JP2002131486A

JP2002131486A - 多層膜反射鏡、多層膜反射鏡の波面収差制御方法

Info

Publication number: JP2002131486A
Application number: JP2000321027A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Shiraishi; 雅之白石; Katsuhiko Murakami; 勝彦村上
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】多層膜の表面層を除去して多層膜ミラーの面
形状を補正する技術において、その加工単位を小さくし
て加工精度を向上することができる多層膜反射鏡を提供
する。【解決手段】軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折率と
の差が大きい少なくとも１種類以上の物質層からなる第
１層群と、前記差が小さい少なくとも１種類以上の物質
層からなる第２層群とを交互に積層した周期構造を少な
くとも含む膜構造を基板上に形成してなる多層膜反射鏡
とした。前記第１層群を構成する各物質層の１層を単位
として層を削り取ることが可能であり、加工単位となる
層厚を薄くすることで、波面収差の精度を向上させるこ
とができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスな
どの製造に用いられる軟Ｘ線投影露光装置およびその他
の軟Ｘ線光学機器に関するものである。本発明は、多層
膜反射鏡、および前記多層膜反射鏡の波面収差制御方
法、および前記多層膜反射鏡を用いた軟Ｘ線投影露光装
置およびその他の軟Ｘ線光学機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路素子の微細化の進
展に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解
像力を向上させるために、従来の紫外線に代わって、こ
れより波長の短い波長１１〜１４ｎｍ程度の軟Ｘ線を使
用した投影リソグラフィ技術が開発されている（例え
ば、D. Tichenor, et al., SPIE 2437 (1995) 292参
照）。この技術は、最近ではＥＵＶ（Extreme UltraVio
let: 極紫外線）リソグラフィとも呼ばれているが、そ
の内容は同一である（以下、ＥＵＶリソグラフィと呼
ぶ）。ＥＵＶリソグラフィは、従来の光リソグラフィ
（波長１９０ｎｍ程度以上）では実現不可能な、７０ｎ
ｍ以下の解像力を有する将来のリソグラフィ技術として
期待されている。

【０００３】この波長域では物質の屈折率が１に非常に
近いので、屈折や反射を利用した従来の光学素子は使用
できない。屈折率が１よりも僅かに小さいことによる全
反射を利用した斜入射ミラーや、界面での微弱な反射光
を位相を合わせて多数重畳させて、全体として高い反射
率を得る多層膜ミラーなどが使用される。１３．４ｎｍ
付近の波長域では、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン
（Ｓｉ）層が交互に積層されたＭｏ／Ｓｉ多層膜を用い
ると直入射で６７．５％の反射率を得ることができ、波
長１１．３ｎｍ付近の波長域では、Ｍｏ層とベリリウム
（Ｂｅ）層が交互に積層されたＭｏ／Ｂｅ多層膜を用い
ると直入射で７０．２％の反射率を得ることができる
（例えば、C. Montcalm, Proc. SPIE, Vol. 3331 (199
8) P. 42参照）。多層膜の周期長を６〜１２ｎｍにする
と、その多層膜ミラーは波長域１２〜１５ｎｍの軟Ｘ線
に対して好適なミラーとなる。

【０００４】現在考えられているＥＵＶリソグラフィ装
置の一例を図４に示す。装置は主に、軟Ｘ線光源Ｓ、照
明光学系、マスクＭのステージ（不図示）、投影光学
系、ウエハＷのステージ（不図示）などにより構成され
る。軟Ｘ線光源Ｓには、レーザープラズマ光源の他に放
電プラズマ光源や放射光などが使用される。照明光学系
は、反射面に斜め方向から入射した軟Ｘ線を反射させる
斜入射ミラー、反射面が多層膜により形成される多層膜
ミラー（ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３およびＩＲ４）、およ
び所定の波長の軟Ｘ線のみを透過させるフィルター等に
より構成され、フォトマスクＭ上を所望の波長の軟Ｘ線
で照明する。なお、軟Ｘ線の波長域では透明な物質は存
在しないので、フォトマスクＭには従来の透過型のマス
クではなく反射型のマスクが使用される。フォトマスク
Ｍ上に形成された回路パターンは、複数の多層膜ミラー
（ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３およびＰＲ４）等で構成され
た投影結像光学系により、フォトレジストが塗布された
ウェハＷ上に結像して該フォトレジストに転写される。
なお、軟Ｘ線は大気に吸収されて減衰するため、その光
路は全て所定の真空度（例えば、１×１０^-5Ｔｏｒｒ以
下）に維持されている。

