应用远紫外区辐射源和在该区具有宽光谱带的多层镜的光刻设备

摘要

光刻设备使用远紫外区辐射源和多层镜在该区域中具有宽的频谱频带。每一镜(24，26，29)包含第一材料层和第一材料层交替的第二材料层的叠层，第一材料具有原子序数大于第二材料，一对相邻层的厚度是叠层内的深度的单调函数，源(22)包含至少一个靶(28)，该靶通过与在其面之一上聚焦的激光束彼此作用发射辐射，利用从另一面发射的辐射部分(36)。本发明可用于具有高集成度的集成电路的制造。

说明书

本发明涉及应用远紫外幅射源和预定用于反射也称为EUV幅射或X-UV幅射的该远紫外幅射的多层镜的光刻设备。

这样的幅射的波长包含在从8nm延伸到25nm的范围内。

本发明尤其用于极高集成度的集成电路的制造，EUV幅射的应用允许减少这种电路的刻蚀间距。

现有技术

人们主要知道产生强EUV幅射的两种技术。两者依靠光子的收集，这些光子通过由激光产生的低密度热等离子体的自发射的微观过程产生的。

第一种技术利用由其功率接近1KW的YAG激光器照射的一束氙流。实际上，如果很好地选择气体特性和向真空内膨胀的条件，则通过多体彼此作用自然地在喷束内产生集聚体。这些集聚体是宏观粒子，它们可以包含直到百万原子并具有足够高的密度(约为固体密度的十分之一)，用于吸收激光束并因此加热环绕气体的原子，随后这些原子通过荧光发射光子。

第二种技术利用高原子序数等离子体电晕放电，该电晕放电是通过来自强度接近10¹²W/cm²的KrF激光器的激光束和大厚度(至少20μm)的固体靶之间的彼此作用得到的。

激光束聚焦在该靶的一个称为“前面”的面上，并利用通过该前面发射的、并通过激光束和靶材料的彼此作用产生的EUV幅射。

如果利用第一或第二技术，则得到的EUV幅射包含一个连续的能谱，并具有强的发射线。

第一和第二技术利用的EUV幅射源具有下列缺点。

这些源具有各向同性的发射，因此具有大的角发散，并且发射的EUV幅射谱包括微小光谱宽度的线。

在每一光源上必须联合复杂的聚光装置，该装置允许恢复光源发射的宽视场的最大值。

由多层镜形成的这些光学装置必须按这样的方式实现，即：它们的光谱响应集中在为样品曝光选择的发射线上，尽可能限制由于在多层镜上多次反射引起的强度损失。

图1和图2概略示出利用波长处在例如接近从10nm到14nm的范围的EUV幅射的光刻设备的已知例子，这样一个设备也称为“EUV光刻设备”。

该已知设备是用来对样品E曝光的。通常，这是一只半导体衬底2(例如由硅制成)，其上已沉积一层光敏树脂(“光致抗蚀剂层”)3，并且希望按照预定图形对该层曝光。

在层3曝光后，它被显影，随后衬底2可以按照图形被蚀刻。

图1和图2的设备包含：

—用于样品的支架4

—包含以放大形式的预定图形的掩模5，

—在远紫外区的幅射源6(图2)，

—用于聚束和传送幅射到掩模5的光学装置7，后者提供以放大形式的图形的像，和

—光学装置8，用于缩小该图像，并把该缩小的图像投射到光致抗蚀剂层3上(按照对入射幅射敏感的方式选择)。

已知的EUV幅射源6包含形成氙聚集体束流J的装置。在图2只示出包含这些形成装置的喷咀9。

源也包含一只激光器(未图示)，激光器的光束F通过聚光装置10聚焦在喷流J的S点上。这束F和氙集聚体的彼此作用产生EUV幅射R。

点S在图1是可见的(但是既没有喷咀也没有氙集聚体的喷流)。

在用于聚束和传送的设备的光学装置7之中，存在提供中心开口的聚光器，该开口允许让聚焦激光束F通过。

该聚光器11位于面对氙集聚体喷流，指定用于对由氙集聚体发射的一部分EUV聚束，并把这聚束的幅射13传送到其它光学元件上，这些光学元件也形成用于聚束和传送的光学装置7的一部分。

用于聚束和传送的这些光学装置7，在反射中应用的掩模5，和用于缩小和投射用的光学装置8都是多层镜14，这些多层镜有选择地反射EUV幅射，并按这样的方式设计，使得它们的光谱响应集中在为光致抗蚀剂树脂3曝光而选择的波长上。

