JP5635499B2 - 放射線コレクタ - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

［技術分野］
本発明は、放射線コレクタ、特に、約１３．５ｎｍ（ナノメートル）の波長を有する放射線を集めるように構成されたコレクタに関する。

現在製造されている電子回路よりも集積レベルが高い電子回路を得るために、超紫外線（ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ）と呼ばれる非常に短い波長の放射線に基づいたリソグラフィー技術を使用することが考えられる。以下の記載において考慮するＥＵＶの波長は、一般に、１３．５ｎｍである。

既に開発されているこのような放射線の供給源の中では、放電生成プラズマ（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｐｌａｓｍａ：ＤＰＰ）型の放射源が、他のタイプに比較してエネルギー効率が高く、かつ、全体的なサイズがコンパクトである。ただし、ＤＰＰ型の放射源を実施するには難点がある。そのいくつかを次に記載する。すなわち、
・ＥＵＶ放射線は、直接使用するには広すぎる立体角で放射源によって発射されるので、この放射線の一部を、当該放射線の使用に適したスポットおよび当該放射線の使用に適した立体角に集束させることが必要である。
・ＥＵＶ放射線は、ＤＰＰ源の前側に位置する前側半分の空間の方向にのみ生成され、後ろ側半分の空間はＤＰＰ源自体の部品によって占められる。
・放射線を利用するデバイスを、ＤＰＰ源によって排出される物質の細片から保護するために、「緩和装置（ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）」と呼ばれる保護システムを、ＤＰＰ源と当該デバイスとの間に設置することが必要である。

これらの理由から、ＤＰＰ源によって生成されるＥＵＶ放射線を集めるためのコレクタを使用することが必要である。さらに、当該コレクタを、緩和装置とＥＵＶ放射線を利用するデバイスとの間に必ず配置しなければならない。このとき、このようなコレクタには、以下の特性が要求される。すなわち、
・放射源によって生成される全放射線に対して、集められる放射線の比率を、できるだけ大きくすること。
・コレクタによって生成される集束スポットにおいて、放射線が充分、且つ一様に分布すること。
・放射集束スポットのサイズおよび当該スポットを形成するビームの開口角が、ＥＵＶ放射線を利用するデバイスと適合性を有すること。
・放射源とその放射線を利用するデバイスとの間に、コレクタを配置すること。
・放射線がコレクタ内へ入射する開口の形状およびサイズが、ＤＰＰ源とコレクタとの間に設置された緩和装置の構成と適合性を有すること。
・コレクタ自体の全体的なサイズが、コレクタを集積電子回路の製造ラインの既存モジュールに設置するにあたって、適合性を有すること。
・コレクタのミラーの形状が、既存のミラー加工プロセス、特に、ミラーの表面を機械加工するためのプロセス、および反射層を当該表面上に積層するプロセスと適合性を有すること。
・コレクタのユニット当たりの価格が安いこと。特に、現在入手可能な、複数の同心状のシェル（例えば８つのシェル）を有するコレクタと比較して安いこと。

したがって、本発明の目的は、既存のコレクタと比較して良好な特性を有し、上記の特性を満たす放射線コレクタを提案することである。

この目的を達成するために、本発明は、放射源によって生成される放射線の一部を集め、この集められた放射線の一部を、コレクタが生成する集束出力ビームによって形成されるスポットに集束させるように構成された放射線コレクタを提案する。このコレクタは一次ミラーおよび二次ミラーを備えている。この一次ミラーおよび二次ミラーは、それぞれが当該コレクタの光軸に対して回転対称であって、まず当該一次ミラーが、つぎに当該二次ミラーが上述の集められた放射線の一部を反射するように構成されている。

一次ミラーは凹型であって、当該コレクタの光軸を含むデバイスの子午面（ｍｅｒｉｄｉａｎ ｐｌａｎｅ）に、［０．８×Ｒ（α）；１．２×Ｒ（α）］の範囲にある第１の母線を有する。なお、前式中、Ｒおよびαは当該子午面内の極座標であり、Ｒは放射源を配置しようとする光軸上の点から測定される動径座標であり、αは当該光軸から測定される角座標であり、Ｒ（α）は次式によって（１）算出される。

