JP2017538966A - ミラー、特にマイクロリソグラフィ用のコレクタミラー - Google Patents

Abstract

本発明は、ＥＵＶマイクロリソグラフィシステム用のコレクタミラーに関し、当該コレクタミラーは、第１焦点（Ｆ１）からのＥＵＶスペクトル域の有効電磁使用線（２３、２５、３５、４２、４３）を反射して上記有効電磁使用線を第２焦点（Ｆ２）に集束させる光学有効ミラー面（１７）を有する光学格子（１２）を有し、第１焦点及び第２焦点（Ｆ２）は、光学格子（１２）のうちミラー面（１７）に面する側にあり光軸（ＯＡ）を規定し、光学格子（１２）は、第２焦点（Ｆ２）に配置された絞り（３８）と相互作用して、有効線（２３、２５、３５、４２、４３）を絞り（３８）に通過させ且つＥＵＶスペクトル域以外の残留スペクトル域の電磁残留線（３６、４７）を遮断するよう設計され、光学格子（１２）は、ファセット面（１５）をそれぞれが有する複数のミラーファセット（１４）からなるブレーズド格子を有し、ファセット面（１５）は、ブレーズド格子のミラー面（１７）を形成し、光軸（ＯＡ）を含む断面（１６）において、ファセット面（１５）は、複数の仮想楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ）上に配置され、仮想楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ）は、光軸（ＯＡ）に沿って相互に変位し且つ数学的焦点位置が第１及び第２焦点（Ｆ１、Ｆ２）と一致し、ミラー面（１７）は、仮想楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ）に沿って延在する。【選択図】図１

Description

本発明は、ＥＵＶマイクロリソグラフィ用のコレクタミラーであって、第１焦点から出たＥＵＶスペクトル域の電磁使用線を反射してそれらを第２焦点に集束させる光学有効ミラー面を有する光学格子を備え、第１焦点及び第２焦点は、
光学格子のうちミラー面に面する側にあり光軸を規定し、光学格子は、第２焦点に配置された絞りと相互作用して、使用線を絞りに通過させ且つＥＵＶスペクトル域以外の残留スペクトル域の電磁残留線を遮断するよう設計され、光学格子は、ファセット面をそれぞれが有する複数のミラーファセットから構成されるブレーズド格子を含み、ファセット面は、ブレーズド格子のミラー面を形成するコレクタミラーに関する。

本願は、２０１４年１１月２７日付けの独国特許出願第１０ ２０１４ １１７ ４５３．４号の優先権を主張する。上記独国特許出願の全内容を参照により本願に援用する。

導入部分で述べたタイプのコレクタミラーは、特許文献１から既知である。

このタイプのコレクタミラーは、半導体コンポーネント、集積回路、及びマイクロ及びナノシステム工学に属するコンポーネントを作製及び構造化する方法に関与するＥＵＶリソグラフィで用いられる。マイクロリソグラフィでは、レチクル上に予め定められた構造が、露光プロセスを用いて基板、例えばシリコン基板に結像される。この場合、基板は、一般に「フォトレジスト」として知られる感光材料でコーティングされる。露光中、露光光がフォトレジスト層と相互作用する結果として、フォトレジスト層の露光領域の化学的特性が変化する。次の現像ステップにおいて、「ポジ型」又は「ネガ型」どちらのフォトレジストを用いるかに応じて、フォトレジストが露光領域又は非露光領域で溶解する。最後に、残留フォトレジストで覆われていない基板表面の領域が、エッチング法、例えば湿式化学エッチング、プラズマエッチング、又はプラズマアシスト反応性イオンエッチングで除去される。これにより、用いられるマイクロリソグラフィシステム、特に投影露光装置に特有の投影スケールで、加工基板表面上にレチクルの所定の構造が与えられる。

マイクロリソグラフィで作製された半導体コンポーネント又は集積回路の性能は、コンポーネントの構造の集積密度が高いほど高くなる。換言すれば、１つの試みとして、基板上に結像される構造の微細化がある。光リソグラフィで達成可能な構造サイズの下限は、特に、用いられる露光光の波長により決まる。したがって、できる限り短い波長を有する露光光を用いることが有利である。この点に関して、１３．５ｎｍの波長を有する極紫外（ＥＵＶ）光を露光光として用いる投影露光装置が知られている。

ＥＵＶ光は、強い放電により（ガス放電生成プラズマ、ＧＤＰＰと称する）、又はレーザ放射の集束により（レーザ生成プラズマ、ＬＰＰと称する）プラズマを発生させるＥＵＶ光源により発生する。ＬＰＰ法では、スズドロップレットにポンプ光が打ち込まれ、赤外（ＩＲ）光がポンプ光として通常は用いられる。発生したプラズマは、多数の荷電粒子、例えば電子を含み、これらは高エネルギー状態から低エネルギー状態になってその過程で所望のＥＵＶ光を発する。さらに、例えば２００，０００Ｋを超えるプラズマにおける高温に起因して、ＥＵＶ光は黒体放射の形態で放出され得る。発生したＥＵＶ光は、全空間方向に伝播する。ＥＵＶ光が露光プロセスのための使用線として使用可能となるために、その最大限の部分を、「コレクタミラー」という用語で知られている集光光学ユニットにより照明・投影光学ユニットの方向に指向させなければならない。

従来技術から知られているコレクタミラーは、光の集束度を高めるために楕円形ミラー面を備える。しかしながら、コレクタミラーには、スズプラズマの密度の増加に伴いプラズマ周波数が大幅に増加し得るという欠点がある。この場合、使用線に加えて、残留線、すなわち露光プロセスに使用不可能なＥＵＶスペクトル域以外の残留スペクトル域からの電磁線も、コレクタミラーのミラー面で反射されて第２焦点に集束され得る。最後に、残留線は、照明・結像光学ユニットに入り、さらに基板にまで至り得る。残留線は、通常は高強度のＩＲ光及び深紫外（ＤＵＶ）光を含む。残留線は、コレクタミラーの下流に配置された光学ユニットに対するかなりの入熱、したがってこれらの光学ユニットの光学特性の許容不可能な劣化を引き起こす。

これらの問題をなくすために、スペクトル純度フィルタ（ＳＰＦ）として具現されバイナリ格子を備えるさらに他の楕円形コレクタミラーが知られている。バイナリ格子は、第１焦点で放出されたＥＵＶ光を反射して第２焦点に集束させるよう働き、集束したＥＵＶ光が第２焦点に位置する絞りを通過する一方で、ＩＲポンプ光はそこで遮断される。結果として、ＩＲポンプ光は抑制される。

しかしながら、このタイプのコレクタミラーには、バイナリ格子が単一波長の残留線しか効果的に抑制できず、さらにこれが可能なのが、バイナリ格子の格子パラメータ、例えば格子周期が製造中に非常に正確に制御された場合に限られるという欠点がある。さらなる製造費がここで生じる。さらに、広帯域残留スペクトル域の残留線は結像ビーム経路で抑制されなければならず、これがさらに製造費を増加させる。

さらに、バイナリ格子は、中波波長の範囲の寸法を有する表面粗さを有する。こうした表面粗さは、バイナリ格子の作製に用いられるデバイスの振動及び精度限界に起因する。こうした表面粗さには、発生したＥＵＶ光をコレクタミラーの第２焦点に正確に集束させるのではなく、第２焦点の周りの広い領域に集束させるという影響がある。ＥＵＶ光の第２焦点は、「中間焦点（ＩＦ）」とも称される。ＩＦの拡大が生じてしまう。使用線をできる限り完全に絞りに通過させるために、絞りの開口を対応して拡大しなければならない。しかしながら、これは残留線の透過の増加につながる。

こうしたＳＰＦコレクタミラーのさらに別の欠点は、大きな作動距離及び小さなＩＦ側開口数（ＮＡ）のための要件を同時に考慮するために、コレクタミラーを非常に大きな直径で形成しなければならないことである。コレクタミラーの直径が大きいほど、コレクタミラーの結像スケールが楕円形ミラー面に沿って大きく変わる。結像スケールは、一方では第１焦点からミラー面上の光線入射点までの距離と、他方では光線入射点から第２焦点までの距離との比として定義される。これは、特にＩＦ及び／又は遠視野でのエタンデュのエンベロープの拡大につながってしまう。上記表面粗さも、エタンデュのエンベロープの拡大をさらに助長する。

エタンデュのエンベロープの拡大は、発生した使用線の損失を引き起こし、これはＥＵＶマイクロリソグラフィシステムの極端な照明モードでの露光品質及び／又は結像品質に深刻な影響を及ぼす。