明确指出，人们希望按照它刻蚀样品的图形在与掩模5对应，以及其放大系数适合缩小和投射的光学装置的多层镜上形成，除了图形外，该多层镜被涂复一层，该层(未图示)能吸收入射的EUV幅射。

在EUV幅射的波长范围内，镜的光谱分辩率Δλ/λ约为4％。

可用于曝光的光谱范围的宽度通过EUV幅射的光谱宽度和该光谱分辩率的卷积得到。

随后，我们将返回到并用于图1和2所示的光刻设备内已知的多层镜，尤其是具有以下缺点：它们集中于为曝光选择的波长的频带是狭窄的。

其结果是光刻设备的效率降低。

当这些EUV多层镜曝光于来自设备用EUV幅射源的高热通量时，它们也有变形的缺点。

发明的描述

本发明目的是提出比认为最有效的已知设备更有效的EUV光刻设备。

作为本发明目的设备包含一个各向异性的EUV幅射源。该EUV幅射通过具有合适厚度的、在其前面聚焦激光束的固体靶背面发射。

这样一种各向异性源允许提高EUV幅射束的有效部分，并且允许简化该幅射的聚束。

此外，作为本发明主题的设备包含能反射所产生的EUV幅射的多层镜，每一多层镜具有大于上述已知多层镜的频带(也称为频宽或带宽)。

本发明中使用的源，其发射频谱在宽光谱范围接近于黑体，以及也在本发明中使用的、具有宽光谱范围的多层镜，一起工作，为了使设备能对人们希望曝光的样品提供比传统方式更强的EUV幅射。

本发明的另一目的是在这些多层镜曝露于EUV幅射的强通量时减小用于本发明的多层镜的热变形。

准确地说，本发明的目的是包含以下部件的光刻设备：

—用于按照指定图形曝光的样品架，

—包含按放大形式的指定图形的掩模，

—在远紫外区的幅射源，

—用于聚束和传送幅射到掩模的光学装置，该掩模提供以放大形式的图形像，以及

—用于缩小该图像并把该缩小图像投射到样品上的光学装置。

掩模、用于聚束和传送的光学装置和用于缩小和投射的光学装置包含多层镜，每一多层镜包含一衬底和在该衬底上包含许多第一材料层和与第一材料层交替的第二材料层叠层，该第一材料具有原子序数大于第二材料，第一和第二层合作反射远紫外幅射，叠层具有被反射的幅射到达其上的自由表面，

该设备的特征为，源包含具有第一和第二面的至少一个固体的靶，该靶能以各向异性方式从该靶的第二面发射远紫外幅射部分；提供用于聚束和传送的光学装置，以便把来自源的靶第二面的远紫外幅射部分传送到掩模；以及在每一镜包含的许多叠层内，各对相邻层的厚度是叠层深度的单调函数，该深度从叠层的自由表面出发计算。