上式中、αは弧度（ｒａｄｉａｎｓ）を表しており、Ｒ_０はある一定の長さであり、ｉは＋／−９０°（度）ではない、ある一定の角度である。

二次ミラーは、当該子午面に第２の母線を有し、一次ミラーによって反射された上述の集められた放射線の一部から、当該集束出力ビームをコレクタから見て放射源とは反対側に生成するように構成されている。

上記子午面における二次ミラーの第２の母線は、領域［０．８×Ｘ（α）；１．２×Ｘ（α）］×［０．８×Ｙ（α）；１．２×Ｙ（α）］に配置された複数の点によって構成されている。ＸおよびＹは、上記放射源が配置される点を原点として有するデカルト座標であり、Ｘはコレクタの光軸に対応し、Ｘ（α）およびＹ（α）は次式（２）および（３）によって算出される。

上式中、αは第２の母線のデカルト座標をパラメータ化するめに使用される式（１）の極座標系の角座標（ａｎｇｕｌａｒ ｐｏｌａｒ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）であり、Ｒ（α）は式（１）によって算出される。また、ｆは上記放射源が配置される点と上述の集められた放射線の一部の集束スポットとの間の距離であって、光軸にそって測定される。さらに、Ｌは上記放射源が配置される点と上述の集められた放射線の一部の集束スポットとの間の光路の長さであって、上記放射源から発生し、まず一次ミラーによって、つぎに二次ミラーによって反射された放射線にそって測定される。

このように、本発明に係るコレクタは、わずか２枚のミラーだけしか備えていない。したがって、３枚以上のミラーを備える公知のコレクタに比べて簡易で安価である。

また、集められた放射線は、まず一次ミラーによって、つぎに一次ミラーと連続する二次ミラーによって、すべて反射される。これにより、集められた放射線は、並列的に作用して同一の役割を担う分割された複数のミラーによっても分割されることがない。これにより、集められた放射線は、コレクタによって生成される集束スポットにおいて、より一様に分布する。

上述の集められた放射線を含む出力ビームは、コレクタによって、放射源とは反対側に生成される。換言すれば、集められた放射線はコレクタを通過する。このように、コレクタの光軸に平行な配列によれば、放射源とこの放射線を利用するデバイスとの間に、コレクタを容易に配置することができる。

同様の理由によって、本発明に係るコレクタは放射線が生成される側と反対の背面部分に、遮蔽物がない放射源に、特に適している。

また、本発明に係るコレクタの場合、放射源は、コレクタ、特にコレクタの一次ミラーから少し離れたところに配置されるものである。これにより、緩和装置を放射源とコレクタとの間に配置することができる。

これらの理由によって、本発明に係るコレクタは、ＤＰＰタイプのＥＵＶ放射源と組み合わせる場合に特に適している。コレクタをこのように使用する場合、特に、一次ミラーおよび二次ミラーは、ＥＵＶ放射線、特に１３．５ｎｍの波長を有する放射線を反射するように構成されてもよい。

同時に、本発明に係るコレクタは、集められた放射線の集束スポットが、放射線を利用するデバイスの光学的な入射口に位置するように、放射線を利用するデバイスに対して相対的に配置することが容易である。

一次ミラーの母線の式（１）において、ｉは、放射源がコレクタの入射口に適切に位置している場合に、放射源からの放射線のミラーにおける入射角に対応する、コレクタのパラメータである。以下の記載全体を通じて、どのミラーによって反射された放射線の入射角も、放射線が反射する点において、当該ミラーの面に垂直な方向に対して相対的に測定するものとする。したがって、放射源から発生する放射線の入射角は、一次ミラー上では、ミラー上の反射点に関わらず一定である。一次ミラーが持つこの性質によって、以下の効果が生まれる。
・例えば、適切な層の組み合わせで被覆することによって、入射角のこの厳密な値が実現できるように、一次ミラーを最適化することができる。
・集められた放射線が反射する条件は、一次ミラーのすべての点において同一である。これにより、生成された集束スポットにおいて、放射線がより一様に分布するようになる。
・それゆえ、一次ミラーの製造が容易になる。特に、積層物源を、上記放射源が配置される点またはその点の近くに一次ミラーに対して相対的に配置することによって、一次ミラー上において一様な積層物がより容易に形成可能である。このため、一次ミラー上に積層物を生成するための勾配を設けて反射性能を実現することは不要である。したがって、一次ミラーに物質を積層させる処理は非常に効率的となる。