導入部分で引用した従来技術は、複数のミラーファセットを含むブレーズド格子を備えたさらに他の楕円形コレクタミラーも開示している。確かに、それにより使用線を高い透過効率で集束させることができる。とはいえ、上述した欠点、例えば使用線の損失に関連する問題はほぼ未解決のままである。

特許文献２は、複数の格子要素を含む光学格子を備える、ＥＵＶ放射線を集光するコレクタミラーを開示している。格子要素は、楕円面の断面を構成するよう具現され得る。

米国出願公開第２００９／０２６７００３号明細書 独国特許出願公開第１０ ２０１３ ００２ ０６４号明細書

したがって、本発明の目的は、残留線、例えばＩＲ光及びＤＵＶ光の抑制強化と同時に使用線の損失を減らすという意味で、導入部分で述べたタイプのコレクタミラーを開発することである。

本発明によれば、この目的は、ファセット面が光軸を含む断面において複数の仮想楕円シェル上に配置され、仮想楕円シェルは、光軸に沿って相互に変位し且つ共通の数学的焦点位置が第１及び第２焦点と一致し、ミラー面は、仮想楕円シェルに沿って延び、隣接するミラーファセット対の周縁領域側ミラーファセットが第１楕円シェル上に配置され、ミラーファセット対の頂点領域側ミラーファセットが第１楕円シェルに隣接した第２楕円シェル上に配置され、第１楕円シェルは、光軸に沿って第２楕円シェルから第１焦点の方に変位することにより、導入部分で述べたタイプのコレクタミラーに関して達成される。

各ファセット面は、ファセット面が楕円シェルに沿って又は楕円シェルに対して接線方向に延在するように楕円シェル上に配置される。複数の仮想楕円シェルは共通の焦点位置を有するので、これらの楕円シェルは仮想共焦点楕円族を形成する。各楕円シェルは、光軸に対して少なくとも部分的に回転対称である仮想楕円シェルに数学的に対応する。したがって、空間的に考慮した各ファセット面が仮想楕円シェル上に配置され、個々の仮想楕円シェルは共焦点楕円族を形成する。そこから得られるミラー面は、光軸と同心であり光軸の方向に相互に離間した円形経路を含む経路配置に沿って、又は光軸回りの螺旋状経路に沿って延在する。

したがって、本発明によるコレクタミラーは、特定の広い残留スペクトル域からの残留線の遮断を可能にする。単一波長の効果的な残留線抑制しか可能にしない以前のＳＰＦ格子、特にバイナリ格子とは対照的に、本発明によるコレクタミラーを用いると、広帯域残留線抑制が有利に達成される。

さらに、コレクタミラーのミラー面は、楕円形ミラー面から逸脱している。楕円形のコレクタミラー、すなわち楕円形ミラー面を有するコレクタミラーの場合、コレクタミラーの第１焦点から第２焦点への結像の結像スケールの変化がある。これは、特にＩＦ及び／又は遠視野でのエタンデュのエンベロープの大幅な拡大につながる。これは、ＩＦでの使用線が絞りを完全に通過するのに十分なほど小さな直径を有する光束を形成するように集束されないので、使用線の高損失を招く。

これとは対照的に、本発明によるコレクタミラーは、使用線を第１焦点から第２焦点に結像し、ミラー面に沿った結像スケールの変化は、共焦点楕円族上のファセット面の配置により少なくとも低減される。エタンデュのエンベロープの拡大がこうして低減される。これにより、ＥＵＶマイクロリソグラフィシステムの極端な照明モードでも使用線の損失を減らすことができる。発生したＥＵＶ光は、ＩＦで集束されて縮径された光束を形成する。したがって、より小さな絞り開口を有する絞りを用いることができる。これにより、絞りが遮断する残留線の割合が増加する。

同時に、コレクタミラーの下流に配置された光学ユニットは、ＥＵＶ光源による汚染からよりよく保護される。光学ユニットの保護に役立つ例えばＨ２ガスの洗浄ガスを、低いガス圧で用いることができることが有利であり、これは、費用効果に加えて、ガス雰囲気中のＥＵＶ光の透過を改善する。

コレクタミラーのミラー面は、仮想楕円シェルの頂点領域から周縁領域まで延在することができる。しかしながら、ミラー面が頂点領域まで完全に延びないことも可能であり、例として、ミラー面は、仮想楕円シェルの頂点領域になくてもよく、例えばそこに穿孔又は孔を有していてもよい。

さらに、隣接するミラーファセット対の周縁領域側ミラーファセットが、第１楕円シェル上に配置され、ミラーファセット対の頂点領域側ミラーファセットが、第１楕円シェルに隣接した第２楕円シェル上に配置され、第１楕円シェルは、光軸に沿って第２楕円シェルから第１焦点の方に変位するようになっている。

この構成では、換言すれば、２つの隣接するミラーファセットのうちミラー面の周縁領域に近いミラーファセットが、２つのミラーファセットのうち頂点領域に近いミラーファセットが位置する仮想楕円シェルよりも第１焦点に近い仮想楕円シェル上に位置する。全てのミラーファセットに関してそうである場合、例えばコレクタミラーのミラー面は、断面において楕円形ミラー面と比べて頂点に向かって「突出」していてもよい。すなわち、周縁領域でコレクタミラーのミラー面に重なる仮想楕円シェルと比べて、コレクタミラーのミラー面は、頂点領域で仮想楕円シェルから離れる方向に湾曲する。有利には、以前のコレクタミラーと比べて、本発明によるコレクタミラーは、作動距離を変えずにより小さなコレクタ直径で、したがってより小型に、且つ／又はコレクタ直径を変えずにより大きな作動距離で、したがってより大きな放射抵抗で形成することができる。しかしながら、一定の結像スケールを有するコレクタミラーの実施形態に関連して後述するように、上述した構成は「突出」していないミラー面につながり得る可能性もある。「頂点領域側」及び「周縁領域側」という用語は、相対的であり、ミラー面の経路に関して理解すべきであり、それぞれ「比較的頂点領域に近いか又は周縁領域から離れていること」及び「比較的周縁領域に近いか又は頂点領域から離れていること」を意味する。

複数の仮想楕円シェルは、コレクタミラーの物理的なシェルではなく、ブレーズド格子の構造を数学的に説明する役割を果たすにすぎない。さらに、本発明に関して、「焦点」という用語は、本コレクタミラーの物理的又は光学的特徴として理解すべきであるが、「焦点位置」という用語は、本発明を数学的に説明する役割を果たすにすぎない。

好適な一構成では、ブレーズド格子は、ファセット面が格子表面に対してそれぞれ局所的に傾斜するブレーズ角を有し、ブレーズ角は、周縁領域から頂点領域に向かって増加する。

この構成において、ブレーズ角は、周縁領域から頂点領域に向かって連続的に増加することができ、この構成は、ブレーズ角が周縁領域から頂点領域に向かって部分的に一定である場合も包含する。ファセット光学ユニット又は格子光学ユニットの場合、鏡面ファセット反射の、すなわちミラー面で反射された使用線の一部が隣接ミラーファセットにより遮断されるシェーディング効果が生じる。これらのシェーディング効果は、ブレーズ角プロファイルに関連する。有利には、この措置を用いてシェーディング効果の軽減が達成される。

さらに別の好適な構成では、ファセット面は、ファセット面が仮想円形線の少なくとも一部との楕円シェルの交点に配置されるように楕円シェルに沿って分配され、円形線上の点毎に、第１焦点からその点までの距離とその点から第２焦点までの距離との比が同じ値を有する。

この措置には、この配置仕様を満たすミラーファセットの結像スケールが一定又は少なくともほぼ一定であるという利点がある。第１焦点からの光は、この配置仕様を満たす全てのミラーファセットにより第２焦点に鮮鋭に結像される。コレクタミラーは、存在する全てのミラーファセットがこの配置仕様を満たして、ミラー面の結像スケールが全体として一定となるよう構成されることができる。

この措置のさらに別の利点は、コレクタミラーが基板側に球面を有することができることであり、これによりコレクタミラーの製造が単純化されることが有利である。

上述した構成は、隣接するミラーファセット対の周縁領域側ミラーファセットが第１弾シェル上に配置され、ミラーファセット対の頂点領域側ミラーファセットが第１楕円シェルに隣接した第２楕円シェル上に配置され、第１楕円シェルが第１焦点から見て光軸に沿って第２楕円シェルから第１焦点の方に変位するという請求項１の特徴を有しない、独立発明としてもみなされる。さらに、この構成は、コレクタミラーだけでなく、有利にはＥＵＶリソグラフィシステム内の、例えば投影レンズの結像ミラーにも用いることができるが、それはこうしたミラーが非常に鮮鋭な結像を可能にするからである。このような結像ミラーのミラー面は、特に完全に光軸外に（「軸外」）配置することができる。

