JP4820074B2 - 光源からの放射線のための収束装置 - Google Patents

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Description

本発明は、比較的詳細まで規定された型の、請求項1の前段部に係わるコレクターミラーを有する、光源、特にレーザープラズマ源からの放射線のための収束装置(focusing device)に関する。
コレクターミラーを有する照明システムが、特許文献1に開示されている。
半導体リソグラフィにおいて、レーザープラズマ源等の光源がしばしば使用されている。この光源の光は、コレクターミラーを介して、虚像もしくは実像の条件で、第2の焦点に集められ、所定のビームを形成するために照明システムへガイドされる。コレクターミラーは、レーザープラズマ源により加熱され、例えば照明の欠陥、テレセントリング(telecentring)のエラー、均一性の欠陥などのマイナス影響を下流の照明システムに与え得る形状の変化に対応し、光のロスを導き得る。
米国特許5,798,823 EP1225481A2 DE10138284A1
こうした不利な点を回避するために、発生された熱を放散させるようにコレクターミラーを冷却する方法が公知である。しかし、この目的を果すために必要になる大きな支出にも関わらず、結像の精度に関して、避けられない公差化の問題が、まだ残っている。これらは、特に第2の焦点の位置の変化に帰する。更に、パルス的に操作される場合に、時間とともに強く変化し得る所定の高熱負荷を考えると、コレクターミラーは、全体に一定の温度レベルで維持されることが不可能で、“動的な”冷却システムを必要とするようになる。
本発明の目的は、先行技術での不利な点が回避され、特にコレクターミラーの光学特性が、下流照明システムにおけるマイナス影響が起こらないように熱負荷下でも変わらない形状で維持される装置を提供することである。
本発明に係われば、この目的は,請求項1で請求された態様によりなされる。
コレクターミラーは、z方向に、即ち、光軸の方向に特に変位され、また、コレクターミラー自身は、第2の焦点の位置が温度変化のときに変化されないようにデザインされている事実により、コレクターミラーの光学特性が熱負荷のもとでさえも変化されない形態で維持される。
コレクターミラーが、これの形状が、楕円群、双曲線群もしくは放物線群のような共焦点曲線群(isofocal family of curves)に従って設定されるように、装着もしくは構成する第1のデザイン上の解決が本発明に係れば提案されている。“共 (isofacal)”焦点曲線群により意味されることは、源、即ち、第1の焦点と第2の焦点との間の間隔(spacing)が変化しないことである。楕円群のみが、簡単にするために、以下に説明される。楕円の共焦点群は、源をこの源の固定された像(fixed image) に投影する。このコレクターミラーが、共焦点曲線群に従って加熱のもとで成形されていれば、これの光学特性は、一定に維持される。このことは、コレクターミラーを冷却するか、高い経費をかけて一定の温度に維持する必要性をなくすことを意味するが、熱によるコレクターミラーの形状の変化は、選択された光学特性が変化しないで維持されるように、生じることも意味する。
上記のような共焦点コレクターミラーにとって、円錐定数(conic constant)Kとセミパラメータ(semiparameter) P=Rとは、源とコレクターミラーの頂点との間の間隔の一次関数により良い近似値で表され得る。
もし、一方で、目的が、コレクターミラーの変位もしくは変化によって、通常は無視し得る倍率の変化を避けるとこであれば、光源とこの光源の結像面との間の間隔は、第2の解決策に従って変えられなければならない。これは、例えば、能動的(actively)にか、受動的な熱膨張(passive thermal expansion)によりなされ得る。偏心率γもしくは円錐定数Kは、倍率を有するコレクターミラーに対して一定に維持されなければならない。そして、頂点曲率P=Rは、線形的に変化しなければならない。この解決は、臨界照明をするシステムにとって、ある環境のもとでは、有効である。なぜなら、光源の像は、レチクルで同じサイズを維持するからである。
第1の焦点と第2の焦点との間隔が同じに維持される共焦点曲線群を使用する解決策とは反して、 異なる解決策においては、コレクターミラーから第2の焦点へのビーム角度が同じに維持されて、第2の焦点が対応して変位される。もし、第2の焦点が同じ点に維持されるのであれば、コレクターミラーばかりではなく、光源もしくは第1の焦点も、z方向に対応して動かされなければならない。
コレクターミラーは、異方性の熱負荷を通常は受けるので、少なくともほぼ均一な温度分布がコレクターミラーで果されるような方法でコレクターミラーに不均一に分布された冷却装置が設けられるというような、本発明に係わる改良が成され得る。これは、公知の冷却装置と比較して、比較的高い費用がかかる。しかしながら、この費用は、コレクターミラー全体の冷却を果す必要がなく、また大部分の均一な温度分布を確実にすることから、著しく低く維持されることが可能である。
