JP5439541B2 - 極端紫外光を用いる半導体露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、極端紫外光を用いる半導体露光装置に関する。

例えば、レジストを塗布したウエハ上に、回路パターンの描かれたマスクを縮小投影し、エッチングや薄膜形成等の処理を繰り返すことにより、半導体チップが生成される。半導体プロセスの微細化に伴い、より短い波長の光が求められている。

そこで、１３．５ｎｍという極端に波長の短い光と縮小光学系とを使用する、半導体露光技術が研究されている。この技術は、ＥＵＶＬ（Extreme Ultra Violet Lithography：極端紫外線露光）と呼ばれる。以下、極端紫外光をＥＵＶ光と呼ぶ。ＥＵＶ光を用いるＥＵＶ露光システムは、ＥＵＶ光を出力する光源装置と、ＥＵＶ光をマスクに照射して半導体ウエハに回路パターンを形成する露光装置とを備える（特許文献１）。

ＥＵＶ光源としては、ＬＰＰ（Laser Produced Plasma：レーザ生成プラズマ）式の光源と、ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）式の光源と、ＳＲ（Synchrotron Radiation）式の光源との三種類が知られている。ＬＰＰ式光源とは、ターゲット物質にレーザ光を照射してプラズマを生成し、このプラズマから放射されるＥＵＶ光を利用する光源である。ＤＰＰ式光源とは、放電によって生成されるプラズマを利用する光源である。ＳＲ式光源とは、軌道放射光を使用する光源である。以上三種類の光源のうち、ＬＰＰ式光源は、他の方式に比べてプラズマ密度を高くすることができ、かつ、捕集立体角を大きくできるため、高出力のＥＵＶ光を得られる可能性が高い。

ここで、ＥＵＶ光は波長が短く、物質に吸収されやすいため、ＥＵＶＬでは、反射光学系が採用される。反射光学系は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）とを用いた多層膜を使用して構築される。Ｍｏ／Ｓｉの多層膜は、１３．５ｎｍ付近の反射率が高いため、ＥＵＶＬでは１３．５ｎｍのＥＵＶ光を使用する。

しかし、多層膜の反射率は７０％程度のため、反射を繰り返すにつれて出力が次第に低下する。露光装置内でＥＵＶ光は十数回反射するため、ＥＵＶ光源装置は、高出力のＥＵＶ光を露光装置に供給する必要がある。そこで、ＥＵＶ光源装置として、ＬＰＰ式の光源に期待が寄せられている（特許文献２）。ＬＰＰ式の光源装置では、例えば、ターゲット供給装置から真空チャンバ内に、ターゲットとして、錫（Ｓｎ）の液滴を供給し、炭酸ガスレーザ光を錫液滴に照射してプラズマ化させ、プラズマから放射されるＥＵＶ光を集光ミラーで集めて露光機へ導く。

ところで、ＥＵＶ露光システムは、より純度の高いＥＵＶ光を露光装置に供給しなければならない。マスクに照射される光の中に、ＥＵＶ光以外の他の光が混入していると、露光コントラストが低下したり、パターニングの精度が低下する。例えば、プラズマから放射される光のスペクトラムのうち、波長１３０ｎｍ（ＤＵＶ：Deep Ultraviolet）〜４００ｎｍ（ＵＶ：Ultraviolet）の光は、露光装置で使用される露光用レジストを感光させてしまい、露光コントラストを下げる原因となる。また、赤外光（ＩＲ：Infrared）は、マスクやウエハ等に吸収されて熱的膨張を引き起こし、パターニングの精度を低下させる可能性がある。
特に、炭酸ガスパルスレーザ（波長１０．６μｍの赤外光。以下、ＣＯ２レーザと表記）を錫ターゲットの励起源とするＥＵＶ光源装置の場合、高出力のＣＯ２レーザ光がターゲットにおいて散乱、反射するため、この散乱するＣＯ２レーザ光を除去する必要がある。例えば、中心波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光の強度を１とした場合、ＣＯ２レーザ光の強度を０．０１以下に抑える必要がある。

そこで、第２従来技術（特許文献３）では、反射型の平面回折格子を設けて、ＥＵＶ光とそれ以外の光とを分離し、ＥＵＶ光のみを供給する。ＥＵＶ光以外の光は、ダンパによって吸収され、熱エネルギに変換される。

反射型回折格子を用いるＳＰＦ（Spectrum Purity Filter）の場合、ＥＵＶの回折光の効率を高めるべく、ブレーズド溝を設ける必要がある。しかし、ピッチが数μｍ、溝の高さが数十ｎｍという非常に微細な溝を形成する必要があり、かつ、回折するＥＵＶ光の収差を排除するために、ピッチの変化する湾曲した溝が必要である（非特許文献１）。

従って、第４従来技術（特許文献４）に記載されているように、ミラーの表面にコーティングされたＭｏ／Ｓｉ多層膜をブレーズド溝状に加工することにより、反射型ＳＰＦを生成することが提案されている。

特開２００５−６４１３５号公報 特開２００６−８０２５５号公報 米国特許第６，４６９，８２７号明細書 米国特許第７，０５０，２３７号明細書

"ＥＵＶ spectral purity filter: optical and mechanical design, gratingfabrication, and testing" H.Kierey, et al., Advances in Mirror Technology for X-Ray, ＥＵＶ Lithography, Laser andOther Applications, edited by Ali M.Khounsary, UdoDinnger, Kazuya Ohta,Proceedingof SPIE Vol.5193

多層膜にブレーズド加工する従来技術では、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜を合計２０００層以上積み重ねる必要がある。ＥＵＶの回折光と他の光の正反射光とを確実に分離するために、ブレーズド角を大きく設定する必要がある。ブレーズド角を大きくするために２０００層以上の多層膜が必要とされる。

上記課題を解決するために、本発明の第１の側面に従う半導体露光装置は、反射面に同心円状の溝を有する多層反射膜を備え且つ極端紫外光源装置から出力された極端紫外光をマスクへ導くように反射する少なくとも１つのミラーを含んで構成された照明光学系を備え、前記極端紫外光源装置は、ドライバレーザからのレーザ光をターゲットに照射することで、該ターゲットを前記極端紫外光の放射源であるプラズマに状態変化させるように構成され、前記溝は、少なくとも前記ドライバレーザからの前記レーザ光の波長と同一波長の光を回折するように構成されている。

前記少なくとも１つのミラーは、コリメートミラーであってもよい。

前記溝は、前記コリメートミラーの反射面の中心に対して同心円状に配置されていてもよい。

前記少なくとも１つのミラーは、前記極端紫外光源装置から出力された前記極端紫外光が最初に入射する位置に配置されていてもよい。

前記溝によって回折された前記光の波長は、略１０．６μｍ（マイクロメータ）であってもよい。

前記ドライバレーザは、炭酸ガスレーザであってもよい。

隣接する前記溝同士の最下部の間の距離は、１．５４μｍ以上４００μｍ以下であってもよい。または、隣接する前記溝同士の最下部の間の距離は、４００μｍ以上８００μｍ以下であってもよい。もしくは、隣接する前記溝同士の最下部の間の距離は、１．５４μｍ以上８００μｍ以下であってもよい。

前記溝によって回折された光を吸収するダンパがさらに設けられてもよい。さらに、前記ダンパを冷却するための冷却装置がさらに設けられてもよい。

前記多層反射膜は、１００以上１０００以下に積層されたＭｏ／Ｓｉペア層を備えてもよい。

各溝の最下部は、前記少なくとも１つのミラーの表面から数えて約２５０番目から３００番目の前記Ｍｏ／Ｓｉペア層まで達していてもよい。

前記少なくとも１つのミラーは、前記多層反射膜を有する基板を備え、前記多層反射膜は、積層された複数のＭｏ／Ｓｉペア層を備え、各溝の最下部から前記基板までの間には、略５０層の前記Ｍｏ／Ｓｉペア層が含まれていてもよい。