さらに別の好適な構成では、それぞれ１つのファセット面のみが楕円シェル上に配置される。

ファセット面と楕円シェルとの間の単純な割り当てにより、焦点に関する設計の複雑性が軽減されることで、本発明によるコレクタミラーは、特に単純に、またそれに関連して特に費用効果高く作製可能である。

さらに別の好適な構成では、楕円シェルは、光軸に沿って相互から実質的に等距離に離間している。

共焦点楕円族の単純な幾何学的形態により、ブレーズド格子は高い計算複雑性を伴わずに設計することができる。これは、作製単純性及び費用効果の向上につながることが有利である。

さらに別の好適な構成では、少なくとも２つのミラーファセットが少なくとも約０の焦点距離逆数値を有するか、又は少なくとも２つのミラーファセットが同一の焦点距離逆数値を有する。

この措置を用いて、同じ焦点距離を有する複数のミラーファセットの具現及び／又は使用が可能である。結果として、本発明によるコレクタミラーは、より少ない費用で作製することができる。好ましくは、焦点距離逆数値は、全てのミラーファセットに関して無視できるほど小さいか又はゼロに等しい。これにより、ファセット面及び／又はファセット縁の勾配誤差が減ることが有利である。さらに、ファセット面を平面ファセット面として具現することができることで、コレクタミラーの作製単純性が高くなる。

さらに別の好適な実施形態では、ブレーズド格子は、残留線を回折させる回折格子を含み、ミラー面で反射された使用線は、０次回折の回折残留線からブレーズ角の少なくとも２倍で偏向され、且つ／又は０次回折の回折残留線と１次回折の回折残留線との間を通る。

入射使用線の鏡面ファセット反射は、回折残留線とは別個に進む。結果として、使用線は、中間焦点（ＩＦ）にのみ集束する。有利には、異なる回折次数の残留線が効果的に抑制されることで、実質的に使用線のみが絞りを通過する。

さらに別の好適な構成では、残留スペクトル域は赤外スペクトル域を含み、０次及び１次の回折は、残留スペクトル域の最小波長を有する回折残留線に関係する。

入射使用線の鏡面ファセット反射は、０次及び１次回折の回折ＩＲ光とは別個に進み、したがって最低回折次数のＩＲ光を重ねられることなく絞りの開口のみを通過することができる。有利には、露光プロセスに望ましくない高強度ＩＲ光が、結果として特に効果的に抑制される。

さらに別の好適な構成では、ファセット面は、断面においてそれぞれファセット長を有し、少なくとも２つのファセット長が異なり、且つ／又はファセット長が残留スペクトル域の最小波長に応じて選択された最大ファセット長を超えない。

ミラー面に沿って変わるファセット長を用いて、コレクタミラーは、ＥＵＶマイクロリソグラフィの多様な実用的要件を満たすように特に柔軟に作ることができる。さらに、コレクタミラーは、短波残留線を特に効果的に抑制する。

さらに別の好適な構成では、ファセット長は１０μｍｍ〜２０μｍの範囲にある。

この構成では、ファセット長がＥＵＶ光の波長と比べて十分に大きいことで、ＥＵＶ光に関する回折効果が最大限に抑制される。反射したＥＵＶ光は、実質的に１方向に進み、したがって第２焦点に特に効果的に集束させることができる。同時に、ファセット長が十分に短いことで、ＩＲ光及びＤＵＶ光に関する回折効果が無視され得ない。

さらに別の好適な構成では、ブレーズド格子は、０ｎｍ〜０．２ｎｍの範囲の表面粗さを有する。

したがって、使用線を高精度で第２焦点に集束させることができる。中間焦点の拡大が減ることで、絞り開口が縮小された絞りをより効果的な残留線抑制の目的で用いることができる。

さらに別の好適な構成では、ブレーズド格子は、０μｍ〜１μｍの範囲の半径を有する縁丸みを有する。

本発明によるコレクタミラーの縁丸みを十分に減らすことで、使用線集束の精度が高まる。さらに縮小された絞り開口を有する絞りを用いることができ、これにより照明・投影光学ユニットに対する残留線の衝突が低減される。

さらに別の好適な構成では、ブレーズド格子は、加工工具を格子工作物に対して螺旋状経路及び／又は同心円から構成される経路配置に沿って移動させる超精密旋削法で格子工作物から作製される。

ブレーズド格子は、ブレーズ角及び／又はファセット長のプロファイルに関して高精度で形成される。格子工作物に対して加工工具、例えばダイヤモンド工具が螺旋状に相対運動する場合、工具を上記工作物に対して交互に接近離反移動させる必要はなく、その結果として構造化時間が特に短いことが有利である。さらに、格子品質に対するダイヤモンド工具の振動の影響が減る。

さらに別の好適な構成では、ミラーファセットは、ミラー面を加工工具のうちミラー面に面する圧力側と係合させる単一の機械加工プロセスでそれぞれ作製される。

ミラーファセットの加工時間は、それにより従来のミラーファセットの場合よりも短くなる。ファセット面を圧力側の、例えば平面圧力側の「像」として形成できることで、ファセット面の表面品質は、実質的に圧力側の構造のみに依存する。ファセット面の勾配誤差が減ることが有利である。

さらに別の好適な構成では、ファセット面は、超精密旋削法の下流で、イオンビーム及び／又は少なくとも１つの液膜を用いて平滑化法で表面加工される。

結果として、ファセット面の表面粗さがさらに減る。さらに、このようにして表面加工されたファセット面は特に均一である。

さらに別の好適な構成では、ファセット面は、モリブデン及びケイ素（ＭｏＳｉ）の複数の交互個別層を含む層スタックでコーティングされ、個別層の層厚は、個々のファセット面に関する局所光線入射角に応じて選択される。

個々のミラーファセットの反射特性は、ＭｏＳｉ層を用いて改善される。ＭｏＳｉ層の選択された層厚により、ＥＵＶ光が、全てのミラーファセットで均一な高い精度で第２焦点に集束されることが有利である。

さらに別の態様によれば、本発明は、光学有効ミラー面を有する光学格子を備え且つ全体としてミラー面にわたって少なくともほぼ一定の結像スケールを有する、特にＥＵＶマイクロリソグラフィシステム用の、又はＵＶスペクトル域用のミラーを提供するという目的に基づく。

このさらに別の態様によれば、この目的は、第１焦点から出た電磁線を反射してそれらを第２焦点に集束させる光学有効ミラー面を有する光学格子を備えたミラーであって、第１及び第２焦点は、光学格子のうちミラー面に面する側にあり光軸を規定し、光学格子は、ファセット面をそれぞれが有する複数のミラーファセットを含み、ファセット面は格子のミラー面を形成するミラーにより達成される。本発明によれば、ファセット面は、光軸を含む断面において複数の仮想楕円シェル上に配置され、複数の仮想楕円シェルは、光軸に沿って相互に変位し且つ共通の数学的焦点位置が第１焦点及び第２焦点と一致し、ファセット面は、ファセット面が仮想円形線の少なくとも一部との楕円シェルの交点に配置されるように楕円シェルに沿って分配され、円形線上の点毎に、第１焦点からその点までの距離とその点から第２焦点までの距離との比が同じ値を有する。

幾何学的形状に関して、２つの所定の点に対する距離の比が所定の値である全ての点のセットを、アポロニウスの円とも称する。したがって、本発明の本態様によれば、ファセット面は、相互に対して変位した楕円族上に配置されるだけでなく、第１及び第２焦点を固定点としてファセット面がアポロニウスの円上にさらに配置されるようにも配置される。ここでの利点は、ミラーの基板表面を球状にすることができ、これによりミラーの製造が大幅に単純化されることである。アポロニウスの円の一部に沿って楕円シェル間に分配されたファセット面の配置により、全てのファセット面が第１焦点を第２焦点に同一の結像スケールで結像する。こうしたミラーは、コレクタミラーとしてだけでなく、概して結像ミラーとしても用いることができるが、それはミラーが本発明による構成により第１焦点から第２焦点への非常に鮮鋭な結像をもたらすからである。

一発展形態では、ミラーファセットの基点が交点に配置される。

これにより、各ファセットがアポロニウスの円との楕円シェルの交点に正確に割り当てられることとなり、したがって製造のためのミラーファセットの配置仕様が非常に正確になる。

さらに、ミラー面が完全に光軸外に配置されれば好ましい。

この構成では、本発明によるミラーは、例えばＥＵＶマイクロリソグラフィシステムの、又はＵＶ光学系の、特に結像ミラーとして適している。

本発明によるミラーの光学格子は、ブレーズド格子又はフレネル構造であることが好ましい。

さらに他の利点及び特徴は、以下の説明及び添付図面から明らかとなるであろう。

本発明の範囲から逸脱することなく、上記特徴及びこれから後述する特徴は、それぞれ指定された組み合わせだけでなく、他の組み合わせで又は単独でも用いることができることを理解されたい。