反射により動作するコレクターミラーの代わりに、1つのマウントに一緒になって留められた複数のかたまって並べられた環状のシェル、即ち、ミラーシェルを有し、透過光コレクター(transmitted−light collector)と称されているようなコレクターミラーを、新規な方法で、本発明の非常に効果的な改良で、支持させることが可能である。また、シェルコレクターとも称されているこのような透過光コレクターは、“巣のような形状のコレクター(nested collectors)”として示されている(例えば、特許文献1並びに特許文献2)。使用に際して、シェルコレクターは、高温の熱を受け、従って、使用されている部品の熱膨張係数の相違並びに/もしくは温度勾配によって、コレクターミラーの変形が生じる。これは、マウントリングもしくはスポーク付きリングとして一般的にデザインされているマウントへの環状のシェルの装着領域で特に生じる。このスポーク付きリングは、径方向に延びた複数のスポークを有しており、これらスポークに個々の環状のシェルが、互いに所定の令方向の間隔を有して取着されている。
第2の焦点での光源の撮像は、ミラーシェルの幾何学的形状に影響される。この幾何学的形状の如何なる変化も、撮像の変化を生じさせる。動作の間、また、動作状態(EUV放射並びに真空)の結果として、コレクターは、高い温度に加熱され、摂氏数百度にも達する。材料の選定は、環状のセルに、同様にマウントリングに、特定の熱膨張係数(CTE)を与える。前記変形は、コレクターの所で生じる。これは、環状のシェルとマウントリングとを横切って温度勾配が生じ、このため、ΔL=L*CTE*ΔT(L=長さ、ΔL=長さの変化分、T=温度、そして、ΔT=温度偏差)の結果として、マウントリング並びに環状のシェル上での異なる観察点が、異なって膨張するためである。これら変形は、特に、環状のシェルとマウントリングとの間の接合部で、システム内の最大温度勾配が、接合方法に応じで、ここに生じるので、非常に大きい。このことは、例えば、比較的高い温度レベルのために、コレクターは、マウントリングよりもクランプ点でより大きい膨張が生じることを意味している。マウントリングは、比較的高い硬度を有しているので、この点での環状のシェルの膨張は、押えられている。しかし、シェルは、非クランプで邪魔されることはなく、膨張され得る。この結果、例えば、4x90°の分布を有するクランプ点を想定すると、コレクターは、クローバの葉のような形状にする。これは、マウントリングは、4つのクランプ点で膨張が押えられるけれども、膨張は、45°だけオフセットした4つの点で可能であるためである。このようなコレクターの非対称的な変形は、矯正されることはできないか、大きな出費でもってのみ矯正可能である。
本発明に係われば、マウントリングもしくはリブへの環状のシェルの接続点もしくはクランプ点は、環状のシェルが、光軸に対して対称に膨張することができるように、選定されることができる。このミラーコレクターは、冷たい状態との比較では形状の対称的な変形が生じる。この形状の対称的な変化、並びにこれに関連した、システムの光学的な結像の変化は、もし、必要であれば、たいした問題がなく、矯正されることができる。ミラーコレクターの環状のシェルは、例えば、一端部で、モウントリング内でフロート状態となるように、マウントリングの一側に支持もしくはフロート状態で支持されていれば、また、かくして、他端部がクランプされていなければ、自由端部は、光軸の方向に対応して膨張することができる。クランプ点で望まれている全てのものは、半径方向、即ち、光軸に対して垂直な方向への環状のシェルの動き並びに/もしくは変位を果たさせることである。これら環状のシェルは、光源からそれた一側で、マウントリングに接続されることができるか、両端部間の所望の位置で、マウントリングに接続されることができる。
能動並びに受動システム及びこれらの組合せが、径方向への環状のシェルの変位を可能にするために、使用されることができる。受動システムの場合には、クランプ点での剛性が非常に減じられないようにしなければならない。能動システムは、クランプ点で剛性を比較的高くする可能性を与えているけれども、外側から駆動される別の調節部材を与える必要がある。
中に環状のシェルが保持されている環状のシェルもしくは支持部のための平行四辺形体のガイドが、例えば、受動もしくは能動駆動システムとして可能である。同様に、支持部を適当に所望の位置へと引張るか押す、補強リブ内の引張りワイヤもしくは押しロッドが、可能である。長さがテレスコープの形態で変化する、スライダーもくしはボールベアリングを備えた線形ガイドが、また、考えられることができる。
マウントリングもしくは補強リブへの環状のシェルの更なる可能性の接続方法は、環状のシェルの外周に一体的に形成されているか、環状のシェルの外周に別の部品として配設されている板ばねを、この目的のために使用することである。これら板ばねは、この場合、光軸の方向と、環状のシェルの周方向との両方に沿って延びることができる。
また、半能動システムとして考えられることは、温度変化に対応するアクチュエータである。この場合、環状のシェル、もしくはこれら環状のシェルの支持部は、“熱アクチュエータ”によって、マウントリングに接続されている。この“熱アクチュエータ”は、これの長さと熱膨張係数とが、この場合には、以下のように設定されている。即ち、環状のシェル、もしくはこれら環状のシェルの支持部が、温度変化の場合に、コレクターミラーの光学特性が変化しないか、矯正可能な程度のみに変化するように、設定されている。
