(57)【要約】  極端紫外線（ＥＵＶ）顕微鏡はサンプル（５）を分析するように構成される。この顕微鏡は、約２〜６ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射を発生させるように構成されたＥＵＶ放射源（２）と、ＥＵＶ放射でサンプルを照明し、サンプルから放出される放射（６）を集めるように構成された光学システム（３）とを含む。光学システムは、約２〜６ｎｍの範囲内の放射の少なくとも一部の同相反射のための多層構造を含む少なくとも１つのミラーを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルを分析するように構成された極端紫外線（ＥＵＶ）顕微鏡であって、
約２〜６ｎｍの範囲の波長を有するＥＵＶ放射を発生させるように構成されたＥＵＶ放射源と、
前記ＥＵＶ放射で前記サンプルを照明し、前記サンプルから放出される放射を集めるように構成された光学システムと
を備え、
前記光学システムは、約２〜６ｎｍの範囲の前記放射の少なくとも一部の同相反射のための多層構造を含む少なくとも１つのミラーを含む、ＥＵＶ顕微鏡。
【請求項２】
前記多層構造は、以下の材料の組み合わせのうちいずれか１つを含む、請求項１に記載のＥＵＶ顕微鏡。
Ｍｏ／Ｂ、Ｌａ／Ｂ４Ｃ、Ｍｏ／Ｂ４Ｃ、Ｒｕ／Ｂ４Ｃ、ＦｅＣｒＮｉ／Ｂ４Ｃ、Ｗ／Ｂ４Ｃ、Ａｌ２Ｏ３／Ｃ、Ｃｏ／Ｃ、Ｎｉ／Ｃ、ＣｒＢ２／Ｃ、ＲｈＲｕ／Ｃ、Ｒｕ／Ｃ、Ｗ／Ｃ、Ｖ／Ｃ、ＮｉＣｒ／Ｃ、Ｆｅ／Ｃ、Ｒｕ／Ｃ、Ｃｏ２Ｃ３／Ｃ、Ｇｅ／Ｃ、ＦｅＣｒＮｉ／Ｃ、Ｗ／Ｓｃ、Ｃｒ／Ｓｃ、Ａｌ２Ｏ３／Ｖ、Ｃｒ／Ｖ、Ｎｉ／Ｖ、Ｃｒ／Ｔｉ、Ｃ／Ｔｉ、Ｗ／Ｔｉ、およびＮｉ／Ｔｉ。
【請求項３】
前記放射の前記一部は実質的に約３ｎｍの波長を有し、前記多層構造は約２００〜５００個の交互層を備える、請求項１に記載のＥＵＶ顕微鏡。
【請求項４】
前記多層構造は、第１材料を含む第１層と、第２材料を含む第２層とを有する単位構造の繰り返しによって形成され、前記単位構造は約１〜２ｎｍの範囲の厚さを有する、請求項１に記載のＥＵＶ顕微鏡。
【請求項５】
前記第１層の厚さは、前記第２層の厚さの約０．６〜１．５である、請求項４に記載のＥＵＶ顕微鏡。
【請求項６】
前記放射源は、放電プラズマ源またはレーザ誘起プラズマ源である、請求項１に記載のＥＵＶ顕微鏡。
【請求項７】
前記顕微鏡は、卓上ユニットとして構成される、請求項１に記載のＥＵＶ顕微鏡。
【請求項８】
前記光学システムは、前記多層構造を含む単一ミラーを備えたイルミネータモデルを含む、請求項１に記載のＥＵＶ顕微鏡。
【請求項９】
前記光学システムは、前記放射を集めるように構成された投影モジュールを含み、前記投影モジュールは、前記多層構造を含む複数の非球面ミラーを有するように構成される、請求項１に記載のＥＵＶ顕微鏡。
【請求項１０】
前記光学システムは、前記放射を集めるように構成された投影モジュールを含み、前記投影モジュールは、前記多層構造を含む球面シュワルツシルトミラーを有するように構成される、請求項１に記載のＥＵＶ顕微鏡。
【請求項１１】
前記光学システムは、前記投影モジュールから放出される前記放射を可視光に変換し、該可視光を可視顕微鏡ユニットに供給するように構成された光子コンバータを更に含む、請求項１０に記載のＥＵＶ顕微鏡。
【請求項１２】
前記光学システムは、前記投影モジュールから放出される前記放射を１つ以上の電子ビームに変換し、該１つ以上の電子ビームを電子顕微鏡ユニットに供給するように構成された光子コンバータを更に含む、請求項１０に記載のＥＵＶ顕微鏡。
【請求項１３】