【０００５】投影結像光学系は複数の多層膜ミラーによ
り構成される。多層膜ミラーの反射率は１００％ではな
いので、光量の損失を抑えるためにミラーの枚数はでき
るだけ少なくすることが好ましい。これまでに、４枚の
多層膜ミラーからなる光学系（例えば、T. Jewell and
K. Thompson, USP 5,315,629、T. Jewell, USP 5,063,5
86参照）や、６枚の多層膜ミラーからなる光学系（例え
ば、D. Williamson,特開平9-211332、USP 5,815,310参
照）などが報告されている。光束が一方向に進行する屈
折光学系と異なり、反射光学系では光学系の中で光束が
往復することになるので、ミラーによる光束のけられを
避けるという制限ために、開口数（ＮＡ）を大きくする
ことが難しい。４枚光学系ではＮＡを０．１５程度まで
にしかできないが、６枚光学系では更にＮＡの大きい光
学系の設計が可能になる。マスクステージとウェハステ
ージが投影結像光学系の両側に配置できるように、ミラ
ーの枚数は通常は偶数になっている。例えば図４に示す
露光装置の場合、投影結像光学系は４枚の多層膜ミラー
（ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３およびＰＲ４）により構成さ
れている。このような投影結像光学系は、限られた面数
で光学系の収差を補正しなければならないので、各ミラ
ーには非球面形状が適用され、また、所定の像高の近傍
でのみ収差の補正されたリングフィールド光学系になっ
ている。フォトマスク上のパターン全体をウェハ上に転
写するためには、マスクステージとウェハステージと
を、光学系の倍率分だけ異なる速度でスキャンさせなが
ら露光を行う。

【０００６】上記のような露光装置の投影結像光学系
は、いわゆる回折限界の光学系であり、波面収差を充分
に小さくしておかないと設計通りの性能を得ることはで
きない。回折限界の光学系における波面収差の許容値の
目安としては、Marechalによる、二乗平均値（ＲＭＳ）
で使用波長の１４分の１以内という基準がある（M. Bor
n and E. Wolf, Principles of Optics, 4th edition,
Pergamon Press 1970, p. 469参照）。これはStrehl強
度（収差のある光学系と無収差光学系との間の点像強度
の最大値の比）が８０％以上になるための条件である。
実際の露光装置の投影結像光学系は、これよりも更に低
い収差になるように製造されている。

【０００７】現在盛んに研究開発が行われているＥＵＶ
リソグラフィ技術においては、露光波長は主として１３
ｎｍあるいは１１ｎｍ付近の波長が使われている。光学
系の波面収差（ＷＦＥ）に対して、個々のミラーに許容
される形状誤差（ＦＥ）は次式で与えられる。ＦＥ＝ＷＦＥ／２／√ｎ（ＲＭＳ）ｎは光学系を構成するミラーの数であり、更に２で割る
のは、反射光学系では入射光と反射光の両方がそれぞれ
形状誤差の影響を受けるので、波面収差には形状誤差の
２倍の誤差が乗るからである。結局、回折限界の光学系
において、個々のミラーに許容される形状誤差（ＦＥ）
は、波長λとミラーの枚数ｎに対して次式で与えられ
る。ＦＥ＝λ／２８／√ｎ（ＲＭＳ）この値は、波長１３ｎｍでは４枚のミラーで構成された
光学系の場合０．２３ｎｍＲＭＳとなり、６枚のミラー
で構成された光学系の場合０．１９ｎｍＲＭＳとなる。