発明の実施の形態
所望の方法でコレクターミラーの形状の変化を特に果すためのデザイン構造が、従属項と、図面を参照して以下に説明される典型的な実施形態とにおいて、原則的かつ概略的に説明されている。
EUVリソグラフィのための、半導体素子を製造するための照明システムと一体化され、共焦点に機能するコレクターミラー1を用いる可能性のある例として、図1に示されている。
例えばレーザープラズマ源、またはピンチプラズマ(pinch plasma )焦点もしくは高濃度(dense)プラズマ焦点の光源2からの光は、コレクターミラー1を介して、フェーセットミラー(facet mirror)3上に投射される。この光源2は、コレクターミラー1の第1の焦点に位置されている。説明されている典型的な実施形態において、第2の焦点200(図1では示されず)は、フェーセットミラー3の下流に位置されている。光は、偏向ミラー4を介してフェーセットミラー3からレチクル(マスク)5へ送られる。レチクル5の構造は、投射レンズ6を介しての結像のためにウエハ7に依存している(図示されず)。
レーザープラズマの光源2は、コレクターミラー1を、これの形状が変化する高熱負荷にさらす。通常、これの形状の変化は、制御不可能な照明欠陥を生じさせる。
図2は、コレクターミラーの光学特性が維持されるような、コレクターミラー1の制御される形状の変化と変位との原則を示している。これは、第2の焦点の位置が変わらずに維持されるように、コレクターミラー1が特にz方向へ変位され、これの形状が、共焦点曲線群に従って変化されるという解決法を示している。
良い近似算のために、楕円形群を示すパラメーターε及びpが、温度変化dTの一次関数として表され得る。かくして、これは、
Figure 0004820074
を適用できる。この場合、
p=セミパラメーター
2e=焦点間隔
=源からコレクターミラーの頂点までの距離
=e+S並びにS(dT=0)=S
である。
これは、間隔距離=源からコレクターミラーまでの距離であるために、
s=a−e
α=使用される材料の線膨張係数
ε=楕円の偏心率
γ=第2の焦点とコレクターミラーとの間のアパーチャ角
を適用している。
図2に示されるように、焦点間隔2eは、変わらずに維持され、角度γがγ’に変化し、SがS(dT)に変化するのみである。
図3は、解決法の原理を示しており、コレクターミラーは、倍率、即ち像の大きさもしくは像側のアパーチャが熱負荷下で変化しないように、デザインされている。光源2からこの光源の像までの間隔は、目的によって異なる。偏心率εもしくは円錐定数Kが、この倍率維持コレクターのために一定に維持されている。頂点曲率p=Rが、線形に移動する。以下の式は、セミパラメーターpのためにこれから導かれる。
Figure 0004820074
また、図3に示されているように、この場合、焦点間隔2eは、2e’に変化する。これは、光源2が2’に変位されることを意味する。示されるように、この場合、アパーチャの角度γは、変わらずに維持されている。また、光源2が変位される代わりに、角度γを変わらず維持するために、第2の焦点が、同じ結果を有するように変位されることが、原則的には可能である。しかしながら、実際は、第2の焦点は、固定されて維持される。また、光源2と、コレクターミラー1とは、z方向へ適当に変位される。
言うまでもなく、楕円群の代わりに、双曲線群もしくは放物線群を利用することも可能である。
コレクターミラー1は、加熱される際、これが共焦点であるかあるいは倍率を維持する形で機能するように、設定の必要条件に従ってデザインされている。このことは、形状の特有の変化が、この形状がこれに応じて変化するような方法で成されることを意味する。多々のデザインの改良が、この成形を果すために、可能である。かくして、図4乃至図9を参照して概略的に以下で説明されている典型的な実施形態は、例としてのみ考慮されるのがよい。これらは、共焦点コレクターミラー1に関する。コレクターミラー1の適当なデザイン構造と、これの吊り下げと、適当な場合はこれの冷却とを考えると、コレクターミラー1の形状の変化は同様に起こるが、これは、特に望ましい特有の光学特性が、そのまま維持されるように起こるというのが、実際のところである。
図4の典型的な実施形態に係われば、コレクターミラー1は、周囲で、光軸8即ち、z軸(光学軸)に対し直角に変位され得る支持部9を介してマウント10に接続されている。加熱されている際、コレクターミラー1は、膨張し、支持部9は、矢印11の方向に、温度に応じて、変位され得る(コレクターミラー1の破線部を参照)。同時に、コレクターミラー1は、後方へ移動される、即ち、中央のガイド12で、ばね装置13の抵抗に抗して、光源2から離れる。示されるように、こうして、光源2と頂点との間の間隔Δaの変化が起こる。コレクターミラーの共焦点を維持する、もしくは、この光学特性に関連する後者の共熱を維持するために、間隔Δaの変化が、同様の光学効果を有する楕円形の所望の共焦点群を発生させるように設定されることを確実にする必要がある。しかしながら、所望の間隔の変化は、計算でもしくは経験的に、使用される公知の材料、膨張倍率、焦点間隔、更には公知のパラメーターによって決定され得る。