通过单调函数，人们了解或者上升或者下降的函数。

根据本发明目的的设备优选实施例，靶包含通过与激光束彼此作用能发射远紫外幅射的材料，靶的厚度处于从约0.05μm到约5μm的范围内。

最好，靶包含通过与激光束彼此作用能发射远紫外幅射的材料，并且该材料具有原子序数属于原子序数从28到92的组。

根据本发明目的的设备的特定实施例，本设备包含彼此连成一体的多个靶，设备还包含使该多个靶移位的装置，以便使这些靶相继地接收激光束。

设备另外可还包含靶固定其上，并能允许激光束朝着这些靶方向通过的支撑装置，并提供移位装置，以便使这些支撑装置移位，并因此使靶移位。

这些支撑装置能吸收由接收激光束的每个靶的第一面发射的幅射，并能使该幅射朝向该靶再发射。

根据本发明目的的设备的第一特定实施例，支撑装置包含面向每一靶的开口，该开口被大体上彼此平行并垂直于该靶的两侧壁界定。

根据第二特定实施例，支撑装置包含面向每一靶的开口，该开口被彼此隔开移向靶的两侧壁界定，随着它们朝向靶，该两侧壁彼此相隔更开。

根据本发明的特定实施例，设备还包含能允许激光束朝着靶方向通过能朝着靶方向吸收激光束，能吸收由靶的第一面发射的幅射，并把该幅射再发射到该靶的辅助固定装置。

根据本发明的优选实施例，每个多层镜包含的叠层细分为至少一对第一和第二层的组件，这些组件的厚度是叠层内深度的单调函数，该深度是从叠层的自由表面出发计算。

根据本发明的特定实施例，这些组件的厚度按算术等差级数上升。

每一组件的第一和第二层最好近似地具有同一厚度。

举例，第一和第二可以分别为钼和铍或钼和硅。

衬底例如可能由硅或锗制造。

最好衬底的厚度处于约5mm到约40mm的范围，叠层厚度为约1μm。

根据本发明的优选实施例，每个多层镜备有冷却该多层镜的冷却剂，以便降低其在受EUV幅射照射时的变形。

最好提供这些冷却剂，以便使镜冷却到温度大体等于100K。

例如，镜的冷却剂是液氮、氟里昂、液氮或者是在接近0K的低温载热流体的冷却液。

希望曝光的样品可能包含其上沉积一层光致抗蚀树脂，并用于按照预定图形曝光的半导体衬底。

附图的简单说明

在阅读了如下所示的实施例的描述之后，可以更好了解本发明，仅仅为了信息的目的，而决不是限制性的，涉及到附图，即：

图1和2概略地说明一台已知的EUV光刻设备，并且已经描述过了，

图3是本发明主题的光刻设备的特定实施例的示意图，

图4是形成能在本发明内使用的靶组件的狭带的示意透视图，

图5和6是能在本发明内使用的EUV源的示意、局部透视图，

图7是能在本发明内使用的另一EUV源的示意、局部透视图，

图8是一个已知多层镜的示意剖面图，

图9分别表示作为用于该已知多层镜(曲线I)和用于能在本发明内使用的多层镜(曲线II)的能量函数的反射器功率变化的曲线。

图10是能在本发明内使用的多层镜的特定实施例的示意剖面图，

图11示意说明在承受高热通量时多层镜经受的一般弯曲曲率，

图12示意说明在承受高热通量时多层镜经受的局部变形，

图13示出表示作为温度函数的热传率K(曲线I)和热膨胀系数α(曲线II)的变化曲线，

图14示出表示作为温度函数的α/K比变化的曲线，和

图15是能在本发明内使用的多层镜冷却装置的示意图。

特定实施例的详细描述

通过固体靶和激光束彼此作用建立的等离子体包含几个区。当然存在称为电晕的彼此作用区，但是也以连贯的和简化的方式存在：

—称为传导区的区域，其中激光束未穿透，该区的发展受热、电和幅射传导控制，通过从电晕来的离子发射的一部分光子朝着靶的冷和密部分的方向被发射，和

—吸收和再发射区，其中从电晕或从传导区来的带高能光子被冷和密的材料吸收，并因此对加热该材料作贡献，因此对低能光子发射作贡献。

这些光子形成幅射波，该幅射波在介质内沿着温度梯度具有偏爱的传播方向，并且当靶不是太厚时，该幅射波能通过其背面离开靶，该面几何上是与激光束彼此作用处对置的。在背面的变换效率(在包括所有波长的幅射能对入射激光能之间的比值)能接近30％。

从靶背面来的该发射的特征为，其光谱分布与从前面来的极其不同，因为决定光子发射的区域温度和密度条件是极其不同的。发射的幅射自然地具有角分布，即使用完全平的靶：该幅射并非各向同性的。

此外，从背面来的特征膨胀速度低于从前面来的几个量级，大部分能量具有幅射的形式。

因此，在本发明内，使用通过具有合适厚度的固体靶的背面发射的EUV幅射，而激光束聚焦在靶的前面。按此方式，得到各向异性的幅射，并能使材料碎片减少到最小。

为了产生EUV幅射，靶最好包含原子序数Z在28≤Z≤92的材料。

人们可以把这种材料与通过与激光束彼此作用也能产生具有好光谱特性的EUV幅射的其它材料混合和组合。

从这点出发，用于滤掉寄生幅射的一种或多种材料也可以与其组合。

包含产生EUV幅射或活性元素的材料的靶厚最好在0.05μm和5μm之间。

最好使靶最佳化，以便通过背面提供有效发射，而材料膨胀不很大。

激光器特性(尤其是激光器提供的光脉冲的持续时间和瞬时形状、波长和强度)也适应于得到在靶内要求的热力学条件，以便在所希望的波长范围内，例如从10nm到20nm，在背面提供最佳EUV变换。