【０００８】しかしながら、このような高精度の非球面
形状のミラーを製造することは非常に困難であり、ＥＵ
Ｖリソグラフィがなかなか実用化できない第一の原因と
なっている。現在までに達成されている非球面の加工精
度は０．４〜０．５ｎｍＲＭＳの程度であり（C. Gwyn,
Extreme Ultraviolet Lithography White Paper, EUV
LLC, 1998, p17参照）、ＥＵＶリソグラフィを実現する
ためには非球面の加工技術および計測技術の大幅な向上
が必要とされている。

【０００９】最近、山本によって多層膜ミラーの表面を
１層ずつ削り取ることによって、実質的にｎｍ以下の形
状誤差を補正することができるという画期的な技術が報
告された（M. Yamamoto, 7th International Conferenc
e on Synchrotron RadiationInstrumentation, Berlin
Germany, August 21-25, 2000, POS2-189）。図２をも
って、その原理を説明する。図２（ａ）に示すように
Ａ、Ｂの２種類の物質を一定の周期長ｄで交互に積層し
た多層膜の表面から、図２（ｂ）に示すように１層対を
除去する場合を考える。図２（ａ）で、多層膜表面に対
して垂直方向に進行する光線に対する、厚さｄの多層膜
１層対の光路長は、ＯＰ＝ｎ_A×ｄ_A＋ｎ_B×ｄ_Bで与えら
れる。ここでｄ_A、ｄ_Bは各層の厚さを表し、ｄ_A＋ｄ_B＝
ｄである。ｎ_A、ｎ_Bは物質Ａ、Ｂそれぞれの屈折率であ
る。図２（ｂ）で、最表面の多層膜１層対を除去した厚
さｄの部分の光路長は、ＯＰ’＝ｎｄで与えられる。ｎ
は真空の屈折率を表し、ｎ＝１である。多層膜の最上層
を除去することによって、そこを通過する光線が進む光
学的距離が変化することになる。これは、実質的にその
変化分だけ面形状を修正したことと光学的に等価であ
る。光路長の変化（即ち、面形状の変化）は、Δ＝Ｏ
Ｐ’−ＯＰで与えられる。軟Ｘ線の波長域では、物質の
屈折率が１に近いので、Δは小さな量となり、本方法に
より精密な面形状の補正が可能になる。

【００１０】具体例として、波長１３．４ｎｍでＭｏ／
Ｓｉ多層膜を用いた場合を示す。直入射で使用するため
に、ｄ＝６．８ｎｍ、ｄ_Mo＝２．３ｎｍ、ｄ_Si＝４．５
ｎｍとする。この波長での屈折率は、ｎ_Mo＝０．９２、
ｎ_Si＝０．９９８である。これらの数値を用いて光路長
の変化を計算すると、ＯＰ＝６．６ｎｍ、ＯＰ’＝６．
８ｎｍ、Δ＝０．２ｎｍとなる。厚さ６．８ｎｍの層を
除去する加工によって、０．２ｎｍ相当の面形状の補正
を行うことができる。なお、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の場合、
Ｓｉ層の屈折率は１に近いので、光路長の変化は主とし
てＭｏ層の有無によるものであり、Ｓｉ層の有無には殆
ど依存しない。従って、多層膜の層を除去する際に、Ｓ
ｉ層の厚さを正確に制御する必要は無い。この例ではＳ
ｉ層の厚さは４．５ｎｍあり、この層の途中で加工が停
止すれば良い。即ち、数ｎｍの精度の加工を施すことに
よって面形状換算で０．２ｎｍ単位の面形状補正を行う
ことができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この方法は非常に有効
であるが、面形状の補正は多層膜の１層対を剥がす毎に
離散的に行われ、従って、面形状換算で０．２ｎｍ以下
の補正を行うことはできない。一方で、目標とする形状
精度である０．２３〜０．１９ｎｍＲＭＳに対して、加
工単位〜０．２ｎｍ（面形状換算）は不足している。さ
らに小さな加工単位で制御できることが必要とされてい
る。