前記多層反射膜の表面を覆う表面コーティングをさらに備えてもよい。

前記表面コーティングの材料は、ルテニウムを含んでもよい。

遮光部材は、他の波長の光線を吸収するダンパ部材として構成できる。

本発明の第３の側面に従う半導体露光装置は、極端紫外光を用いる照明光学系を備える半導体露光装置であって、極端紫外光を出力する光源装置の出力側に接続されるチャンバと、入射する極端紫外光を平行光として反射する第１ミラーと、第１ミラーにより反射される極端紫外光が入射する第２ミラーであって、極端紫外光の強度を均一化させる第２ミラーと、第２ミラーによって強度の均一化された極端紫外光を集光し、マスクに照射するための第３ミラーと、光源装置の出力側と第１ミラーとの間に設けられ、光源装置から入射する極端紫外光を第１ミラーに向けて反射する第４ミラーと、第２ミラーと第３ミラーとの間に位置して設けられ、極端紫外光以外の他の波長の光線を吸収ないし減衰させる遮光部材と、を備えており、第４ミラーは、基板部と、基板部の一面側に設けられる基礎部であって、基板部の一面側に設けられる第１多層膜から形成される基礎部と、基礎部の一面側に一体的に設けられる反射部であって、基礎部の一面側に設けられる第２多層膜に所定形状の溝を形成することにより生成される反射部と、を備えて構成される。

本発明によれば、極端紫外光を反射するミラーは、第１多層膜からなる基礎部と、第２多層膜に所定形状の溝を形成してなる反射部とを備えることができる。従って、複数種類の反射作用を利用して、極端紫外光を他の光から分離させることができる。そして、焦点近傍に位置する遮光部材によって、極端紫外光だけを通過させ、他の光の通過を阻止することにより、純度の高い極端紫外光を得ることができる。

図１は、ＥＵＶ露光システムの全体構成を示す説明図。 図２は、ＥＵＶ光源装置の説明図。 図３は、露光装置の構成を示す説明図。 図４は、ミラーのブレーズド溝を拡大して示す断面図。 図５は、ミラーのブレーズド溝を示す平面図。 図６は、ミラーのブレーズド溝の方向を拡大して示す説明図。 図７は、入射角度に応じてＭｏ／Ｓｉペア層の厚みを設定するための特性図。 図８は、ＥＵＶ光の入射角度と反射率との関係を示す特性図。 図９は、ＥＵＶ光の強度を均一化するための光学系とピンホールアレイとの関係を示す説明図。 図１０は、ピンホールアレイの作用を示す説明図。 図１１は、第２実施形態に係る露光装置の説明図。 図１２は、ミラーのブレーズド溝の方向を拡大して示す断面図。 図１３は、ミラーのブレーズド溝を示す平面図。 図１４は、第３実施形態に係る露光装置の説明図。 図１５は、第４実施形態に係る露光装置の説明図。 図１６は、第５実施形態に係るミラーの製造法を示す説明図。 図１７は、第６実施形態に係るミラーの製造法を示す説明図。 図１８は、第７実施形態に係るミラーの製造法を示す説明図。 図１９は、第８実施形態に係るミラーを拡大して示す断面図。 図２０は、第９実施形態に係るミラーを拡大して示す断面図。 図２１は、第１０実施形態に係るミラーを有するＥＵＶ光源装置の説明図。 図２２は、第１１実施形態に係るミラーを有するＥＵＶ光源装置の説明図。

以下、図を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態では、ＥＵＶ光を用いる露光システム１を例に挙げて説明する。実施形態では、以下に述べるように、ＥＵＶ光を反射するミラーとして、露光装置３の照明光学系５００内に含まれるミラー５１０等を例示する。実施形態では、照明光学系５００内のミラー５１０に反射型回折格子を一体的に設ける。これにより、そのミラー５１０に、本来の機能とＳＰＦ機能とを同時に実現させる。ミラー５１０の本来の機能とは、入射するＥＵＶ光を平行光として反射させる機能である。実施形態では、ミラー５１０上の多層膜に所定形状の溝を設けることにより、基礎部分の多層膜及び所定形状の溝が設けられた部分の多層膜によるブラッグ反射と、所定形状の溝の表面に出現する多層膜の繰り返し模様による回折と、所定形状の溝そのものによる回折との３種類の回折作用を利用できる。実施形態では、所定形状の溝の例として、ブレーズド状の溝、三角波状の溝、波状の溝を説明する。

（第１実施形態）
図１〜図１０に基づいて第１実施形態を説明する。図１は、ＥＵＶ露光システム１の全体構成を模式的に示す説明図である。露光システム１は、例えば、ＥＵＶ光源装置２と、露光装置３とを備える。

ＥＵＶ光源装置２の詳細は図を改めて後述するが、先に概略を述べる。ＥＵＶ光源装置２は、ＥＵＶ光を生成して露光装置３に供給する装置である。ターゲット供給器１２０は、錫等のターゲット２００を真空チャンバ１００内に供給する。駆動用レーザ光源１１０は、ターゲット２００に駆動用レーザを照射してプラズマ化する。プラズマ２０１から発生したＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光ミラー１３０によって集められ、露光装置３に向けて送り出される。

露光装置３は、例えば、照明光学系５００と、マスク６００と、投影光学系７００とを備える。照明光学系５００は、ＥＵＶ光源装置２から供給されるＥＵＶ光をマスク５００に入射させるための光学系であり、複数のミラーを備えている。マスク６００には、回路パターンが形成されている。投影光学系７００は、マスク６００で反射したＥＵＶ光を半導体ウエハに入射させることにより、回路パターンを形成させる光学系である。

図１の下側に拡大して示すように、本実施形態では、照明光学系５００の有する複数のミラーのうち少なくとも一つのミラー５１０に、平坦な基礎部５１２と、所定形状の溝を有する反射部５１３とを、一体的に形成する。ミラー５１０は、ＥＵＶ光の反射光２０４の方向と、ＥＵＶ光以外の反射光３０１Ａ，３０１Ｂ（全体として、その他の光３０１と呼ぶ場合がある）の方向とを異ならせる。これにより、ＥＵＶ光の反射光２０４と、ＥＵＶ光以外の反射光３０１Ａ，３０１Ｂとを分離し、ＥＵＶ光のみをマスク６００に向けて送り出すようになっている。

図２を用いて、ＥＵＶ光源装置２の構成を説明する。ＥＵＶ光源装置２は、後述するように、例えば、真空チャンバ１００と、駆動用レーザ光源１１０と、ターゲット供給器１２０と、ＥＵＶ集光ミラー１３０と、磁場発生用コイル１４０，１４１と、アパーチャ１６０と、真空排気ポンプ１７０，１７１と、ゲートバルブ１８０とを備えている。

真空チャンバ１００は、容積の大きい第１チャンバ１０１と、容積の小さい第２チャンバ１０２とを接続することにより構成される。第１チャンバ１０１は、プラズマの生成等を行うメインチャンバである。第２チャンバ１０２は、プラズマから放射されるＥＵＶ光を露光装置に供給するための接続用チャンバである。

第１チャンバ１０１には第１真空排気ポンプ１７０が接続されており、第２チャンバ１０２には第２真空排気ポンプ１７１が接続されている。これにより、各チャンバ１０１，１０２は、それぞれ真空状態に保たれている。各真空排気ポンプ１７０，１７１をそれぞれ別々のポンプとして構成してもよいし、同一のポンプを利用する構成でもよい。

