(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高強度の高エネルギー放射光のビーム束の断面にてパラメータの空間分解測定を行う方法であって、前記ビーム束の特定位置にあるビーム成分が測定器に向けて取り出される方法において、
−  前記ビーム束（２）を遮蔽要素（３）によって遮蔽し、前記ビーム束（２）の断面（２１）が前記遮蔽要素（３）の上に結像されるステップと、
−  前記ビーム束（２）に対して断面が小さく、かつ強度が弱い部分ビーム束（２２）を、前記遮蔽要素（３；３３）における少なくとも１つの開口部（３１；３６）によって取り出すステップと、
−  前記遮蔽要素（３；３３）の回転移動により、前記遮蔽要素（３；３３）の前記少なくとも１つの開口部（３１；３６）を、測定対象の前記ビーム束（２）の前記断面（２１）内の異なる位置に移動させることによって、前記ビーム束（２）を、位置の異なる部分ビーム束（２２）へと時間的に連続的に分離するステップであって、その分離は放射光源（１）の光ノード（１２；１３）の前又は後ろのビーム束（２）中で前記遮蔽要素（３）の前記少なくとも１つの開口（３１；３６）によって実行されるステップと、
−  前記少なくとも１つの開口部（３１；３６）を透過した前記部分ビーム束（２２）の測定値を、前記ビーム束（２）の断面（２１）内の大きな範囲を測定する検出器（４１）の形態をした測定器（４）によって時間的に連続的に取得し、その際、強度測定が前記測定器（４）によって前記光ノード（１２；１３）の後ろのビーム束（２）の発散領域の中で実行されるものであり、前記ビーム束（２）の前記断面（２１）の中で、前記部分ビーム束（２２）が関連付けられる位置を、前記遮蔽要素（３；３３）の回転移動の結果として得られる前記開口部（３１；３６）の所与の経路（３４）に応じて把握するステップと、
−  前記連続的に取得した部分ビーム束（２２）の測定値およびそれに関連付けられた位置を含む測定データを記憶するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記遮蔽要素（３）の前記開口部（３１；３６）を通じて測定対象の前記ビーム束（２）を部分ビーム束（２２）に分離する前記ステップは、放射光源（１）の中間焦点（３１）で実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記開口部（３１；３６）を通じて測定対象の前記ビーム束（２）を部分ビーム束（２２）に分離する前記ステップは、前記ビーム束（２）の光軸（１１）に平行な回転軸（３２）のまわりに前記遮蔽要素（３；３３）を回転移動させることによって実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記開口部（３１；３６）を通過する前記部分ビーム束（２２）の強度の減弱は、前記ビーム束（２）の発散領域に前記遮蔽要素（３；３３）を配置することによって実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記開口部（３１；３６）を通過する前記部分ビーム束（２２）の強度の減弱は、前記遮蔽要素（３；３３）を放射光源（１）の中間焦点（１３）の前の前記ビーム束（２）の収束領域の中に配置しかつ前記測定器（４）を前記中間焦点（１３）の後ろの前記ビーム束（２）の発散領域の中に配置することにおいて実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記開口部（３１；３６）を通過する前記部分ビーム束（２２）の強度の減弱は、前記測定器（４）まで前記部分ビーム束（２２）の伝搬経路（２３）を長くすることによって達成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
各時点で厳密に１つの開口部（３１；３６）が前記ビーム束（２）の前記断面（２１）で案内されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
各時点で２つ以上の開口部（３１；３６）が前記ビーム束（２）の前記断面（２１）で案内され、同時に生成される各部分ビーム束（２２）の前記測定値の区別は、前記測定器（４）の別々の検出領域を通じて行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
測定値の獲得は、前記少なくとも１つの開口部（３１）のその経路（３４）上での位置が、前回の獲得位置に対して、少なくとも前記開口部（３１）の長さ範囲に対応する量だけ移動方向に変化したときにトリガされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
高強度の高エネルギー放射光のビーム束の断面にてパラメータを空間分解測定する装置であって、測定対象のビーム束を放出する放射光源と、前記ビーム束からビーム成分を取り出す要素と、前記ビーム束から取り出された前記ビーム成分を測定する測定器と、を備えて構成される装置において、
−  ビーム成分を取り出す前記要素が、部分ビーム束（２２）を通過させる少なくとも１つの開口部（３１）を有しかつ測定対象の前記ビーム束（２）がその断面（２１）上で遮蔽されるような遮蔽要素（３；３３）として構成され、
−  前記遮蔽要素（３；３３）が、前記放射光源（１）の光源地点（１２；１３）の光ノード（１２；１３）の前又は後ろの前記ビーム束（２）中に回転可能に配置され、前記ビーム束（２）の前記断面（２１）の中の異なる領域内の予め定められた経路（３４）上で前記少なくとも１つの開口部（３１；３６）を移動できるようになっており、前記断面（２１）内で異なる位置を有する時間的に連続する部分ビーム束（２２）が、前記少なくとも１つの開口部（３１）の背後にある所定の経路（３４）に沿った前記少なくとも１つの開口部（３１；３６）の移動に基づいて、前記ビーム束（２）の断面（２１）内の大きな範囲を測定する前記測定器（４）へと向けられ、
−  放射光源（１）の光ノード（１２；１３）の後ろのビーム束（２）の発散領域の中の前記測定器（４）は、ある距離だけ前記遮蔽要素（３；３３）の下流に配置され、前記高エネルギー放射光の測定値を取得することを目的として、前記部分ビーム束（２２）が、前記ビーム束（２）の前記断面（２１）の中の前記開口部（３１；３６）の位置における強度に対して放射光の強度が複数桁のオーダで減弱される程度にまで減衰されるようになっており、
−  前記遮蔽要素（３；３３）を制御して、前記断面（２１）内の前記少なくとも１つの開口部（３１；３６）の位置を取得し、前記測定器（４）による測定値取得を、前記遮蔽要素（３；３３）の動きに同期して、前記部分ビーム束（２２）の前記測定値を前記少なくとも１つの開口部（３１；３６）の異なる位置に関連付け、位置依存的に測定される前記ビーム束（２）の前記断面（２１）のパラメータを取得するために、測定および制御手段が設置される、