【００１２】本発明はこのような従来の技術の問題点を
鑑みてなされたものであり、多層膜の表面層を除去して
多層膜ミラーの面形状を補正する技術において、その加
工単位を小さくして加工精度を向上することができる多
層膜反射鏡を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折率との差が大き
い少なくとも１種類以上の物質層からなる第１層群と、
前記差が小さい少なくとも１種類以上の物質層からなる
第２層群とを交互に積層した周期構造を少なくとも含む
膜構造を基板上に形成し、前記第１層群を構成する各物
質層の１層を単位として層を削り取ることによって波面
収差を制御可能とすることを特徴とする多層膜反射鏡
（請求項１）」を提供する。

【００１４】また、本発明は第二に「前記第１層群の構
造は、少なくとも２種類以上の物質が積層されてなる構
造であることを特徴とする請求項１に記載の多層膜反射
鏡（請求項２）」を提供する。

【００１５】また、本発明は第三に「前記第２層群の構
造は、１種類の物質からなる１層であるか、または少な
くとも２種類以上の物質が積層されてなる構造であるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の多層膜反射鏡
（請求項３）」を提供する。

【００１６】また、本発明は第四に「前記第１層群を構
成する物質層がＭｏ（モリブデン）からなる層およびＲ
ｕ（ルテニウム）からなる層であることを特徴とする請
求項１〜３に記載の多層膜反射鏡（請求項４）」を提供
する。

【００１７】また、本発明は第五に「前記第２層群を構
成する物質層がＳｉ（シリコン）からなる層であること
を特徴とする請求項１〜４に記載の多層膜反射鏡（請求
項５）」を提供する。

【００１８】また、本発明は第六に「多層膜表面を削り
取ることで、その量に応じて軟Ｘ線反射光の位相差が変
化することを利用した、多層膜反射鏡の波面収差を制御
する方法において、軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折
率との差が大きい少なくとも１種類以上の物質層からな
る第１層群と、前記差が小さい少なくとも１種類以上の
物質層からなる第２層群とが交互に積層された周期構造
を含む膜構造を基板上に形成し、前記第１層群を構成す
る各物質層の１層を単位として層を削り取ることを特徴
とする多層膜反射鏡の波面収差制御方法（請求項６）」
を提供する。

【００１９】また、本発明は第七に「前記第１層群を構
成する各物質層の１層を加工単位として層を削り取る手
段は、削り取る層とその直下の層との化学的物理的性質
の差異によって、該削り取る層を削り取る反応が直下の
層で停止または速度を遅くなるようなものであることを
利用した手段であることを特徴とする請求項６に記載の
多層膜反射鏡の波面収差制御方法（請求項７）」を提供
する。

【００２０】また、本発明は第八に「Ｘ線を発生させる
Ｘ線光源と、前記Ｘ線光源からのＸ線をマスクに導く照
明光学系と、前記マスクからのＸ線を感光性基板に導く
投影光学系とを有し、前記マスクのパターンを感光性基
板へ転写する露光装置において、前記照明光学系および
前記マスクおよび前記投影光学系は、請求項１〜５に記
載の多層膜反射鏡を少なくとも１つ以上有することを特
徴とする露光装置（請求項８）」を提供する。

【００２１】

【発明の実施の形態】厚さ６．８ｎｍの多層膜１層対を
除去することで、０．２ｎｍ相当の面形状の補正が可能
であるが、この補正は先に述べたとおり、主として厚さ
２．４ｎｍのＭｏ層によるものである。このＭｏ層を所
望の厚さで層の除去を停止するのは困難であるが、２．
４ｎｍのＭｏ層が、合計が２．４ｎｍであるような複数
の物質からなる層群にしておくと、各層の化学的性質の
差を利用して、この各層の厚さを単位として制御が可能
になる。

【００２２】より具体的に説明すれば、軟Ｘ線領域にお
いてＭｏに近い光学定数を有するＲｕ（ルテニウム）を
用い、元来の２．４ｎｍのＭｏ層を、Ｍｏ層とＲｕ層か
らなる合計２．４ｎｍの層群とする。Ｒｕは軟Ｘ線領域
でＭｏと光学定数が近いため、このような層構造として
も軟Ｘ線にとっては１つのＭｏ層と同等であり、反射特
性に影響をほとんど与えない。