熱負荷下で、コレクターミラー1は、z軸に沿った変位を行う。即ち、間隔距離は、変化する。また、光源2の平面15にミラーを取り付けるという目的を果すのに好都合である。熱膨張が生じると、これは、自動的にz軸8に抗する移動を引き起こす。こうして、楕円の形状は、源からの像の大きさもしくは“像の側上”のアパーチャの“関連するアパーチャ”において、互いに異なっている。しかしながら、一般に、このような像の大きさの変化は、照明システムの性能に極僅かな影響を与えるのみである。
受動的なデザインでは充分でない場合、z変位は、マウントにもしくはマウント10とコレクターミラー1もしくは支持部9との間に適当な部材を用いて、比較的正確に設定され得る。これは、例えば支持部材16(図5を参照)を介して吊り下げることによって、または1以上の能動部品17(図6を参照)を用いて、果され得る。能動部品17は、コレクターミラー1とマウント10との間に配置され得る。これは、所望の長手方向の変位を果すために、例えば特殊な膨張係数を有する材料で形成された駆動構成部材として使用され得る。また、同様に、例えば空気、水圧、静磁気、圧電部材等の単純駆動動作構成部材も、使用可能である。このような駆動構成部材は、特に駆動され、必要であれば、適当な適応と変化を果すという利点を有している。
共焦点コレクターミラー1のための支持部の型が、図7に示されている。更に、この“自然な”変位(間隔)Δaは、付加的に、更に膨張される。このために、複数のストラット18が、コレクターミラー1に、周囲に渡って分配されるように、配置されている。これらは、この場合、z軸8と外周との間の周囲の領域に配置されている。ストラット18は、一端で、夫々に支点19を介して、コレクターミラー1に接続されており、他端は、夫々に支点20で、関節部を成すように夫々に支持されている。ストラット18の長軸は、z軸8に対し平行に延びている。これは、コレクターミラー1が温度上昇を経験すると、膨張し、破線の位置に到達する。同時に、かくして、ストラット18も変位され、これらの支点は、破線の位置18’,19’へ変位される。この結果、コレクターミラー1の頂点から光源2までの間隔は、更に値(寸法)Δaだけ、付加的に変化する。かくして、コレクターミラー1の全変位は、Δa=Δa+Δaで表される。Δaは、共焦点を果すために、ストラット18の長さLにより、所望のように設定され得る。
ストラット18の外側の軸回転が、z軸、かくして付加的な通路Δa上への投射に対し、対応する短縮化を引き起こす。
改善の原則が、図8に示されており、逆の動きが果される。この場合、同様に、ストラット18は、周囲に渡って設けられ、z軸8とコレクターミラー1の外周との間に位置され、同様に、夫々に関節部(支点)19を介してコレクターミラー1に一端で接続され、また、他端で支点20に取着されている。
しかしながら、ストラット18の長軸は、コレクターミラー1の後方への変位を考慮して特に寸法Δaだけストラット18がこの変位を妨害するように、この場合z軸に対し傾斜するように位置されている。この場合、これは、コレクターミラー1の変位のためのΔa=Δa−Δaを適用できる。同様に、Δaは、ストラット18の長さLにより設定され得、かくして、コレクターミラー1の対応する全変位を共焦点を作り出すように果すことが可能である。
図7に係わる全変位間隔が増加する改良か、図8に係わる全変位間隔を減少する改良の選択は、特有の使用状況とパラメーターとによって夫々に決定されている。
コレクターミラー1の支持部の型は、図9の原則に示されている。支持部は、平行四辺形21を介し、マウント10を用いて機能する。
また、適当な場合は、更なる冷却装置を付加的に設置することが可能である。この冷却装置は、図4の原則に参照符号“22”で示されている。特にレーザープラズマ源が使用されている際、コレクターミラー1は周囲に渡って分配され不均一に加熱されるので、冷却ダクト22は、全体的に見て、コレクターミラー1において少なくとも大部分に均一な温度がもたらされるように局所的な冷却が果されるような方法で、配置されている。
温度が上昇する際、また、コレクターミラー1の変位は、倍率に変化を生じさせる。しかし、これは、ほんの僅かの変化である。
図10並びに11は、以下に環状のシェルと称される、鳥の巣のようにかたまって並べられた多数のミラーの環状のシェル23を有する透過光コレクターミラー1’としてデザインされたコレクターミラーを示している。これら環状のシェルは、光源2から外れた側で、フランジリング24’の下に、以下に詳述される方法で支持部を介して一側に接続されるか、浮かされた方法で、接続されている。図1を参照して説明された一例としての実施の形態とは異なって、透過光コレクターミラー1’の場合には、光源2は、ミラー1の反対側に、即ち、ビーム方向の上流(図10でも見られる)に配置されている。図示の一例の実施の形態では、7つの環状のシェル23が設けられており、これら環状のシェルを、光源2により発生されたビームが第2の焦点へと通過する。1つのみの環状のシェル23を有する透過光コレクターミラー1’もまた、原理的には可能である。