一次ミラーの母線がさらに精度よく式（１）に対応すると、これらの効果はさらに大きくなる。したがって、第１の母線を含む子午面の細長い一部の幅は、狭いほうが好適である。特に、この細長い一部を、［０．９５×Ｒ（α）；１．０５×Ｒ（α）］まで、好ましくは［０．９８×Ｒ（α）；１．０２×Ｒ（α）］まで、より良好には［０．９９５×Ｒ（α）；１．００５×Ｒ（α）］まで縮小してもよい。

好ましくは、角度ｉは、特に、コレクタの光軸に平行な全長を制限するために、２０°〜６０°であってもよい。

一般に、角度ｉは、一次ミラーの偏光角および放射源によって生成される放射線の偏光角ではない値に設定されることが好ましい。例えば、角度ｉは［３５°；４５°］の範囲外であってもよい。これにより、一次ミラーについて、より高い反射係数を得ることができる。この場合、より大きな量の放射線が集束スポットに導かれる。しかしながら、集められた放射線を具体的に使用する場合、偏光値を角度ｉに合わせて選択してもよい。

長さＲ_０は任意の値をとってもよい。ただし、入手可能なＤＰＰ源および集められた放射線を利用する既存のデバイスについては、７０ｃｍ（センチメートル）〜２ｍ（メートル）の値が特に適している。

二次ミラーは、上述の集められた放射線の一部が反射される二次ミラーの各点が、この放射線を６０°より大きな入射角で受けるように構成されてもよい。これらの条件下では、二次ミラーの反射係数をさらに増加させることができる。特に、５０％を超えることも可能である。

一次ミラーにおける放射線の入射角の１つである第１の値で作用し、当該第１の値に合わせて最適化された一次ミラーと、二次ミラーにおける入射角の第１の値より大きな第２の値で作用する二次ミラーとを、本発明にしたがって組み合わせることにより、コレクタの反射の全般的な効率が高くなる。

二次ミラーの第２の母線の形状に応じて、放射源によって生成される放射線のうち、集められた一部は、コレクタの出射口にできる小さいスポットに集束する。

特に、このスポットは、第２の母線の各点が、上記子午面内の領域［０．９５×Ｘ（α）；１．０５×Ｘ（α）］×［０．９５×Ｙ（α）；１．０５×Ｙ（α）］にある場合、さらに小さくなる。さらに好ましくは、第２の母線の各点が上記子午面内の領域［０．９８×Ｘ（α）；１．０２×Ｘ（α）］×［０．９８×Ｙ（α）；１．０２×Ｙ（α）］にあってもよく、さらにより良好には、当該子午面内の領域［０．９９５×Ｘ（α）；１．００５×Ｘ（α）］×［０．９９５×Ｙ（α）；１．００５×Ｙ（α）］にあってもよい。

好ましくは、距離ｆは、コレクタおよびＤＰＰ源を、集積電子回路の製造ラインにある放射線を利用するモジュールに容易に設置できるように、１０ｃｍ〜２ｍ、または２０ｃｍ〜１．０ｍである。

また、好ましくは、長さＬは１０ｃｍ〜３ｍである。

本発明を改良するために、二次ミラーは、上記放射源が配置される点とは反対側に開口を有する。この場合、コレクタは、コレクタの光軸に対して回転対称である少なくとも１つの追加的ミラーをさらに備えていてもよい。この追加的ミラーは、放射源によって生成された放射線の別の一部を、反射させることによって集めるように構成されてもよい。これを達成するために、当該追加的ミラーは、上記放射源が配置される点と、上述の一次ミラーおよび二次ミラーによって集められた放射線の一部の集束スポットの中心とを光学的に結合させる。上述の追加的ミラーによって集められた放射線の別の一部が当該二次ミラーの開口を通過し、上記コレクタの光軸に対して垂直な平面上で、上述の一次ミラーおよび二次ミラーによって集められた放射線の一部によって囲まれる。