图3示意地表示本发明目的的光刻设备的特定实施例。

该光刻设备包含用于半导体衬底18，例如硅底衬底的支架16，该衬底上沉积了一层光敏树脂20，用于按预定图形进行曝光。

从EUV幅射源22出发，设备包含：

—掩模24，包含以放大形式的图形，

—用于对通过源包含的固体靶的背面提供的幅射部分聚束和传送到掩模24的光学装置26，掩模24提供以放大形式的该图形的像，和

—用于缩小该像并把缩小像投射到光敏树脂层20的光学装置29。

靶例如由材料如银、铜、锡、钐或铼制成，并具有小厚度(例如1μm量级)。

为了产生用于对光敏树脂层曝光的EUV幅射，利用光学聚焦装置32，使通过脉冲激光器35发射的脉冲束34聚焦到称为“前面”的靶的第一面30上。从与前面30对置的靶的背面，靶28随后发射各向异性的EUV幅度36。

准确讲，源22，用于聚束和传送的光学装置26，聚光器26，掩模24，光学装置29和支撑衬底20的支架16放入已建立低压强的外壳(未示出)内。激光束通过合适的窗(未示出)发送入该外壳内。

在图3的例子中，聚光的光学装置26由面向靶28背面37安排的聚光器组成，用作收集通过该背面以各向异性方式发射的EUV幅射，使该幅射成形并把它发送到掩模24。

在图3的设备，因此不必在聚光器26和掩模24之间提供附加的光学装置，这简化了光刻设备的光学装置。

可以看到小厚度靶28通过其前面30固定到备有开口40的支架38上，该开口允许聚焦激光束34通过，因此它可以达到该前面。

实际上，由于激光脉冲局部毁坏小厚度靶，2次发送激光束到靶的同一位置是不可能的。这便是为什么支架备有移位装置(在图3未示出)，它允许靶的不同区域相继地对聚焦激光束曝光。

这通过图4示意地说明，其中，能看到小厚度(例如1μm)靶42以带的形式固定在柔性支架44上，该柔性支架例如由塑料制成，并备有纵向开口46，允许聚焦束34通过。

靶支架组件形成复合柔性带，该带缠绕在第一卷轴48上，并缠绕在通过合适装置(未图示)能转动的第二卷轴50上。这允许靶相对聚焦激光束位移靶，聚焦束的脉冲相继地到达靶的不同区域。这可以考虑成彼此组合的几个靶。

在一个变形例(未示出)中，可以利用塑料柔性带作靶支架，并且把几个靶以有规律的间隔固定在该支架上，相对每个靶的支架处提供一开口，允许聚焦激光束通过。

最好利用例如铜、银、锡、钐或铼带52(图5)取代塑料带，该带能吸收在聚焦束34碰撞下通过靶42的前面发射的幅射并能随带52移动朝着该靶方向再发射该幅射。该带52具有例如从5μm到10μm量级的厚度。

允许通过在靶上聚焦的激光束34的纵向开口能被两侧壁54和56界定，该两侧壁近似地彼此平行，并大体上垂直于靶，如图5所看到的那样。

然而，为了更好地吸收通过靶前面发射的幅射，和该幅射朝向靶更好的再发射，最好当它们接近靶时界定开口的两侧壁彼此更加隔开，正如在图6所看到的那样，其中，两侧壁具有参考号55和57。

在图7所示意的另一例子中，靶42固定到参考图4所述类型的可移动的支架44上。此外，在图7的例子中，EUV幅射源包含一元件58，该元件对聚焦束34而言是固定的，并且安排在对靶前面对置。

该元件包含一开口，允许聚焦在靶前面上的激光束通过，并且该元件备有的开口是朝向靶方向扩张的，因此包含对该靶倾斜，并且随着朝向靶方向彼此相隔更开的两侧壁60和62。

通过靶42的前面发射的幅射64随后被这些侧壁60和62吸收，并且朝着靶的前面方向再发射。

因此，通过靶的后方发射的EUV幅射36更强。

当然，从H.Hirose等...的文章Prog.Crystal Growth andCharact.，Vol.33，1996，P277～280获悉一种X射线源，该源利用通过由具有厚度7μm的铝片形成的靶背面的X射线发射，而靶的前面通过具有功率密度3×10¹³W/cm²的激光束的照射。

