JP6232210B2 - ミラー装置、極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成システム - Google Patents

Description

本開示は、ミラー装置、極端紫外光生成装置及び極端紫外光生成システムに関する。

近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、７０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、例えば３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet）光を生成するための極端紫外光生成装置と縮小投影反射光学系（reduced projection reflective optics）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。

極端紫外光生成装置としては、ターゲット物質にレーザ光を照射することによって生成されるプラズマが用いられるＬＰＰ（Laser Produced Plasma：レーザ励起プラズマ）式の装置と、放電によって生成されるプラズマが用いられるＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）式の装置と、軌道放射光が用いられるＳＲ（Synchrotron Radiation）式の装置との３種類の装置が提案されている。

米国特許第８１９８６１３号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０２２３５４３号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０００１４４２号明細書

概要

本開示の１つの観点に係るミラー装置は、回転楕円面[0]を基準に構成された凹面部を有する基板部と、凹面部に位置し表面に複数の溝が形成された多層反射膜と、を含み、複数の溝が、回転楕円面の法線に対して略平行な側面を有し、第１領域における深さよりも、第１領域よりも凹面部の中心から遠い第２領域における深さが大きくなるように形成されてもよい。

本開示の他の１つの観点に係る極端紫外光生成装置は、貫通孔が設けられたチャンバと、チャンバ内にターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、貫通孔を通してチャンバ内にパルスレーザ光を導入するように構成されたレーザ集光光学系と、チャンバ内で生成された極端紫外光を集光するミラー装置と、を備えてもよい。ミラー装置は、回転楕円面[0]を基準に構成された凹面部を有する基板部と、凹面部に位置し表面に複数の溝が形成された多層反射膜と、を含み、複数の溝が、回転楕円面の法線に対して略平行な側面を有し、第１領域における深さよりも、第１領域よりも凹面部の中心から遠い第２領域における深さが大きくなるように形成されてもよい。

本開示の他の１つの観点に係る極端紫外光生成システムは、パルスレーザ光を生成するレーザ装置と、貫通孔が設けられたチャンバと、チャンバ内にターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、貫通孔を通してチャンバ内にパルスレーザ光を導入するように構成されたレーザ集光光学系と、チャンバ内で生成された極端紫外光を集光するミラー装置と、を備えてもよい。ミラー装置は、回転楕円面[0]を基準に構成された凹面部を有する基板部と、凹面部に位置し表面に複数の溝が形成された多層反射膜と、を含み、複数の溝が、回転楕円面の法線に対して略平行な側面を有し、第１領域における深さよりも、第１領域よりも凹面部の中心から遠い第２領域における深さが大きくなるように形成されてもよい。
また、本開示の他の１つの観点に係るミラー装置の製造方法は、回転楕円面を基準に構成された凹面部を有する基板部に複数の第１の溝を形成する工程であって、複数の第１の溝が、回転楕円面の法線に対して略平行な側面を有し、第１領域における深さよりも、第１領域よりも凹面部の中心から遠い第２領域における深さが大きくなるように、凹面部の一部を除去して複数の第１の溝を形成する工程と、複数の溝が形成された基板部の凹面部に多層反射膜を形成する工程であって、多層反射膜の表面に複数の第２の溝が現れるように、多層反射膜を形成する工程と、を含んでもよい。
また、本開示の他の１つの観点に係るミラー装置の製造方法は、回転楕円面を基準に構成された凹面部を有する基板部の凹面部に多層反射膜を形成する工程と、多層反射膜に複数の溝を形成する工程であって、複数の溝が、回転楕円面の法線に対して略平行な側面を有し、第１領域における深さよりも、第１領域よりも凹面部の中心から遠い第２領域における深さが大きくなるように、多層反射膜の一部を除去して複数の溝を形成する工程と、を含んでもよい。

本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システムの構成を概略的に示す。 図２は、第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成システムの構成を示す一部断面図である。 図３Ａは、第１の実施形態において用いられるＥＵＶ集光ミラーの平面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示されるＥＵＶ集光ミラーのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線における断面図である。 図４は、図３Ｂに示されたＥＵＶ集光ミラーの断面の一部を拡大して示す。 図５は、図４に示されたＥＵＶ集光ミラーの断面の一部をさらに拡大して示す。 図６は、パルスレーザ光の入射角が図５に示されたものと異なる場合の第１の方向成分の光路を示す。 図７は、パルスレーザ光がＣＯ_２レーザ光である場合に好ましい溝深さを、多層反射膜への入射角との関係で示す。 図８は、パルスレーザ光がＣＯ_２レーザ光である場合に好ましい溝深さの範囲を、多層反射膜への入射角との関係で示す。 第１の実施形態において用いられるＥＵＶ集光ミラーを製造するための加工装置を概略的に示す。 図１０は、第２の実施形態において用いられるＥＵＶ集光ミラーの断面の一部を拡大して示す。 図１１は、第２の実施形態において用いられるＥＵＶ集光ミラーを製造するための加工装置を概略的に示す。 図１２Ａは、第３の実施形態において用いられるＥＵＶ集光ミラーの平面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａに示されるＥＵＶ集光ミラーのＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線における断面図である。

実施形態

＜内容＞
１．概要
２．ＥＵＶ光生成システムの全体説明
２．１ 構成
２．２ 動作
３．回折格子が形成されたＥＵＶ集光ミラーを含むＥＵＶ光生成システム
３．１ 構成
３．２ 動作
３．３ 回折格子が形成されたＥＵＶ集光ミラー
３．４ 基板部の中心からの距離と溝深さとの関係
３．５ 製造方法
４．第２の積層部の厚さが低減されたＥＵＶ集光ミラー
４．１ 構成
４．２ 製造方法
５．反射面の一部に回折格子が形成されたＥＵＶ集光ミラー
６．その他

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作のすべてが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。