上記改良に係る上記少なくとも１つの追加的ミラーが、単一の楕円体状のミラーであってもよい。

他の構成としては、上記改良は、上記一次ミラーおよび二次ミラー以外にさらに２つの追加的ミラーをコレクタに付加することからなっていてもよい。これらの２つの追加的ミラーは、集められた放射線の別の一部が、まず楕円体状のミラーによって、つぎに双曲面状のミラーによって反射されるように構成された、凹型の楕円体状のミラーと凸型の双曲面状のミラーとであってもよい。また、楕円体状のミラーおよび双曲面状のミラーは、組み合わされると、上記放射源が配置される点と、一次ミラーおよび二次ミラーによって集められた放射の集束スポットの中心とを光学的に結合させる光学ダブレットを形成する。

本発明のその他の特徴および効果は、添付の図面を参照すれば、以下の非限定的な例である実施形態の説明によって明らかになるはずである。添付の図面は、以下のものを含む。
・図１は、本発明に係るコレクタの実施態様を図示している。
・図２ａ〜２ｄはミラーの母線の図であって、本発明に係る、互いに異なる４つのコレクタをそれぞれ図示している。
・図３は、本発明に係るコレクタの改良版を図示している。

図１は、図示することのみを目的とするものであり、図を見やすくするために、図示されている各種部材のサイズは、実際のサイズにも、実際のサイズの比にも対応していない。

図１において、本発明に係るコレクタには、一般的参照番号１０を付している。コレクタ１０は、凹型の一次ミラー１および凸型の二次ミラー２を備えている。ミラー１および２は、それぞれが、コレクタ１０の光軸と呼ばれる、共通の軸Ｘ−Ｘに対して回転対称である。図示した実施態様では、以下のデバイスが、軸Ｘ−Ｘにそってこの順序で並んでいる。すなわち、放射源１１、緩和装置１２、コレクタ１０それ自体１０、放射線フィルタ１３、および放射線を利用するデバイス１４である。放射源１１は、１３．５ｎｍの放射線を生成するためのＤＰＰタイプのものであってもよい。また、残りのデバイス１０および１２〜１４は、それぞれが光学的に当該波長で作用するように構成されている。ＤＰＰ源を使用するユーザにとっては周知であるが、システム１２は、軸Ｘ−Ｘに平行な軸を中心として高速で回転する羽根車によって構成されていてもよい。デバイス１４は、例えばリソグラフィー処理モジュールであってもよい。放射フィルタ１３は、必要に応じて設けられるものである。

放射源１１は、所定量（１ｍｍ^３未満の小さな体積であることが多い）のプラズマ１１ａから放射線を生成し、この所定量のプラズマはコレクタ１０の焦点Ｏに配置されている。これらの条件下で、放射源１１によって生成された放射線が、コレクタ１０によって、Ｆと表記する集束出力ビームに集束させられる。このビームＦは、ビームＦが最小断面積を有する軸Ｘ−Ｘにそった点に対応する放射集束スポット（参照番号１００）を形成する。デバイス１４は、光学的な入射窓を有し、スポット１００がこの窓の中に位置するように構成されている。