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記遮蔽要素（３；３３）が、光軸（１１）の外かつ前記ビーム束（２）の外に配置された回転軸（３２）を有することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記遮蔽要素（３、３３）が、前記ビーム束（２）の前記断面（２１）を通る、前記回転軸（３２）まわりの異なる経路（３４）上で案内される複数の開口部（３１）を有することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記開口部（３１）が、大きさの等しい微細孔（３６）であることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記開口部（３１）が、大きさの異なる微細孔（３６）と大型孔（３７）とによって形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記測定器（４）が、検出器（４１）と、前記検出器（４１）の前に配置された発光スクリーン（４３）とを有することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
前記測定器（４）が、検出器（４１）と、光軸（１１）の外に配置された検出器（４１）へ前記部分ビーム束（２２）を偏向するビーム偏向光学素子とを有することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
前記測定器（４）が検出器（４１）と多層ミラー（４４）とを有しており、前記検出器（４１）と、多層ミラー（４４）と、及び、光ノード（１３）とが、前記多層ミラー（４４）にその凹面鏡面の中心で接触するローランド円（９）の上に配置されることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高エネルギー、高強度放射光の束の断面全体にわたる測定データ（パラメータ）を空間的に取得する方法および装置に関する。これは好ましくは、工作物の機械加工用の高エネルギービーム束の測定において、取得された放射パラメータの空間プロファイルを得るために使用される。
【背景技術】
【０００２】
高エネルギー放射光、たとえばレーザ光、極端紫外線または粒子放射線（電子ビームまたはイオンビーム）は、たとえば、リソグラフィ工程により作製される半導体ウェハ等の工作物の非接触加工にますます使用されている。この種の高エネルギー放射光を効率的に使用するためには、特に、加工用ビーム（以下、ビーム束という）の断面全体にわたるエネルギー、すなわち放射光の強度（単位面積および時間当たりの出力）の空間分布等のパラメータを測定して、加工中に不均等性を補正し、またはその影響を補償できるようにすることが非常に重要である。
【０００３】
現在、ビーム束の空間測定はほとんど、たとえば個々の、または列状のフォトダイオード、ＣＣＤ検出器およびＣＭＯＳ検出器、または蛍光スクリーンの背後に配置されたカメラ、または光子カウンタ等の光電子センサによって行われている。その中で、センサに入力信号として入射する放射光によって電気出力信号が生成されるが、この入力信号の強度と出力信号の強度との間の機能的関係は、各検出器に固有の特性曲線と放射光の種類（粒子の種類、波長）によって説明される。
【０００４】
光電子センサの特性曲線は、入力信号と出力信号との間で、一般に技術的な測定の目的に適した範囲においては直線関係を有する。センサの動作方法によっては、その特性曲線は、入力信号の特定の値以降、測定目的に適さない飽和状態に移行する。
【０００５】
ますます強力な放射光源が開発されるにつれて、＞１００Ｗの出力であっても、短波長電離放射線の放射量の測定には、はるかにロバストなセンサが必要であり、しかもこのセンサの感度はわずかな出力変動に対しても十分でなければならない。
【０００６】
この種の測定、たとえば軟Ｘ線放射（ＥＵＶ）用にセンサが使用される場合、高い放射エネルギーと強度は、たとえばセンサ内での高熱発生により、センサの急速な飽和または、時には破壊の原因となる。放射光源とセンサとの間に吸収フィルタ等の光減衰器を使用することもまた、高熱発生により、可能な範囲は限られている。
【０００７】
上記の理由により、ＵＶ、ＤＵＶ、ＥＵＶ、Ｘ線またはレーザ光等の高エネルギー放射光のビーム束内の強度は通常、間接的に測定される。
【０００８】
たとえば特許文献１は、ビーム路程の中間焦点内、またはその付近でビームを計画的にパターニングするための移動可能な開口部の構成を開示している。「照射野外」ビームと呼ばれるエッジビームをフォトダイオードで獲得し、そこから放射光の強度を判定する。しかしながら、この放射光測定方法では、放射光源の合計強度に相当するものが判定されるだけで、ビーム束の断面全体にわたる強度の分布は判定されず、これは、測定値がビーム束のうちの加工に使用される領域から得られていないからである。この欠陥を克服するために、ビーム束の断面全体にわたる強度分布の間接的な測定方法が提案されており、それによれば、照射中の加熱の結果として変化する電気抵抗またはその他の電気的パラメータが移動する開口部で測定され、そこから強度プロファイルが導き出される。しかしながら、この解決方法では、開口部の大きさの寸法での空間分解能しか得られない。
【０００９】
ビーム束の内部を測定し、これを工作物加工の進行中に実行するために、特許文献２が開示する装置においては、レーザ断面の小さな部分だけを反射によって縞状に取り出して（coupled out）、測定器に到達させ、それによって工作物のレーザ切断中の測定が可能となっている。そのために、反射する丸棒を、ビーム路程を通る円形の経路上で移動させる。ビーム束に関する反射体の相対的位置が常にわかっているため、取得した個別の測定値をビーム束の縞状部分に空間的に関連付けることができる。
【００１０】
しかしながら、個別の縞によるビーム束のこれらの測定データは平均値であるため、微細部分までの分解能で強度の数値を得ることはできない。
さらに、特許文献３は、レーザビームの空間エネルギー分布を測定するための構成を開示し、この構成は、ビーム路に対して垂直に移動可能な２つのスリット開口から成る開口構成と、前記開口構成と共に移動する検出器とを用いており、前記検出器は、ビーム横断面において移動可能な開口で回折された光を検出するために、前記開口構成からの隔たりを可変に光軸の近くに配置されている。この構成は、検出器が開口と共に移動され、最大回折に特に適合するので測定結果を、特に発散ビーム束に対する測定結果を歪めるという、不利な点を有している。
似ているが非常に単純な相違例（これは高エネルギー放射には適していない）が、特許文献４に記載され、これはＬＥＤの強度分布を測定するもので、開口を直接備えた検出器が光源を横切って案内されるようになっている。
別の放射測定の解決策が特許文献５に開示されている。回転対象を有さないビーム強度分布のビーム密度を測定するために、互いに密に相前後してスリット開口と螺旋開口を配置し、異なる強度に構成感度を適合させるように共通軸回りに異なる速度で回転することによって「移動開口」が光源の遠視野面に生成される。
特許文献６はｃｗ−レーザビームにおける測定のための２つの回転する開口を備える同様の構成を記載する。
レーザのエネルギ分布を測定するためのもっと複雑な構成が特許文献７に開示されており、これは２つの回転する開口を含み３つの開口を有している。
上記後半３つの解決策の全ては、異なるやり方で制御し同期させる２つの移動可能な開口の問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＵＳ ７，０２３，５２４ Ｂ２