１．概要
ＬＰＰ式のＥＵＶ光生成装置においては、ターゲット生成部がドロップレット状のターゲットを出力し、チャンバ内のプラズマ生成領域に到達させてもよい。ターゲットがプラズマ生成領域に到達した時点で、レーザ装置がターゲットにパルスレーザ光を照射することにより、ターゲットがプラズマ化し、このプラズマからＥＵＶ光を含む放射光が放射され得る。放射光に含まれるＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光ミラーによって反射されることにより、中間集光点を経由して外部の露光装置に出力されてもよい。

レーザ装置がターゲットにパルスレーザ光を照射したとき、ターゲットがパルスレーザ光の一部を反射する場合がある。ターゲットによって反射されたパルスレーザ光は、ＥＵＶ光の光路と同じ光路を進み得る。ターゲットによって反射されたパルスレーザ光が外部の露光装置に出力されることを抑制するため、ＥＵＶ集光ミラーの反射面には複数の溝が形成されていてもよい。この複数の溝は、パルスレーザ光を回折させる回折格子として機能してもよい。複数の溝の深さが、パルスレーザ光の波長の４分の１である場合には、パルスレーザ光の０次回折光が弱くなり、パルスレーザ光が外部の露光装置に出力されることが抑制され得る。

しかしながら、ＥＵＶ集光ミラーの反射面に対するパルスレーザ光の入射角度によっては、０次回折光が十分に弱くならない場合がある。

本開示の１つの観点によれば、ＥＵＶ集光ミラーの反射面が、第１領域と、第１領域よりもＥＵＶ集光ミラーの中心から遠い第２領域と、を有し、ＥＵＶ集光ミラーの反射面に形成された複数の溝が、第１領域において第１の深さを有し、第２領域において第１の深さより大きい第２の深さを有してもよい。

この観点によれば、ＥＵＶ集光ミラーの反射面に対するパルスレーザ光の入射角度に応じて、パルスレーザ光の０次回折光が弱められるため、パルスレーザ光が外部の露光装置に出力されることが抑制され得る。

２．ＥＵＶ光生成システムの全体説明
２．１ 構成
図１に、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システムの構成を概略的に示す。ＥＵＶ光生成装置１は、少なくとも１つのレーザ装置３と共に用いられてもよい。本願においては、ＥＵＶ光生成装置１及びレーザ装置３を含むシステムを、ＥＵＶ光生成システム１１と称する。図１に示し、かつ、以下に詳細に説明するように、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２、ターゲット生成部２６を含んでもよい。チャンバ２は、密閉可能であってもよい。ターゲット生成部２６は、例えば、チャンバ２の壁を貫通するように取り付けられてもよい。ターゲット生成部２６から出力されるターゲット物質の材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、又は、それらの内のいずれか２つ以上の組合せを含んでもよいが、これらに限定されない。

チャンバ２の壁には、少なくとも１つの貫通孔が設けられていてもよい。その貫通孔には、ウインドウ２１が設けられてもよく、ウインドウ２１をレーザ装置３から出力されるパルスレーザ光３２が透過してもよい。チャンバ２の内部には、例えば、回転楕円面形状の反射面を有するＥＵＶ集光ミラー２３が配置されてもよい。ミラー装置としてのＥＵＶ集光ミラー２３は、第１及び第２の焦点を有し得る。ＥＵＶ集光ミラー２３の表面には、例えば、モリブデンとシリコンとが交互に積層された多層反射膜が形成されていてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、例えば、その第１の焦点がプラズマ生成領域２５に位置し、その第２の焦点が中間集光点（ＩＦ）２９２に位置するように配置されるのが好ましい。ＥＵＶ集光ミラー２３の中央部には貫通孔２４が設けられていてもよく、貫通孔２４をパルスレーザ光３３が通過してもよい。

ＥＵＶ光生成装置１は、ＥＵＶ光生成制御部５、ターゲットセンサ４等を含んでもよい。ターゲットセンサ４は、撮像機能を有してもよく、ターゲット２７の存在、軌跡、位置、速度等を検出するよう構成されてもよい。

また、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２の内部と露光装置６の内部とを連通させる接続部２９を含んでもよい。接続部２９内部には、アパーチャが形成された壁２９１が設けられてもよい。壁２９１は、そのアパーチャがＥＵＶ集光ミラー２３の第２の焦点位置に位置するように配置されてもよい。

さらに、ＥＵＶ光生成装置１は、レーザ光進行方向制御部３４、レーザ光集光ミラー２２、ターゲット２７を回収するためのターゲット回収部２８等を含んでもよい。レーザ光進行方向制御部３４は、レーザ光の進行方向を規定するための光学素子と、この光学素子の位置、姿勢等を調整するためのアクチュエータとを備えてもよい。

２．２ 動作
図１を参照に、レーザ装置３から出力されたパルスレーザ光３１は、レーザ光進行方向制御部３４を経て、パルスレーザ光３２としてウインドウ２１を透過してチャンバ２内に入射してもよい。パルスレーザ光３２は、少なくとも１つのレーザ光経路に沿ってチャンバ２内を進み、レーザ光集光ミラー２２で反射されて、パルスレーザ光３３として少なくとも１つのターゲット２７に照射されてもよい。

ターゲット生成部２６は、ターゲット２７をチャンバ２内部のプラズマ生成領域２５に向けて出力するよう構成されてもよい。ターゲット２７には、パルスレーザ光３３に含まれる少なくとも１つのパルスが照射されてもよい。パルスレーザ光が照射されたターゲット２７はプラズマ化し、そのプラズマから放射光２５１が放射され得る。ＥＵＶ集光ミラー２３は、放射光２５１に含まれるＥＵＶ光を、他の波長域の光に比べて高い反射率で反射してもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３によって反射されたＥＵＶ光を含む反射光２５２は、中間集光点２９２で集光され、露光装置６に出力されてもよい。なお、１つのターゲット２７に、パルスレーザ光３３に含まれる複数のパルスが照射されてもよい。

ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光生成システム１１全体の制御を統括するよう構成されてもよい。ＥＵＶ光生成制御部５は、ターゲットセンサ４によって撮像されたターゲット２７のイメージデータ等を処理するよう構成されてもよい。また、ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、ターゲット２７が出力されるタイミング、ターゲット２７の出力方向等を制御するよう構成されてもよい。さらに、ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、レーザ装置３の発振タイミング、パルスレーザ光３２の進行方向、パルスレーザ光３３の集光位置等を制御するよう構成されてもよい。上述の様々な制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて他の制御が追加されてもよい。

３．回折格子が形成されたＥＵＶ集光ミラーを含むＥＵＶ光生成システム
３．１ 構成
図２は、第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す一部断面図である。図２に示されるように、チャンバ２の内部には、集光光学系２２ａと、ＥＵＶ集光ミラー２３と、ターゲット回収部２８と、ＥＵＶ集光ミラーホルダ４１と、プレート４２及び４３とが設けられてもよい。チャンバ２には、ターゲット生成部２６が取り付けられてもよい。ターゲット生成部２６は、ターゲット制御部５２と、圧力調節器５３と、加震装置５９と、リザーバ６１とを含んでいても良い。

チャンバ２の外部には、レーザ光進行方向制御部３４ａと、ＥＵＶ光生成制御部５と、レーザ装置３とが設けられてもよい。レーザ光進行方向制御部３４ａは、高反射ミラー３４１及び３４２を含んでもよい。高反射ミラー３４１は、ホルダ３４３によって支持されていてもよい。高反射ミラー３４２は、ホルダ３４４によって支持されていてもよい。

プレート４２は、チャンバ２に固定されてもよい。プレート４２には、プレート４３が固定されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、ＥＵＶ集光ミラーホルダ４１を介してプレート４２に固定されてもよい。

集光光学系２２ａは、軸外放物面ミラー２２１及び平面ミラー２２２を含んでもよい。軸外放物面ミラー２２１は、ホルダ２２３によって支持されてもよい。平面ミラー２２２は、ホルダ２２４によって支持されてもよい。ホルダ２２３及び２２４は、プレート４３に固定されてもよい。軸外放物面ミラー２２１及び平面ミラー２２２によって反射されたパルスレーザ光３３がプラズマ生成領域２５で集光するように、これらのミラーの位置及び姿勢が保持されてもよい。

ターゲット生成部２６のリザーバ６１は、図示しないヒータを用いてターゲットの材料を溶融した状態で内部に貯蔵してもよい。リザーバ６１の一部が、チャンバ２の壁面に形成された貫通孔２０を貫通しており、リザーバ６１の先端がチャンバ２の内部に位置していてもよい。リザーバ６１の上記先端には、開口６２が形成されていてもよい。貫通孔２０の周囲のチャンバ２の壁面には、リザーバ６１のフランジ部６１ａが密着して固定されてもよい。

３．２ 動作
ターゲット生成部２６は、開口６２を介して、溶融したターゲットの材料をドロップレット状のターゲット２７としてチャンバ２内のプラズマ生成領域２５に向けて出力してもよい。ドロップレット状のターゲット２７は、その表面張力によって球の形状を有していてもよい。ターゲット回収部２８は、ターゲット２７の軌道の延長線上に配置され、プラズマ生成領域２５を通過したターゲット２７を回収してもよい。

レーザ装置３によって出力されるパルスレーザ光３１は、レーザ光進行方向制御部３４ａによって、パルスレーザ光３２として集光光学系２２ａに導かれてもよい。パルスレーザ光３２は、ウインドウ２１を介してチャンバ２内に入射し、集光光学系２２ａによって、パルスレーザ光３３としてプラズマ生成領域２５に集光されてもよい。

ＥＵＶ光生成制御部５は、ターゲット２７がプラズマ生成領域２５に到達するタイミングでパルスレーザ光３３がプラズマ生成領域２５に集光されるように、ターゲット生成部２６及びレーザ装置３を制御してもよい。これにより、ターゲット２７にパルスレーザ光３３が照射され、ターゲット２７がプラズマ化されてもよい。プラズマからは、ＥＵＶ光を含む放射光２５１が放射されてもよい。また、ターゲット２７にパルスレーザ光３３が照射されたとき、パルスレーザ光３３の一部は、ターゲット２７によってパルスレーザ光３５として反射され得る。パルスレーザ光３５は、パルスレーザ光３３の進行方向と逆方向の方向成分を含む多方向に進行し、その少なくとも一部がＥＵＶ集光ミラー２３に入射し得る。

放射光２５１に含まれるＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光ミラー２３によって反射され、このＥＵＶ光を含む反射光２５２が、図１に示された露光装置６に向けて出力されてもよい。パルスレーザ光３５は、ＥＵＶ集光ミラー２３によってパルスレーザ光３６として反射され得る。パルスレーザ光３６が露光装置６に出力されることを抑制するために、ＥＵＶ集光ミラー２３は、以下に説明される構成を有してもよい。

３．３ 回折格子が形成されたＥＵＶ集光ミラー
図３Ａは、第１の実施形態において用いられるＥＵＶ集光ミラー２３の平面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示されるＥＵＶ集光ミラー２３のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線における断面図である。図４は、図３Ｂに示されたＥＵＶ集光ミラー２３の断面の一部を拡大して示す。図４において、ＥＵＶ集光ミラー２３の断面を示すハッチングは省略されている。ＥＵＶ集光ミラー２３は、基板部７０と、基板部７０の一方の面に形成された凹面部に位置する多層反射膜８０とを有していてもよい。多層反射膜８０の表面８５は、複数の溝８４を有していてもよい。図３Ａに示されるように、複数の溝８４は、同心円状であってもよい。図４に示されるように、複数の溝８４の断面は、矩形状であってもよい。