【００２３】このような層群を持つ構造に対し、Ｍｏと
は反応するがＲｕとは反応しないような化学種を用いた
手法（以下、Ｍｏ層除去法と呼ぶ）によって、前記層群
をなすＭｏ層のうち最表層にあるＭｏ層だけを除去でき
る。除去した後に現れたＲｕ層は反応しないため、除去
はそれ以上進行しない。逆に、Ｒｕとは反応するがＭｏ
とは反応しないような化学種を用いた手法によって（以
下、Ｒｕ層除去法と呼ぶ）、前記層群をなすＲｕ層のう
ち最表層にあるＲｕ層だけを除去できる。除去した後に
現れたＭｏ層は反応しないため、除去はそれ以上進行し
ない。

【００２４】この手法を用いることで、前記層群の中の
Ｍｏ層およびＲｕ層を１層ずつ除去することが可能であ
る。仮にＭｏ層とＲｕ層が交互に３層対積層した層群を
設けておけば、この層群の厚さは２．４ｎｍであるから
個々のＭｏ層およびＲｕ層の厚さは０．４ｎｍである。
Ｍｏ層の方が上部にあるとして、前記Ｍｏ層除去法と前
記Ｒｕ層除去法をこの順に１回ずつ実行すると、Ｍｏ層
とＲｕ層が１層ずつ除去され、後にＭｏ層とＲｕ層の２
層対が残る。除去された厚さは０．８ｎｍであり、面形
状に換算して０．０６７ｎｍ相当の補正をしたことにな
る。除去した層が１層だけであれば、０．０３３ｎｍ相
当の補正である。

【００２５】一般に、元来のＭｏ層を、Ｍｏ層およびＲ
ｕ層を交互にｚ層だけ等厚で積層した層群にしたとする
と（これは（ｚ／２）層対にあたる）、個々の層の厚さ
は２．４ｎｍ／ｚであり、面形状に換算して１層あたり
０．２ｎｍ／ｚ相当の補正ができることになる。もしｚ
が４であれば（２層対）補正量は１層あたり０．０５ｎ
ｍ相当、ｚが１０であれば（５層対）補正量は１層あた
り０．０２ｎｍ相当の補正となる。

【００２６】このように、選択的に層を除去する手法と
しては、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）と呼ばれる
手法がある。反応性イオンエッチングとは、塩化物、フ
ッ化物などのハロゲン化物のガス、または塩素ガス、酸
素ガスなどを用い、これらをイオン化させて加工面に照
射してエッチングを行うものである。エッチングするガ
スおよび加工面の材質によりエッチングできる組み合わ
せが存在し、ある特定のガスに対して、反応速度が速い
材質と、反応速度が遅いか反応しない材質とを利用して
選択的にエッチングを行い、複雑で微細な形状を創成す
るのに用いられたりする。また、これらのエッチングを
終了させるため、そのガスではエッチングされないよう
な層を保護層として設け、エッチングがそれ以上進行し
ないように制御する。

【００２７】本発明はこの性質を利用したもので、Ｍｏ
とＲｕを用いた場合には、Ｍｏ層のエッチングにおいて
はＲｕ層が保護層となるようなエッチング条件、および
Ｒｕ層のエッチングにおいてはＭｏ層が保護層となるよ
うなエッチング条件を用いて、層群の中のＭｏ層とＲｕ
層を１層ずつ除去するものである。