【特許文献２】ＤＥ ８２２７４９４ Ｕ１
【特許文献３】ＤＤ １４７１５３ Ａ１
【特許文献４】ＪＰ ２００５−０１７１０６ Ａ
【特許文献５】ＤＤ ２４９７５９ Ａ１
【特許文献６】ＦＲ ２５７４５４２ Ａ１
【特許文献７】ＵＳ ４，８２８，３８４ Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、高エネルギー、高強度の放射光のビーム束の断面内で、高い放射負荷の結果として、センサの飽和または劣化、または減衰器または反射素子のパラメータ変動によって測定精度が損なわれることなく、従来の光電子センサを用いて高空間分解測定データを取得することを可能にする、放射光測定の新しい可能性を見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
ビーム束の特定位置におけるビーム成分を取り出して測定器に到達させる、高強度の高エネルギー放射光のビーム束の断面のパラメータを空間分解測定する方法において、上記の目的は、以下のステップを通じて達成される。
− ビーム束を遮蔽要素によって遮蔽し、ビーム束の断面が遮蔽要素の上に結像されるようにする。
− ビーム束に対して断面が小さく、出力密度が低い部分ビーム束を、遮蔽要素の少なくとも１つの開口部によって取り出す。
− 遮蔽要素の少なくとも１つの開口部を、遮蔽要素の回転移動により、測定されるべきビーム束の断面内の異なる位置に移動させることによって、ビーム束を位置の異なる部分ビーム束へと時間的に連続的に分離する。遮蔽要素の少なくとも１つの開口による分離は放射光源の光ノードでもたらされる。
− 少なくとも１つの開口部を透過した部分ビーム束の測定値を、ビーム束の断面内の大きな範囲を測定する検出器の形態をした測定器によって時間的に連続的に取得し、ビーム束の断面の中で、部分ビーム束が関連付けられる位置を、遮蔽要素の回転移動の結果として得られる開口部の所与の経路に応じて把握する。その際、測定器による強度測定は光ノードの後ろのビーム束の発散領域の中でもたらされる。
− 連続的に取得した部分ビーム束の測定値およびそれに関連付けられた位置を含む測定データを記憶する。
【００１４】
本発明は好ましくは、測定地点での出力が好ましくは１０から５００Ｗのビーム束の測定値の取得に使用される。しかしながら、測定位置での出力はこれより高くてもよい。この点に関して、中間焦点における実現可能な出力は、放射光源および集光システムの異なる変形例により大きく異なる。
【００１５】
ＥＵＶ帯域内領域（帯域幅が波長の２％で中心波長λ０＝１３．５ｍｍ、すなわち、スペクトル領域１３．３６５ｎｍから１３．６３５ｎｍの範囲内）に関して本発明の使用が強く推奨される中間焦点のＥＵＶ帯域内出力の一般的な数値もまた、すでに１０から２００Ｗの範囲にあり、これは、ＥＵＶ帯域外出力（波長範囲λ＝５から２０ｎｍ）がＥＵＶ帯域内出力の１０から２０倍もあり、同様に測定検出器に作用するからである。総放射出力（熱放射を含む）は、最高で、利用可能なＥＵＶ帯域内出力より２桁から３桁のオーダで大きい。
【００１６】
本発明は、ビーム束の強度を弱めて、測定精度を損なう検出器の飽和と劣化の加速等の不利な影響を最小限にしなければならないという基本的着想に基づく。しかしながら、その中で、検出された強度の明確な空間相関関係は依然として確保される。
【００１７】
そのために、本発明では、ビーム束の事実上、断面の全部を遮蔽し、異なる位置の、空間的に狭く画定された開口部によって、ビーム束の断面内で部分ビーム束を体系的に測定することができる。
【００１８】
強度の減弱は、一方で、遮蔽要素を、点光源そのものまたは光源の像（共役光源位置または中間焦点）とすることのできる光ノード付近のビーム束の収束または発散領域に位置付け、測定器（検出器）を光ノードから遠くに配置する（逆二乗の法則、すなわち１／ｒ２の法則を利用）という点において実現される。したがって、形成される部分ビーム束では、強度が遮蔽要素からの距離の増加とともに弱まり、それによって、放射光源出力が非常に高く、また測定対象のビーム束の強度が非常に高いにもかかわらず、部分ビーム束のビーム路程の下流に配置される測定器を従来のどの検出器にも取り付けることができる。遮蔽要素は、光ノードの中ではなく、光ノードの位置に配置される。開口部を通過する部分ビーム束の強度の減弱は、好ましくは、遮蔽要素をビーム束の発散部分に配置することにより実現される。
【００１９】
他方で、当初のビーム束の強度の減弱はまた、開口部を通過する部分ビーム束のその他の回折と散乱にも依存する。
【００２０】
測定対象のビーム束の部分ビーム束への分離は、ビーム束の断面全体を遮蔽する要素の少なくとも１つの開口部を移動させ、その移動をビーム束の軸と同心円状にならないようにすることによって、ビーム断面を体系的に走査する（ラスタスキャン）ことにおいて実行される。その中で、断面の中の、位置に応じて分離される区画が測定器に結像され、空間的に順序付けされ、断面の中の各区画から個別の測定データが取得される。遮蔽要素の開口部を通じた測定対象のビーム束の部分ビーム束への分離は、好ましくは、中間焦点において実行される。分離は、たとえは遮蔽要素の回転移動または連続往復移動またはその並進移動によって実行することができる。分離は好ましくは、ビーム束の光軸（中心軸）に平行な回転軸の周囲で遮蔽要素を回転させることによって実行される。開口部はまた、断面上でランダムなシーケンスで案内することもできる。
【００２１】
ビーム束の断面より大きな領域を開口部のための予め定められた経路で走査する場合、これは、ビーム断面全体にわたって蓄積される測定データの空間分解能に対してマイナスの影響を与えない。走査領域に関して断面が変位しても（たとえば、集光光学系の位置ずれによる）、この変位は、断面走査の全測定データの空間分布を評価することによって検出、修正できる。
【００２２】
本発明によれば、高エネルギー、高強度放射光のビーム束の断面の中で放射光の測定を実行し、高い放射負荷の結果として、センサの飽和または劣化により、または減衰器または反射素子のパラメータの変動により測定精度が損なわれることなく、従来の光電子センサを用いて高空間分解測定データを取得することが可能である。
【００２３】
開口部を通過する部分ビーム束の強度の減弱は、遮蔽要素を放射光源の中間焦点の前のビーム束の収束領域に配置し、測定器を中間焦点の後ろのビーム束の発散領域に配置することにおいて実行できる。
【００２４】
本発明による方法の有利な実施形態において、開口部を通過する部分ビーム束の強度の減弱は、測定器までの部分ビーム束の伝搬経路を長くすることによって実現される。これは、たとえば、開口部を通過する部分ビームのビーム路程の中に偏向光学系を挿入することによって実行できる。
【００２５】
この方法の単純な実施形態においては、各時点で１つの開口部だけがビーム束の断面上で案内される。
【００２６】
この方法の別の実施形態において、各時点で２つ以上の開口部がビーム束の断面上で案内される。同時に生成される個別の部分ビーム束の測定値は、測定器の中の別の検出領域を通じて区別される。
【００２７】