ミラー１が、軸Ｘ−Ｘを中心とする任意の子午面において式（１）に従う母線を有する場合、焦点Ｏで発生する放射線はミラー１によって一定の入射角ｉで反射され、このことは、ミラー１上の反射点Ｐ_１のどの点であろうと成り立つ。本発明によって開示される、このミラー１の注目すべき性質は、ミラー１が上記の条件下で使用される場合、ミラー１の反射レベルの精密な調節を可能にすることである。実際に、一般的に、ミラーの反射係数は、その表面に積層される１組の薄い層を利用して調節される。この１組の層は、放射線の波長および反射する際の入射角に応じて決定される。したがって、角度ｉがミラー１の表面上で一定の値をとることによって、ミラー１の表面全体で所望の反射係数を生み出す積層構造を決定および形成することが可能になる。このような積層構造の設計および製造方法は、当業者にとって公知であると思われるので、ここで説明を繰り返すことはしない。例えば、この積層構造は、モリブデンまたはシリコンのいずれかに基づく、少なくとも４０の層を備えていてもよい。必要に応じて、ミラー１の製造に使用する道具との相対的なミラー１のサイズにあわせて、ミラー１を複数の部分に分けて形成してもよい。

所定量のプラズマ１１ａから発生し、ミラー１によって反射された放射線は、つぎにミラー２によってスポット１００に向かって反射される。ミラー２は、各子午面において式（２）に従う母線を有しているものと仮定する。ミラー２上の放射線の入射角は、このミラーのある点と点との間では一定ではなく、さまざまである。図中、Ｐ_２は、ミラー１上の点Ｐ_１からの放射線が反射されるミラー２の点を表し、ｉ_２は、点Ｐ_２に対応する入射角を表す。しかしながら、入射角ｉ_２は、ミラー２の点に関わらず偏光角より大きく、ミラーの大部分において俯角入射に近い。これにより、ミラー２の反射効率は増加する。ミラー２は、このような反射を実現するために適切に表面処理されている。特に、ミラー２は、当該放射線に対して反射性を有する積層構造をさらに備えていてもよい。必要に応じて、ミラー２は、軸Ｘ−Ｘにそって、それぞれが冠の形状を有する複数の連続する薄片によって構成されていてもよい。この場合、積層構造は、当該冠における入射角ｉ_２の平均値に応じて、冠ごとに異っていてもよい。

図２ａ〜図２ｄは、コレクタ１０の任意の子午面において作製したグラフであって、それぞれがミラー１およびミラー２の別の母線に対応する。子午面における横軸はコレクタの光軸Ｘ−Ｘであり、縦軸Ｙは軸Ｘ−Ｘに対して垂直である。これらの２つの軸は、コレクタの焦点Ｏで互いに交差し、したがって、焦点Ｏはデカルト座標ＸおよびＹの原点である。当該軸にはどちらもｍｍ（ミリメートル）の目盛りをうってある。半径方向の距離Ｒおよび角度αは、焦点Ｏおよび軸Ｘ−Ｘから測定され、子午面における極座標を規定する。これらのグラフに示すミラー１およびミラー２の各母線は、パラメータｉ、Ｒ_０、ｆ、およびＬが以下の表１に記載する値をとる場合、式（１）および式（２）に対応する。

Ｌは、焦点Ｏと、放射線がコレクタ１０を通過した後に軸Ｘ−Ｘと交差する点Ｉとの間における、放射線の光路の長さである。ミラー１およびミラー２がそれぞれ式（１）および式（２）に従うとき、コレクタ１０は、点Ｏと点Ｉとの間では非点収差性を有しない。この場合、上記子午面内で上記２つのミラーによって反射された異なる放射線の焦点Ｏと点Ｉとの間の光路の長さＬは、少なくとも１次（ｆｉｒｓｔ ｏｒｄｅｒ）まで一定である。ただし、コレクタが非点収差性を有しないことは、必ずしも必要ではない。そして、焦点Ｏで発生し集められた放射線から、当該放射線の集束スポットが形成される。ただし、この集束スポットは、軸Ｘ−Ｘ上の任意の点においてゼロではない最小直径を有する。図１は、このコレクタ１０の非点収差構成を示している。参照番号１００が、集められた放射の集束スポットを表し、ｄがその直径を表している。この集められた放射線の一部の集束スポットは、好適には、軸Ｘ−Ｘに対して垂直な、７ｍｍ未満、好ましくは５ｍｍ未満の直径を有する。この集束スポットのサイズは、多数の放射線を利用するデバイス１４の場合に適している。