図５は、図４に示されたＥＵＶ集光ミラー２３の断面の一部をさらに拡大して示す。図５において、ＥＵＶ集光ミラー２３の断面を示すハッチングは省略されている。多層反射膜８０は、基板部７０の一方の面を覆う第１の積層部８０ａと、第１の積層部８０ａの表面を部分的に覆う第２の積層部８０ｂとを有してもよい。多層反射膜８０の表面８５は、第２の積層部８０ｂの表面と、第１の積層部８０ａの表面のうちで第２の積層部８０ｂによって覆われていない部分と、を含み得る。多層反射膜８０の表面８５においては、第２の積層部８０ｂの表面に対して、第１の積層部８０ａの表面が窪んだ形状になっていることにより、この窪んだ部分が溝８４となっている。溝深さｄ_１は、第２の積層部８０ｂの厚さに相当していてもよい。溝ピッチｐは、溝幅ｆに対して約２倍の大きさを有してもよく、例えば１００μｍ以上、５０００μｍ以下でもよい。溝ピッチｐは、好ましくは５００μｍ以上、２０００μｍ以下でもよい。

図４に示されるように、多層反射膜８０の表面８５には、放射光２５１と、ターゲット２７によって反射されたパルスレーザ光３５とが入射し得る。放射光２５１は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を含んでもよい。パルスレーザ光３５は、波長１０．６μｍの赤外光を含んでもよい。図５に示されるように、パルスレーザ光３５は、第１の積層部８０ａの表面に入射するパルスレーザ光３５ａと、第２の積層部８０ｂの表面に入射するパルスレーザ光３５ｂと、を含んでもよい。

パルスレーザ光３５が多層反射膜８０の表面８５で反射される場合、複数の溝８４が形成された多層反射膜８０の表面８５は、回折格子として機能し得る。すなわち、パルスレーザ光３５ａは、多層反射膜８０の表面８５で回折して、第１の方向成分３７ａ及び第２の方向成分３８ａを含む複数の方向成分に反射されてもよい。パルスレーザ光３５ｂは、多層反射膜８０の表面８５で回折して、第１の方向成分３７ｂ及び第２の方向成分３８ｂを含む複数の方向成分に反射されてもよい。なお、回折とは、波が障害物に遮られたときに、この障害物の背後にも波が回り込むように広がって伝播する現象をいい得る。この回折は、多層反射膜８０の表面８５のように複数の溝８４が形成された反射面において光が反射されたときにも起こり得る。

第１の方向成分３７ａ及び第１の方向成分３７ｂの反射角は、パルスレーザ光３５ａ及びパルスレーザ光３５ｂの入射角と等しくてもよい。第２の方向成分３８ａ及び第２の方向成分３８ｂの反射角は、パルスレーザ光３５ａ及びパルスレーザ光３５ｂの入射角と異なってもよい。

図５には、パルスレーザ光３５ａ、３５ｂ、３７ａ、３７ｂ、３８ａ及び３８ｂが波線で示されている。これらの波線は、パルスレーザ光の各々の位相を概念的に示している。パルスレーザ光３５ａとパルスレーザ光３５ｂとは、同じ位相を有していてもよい。

パルスレーザ光３５ａ及びパルスレーザ光３５ｂの入射角が０°である場合、パルスレーザ光３５ａ及び第１の方向成分３７ａの光路長と、パルスレーザ光３５ｂ及び第１の方向成分３７ｂの光路長との間には、溝深さｄ_１の２倍に相当する差が生じ得る。この光路長の差は、溝深さｄ_１がパルスレーザ光３５の波長λの４分の１であるとすると、波長λの２分の１に相当し得る。これにより、第１の方向成分３７ａの位相と第１の方向成分３７ｂの位相とは互いに反対になり得る。従って、第１の方向成分３７ａ及び第１の方向成分３７ｂが、干渉して互いに弱めあってもよい。パルスレーザ光３５ａ及びパルスレーザ光３５ｂの入射角と等しくなるような反射角を有する第１の方向成分３７ａ及び第１の方向成分３７ｂは、０次回折光と呼ばれ得る。これらの０次回折光が互いに弱めあうように、溝深さｄ_１が設定されることが望ましい。すなわち、パルスレーザ光３５ａ及びパルスレーザ光３５ｂの入射角が０°である場合、ｄ_１＝λ／４であることが望ましい。

一方、パルスレーザ光３５ａ及び第２の方向成分３８ａの光路長と、パルスレーザ光３５ｂ及び第２の方向成分３８ｂの光路長との差は、第２の方向成分３８ａ及び第２の方向成分３８ｂの反射角に依存し得る。第２の方向成分３８ａ及び第２の方向成分３８ｂが特定の反射角を有する場合に、第２の方向成分３８ａの位相と第２の方向成分３８ｂの位相とが一致し得る。これにより、パルスレーザ光３５ａ及びパルスレーザ光３５ｂの入射角と異なる特定の反射角を有する第２の方向成分３８ａ及び第２の方向成分３８ｂが、互いに強めあってもよい。このような特定の反射角は、離散的に複数存在し、このような特定の反射角を有する第２の方向成分３８ａ及び第２の方向成分３８ｂによって、干渉縞が形成されてもよい。このような特定の反射角のうち、０次回折光の反射角に最も近い反射角は２つ存在し、それぞれの反射角を有する方向成分が、−１次回折光及び＋１次回折光と呼ばれ得る。図４には、−１次回折光及び＋１次回折光がパルスレーザ光３６として示されている。−１次回折光及び＋１次回折光が、０次回折光よりも強い光強度を有することが望ましい。