測定値の獲得は、少なくとも１つの開口部のその経路上の位置が、前回の獲得位置に対して、移動方向に、少なくとも開口部の長さ範囲に対応する量だけ変化したときにトリガされる。したがって、ビーム束の断面の中の重複しない区画の測定値が、時間的に連続する２回の獲得によって獲得される。
【００２８】
この方法のある実施形態において、開口部はステップ方式で移動させることができ、測定値は測定器において、遮蔽要素の移動と移動の間の休止中に、遮蔽要素の移動と同期するように取得される。さらに、開口部を連続的に移動させ、開口部が予め定められた位置に到達したときに、測定値の取得するように測定器をトリガすることも可能である。
【００２９】
高強度の高エネルギー放射光のビーム束の断面においてパラメータを空間分解測定する
装置であって、測定対象のビーム束を放出する放射光源と、ビーム束からビーム成分を取
り出す要素と、ビーム束から取り出されたビーム成分を測定する測定器と、を備える装置
において、上記の目的はさらに、
− ビーム成分を取り出す要素を、部分ビーム束を通過させるための少なくとも１つの開口部を有しかつ測定対象のビーム束がその断面上で遮蔽されるような遮蔽要素として構成し、
− 遮蔽要素を、ビーム束の中の、放射光源の光源地点の光ノードの前又は後ろのビーム束中に回転可能に配置して、ビーム束の断面の中の異なる領域内の予め定められた経路上で少なくとも１つの開口部を移動できるようにし、断面内で異なる位置を有する時間的に連続する部分ビーム束を、ビーム束の断面内の少なくとも１つの開口部の背後にある経路に沿った少なくとも１つの開口部の移動に基づいて、ビーム束の発散領域における大きな範囲を測定する測定器へと向け、
− 放射光源の光ノードの後ろのビーム束の発散領域における測定器を、ある距離だけ遮蔽要素の下流に配置して、高エネルギー放射光の測定値を取得することを目的として、部分ビーム束の放射密度が、ビーム束断面の中の開口部の位置における放射密度に対して複数桁のオーダで低減される程度にまで減衰されるようにし、
− 遮蔽要素を制御して、断面内の少なくとも１つの開口部の位置を取得し、測定器による測定値取得を遮蔽要素の移動に同期して、部分ビーム束の測定値を少なくとも１つの開口部の異なる位置に関連付け、位置依存的に測定されるビーム束の断面のパラメータを取得するために、測定および制御手段を設置することにおいて達成される。
【００３０】
本発明による装置の、その実装が技術的に簡潔であるという利点を有する実施形態において、遮蔽要素の回転軸は、光軸の外かつビーム束の外に延びる。
【００３１】
遮蔽要素は、回転軸の周囲で、駆動手段によって連続的またはステップ方式で回転可能である。
【００３２】
他の実施形態において、遮蔽要素は、並進的に移動可能とすることができる。
【００３３】
遮蔽要素には複数の開口部を設け、これらがビーム束の断面全体にわたって、回転軸の周囲の異なる経路上を案内されるようにすることもできる。開口部は、同じ大きさの微細孔または、大きさの異なる微細孔と大型孔の組み合わせとすることができる。
【００３４】
提供される測定および制御手段の使用目的と技術的パラメータによっては、開口部は等しい角度と半径で、相互から等距離に形成することができる。これに加えて、開口部は異なる角度と等しい半径で、相互から異なる距離に形成することも、または相互に対して等しい角度と異なる半径で、異なる距離に形成することも可能である。
【００３５】
測定器としては、好ましくは少なくとも１つの検出器、たとえばフォトダイオード、ＣＣＤアレイ、ＣＭＯＳアレイまたはその他の二次元アレイを有するカメラ、および光子カウンタを提供する。
【００３６】
本発明による装置の有利な実施形態においては、蛍光スクリーンを測定器の前に配置して、部分ビーム束が蛍光スクリーン上に結像され、画像を測定器によって取得できるようにする。
【００３７】
また、測定器が、部分ビーム束を光軸の外に配置された検出器に向けて偏向するためのビーム偏向光学素子を備えていると有利である。この種の装置により、部分ビーム束の伝搬経路は有利な方法で延長される。さらに、光軸に沿って配置される高い放射光強度に敏感な要素の数が少なくて済む。ビーム偏向光学素子は、たとえば、光学的に反射する金属ミラー、多層ミラー、または回折格子とすることができる。検出器を光軸の外に固定する一方で、ビーム偏向光学素子を旋回させてビーム路程の外に出すことができると非常に有利である。
【００３８】
他の有利な装置において、中間焦点、ビーム偏向光学素子、たとえば多層ミラーと、おそらくはまた検出器を、相互に関してローランド円上に配置する。その中で、中間焦点は、球形回折格子形状から導き出され、多層ミラーの子午面曲率半径に等しい半径を有し、その凹面鏡面の中心で多層ミラーと接触する円の上にある。この種の装置（ローランド形状）では、ビームがその波長を変えずに反射されるブラッグ角からの、中間焦点の背後で発生するビーム発散の結果として起こる逸脱を、ローランド形状を有する球形、ドーナツ型、楕円、または放物凹面鏡によって最小限にすることができる。ブラッグ角は、反射層に関して反射されるべき放射光の入射角と説明することができる。多層構造の層で反射される場合（対称ブラッグ反射）、ブラッグ角はビーム束のビームの入射角と等しい。
【００３９】
ビーム偏向光学素子は、点光源から発せられるビームが一定の波長λ０に対応するブラッグ角で多層ミラーに入射するように構成することがさらに可能である。たとえば、傾斜多層膜をビーム偏向光学素子に設けることができ、その層厚と格子面の間隔は、ビーム偏向光学素子の開口部に応じて、点光源から発せられる全ビームがビーム偏向光学素子にブラッグ角で当たるように選択され、格子面の間隔はこのブラッグ角に合わせられる。
【００４０】
本発明を、実施形態の例と図面を参照しながら以下により詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ダイアフラム板の形態で、測定対象のビーム束の断面を通じた、異なる経路上で少なくとも１つの開口部を移動させる遮蔽要素と、異なる測定位置において開口部を通過する部分ビーム束のパラメータを測定する測定器を有する本発明の概略図である。
【図２】ビーム束の断面全体にわたる、異なる経路上で部分ビーム束を発生させるための複数の同一の開口部と、工作物の加工のためにビーム束の遮蔽物を完全に取り除くための大型開口部を有する、回転可能なダイアフラム板としての遮蔽要素の構成を示す。
【図３】ダイアフラム板上の、対称的に螺旋的にずらされた複数の微細孔によって生成される開口部の有利な走査ラスタを示す。
【図４】図２によるダイアフラム板と、旋回させてビーム路程の中に入れることのできるフォトダイオードを使用する、ダイアフラム板に大型開口部を設けた場合の本発明の実施形態を示し、フォトダイオードは旋回させてビーム路程の外に出された状態にある。
【図５】図１に示される基本的構成に関する、従来の（ＶＩＳ）カメラによってその二次的放射が捕捉される蛍光スクリーンを有する、本発明の拡張実施形態を示す。
【図６】図２によるダイアフラム板と、旋回可能なビーム偏向ミラーを有する、本発明の第二の実施形態を示す。
【図７】中間焦点、偏向光学素子および検出器がローランド円上に配置される、本発明の第三の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
方法について、図１に示される概略的構成を参照しながら説明する。
【００４３】
