることによって擬態化され、本発明を含まないファーフィールド強度分布が図４に示される。図４から明らかなように、ファーフィールド強度分布の凹み４０２はミラー厚みのシャドーイングに因る。最も外側のミラーのシャドーはもちろん図４では明らかになっていない。
【００７５】
この本発明の実施形態においては、各シェル（ミラー）２００の双曲部及び楕円部２０４の双方について、図３の呼び形状に次の等式によって与えられる多項補正を付加する。
【００７６】
Δｒi （ｚ）= Ｋi （c1ｚ + c2ｚ2 + c3ｚ3 )
ここで、Δｒi （ｚ）はミラー半径の変化、ｚは各ミラーの双曲部と楕円部との結合点から中間焦点を介して光源までミリメートル単位で測定した光軸に沿った位置である。上記等式の下付き文字ｉはミラー１（最も内側のミラー）から７（最も外側のミラー）の数である。パラメータＫi 、c1、  c2 、 c3 の値は、表２及び表３に列挙されている。
【００７７】
【表２】
2011511435.tif 000004
【００７８】
【表３】
2011511435.tif 000005
【００７９】
ミラー＃５の上記矯正の一例を図５に示す。表２及び表３の矯正を行い図３の集光器の光線をトレースした結果を図６に示す。ミラー厚みによるシャドーイングによるファーフィールド分布の凹みがなくなっていることが分かる。
【００８０】
本発明は集光器構造のＷｏｌｔｅｒＩ光学設計を参照して説明した。しかし、入れ子状ミラーに基づく限りいかなる光学的構造にも同等に適用可能であり、特に楕円形のみの設計に対しても適用可能である。
【００８１】
Ｂ．多数の反射
図７（先行技術）は、１５のシェル（ミラー）からなり、大きな角度で集光するよう設計された従来のＷｏｌｔｅｒＩ集光器の構成を示す。明確且つ簡潔にするため、外側のミラー２００のみを強調している。同ミラーは第１反射面２０２及び第２反射面２０４を有する。設計パラメータは表４に挙げられる。
【００８２】
【表４】
2011511435.tif 000006
【００８３】
図８は、本発明に基づく集光器の一実施形態であって、図７のＷｏｌｔｅｒ設計の中間焦点の開口数の仕様と同じにしたものを示す。図８の集光器は１７のミラーからなる。しかし、当然のことながら当業者であれば適当なミラーの数を用いることができる。図８の第１の９つの内側のミラーはＷｏｌｔｅｒＩミラーであり、図７の第１の９つの内側のミラーと同じである。外側の８つのミラーは本発明による。明確且つ簡潔にするために、外側のミラー２００のみを強調している。同ミラーは第１反射面２０２、第２反射面２０４、第３反射面２０５を有する。この実施形態の設計パラメータは表５及び表６に記載されている。
【００８４】
【表５】
2011511435.tif 000007
【００８５】
【表６】
2011511435.tif 000008
【００８６】
１３．５ｎｍのルテニウムに基準反射率プロファイルを用いると、図８の新規の設計は図７のＷｏｌｔｅｒＩ設計よりも約２１％効率が向上する。ＥＵＶリソグラフィに使用されるプラズマ源の効率は非常に低いため、集光器の効率がわずかに増えたたけでも、光源からの熱出力が縮減される点で大きな効果を意味する。
【００８７】
Ｃ．ハイブリッド構成
図９（先行技術）は、７つのミラーを有する入れ子状斜入射ＷｏｌｔｅｒＩ集光器の光学設計であって、１．５°から８°の間の放射によって中間焦点を照射するよう設計されている。明確且つ簡潔にするため、外側のミラー２００のみを強調している。同ミラーは第１反射面２０２及び第２反射面２０４を有する。
【００８８】
図１０は、図９の集光器と同じ光学仕様に合わせた構成であるが、本発明によって構成されたもの示す。最も内側のミラー２０７として１つの楕円形ミラーと、続く５つのＷｏｌｔｅｒＩミラーからなる。しかし、当然のことながら当業者であれば適当なミラーの数を用いることができる。（明確且つ簡潔にするため、外側のミラー２００のみを強調している。同ミラーは第１反射面２０２及び第２反射面２０４を有する。）図１０の集光器１０４を図９の集光器と比較した場合、ミラー２００の総数は７から６に減り、冷却システムを配するために使用できるミラー２００の裏側のシャドー領域が増えていることが分かる。よって、製造の複雑性を緩和し、冷却性が向上する。
【００８９】
図１０に示す実施形態の大きさは表７に挙げられている。
【００９０】
【表７】
2011511435.tif 000009
【００９１】
代替する実施形態として、入れ子状集光器の異なる位置に異なる形状のミラーやその組み合わせを用いてもよい。それには、ＷｏｌｔｅｒＩミラー、楕円形ミラー及び放物形ミラーの組み合わせが含まれる。
【００９２】
本発明には、撮像（例えばＥＵＶやＸ線）のための集光光学系、かかる光学系を含む撮像システムが含まれる。また、かかる撮像光学系や撮像システムの構成は、例えば欧州特許出願第06425539.1号において説明されている。
【図１】
2011511435.tif 000016
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011511435.tif 000020
【図６】
2011511435.tif 000021
【図７】
2011511435.tif 000022
【図８】
2011511435.tif 000023
【図９】
2011511435.tif 000024
【図１０】
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【国際調査報告】
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2011511435.tif 000028
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