光源2からそれた側で、フランジリング(マウントリング)24内に浮いた状態か、一側に支持された環状のシェル23の代わりに、環状のシェル23は、2つの端部間の領域内で、フランジリング24に接続されることができる。この場合、軸方向の変位が、温度変化のときに、環状のシェル23の両端で可能である。勿論、光源2と面する側でフランジリング24内に環状のシェル23を支持させることも可能である。
前記フランジリング24は、中に環状のシェル23が、クランプ留め、即ち、支持され、径方向に延びた4つの補強リブ26を有していることが、図11から、また、図12の拡大図により見ることができる。更に、図10並びに11に見られるように、透過光コレクターミラー1’の中央領域は、カバープレート27により覆われている。4つの補強リブ26の代わりに、可能であれば、1つのみのリブもしくは複数の補強リブを与えることが可能である。
図12に見られるように、前記フランジリング24は、補強リブ26の結合点の領域で、周方向に延びたスロット28の形態の切欠部を有している。これらスロット28は、リブの厚さの複数倍の長さで周方向に延びており、例えば、補強リブの厚さの8ないし10倍の長さが可能である。これら細長いスロット28は、熱により異なる熱膨張が生じたときに、熱ストレスが補強リブ26に伝わるのを防止する機能のみを有している。また、これら細長いスロット28は、結合点の領域での、装着リング24への移行領域に薄い材料のみがスロット28により残っているので、補強リブ26の線形膨張を生じさせることができる。この結果、弾性的な動きが、可能となっている。
ボアもしくはホルダーの形態での支持体29、即ち、支持点が、図12に見られる。これら支持体29、即ち、ホルダー、並びに環状のシェル23の正確な形状が、以下の図を参照して説明される。
図13は2つの脚部31,32を有する平行四辺形体30を介して、図9に示された支持体と類似した支持体を示している。前記2つの脚部は、互いに平行に配設され、また、夫々の両端部が、関節接続部33を介して、装着リング24、かくして、リブ26と支持部(支持片)34とに、夫々接続されている。環状のシェル23は、所望の方法、例えば、溶接、接着、クランプ留め、により、支持部34中に一端部が、夫々支持されている。環状のシェル23の夫々の他端は、自由になっており、この結果、これら環状のシェルは、温度変化のときに、特に、光軸35の方向に自由に動くことができる。
図13に破線で示されているように、関節接続部によって、平行四辺形体30は、矢印36の方向への、かくして、光軸に垂直方向への環状のシェル23の変位を可能にしている。同時に、光軸方向への僅かの変位が、この場合には、更に付加的に可能である。
図14は、2つの脚部31,32が支持部34とリブ26とに一体的なデザインの平行四辺形体30の形状を示している。この平行四辺形体は、マウントリング24とも一体的である。関節接続部33は、脚部31,32の両端部を薄くすることにより形成されている。この図14に示された平行四辺形体30は、所望の方法、例えば、フライス削り、のこ引き、により、または、エロージョン/キャビテイ陥没(erosion/cavity sinking)により、形成されることできる。
図15は、線形ガイドにより矢印36の方向に変位可能な支持部34を有する例示的な実施の形態を示している。この目的のために、支持部34に接続され、また、線形ガイドのために、支持ピン38に対して矢印36の方向に線形的に変位可能なガイド37が、設けられている。
図16ないし18は、板ばね39を介する補強リブ26中への環状のシェル23の支持方法の例を示している。この場合、これら板ばね39は、夫々、補強リブ26の所での環状のシェル23の支持点の領域で環状のシェル23自身で形成されている。このための1つの可能性は、互いに離間して位置されて、間に板ばね39を形成している複数のスロットもしくは切欠部40を形成することである。図16ないし18において、これら切欠部40は、図16で矢印の方向から見られた図17で見ることができるように、光軸35に平行に形成されている。これら板ばねの弾性力に基づいて、前記と同様に、板ばね39は、光軸に垂直方向(矢印36の方向)に環状のシェル23を変位させることが可能であり、また、所望の方法で、補強リブ26に接続されることができる。この接続は、例えば、接着、溶接、クランプ留めによりなされ得る。
図19並びに20は、図16ないし18に示されたタイプに類似した例を示している。基本的な相違は、この場合には、板ばね39が、環状のシェル23を切欠することにより形成されているのではなく、別の板ばね39が、設けられていることのみである。これら別の板ばねは、リブのスロットの中への、接着、溶接、クランプ留めにより、補強リブ26に接続されることができる。
図21ないし24は、同様に、板ばね39により、環状のシェル23が、補強リブ26に接続されている例を示している。光軸に対して同軸もしくは平行に、図16ないし20に示すように配置された板ばね39の代わりに、板ばねは、方位方向もしくは周方向に、かくして、光軸に垂直に配置されている。
図22並びに23は、環状のシェル23のL字形状の切れ目により、板ばね39が形成されていることを示している。このL字の短い方の脚部は、軸方向に延びており、一方、L字の長い方の脚部は、周方向に延びている。同様に、図22は、図21の矢印yの方向から見た図である。この矢印yの方向は、同時に、矢印36の方向、かくして、環状のシェル23の動きの方向を示している。