前記光学システムは、異なる波長を用いたＥＵＶ顕微鏡検査を可能とするように構成された切り替え可能な対物系を更に含む、請求項１に記載のＥＵＶ顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、サンプルを分析するための極端紫外線（ＥＵＶ）顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  紫外線顕微鏡の一実施形態は、本明細書にその全体を参考として組み込む米国特許第５，４５０，４６３号から公知である。この顕微鏡は、４３．７〜６５オングストロームの範囲にある紫外線放射を放出する放射源を備える。Ｘ線顕微鏡は、Ｘ線透過イメージを供給するように構成され、それにより、好適なイメージコントラストを可能にするために非線形の光学媒体がＸ線顕微鏡のＸ線光学システムが設置される真空チャンバ内に供給される。本実施形態では、紫外線の波長より長い波長を有するＸ線放射線が非線形光学媒体に入射されてかかる放射線は紫外線に変換され、変換された紫外線が試験対象のサンプルに入射される。
【０００３】
[0003]  Ｘ線顕微鏡の別の実施形態は、本明細書にその全体を参考として組み込む米国特許第５，１０７，５２６号から公知である。この顕微鏡は、広スペクトルのＸ線を発生させるように構成される。この顕微鏡の照明システムは、高研磨主要ミラーと高研磨補助ミラーを含み、これらのミラーは共に特定の多層構造によって被覆されている。この多層構造には、予め選択されたＫおよびＬ吸収端を有するタングステン／シリコン多層が用いられる。これは、ウォーターウィンドウ（water window）の帯域（２〜６ｎｍ）をＸ線が実質的に透過し、ウォーターウィンドウの帯域外の紫外線波長および可視放射波長を実質的に阻止する効果がある。
【０００４】
[0004]  本発明は、Ｘ線顕微鏡などの従来の顕微鏡より優れた様々な利点を提供するＥＵＶ顕微鏡に関する。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]  本発明の一態様では、単純な構造を有するが、高品質のサンプルイメージを可能にするＥＵＶ顕微鏡を提供する。
【０００６】
[0006]  一実施形態では、ＥＵＶ顕微鏡が提供される。このＥＵＶ顕微鏡は、約２〜６ｎｍの範囲にある放射の少なくとも一部の同相反射のための多層構造を含む、少なくとも１つのミラーを備えた光学システムを含む。
【０００７】
[0007]  一実施形態では、サンプルを分析するように構成されたＥＵＶ顕微鏡が提供される。ＥＵＶ顕微鏡は、約２〜６ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射を発生させるように構成されたＥＵＶ放射源と、そのＥＵＶ放射でサンプルを照明し、サンプルから放出される放射を集めるように構成された光学システムとを含む。光学システムは、約２〜６ｎｍの範囲内の放射の少なくとも一部の同相反射のための多層構造を含む、少なくとも１つのミラーを備える。
【０００８】
[0008]  ＥＵＶ放射の一部の同相反射のために構成され、好適に形成された多層構造を提供することによって、好適な極端紫外線放射源に対して通常は厳しく定められる仕様を緩和することができ、それにより、顕微鏡の構造が実質的に単純化され、また、その生産コストが実質的に下がる。
【０００９】
[0009]  ＥＵＶ顕微鏡に対する放射源の仕様は、帯域幅に関して緩和される。これは、ＥＵＶ顕微鏡検査のために用意される光学部品が、一般的に使用されるゾーンプレートよりかなり広い帯域幅に対応できることによる。このことは、放射源の実効（使用）出力を大きくすることが可能となる。更に、この新規の放射源の出力は、これまで使用されてきた放射源より１００倍大きい。また、多層コーティングされたミラーに基づいた光学システムの透過率は、ミラーの反射率が高いことと対応できる帯域幅が広いことによって、ゾーンプレートに基づいた透過率より相当に大きい。
【００１０】