一方、多層反射膜８０の表面８５は、複数の溝８４の溝幅ｆに対して非常に小さい波長を有する放射光２５１を反射する場合には、回折格子として機能しないことがあり得る。すなわち、図４に示されるように、放射光２５１の入射角と反射光２５２の反射角とは同一であり得る。放射光２５１の入射角と反射光２５２の反射角とが同一である限り、図２及び図３Ｂに示されるように、多層反射膜８０は、反射光２５２を中間集光点２９２に集光し得る。一方、図２に示されるように、多層反射膜８０の表面８５によって−１次回折光及び＋１次回折光となったパルスレーザ光３６は、中間集光点２９２へ向かう方向とは異なる方向に進み得る。これにより、反射光２５２は壁２９１のアパーチャを通過して露光装置６に出力され、パルスレーザ光３６は壁２９１に当たって露光装置６への通過を抑制され得る。

３．４ 基板部の中心からの距離と溝深さとの関係
図３Ｂに示されるように、多層反射膜８０の表面は、第１領域８１と、第１領域８１よりも基板部７０の中心から遠い第２領域８２とを有し得る。第１領域８１に入射するパルスレーザ光３５の入射角よりも、第２領域８２に入射するパルスレーザ光３５の入射角の方が大きくなり得る。第１領域８１と第２領域８２において入射角が異なる状況は、例えばＥＵＶ集光ミラー２３が回転楕円面形状の反射面を有する場合に顕著であってよく、他の形状の反射面であっても同様であってよい。ここで、基板あるいはＥＵＶ集光ミラーの中心とは、反射面が回転対称面である場合の軸が、基板あるいはＥＵＶ集光ミラーの表面と交わる位置であってもよい。あるいは、ＥＵＶ集光ミラー表面において、ＥＵＶ集光ミラーに対して入射するパルスレーザ光の入射角が最も小さくなる位置に対応する基板あるいはＥＵＶ集光ミラー上の位置であってもよい。

図６は、パルスレーザ光３５の入射角が図５に示されたものより大きい場合の第１の方向成分３７ａ及び３７ｂの光路を示す。図６において、ＥＵＶ集光ミラー２３の断面を示すハッチングは省略されている。溝深さｄ_２は、第２の積層部８０ｂの厚さに相当していてもよい。パルスレーザ光３５は、第１の積層部８０ａの表面に入射するパルスレーザ光３５ａと、第２の積層部８０ｂの表面に入射するパルスレーザ光３５ｂと、を含んでもよい。パルスレーザ光３５ａ及びパルスレーザ光３５ｂが入射角θで多層反射膜８０の表面８５に入射する場合、０次回折光を構成する第１の方向成分３７ａ及び第１の方向成分３７ｂは、入射角θと等しい反射角を有し得る。

図６においては、パルスレーザ光３５ｂ及び第１の方向成分３７ｂの光路を多層反射膜８０の表面８５に沿った方向にずらした仮想のパルスレーザ光３５ｃ及び仮想の第１の方向成分３７ｃの光路が示されている。仮想のパルスレーザ光３５ｃ及び仮想の第１の方向成分３７ｃの光路長は、パルスレーザ光３５ｂ及び第１の方向成分３７ｂの光路長と等しいものとする。

図６に示されるように、パルスレーザ光３５ａ及び第１の方向成分３７ａの光路長と、仮想のパルスレーザ光３５ｃ及び仮想の第１の方向成分３７ｃの光路長との間には、溝深さｄ_２にｃｏｓθを乗算して得られた値の２倍に相当する差が生じ得る。第１の方向成分３７ａの位相と仮想の第１の方向成分３７ｃの位相とが反対になるようにするには、この光路長の差が、次式に示されるように、パルスレーザ光３５の波長λの２分の１であればよい。
２ｄ_２ｃｏｓθ＝λ／２

このとき、溝深さｄ_２は以下のように算出され得る。
ｄ_２＝λ／（４ｃｏｓθ）
溝深さｄ_２がこのように設定されることにより、０次回折光の強度を弱めることができ、パルスレーザ光３６が露光装置６に向けて通過することが抑制され得る。

図７は、パルスレーザ光３５がＣＯ_２レーザ光である場合に好ましい溝深さを、多層反射膜８０への入射角との関係で示す。ＣＯ_２レーザ光であるパルスレーザ光３５は、波長１０．６μｍの赤外光を含んでもよい。このパルスレーザ光３５の入射角θが０°である場合、溝深さｄはパルスレーザ光３５の波長を４で除算して得られた値、すなわち、約２．６５μｍでもよい。パルスレーザ光３５の入射角θが３０°である場合、溝深さｄはパルスレーザ光３５の波長を４ｃｏｓθで除算して得られた値、すなわち、約３．０６μｍでもよい。

図３Ｂを参照しながら上述したように、基板部７０の中心に近い第１領域８１に入射するパルスレーザ光３５の入射角よりも、基板部７０の中心から遠い第２領域８２に入射するパルスレーザ光３５の入射角の方が大きくなり得る。このことから、基板部７０の中心に近い第１領域８１における溝深さよりも、基板部７０の中心から遠い第２領域８２における溝深さの方が大きいことが望ましい。

溝深さは、基板部７０の中心からの距離に応じてなだらかに変化していてもよいし、段階的に変化していてもよい。例えば、パルスレーザ光３５の入射角度が０°以上７°未満となる領域においては溝深さを２．６５μｍとし、パルスレーザ光３５の入射角度が７°以上１４°未満となる領域においては溝深さを２．７０μｍとしてもよい。パルスレーザ光３５の入射角度が１４°以上２１°未満となる領域においては溝深さを２．７８μｍとし、パルスレーザ光３５の入射角度が２１°以上２８°未満となる領域においては溝深さを２．９１μｍとしてもよい。パルスレーザ光３５の入射角度が２８°以上３５°以下となる領域においては溝深さを３．１１μｍとしてもよい。