ターゲット供給器１２０は、例えば、錫（Ｓｎ）等の材料を加熱溶解することにより、固体または液体のドロップレットとして、ターゲット２００を供給する。なお、本実施形態では、ターゲット物質として錫を例に挙げて説明するが、これに限らず、例えば、リチウム（Ｌｉ）等の他の物質を用いてもよい。あるいは、アルゴン（Ａｒ）、キセノン（Ｘｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、水、アルコール等の材料を用い、気体、液体または固体のいずれかの状態でターゲットを供給する構成でもよい。さらには、スタナン（ＳｎＨ４）、四塩化錫（ＳｎＣｌ４）等を液体または氷のドロップレットとして供給してもよい。

駆動用レーザ光源１１０は、ターゲット供給器１２０から供給されるターゲット２００を励起させるためのパルスレーザを出力する。駆動用レーザ光源１１０は、例えば、ＣＯ２（炭酸ガス）パルスレーザ光源として構成される。駆動用レーザ光源１１０は、例えば、波長１０．６μｍ、出力２０ｋＷ、パルス繰り返し周波数１００ｋＨｚ、パルス幅２０ｎｓｅｃの仕様を有するレーザ光を出射する。なお、レーザ光源としてＣＯ２パルスレーザを例に挙げるが、本発明はこれに限定されない。

駆動用レーザ光源１１０から出力される励起用のレーザ光３００は、集光レンズ１１１と入射窓１１２を介して、第１チャンバ１０１内に入射する。第１チャンバ１０１内に入射したレーザ光３００は、ＥＵＶ集光ミラー１３０に設けられた入射穴１３２を介して、ターゲット供給器１２０から供給されるターゲット２００を照射する。

ターゲットにレーザ光が照射されると、ターゲットプラズマ２０１が発生する。以下、便宜上、単にプラズマ２０１と呼ぶ。プラズマ２０１は、中心波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光２０２を放射する。プラズマ２０１から放射されたＥＵＶ光２０２は、ＥＵＶ集光ミラー１３０に入射して反射される。反射光２０３は、「焦点」としての中間集光点（ＩＦ：Intermediate Focus）に集光する。ＩＦに集光されたＥＵＶ光は、開状態のゲートバルブ１８０を介して、露光装置へ導かれる。

第１チャンバ１０１と第２チャンバ１０２との間を区切るようにして、ＩＦの近傍に、アパーチャ１６０が設けられている。アパーチャ１６０は、例えば、小孔を備える板状の部材として構成される。アパーチャ１６０は、ＥＵＶ光以外の光（ＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ（Visible：可視光）、ＩＲ）を吸収して熱に変換する。これにより、ＥＵＶ光以外の光やデブリが露光装置３側に送られるのを、できるだけ阻止する。

プラズマ２０１からＥＵＶ集光ミラー１３０を介してＩＦに向かうＥＵＶ光２０２，２０３の光路を上下から挟むようにして、一対の磁場発生用コイル１４０，１４１が設けられている。各コイル１４０，１４１の軸心は一致する。各コイル１４０，１４１は、例えば、超伝導コイルを有する電磁石のように構成される。各コイル１４０，１４１に同方向の電流を流すと、磁場が発生する。この磁場は、コイル１４０，１４１の近傍では磁束密度が高く、コイル１４０とコイル１４１の中間点では磁束密度が低い。

ターゲットにレーザ光が照射されると、デブリが発生する。電荷を帯びているデブリ（プラズマ等のイオン）は、各コイル１４０，１４１によって発生する磁場に捕捉され、ローレンツ力により螺旋運動しながら図１中の下側に向けて移動する。下側に移動したデブリは、第１真空排気ポンプ１７０により吸引されて第１チャンバ１０１の外部で回収される。磁場発生装置（本例では、コイル１４０，１４１）の設置場所は、それらが作る磁力線によりイオン性のデブリが光学部品を回避して排出される位置であればよい。従って、図示する配置に限定されない。また、コイル１４０あるいは１４１のどちらかの磁束密度を相対的に弱くして、磁束密度の低い側に電荷を帯びているデブリが流れるようにしてもよい。

各コイル１４０，１４１へ電流を供給する電源装置、配線、アパーチャ１６０及びＥＵＶ集光ミラー１３０を冷却するための機構等は、説明の便宜上、図示を省略する。しかし、いわゆる当業者であれば、通電構造や冷却構造等を容易に理解することができ、実際に製作できる。

第１チャンバ１０１内は第１真空排気ポンプ１７０によって高真空状態に保持され、第２チャンバ１０２内は第２真空排気ポンプ１７１によって真空状態に保持される。第１チャンバ１０１内の圧力は、第２チャンバ１０２内の圧力よりも低く設定される。さらに、第１チャンバ１０１内のイオン（帯電しているデブリ）は、コイル１４０，１４１により発生する磁場に捕捉される。

従って、第１チャンバ１０１内で生じたデブリが第２チャンバ１０２内に流入するのを抑制することができる。さらに、第２チャンバ１０２内にデブリ等が流入した場合でも、このデブリ等を第２真空排気ポンプ１７１によって第２チャンバ１０２の外部で回収することができる。これにより、デブリ等が露光装置に流入するのを防止できる。

本実施形態では、デブリから各種光学素子を保護するための保護手段として、コイル１４０，１４１による磁場を利用する。各種光学素子とは、ＥＵＶ集光ミラー１３０、入射窓１１２、真空チャンバ１００内の現象を観測するために設けられた各種光学センサの入射窓等である。

プラズマ２０１から放出されるデブリのうちイオンは、電荷を有するため、磁場に捕捉されて第１真空排気ポンプ１７０によって排出される。しかし、電荷を有さない中性のデブリは、磁場で拘束することができない。

従って、もしも何らの対策も施さない場合、中性デブリは、真空チャンバ１００内の各種光学素子を徐々に汚染し、ダメージを与える。さらに、第１チャンバ１０１内の中性デブリが第２チャンバ１０２を介して露光装置内に流入すると、露光装置内の各種光学素子までが汚染される。

これに対し、本実施形態では、真空チャンバ１００を大容積の第１チャンバ１０１と小容積の第２チャンバ１０２とに分けて構成し、かつ、第１チャンバ１０１内の圧力を第２チャンバ１０２内の圧力よりも低く設定している。さらに、第１チャンバ１０１と第２チャンバ１０２との間をアパーチャ１６０によって区切り、第１チャンバ１０１から第２チャンバ１０２への空間移動に制限を加えて、中性のデブリが第２チャンバ１０２内に流入する確率を低減させている。第２チャンバ１０２内に中性のデブリが侵入した場合でも、そのデブリは第２真空排気ポンプ１７１により外部に排出される。従って、本実施形態では、ＥＵＶ光源装置２内のデブリが露光装置内に侵入するのを未然に防止できる。

露光装置がデブリで汚染されるのを防止することはできるが、真空チャンバ１００内には中性のデブリが徐々に拡散し堆積していく。従って、時間の経過に応じて、ＥＵＶ集光ミラー１３０の表面１３１がデブリで徐々に汚染される可能性がある。その場合は、メンテナンス作業を行えばよい。

メンテナンス作業では、例えば、ＥＵＶ光源装置２の運転を停止し、ゲートバルブ１８０を閉じて露光装置３と真空チャンバ１００との間を完全に遮断し、エッチャントガスによってＥＵＶ集光ミラー１３０を清掃する。

エッチャントガスとしては、例えば、水素ガス、ハロゲンガス、ハロゲン化水素ガス、アルゴンガス、あるいは、それらの混合ガスを用いることができる。ＥＵＶ集光ミラー１３０を図示せぬ加熱装置によって加熱し、クリーニングを促進しても良い。さらに、ＲＦ（Radio Frequency）やマイクロ波によりエッチャントガスを励起して、クリーニングを促進させる構成でも良い。

クリーニングが終了した場合、真空チャンバ１００へのエッチャントガスの供給を停止し、各真空排気ポンプ１７０，１７１によって十分な真空度を得た後で、ゲートバルブ１８０を開き、ＥＵＶ光源装置２の運転を再開する。