然而，必须注意，本发明所用的源最好包含小厚度靶，该厚度处于约0.5μm到约5μm范围内，该靶最好由原子序数Z大于铝原子序数的材料制成，因为Z最好大于或等于28(并小于等于92)。

准确讲，形成本发明使用的靶优选材料是锡，锡的原子序数Z为50。

此外，在本发明，利用极小厚度，小于或等于1μm靶，在塑料衬底(例如1μm厚的聚乙烯衬底)上形成，使用该靶的背面(最好由锡制造)一发射EUV幅射的面—重新安置在该衬底上。也可以在该靶的前面形成一层金，其厚度小于1000(即100nm)。

返回上述文章，必须指出：如果其前面被低于文章中所述的3×10¹³W/cm²的最高功率密度激光幅射照射时，则不能考虑厚度7μm的铝靶用于通过其背面发射，尤其是，必须指出，在微光刻区，上述考虑的最大功率密度例如接近10¹²W/cm²。

也必须注意以下各点：

如果在低原子序数Z例如铝(Z＝13)的材料上发生与激光的彼此作用，则通过电子热传导发生在电晕内吸收的激光能量输送(激光作用的一侧：前面)朝向密和冷的区域(即朝向背面)。即使在如上述文章提出的那样，靶是相对厚的情况下，根本不能保证在背面得到各向异性发射。

与此相反，具有高Z材料的情况下，正是幅射传导“引导”靶的内部和后部的导通。在本发明内使用的靶内产生兴趣的各向异性直接与在背面出现该幅射波有联系，并因此与厚度(其最佳值将在下面给出)选择有联系。

此外，通过激光照射的靶内特征温度和电子密度分布，取决于材料具有高或低原子序数，以及也取决于所用靶的厚度，是极其不同的。

分析模型允许我们找到使背面转换率X最佳的最佳厚度E₀。E₀与靶材的原子序数Z、该材料的原子质量A、介质内的温度T(°K)(本身与用W/cm²表示的吸收的激光通量_a有联系)，激光束波长λ(μm)，脉冲持续时间Dt(秒)和密度ρ(g/cm³)的关系通过下列公式表示：

E₀(cm)＝26.22×(A/Z)^0.5×T^0.5×Dt/α，

其中α＝ρ×λ²×(1+0.946(A/Z)^0.5)，

温度(°K)与_a^2/3和λ^4/3成正比。

对于通常在光刻范围内必须的可得到的低激光能量(低于1J)，由于为了在光敏树脂同一水平上产生足够统计值要求极强的节奏(cadenc)(大于1KHZ)(并因此保证达到曝光阈值)，以及对于(通过与所用的光学系统最佳耦合影响的)发射区的给定尺寸(例如接近于300μm直径)，落入靶上的激光通量是低的。在纳秒范围，在1.06μm它不超过10¹²W/cm²。此外，在现代，制造建立在100PS脉冲系基础上的节奏的这些激光器实际上是不可实现的。

在这些条件下，如果所有能量被吸收，上述模型给出30ev的值作为可能达到的介质温度。

在这些条件下，对铝，使背面转换率X最佳化的最佳厚度为0.15μm，这与上述文章给出的条件相差很远。此外，利用具有低原子序数的铝一类材料，通过靶背面发射的幅射事先没有任何偏爱，基本上是各向同性的，因此前面和背面可认为是等值的。

用金作例子，还在同一条件下，厚度小于0.1μm。

返回到由CH₂(聚乙烯)制成的衬底上形成由锡制成靶的上述例子，给出下述细节：使用能置于锡薄片背面的聚乙烯和能置于该薄片前面的金，两者在通过幅射波加热前用于限制由锡构成的发射材料的膨胀，这是以这样的方式，即：使光子陷入令人感兴趣的靶区内。稍微加热背面的聚乙烯对幅射是透明的，也限制膨胀，因此在小程度上限制材料碎片发射。