また、各領域における溝深さは特定の値でなければならないものではない。０次光をどの程度許容するかにもよるが、以下に例示するような範囲内の値に設定されればよい。
図８は、パルスレーザ光がＣＯ_２レーザ光である場合に好ましい溝深さの範囲を、多層反射膜への入射角との関係で示す。
例えば、０次光の回折効率を２％まで許容することとした場合に、パルスレーザ光３５の入射角度が０°となる領域において、溝深さは２．４２μｍ以上、２．８８μｍ以下でもよい。その場合に、パルスレーザ光３５の入射角度が３０°となる領域において、溝深さは２．７８μｍ以上、３．３４μｍ以下で、且つ、パルスレーザ光３５の入射角度が０°となる領域における溝深さより大きくてもよい。
好ましくは、０次光の回折効率を１％まで許容することとした場合に、パルスレーザ光３５の入射角度が０°となる領域において、溝深さは２．４９μｍ以上、２．８１μｍ以下でもよい。その場合に、パルスレーザ光３５の入射角度が３０°となる領域において、溝深さは２．８７μｍ以上、３．２５μｍ以下でもよい。
さらに好ましくは、０次光の回折効率を０．５％まで許容することとした場合に、パルスレーザ光３５の入射角度が０°となる領域において、溝深さは２．５４μｍ以上、２．７６μｍ以下でもよい。その場合に、パルスレーザ光３５の入射角度が３０°となる領域において、溝深さは２．９３μｍ以上、３．１９μｍ以下でもよい。

３．５ 製造方法
図９は、第１の実施形態において用いられるＥＵＶ集光ミラー２３を製造するための加工装置を概略的に示す。この加工装置は、回転ステージ９１と、移動ステージ９２と、方向調節装置９３と、イオンミリング装置９４とを含んでもよい。

回転ステージ９１は、基板部７０を回転可能に支持してもよい。基板部７０の一方の面は、回転楕円面の形状を有し、上記一方の面に多層反射膜８０が形成されていてもよい。基板部７０は、回転ステージ９１により、回転楕円面の２つの焦点を結ぶ直線を軸として回転可能であってもよい。

移動ステージ９２は、回転ステージ９１による基板部７０の回転軸に沿ってイオンミリング装置９４を移動可能に支持してもよい。方向調節装置９３は、イオンミリング装置９４によるイオンビームの出射方向を調節可能であってもよい。イオンミリング装置９４は、マスク９５を備えていてもよい。マスク９５は、イオンビームを通過させる開口を有し、イオンミリング装置９４から出射されるイオンビームのビーム幅を規制してもよい。イオンミリング装置９４は、イオンビームを出射することにより、基板部７０の上記一方の面に形成された多層反射膜８０の一部を削り、溝８４を形成してもよい。マスク９５の開口の幅は、形成しようとする溝８４の溝幅ｆに合わせて設定してもよい。

ここで、基板部７０の一方の面を構成する回転楕円面における楕円の長軸の長さを２ａとし、短軸の長さを２ｂとすると、この回転楕円面は、以下の式１で表される楕円を、この楕円の２つの焦点を結ぶ直線を軸として回転させた軌跡に相当し得る。
ｘ^２／ａ^２＋ｙ^２／ｂ^２＝１ ・・・式１
ここで、ｘ軸は、回転ステージ９１による基板部７０の回転軸に相当し得る。

式１に示される楕円上の任意の点（ｘ_１，ｙ_１）における楕円の法線は、以下の式２となり得る。
ｙ＝（ａ^２ｙ_１／ｂ^２ｘ_１）ｘ＋ｙ_１（１−ａ^２／ｂ^２） ・・・式２
あるいは、以下の式でもよい。
ｘ＝（ｂ^２ｘ_１／ａ^２ｙ_１）ｙ＋ｘ_１（１−ｂ^２／ａ^２）

そこで、まず、移動ステージ９２が、イオンミリング装置９４をｘ軸に沿って以下の位置に移動させてもよい。
ｘ＝ｘ_１（１−ｂ^２／ａ^２）
次に、方向調節装置９３が、イオンミリング装置９４によるイオンビームの出射方向を、式２の傾きａ^２ｙ_１／ｂ^２ｘ_１に相当する方向に調節してもよい。
そして、回転ステージ９１によって基板部７０を回転させながら、イオンミリング装置９４がイオンビームを出射することにより、多層反射膜８０に溝８４が形成され得る。

さらに、上述の点（ｘ_１，ｙ_１）の代わりに、楕円上の他の点（ｘ_２，ｙ_２）を用いて同様の処理を行うことにより、多層反射膜８０に同心円状の複数の溝８４が形成され得る。
イオンビームの強度、回転ステージ９１の回転速度、又はこれらの両方を制御することにより、溝深さが制御されてもよい。

４．第２の積層部の厚さが低減されたＥＵＶ集光ミラー
４．１ 構成
図１０は、第２の実施形態において用いられるＥＵＶ集光ミラー２３の断面の一部を拡大して示す。図１０において、ＥＵＶ集光ミラー２３の断面を示すハッチングは省略されている。第２の実施形態においては、基板部７０が凹部７０ｃ及び凸部７０ｄを有していてもよい。多層反射膜８０は、凹部７０ｃに位置する第１の積層部８０ｃと、凸部７０ｄに位置する第２の積層部８０ｄとを有してもよい。

多層反射膜８０の表面８５は、第２の積層部８０ｄの表面と、第１の積層部８０ｃの表面と、を含み得る。多層反射膜８０の表面８５においては、第２の積層部８０ｄの表面に対して、第１の積層部８０ｃの表面が窪んだ形状になっていることにより、この窪んだ部分が溝８４となっている。溝深さｄ_３は、第２の積層部８０ｄの厚さより大きくてもよい。第１の積層部８０ｃの厚さと第２の積層部８０ｄの厚さとは、ほぼ等しくてもよい。第１の積層部８０ｃの厚さと第２の積層部８０ｄの厚さとが等しい場合、溝深さｄ_３は、基板部７０の凹部７０ｃと凸部７０ｄとの段差に相当していてもよい。