図３は、露光装置３の構成を示す説明図である。以下、照明光学系５００を中心に説明する。露光装置３のチャンバ４００内には、照明光学系５００と、マスク６００と、投影光学系７００とが設けられている。図２で説明したように、チャンバ４００には、ＥＵＶ光源装置２のチャンバ１００がゲートバルブ１８０を介して接続されている。

照明光学系５００は、例えば、コリメートミラー５１０と、フライアイミラーアレイ５２０と、ピンホールアレイ５３０と、コンデンサミラー５４０と、を備える。コリメートミラー５１０は、ＥＵＶ光源装置２から入射するＥＵＶ光２０３を、平行光として反射させるためのミラーである。ＥＵＶ光源装置２内の集光ミラー１３０をＣ１ミラー、照明光学系５００内のコリメートミラー５１０をＣ２ミラーと呼ぶことがある。

ＥＵＶ光源装置２から入射する光には、ＥＵＶ光２０３以外に、他の波長の光３０１も含まれる。他の波長の光とは、上述の通り、ＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ、ＩＲである。また、ターゲットを励起するＣＯ２レーザ光がターゲットにおいて散乱、反射するため、ＣＯ２レーザ光もＥＵＶ光源装置２から入射する。コリメートミラー５１０は、後述のように本発明に特有の構成を備えるため、ＥＵＶ光２０４の反射方向と、ＥＵＶ光以外の光３０１の反射方向とを違える。

フライアイミラーアレイ５２０は、平面上に複数の凹面ミラー５２１（図９参照）が配置されたミラーアレイである。フライアイミラーアレイ５２０は、ビームホモジナイザとして機能する。つまり、フライアイミラーアレイ５２０は、ＥＵＶ光の強度を均一化させて、マスク６００に入射させるようになっている。

各凹面ミラーにより反射されるＥＵＶ光２０５は、各凹面ミラー５２１の焦点にいったん集まった後、拡散する。そこで、本実施形態では、フライアイミラーアレイ５２０の焦点群の近傍に、ピンホールアレイ５３０を設けている。フライアイミラーアレイ５２０の焦点群とは、各凹面ミラー５２１の焦点の集合体である。ピンホールアレイ５３０は、各凹面ミラー５２１の焦点に対応する小孔を備えている。

コンデンサミラー５４０は、フライアイミラーアレイ５２０から入射するＥＵＶ光２０５を、マスク６００に向けて反射（２０６）するためのミラーである。マスク６００で反射されたＥＵＶ光２０７は、投影光学系７００に送られる。

次に、図４〜図６を参照してコリメートミラー５１０を説明する。図６を先に参照する。図６は、コリメートミラー５１０の断面を模式的に示す説明図である。コリメートミラー５１０の表面には、所定の波長を選択的に反射する多層膜が形成されている。本実施形態では、所定の波長は１３．５ｎｍである。多層膜は、モリブデンとシリコンとから構成されるペア層（Ｍｏ／Ｓｉ）を多数積層させることにより構成される。ミラー５１０の表面を覆う多層膜には、多数のブレーズド溝５１３が形成される。

図５および図６中に断面を拡大して示すように、本実施形態のブレーズド溝５１３は、平行線状に形成されている。なお、ブレーズド溝５１３の形状は、図６に示すものに限定されない。後述の実施形態で示すように、種々の形状でブレーズド溝５１３を形成することができる。

図４は、コリメートミラー５１０の一部を拡大して示す断面図である。図４中、軸線ＡＸ１は、コリメートミラー５１０の基板部５１１に垂直な軸を示し、他の軸線ＡＸ２は、ブレーズド溝５１３の斜面に垂直な軸を示す。

コリメートミラー５１０の基板部５１１は、例えば、シリコンやＳｉＣ、ニッケル合金等の熱伝導性の良い材料から形成される。基板部５１１の表面（図４中の上面であり、「一面」に該当する）には、所定数の多層膜（Ｍｏ／Ｓｉペア層）がコーティングされる。

本実施形態では、１００層以上１０００層以下の範囲で、Ｍｏ／Ｓｉペア層をコーティングする。好ましくは、本実施形態では、Ｍｏ／Ｓｉペア層を、基板部５１１の表面に、３００個程度積み上げる。Ｍｏ／Ｓｉペア層とは、一つのモリブデン膜と一つのシリコン膜から構成される層であり、多数のＭｏ／Ｓｉペア層を積層することにより、多層膜が形成される。

３００層（厚みＨ０）の多層膜のうち表面から２５０層分（厚みＨ）の多層膜にブレーズド溝５１３を加工し、底面側の５０層はそのままにする。底面側の５０層の多層膜（厚みΔＨ分の多層膜）は、「第１多層膜」に該当する。基礎部５１２によってＥＵＶ光をブラッグ反射させるために、基礎部５１２を４０−６０層程度のＭｏ／Ｓｉペア層で構成する。基礎部５１２の上側に位置する２５０層の多層膜（厚みＨ分の多層膜）は、「第２多層膜」に該当し、ブレーズド溝５１３は「反射部」に該当する。

なお、上述の３００層、２５０層及び５０層という各数値は、説明のための好ましい一例に過ぎず、本発明は上記の数値に限定されない。要するに、基礎部５１２および反射部がＥＵＶ光をブラッグ反射させる機能を発揮でき、反射部がＥＵＶ光以外の光をＥＵＶ光と異なる方向に正反射し、反射部のブレーズド溝表面の多層膜の模様による回折機能及びブレーズド溝そのものによる回折機能をそれぞれ発揮することができるのであれば、１００〜１０００層の範囲で設定可能である。

１００層未満の場合は、必要なブレーズド角θＢを得られず、ＥＵＶ光を他の光から十分に分離できない場合がある。１０００層を超える場合は、製造に手間がかかり、さらに、内部応力が増大して多層膜が剥離する可能性もある。

そこで、本実施形態では、１００層〜１０００層の範囲から３００層という値を一例として選択し、コリメートミラー５１０上に反射型回折格子を一体的に設けている。多層膜をより多く積むほど、ブレーズド角θＢを大きくすることができ、ＥＵＶ反射光２０４と他の光３０１Ａ，３０１Ｂとを容易に分離することができる。

本実施形態では、Ｍｏ／Ｓｉ層の積層数を１００〜１０００内で設定することができ、多層膜内に生じる応力を減少させて、多層膜の剥離を防止することができる。さらに、ＥＵＶ光の反射効率として、従来のミラーと同等の６０％〜７０％という性能を維持できる。

つまり、本実施形態のコリメートミラー５１０は、本来のＥＵＶ光を平行光にして約６０％〜７０％の反射率で反射する機能に加え、ＳＰＦの機能を備えるため、一回の反射でＥＵＶ光の損失を従来と同じ３０％程度に留め、且つ、ＥＵＶ光の純度を高めることができる。

なお、ブレーズド溝５１３を加工した後のミラーの最表面をルテニウム（Ｒｕ）等でコーティングし、加工したＭｏ／Ｓｉ層の露出部分が酸化しないようにして、ＥＵＶ光の回折効率の低下を防止する構成としてもよい。また、Ｍｏ／Ｓｉペア層の厚みは、図７で後述するように、ＥＵＶ光の入射角度に応じて設定するのが好ましい。

図４で示すコリメートミラー５１０に入射するＥＵＶ光２０３の入射角度をαとすると、反射光２０４は、ほぼ角度αで反射してフライアイミラーアレイ５２０（図３）に入射する。これに対し、ＣＯ２レーザ光を始めとして、ＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ、ＩＲの各光（３０１）は、α＋２θＢの角度で正反射（３０２Ａ）する。従って、ピンホールアレイ５３０（図３）の位置では、ＥＵＶ反射光２０４とＣＯ２レーザ光等の正反射光３０２Ａとは、分離する。