在描述能在本发明内使用的多层镜例子之前，我们将返回已知的多层镜，用于反射远紫外区的幅射，参阅图8。

该已知的多层镜包含一个衬底64，例如由硅制成，并且在该衬底64上形成由第一材料层66和与第一材料层交替相间的第二材料层68的叠层。

第一材料(例如钼)具有原子序数大于第二材料(例如硅)。

第一和第二层一起工作，用于反射从集中于预定波长的波长范围内的远紫外区来的幅射。

叠层具有在其上人们希望反射的幅射40到达的自由表面70。

在该已知的多层镜内，叠层的一对邻接层的厚度d是常量。该厚度d称为<内网距(1a distance inter-réticulaire)>。

要注意到，人们希望反射的幅射40的迎角θ。该角是该幅射的入射角的余角。此外，要注意到反射的幅射波长λ，而k是反射的阶次。

第一材料或重材料，第二材料或轻材料的层交替引起光折射率对厚度的周期变化。该变化允许入射的幅射有选择的反射。

实际上，如果电磁波照射穿过大量等距离反射层，则朝着反射的波的方向，干涉到处相消，除了路程差等于波长的整数之外。

该选择性反射现象可以通过类似于布拉格定律的定律描述：

2d×sinθ＝k×λ

在图9描绘了对于一些预定的k和θ值，图8所示类型的多层镜的反射功率P(任意单位)作为入射幅射能量En(eV)函数的曲线I。该曲线I的半高度处宽度约为6ev。

因此，图8的多层镜是具有窄带宽的常规结构。

本发明希望使用具有宽带宽的多层镜，以便尽可能多地收集光子通量。

为了获得通带的这种增加，适合于本发明的要求，当幅射穿透入多层内时网内距d逐渐改变。

因此，必须选择沉积层特性和邻接层厚度，以便适应多层镜结构。

借助在叠层内幅射EUV传送的递归计算码，实现该多层镜的最佳化(涉及沉积层的特性和厚度)。

图10是能在本发明内使用的多层镜的特别实施例的示意纵向剖面。

图10的多层镜包含衬底74，在该衬底74上第一材料的层76和与第一材料层交替相间的第二材料层78的叠层，该第一材料或重材料具有原子序数大于第二材料，或轻材料的原子序数。

第一和第二层协同工作，以便在集中于给定波长的波长范围内反射EUV幅射。

在图10也能看到，被反射的EUV幅射82到达其上的叠层的自由表面80。

与图8的已知的多层镜相反，在图10的多层镜内叠层的一对相邻层的厚度是在叠层内的深度的上升函数，该深度是从层叠的自由表面80开始计算。

在图10表示的例子内，第一和第二材料分别是钼和硅，衬底74由硅制成。然而铍也可以用作第二材料，衬底也可以由锗制成。

在图10的例子内，叠层由多组构成，各组含许多双层(一层第一材料层和相邻的第二材料层)，例如7个双层或8个双层，随着从叠层的自由表面80通到衬底74，组的厚度上升。组的厚度上升按例如算术等差级数，并在每一组内所有层基本上具有相同的厚度。

举一例，从自由表面80通到衬底74，存在具有总厚度E1的7对，随后具有总厚度E1+ΔE的7对，随后具有总厚度E1+2ΔE的7对，如此等等，直到衬底为止。

在图10的多层镜内叠层的总厚度为例如1μm。

EUV幅射在由重材料和轻材料之间形成的连贯的屈光面上被反射。如果在不同的屈光面上反射的波之间相长干涉条件得到满足(2d×sinθ＝k×λ)，则幅射偏离了多层(布拉格定律)。

衬底74的厚度与该衬底的形状和抛光度有关。衬底74的该厚度处在5～40mm之间。

为了产生图10类型的叠层，例如，利用阴极溅射，所有层78和76以所希望的厚度相继沉积在衬底74上。

当然，众知使用具有能与图10匹敌但用于完全不同的波长范围和完全不同功能的构形的多层：这些已知的多层的叠层用作可见范围幅射的带通滤光器。

必须注意在EUV范围能在本发明内使用的多层镜的设计是专用的，尤其在涉及材料的特性、厚度、密度、光学常数和沉积物品质。

在图3的光刻设备内形成聚光器26、掩模24和光投射和缩小装置29的多层镜是具有图10类型的多层镜，并能反射EUV幅射，其幅射波长集中于特定的波长(例如12nm)。