第２の実施形態によれば、ＥＵＶ光を反射するために必要な第２の積層部８０ｄの厚さと、パルスレーザ光３５を反射するときに０次回折光が互いに弱めあうために必要な溝深さｄ_３とを、別々に設定できる。すなわち、第２の積層部８０ｄの厚さを溝深さｄ_３より小さくすることができ、多層反射膜の積層数を第１の実施形態よりも低減できる。このため多層反射膜形成に要する工程数を低減し得る。

４．２ 製造方法
図１１は、第２の実施形態において用いられるＥＵＶ集光ミラー２３を製造するための加工装置を概略的に示す。この加工装置は、図９に示されたイオンミリング装置９４の代わりに、切削工具９６を含んでもよい。回転ステージ９１は、多層反射膜８０が形成されていない基板部７０を回転可能に支持してもよい。切削工具９６は、伸縮可能な切削刃９７を有し、この切削刃９７により、基板部７０に凹部７０ｃを形成してもよい。

基板部７０に凹部７０ｃが形成された後で、第１の積層部８０ｃ及び第２の積層部８０ｄを含む多層反射膜８０が形成されてもよい。
他の点については、第１の実施形態と同様でよい。

５．反射面の一部に回折格子が形成されたＥＵＶ集光ミラー
図１２Ａは、第３の実施形態において用いられるＥＵＶ集光ミラー２３の平面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａに示されるＥＵＶ集光ミラー２３のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線における断面図である。パルスレーザ光３３は、ターゲット２７によって、パルスレーザ光３５１、パルスレーザ光３５２及びパルスレーザ光３５３を含む多方向のパルスレーザ光３５として反射され得る。このとき、ＥＵＶ集光ミラー２３の基板部７０の中心に近い第１領域８１に向けて進行するパルスレーザ光３５１よりも、基板部７０の中心から遠い第２領域８２に向けて進行するパルスレーザ光３５２の方が小さい光強度を有し得る。また、第２領域８２に向けて進行するパルスレーザ光３５２よりも、基板部７０の中心からさらに遠い第３領域８３に向けて進行するパルスレーザ光３５３の方がさらに小さい光強度を有し得る。一方、図１を参照しながら説明したＥＵＶ光を含む放射光２５１は、プラズマ生成領域２５からほぼ等方的に放射され得る。

そこで、第３領域８３においては、ＥＵＶ光を反射するための多層反射膜８０は形成されるが、パルスレーザ光３５３を回折させるための溝８４は形成されなくてもよい。すなわち、ＥＵＶ集光ミラー２３の多層反射膜８０には、第１領域８１及び第２領域８２を含む一部の領域にのみ溝８４が形成されてもよい。なお、この場合においても、基板部７０の中心に近い第１領域８１における溝深さよりも、基板部７０の中心から遠い第２領域８２における溝深さの方が大きいことが望ましい。
他の点については、第１の実施形態と同様でよい。
溝８４が形成されない領域は、基板部７０の中心から遠い第３領域８３である場合に限られず、他の領域であってもよい。

６．その他
上述の実施形態においては、溝８４の断面形状が矩形状である場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。溝の断面形状が三角形状あるいはその他の形状であってもよい。

上述の実施形態においては、複数の溝８４が同心円状である場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。溝が渦巻状に形成されていてもよいし、格子状に形成されている場合でもよい。

上述の実施形態においては、回転楕円面形状の反射面を有するＥＵＶ集光ミラー２３に複数の溝８４が形成されている場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。球面ミラー、放物面ミラー、トロイダル面ミラー等の凹面ミラーに溝が形成されている場合でもよい。また、ＥＵＶ集光ミラー２３の一部が凹面形状である場合、凹面形状部に複数の溝８４が形成されてもよい。

上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。

本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。

１…ＥＵＶ光生成装置、２…チャンバ、３…レーザ装置、４…ターゲットセンサ、５…ＥＵＶ光生成制御部、６…露光装置、１１…ＥＵＶ光生成システム、２０…貫通孔、２１…ウインドウ、２２…レーザ光集光ミラー、２２ａ…集光光学系、２３…ＥＵＶ集光ミラー、２４…貫通孔、２５…プラズマ生成領域、２６…ターゲット生成部、２７…ターゲット、２８…ターゲット回収部、２９…接続部、３１、３２、３３…パルスレーザ光、３４、３４ａ…レーザ光進行方向制御部、３５、３５ａ、３５ｂ…パルスレーザ光、３５ｃ…仮想のパルスレーザ光、３６…パルスレーザ光、３７ａ、３７ｂ…第１の方向成分、３７ｃ…仮想の第１の方向成分、３８ａ、３８ｂ…第２の方向成分、４１…ＥＵＶ集光ミラーホルダ、４２、４３…プレート、５２…ターゲット制御部、５３…圧力調節器、５９…加震装置、６１…リザーバ、６１ａ…フランジ部、６２…開口、７０…基板部、７０ｃ…凹部、７０ｄ…凸部、８０…多層反射膜、８０ａ…第１の積層部、８０ｂ…第２の積層部、８０ｃ…第１の積層部、８０ｄ…第２の積層部、８１…第１領域、８２…第２領域、８３…第３領域、８４…溝、８５…表面、９１…回転ステージ、９２…移動ステージ、９３…方向調節装置、９４…イオンミリング装置、９５…マスク、９６…切削工具、９７…切削刃、２２１…軸外放物面ミラー、２２２…平面ミラー、２２３、２２４…ホルダ、２５１…放射光、２５２…反射光、２９１…壁、２９２…中間集光点、３４１、３４２…高反射ミラー、３４３、３４４…ホルダ、３５１、３５２、３５３…パルスレーザ光、ｄ、ｄ_１、ｄ_２、ｄ_３…溝深さ、ｆ…溝幅、ｐ…溝ピッチ