各ミラー１、２の、軸Ｘ−Ｘに平行な方向の長さは、以下の基準のように、一定でなくてもよい。ただし、このリストは以後において限定的なものではない。
・焦点Ｏと同じ側に位置するミラー１の入射用開口Ｅ_１は、軸Ｘ−Ｘに対して垂直な平面上に配置され、使用する緩和装置１２の全体的なサイズに応じてコレクタ１０の出射口に向かってシフトされる。
・焦点Ｏとは反対側に位置するミラー１の出射用開口Ｓ_１、および焦点Ｏと同じ側に位置するミラー２の開口Ｅ_２は、どちらも、それぞれが一方のミラーのエッジで引き起こす可能性のある相互掩蔽に応じて決定されてもよい。
・コレクタの出射口と同じ側に位置するミラー２の開口Ｓ_２は、同じくコレクタの出射口と同じ側に位置するミラー１のエッジで反射された放射線をトレースすることによって、配置されてもよい。

例えば、ミラー１の開口Ｅ_１は、図２ａおよび図２ｂのコレクタの場合、焦点Ｏを通る平面上に配置されている。図２ｃおよび図２ｄのコレクタの場合、当該開口Ｅ_１は、極角度αの７０°（度）の値に対応する。

好ましくは、放射源が配置される点と同じ側、すなわち焦点Ｏと同じ側に位置する一次ミラー１の入射用開口Ｅ_１は、２００ｍｍより大きな直径Ｄを有する（図１）。このコレクタ１０の放射線の入射口の断面は、放射源によって生成される放射線の高レベルの収集の達成に寄与する。

図２ｃおよび図２ｄのコレクタの場合、コレクタの出射口と同じ側に位置するミラー１の開口Ｓ_１は、極角度αの３０°の値に対応する。

コレクタの出射口と同じ側に位置するミラー２の開口Ｓ_２は、フィルタ１３の全体的なサイズ、ミラー２と点Ｉとの間の距離に応じて配置される。必要に応じて、ミラー２が軸Ｘ−Ｘ（図２ａ）まで延在している場合、ミラー２はコレクタの出射口と同じ側の点で閉じられた形態でもよい。

好適には、コレクタの出射口ビームＦは、集束して集束スポット１００を形成するが、１５°未満、好ましくは１０°未満の円錐の半頂角θ／２を有していてもよい。一例として、図２ａおよび図２ｃのコレクタの場合には、半頂角θ／２は１０°に等しく、図２ｄのコレクタの場合には５°に等しい。半頂角θ／２のこのような値は、各種のデバイス１４に適した値であり、コレクタ１０とデバイス１４との間にフィルタ１３を使用する場合にも適合性を有する。

ここまで説明してきた２つのミラーを有する本発明に係るコレクタを使えば、焦点Ｏからスポット１００に集束する放射線が、強度についていえば、焦点Ｏにおいて発生する全放射線の２０％を超える比に対応することや、２５％の要求にさえ対応することがある。換言すれば、放射線の収集比率は、２０％を超えるか、または２５％さえ超え得る。

つぎに、集められた放射線の比率を約５％増加させることを可能にする本発明の改良点を記載する。図３のように、ミラー１およびミラー２以外に、２つの追加的ミラー３およびミラー４を付加してもよい。この２つの追加的ミラー３およびミラー４は、コレクタの光軸Ｘ−Ｘに対してそれぞれ回転対称である。

ミラー３は凹型の楕円体状のミラー、およびミラー４は凸型の双曲面状のミラーである。ミラー３およびミラー４は、放射源によって生成される他の部分の放射線をまずミラー３で、そしてミラー４で反射することによって、この他の部分の放射線を焦点Ｏに集めるように構成されている。また、ミラー３およびミラー４は、焦点Ｏと、ミラー１およびミラー２によって集められた放射線の一部の集束スポット１００の中心Ｉとを光学的に結合させるダブレットを形成する。図３は、この改良点の原理を説明するためにのみ提供するものであって、当業者は、この原理から、ミラー３およびミラー４の形状における特性を明確にすることができるであろう。