本発明の例示的な実施形態を図面に示し、図面を参照して以下で説明する。

例示的な一実施形態によるコレクタミラーの概略断面図を示す。 従来技術によるコレクタミラーの概略断面図を示す。 図３Ａは、１つのミラー面プロファイルの効果を説明する概略図を示す。図３Ｂは、１つのミラー面プロファイルの効果を説明する概略図を示す。 図１におけるコレクタミラーによる回折残留線からの反射使用線の空間的分離を説明する概略図を示す。 空間周波数又は回折次数の関数としての遠視野での強度分布の概略図表を示す。 ブレーズ角のプロファイルを説明する概略図を示す。 隣接するミラーファセット間のシェーディング効果を説明する概略図を示す。 図１におけるコレクタミラーを作製する方法の説明図を示す。 図１におけるコレクタミラーを作製する方法の説明図を示す。 図７Ａ及び図７Ｂにおける方法での格子工作物に対する加工工具の移動経路の説明図を示す。 図７Ａ及び図７Ｂにおける方法での格子工作物に対する加工工具の移動経路の説明図を示す。 半径座標の関数としての勾配誤差の概略図表を示す。 さらに別の例示的な実施形態によるミラーの概略断面図を示す。 さらに別の例示的な実施形態によるミラーの概略断面図を示す。

図１は、例示的な一実施形態によるコレクタミラーを概略断面図で示し、このコレクタミラーを全体的に参照符号１０で示す。コレクタミラー１０は、ＥＵＶマイクロリソグラフィシステムのＥＵＶ光源におけるＥＵＶ光の集光又は集束に役立ち、以下でブレーズド格子と称される光学格子１２を備える。ブレーズド格子１２は、ファセット面１５をそれぞれが有する複数のミラーファセット１４を含む。ミラーファセット１４のファセット面１５は、鋸歯形の「ブレーズド」ミラー面１７を一緒に形成する。

ファセット面１５は、断面１６において複数の仮想楕円シェル１８ａ〜１８ｊ上に配置される。図１では、明確化の理由から、最も内側の楕円シェル１８ａ及び最も外側の楕円シェル１８ｊのみにそれぞれ参照符号を設けてある。ファセット面１５は、複数の仮想楕円シェル１８ａ〜１８ｊに１つずつ配置され、ファセット面１５は、各楕円シェル１８ａ〜１８ｊに沿って又は各楕円シェル１８ａ〜１８ｊに関して接線方向に延在する。楕円シェル１８ａ〜１８ｊは、コレクタミラーの第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２と一致する２つの共通の焦点位置を有する。結果として、楕円シェル１８ａ〜１８ｊは、仮想共焦点楕円族１８を形成する。図示の例示的な実施形態では、ブレーズド格子１２のミラー面１７は、断面１６において共焦点楕円族１８の頂点領域２０から周縁領域２２まで延在する。しかしながら、ミラー面１７が頂点領域２０になくてもよく、コレクタミラー１０がそこに穿孔又は孔を有していてもよい。

図１における断面図では、簡単のために、ファセット面１５は楕円シェル１８ａ〜１８ｊの半分にのみ示されている。空間的に考えると、ブレーズド格子１２は、少なくとも部分的に光軸ＯＡに対して回転対称であるよう具現され、光軸ＯＡは、第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２により規定される。この場合、ミラー面１７は、光軸ＯＡ回りの螺旋状経路に沿って延在することができる。代替的に、ミラー面１７は、光軸ＯＡに対して同心状であり且つ光軸ＯＡの方向に相互に離間した複数の円形経路に沿って延在することができる。

共焦点楕円族１８を数学的に説明するために、図１は、ｙ軸が光軸ＯＡと一致し、原点が第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２との間の中点であるデカルト座標系を示す。簡単のために、全ての座標を焦点距離に、すなわち、原点から焦点Ｆ１、Ｆ２までの距離に正規化する。図１で分かるように、仮想楕円シェル１８ａ〜１８ｊのそれぞれが、関連する縦軸交点又は頂点２４ａ〜２４ｊでそれぞれｙ軸と交わり、明確化の理由から、最も内側及び最も外側の縦軸交点２４ａ、２４ｊのみにそれぞれ参照符号を設けてある。座標（０，ｙｎ）が、縦軸交点２４ａ〜２４ｊに割り当てられる。ここで、指数ｎ＝ａ、ｂ、ｃ、…ｊは、個々の楕円シェル１８ａ〜１８ｊの番号付けに関係する。各仮想楕円シェル１８ａ〜１８ｊは、座標（ｘｎ，０）を有する横軸交点でｘ軸と交わる関連楕円の一部であるが、簡単のためにこれは図１には示さない。したがって、各仮想楕円シェル１８ａ〜１８ｊ上にある点には、以下の楕円関数に従う座標（ｘ，ｙ）を割り当てることができる。

（ｘ／ｘｎ）^２＋（ｙ／ｙｎ）^２＝１ （１）

各楕円又は各楕円シェルの縦軸交点及び横軸交点の座標に関して、以下の関係が成立する。

（ｙｎ）^２−（ｘｎ）^２＝１ （２）

ファセット面１５が楕円シェル１８ａ〜１８ｊ上に配置されることにより、コレクタミラー１０は、第１焦点Ｆ１から出てファセット面１５の少なくとも１つでコレクタミラー１０のミラー面１７に至るＥＵＶスペクトル域の電磁使用線を反射し、且つそれらを第２焦点Ｆ２に集束させることができる。図１は、光軸ＯＡに対して角度φ１、φ２で各ファセット面１５上の各光線入射点Ｐ１、Ｐ２に当たる２つの使用線２３、２５を例として示す。そこで使用線２３、２５は反射され、第２焦点Ｆ２の方向に指向される。結果として、使用線２３、２５は、第２焦点Ｆ２に集束される。簡単のために、図１において集束した使用線２３、２５を単線で示すが、概して有限直径の光束がミラー面１７に当たる。

コレクタミラー１０は同時に、同様に第１焦点Ｆ１から出たＥＵＶスペクトル域とは異なる残留スペクトル域の電磁残留線を、ブレーズド格子１２での反射又は回折後に、使用線２３、２５の光線出射方向から逸れる少なくとも１つの方向に指向させて、残留線が第２焦点Ｆ２に位置する絞り３８により遮断されるようにすることができ、上記絞りは図２に示されている。

図１は、９個のミラーファセット１４を示しており、楕円シェル１８ａ〜１８ｊのそれぞれに１つのファセット面１５しか配置されない。しかしながら、ミラーファセット１４の数は、９個よりも少なくても多くてもよい。さらに、楕円シェル１８ａ〜１８ｊに配置されたファセット面１５の数は、２つ以上でもよい。図１では、さらに、楕円シェル１８ａ〜１８ｊは光軸ＯＡに沿って相互から実質的に等距離に離間している。結果として、楕円シェル１８ａ〜１８ｊの縦軸交点２４ａ〜２４ｊも同様に、相互から等距離に離間している。

ファセット面１５はさらに、各隣接ミラーファセット対の周縁領域側ミラーファセット１４のファセット面１５が配置された楕円シェル１８ａ〜１８ｊが、同じミラーファセット対の頂点領域側ミラーファセット１４のファセット面１５が配置された楕円シェル１８ａ〜１８ｊから、光軸ＯＡに沿って第１焦点Ｆ１に向かって変位するよう配置される。そこから得られるミラー面１７は、断面１６において、最も内側の楕円シェル１８ａと比べて最も外側の頂点２４ｊに向かって湾曲又は「突出」している。同時に、ミラー面１７は、周縁領域２２では最も外側の楕円シェル１８ｊと比べて最も内側の楕円シェル１８ａの方に湾曲している。以下、楕円形又は球状のミラー面と区別するために、ミラー面１７を「突出ミラー面」と称する。

広帯域残留線は、ファセット面１５の特別な配置により抑制することができる。それとは対照的に、以前のコレクタミラー、特にバイナリ格子を有するコレクタミラーは、単一波長の残留線しか抑制できない。