【００２８】以下、実施例により本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。実施例１本実施例にかかる多層膜は周期長が６．８ｎｍである。
図１にこの多層膜を用いた反射鏡の断面図の概略を示す
（図１では層数を実際より少なく描いてある）。多層膜
反射鏡１１の上に多層膜が積層されており、上部から厚
さ４．４ｎｍのＳｉ層１２、厚さ２．４ｎｍの層群１３
が交互に積層されている。また、層群１３はＲｕ層１３
１とＭｏ層１３２が１．２ｎｍの厚さで１層対だけ積層
されている。基板領域１４１は加工されていない領域で
あり、基板領域１４２はＳｉ層除去の後、層群のＲｕ層
１層までが除去された領域、基板領域１４３はＳｉ層除
去の後、層群のＲｕ層とＭｏ層が１層ずつ除去されて次
のＳｉ層の途中で加工が停止された領域である。領域１
４２で除去された厚さは１．２ｎｍであり、面形状換算
で０．１ｎｍ相当の補正がなされた。領域１４３で除去
された厚さはＳｉ層を除いて２．４ｎｍであり、面形状
換算で０．２ｎｍ相当の補正がなされた。領域１４３で
は次のＳｉ層も幾分除去されているが、既に述べたよう
にＳｉ層の加工量は波面収差には影響を与えない。この
実施例の補正量の単位は、従来の０．２ｎｍの半分であ
り、これは波面制御の精度が２倍に向上したことを意味
する。

【００２９】なお、層の除去には反応性イオンエッチン
グを用い、Ｒｕ層の除去には酸素ガスを用いてＭｏ層で
反応を止めた。これにより、層の除去を制御できる。Ｍ
ｏ層の除去はＣＦ₄を用いた。このエッチングは下のＳ
ｉ層も幾分除去するが、上記の通り問題にはならない。
また、反応性イオンエッチングは、ガスをイオン化して
照射するためイオンの運動方向が一定である。従って、
加工したくない領域にはイオンが照射されないよう遮蔽
を用いることができ、加工領域のみにイオンを照射する
ことができる。これによって、領域１４１、領域１４
２、領域１４３等の加工の差を設けることが容易であ
る。

【００３０】領域１４２のように加工した多層膜反射鏡
を有する光学系を露光装置に組み込んで露光テストを行
ったところ、３０ｎｍＬ＆Ｓの微細なパターンまで解像
することができた。

【００３１】実施例２本実施例にかかる多層膜は周期長が６．８ｎｍである。
図３にこの多層膜を用いた反射鏡の断面図の概略を示す
（図３では層数を実際より少なく描いてある）。多層膜
反射鏡３１の上に多層膜が積層されており、上部から厚
さ４．４ｎｍのＳｉ層３２、厚さ２．４ｎｍの層群３３
が交互に積層されている。また、層群３３はＲｕ層３３
１とＭｏ層３３２がそれぞれ０．４ｎｍの厚さで交互に
３層対だけ積層された構造である。基板領域３４１は加
工されていない領域であり、基板領域３４２はＳｉ層除
去の後、層群のＲｕ層１層までが除去された領域、基板
領域３４３はＳｉ層除去の後、層群のＲｕ層とＭｏ層が
１層ずつ除去された領域である。領域３４２で除去され
た厚さは０．４ｎｍであり、面形状換算で０．０３３ｎ
ｍ相当の補正がなされた。領域３４３で除去された厚さ
は０．８ｎｍであり、面形状換算で０．０６７ｎｍ相当
の補正がなされた。この補正量の単位は、従来の０．２
ｎｍの６分の１であり、これは波面制御の精度が６倍に
向上したことを意味する。

【００３２】なお、層の除去には反応性イオンエッチン
グを用い、Ｒｕ層の除去には酸素ガスを用いてＭｏ層で
反応を止め、Ｍｏ層の除去には塩素ガスを用いてＲｕ層
で反応を止めることで、層の除去を制御できる。また、
反応性イオンエッチングは、ガスをイオン化して照射す
るためイオンの運動方向が一定である。従って、加工し
たくない領域にはイオンが照射されないよう遮蔽を用い
ることができ、加工領域のみにイオンを照射することが
できる。これによって、領域３４１、領域３４２、領域
３４３等の加工の差を設けることが容易である。

【００３３】領域３４２のように加工した多層膜反射鏡
を有する光学系を露光装置に組み込んで露光テストを行
ったところ、３０ｎｍＬ＆Ｓの微細なパターンまで解像
することができた。

