JP2005049122A - 多層膜反射鏡及び露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い反射率を確保することができ、多層膜の内部応力が低くて歪みの小さい多層膜反射鏡等を提供する。
【解決手段】多層膜反射鏡は、低熱膨張性ガラス基板１０上に合計４０層対の多層膜１が積層されている。多層膜１の基板１０側が深層側多層膜２であり、深層側多層膜２上に形成された表面側が表層側多層膜３である。深層側多層膜２は、モリブデン層２ａの上に酸化モリブデン層２ｃが形成され、その上にシリコン層２ｂが成膜された単位周期構造２ｐが基板１０上に３０層積層されている。表層側多層膜３は、深層側多層膜２の上にモリブデン層３ａとシリコン層３ｂが交互に成膜されてなる単位周期構造３ｐが１０層対積層されている。多層膜全体の膜応力に対する寄与は、深層側多層膜２が支配的であるのに対し、反射率に対する寄与は、表層側多層膜３の寄与が支配的である。
【選択図】 図１
【解決手段】多層膜反射鏡は、低熱膨張性ガラス基板１０上に合計４０層対の多層膜１が積層されている。多層膜１の基板１０側が深層側多層膜２であり、深層側多層膜２上に形成された表面側が表層側多層膜３である。深層側多層膜２は、モリブデン層２ａの上に酸化モリブデン層２ｃが形成され、その上にシリコン層２ｂが成膜された単位周期構造２ｐが基板１０上に３０層積層されている。表層側多層膜３は、深層側多層膜２の上にモリブデン層３ａとシリコン層３ｂが交互に成膜されてなる単位周期構造３ｐが１０層対積層されている。多層膜全体の膜応力に対する寄与は、深層側多層膜２が支配的であるのに対し、反射率に対する寄与は、表層側多層膜３の寄与が支配的である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層膜反射鏡及び露光装置に関する。特には、高い反射率を確保することができ、多層膜の内部応力が低くて歪みの小さい多層膜反射鏡等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路素子の微細化のいっそうの進展に伴い、紫外線に代わって、波長１１〜１４ｎｍ程度の軟Ｘ線を使用する投影リソグラフィの開発が進められている（非特許文献１参照。）。この技術は、最近ではＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、極紫外線）リソグラフィとも呼ばれている。この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、５０ｎｍ以下の解像力を有するリソグラフィ技術として期待されている。
【０００３】
この軟Ｘ線の波長帯では、物質の屈折率が１に非常に近いので、屈折を利用した従来の光学素子は使用できない。それに代わって、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の位相を合わせることによりその反射光を多数重畳させて全体としては高い反射率を得る多層膜反射鏡などが使用される。
【０００４】
このような多層膜反射鏡においては、入射光の波長帯により、高い反射率を得るのに適した材質が異なる。例えば、１３．４ｎｍ付近の波長帯では、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層を交互に積層した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る。また、１１．３ｎｍ付近の波長帯では、Ｍｏ層とベリリウム（Ｂｅ）層を交互に積層した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（非特許文献２参照。）。
【０００５】
ＥＵＶリソグラフィで用いられる光学系は、高精度に研磨した基板表面に上述のような多層膜を成膜した多層膜反射鏡によって構成される。この光学系において、必要な透過波面精度を得るためには、反射鏡の形状精度が０．３ｎｍＲＭＳ以下であることが要請される。しかしながら、高精度で基板の加工を行ったとしても、基板表面に多層膜を成膜すると、多層膜の内部応力によって基板が変形して、反射鏡の形状精度が悪化するという問題がある。
【０００６】
上記の問題を解決するために、いくつかの方法が提案されている。そのうちの一つは、多層膜中に酸化モリブデン（ＭｏＯ２）層を形成する方法である（特許文献１参照。）。通常、ＥＵＶ光の反射鏡に用いられる、４０〜５０層対のＭｏ／Ｓｉ多層膜は３００〜５００ＭＰａの圧縮応力を有しているが、上記のような形状精度の低下を防止するためには、多層膜の内部応力を少なくとも１００ＭＰａ以下に抑えなければならないとされている。この方法によると、Ｍｏ層の一部を酸化することにより、多層膜の応力を２５ＭＰａ以下に低下させることができるとされている。
また、その他の方法としては、基板上にＭｏ／Ｓｉ多層膜とは、逆符号の応力を有する緩衝層を成膜し、その上にＭｏ／Ｓｉ多層膜を成膜することにより、多層膜の応力を相殺する方法が提案されている（特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特願２００１−２３２５７５号