図２は、バイナリ格子２６を有する従来技術による例示的なコレクタミラー１０’を示し、バイナリ格子２６は複数のミラーファセット２８を有する。コレクタミラー１０’は、楕円形ミラー面３３を備え、ミラーファセット２８は、ここに示す断面３０では単一の楕円シェル３１上に配置される。ポンプ光源３２が発生させたＩＲポンプ光３４が、第１焦点Ｆ１’に配置されたターゲットに衝突する。例として、スズドロップレットがターゲットとして用いられる。結果としてプラズマ、特にスズプラズマが発生し、その電子移動時にＥＵＶ光が発生する。発生したＥＵＶ光は、使用線３５としてミラーファセット１８の１つにある光線入射点Ｐ’に当たり、そこで使用線３５が反射されて第２焦点Ｆ２’に集束される。絞り３８が第２焦点Ｆ２’に配置され、反射使用線３５’が上記絞りの開口４０を通過する。同時に、入射使用線３５に重なった入射残留線３６が、ミラーファセット２８で回折される。回折残留線３６’は、反射使用線３５’の外側で２方向に進んで絞り３８により遮断される。このようにして、残留線は、絞り３８と相互作用するコレクタミラー１０’により抑制される。

図２における楕円形のコレクタミラーとは対照的に、図１における「突出」したコレクタミラー１０のファセット面１５は、単一の楕円シェル上に配置されるのではなく、共焦点楕円族１８上に配置される。広帯域残留線抑制に加えて、コレクタミラー１０は、ミラー面１７に沿った結像スケールの変化を少なくとも減らすことを可能にすることで、ＩＦ及び遠視野でのエタンデュのエンベロープの拡大を減らす。

図３Ａは、３つの概略的なミラー面プロファイルＳ１〜Ｓ３を示す。第１プロファイルＳ１は球状ミラー面に相当し、第２プロファイルＳ２は「突出」ミラー面に相当し、第３プロファイルＳ３は楕円形ミラー面に相当する。第１焦点Ｆ１から出た使用線４２が、光軸ＯＡに対して角度φで３つのミラー面プロファイルＳ１〜Ｓ３のうち１つの光線入射点Ｐに当たり、そこから第２焦点Ｆ２へ反射される。簡単のために、楕円形のミラー面プロファイルＳ３への光線入射のみを図３Ａに示す。

遠視野半径、すなわち光線強度測定位置と光軸ＯＡとの間の距離の関数としての、遠視野で各ミラー面が集束させた使用線４２’の強度を、図表Ｄ１においてＩ１、Ｉ２、Ｉ３で示す。楕円形ミラー面の強度分布Ｉ１と比べて、可変遠視野半径での「突出」ミラー面の強度分布Ｉ２の変化は弱い。換言すれば、「突出」ミラー面の強度分布Ｉ２は、楕円形ミラー面と比べてより均一である。これは、楕円形のコレクタミラーと比べてエタンデュのエンベロープの拡大の低減と、最終的には「突出」コレクタミラーの結像スケールの変化の低減とに起因する。

結像スケールＶ（φ）は、すでに上記で述べたように、一方では第１焦点Ｆ１から光線入射点Ｐまでの距離ｄＦ１−Ｐ（φ）と、他方では光線入射点Ｐから第２焦点Ｆ２までの距離ｄＰ（φ）−Ｆ２との比として定義される。

Ｖ（φ）：＝ｄＦ１−Ｐ（φ）／ｄＰ（φ）−Ｆ２ （３）

角度φに対する結像スケールＶ（φ）の依存は、ミラー面のタイプに応じて異なる。球状ミラー面（Ｓ１）の場合、結像スケールＶ（φ）は角度φとは事実上無関係だが、楕円形ミラー面（Ｓ３）の場合、結像スケールＶ（φ）は角度φの変化と共に大きく変わる。「突出」ミラー面の場合、結像スケールＶ(φ)は角度φと共に変わるが、楕円形ミラー面の場合ほど大きく変わらない。

ミラー面プロファイルＳ１〜Ｓ３は、同一の端１４に至る。これは、これらのプロファイルＳ１〜Ｓ３に関連するコレクタミラーが実質的に同じコレクタミラー直径を有することを意味する。さらに、「突出」プロファイルＳ２の縦軸交点Ａ２は、楕円形プロファイルＳ３の縦軸交点Ａ３よりも第１焦点Ｆ１から遠い。縦軸交点Ａ２、Ａ３と第１焦点Ｆ１との間の距離は、コレクタミラーの「作動距離」として知られている。作動距離が大きいほど、高エネルギープラズマから遠くにコレクタミラーが位置し、これにより熱及び放射に対する抵抗の増加が見込まれる。これは、「突出」コレクタミラーが、同じ直径を有する楕円形コレクタミラーと比べて低い熱負荷及び放射線負荷を受けることを意味する。

図３Ｂに示す概略的なミラー面プロファイルＳ１〜Ｓ３の場合、縦軸交点Ａが一致する。したがって、これらのプロファイルＳ１〜Ｓ３に関連するコレクタミラーは同じ作動距離を有する。同時に、「突出」プロファイルＳ２は、楕円形プロファイルＳ３よりもその２端４１間の大きさが小さい。したがって、プロファイルＳ２に関連する「突出」プロファイルは、プロファイルＳ３に関連する楕円形コレクタミラーよりも小さな直径を有する。直径が小さいほど、コレクタミラーが小型でありその重量が小さい。これは、同じ作動距離を有する楕円形コレクタミラーと比べて、「突出」コレクタミラーをより小型且つ軽量に形成できることを意味する。

図４は、図１におけるコレクタミラー１０による残留線からの反射使用線の空間的分離を説明する概略図を示す。図４は、ブレーズド格子１２の２つの隣接するミラーファセット１４ａ、１４ｂ間の移行部をそれぞれが示す３つの領域（Ｉ）〜(ＩＩＩ)を含み、領域（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）は領域（Ｉ）の同じ移行部を示す。

領域（Ｉ）において、入射使用線４３は、光線入射点Ｐに使用線入射角４５で当たり、使用線入射角４５は、ファセット面１５に対して垂直なファセット法線４６に関するものであり、光線入射点Ｐは、隣接するミラーファセット１４ａ、１４ｂ間の接続点Ｒと一致する。入射使用線４３はファセット面１５で反射される。反射使用線４５’は、ファセット法線４２に対して使用線反射角４５’で進み、使用線反射角４５’は使用線入射角４５に等しい。ファセット面１５で反射された使用線４５’を「鏡面ファセット反射」と称する。

領域（ＩＩ）において、入射使用線４３に重なった入射残留線４７が、光線入射点Ｐに残留線入射角４８で当たり、残留線入射角４８は、格子表面５０に対して垂直な向きの格子表面法線４９に対するものである。ここに図示する断面１６において、格子表面４８のプロファイルは、隣接するミラーファセット１４ａ、１４ｂ間の接続点Ｒの接続線に対応する。残留線４７の波長が非常に大きいことにより、光線入射点Ｐで回折効果が生じる。回折次数０で回折した残留線４７’は、格子表面法線４６に対して０次残留線反射角４８’で進み、０次残留線反射角４８’は残留線入射角４４に等しい。さらに、ミラーファセット１４ｂに関するブレーズ角６０、すなわちミラーファセット１４ｂのファセット面１５が格子表面５０に対して傾く角度が図示されている。

領域（ＩＩＩ）に示すように、ミラーファセット１４ｂはステップ高さ６２及びファセット長６４を有し、ステップ高さ６２とファセット長６４との比はブレーズ角６０の正接に対応する。

領域（ＩＩＩ）では、領域（Ｉ）及び（ＩＩ）に示す光線経路に加えて、回折次数１、−１、及び−２でそれぞれ回折した残留線５１、５２、５３を見ることができ、当該残留線は、格子表面法線４９に対してそれぞれ第１、第２、及び第３残留線反射角５４、５５、５６で進む。格子表面法線４９及びファセット法線４６は、ブレーズ角６０に等しい角度５８を形成する。さらに、回折次数０で回折した残留線４７’は、反射使用線４３’から偏向角６６だけ偏向する。好ましくは、偏向角６６は、ブレーズ角６０の少なくとも２倍である。同時に、反射使用線４３’は、一方では回折次数０の回折残留線と他方では回折次数１の偏向残留線５１との間の好ましくは中央を通る。さらに好ましくは、回折次数０、１、−１、及び／又は−２は、ＩＲスペクトル域の最小波長λｍｉｎに関するものである。

図５は、空間周波数ｑの関数としての遠視野での反射使用線及び種々の回折次数の回折残留線の強度分布の概略図を示す。鏡面ファセット反射が通る空間方向６８では、遠視野での強度がその最大をとり、強度分布は空間方向６８に関して実質的に鏡面対称である。空間方向６８から進むと強度は減衰し、離散的な空間方向に対応する整数の空間周波数ｑ＝０、±１、±２、±３等で、回折残留線は強め合うように重なり合い、これらの離散的な空間方向で回折極大が生じる。回折次数０に関してとは別に、回折極大の強度及び位置は残留線の波長に応じて変わる。さらに、回折残留線の強度は、回折次数の増加に伴って、すなわち図５において空間周波数ｑ＝０から左右に向かって単調に激減する。