図24は、図23での表示に対応しているけれども、この場合には、板ばね39は、環状のシェル23によっては形成されていないで、図19並びに20に示された例示的な例のように、接着、半田、溶接、もしくは他の所望の方法により環状のシェル23に接続されている板ばね39により、構成されている。
図21並びに24において、板ばね39の自由端部は、接着、半田、溶接、もしくは他の所望の方法により補強リブ26に夫々同様に接続されている。
図25並びに26を参照して、以下に、光軸に垂直な方向に環状のシェル23を変位させるための必要な可能性を実行する能動的なコンセプトをどのようにして使用するのかの2つの可能性を原理的に説明する。これら能動的なコンセプトは、全体的なシステムの剛性が、前に説明された受動的なコンセプトが必要としているような低い剛性により、無視できるように影響されないという効果を有している。更に、能動的なコンセプトは、補強リブ26中での環状のシェル23のクランプ点を、これら環状のシェルが特定の温度で理想的な状態で位置されなければならない位置へともたらすことを意図している。
図25は、環状のシェル23が中に支持される支持部が、適当な方位により、矢印36の方向に、かくして、光軸に垂直な方向に支持シェル(支持部)34が動くように、材料並びに/もしくは熱膨張係数、並びに長さLの固定に関してデザインされる1つの可能性を示している。このような環状のシェルの動きは、コレクターミラー1’の光学的特性が、温度変化の場合に少なくともほぼ同じに保たれるように、なされる。この場合に、かくして、支持部34は、内側で補強リブ26に永久的に接続されている。
勿論、前記支持部34を全体として、適当な材料、熱膨張係数、並びに必要な長さを有する“熱アクチュエータ”としてデザインされる絶対的な必要性はないけれども、これは、支持部34に接続された能動的な調節ユニットのような別の部分34’により、また、なされ得る。これは、図25に破線で示されている。この場合、別の部分34’は、補強リブ26に接続されている。図25に示された熱アクチュエータの代わりに、支持部34に作用して、この支持部を矢印36の方向で調節する他の能動的な調節ユニットが、また、可能である。
前述された受動的なシステムに、付加的に駆動アクチュエータを装着させることが可能である。これは、環状のシェル23の能動的な調節と受動的な調節との組み合わせを果たす。所謂、静的な、また動的な動作は、センサー並びに制御ループの対応したデザインに関連してアクチュエータの位置とタイプとを適当に選ぶことにより、目標とする状態で影響されることができる。しかし、かくして、能動的な緩衝が発生され得るか、剛性が周波数の関数として選定される。例えば、例えば、機械的振動に対して、低い周波数(熱ドリフト)の場合には、低く、早い場合には、高く、選定される。また、センサー値を相違させることにより環状のシェル23の理想的な円形を常時確実する対応した複数のセンサーと関連してアクチュエータを配設することが想定される。
受動的な部材と能動的な調節ユニットとの組み合わせが、図26に単に原理的に示されている。見られるように、受動的な部材は、図13に示された平行四辺形体30に相当している。更に、アクチュエータ(詳細には示されていない)が、温度変化のときに、支持片34が、かくして、これに支持された環状のシェル23が、環状のシェル23が最小の変形となる位置へと矢印36の方向に動くことを確実にする能動的な調節ユニットとして支持部34に更に作用する。
多くの変形例が、例えば、牽引ワイヤー、押しロッド、エゾ素子、電子システム、電磁システム、及び類似のユニットのような、能動的な調節ユニットに対して可能である。このような能動的な調節ユニットは、受動的な部材と別々に、もしくは、組をなして使用されることができる。テレスコープデザインの長手方向に調節可能なプランジャー41が、図26で破線により示されている。駆動装置(図示せず)が、プランジャー41の長さを、かくして、矢印36の方向での支持部34の変位を調節するために使用されることができる。
第2の焦点が、環状のシェル23の形状、即ち、変位の変化ごとに、同じ点に常時あるとは限らないので、矢印42により図3に示されているように、第2の焦点を一定に維持するために、光源2が光軸35上で適当に変位されるときに有効であり得る。この矢印42の方向への光源2の変位は、所望の装置(図示せず)により果たされることができる。
マイクロリソグラフィのためのEUV照明システムに配置された本発明の第1の実施の形態に関わるコレクターミラーの概略を示している。 楕円形の共焦点群のための、コレクターミラーと第2の焦点との間の放射線の移動通路の原則を示している。 倍率を維持するための、コレクターミラーと第2の焦点との間の放射線の移動通路の原則を示している。 本発明に関わる共焦点コレクターミラーのための第1の型の支持部を示している。 曲げばねを備えた共焦点コレクターミラーの支持部を示している。 能動部品を備えた共焦点コレクターミラーの支持部を示している。 温度上昇が起こる際に間隔が付加的に変化する共焦点コレクターミラーの支持部を示している。 温度上昇が起こる際の位置の変動が少ない共焦点コレクターミラーの支持部を示している。 平行四辺形ガイドを介して取り付けられた共焦点コレクターミラーの支持部を示している。 