[0010]  ＥＵＶ放射の同相反射のための多層構造の製造に好適な材料には、以下の材料の組み合わせ、すなわち、Ｍｏ／Ｂ、Ｌａ／Ｂ４Ｃ、Ｍｏ／Ｂ４Ｃ、Ｒｕ／Ｂ４Ｃ、ＦｅＣｒＮｉ／Ｂ４Ｃ、Ｗ／Ｂ４Ｃ、Ａｌ２Ｏ３／Ｃ、Ｃｏ／Ｃ、Ｎｉ／Ｃ、ＣｒＢ２／Ｃ、ＲｈＲｕ／Ｃ、Ｒｕ／Ｃ、Ｗ／Ｃ、Ｖ／Ｃ、ＮｉＣｒ／Ｃ、Ｆｅ／Ｃ、Ｒｕ／Ｃ、Ｃｏ２Ｃ３／Ｃ、Ｇｅ／Ｃ、ＦｅＣｒＮｉ／Ｃ、Ｗ／Ｓｃ、Ｃｒ／Ｓｃ、Ａｌ２Ｏ３／Ｖ、Ｃｒ／Ｖ、Ｎｉ／Ｖ、Ｃｒ／Ｔｉ、Ｃ／Ｔｉ、Ｗ／Ｔｉ、およびＮｉ／Ｔｉのうちいずれか１つが含まれてよい。これらの多層は、比較的容易に得ることができ、ＥＵＶ顕微鏡検査のための優れた多層ミラーを提供することができる。一実施形態によるＥＵＶ顕微鏡に好適なＥＵＶ源は、放電プラズマ源またはレーザ誘起プラズマ源のいずれか一方を含んでよい。多層構造は、複数の交互にされた第１層と第２層を備え、このとき、第１層は第１材料を含み、第２層は第２材料を含む。約２００〜５００個の範囲の交互層が選択されてよい。多層構造は、第１層および第２層を有する単位構造の繰り返しによって形成されてよい。この単位構造は、約１〜２ｎｍの範囲の厚さを有してよい。単位構造は、約１．５ｎｍの厚さを有してよい。これは、約３．１０〜３．１３ｎｍの範囲にある波長を有するＥＵＶ放射の同相反射を可能にし得る。第１層の厚さは、単位構造の厚さの約４０％〜６０％の範囲であってよい。第１層の厚さは、第２層の厚さの約０．６〜１．５倍であってよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
[0011]  本発明の上述のおよび他の態様を、図面を参照してより詳細に説明する。
【図１】[0012]  図１は本発明によるＥＵＶ顕微鏡の一実施形態の概略図を示す。
【図２】[0013]  図２は本発明によるＥＵＶ顕微鏡の一実施形態の概略図を示す。
【図３】[0014]  図３は図２の顕微鏡の変形の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0015]  図１は、Ｘ線顕微鏡１０の一実施形態の概略図を示す。ＥＵＶ放射源２は、少なくとも約２〜６ｎｍの範囲における波長を有するＥＵＶ放射を発生させるように構成される。比較として、放射源が高温プラズマのような放射崩壊の影響を受ける場合、放射源の表面直径は、例えば、１３．５ｎｍリソグラフィの分野において知られている従来のＥＵＶ源に対して約７倍減少し得ることを言及しておく。その結果、同じ長さを有する表面放射領域はそれに応じて減少する。放射帯域が、エネルギーで表現すると、約１．１で減少し、黒体放射制限が約８０倍増加する。この結果、３．１ｎｍの波長に対する変換効率は、例えば、約０．１％（２πにおいて）となり得る。
【００１３】
[0016]  放射源２から放出されるＥＵＶ放射は、放射線２ａで概略的に表されるが、光学システムとも呼ばれるイルミネータシステム３内に配置される多層構造４を含む好適なミラーから反射される。多層構造の特性は上述したとおりである。多層構造４は、屈折のブラッグの法則（Bragg law）に従って同相放射を反射するように構成され、各層それぞれが反射面となっている。反射された放射２ｂは、例えば、生体サンプルである好適なサンプル５上に衝突する。サンプル５は、ビーム２ｂを分散させ、それにより分散ビーム６が生成され、この分散ビームは、好適な投影モジュール７によって集められる。投影モジュール７は、多層構造７ａを含む複数のミラーといった複数の光学素子を含んでよい。多層構造７ａを含む複数のミラーは、非球面ミラーであってよい。投影光ボックスは、６つの多層ミラーを含んでよい。集められたビーム８は、投影モジュール７から出射し、ディテクタ９に送られる。ディテクタ９は、電子イメージを生成するように構成されたＣＣＤカメラを含んでよい。或いは、ディテクタ９は、ＥＵＶ感応性フィルムを含んでもよい。
【００１４】