つまり、ブレーズド溝５１３（ブレーズド角θＢ）により、ＥＵＶ光２０３を除く、ＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ、ＩＲは、角度θＢの面によってα＋２θＢの角度で正反射（３０２Ａ）する。従って、ほぼ角度αで反射または回折するＥＵＶ光２０４と、その他の光（ＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ、ＩＲ）とを分離させることができる。ひいてはコリメートミラー５１０は、ＳＰＦの機能を果たす。後述のように、ＥＵＶ光２０４と異なる方向に進む他の光３０２Ａは、ピンホールアレイ５３０（図３）の壁部に吸収される。

さらに、図４においてＣＯ２レーザ光のようなＩＲ光は、ブレーズド溝５１３によって、α＋θｄ（または、α−θｄ（図示せず））の角度で回折（３０２Ｂ）する。本実施形態では、波長１０．６μｍのレーザ光を使用するため、図４中の角度θｄは、２７．６ｍｒａｄとなる。つまりＥＵＶ光２０４とは２７．６ｍｒａｄだけ異なる角度で回折（３０２Ｂ）する。回折光（３０２Ｂ）もピンホールアレイ５３０（図３）の壁部に吸収される。

便宜上図示を省略するが、ミラー５１０に入射するＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ（３０１）については、ブレーズド溝５１３の斜面に現れるモリブデンとシリコンの周期的な縞模様（本実施形態では、１．５４μｍピッチの縞模様となる）により形成されるグレーティングによって回折し、ＥＵＶ光２０４とは異なる角度で進む。この回折光もピンホールアレイ５３０（図３）の壁部に吸収される。上記のごとくミラー５１０によってＥＵＶ光以外の異なる角度で分離して進む光（３０１Ａ、３０２Ｂ、ブレーズド溝５１３の斜面に現れるモリブデンとシリコンの周期的な縞模様による回折光）を総称してＥＵＶ光外の光３０２とする。

図７は、コリメートミラー５１０に入射するＥＵＶ光の角度（α）に応じて、Ｍｏ／Ｓｉペア層の厚みを設定するための特性図を示す。図７に示す通り、入射角度が０度から５０度に増加するにつれて、ペア層の厚みは６ｎｍ程度から１０ｎｍ程度に増加する。入射角度αが１２度の場合、ペア層の厚みは６．９ｎｍとなる。入射角度５０度を超えた付近からペア層の厚みの増加率が大きくなる。入射角度７０度程度の場合に、ペア層の厚みは２０ｎｍ程度となる。なお図７に示す特性は一例であって、本発明は図７に示す特性に限定されない。

図８は、ＥＵＶ光２０３の入射角度と反射率との関係を示すグラフである。図８中の縦軸は反射率を、横軸は入射角度を示す。

入射角度が０度（ミラー５１０に垂直）から２０度までの範囲では、入射角度の増加に応じて反射率が７５％程度から７０％程度に緩やかに低下する。入射角度が２０度から３０度までの範囲では、入射角度の増加に応じて、反射率が７０％程度から５５％程度まで低下する。さらに、入射角度３０度から４５度までの範囲では、入射角度の増加に応じて、反射率は５５％程度から４０％程度まで、急激に低下する。入射角度４５度から６０度までの範囲では、入射角度の増加に応じて、反射率は４０％程度から６０％程度まで上昇する。図８中では入射角度７０度までを示すが、入射角度６０度〜８０度の範囲では、反射率は６０％程度から６５％程度まで緩やかに増加する。

そこで、本実施形態では、ＥＵＶ光の入射角度が０−３０度または６０−８０度の範囲となるように、ミラー５１０の角度を設定する。なお、入射角度が８０度を超えると、ＥＵＶ光がペア層の中に入り込まないため、本発明の作用となるＥＵＶ光２０３と他の光３０１とを分離できない。

本実施形態のコリメートミラー５１０は、それぞれＭｏ／Ｓｉの多層膜から形成される基礎部５１２及びブレーズド溝５１３を備えるため、複数の回折作用を利用することができる。

図９はフライアイミラーアレイ５２０によるビームホモジナイザ機能と、ピンホールアレイ５３０の作用とを示す説明図である。フライアイミラーアレイ５２０の有する各凹面ミラー５２１には、ミラー５１０により反射されるＥＵＶ光２０４及び他の光３０２が、それぞれ入射する。

各凹面ミラー５２１で反射された光２０５（１），２０５（２）は、中間的な焦点に集まった後、コンデンサミラー５４０に入射し、マスク６００に供給される。つまり、各凹面ミラー５２１で反射される光２０５（１），２０５（２）は、コンデンサミラー５４０を反射（光２０６（１），２０６（２））して、マスク６００の表面に重ね合わせられる。これにより、マスク６００に入射するＥＵＶ光の強度を均一化させることができる。

図９中、ＥＵＶ光２０４（１）は、右の凹面ミラー５２１に入射するＥＵＶ光を、ＥＵＶ光２０４（２）は、左の凹面ミラー５２１に入射するＥＵＶ光をそれぞれ示す。同様に、右側の凹面ミラー５２１に入射する他の光に符号３０２（１）が、左側の凹面ミラー５２１に入射する他の光に符号３０２（２）が、それぞれ与えられている。便宜上、中央の凹面ミラー５２１に入射する光は、省略されている。

フライアイミラーアレイ５２０により形成される集光点群の位置にピンホールアレイ５３０を配置する。図１０の拡大図に示すように、各凹面ミラー５２１の集光点Ｆ（５２１）とピンホール５３１の位置とを一致させる。凹面ミラー５２１から来るＥＵＶ光２０５はピンホール５３１を通過し、ＥＵＶ光以外の光３０２はピンホールアレイ５３０の壁部で遮断される。すなわち、ミラー５１０で方向を分離したＥＵＶ光２０４のみをコンデンサミラー５４０に入射させることができ、ＥＵＶ光以外の光３０１をピンホールアレイ５３０の壁部で遮断して熱に変換することができ、ひいてはＳＰＦの機能が達成される。

このように構成される本実施形態では、コリメートミラー５１０に所定数のＭｏ／Ｓｉペア層を積み上げてブレーズド溝５１３を形成するため、コリメートミラー５１０に、ＥＵＶ光を反射させるミラーとしての機能のみならず、ＥＵＶ光と他の光とを分離するＳＰＦ機能も持たせることができる。さらに、本実施形態では、フライアイミラーアレイ５２０とコンデンサミラー５４０との間にピンホールアレイ５３０を設けるため、ＥＵＶ光のみをマスク６００に供給できる。これにより、本実施形態では、別体の反射型回折格子を用いる場合に比べて、より多くのＥＵＶ光をマスク６００に供給することができ、かつ、部品点数を低減して露光装置３の製造コストを下げることができる。

本実施形態では、Ｍｏ／Ｓｉペア層を１００〜１０００層の範囲で基板部５１１に積層し、ブレーズド溝５１３を形成する。従って、２０００層以上のＭｏ／Ｓｉペア層を積み上げる従来技術に比べて、多層膜内の応力で多層膜が剥離するおそれがなく、信頼性及び使い勝手が向上する。また、層数が少ないため、コリメートミラー５１０の製造コストを低減することができる。

本実施形態では、コリメートミラー５１０がＳＰＦ機能を備えるため、一回の反射で純度の高いＥＵＶ光を露光装置に供給することができる。従って、ＥＵＶ光を複数回反射させる従来技術よりも高い効率を有する。

また、本実施形態のコリメートミラー５１０は、露光装置３の照明光学系５００に使用されるため、デブリの影響を受けることがない。従って、図４に示したような特殊構造のミラー５１０を採用した場合でも、長期間にわたって使用することができる。