回折残留線を鏡面反射からできる限り分離するために、最初に鏡面ファセット反射が回折次数０及び１の回折残留線間のできる限り中央を通ることが望ましく、それはこれら２つの回折次数が図５に示すように残留線の回折次数の中でも最高の強度値を有するからである。さらに、回折残留線の強度が、鏡面ファセット反射の空間方向６８の周辺の数回折次数内で少なくとも約０に減衰すれば有利である。これは、例えば約１のギャップ充填度を有するブレーズド格子１２の対応する選択により達成することができる。ギャップ充填度は、回折格子の回折効率の測度である。空間周波数ｑの関数としての反射使用線及び種々の回折次数の回折残留線の回折効率Ｉ（ｑ）に関して、遠視野では以下が成立する。

Ｉ（ｑ）＝ｓｉｎｃ（π＊σ＊（ｑ−Θ）^２ （４）

この場合、σはギャップ充填度であり、Θは鏡面反射の空間周波数である。Θは、通常は使用線の波長に応じて変わる。したがって、１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ光が使用線として用いられるＥＵＶマイクロリソグラフィでは、Θが固定量である。σは、０〜１で変わることができ、σ〜１では、回折残留線の強度は、鏡面ファセット反射の空間方向６８の周辺の２つ又は３つの回折次数内で少なくとも約０に減衰する。これにより、残留線の効率的な抑制が促進されると共に、均一な遠視野強度分布及び高い純度でのＥＵＶ光の集束が可能となることが有利である。

図４におけるステップ高さ６２、ファセット長６４、及びブレーズ角６０は、光線入射方向と光軸ＯＡとの間の角度φに応じて変わる局所変数であり、光線入射方向は、第１焦点Ｆ１及び光線入射点Ｐにより規定される。小さなブレーズ角６０では、これら３つの変数はほぼα（φ）＝ｈ（φ）／Ｉ（φ）により関連し合い、α（φ）はブレーズ角プロファイルを表し、Ｉ（φ）はファセット長プロファイルを表し、ｈ(φ)はステップ高さプロファイルを表す。これは、上記３つの変数のうち２つが任意に変わり得る一方で、第３変数は固定されることを意味する。

例として、図６Ａに概略的に示すように、ブレーズ角プロファイルα(φ)を固定することができる。その場合、ブレーズ角６０が周縁領域２２から頂点領域２０に向かって増加し、結像スケールがミラー面１７に沿って弱くしか変わらない。結果として、エタンデュのエンベロープの拡大が低減される。好ましくは、ブレーズ角６０は、１ｍｒａｄ〜１００ｍｒａｄの範囲から選択される。

ブレーズ角プロファイルα（φ）を固定することにより、楕円形ミラー面からのブレーズド格子１２のミラー面１７の局所形状偏差も固定される。したがって、ミラーファセット１４毎の局所光線入射角４５又は鏡面ファセット反射の方向、ひいてはブレーズド格子１２の表面の基本形状も固定される。

代替的に、ファセット長プロファイルＩ（φ）を固定することができる結果として、より高い波長依存回折次数の回折残留光が進む方向が固定される。短波使用線４３では、ファセット長６４を十分に大きく、好ましくはＩ（φ）＞１０μｍの範囲で選択できることで、ＥＵＶ光の回折効果をほぼ無視することができる。さらに、使用線４３の回折効果をさらに抑制するために、ステップ高さプロファイルｈ(φ)を少なくとも部分的に固定することができる。

しかしながら、長波残留線に関する回折効果を無視できなくするために、ファセット長６４は十分に小さく、好ましくはＩ（φ）＜２００μｍの範囲で選択される。これにより、回折残留線に関して複数の出射方向が得られ、それにより回折残留線が鏡面反射４３’と同じ方向で第２焦点Ｆ２に集束する可能性が減る。さらに、この場合、少なくとも約０である焦点距離逆数値を有するミラーファセット１４を用いることが可能である。これは、特に単純に且つ最小の表面粗さ及び勾配誤差に関して高品質で製造可能な事実上平面状のファット面１５に対応する。

さらに、高強度ＩＲ光をできる限り効果的に抑制するために、ＩＲスペクトル域の最小波長λｍｉｎに応じて最大ファセット長Ｉｍａｘを選択することが可能である。例として、λｍｉｎは以下の値：１０μｍ、１μｍ、２００ｎｍのうち１つをとることができ、関連する最大ファセット長Ｉｍａｘはそれぞれ１０００μｍ、１００μｍ、及び２０μｍである。これら３つの例は、焦点距離０．５ｍ、絞り半径１ｍｍ、及び鏡面ファセット反射と回折次数０の回折残留線との間の偏向角５ｍｒａｄに関係する。

図６Ｂはブレーズド格子１２の２つの隣接するミラーファセット１４ａ、１４ｂのシェーディング効果を例示的に示す。入射使用線４３は、第１ミラーファセット１４ａのファセット面１５で反射され、鏡面ファセット反射４３’は、光線入射点Ｐ及び第２ミラーファセット１４ｂのコーナ点Ｑにより規定される方向に進む。光線入射点Ｐと接続点Ｒとの間の第１ミラーファセット１４ａのファセット面１５の領域から出る鏡面ファセット反射４３’が、第２ミラーファセット１４ｂの側面６７により遮断されるので、この領域はこうして遮られる。ここに図示するシェーディング領域の長さは、使用光線入射角４５の正接を乗じた側面６７の長さから得られる。

コレクタミラー１０のブレーズド格子１２は、図７Ａ、Ｂに説明的に示す超精密旋削法（ＵＰ旋削法）を用いて作製されることが好ましい。この場合、本体７３と、本体７３に取り付けられた回転体７５と、構造化ユニット７７とを備えたＵＰ旋削装置６９が用いられる。回転体７５は、スピンドル軸７６回りに回転可能である。格子工作物７１が回転体７５に固定される。格子工作物７１は、例えばニッケル−リン（ＮｉＰ）及び／又は無酸素高導電銅（ＯＦＨＣ−Ｃｕ）を含有する非晶質加工可能層を含むことが好ましい。構造化ユニット７７は、圧力側７２を有する加工工具７０、例えばダイヤモンド工具を含む。構造化ユニット７７は、両矢印７８で示すように、スピンドル軸７６と平行に両方向に移動可能である。さらに、工具７０は、ここに示す図では図の平面に対して垂直な機軸７４回りに時計方向及び／又は半時計方向に回転可能である。圧力側７２は、平面及び／又は曲面であるように具現される。回転体７５は、本体７３上で高さ調整可能であり、これを両矢印８０で示す。

図８Ａは、図の平面に対して垂直に延在する軸８３を中心に螺旋状に形成された概略的な螺旋状経路８２を示す。螺旋状経路８２は、図８Ａでは軸８３に沿って図示されており、当該螺旋状経路８２は、経路半径８５の増加に伴い軸８３に沿って図の平面から出る方向に連続的に空間的に延在する。図８Ｂは、軸８３’に関して同心状である円形経路８４ａ〜８４ｊを含む概略的な経路配置８４を示す。図８Ａと同様に、円形経路８４ａ〜８４ｊは、図８Ｂでは軸８３’に沿って図示されており、当該円形経路８４ａ〜８４ｊは、経路半径８５’の増加に伴い図の平面から出る方向に空間的に延在する。

格子工作物７１を構造化するために、格子工作物７１を最初にＵＰ旋削装置６９の回転体７５に固定する。その後、工具７０を格子工作物７１に対して所望の位置にし、この所望の位置は、形成すべきファセット面１５の所望の表面形状に対応する。その後、格子工作物７１を螺旋状経路８２（図８Ａ）及び／又は経路配置８４(図８Ｂ)に沿って工具７０に対して回転体７５により移動させ、螺旋状経路８２及び経路配置８４に沿った移動に必要な相対回転運動は、スピンドル軸７６回りの回転体７５の回転により実現される。

螺旋状経路８２を辿ると、工具７０と格子工作物７１との間で連続運動が起こり、工具７０は格子工作物７１と常に係合する。同心円８４ａ〜８４ｊを含む経路配置８４に従った構造化中に、工具７０は格子工作物７１の表面への下降及び上昇を交互に行う。

螺旋状経路８２又は経路配置８４を完全に辿った後、ブレーズド格子１２のミラー面１７はその所望のプロファイルを得る。これは、ブレーズ角６０のプロファイルが固定されることを意味する。このようにして作製されたブレーズド格子１２は、少なくとも部分的にスピンドル軸７６に対して回転対称である。