この方法において、放射光源１によって発せられ、ある強度を有する、空間的に限定された高エネルギー放射光の束（ビーム束２）について、ビーム断面全体にわたるその放射特性（たとえば、空間強度分布）が測定される。
【００４４】
放射光は、放射光源１（たとえば、動作波長１３．５−ｎｍのＥＵＶ放射光源）によって、光軸１１に沿ってビーム束２として発せられ、ビーム束２は、簡潔化のために空間的に限定された放射錐体の形状と仮定され、おそらくは集光器１５（図４にのみ示される）を通じても合焦され、その断面２１におけるビームパラメータの測定に利用できる。
【００４５】
遮蔽要素３は、ビーム束２の中で、光源位置１２（当初の、または光学的共役光源位置）の後に位置付けられ、光源位置１２のすぐ近くに配置されて、光源にできるだけ近い放射特性が測定されるようになっている（すなわち、それらの間に介在する他の光学素子がない）。遮蔽要素３は、ビーム束２の発散領域内に配置され、小さな面積の開口部３１が設けられており、この開口部からビーム束２の小さな部分だけが遮蔽要素３を通過できる。
【００４６】
ビーム束２の放射光の最も大きな部分が遮蔽要素３による吸収を通じて排除される。本発明の具体的な実施形態において、通過しないビーム成分はまた、反射させることができ、また偏向させて、放射トラップ（図示せず）内に入れるか、診断目的に使用することができる。
【００４７】
ビーム束２のうち遮蔽要素３を通過する部分は、発散部分ビーム束２２として継続し、その強度は、伝搬経路２３が長くなると、逆二乗の法則（ｒ２の法則、ｒは放射光源１または中間焦点１３からの距離）に従って減弱する。これに加えて、部分ビーム束２２の放射は開口部３１において、放射光の波長が短いため、わずかだけではあるが回折され、これも同様に部分ビーム２２の発散に寄与する。
【００４８】
部分ビーム束２２は、遮蔽要素３からのある距離において測定器４に当たり、測定器４における検出器４１への放射光に比例した電気信号をトリガする。検出器４１には、吸収フィルタ４２が設けられる。
【００４９】
ビーム束２の断面２１の中で開口部３１が所定の方法で移動されることによって、断面２１の中の各区画が測定器４の上に連続的に結像され、これは断面２１全体の体系的な走査（ラスタスキャン）として実行される。走査工程のために、遮蔽要素３の移動は、開口部３１がビーム束２の断面２１の中の走査ラスタにおいて体系的に移動するように行われる。
【００５０】
遮蔽要素３は光軸１１に略垂直に伸び、その回転軸３２は光軸１１の外およびビーム束２の外にある。開口部３１はしたがって、回転させてビーム束２の中に入れることができる。
【００５１】
ビーム束２の光軸１１に関する開口部３１と回転軸３２の所定の配置によって、開口部３１は遮蔽要素３の回転中に、時間的および空間的に所定の方法でビーム束２の断面２１を横切る。
【００５２】
遮蔽要素３に個別の開口部３１が１つしかない場合、回転軸３２は、遮蔽要素３が１回転するたびにステップ式に半径方向に移動されて（図１では両矢印で示される）、ビーム束２の断面２１を体系的に走査する。
【００５３】
ビーム束２の放射光のうち、開口部３１を通過する小さな、局所的に限定された部分は、解析対象の断面２１のほとんどの点状の、非常に小さな断片だけを構成する。光源位置１２の下流でビーム束２が発散するため、また開口部３１での回折により、この小さな部分は広がり、その結果として得られる部分ビーム束２２の強度は、当初のビーム束２の強度に対して大幅に、たとえば１／１０００未満まで減弱される。
【００５４】
開口部３１の位置は、遮蔽要素３の既知の寸法とその対称回転移動に基づいて、どの瞬間でもわかる。したがって、測定器４により取得される測定値は、所定の位置情報とともに電子記憶／評価ユニット５に記憶することができ、他の測定値と組み合わせて、パラメータプロファイル（たとえば、強度プロファイル）を構築することができる。
【００５５】
図１に示されるように、ビーム束２の断面２１を走査するための移動は、制御ユニット６と駆動手段７によって制御され、これらはどちらも遮蔽要素３と連通する。遮蔽要素３の毎回の位置は、駆動手段７に連結された位置依存エンコーダ８によって測定される。
【００５６】
本発明の別の実施形態において、走査のための移動はまた、ステップモータによって実行され、エンコーダ８はあってもなくてもよい。位置制御は走査中に、ステップモータの所定のステップ数によって実現され、これも同様に制御ユニット６によって実行される。
【００５７】
部分ビーム束２２が遮蔽要素３を通過する位置に関する情報により、測定値は、ビーム束２の断面２１の中の定められた表面領域と空間的に関連付けることができる。
【００５８】
開口部３１の位置の変化により、新しい部分ビーム束２２が生成され、これがビーム束２の断面２１の中の位置に関連付けられる。
【００５９】
したがって、開口部３１の各位置は、適当な座標系の中で一意的に判定できる。このようにして、ビーム束２の断面２１の中の開口部３１の相対的位置も同様に判定され、すべての測定値は、断面２１の中の厳密に１つの区画に一意的に関連付けることができる。各位置は、エンコーダ８による駆動手段７の位置測定法によって正常位置と定義される遮蔽要素３の少なくとも１つの方位を把握すること、および遮蔽要素３を移動させる制御ユニット６からの制御命令に基づいて判定される。
【００６０】
測定器４の測定値と開口部３１の位置を含む測定データは、記憶／評価ユニット５の中に電子的に記憶され、その後の評価ステップに利用できる。ビーム束２の断面２１全体にわたる測定データの空間分解能を得るためには、多数の部分ビーム束２２の数量の測定データを、それぞれに関連付けられた位置についてプロットする。測定データの実現可能な空間分解能は、開口部３１の寸法と反比例する。
【００６１】
図１では、本発明による測定原理を説明するために、図２にその好ましい実施形態が示される遮蔽要素３が、非常に小さな開口部３１（図２と図４においては微細孔３６として示される）がビーム束２の断面２１の中に入るような位置に置かれている。
【００６２】
本発明による装置の他の実施形態において、複数の開口部３１を遮蔽要素３に設けることができる（図２に例として示される）。微細孔３６から発せられる部分ビーム束２２は、測定器４の中の別々の検出器４１（または密接に隣接する検出要素の集合、たとえばＣＣＤカメラ）の上に結像される。その中で、確実にしなければならないのは、個々の部分ビーム束２２だけがその全体で測定器４に入るか、入ってくる複数の部分ビーム束２２が複数の別々の検出器４１または検出器４１の領域を通じて区別できることである。
【００６３】
バンドパスフィルタのようにスペクトルによってさらに強度を減衰させ、および／または強度を限定するために、測定器４の検出器４１の前に吸収フィルタ４２を配置することができる。吸収フィルタ４２は、好ましくは、測定器４の検出器４１の放射光感応面上に直接配置される。
【００６４】
図２に示されるように、遮蔽要素３は回転ダイアフラム板３３として構成されて、複数の小さな開口部３１を有し、これらは等しいサイズの微細孔３６の形状で、ダイアフラム板３３の回転軸３２の周囲の、異なる、重複しない経路３４の上で移動される。個々の微細孔３６を、各時点で微細孔３６のうちの１つだけがビーム束２の断面２１を横切り、１つの時間間隔につき１つの部分ビーム束２２だけが検出器４１の上に結像されるように配置すると有利である。さらに、微細孔３６の一部または全部を、相互に異なる寸法とすることができる。