この改良点を実施するためには、二次ミラー２は、焦点Ｏとは反対側、すなわちコレクタの出射口と同じ側で開いていなければならない。このとき、ミラー３およびミラー４によって集められた他の部分の放射線はこの開口を通過し、軸Ｘ−Ｘに対して垂直な平面上で、ミラー１およびミラー２によって集められた放射線の一部によって囲まれる。

本発明に係るコレクタの上述のすべての実施形態において、ミラー１は、放射源によって生成された放射線のうち、集束スポット１００において不要な部分を抑制する機能をさらに有していてもよい。この目的を達成するために、ミラー１が、スポット１００に集束した、上述の集められた放射線の一部の波長より長い波長を有する放射線を吸収してもよい。この場合、コレクタは、ミラー１によって吸収された放射線のエネルギーを取り除くために、このミラーを冷却するように構成された冷却システムをさらに備えていてもよい。

本発明に係るコレクタの実施態様を図示している。 図２ａ〜２ｄはミラーの母線の図であって、本発明に係る、互いに異なる４つのコレクタをそれぞれ図示している。 本発明に係るコレクタの改良版を図示している。

Claims (14)

1. 放射源によって生成される放射線の一部を集めて、当該集められた放射線の一部を、生成した集束出力ビーム（Ｆ）によって形成されるスポット（１００）に集束させるように構成された、放射コレクタ（１０）であって、
   上記コレクタの光軸（Ｘ−Ｘ）に対してそれぞれが回転対称である一次ミラー（１）および二次ミラー（２）であって、まず当該一次ミラーが、つぎに当該二次ミラーが上記集められた放射線の一部を反射するように構成された、一次ミラー（１）および二次ミラー（２）を備え、
   上記一次ミラー（１）は凹型であり、上記コレクタの光軸を含むデバイスの子午面における領域［０．８×Ｒ（α）；１．２×Ｒ（α）］に配置された第１の母線を有し、Ｒおよびαは当該子午面内の極座標であり、Ｒは上記放射源が配置される、光軸（Ｘ−Ｘ）上の点（Ｏ）から測定される動径座標であり、αは当該光軸から測定される角座標であり、Ｒ（α）は次式（１）によって算出され、
   

   

   上式中、αは弧度であり、Ｒ_０は一定の長さであり、ｉは＋／−９０°ではない一定の角度でありかつ上記放射源が配置される点（Ｏ）から発生する如何なる放射線に対しても上記一次ミラー（１）上の反射点に関わらず一定である上記一次ミラー（１）における入射角に対応しており、
   上記二次ミラー（２）は上記子午面において第２の母線を有し、上記一次ミラー（１）によって反射された上記集められた放射線の一部から、上記集束出力ビーム（Ｆ）をコレクタから見て上記放射源とは反対側に生成するように構成され、当該二次ミラー（２）の上記第２の母線は上記子午面内のデカルト座標ＸおよびＹを有する複数の点（Ｐ_２）によって構成され、当該デカルト座標の原点は上記放射源が配置される点（Ｏ）であり、Ｘは上記コレクタの光軸に対応し、
   上記第２の母線の各点は領域［０．８×Ｘ（α）；１．２×Ｘ（α）］×［０．８×Ｙ（α）；１．２×Ｙ（α）］に配置され、Ｘ（α）およびＹ（α）は次式（２）および（３）によって算出され、
   

   

   