[0017]  上述したように、多層構造は、ＥＵＶ放射の同相反射のために適切な材料から形成されてよく、その材料には、以下の材料の組み合わせのいずれか１つであってよい。すなわち、Ｍｏ／Ｂ、Ｌａ／Ｂ４Ｃ、Ｍｏ／Ｂ４Ｃ、Ｒｕ／Ｂ４Ｃ、ＦｅＣｒＮｉ／Ｂ４Ｃ、Ｗ／Ｂ４Ｃ、Ａｌ２Ｏ３／Ｃ、Ｃｏ／Ｃ、Ｎｉ／Ｃ、ＣｒＢ２／Ｃ、ＲｈＲｕ／Ｃ、Ｒｕ／Ｃ、Ｗ／Ｃ、Ｖ／Ｃ、ＮｉＣｒ／Ｃ、Ｆｅ／Ｃ、Ｒｕ／Ｃ、Ｃｏ２Ｃ３／Ｃ、Ｇｅ／Ｃ、ＦｅＣｒＮｉ／Ｃ、Ｗ／Ｓｃ、Ｃｒ／Ｓｃ、Ａｌ２Ｏ３／Ｖ、Ｃｒ／Ｖ、Ｎｉ／Ｖ、Ｃｒ／Ｔｉ、Ｃ／Ｔｉ、Ｗ／Ｔｉ、およびＮｉ／Ｔｉ。一実施形態では、多層構造は、Ｃｒ／Ｓｃを含む。
【００１５】
[0018]  ＥＵＶ顕微鏡１０は、好適な生体サンプルの検査を可能にする卓上顕微鏡として構成されてよい。炭素のＫα吸収端と酸素のＫα吸収端との間の領域に対応する約２〜６ナノメートルのＸ線範囲が、生体物質の検査に特に適していることが分かっている。これは、この範囲では、炭素および窒素の吸収が高く、同時に酸素および水素の吸収が低いことによる。したがって、約２〜６ｎｍの範囲を用いることによって、水中で高い分解能で、主にタンパク質から構成される生物標本（生体組織）を観察することができる。
【００１６】
[0019]  図２は、ＥＵＶ顕微鏡２０の一実施形態を示す。図２に示す実施形態では、顕微鏡２０は、ＥＵＶビーム１２ａを発生させるように構成された放射源１２を含む。放射源１２は、単一ミラー・イルミネータユニット１３に影響を与える。ミラーは、上述した種類の多層構造を含む球面のシュワルツシルト(Schwarzschild)ミラーとして実施される。シュワルツシルトミラーは、放射ビーム１２ｂでサンプル１４を照明するよう構成される。放射ビーム１５はサンプル１４によって分散され、投影モジュール１６によって集められる。この投影モジュール１６は、２つのシュワルツシルト多層ミラー１６ａを含んでよい。反射面の数を、例えば、２、３、または４のように少なく維持することによって、反射率の低いＥＵＶミラーを用いることができる。これにより、顕微鏡の中で、特に、顕微鏡の光学システムの中で切り替え可能な対物系を用いる可能性が与えられる。切り替え可能な対物系は、異なる波長に対して異なる対物系を用いたサンプル検査を可能にするよう切り替え可能に構成されている。この機能によって、サンプル内の異なるターゲット領域、特に、１つの細胞内の異なる種の検査が可能となる。
【００１７】
[0020]  投影モジュールから放出される放射ビーム１７は、光子コンバータユニット１８に向けられ、この光子コンバータユニットでは、極端紫外線光子が、可視波範囲の光子、すなわち、光１８ａに変換され得る。光１８ａは、次に、可視顕微鏡１９ａに供給される。可視顕微鏡１９ａから光が結像および／または更なる分析のためにＣＣＤユニット１９に供給されてよい。上述した材料が、顕微鏡２０の光学システムＯＳ内で用いられるシュワルツシルトミラーの製造に好適であり得ることは理解できよう。この光学システムＯＳは、図２に示すように、イルミネータユニット１３、投影モジュール１６、および光子コンバータ１８を含んでよい。
【００１８】
[0021]  あるいは、図３に示すように、放射ビーム１７は、光子コンバータユニット１８に向けられ、この光子コンバータユニットでは、極端紫外線光子は、１つ以上の電子ビーム１８ｂに変換されてもよい。これらの電子ビーム１８ｂは、次に、電子顕微鏡ユニット１９ｂに供給される。このような構成は、可視顕微鏡１９ａに比べて顕微鏡１９ｂの実効分解能を増加することができる。電子は、通常、短波長を有する。この理由から、電子顕微鏡ユニット１９ｂによって高い実効分解能が達成される。
【００１９】
[0022]  本発明の具体的な実施形態を上に述べたが、本発明は、記載された以外にも実施し得ることは理解できよう。上述の記載は、限定ではなく例示を意図している。したがって、当業者であれば、特許請求の範囲から逸脱することなく記載した発明に変更を加え得ることは理解できよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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