【００６５】
ビーム束２の外に配置され、その光軸１１に平行な回転軸３２の周囲でダイアフラム板３３を回転させることによって、個々の微細孔３６を、ビーム束２の断面２１全体にわたる、湾曲した、好ましくは円形の経路３４の上で移動させることができる。微細孔３６は、ビーム束２の断面２１の内側で略水平または垂直方向に案内される。
【００６６】
回転ダイアフラム板３３の移動にとって、個々の測定が、本件の目的にとって十分な空間分解能で（たとえば、空間的なビームの限定による）ビーム束２の断面２１を結像し、相互に重複しない部分ビーム束２２で実行されることが重要である。
【００６７】
測定器４としてＣＣＤカメラまたは蛍光発光スクリーン（fluorescent luminescent screen）とＶＩＳカメラの組み合わせが使用される場合、測定システムの横分解能によって分離が行われる。個々のダイオードを用いて、毎回、必ず孔ラスタの１つの孔だけが照明されるようにする。
【００６８】
遮蔽要素３の少なくとも１つの開口部３１の位置は、ビーム束２の断面２１の上で必要に応じて変化させることができる。しかしながら、開口部３１の個々の位置は、毎回、円形または螺旋経路３４に沿って規則的に移動する。各開口部３１は、これらの経路３４に沿って、連続的に、またはステップ式に移動することができる。
【００６９】
ビーム束２の中の関連する放射光に感応する大型検出器４１が測定器４として使用される。しかしながら、測定対象の放射光に感応する他の測定手段もまた使用でき、たとえば、ＣＣＤアレイまたはＣＭＯＳアレイ、ダイオードラインおよびダイオードアレイ、放射光変換器または蛍光発光スクリーン４３の背後に配置される異なるスペクトル感度の検出器４１（ＵＶカメラ、ＶＩＳカメラ、ＩＲカメラまたはその他）、または光子カウンタ４１２（図５と図６に関して後述する）がある。
【００７０】
遮蔽要素３は、図２に示されるように、半径ｒｉの異なる円形経路３４の上に、均等な直径ｄ１の微細孔３６の形態の開口部３１を有する。微細孔３６の直径ｄ１は、放射光の予想強度、走査対象の平面（測定面）の所望の横分解能、および測定器４の感度とダイナミックレンジに合わせて調整される。経路３４の半径ｒｉは、次式で定義される。
ｒｉ＝ｒｉ＋ｉ−１（Δｒ）    （ｉ＝１，２，．．．ｎ）
式中、ｎは経路３４の数、Δｒは、２つの隣接する経路３４の間の半径方向の距離である。各経路３４の上には、厳密に１つの微細孔３６がある。各経路３４の微細孔３６は、各経路３４の上に配置される。各経路３４の上の微細孔３６は、相互に関して角度Φだけずれ、その結果、内側から外側に延びる螺旋状の配置となり、微細孔３６はダイアフラム板３３の上に分散される（テレビ技術のニプコーディスクと同様）。
【００７１】
ダイアフラム板３３の回転方向にしたがって、ビーム束２の断面２１は、ダイアフラム板３３の回転方向に応じて、内側から外側に、または外側から内側に経路３４の上で案内される微細孔３６によって走査される。角度Φは、各時点で１つの微細孔３６だけがビーム束２の断面２１の上で案内されるように選択する。半径方向の距離Δｒも同様に、所望の横分解能に依存し、測定対象の放射光強度の横方向の分布より大きい所望の領域が所望の数の経路３４によって完全にカバーされるように選択しなければならない。
【００７２】
本発明の他の実施形態においては、上述の微細孔３６の螺旋状配置とは異なる配置にすることができる。複数の微細孔３６が１つの同じ円形経路３４上に配置される、および／または微細孔３６が異なる経路３４上に同じ角度Φで配置される装置もまた可能である。個別の経路３４の相互の間隔も同様に変えることができる。
【００７３】
ダイアフラム板３３の正常位置を設定することにより、ダイアフラム板３３上の各微細孔３６は、関連する角度位置と半径ｒｉを特定することで一意的に画定される。
【００７４】
さらに、図２に示されるダイアフラムによれば、直径ｄ２で、ビーム束２が遮蔽されずに完全に通過できるようにする大型のビーム通過領域（大型孔３７）がダイアフラム板３３に設けられる。ビーム束２の障害物のないこの通路は、ビーム束２が工作物（図示せず）の加工に使用されるときに設けられる。大型孔３７は、半径Ｒの大型孔用の円３５の上で案内され、Ｒは、Ｒ＝ｒｉ＋（ｒｎ−ｒｉ）／２で計算される。
【００７５】
当然のことながら、大型孔３７はまったくなくてもよい。この場合、ダイアフラム３３は、工作物（図示せず）を加工するために、（測定器４とともに）旋回させて、ビーム束２のビーム路程の外に出すことができなければならない。
【００７６】
断面２１の走査に必要なダイアフラム板３３の移動は、駆動手段７としてのステップモータにより起こされる。この目的のために、ダイアフラム板３３は、各時点において断面２１上で案内される微細孔３６がその直径ｄ1に対応する量だけ回転方向にさらに移動されるように、角度Φずつステップ式に回転される。他の微細孔３６はすべて強制的に同じ角度Φだけ追随する。
【００７７】
個々の部分ビーム束２２の空間分解測定値を取得するために、微細孔３６が、好ましくはその長さ範囲と等しい（たとえば、微細孔３６の直径ｄ１と等しい）所望の量だけ移動方向（関連する経路３４に対して接線方向に）移動された所定の時点で測定を行う必要がある。
【００７８】
しかしながら、ダイアフラム板３３が均等に回転するとき、微細孔３６の移動方向と移動速度、測定器４の検出器４１の積分回数および、放射光源１のパルスモード（pulse regime）がある場合はこのパルスモードを相互に適合させなければならない。さらに、大型孔３７がビーム束２の断面２１全体にわたって案内されるタイミングは、測定周期中、放射光が一切ダイアフラム板３３に到達しない間隔（バースト間隔と呼ばれる）と同期させなければならない。
【００７９】
さらに、変更を加えた実施形態では、ダイアフラム板３３はまた、微細孔３６のいくつかまたは全部を異なる寸法にすることができる。この種の本発明による装置のある実施形態において、ビーム束２の断面２１の中心を通らない微細孔３６は、直径をより大きくして、中心で測定されない信号が、中心で測定される信号と同じ信号対ノイズ比で測定されるようにすることができる。ビーム束２の縁辺領域は通常、強度が弱いが、横方向の面積が大きいため、放射光全体の強度に寄与する。
【００８０】
ビーム束２の断面２１の体系的な走査（ラスタスキャン）の実施形態を、図３を参照しながら以下に説明する。
【００８１】
図３は、図２によるダイアフラム板３３の形態の遮蔽要素３によるビーム束２の断面２１の走査の原理を示している。
【００８２】
特定領域（ＲＯＩ）は、ダイアフラム板３３の位置におけるビーム束２の実際の断面２１を通じて画定され、その一方で、異なる円形経路３４の上の円形と仮定される開口部３１の漸進的移動によって実現される走査ラスタ３８は、ビーム束２の変動もまた検出できるように、幾分大きく選択される。
【００８３】
走査ラスタ３８は、駆動手段７としてのステップモータによるダイアフラム板３３の回転によって形成され、ステップモータは、ステップ角ΔΦをステップモータの１ステップまたは部分ステップ（たとえば、半ステップモード）によって開口部３１（微細孔３６）の間隔に適合するように調節する。その結果、各経路３４に沿ってダイアフラム板３３とともに移動する各開口部３１の走査点３９が分離される。