工具７０の圧力側７２は平面を有し、これは縁丸みの低減に関して特に有利であるが、その理由は、平面圧力側７２の場合はステップ高さが大きい場合でも縁丸みが無視できるほど小さいからである。結果として、最大１０％の使用線透過の増加が生じる。さらに、経路距離、すなわち圧力側７２と格子工作物７１との間の接触面の寸法設定が、平面圧力側７２により大幅に増加することで、ブレーズド格子１２全体の構造化に必要な旋削及び機械加工プロセスの数が減る。結果として、加工時間及び／又は工具７０の摩耗が減ることが有利である。表面粗さに対する工具７０の振動の影響は無視できる程度である。ＵＰ旋削法を用いて、１ｎｍ〜２ｎｍの範囲の最大表面粗さを実現することができる。さらに、螺旋状経路８２に沿った移動時の第２焦点Ｆ２の横方向オフセットは、小さな経路距離により無視できる程度である。

平面圧力側７２から得られるさらに別の利点は、ミラーファセット１４の勾配誤差の大幅な低減にある。平面圧力側７２を用いて、最大勾配誤差がファセット長６４に実質的に比例するファセット面１５を実現することが可能である。これは、十分に小さなファセット長６４を選択すれば、勾配誤差に寄与する他の影響を抑制できることを意味する。図９は、最大勾配誤差８６及び平均勾配誤差８８を螺旋状経路８２又は経路配置８４の半径８５、８５’の半径座標の関数としてプロットした概略図表を示す。半径座標は、最小半径９０と最小半径８２との間で変わる。ファセット長６４が１００μｍであれば、最大勾配誤差は、平面圧力側７２により従来技術から既知のコレクタミラーと比べて９０％減る。

好ましくは、ミラーファセット１４及び／又はファセット面１５は、ファセット面１５を工具７０のうち格子工作物７１に面する圧力側７２と係合させる単一の機械加工プロセスによりそれぞれ形成される。したがって、個々のミラーファセット１４及び／又は個々のファセット面１５は、圧力側７２の「像」として得られる。結果として、加工時間をさらに減らすことができることが有利である。

ミラーファセット１４の表面粗さを最小化するために、例示的な一実施形態によれば、ＵＰ旋削法の後に予備構造化された格子工作物７１が平滑化プロセスで平滑化される。非機械的平滑化、例えばイオンビーム平滑化及び／又は液膜平滑化が実行されることが好ましい。イオンビーム平滑化は、Frost他による刊行物「Large area smoothing of surfaces by ion bombardment: fundamentals and applications, J. Phys.: Condens. Matter 21, 22, 224026」から既知であり、その内容を本願に援用する。液膜平滑化は、米国特許出願公開第２０１４／０１１８８３０号から既知であり、その内容を本願に援用する。格子構造の丸み低減をこのようにして達成できることが有利である。

ミラー面１７の反射特性を改善するために、格子工作物７１のうち平滑化プロセスで表面加工された側が、モリブデン及びケイ素の複数の交互個別層を含む層スタックでコーティングされ、個別層の層厚は、個々のファセット面に対する局所光線入射角に応じて選択される。こうしたＭｏＳｉスタック層が有利なのは、各ミラーファセット１４がその反射特性に関してその所望の局所光線入射角に個別に最適化されるからである。ミラー面１７は、ミラー面１７におけるＥＵＶ光を第２焦点Ｆ２に均一且つ精密に集束させることが有利である。好ましくは、格子工作物の構造化側は、ＭｏＳｉスタック層を施す前及び／又は施した後に、アルミニム及び／又は誘電体保護、例えばＭｇＦ２を含む材料でコーティングされる。後者はさらに、ブレーズド格子１２のミラー面１７を劣化の影響から保護する。

ブレーズド格子１２は、０ｎｍ〜０．２ｎｍの範囲の二乗平均（ＲＭＳ）マイクロラフネスを有することが好ましく、０．２ｎｍという上限は、ＥＵＶ波長の約１／１８０に対応する。結果として、ＥＵＶ高の迷光損失を最大２．５％まで減らすことができることが有利である。さらに好ましくは、コレクタミラー１０は、少なくとも２５％の傾斜角を有する少なくとも１つのアンチブレーズ（antiblaze）ファセットを備える。

言うまでもなく、コレクタミラー１０は、１３．５ｎｍの波長でのＥＵＶマイクロリソグラフィだけでなく、例えば４００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以下の異なる波長を有する露光光を用いることができるマイクロリソグラフィ用途にも適している。

ミラー１００のさらに別の例示的な実施形態を、図１０及び図１１を参照して説明する。図１における例示的な実施形態の要素と同一、同様、又は同等のミラー１００の要素には、１００を足した参照符号を設けてある。以下で別段の記載のない限り、上記説明はミラー１００に関しても適用可能である。

図１０によれば、ミラー１００は、光学有効ミラー面１１７を含む光学格子１１２を備え、光学有効ミラー面１１７は、第１焦点Ｆ１から出た電磁放射線１２５を第２焦点Ｆ２に集束させる。焦点Ｆ１及びＦ２は光軸ＯＡを規定する。光学格子１１２は、ファセット面１１５をそれぞれが有する複数のミラーファセット１１４を含み、ファセット面１１５は、光学格子１１２のミラー面１１７を形成する。

ミラー１００は、その後側に基板２００を備える。

図１１によれば、ファセット面１１５は、コレクタミラー１０の場合のように、光軸ＯＡを含む断面１１６において、光軸ＯＡに沿って相互に変位した楕円族１１８の複数の仮想楕円シェル１１８ａ〜１１８ｊ上に配置される。しかしながら、個々のファセット面１１５はさらに、以下で説明するさらに別の配置仕様を満たす。

図１１は、次式が成立する全ての点Ｐのセットｋにより与えられる仮想円形線２０４を示す。

式中、λは一定である。円形線又は円２０４は、アポロニウスの円とも称される。したがって、焦点Ｆ２から各点Ｐまでの距離と、その点Ｐから焦点Ｆ１までの距離との比は、円形線２０４上の全ての点Ｐに関して固定値λに等しい。

ファセット面１１５は、その場合、ファセット面１１５が仮想円形線２０４の少なくとも一部との楕円シェル１１８ａ〜１１８ｊの交点Ｐｎに配置されるように、楕円族１１８の楕円シェル１１８ａ〜１１８ｊに沿って分配される。したがって、個々のミラーファセット１１４の結像スケールは、相互間で少なくともほぼ同一である。したがって、ミラー１００は、ミラー面１１７にわたって見た場合に一定の結像スケールを有し、すなわち、この場合は全てのミラーファセット１１４により焦点Ｆ１が焦点Ｆ２に集束される。鮮鋭な像又は中間像がこうして焦点Ｆ２で生じる。

図１１に従って示す例示的な実施形態では、ファセット面１１５の基点１１５ｎが、楕円シェル１１８ａ〜１１８ｊとの円形線２０４の交点Ｐｎに配置される。

ミラー１００は、そのミラー面１１７にわたって見た場合に一定の結像スケールを有するだけでなく、基板２００の表面２０２を特に球状として具現することができ、これにより製造が大幅に単純化される。ミラー面１７とは対照的に、ミラー面１１７は突出しているのではなく球状である。

さらに、図示の例示的な実施形態では、ミラー１００のミラー面１１７は光軸ＯＡの完全に外側に配置される。したがって、ミラー１００は「軸外」作動される。光学格子１１２は、ブレーズド格子であることが好ましいが、フレネル構造とすることもできる。

図１におけるコレクタミラー１０は、同様に、ファセット面１５がミラー１００の場合のように楕円シェル１８ａ〜１８ｊとのアポロニウスの円の交点に配置されるよう構成することができる。したがって、ミラー１００の場合のようなミラー構造もコレクタミラーに用いることが可能である。この場合、個々のミラーファセット１１４は、少なくとも部分的に光軸ＯＡに対して回転対称に具現される。

ミラー１００は、特に図１０に従った「軸外」構成で、光学系、例えばＥＵＶマイクロリソグラフィシステム、又は光学ＵＶシステム内の結像ミラーとして用いることができる。

Claims (20)