（第２実施形態）
図１１〜図１３に基づいて第２実施形態を説明する。以下に述べる各実施形態は、第１実施形態の変形例に相当する。従って、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態と第１実施形態との相違点は、ブレーズド溝が同心円状であり、その角度がミラー５１０の周辺に向かうほど盛り上がるようにして形成されている点と、その相違点に伴ってダンパ５６０が新たに設けられている点とにある。

図１１は、本実施形態による露光装置３Ａの説明図である。ダンパ５６０は、コリメートミラー５１０Ａとフライアイミラーアレイ５２０との間に位置して、ＳＰＦ機能を持ったミラー５１０Ａで分離される他の光３０２の集まる位置に設けられている。ダンパ５６０は、ブレーズド溝５１３により偏向した、レーザ光をはじめとするＥＵＶ光以外の波長域の光３０２を吸収して熱エネルギに変換する。ダンパ５６０は、水冷ジャケット等の冷却機構によって冷却されるのが好ましい。一方ＥＵＶ光２０３に対しては、ミラー５１０Ａは従来のＣ２ミラーとして機能し、反射して平行光２０４となる。

図１２は、本実施形態によるコリメートミラー５１０Ａの拡大図である。本実施形態のブレーズド溝５１３は、図６に示すブレーズド溝と異なり、図１２（ｂ）に示すように、ミラーの内側から外側に向けて盛り上がるように形成されている。換言すれば、外側から内側に向けて下り坂となるように、ブレーズド溝５１３が形成される。さらに、図１３の平面図に示すように、本実施形態のブレーズド溝５１３は、同心円状に形成されている。

ミラー５１０Ａでの作用は第１実施形態と共通なので、図４を用いて説明する。本実施形態では、基板部５１１の上にＭｏ／Ｓｉペア層を８５０層積み上げる。１層の厚みを６．９ｎｍとすると、寸法Ｈ０は５．８６５μｍとなる。そして、本実施形態では、上から８００層（この場合、５．５２０μmの厚みとなる）について、４００μｍのピッチでブレーズド溝５１３を形成する。この結果、θＢは１３．８ｍｒａｄとなり、２θＢ は２７．６ｍｒａｄ となる。

コリメートミラー５１０Ａに入射する光２０３の入射角度をαとすると、ＥＵＶ光２０４は角度αで反射してフライアイミラーアレイ５２０に向かい、レーザ光を始めとするＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ、ＩＲの光３０２Ａは、α＋２θＢの角度で正反射する。

ＣＯ２レーザ光のようなＩＲ光は、ブレーズド溝（ピッチ400μm）によって、α＋θｄ（またはα−θｄ）の角度で回折する（３０２Ｂ）。本実施形態では、ＣＯ２レーザの波長を１０．６μｍに設定しているので、θｄは２７．６ｍｒａｄとなる。

便宜上図示はしないが、ＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ光は、ブレーズド溝状にカットした表面に現れるモリブデンとシリコンとの周期的な縞（実施形態では、０．５μｍピッチ）により形成されるグレーティングで回折し、ＥＵＶ光２０４とは異なる角度で進む。このように構成される本実施形態も第１実施形態と同様の効果を奏する。ちなみに、第１実施形態と同じく、フライアイミラーアレイ５２０により形成される集光点群の位置にピンホールアレイ５３０をこの第２実施形態に追加配置して、ＥＵＶ光以外の光３０２はピンホールアレイ５３０の壁部で遮断し、ＳＰＦの効果をより一層強化してもよい。

（第３実施形態）
図１４に基づいて第３実施形態を説明する。図１４は、本実施形態による露光装置３Ｂを示す説明図である。本実施形態では、ＥＵＶ光源装置２からの光が最初に入射する入口ミラー５７０に、ブレーズド溝を形成する。本実施形態のコリメートミラー５１０Ｂは、前記各実施形態のコリメートミラー５１０，５１０Ａとは異なり、ブレーズド溝５１３を備えていない。つまり、本実施形態の集光ミラー５１０Ｂは、入射する光を平行光として反射させるだけのミラーであり、ＳＰＦ機能を備えていない。

入口ミラー５７０は、第１実施形態で述べたコリメートミラー５１０と同様に、平行なブレーズド溝を複数備えている。つまり、平板な基板上にＭｏ／Ｓｉ層のペア膜を３００層程度積層し、下側の５０層をそのまま残し、上側の２５０層にブレーズド溝を形成することにより、入口ミラー５７０が形成される。

さらに、本実施形態では、フライアイミラーアレイ５３０とコンデンサミラー５４０との間の光路上に、第２のフライアイミラーアレイ５８０を設けている。第２のフライアイミラーアレイ５８０には、ピンホールアレイ５３０Ａが近接して配置される。本実施形態では、複数のフライアイミラーアレイ５３０，５８０を設けるため、より一層、マスク６００に入射するＥＵＶ光の強度を均一にすることができる。

ＥＵＶ光は、第２のフライアイミラーアレイ５８０で反射されてコンデンサミラー５４０に入射する。これに対し、ＥＵＶ光以外の他の光３０２は、第１のフライアイミラーアレイ５８０で反射された後に、ピンホールアレイ５３０Ａによって行く手を遮られ、熱に変換される。

このように構成される本実施形態も前記各実施形態と同様の効果を奏する。但し、本実施形態では、新たに追加される入口ミラー５７０にＳＰＦ機能を持たせるため、反射回数が１回増加する。従って、マスク６００に入射するＥＵＶ光の光量は、前記各実施形態に比べて低下する。しかし、本実施形態の入口ミラー５７０は、平面ミラーとして構成されるため、第１，第２実施形態の集光ミラーに比べて、製造が容易であり、製造コストを低減することができる。

（第４実施形態）
図１５に基づいて第４実施形態を説明する。本実施形態の露光装置３Ｃは、第３実施形態と同様に、平面ミラーとして構成される入口ミラー５７０Ｃを備える。入口ミラー５７０Ｃは、第２実施形態と同様に、ブレーズド溝の方向を変えられている。入口ミラー５７０Ｃは、図１３に示すように同心円状のブレーズド溝を備えている。さらに、露光装置３Ｃには、コリメートミラー５１０Ｂとフライアイミラーアレイ５３０との間に、ダンパ５６１が設けられている。

本実施形態では、平面ミラー５７０ＣによってＥＵＶ光と他の光の進行方向とが変えられ、他の光３０２はダンパ５６１によって吸収される。このように構成される本実施形態も第３実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
図１６に基づいて第５実施形態を説明する。これは第２実施形態のＳＰＦ機能を有するミラー５１０Aの製造方法である。

図１６（ａ）に示すように、所定数の多層膜を基板部にコーティングしてなるミラー部材１３７を回転台４００に載せて回転Ｆさせる。イオンミリング装置４１０及びマスク４２０を用いて、イオンビーム４３０を多層膜に照射することにより、ブレーズド溝を形成するための切削加工を行う。

図１６（ｂ）に示すように、マスク４２０には、イオンビーム４３０を透過させる三角形状のパターン４２１が形成されている。従って、パターン４２１とイオンビーム４３０との相対的位置関係によって、ブレーズド溝の幅Ｐ（図４）を図１６（ｂ）に示すごとくＰ１、Ｐ２のように調整できる。

図１６（ｂ）の左側に示すように、三角形状のパターン４２１とイオンビーム４３０とが重なる面積を小さくすると、その下側に示すように、幅Ｐ１の狭いブレーズド溝を形成することができる。図１６（ｂ）の右側に示すように、三角形状のパターン４２１の全面にイオンビーム４３０を重ねると、幅Ｐ２の広いブレーズド溝を形成できる。

イオンミリング装置４１０及びマスク４２０は、一つのブレーズド溝を形成し終わるたびに、溝のピッチ分だけ径方向（図１６中の横方向）に移動し、イオンビームを照射して新たなブレーズド溝を形成する。