【００３４】

【発明の効果】このように、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜のＭｏ層
を、Ｍｏ層とＲｕ層とからなる層群とし、さらに反応性
イオンエッチングによって、この層群の最表層にあるＭ
ｏ層またはＲｕ層をそれぞれ選択的に１層ずつを除去す
る方法を組み合わせることで、従来多層膜を１層対ずつ
除去して波面収差を制御する方法で達成される０．２ｎ
ｍ単位相当の面形状精度に比べて、層群内の１層が薄い
ことで、より小さな面形状精度を単位とすることがで
き、多層膜を削って波面収差を制御する手法の補正精度
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多層膜反射鏡および多層膜反射鏡
の波面収差制御方法を説明する図である。

【図２】多層膜の波面収差制御方法の模式図である。

【図３】本発明に係る多層膜反射鏡および多層膜反射鏡
の波面収差制御方法を説明する図である。

【図４】ＥＵＶ露光装置の概略図である。

【符号の説明】

１１、３１・・・多層膜反射鏡１２、３２・・・Ｓｉ層１３、３３・・・Ｍｏ層およびＲｕ層からなる層群１３１、３３１・・・Ｒｕ層１３２、３３２・・・Ｍｏ層１４１、１４２、１４３、３４１、３４２、３４３・・
・基板領域Ｃ・・・コンデンサＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３、ＩＲ４・・・照明光学系の多
層膜ミラーＬ・・・プラズマ励起用のレ−ザＭ・・・マスクＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３、ＰＲ４・・・投影光学系の多
層膜ミラーＳ・・・光源Ｗ・・・ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ２１Ｋ 5/02 Ｇ２１Ｋ 5/02 ＸＨ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５３１Ｚ５３１Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折率と
の差が大きい少なくとも１種類以上の物質層からなる第
１層群と、前記差が小さい少なくとも１種類以上の物質
層からなる第２層群とが交互に積層された周期構造を含
む膜構造を基板上に形成し、前記第１層群を構成する各
物質層の１層を単位として層を削り取ることによって、
波面収差を制御できるようになっていることを特徴とす
る多層膜反射鏡。
【請求項２】前記第１層群の構造は、少なくとも２種
類以上の物質が積層されてなる構造であることを特徴と
する請求項１に記載の多層膜反射鏡。
【請求項３】前記第２層群の構造は、１種類の物質か
らなる１層であるか、または少なくとも２種類以上の物
質が積層されてなる構造であることを特徴とする請求項
１または２に記載の多層膜反射鏡。
【請求項４】前記第１層群を構成する物質層がＭｏ
（モリブデン）からなる層およびＲｕ（ルテニウム）か
らなる層であることを特徴とする請求項１〜３に記載の
多層膜反射鏡。
【請求項５】前記第２層群を構成する物質層がＳｉ
（シリコン）からなる層であることを特徴とする請求項
１〜４に記載の多層膜反射鏡。
【請求項６】多層膜表面を削り取ることで、その量に
応じて軟Ｘ線反射光の位相差が変化することを利用し
た、多層膜反射鏡の波面収差を制御する方法において、軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折率との差が大きい少
なくとも１種類以上の物質層からなる第１層群と、前記
差が小さい少なくとも１種類以上の物質層からなる第２
層群とが交互に積層された周期構造を含む膜構造を基板
上に形成し、前記第１層群を構成する各物質層の１層を
単位として層を削り取ることを特徴とする多層膜反射鏡
の波面収差制御方法。
【請求項７】前記第１層群を構成する各物質層の１層
を加工単位として層を削り取る手段は、削り取る層とそ
の直下の層との化学的物理的性質の差異によって、該削
り取る層を削り取る反応が直下の層で停止または速度を
遅くなるようなものであることを利用した手段であるこ
とを特徴とする請求項６に記載の多層膜反射鏡の波面収
差制御方法。
【請求項８】Ｘ線を発生させるＸ線光源と、前記Ｘ線
光源からのＸ線をマスクに導く照明光学系と、前記マス
クからのＸ線を感光性基板に導く投影光学系とを有し、
前記マスクのパターンを感光性基板へ転写する露光装置
において、前記照明光学系および前記マスクおよび前記投影光学系
は、請求項１〜５に記載の多層膜反射鏡を少なくとも１
つ以上有することを特徴とする露光装置。