1. ＥＵＶマイクロリソグラフィシステム用のコレクタミラーであって、第１焦点（Ｆ１）から出たＥＵＶスペクトル域の電磁使用線（２３、２５、３５、４２、４３）を反射してそれらを第２焦点（Ｆ２）に集束させる光学有効ミラー面（１７；１１７）を有する光学格子（１２；１１２）を備え、前記第１焦点及び前記第２焦点（Ｆ２）は、前記光学格子（１２；１１２）のうち前記ミラー面（１７；１１７）に面する側にあり光軸（ＯＡ）を規定し、前記光学格子（１２；１１２）は、前記第２焦点（Ｆ２）に配置された絞り（３８）と相互作用して、前記使用線（２３、２５、３５、４２、４３）を前記絞り（３８）に通過させ且つＥＵＶスペクトル域以外の残留スペクトル域の電磁残留線（３６、４７）を遮断するよう設計され、前記光学格子（１２；１１２）は、ファセット面（１５；１１５）をそれぞれが有する複数のミラーファセット（１４；１１４）から構成されるブレーズド格子を含み、前記ファセット面（１５；１１５）は、前記ブレーズド格子の前記ミラー面（１７；１１７）を形成するコレクタミラーにおいて、前記ファセット面（１５；１１５）は、前記光軸（ＯＡ）を含む断面（１６；１１６）において複数の仮想楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ；１１８ａ〜１１８ｊ）上に配置され、該仮想楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ；１１８ａ〜１１８ｊ）は、前記光軸（ＯＡ）に沿って相互に変位し且つ共通の数学的焦点位置が前記第１焦点（Ｆ１）及び前記第２焦点（Ｆ２）と一致し、前記ミラー面（１７；１１７）は、前記仮想楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ；１１８ａ〜１１８ｊ）に沿って延び、隣接するミラーファセット対の周縁領域側ミラーファセット（１４；１１４）が第１楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ；１１８ａ〜１１８ｊ）上に配置され、前記ミラーファセット対の頂点領域側ミラーファセット（１４；１１４）が前記第１楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ；１１８ａ〜１１８ｊ）に隣接した第２楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ；１１８ａ〜１１８ｊ）上に配置され、前記第１楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ；１１８ａ〜１１８ｊ）は、前記光軸（ＯＡ）に沿って前記第２楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ；１１８ａ〜１１８ｊ）から前記第１焦点（Ｆ１）の方に変位することを特徴とするコレクタミラー。
2. 請求項１に記載のコレクタミラーにおいて、前記ブレーズド格子（１２）は、前記ファセット面（１５）が格子表面（５０）に対してそれぞれ局所的に傾斜するブレーズ角（６０）を有し、該ブレーズ角（６０）は、前記周縁領域（２２）から前記頂点領域（２０）に向かって増加することを特徴とするコレクタミラー。
3. 請求項１又は２に記載のコレクタミラーにおいて、前記ファセット面（１１５）は、該ファセット面（１１５）が仮想円形線（２０４）の少なくとも一部との前記楕円シェル（１１８ａ〜１１８ｊ）の交点（Ｐｎ）に配置されるように前記楕円シェル（１１８ａ〜１１８ｊ）に沿って分配され、前記円形線上の点（Ｐ）毎に、前記第１焦点（Ｆ１）から前記点（Ｐ）までの距離と前記点（Ｐ）から前記第２焦点（Ｆ２）までの距離との比が同じ値を有することを特徴とするコレクタミラー。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のコレクタミラーにおいて、それぞれ唯一のファセット面（１５；１１５）が前記楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ；１１８ａ〜１１８ｊ）上に配置されることを特徴とするコレクタミラー。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のコレクタミラーにおいて、前記楕円シェル（１８ａ〜１８ｊ；１１８ａ〜１１８ｊ）は、前記光軸（ＯＡ）に沿って相互から実質的に等距離に離間していることを特徴とするコレクタミラー。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のコレクタミラーにおいて、少なくとも２つのミラーファセット（１４）は、少なくとも約０の焦点距離逆数値を有すること、又は少なくとも２つのミラーファセット（１４；１１４）は、同一の焦点距離逆数値を有することを特徴とするコレクタミラー。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のコレクタミラーにおいて、前記ブレーズド格子（１２；１１２）は、前記残留線（３６、４７）を回折させる回折格子を含み、前記ミラー面（１７；１１７）で反射された前記使用線（２３、２５、３５、４２、４３）は、０次回折の回折残留線（４７’）から前記ブレーズ角（６０）の少なくとも２倍で偏向され、且つ／又は０次回折の前記回折残留線（４７’、５１）と１次回折の前記回折残留線（４７’、５１）との間を通ることを特徴とするコレクタミラー。
8. 請求項７に記載のコレクタミラーにおいて、前記残留スペクトル域は赤外スペクトル域を含み、前記０次回折及び前記１次回折は、前記残留スペクトル域の最小波長を有する前記回折残留線（４７’、５１）に関係することを特徴とするコレクタミラー。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のコレクタミラーにおいて、前記ファセット面（１５）は、前記断面（１６）においてそれぞれファセット長（６４）を有し、少なくとも２つのファセット長（６４）が異なり、且つ／又は該ファセット長（６４）は、前記残留スペクトル域の最小波長（λｍｉｎ）に応じて選択された最大ファセット長を超えないことを特徴とするコレクタミラー。
10. 請求項９に記載のコレクタミラーにおいて、前記ファセット長（６４）は、１０μｍ〜２００μｍの範囲にあることを特徴とするコレクタミラー。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のコレクタミラーにおいて、前記ブレーズド格子（１２）は、０ｎｍ〜０．２ｎｍの範囲の表面粗さを有することを特徴とするコレクタミラー。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のコレクタミラーにおいて、前記ブレーズド格子（１２）は、０μｍ〜１μｍの範囲の半径を有する縁丸みを有することを特徴とするコレクタミラー。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のコレクタミラーにおいて、前記ブレーズド格子（１２）は、加工工具（７０）を格子工作物（７１）に対して螺旋状経路（８２）及び／又は同心円（８４ａ〜８４ｊ）から構成される経路配置（８４）に沿って移動させる超精密旋削法で前記格子工作物（７１）から作製されることを特徴とするコレクタミラー。
14. 請求項１３に記載のコレクタミラーにおいて、前記ミラーファセット（１４）は、前記ミラー面（１７）を前記加工工具（７０）のうち前記ミラー面（１７）に面する圧力側（７２）と係合させる単一の機械加工プロセスでそれぞれ作製されることを特徴とするコレクタミラー。
15. 請求項１３又は１４に記載のコレクタミラーにおいて、前記ファセット面（１５）は、前記超精密旋削法の下流で、イオンビーム及び／又は少なくとも１つの液膜を用いて平滑化法で表面加工されることを特徴とするコレクタミラー。
16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載のコレクタミラーにおいて、前記ファセット面（１５）は、モリブデン及びケイ素の複数の交互個別層を含む層スタックでコーティングされ、前記個別層の層厚が、個々の前記ファセット面（１５）に関する局所光線入射角（４５）に応じて選択されることを特徴とするコレクタミラー。
17. 第１焦点（Ｆ１）から出た電磁線を反射してそれらを第２焦点（Ｆ２）に集束させる光学有効ミラー面（１１７）を有する光学格子（１１２）を備えたミラーであって、前記第１焦点（Ｆ１）及び前記第２焦点（Ｆ２）は、前記光学格子（１１２）のうち前記ミラー面（１１７）に面する側にあり光軸（ＯＡ）を規定し、前記光学格子（１１２）は、ファセット面（１１５）をそれぞれが有する複数のミラーファセット（１１４）を含み、前記ファセット面（１１５）は、前記格子（１１２）の前記ミラー面を形成するミラーにおいて、前記ファセット面（１１５）は、前記光軸（ＯＡ）を含む断面（１１６）において複数の仮想楕円シェル（１１８ａ〜１１８ｊ）上に配置され、該複数の仮想楕円シェル（１１８ａ〜１１８ｊ）は、前記光軸（ＯＡ）に沿って相互に変位し且つ共通の数学的焦点位置が前記第１焦点（Ｆ１）及び前記第２焦点（Ｆ２）と一致し、前記ファセット面（１１５）は、該ファセット面（１１５）が仮想円形線（２０４）の少なくとも一部との前記楕円シェル（１１８ａ〜１１８ｊ）の交点（Ｐｎ）に配置されるように前記楕円シェル（１１８ａ〜１１８ｊ）に沿って分配され、前記円形線上の点（Ｐ）毎に、前記第１焦点から前記点（Ｐ）までの距離と該点（Ｐ）から前記第２焦点までの距離との比が同じ値を有することを特徴とするミラー。
18. 請求項１７に記載のミラーにおいて、前記ミラーファセット（１１５）の基点（１１５ｎ）が、前記交点（Ｐｎ）に配置されることを特徴とするミラー。
19. 請求項１７又は１８に記載のミラーにおいて、前記ミラー面（１１７）は、前記光軸（ＯＡ）の完全に外側に配置されることを特徴とするミラー。
20. 請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のミラーにおいて、前記光学格子（１１２）は、ブレーズド格子又はフレネル構造であることを特徴とするミラー。