図４に示すようなブレーズド溝を形成する場合は、図１６（ｃ）に示すように、三角形状のパターン４２１の向きを変えたマスク４２０を用いる。このように構成される本実施形態では、第２実施形態で述べたコリメートミラー５１０Ａを容易に製造できる。

第１実施形態で述べたコリメートミラー５１０の場合、本実施形態で述べたように多層膜付きミラー部材１３７を回転台４００に載せてＦ方向に回転させるのではなく、次の方法で製造できる。ミラー部材１３７を水平方向に移動可能な２軸の直交ステージに載せて移動させ、直線状の溝を加工することで、第１実施形態のコリメートミラー５１０を製作することができる。さらに、第３および第４の実施形態で述べたミラー５７０およびミラー５７０Cは、ミラー部材１３７が平面状である点が上記製法と異なるだけであり、上記製法と実質的に同一の方法で製作可能である。

（第６実施形態）
図１７に基づいて第６実施形態を説明する。本実施形態は、多層膜付きミラー部材１３７のミラー面が曲面である場合に有効な実施形態である。例えば、曲面をもつ第２実施形態のコリメートミラー５１０Aを製造する場合には、ＥＵＶ光以外の光３０２の集まる集光点に対応する位置を回動軸４１２とし、イオンミリング装置４１０及びマスク４２０を回動させる。

イオンミリング装置４１０及びマスク４２０は、長い筒状あるいは棒状の支持装置４１１に、軸方向に移動可能に取り付けられている。支持装置４１１は、回動軸４１２を中心に、図１７中の左右方向に回動可能となっている。回動軸４１２は、ミラー部材１３７のミラー面（完成予定のミラー面）の中心からＩＦだけ離れた距離に設定される。イオンミリング装置４１０及びマスク４２０は、軸方向及び左右方向に移動しながら、ブレーズド溝を形成する。

回動軸４１２は、コリメートミラー５１０Ａが反射して集光するＥＵＶ光以外の光３０２の集光点と同一の位置に設定される。これにより、イオンビームが多層膜に入射する角度を一定にすることができ、ブレーズド溝を一定形状で安定して加工することができる。これにより、ＥＵＶ光がブレーズド溝の縁に邪魔されて入射できなくなるという影の部分が、コリメートミラー５１０Ａに生じるのを防止することができる。

同様に、回動軸４１２は加工対象のミラー面の曲率中心と一致させてもよい。回動軸４１２を加工対象のミラー面の曲率中心と一致させた場合も、イオンビームが多層膜に入射する角度を一定にすることができ、ブレーズド溝を一定形状で安定して加工することができ、効果的である。また、第１実施形態で述べたコリメートミラー５１０は、本実施形態において多層膜付きミラー部材１３７を回転台４００に載せて回転させる代わりに、ミラー部材１３７を水平方向に移動できる２軸の直交ステージ載せて移動させ、直線状の溝を加工することにより製作できる。

（第７実施形態）
図１８に基づいて第２実施形態のＳＰＦ機能を有するミラー５１０Aの他の製造方法として第７実施形態を説明する。本実施形態では、図１７（ａ）に示すように、回動４１２の位置を、ミラー面の曲率中心と一致させた位置に設定する。さらに、図１８（ｂ）に示すように、コリメートミラー５１０Ａの半径に相当する長さのマスク４２０Ａを用い、この長いマスク４２０Ａには各ブレーズド溝に対応するパターン４２１をそれぞれ設けておく。従って、イオンミリング装置４１０を径方向に揺動させながらイオンビームを照射するだけで、各ブレーズド溝を形成することができる。

このように構成される本実施形態も第６実施形態と同様に、いわゆる影の部分の発生を抑制することができ、ＥＵＶ光をより効率よく集光し選別することができる。また、イオンビームが多層膜に入射する角度を一定にし、かつ、マスク４２０Aとミラー面の距離を一定にすることができ、ブレーズド溝をより一定形状で安定して加工できる。また、第１実施形態で述べたコリメートミラー５１０は、本実施形態において多層膜付きミラー部材１３７を回転台４００に載せて回転させる代わりに、ミラー部材１３７を水平方向に移動できる２軸の直交ステージ載せて移動させ、直線状の溝を加工することによって製作できる。さらに、第３および第４の実施形態で述べたミラー５７０およびミラー５７０Cは、ミラー部材１３７が平面状である点が上記製法と異なり、上記製法と実質的に同一の方法で製作することができる。

（第８実施形態）
図１９に基づいて第８実施形態を説明する。本実施形態のミラー５１０Ｃは、ブレーズド溝に代えて、三角波状の溝５１３Ｃを備える。本実施形態のミラー５１０Ｃでは、基板部５１１の表面を覆う多層膜に、三角波状の溝５１３Ｃを一体的に形成する。第１実施形態と同様に、本実施形態においても、Ｍｏ／Ｓｉペア層の多層膜を例えば３００層積層し、表面から２５０層分を三角波状または三角屋根型に形成する。図１９中、軸線ＡＸ１ａ，ＡＸ１ｂは、基板部５１１に垂直な軸を示し、他の軸線ＡＸ２ａ，ＡＸ２ｂは、三角波状の溝５１３Ｃの斜面に垂直な軸を示す。

三角波状の溝５１３Ｃは、２つの斜面５１３Ｃ１，５１３Ｃ２を備える。各斜面５１３Ｃ１，５１３Ｃ２の傾斜角θｂ２は、同一に設定することができる。説明の便宜上、図１９中左側の斜面を第１斜面５１３Ｃ１と、図１３中右側の斜面を第２斜面５１３Ｃ２と、それぞれ呼ぶ。

三角波状の溝５１３Ｃは、例えば、８００μｍ程度のピッチＰ１０で形成することができる。この場合、第１斜面５１３Ｃ１と第２斜面５１３Ｃ２とは、基板部５１１に平行な方向に４００μｍ（＝Ｐ１０／２）間隔で出現する。換言すれば、本実施形態のコリメートミラー５１０Ｃでは、ピッチＰ１０／２毎に、斜面の向きが反対方向に変化する。

各斜面５１３Ｃ１，５１３Ｃ２の傾きに応じて、ＥＵＶ光以外の他の光（駆動用レーザ光、ＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ、ＩＲ）は、斜面で正反射し、ＥＵＶ光の反射光２０４とは異なる方向（３０２A）に向かう。ＥＵＶ光は、基礎部５１２および三角波状の溝５１３Ｃが施された部分の表面に積まれた１０層〜５０層のＭｏ／Ｓｉペア層により、ブラッグ回折する。この回折の効率は、Ｍｏ／Ｓｉペア層が設けられたミラーと同様である。

さらに、三角波状または三角屋根型の８００ｕｍ周期のグレーティング構造によって、上述のＶＩＳやＩＲ光は、ＥＵＶ光と異なる方向に回折する。さらに、各斜面５１３Ｃ１，５１３Ｃ２に露出するＭｏ／Ｓｉペア層の縞模様によって形成されるグレーティングにより、ＥＵＶ光及びＩＲ以外の比較的短い波長の光（ＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ）は、ＥＵＶ光の反射光２０４とは異なる方向に回折する。

８００μｍに代えて、ピッチＰ１０を４００μｍ等の他の値に設定してもよい。さらに、ピッチは一定である必要はなく、三角波状の溝５１３Ｃの形成される位置に応じて変化させてもよい。また、５１３Ｃ１と５１３Ｃ２のピッチを例えば、其々３００μｍと５００μｍというように異なるものにしても良い。このように構成される本実施形態のミラーを照明光学系５００に組み込むことにより、第１から第４の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第９実施形態）
図２０に基づいて第９実施形態を説明する。本実施形態のミラー５１０Ｄは、波状の溝５１３Ｄを備える。波状の例として、正弦波状を挙げることができる。本実施形態においても、Ｍｏ／Ｓｉペア層の多層膜を例えば３００層積層し、表面から２５０層分を波状に形成する。図２０中、軸線ＡＸ１Ｌ，ＡＸ１Ｒは、基板部５１１に垂直な軸を示し、他の軸線ＡＸ２Ｌ，ＡＸ２Ｒは、円弧状の面に垂直な軸を示す。符号５１３Ｄ１は波の頂上を、符号５１３Ｄ２は波の谷をそれぞれ示す。