基本の側面図で、複数の環状のシェルを備えたシェルコレクターの形態の第2の実施の形態のコレクターミラーを示している。 図10に示したシェルコレクターを斜視図で示している。 図10に示したシェルコレクターのマウントリングの上面図である。 図12のXIII−XIII線に沿った断面で、マウントリング上の環状のシェルの支持体を示す概略図である。 図13と類似した形態の、マウントリング上の環状のシェルの支持体の例を示している。 線形ガイドを備えたマウントリング内の環状のシェルの支持体の第3の実施の形態を示している。 環状のシェル内に一体的に形成もしくは組み入れられた板ばねによるマウントリング内への環状のシェルの支持を示している。 環状のシェル内に一体的に形成もしくは組み入れられた板ばねによるマウントリング内への環状のシェルの支持を示している。 環状のシェル内に一体的に形成もしくは組み入れられた板ばねによるマウントリング内への環状のシェルの支持を示している。 図16ないし18に示した支持と類似し、別の板としてデザインされた板ばねによる支持を示している。 図16ないし18に示した支持と類似し、別の板としてデザインされた板ばねによる支持を示している。 径方向に与えられた板ばねを備え、図1−6ないし18に示されたのと類似した形態での、板ばねによるマウントリング内への環状のシェルの支持を示している。 径方向に与えられた板ばねを備え、図1−6ないし18に示されたのと類似した形態での、板ばねによるマウントリング内への環状のシェルの支持を示している。 径方向に与えられた板ばねを備え、図1−6ないし18に示されたのと類似した形態での、板ばねによるマウントリング内への環状のシェルの支持を示している。 環状のシェルに装着された別の部分としての、図21ないし23に示された板ばねを示している。 熱で変化するアクチュエータによる、環状のシェルのための半能動的調節システムを示している。 能動的なシステムによりなされる変位マウントリング上の環状のシェルの支持の原理を示している。
符号の説明
1…コレクターミラー、2…光源、3…フェ−セットミラー、4…偏向ミラー、5…レチクル、6…投影レンズ、7…ウエハ、23…環状のシェル、24…マウントリング、26…補強リブ、29…支持体。

Claims (30)

  1. マウントにより支持され、光源からの光を虚像もしくは実像で焦点に集めるコレクターミラーを具備し、このコレクターミラーは、このコレクターミラーが光軸に少なくとも垂直に変位され得るように、支持体により前記マウント内で調節もしくは変位可能である、光源からの放射線のための集束装置であって、
    前記コレクターミラー(1)は、互いに径方向に配設された複数の環状のシェル(23)を備えた光透過システムに従って、シェルコレクター(1’)としてデザインされており、
    前記環状のシェル(23)は、マウントリング(24)としてデザインされたマウントに、前記マウントの径方向の補強リブ(26)内の支持体(29)に接続されて、かつ前記補強リブ(26)がマウントリング(24)に接続される領域に設けられた切欠部(28)を介して夫々支持されており、
    前記環状のシェル(23)は、夫々、支持体(29)の中に突出した夫々の端部が、光軸(35)に垂直な方向に変位可能な支持部(34)の中で保持されている、
    集束装置。
  2. 前記変位は、前記支持体の領域内でなされる請求項1の装置。
  3. 複数の支持体(29)が、マウントリング(24)の補強リブ(26)に、周方向に渡って配設かつ分布されている請求項1もしくは2の装置。
  4. 前記コレクターミラー(1)の支持体(29)には、光軸に対して垂直なコレクターミラー(1)の動きを果たさせる部材(30,34’,37,38,39,40,41)が設けられている請求項1ないし3のいずれか1の装置。
  5. 前記部材は、能動的な調節ユニット(34’,40,41)としてデザインされている請求項4の装置。
  6. 前記環状のシェル(23)は、各々が、前記マウントリング(24)の一側に支持されており、また、前記マウントリング(24)に接続されていない一端部で、光軸の方向に各々が変位可能である請求項1ないし5のいずれか1の装置。
  7. 前記環状のシェル(23)は、前記光源からそれた側で前記マウントリング(24)に支持されている請求項6の装置。
  8. 前記支持体(29)は、前記光軸(35)に平行に位置されており、この支持体(29)のサイズは、支持体(29)により支持されている環状のシェル(23)が光軸(35)に垂直な方向に変位可能なような大きさとなるように、前記光軸(35)に垂直な方向が選定されている請求項1ないしのいずれか1の装置。
  9. 前記切欠部(28)は、前記マウントリング(24)の周方向に延びているスロットとしてデザインされている請求項1ないし8のいずれか1の装置。
  10. 前記スロット(28)の長さは、前記補強リブ(26)の厚さの複数倍に相当している請求項の装置。
  11. 前記支持部(34)には、光軸に対して垂直な環状のシェル(23)の動きを果たさせる部材(30,34’,37,38,39,40,41)が設けられている請求項1ないし10のいずれか1の装置。