【００８４】
しかしながら、光電子走査中、測定対象のビーム束２の断面２１によって具体化される特定領域（ＲＯＩ）が、検出器４１が測定器４の中で同期して読み出される台形の走査領域より大きくならないようにしなければならない。これを確実にするには、ラスタの台形領域より大きくない中間焦点ダイアフラム１４、すなわちＩＭＦダイアフラム１４をビーム路程の中の遮蔽要素３の付近に挿入することができる。
【００８５】
断面２１、すなわち走査ラスタ３８の中で測定可能な強度レベルが発生する領域の寸法が回転方向に≧Φ＊ｒｉである場合、次の開口部３１は、実際に走査している前の開口部３１を通じて部分ビーム束２２が測定器４に向けられたその時点で、すでにビーム束２の成分を測定器４へと透過させるであろう。図２に関して、これは、微細孔３６が、その前に通過した微細孔３６がビームの断面２１から出ないうちに、断面２１に入ることを意味する。
【００８６】
このようなケースは、測定器４の中に、これらの異なる部分ビーム束２２を空間的に分離された方法で取得できる別々の検出器４１（または検出器群）があり、通過した部分ビーム束２２が重複しない場合のみ可能である。
【００８７】
半径方向に、
ｒｍｉｎ＝ｒ０−（ｎ−１）／２Δｒ
と
ｒｍａｘ＝ｒ０＋（ｎ−１）／２Δｒ
との間の範囲を超える走査地点３９は同時に走査されないため、重大な、または有害な測定値に寄与しえない。この場合、ｒ０は特定領域の中心を通って延びる経路３４の半径である。
【００８８】
上述のように、駆動手段７としてステップモータを使用した場合、微細孔３６の走査速度は放射光源１のパルス周波数と同期させなければならず、ダイアフラム板３３の位置は、毎回、放射光源１の１つのパルスだけについて調整しなければならない。
【００８９】
ダイアフラム板３３の位置の測定にエンコーダ８を使用した場合に、たとえばステップモータの代わりにサーボモータを使用すると、放射光の測定は、測定器４が放射光源１のパルスによってトリガされ、測定器４の測定値がエンコーダ８から供給される位置と一緒に記憶されるように制御することができる。すると、走査ラスタ３８の中でビーム束２の断面２１の内側の走査地点３９のｘとｙ座標を、記憶／制御ユニット５において、エンコーダ８によって把握された位置から、およびダイアフラム板３３の上の微細孔３６の既知の位置から判定することができる。
【００９０】
図４は、図１のそれを改造した実施形態を示す。放射光源１において生成され、光軸１１に沿って集光器１５を通じて束にされ、成形される放射光は、中間焦点１３において約２００Ｗの出力に到達し、したがって、これは共役（二次）光源位置を表す。その中で、集光器１５の下流で、実際の、または仮想の開口部、たとえば直径４ｍｍのＩＭＦダイアフラム１４（ＩＭＦ＝中間焦点）を通過するＥＵＶ帯域内強度は、中間焦点において約１６００Ｗ／ｃｍ２であり、その後は再び、ビーム束２の発散角αに応じて減弱する。
【００９１】
一次光源位置１２からの放射光がＩＭＦダイアフラム１４（これは同時に、放射光源１の真空チャンバを閉鎖して照射が行われないようにする役割も果たす）を通って放射光源１から出た後、中間焦点１３は、測定対象の発散ビーム束２の始点を形成する。すると、ビーム束２はその断面２１全体で、ダイアフラム板３３の形態の遮蔽要素３の、中間焦点１３のすぐ近くに入射し、ダイアフラム板３３は測定モードにおいて入射放射光のエネルギーの大部分を吸収して、放射光の一部が個々の微細孔３６だけを通過するようにする。
【００９２】
図４は、これに対して、大型孔３７（図２参照）によってビーム束２の断面全体がダイアフラム板３３を通過する時点のダイアフラム板３３の特定の位置を示している。したがって、ダイアフラム板３３がこの位置にあると、ビーム束２は一切遮蔽されず、たとえば工作物（たとえば、ウェハ等、図示せず）の加工に利用することができる。この例では、遮蔽要素３として使用されるダイアフラム板３３は、中間焦点１３の後に配置されるが、中間焦点１３の近くに配置してもよく、しかも、その後に発生するビーム束２の発散を利用して、放射密度を減少させることができる。
【００９３】
図４による実施形態において、検出器４１は、光軸１１に対して横方向に移動できるように配置され、上述のようなダイアフラム板３３の大型穴３７の位置のために、ビーム束２から外される。したがって、図４は、本発明による測定方法のために、ビーム束２の加工モードを実現する可能性だけを示している。この例においては、ＥＵＶ感応検出器４１を測定器４として使用し、これに加えて、精度を低下させる帯域外分光成分を排除し、必要に応じて、測定モードで通過された（検出器４１が光軸１１へと旋回されたとき）部分ビーム束２２を減衰させるための吸収フィルタ４２を設ける。
【００９４】
図４に示されるようにビーム束２を使用可能とするための同等の解決方法はさらに、ダイアフラム板３３（大型孔３７がない場合）を測定器４とともに旋回させて光軸１１の外に出し（図示せず）、このようにして、ビーム束２の全体が障害を受けずに利用されるという点にある。
【００９５】
図５による他の実施形態において、回転するダイアフラム板３３を通って生成される部分ビーム束２２は蛍光スクリーン４３の上に結像され、スクリーンは部分ビーム束２２の入射放射光（たとえば、高エネルギーレーザ光、Ｘ線放射光、ＥＵＶ放射光等）を二次的放射光２４（たとえば、蛍光、発光等により生成）に変換し、放出された二次的放射光２４はカメラ４１１によって捕捉される。その中で、有利な点として、部分ビーム束２２の強力な高エネルギー放射光をさらに減衰させ、波長領域を（たとえば、ＶＩＳまたはその他の可視スペクトル領域に）変換することができ、それによって従来のＣＣＤカメラの使用が可能となる。後者により、高い空間分解能が実現され、したがって、異なる部分ビーム束２２の二次的放射光２４が十分明瞭に空間的に分離される場合、複数の分離可能な部分ビーム束２２を同時に検出できる（より短い測定時間でビーム束２の全体を測定）。二次的放射光２４が非常に弱い場合、カメラ４１１の代わりに光子カウンタ４１２（図６と図７に示されるＰＭＴまたはＳＥＶ）を利用することもできる。
【００９６】
図６による実施形態では、放射光源１が極端紫外線（ＥＵＶ）を発生すると仮定され、ＥＵＶ放射光に適した多層ミラー４４の形態の反射光学素子が、遮蔽要素３を通過する連続的な部分ビーム束２２を取り出して、光軸１１に対して横方向に配置される蛍光発光スクリーン４３に到達させる。光子カウンタ４１２を、多層ミラー４４により取り出されたビーム路程の方向において多層ミラー４４の下流に配置する。ダイアフラム３３は、ビーム束２の収束領域内で、ＩＭＦダイアフラム１４の前に配置される。多層ミラー４４はまた一般に、微小角入射金属ミラーまたは回折格子等、他のビーム偏向手段に置き換えることもできる。
【００９７】
図６による凹面多層ミラー４４を備える本発明の実施形態は、帯域外放射の抑制を改善するスペクトルフィルタリングの利点を提供するリフォーカシングシステムに関する。しかしながら、その反射システムはまた、多層ミラー４４の反射特性に比例して、帯域内放射光も減少させる。
【００９８】