尤其是，聚光器26能通过连接若干个构成图10类型的多层镜的元聚光器形成。

图9示出表示对能在本发明的使用，例如具有图10类型的多层镜，作为能量En(eV)函数的反射器功率P(任意单位)变化的曲线II。

与传统方式的多层镜(曲线I)比较，可以看出，对曲线II的半高宽的很大的上升为9ev。

因此，在本发明，用于EUV幅射的多层镜的带宽上升了。

现在说明减少任一多层镜经受的热变形的方式，尤其是能在本发明内使用并曝光于强EUV幅射时的多层镜。

为了获得这样一面镜，大约一百对合适厚度的薄层(重材料层交替相间轻材料层)被沉积到例如光学抛光到所希望的形状的硅衬底上，以便得到1μm量级的总层厚度。因此，与提供多层镜形状的衬底(例如几毫米)的衬底厚度比较，该厚度可预忽略。

在其前面受到热流密度的平面镜变形具有几何性。该变形具有两分量。

第一分量平行于形成镜平面的表面。该第一分量通过双金属片效应以及因镜的前面和后面之间的温差的结果，导致一般的球形弯曲(曲率)。

第二分量垂直于镜的表面，并引起局部变形，即镜厚度的局部上升。这是由于镜经受的热流密度不均匀性引起的。

通过图11示意地说明通常的弯曲(双金属效应)。可以看到入射到多层镜上的EUV幅射84。

在镜的前面和后面之间的温度差ΔT_s引起具有伴生的最大梯度ΔP的通常球形弯曲。

对于未冷却的镜，其棱角是自由的，该梯度由下述方程表示，其中为热通量密度(W/mm²)，α为镜的热膨胀系数，k为镜的热传导率，C对球形曲线为1的常数，对柱形曲线为1/2的常数，1i为镜长度的一半：

ΔP＝C×(α/k)××1i。

通常的弯曲伴生的该梯度以线性形式随入射通量改变。随着比值α/k变大，以及在镜上光束尺寸大时，它变大。

梯度ΔP与镜的厚度以及幅射在该镜上的迎角无关。镜的变形伴生的曲率半径与镜的尺寸无关。曲率半径R用方程R＝^-1×(k/α)表达。

现在考虑图12示意说明的局部变形。该局部变形是由于垂直其表面的镜膨胀引起的。这是由于镜的入射通量的不均匀性引起的。该不均匀性是由于(例如遵循高斯分布的)束84的角误差(发散)引起的。

该局部变形伴生的最大梯度Δh通过下述方程表示：

Δh＝2×(α/k)×(e²/Li)×₀。

在这方程中，₀是在多层镜上光束痕迹中心处的通量密度，e是该镜厚度，α是热膨胀系数，k是镜的热传导率，Li是镜上光束痕迹在半高处宽度。

梯度Δh以线性方式随入射通量变化。随着比值α/k变大，以及当光束对镜的碰撞小时，它增大。梯度随镜厚度的平方变化。

为了减小这些机械变形的影响，光束在多层镜上的痕迹必须有大的尺寸，以便使热通量密度“分散”，并且要求小厚度镜，对幅射吸收一点点，并具有低α/k比。

光束在多层镜上的痕迹取决于为反射选择的迎角。该迎角接近于90°，这可以减少光束的痕迹到最小。

镜的特性及其厚度的选择取决于允许得到所希望形状和表面粗糙度的抛光技术。

热传导率K和热膨胀数α作为温度函数改变。如图13所示，在硅的情况下，可以从该材料在温度接近125K时的高热传导率K伴生的极低膨胀系数α中获益。

在图13，可以看到表示作为温度T(单位K)函数的硅热膨胀系数变化(单位10^-6K^-1)的曲线II和表示作为温度T(单位K)函数的热传导率K(单位W/m.k)变化的曲线I。

在这种情况下，当温度趋于0时，α/k比趋于0，这将减少由于热通量引起的机械变形到最小。可以参考示出作为温度(k)函数的α/k(10^-6m/w)变化曲线的图14。

因此，在本发明内最好把例如图10类型的多层镜冷却到接近100K的低温，以便减少在EUV光刻设备使用期间由于热通量引起的机械变形，不管采用那一种镜的衬底材料(例如硅或锗)。

图15示意说明这点。在那里可以看到在衬底90上包含交替的92叠层88以及被冷却的多层镜。为了做到这点，该镜置于支架92上，在支架内循环液氮。作为一个变形例，该支架包含一个液氮容器。

按照这种方式在多层镜接收高EUV幅射通量94时，减少了变形。

返回图10，在该图10的例子内多层镜叠层的一对相邻层厚度是一个随叠层内深度的上升的函数。然而，得到能在本发明内使用的多层镜，其中一对相邻层的厚度是随在叠层内深度的下降函数。