本実施形態のミラー５１０Ｄでは、正弦波のように、面の傾きがピッチＰ１１（例えば６００μｍ）毎に連続して変化する。円弧状の面の傾きに応じて、ＥＵＶ光以外の光（駆動用レーザ光、ＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ、ＩＲ）は、ＥＵＶ光の反射光２０４と異なる方向に反射（３０２Ａ）する。

但し、頂上５１３Ｄ１や谷５１３Ｄ２のように、その傾きが部分的に水平に近い場所では、ＥＵＶ光とその他の光（駆動用レーザ光、ＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ、ＩＲ）は、ＥＵＶ光と同じ方向に正反射する。

上述の通り、ＥＵＶ光は、基礎部５１２および三角波状の溝５１３Ｃが施された部分の表面に積まれた１０層〜５０層のＭｏ／Ｓｉペア層により、ブラッグ回折する。回折の効率は、Ｍｏ／Ｓｉペア層が設けられたミラーと同様である。また、波状の６００ｕｍ周期のグレーティング構造によって、他の光は、ＥＵＶ光と異なる方向に回折する。さらに、円弧状の面に露出するＭｏ／Ｓｉペア層の縞模様から形成されるグレーティングにより、ＥＵＶ光及びＩＲ以外の比較的短い波長の光（ＤＵＶ、ＵＶ、ＶＩＳ）は、ＥＵＶ光の反射光２０４とは異なる方向に回折する。このように構成される本実施形態のミラーを照明光学系５００に組み込むことにより、第１から第４の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第１０実施形態）
図２１に基づいて第１０実施形態を説明する。本実施形態では、ＥＵＶ光源装置２Ａ内に、図４で述べたような構成を有する平面ミラー１９０を設ける。平面ミラー１９０で反射されたＥＵＶ光２０４は、アパーチャ１６０を通過して、露光装置に供給される。ＥＵＶ光以外の他の光３０２は、平面ミラー１９０で反射されてアパーチャ１６０に入射し、アパーチャ１６０に吸収されて熱に変わる。凹面ミラー１９０へのＥＵＶ光２０３の入射角度は図８を用いて示したように３０度以内が望ましい。

（第１１実施形態）
図２２に基づいて第１１実施形態を説明する。本実施形態では、ＥＵＶ光源装置２Ｂの第２チャンバ１０２Ｂ内に、図４で述べたような構成を有する凹面ミラー１９１を設ける。アパーチャ１６０を介して第２チャンバ１０２Ｂ内に入射したＥＵＶ光２０３は、凹面ミラー１９１により反射（２０４）され、他のアパーチャ１６１を介して露光装置に供給される。ＥＵＶ光以外の他の光は、凹面ミラー１９１により反射（３０２）されて、アパーチャ１６１に入射し、吸収される。凹面ミラー１９１へのＥＵＶ光２０３の入射角度は、図８を用いて示したように３０度以内が望ましい。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、露光装置とＥＵＶ光源装置の両方に、所定形状の溝がＭｏ／Ｓｉ層に形成されているミラーをそれぞれ設ける構成としてもよい。

１：ＥＵＶ露光システム、２，２Ａ，２Ｂ：ＥＵＶ光源装置、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ：露光装置、α：入射角度、θＢ：ブレーズド角、１００：真空チャンバ、１０１：第１チャンバ、１０２，１０２Ｂ：第２チャンバ、１０５：ダンパ、１１０：駆動用レーザ光源、１１１：集光レンズ、１１２：入射窓、１２０：ターゲット供給器、１３０：ＥＵＶ集光ミラー、１３２：入射穴、５１１：ミラー部材、１３７：多層膜付きミラー部材、１４０，１４１：磁場発生用コイル、１６０，１６１：アパーチャ、１７０，１７１：真空排気ポンプ、１８０：ゲートバルブ、２００：ドロップレット、２０１：ターゲットプラズマ、４１０：イオンミリング装置、４１１：支持装置、４１２：回動軸、４２０，４２０Ａ：マスク、４２１：パターン、４３０：イオンビーム、４００：チャンバ、５００：照明光学系、５１０，５１０Ａ，５１０Ｂ：ミラー、５１３，５１３Ｃ，５１３Ｄ：所定形状の溝、５２０：フライアイミラーアレイ、５３０：ピンホールアレイ、５４０：コンデンサミラー、５７０，５７０Ｃ：入口ミラー、６００：マスク、７００：投影光学系

Claims (16)

1. 反射面に同心円状の溝を有する多層反射膜を備え且つ極端紫外光源装置から出力された極端紫外光をマスクへ導くように反射する少なくとも１つのミラーを含んで構成された照明光学系を備え、
   前記極端紫外光源装置は、ドライバレーザからのレーザ光をターゲットに照射することで、該ターゲットを前記極端紫外光の放射源であるプラズマに状態変化させるように構成され、
   前記溝は、少なくとも前記ドライバレーザからの前記レーザ光の波長と同一波長の光を回折するように構成されている、半導体露光装置。
2. 前記少なくとも１つのミラーは、コリメートミラーである、請求項１に記載の半導体露光装置。
3. 前記溝は、前記コリメートミラーの反射面の中心に対して同心円状に配置されている、請求項２に記載の半導体露光装置。
4. 前記少なくとも１つのミラーは、前記極端紫外光源装置から出力された前記極端紫外光が最初に入射する位置に配置されている、請求項１または２に記載の半導体露光装置。
5. 前記溝によって回折された前記光の波長は、略１０．６μｍ（マイクロメータ）である、請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体露光装置。
6. 前記ドライバレーザは、炭酸ガスレーザである、請求項１〜５のいずれか一つに記載の半導体露光装置。
7. 隣接する前記溝同士の最下部の間の距離は、１．５４μｍ以上４００μｍ以下である、請求項１〜６のいずれか一つに記載の半導体露光装置。
8. 隣接する前記溝同士の最下部の間の距離は、４００μｍ以上８００μｍ以下である、請求項１〜６のいずれか一つに記載の半導体露光装置。
9. 隣接する前記溝同士の最下部の間の距離は、１．５４μｍ以上８００μｍ以下である、請求項１〜６のいずれか一つに記載の半導体露光装置。
10. 前記溝によって回折された光を吸収するダンパをさらに備える、請求項１〜９のいずれか一つに記載の半導体露光装置。
11. 前記ダンパを冷却するための冷却装置をさらに備える、請求項１０に記載の半導体露光装置。
12. 前記多層反射膜は、１００以上１０００以下に積層されたＭｏ／Ｓｉペア層を備える、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の半導体露光装置。
13. 各溝の最下部は、前記少なくとも１つのミラーの表面から数えて約２５０番目から３００番目の前記Ｍｏ／Ｓｉペア層まで達している、請求項１２に記載の半導体露光装置。
14. 前記少なくとも１つのミラーは、前記多層反射膜を有する基板を備え、
    前記多層反射膜は、積層された複数のＭｏ／Ｓｉペア層を備え、
    各溝の最下部から前記基板までの間には、略５０層の前記Ｍｏ／Ｓｉペア層が含まれる、
    請求項１〜１１のいずれか一つに記載の半導体露光装置。
15. 前記多層反射膜の表面を覆う表面コーティングをさらに備える、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の半導体露光装置。
16. 前記表面コーティングの材料は、ルテニウムを含む、請求項１５に記載の半導体露光装置。

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