Claims (20)

1. 回転楕円面を基準に構成された凹面部を有する基板部と、
   前記凹面部に位置し、表面に複数の溝が形成された多層反射膜と、
   を含み、
   前記複数の溝が、前記回転楕円面の法線に対して略平行な側面を有し、第１領域における深さよりも、前記第１領域よりも前記凹面部の中心から遠い第２領域における深さが大きくなるように形成されている、ミラー装置。
2. 前記凹面部は、凹部及び凸部を有し、
   前記多層反射膜は、前記凹部に位置する第１の積層部と、前記凸部に位置する第２の積層部とを有する、請求項１記載のミラー装置。
3. 前記第１の積層部と前記第２の積層部とが互いに離れて位置し、前記基板部の一部が前記第１の積層部と前記第２の積層部との間に位置する、請求項２記載のミラー装置。
4. 前記多層反射膜は、前記凹面部を覆う第１の積層部と、前記第１の積層部の表面を部分的に覆う第２の積層部とを有する、請求項１記載のミラー装置。
5. 前記複数の溝は、前記第１領域における前記側面と、前記第２領域における前記側面と、の両方が前記回転楕円面の法線に対して略平行となるように形成されている、請求項１記載のミラー装置。
6. 前記多層反射膜は、前記複数の溝の底部に位置する底面を有し、前記底面が、前記回転楕円面の法線に対して略垂直である、請求項１記載のミラー装置。
7. 前記複数の溝は、前記第１領域における前記底面と、前記第２領域における前記底面との両方が前記回転楕円面の法線に対して略垂直である、請求項６記載のミラー装置。
8. 前記多層反射膜は、前記複数の溝の間に位置する上面を有し、前記上面が、前記回転楕円面の法線に対して略垂直である、請求項１記載のミラー装置。
9. 前記複数の溝は、前記第１領域における前記上面と、前記第２領域における前記上面との両方が前記回転楕円面の法線に対して略垂直である、請求項８記載のミラー装置。
10. 前記複数の溝は、前記第１領域における溝幅と、前記第２領域における溝幅とが略同一となるように形成されている、請求項１記載のミラー装置。
11. 前記複数の溝は、前記第１領域における溝幅に対する深さの比率よりも、前記第２領域における溝幅に対する深さの比率が大きくなるように形成されている、請求項１記載のミラー装置。
12. 前記複数の溝は、１００μｍ以上、５０００μｍ以下のピッチで配置されている、請求項１記載のミラー装置。
13. 前記複数の溝は、略同心円状に配置されている、請求項１記載のミラー装置。
14. 貫通孔が設けられたチャンバと、
    前記チャンバ内にターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、
    前記貫通孔を通して前記チャンバ内にパルスレーザ光を導入するように構成されたレーザ集光光学系と、
    前記チャンバ内で生成された極端紫外光を集光するミラー装置と、
    を備え、
    前記ミラー装置は、
    回転楕円面を基準に構成された凹面部を有する基板部と、
    前記凹面部に位置し、表面に複数の溝が形成された多層反射膜と、
    を含み、
    前記複数の溝が、前記回転楕円面の法線に対して略平行な側面を有し、第１領域における深さよりも、前記第１領域よりも前記凹面部の中心から遠い第２領域における深さが大きくなるように形成されている、極端紫外光生成装置。
15. パルスレーザ光を生成するレーザ装置と、
    貫通孔が設けられたチャンバと、
    前記チャンバ内にターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、
    前記貫通孔を通して前記チャンバ内に前記パルスレーザ光を導入するように構成されたレーザ集光光学系と、
    前記チャンバ内で生成された極端紫外光を集光するミラー装置と、
    を備え、
    前記ミラー装置は、
    回転楕円面を基準に構成された凹面部を有する基板部と、
    前記凹面部に位置し、表面に複数の溝が形成された多層反射膜と、
    を含み、
    前記複数の溝が、前記回転楕円面の法線に対して略平行な側面を有し、第１領域における深さよりも、前記第１領域よりも前記凹面部の中心から遠い第２領域における深さが大きくなるように形成されている、極端紫外光生成システム。
16. 前記複数の溝の深さをｄとし、前記パルスレーザ光の波長をλとし、前記多層反射膜に対する前記パルスレーザ光の入射角をθとしたとき、以下の式
    ２ｄｃｏｓθ＝λ／２
    を満たすように前記複数の溝が形成されている、請求項１５記載の極端紫外光生成システム。
17. 回転楕円面を基準に構成された凹面部を有する基板部に複数の第１の溝を形成する工程であって、前記複数の第１の溝が、前記回転楕円面の法線に対して略平行な側面を有し、第１領域における深さよりも、前記第１領域よりも前記凹面部の中心から遠い第２領域における深さが大きくなるように、前記凹面部の一部を除去して前記複数の第１の溝を形成する工程と、
    前記複数の溝が形成された前記基板部の凹面部に多層反射膜を形成する工程であって、前記多層反射膜の表面に複数の第２の溝が現れるように、前記多層反射膜を形成する工程と、
    を含むミラー装置の製造方法。
18. 前記複数の第１の溝を形成する工程は切削工具を用いて行われる、請求項１７記載のミラー装置の製造方法。
19. 回転楕円面を基準に構成された凹面部を有する基板部の前記凹面部に多層反射膜を形成する工程と、
    前記多層反射膜に複数の溝を形成する工程であって、前記複数の溝が、前記回転楕円面の法線に対して略平行な側面を有し、第１領域における深さよりも、前記第１領域よりも前記凹面部の中心から遠い第２領域における深さが大きくなるように、前記多層反射膜の一部を除去して前記複数の溝を形成する工程と、
    を含むミラー装置の製造方法。
20. 前記複数の溝を形成する工程はイオンビームを用いて行われる、請求項１９記載のミラー装置の製造方法。

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