  12. 平行四辺形体(30)が、前記部材として設けられており、この平行四辺形体(30)の一端部は、前記支持部(34)に接続されており、また、平行四辺形体(30)の他端部は、補強リブ(26)の領域内で前記マウントリング(24)に接続されている請求項11の装置。
  13. 前記支持部(34)と平行四辺形体(30)とは一体的なデザインである請求項12の装置。
  14. 前記支持部(34)と、平行四辺形体(30)と、補強リブ(26)を備えたマウントリング(24)とは、一体的なデザインである請求項13の装置。
  15. 前記部材は、前記支持部(34)に接続されたガイド(37)を備えた線形ガイドであり、このガイド(37)は、前記支持部(34)に接続されており、また、このガイド(37)は、前記マウントリング(24)内に支持された支持ピン(38)もしくは線形ガイドに沿って線形的に変位可能である請求項11の装置。
  16. 前記環状のシェル(23)に形成された複数の切欠部(40)によって、これら環状のシェル(23)は、前記マウントリング(24)との接続点において、板ばね(39)を形成しており、これら板ばねによって、環状のシェル(23)は、マウントリング(24)に接続されている請求項11の装置。
  17. 2つの前記切欠部(40)が、光軸と平行に延びるようにして互いに離間して配設されており、これら切欠部間で、前記板ばね(39) は、環状のシェル(23)に設けられている請求項16の装置。
  18. 板ばね(39)を形成する目的で、各支持体(29)には、光軸(35)に平行な切欠部と、周方向に延びた切欠部とが形成されている請求項16の装置。
  19. 前記環状のシェル(23)をマウントリング(24)に接続する目的で、環状のシェル(23)の外周に装着され、夫々が環状のシェル(23)に一端部で接続され、夫々がマウントリング(24)に他端部で接続された複数の板ばね(39)が、マウントリング(24)に設けられている請求項11の装置。
  20. 前記支持体(29)には、能動的な調節ユニット(34’,40,41)が設けられている請求項1ないし19のいずれか1の装置。
  21. 前記調節ユニット(40,41)は、長さが可変なようにデザインされたピエゾ素子、電気もしくは電磁調節ユニット、液圧もしくは気圧ユニット、または、プランジャーを含んでいる請求項5もしくは20の装置。
  22. 前記支持部(34)は、熱アクチュエータとしてデザインされているか、熱アクチュエータ(34’)が設けられており、この熱アクチュエータは、前記環状のシェル(23)が、温度変化のときに、光軸(35)に垂直な方向への変位を果たすように、これの長さと関連して、材料と熱膨張係数とを参照して予め設定されている請求項1ないし21のいずれか1の装置。
  23. 前記熱アクチュエータは、前記支持部(34)に作用する別の部分(34’)としてデザインされている請求項22の装置。
  24. 光源と、マウントにより支持され、光源からの光を虚像もしくは実像で焦点に集めるコレクターミラーを具備する、半導体リソグラフィでの照明システムを有する露光装置であって、前記コレクターミラー(1)は、このコレクターミラー(1)が光軸に少なくとも垂直に変位され得るように、支持体(29)により前記マウント(10,24)内で調節もしくは変位可能であり、
    前記コレクターミラーは、互いに径方向に配設された複数の環状のシェルを備えた光透過システムに従って、シェルコレクターとしてデザインされており、
    前記環状のシェル(23)は、マウントリング(24)としてデザインされたマウントに、前記マウントの径方向の補強リブ(26)内の支持体(29)に接続されて、かつ前記補強リブ(26)がマウントリング(24)に接続される領域に設けられた切欠部(28)を介して夫々支持されており、
    前記環状のシェル(23)は、夫々、支持体(29)の中に突出した夫々の端部が、光軸(35)に垂直な方向に変位可能な支持部(34)の中で保持されている、
    露光装置。
  25. 前記変位は、この装置の支持体の領域で生じる請求項24の露光装置。
  26. 前記環状のシェル(23)は、マウントリング(24)の一側に夫々保持されており、光軸(35)の方向にマウントリング(24)からそれた端部で変位可能である請求項24もしくは25の露光装置。
  27. 前記支持体(29)は、光軸(35)に平行に位置され、これら支持体(29)のサイズは、支持体(29)に保持された前記環状のシェル(23)が、光軸に垂直な方向に変位可能なような大きさとなるように、前記光軸(35)に垂直な方向が選定されている請求項24ないし26のいずれか1の露光装置。
  28. 前記切欠部(28)は、前記マウントリング(24)の周方向に延びたスロットとしてデザインされている請求項24ないし27のいずれか1の露光装置。
  29. 前記支持部(34)には、光軸(35)に対して垂直な環状のシェル(23)の動きを果たさせる部材(30,34’,37,38,39,40,41)が設けられている請求項24ないし28のいずれか1の露光装置。
  30. 前記支持体(29)には、能動的な調節ユニット(34’,40,41)が設けられている請求項24ないし29のいずれか1の露光装置。
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