   上式中、αは上記第２の母線のデカルト座標をパラメータ化するめに使用される式（１）の極座標系の角座標であり、Ｒ（α）は式（１）によって算出され、
   ｆは上記放射源が配置される点（Ｏ）と上記集められた放射線の一部の集束スポット（１００）との間の距離であって、上記光軸（Ｘ−Ｘ）にそって測定され、
   Ｌは上記放射源が配置される点（Ｏ）と上記集められた放射線の一部の集束スポット（１００）との間における光路の長さであり、上記放射源が配置される点で発生し、まず一次ミラー（１）によって、つぎに二次ミラー（２）によって反射された放射線にそって測定され、
   上記一次ミラー（１）が上記式（１）に従い、かつ、上記二次ミラー（２）が上記式（２）および式（３）に従うことによって、上記放射源が配置される点（Ｏ）と上記集められた放射線の一部の集束スポット（１００）との間では非点収差性を有しない、コレクタ。
2. 上記角度ｉは、２０°〜６０°である、請求項１に記載のコレクタ。
3. 上記角度ｉは、３５°〜４５°の範囲外である、請求項１または２に記載のコレクタ。
4. さらに、上記一次ミラー（１）の上記第１の母線が、上記子午面内の領域［０．９５×Ｒ（α）；１．０５×Ｒ（α）］に配置された、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコレクタ。
5. 上記一次ミラー（１）は、上記放射源が配置される点（Ｏ）と同じ側に、直径（Ｄ）が２００ｍｍより大きな入射用開口（Ｅ_１）を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコレクタ。
6. 上記二次ミラー（２）は、上記集められた放射線の一部を反射する各点が、当該放射線が６０°より大きな入射角（ｉ_２）で入射されるように構成された、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコレクタ。
7. 上記第２の母線の各点（Ｐ_２）は、上記子午面内の領域［０．９５×Ｘ（α）；１．０５×Ｘ（α）］×［０．９５×Ｙ（α）；１．０５×Ｙ（α）］にある、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコレクタ。
8. 上記集められた放射の一部の集束スポット（１００）は、上記光軸（Ｘ−Ｘ）に対して垂直方向に延びる７ｍｍ未満、好ましくは５ｍｍ未満の直径（ｄ）を有するようにさらに構成された、請求項１〜７のいずれか一項に記載のコレクタ。
9. 上記集められた放射の一部の集束スポット（１００）を形成する集束出力ビーム（Ｆ）は、１５°未満、好ましくは１０°未満の円錐の半頂角（θ／２）を有するようにさらに構成された、請求項１〜８のいずれか一項に記載のコレクタ。
10. 上記一次ミラー（１）および上記二次ミラー（２）は、上記放射源によって生成される超紫外線放射を反射するように構成された、請求項１〜９のいずれか一項に記載のコレクタ。
11. 上記一次ミラー（１）および上記二次ミラー（２）は、上記放射源によって生成される、１３．５ｎｍに等しい波長を有する放射線を反射するように構成された、請求項１０に記載のコレクタ。
12. 上記一次ミラー（１）は、集束出力ビーム（Ｆ）によって形成されるスポット（１００）に集束した上記集められた放射線の一部の波長より長い波長を有する、上記放射源によって生成される放射線の他の一部を吸収し、
    上記コレクタは、上記一次ミラーを冷却するように構成された冷却システムをさらに備えている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコレクタ。
13. 上記二次ミラー（２）は、上記放射源が配置される点（Ｏ）とは反対側に開口（Ｓ_２）を有し、
    上記コレクタは、上記放射源によって生成される放射線の他の一部を反射して、当該放射源が配置される点（Ｏ）と、上記一次ミラー（１）および上記二次ミラー（２）によって集められた放射線の一部の集束スポットの中心（Ｉ）とを光学的に結合させることによって、当該放射線の他の一部を集めるように構成された、上記コレクタの光軸（Ｘ−Ｘ）に対して回転対称である少なくとも１つの追加的ミラーをさらに備え、
    上記追加的ミラーは、上記集められた放射線の他の一部が上記二次ミラーの開口（Ｓ_２）を通過し、上記コレクタの光軸（Ｘ−Ｘ）に対して垂直な平面上で、上記一次ミラー（１）および上記二次ミラー（２）によって集められた放射線の一部によって囲まれるようにさらに構成された、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のコレクタ。
14. 上記少なくとも１つの追加的ミラーは、それぞれが上記コレクタの光軸（Ｘ−Ｘ）に対して回転対称である凹型の楕円体状のミラー（３）および凸型の双曲面状のミラー（４）を含み、まず当該楕円体状のミラーにおいて、つぎに当該双曲面状のミラーにおいて上記放射源によって生成される放射線の他の一部を反射させることによって、当該放射線の他の一部を集めるように構成された、請求項１３に記載のコレクタ。
    
    
    

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