中間焦点１３の下流のビーム束２の発散領域にある多層システムで測定する場合、発散ビーム路程によってミラー表面でブラッグ角度θＢが異なり、これと相応に波長もシフトすることを考慮しなければならない。
【００９９】
この問題を解決するための１つの方法は、二層の傾斜多層ミラー（傾斜多層膜）として形成される多層ミラー４４を使用することであり、その中の層厚は位置に応じて開口部に沿って変化し、（点光源の場合、）二層の層厚がどの位置においても多層ミラー４４の各位置での入射角に必要なブラッグ反射のための回折面間隔（d-spacing）に適合するときに、すべての光線がブラッグ角θＢで多層ミラー４４に入射する。
【０１００】
他の解決方法は、多層ミラー４４、中間焦点１３および検出器４１をローランド円９（図７において破線で示される）の上に配置することである。この配置は、同様にローランド円９の上に配置されている（検出器４１の）像面の中でローランド円９の上に配置された中間焦点１３の子午面での１：１の結像に対応する。
【０１０１】
ローランド円９は、多層ミラー４４の子午面曲率半径Ｒｍと等しい直径を有する円であり、多層ミラー４４とその凹面鏡面の中心で接触する（ローランド配置）。
【０１０２】
多層ミラー４４の中心から中間焦点１３までの距離はＲｍ＊ｓｉｎ（θＢ０）に等しく、式中、θＢ０は光軸１１に沿って多層ミラー４４に直接入射するビームの中心ブラッド角（多層ミラー４４の反射面において接線面に関して測定されたビーム束２の中心ビームの入射角）である。光軸１１の外で入射するすべての光線に関して、ビーム束２の発散領域の子午方向の発散角αに応じた、中心ブラッグ角θＢ０からのブラッグ角θＢの偏差δ（α）の関係は、おおむね次式のようになる。
δ（α）＝1／（２・ｔａｎ（θＢ０））・α２、    （αはラジアン）
【０１０３】
この結果、発散半角αｍａｘ＝１６°＝０．２５ラジアンの場合の中心波長λ０＝１３．５ｎｍの偏差δ（α）は以下のとおりとなる。
【０１０４】
【表１】
0005282136.tif 000002
【０１０５】
したがって、中心ブラッグ角θＢ０からの偏差δ（α）は、球形またはドーナツ型の凹面多層ミラー４４と中間焦点１３をローランド配置とすることによって、大幅に縮小することができる。
【０１０６】
さらに、ローランド配置では依然として、中間焦点１３が点光源とならず、中間焦点１３からの光線の中心以外の始点に関する中間焦点の大きさが小さくないため、ブラッグ角θＢが中心ブラッグ角θＢ０からそれるという事実を考慮する必要がある。中間焦点１３の実際の形状と寸法に応じて、これはブラッグ角のシフト（θＢ−θＢ０）を通じた大幅な波長シフトの原因となりうる。較正係数を導入して、測定値と実際の入射帯域内エネルギーとの比率を示すことは可能である。しかしながら、中間焦点１３の子午方向の幅が検出器４１（図６では光子カウンタ４１２）の測定値に寄与するかぎり、ブラッグ角θＢの偏差は残り、これが較正係数の不要な分散につながる。
【０１０７】
光源の大きさが多層ミラー４４のブラッグ角θＢに与える幾何学的影響は、検出器４１により供給される測定値のうちのどれだれの割合が中間焦点１３の内側のどの横方向の位置に関連付けられるかを区別できる場合のみ、較正係数によって補正できる。
【０１０８】
小さな開口部３１（図２によれば微細孔３６）を有するダイアフラム板３３が異なる走査地点３９において連続的に中間焦点１３を走査し、走査地点３９の各位置がわかっているときに、本発明による装置において満たされるのは、まさにこの前提条件である。そのため、ローランド配置の多層ミラー４４は、スペクトル帯１３．５ｎｍ±２％のＥＵＶ放射光等、狭く限定されたスペクトル内の高エネルギー放射光の高空間分解走査に適しており、これは、すべての測定エラーを十分な程度まで補正でき、したがって、減少させることができるからである。
【０１０９】
本発明による装置の別の実施形態において、多層ミラー４４の特殊な傾斜多層膜を使用でき、層厚は多層ミラー４４の開口部に応じて変化し、点光源（中間焦点１３）によって発せられたすべての光線はブラッグ角θＢで多層ミラー４４に入射し、二層の層間隔はこの角度に合わせて調整される。
【０１１０】
さらに、図６による測定器４の実施形態において、多層ミラー４４の使用はビーム束２の加工モードに最も適しており、これは、図４に示されるように、ビーム束２が障害を受けずにダイアフラム板３３の大型孔３７を通過できるようにするために、多層ミラー４４だけが光軸１１に対して横方向に移動されるように配置すればよい。
【０１１１】
図６によれば、図５に示されるようにその前に配置された発光スクリーン４３を有するか、または図４に示されるように発光スクリーン４３のないフォトダイオードまたはカメラ４１１もまた、光子カウンタ４１２の代わりに使用できる。
【０１１２】
上述のような本発明による方法と装置により、高出力を搬送するビーム路程内で単純な方法で高空間分解測定を実行でき、その中では、従来の光電子測定装置（たとえば、ＣＣＤカメラ）を使用することもできる。さらに、ビーム束２の断面２１の中に実際に存在するビームパラメータは、位置指向的に直接測定できる。測定器４またはその個々の部品（ミラー、回折格子、放射光を取り出すその他の要素、または検出器４１および、おそらくは発光スクリーン４３）の旋回可能な配置により、ＥＵＶ放射光の生成と照射に必要な真空が保持しやすくなり、これは、測定器４を完全に真空チャンバ内（放射光源１の破線で示される）に入った状態のままとすることができるからである。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、ビーム束の測定、特にＥＵＶリソグラフィおよびレーザ加工用装置のビーム品質のチェックのための幅広い用途に使用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１  放射光源
１１  光軸
１２  光源位置
１３  中間焦点
１４  ＩＭＦダイアフラム
１５  集光器
２  ビーム束
２１  断面
２２  部分ビーム束
２３  伝搬経路
２４  二次的放射光
３  遮蔽要素
３１  開口部
３２  回転軸
３３  ダイアフラム板
３４  （光軸の周囲の開口部の）経路
３５  大型孔用の円
３６  微小孔
３７  大型孔
３８  走査ラスタ
３９  走査地点
４  測定器
４１  検出器
４１１  カメラ
４１２  光子カウンタ
４２  吸収フィルタ
４３  発光スクリーン
４４  多層ミラー
５  記憶／評価ユニット
６  制御ユニット
７  駆動手段
８  エンコーダ
９  ローランド円
α  発散角
θＢ  ブラッグ角
θＢ０  中心ブラッグ角
Φ  角度
ΔΦ  ステップ角
Ｒｍ  子午面曲率半径
ｄ１  （微細孔３６の）直径
ｄ２  （大型孔３７の）直径
Ｒ  （大型孔用の円３５の）半径
ｒｉ  （経路３４の）半径
ｒ０  半径
Δｒ  半径方向の距離
【図１】
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【図２】
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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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