【特許文献２】
特表２００２−５０４７１５号公報
【非特許文献１】
ダニエル・エイ・ティチノール（Ｄａｎｉｅｌ Ａ． Ｔｉｃｈｅｎｏｒ）、外２１名、「極紫外線実験装置の開発における最新情報（Ｒｅｃｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＥＵＶＬ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｔｏｏｌ）」、「国際光工学会会報（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＰＩＥ）」、（米国）、国際光工学会（ＳＰＩＥ， Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、１９９５年５月、第２４３７巻、ｐ．２９２
【非特許文献２】
クラウド・モンカー（Ｃｌａｕｄｅ Ｍｏｎｔｃａｌｍ）、外５名、「極紫外線リソグラフィに用いる多層反射膜コーティング（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｆｏｒ ｅｘｔｒｅｍｅ−ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）」、「国際光工学会会報（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＰＩＥ）」、（米国）、国際光工学会（ＳＰＩＥ， Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、１９９８年６月、第３３３１巻、ｐ．４２
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のモリブデン層の一部を酸化する手法では、多層膜中に酸素が含まれることになり、波長１３ｎｍ付近のＥＵＶ光に対する反射率が低下するという問題が生じる。例えば、多層膜の周期構造中に厚さ５Åの酸化モリブデン層を形成した場合、多層膜の反射率は５％以上低下する。
【０００９】
一方、特許文献２の方法によると、基板表面に成膜される膜（緩衝層＋多層膜）が厚くなってしまうため、多層膜周期長の面内分布を高精度で制御することが困難になるという問題が生じる。周期長の面内分布とは、多層膜の各層を成膜した際に生じる面内の周期長（膜厚）のムラのことである。
周期長の面内分布は、そのまま成膜後の反射鏡表面の面形状に反映されるため、通常のＭｏ／Ｓｉ多層膜では、周期長の分布を少なくとも周期長の０．１％以下に抑える必要があるとされている。ＥＵＶリソグラフィで用いられるＭｏ／Ｓｉ多層膜の周期長は一例で６．９ｎｍであるので、この０．１％は０．００６９ｎｍとなり、非常に高精度の膜厚分布制御が必要となる。
ところが、緩衝層として総膜厚が３００ｎｍ程度のＭｏ／Ｂｅ多層膜を成膜した場合、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜を含む基板上の総膜厚は倍の６００ｎｍ程度になる。すると、各多層膜に要求される周期長分布は、半分の０．０５％（０．００３４５ｎｍ）以下となり、さらに高い精度で周期長分布の制御を行わなければならなくなる。
上記の点に鑑み、本発明は、高い反射率を確保することができ、多層膜の内部応力が低くて歪みの小さい多層膜反射鏡等を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の多層膜反射鏡は、使用波長域における屈折率と真空の屈折率との屈折率差が大きい物質で形成された第１の層と、前記屈折率差が小さい物質で形成された第２の層とからなる層対を、基板上に略一定の周期長で複数積層してなる多層膜反射鏡であって、前記第１の層と第２の層との間に応力緩衝層が形成されており、該応力緩衝層の厚さが前記多層膜の厚さ方向で変化していることを特徴とする。
応力緩衝層の分布を調整することで、総膜厚をあまり厚くすることなく、高い反射率を確保しつつ、膜応力を抑えることができる。
【００１１】
本発明の第２の多層膜反射鏡は、使用波長域における屈折率と真空の屈折率との屈折率差が大きい物質で形成された第１の層と、前記屈折率差が小さい物質で形成された第２の層とからなる層対を、基板上に略一定の周期長で複数積層してなる多層膜反射鏡であって、前記複数の層対の一部のものについては、前記第１の層と第２の層との間に応力緩衝層が形成されていることを特徴とする。つまり、応力緩衝層を一部の層対については設けるが、一部の層対については設けない。このような方法でも上記の作用・効果を達成可能である。
【００１２】
本発明の多層膜反射鏡においては、前記応力緩衝層の厚さが、前記基板に近い側（深層側）で厚く、前記基板から遠い表層側で薄いか無いものとすることができる。
本発明の多層膜反射鏡によれば、反射鏡の表面（反射面）側において、応力緩衝層が薄くなっているか、あるいは、無いので、応力緩衝層があるために反射率が低くなるのを防ぐことができる。一方、反射多層膜の内部応力に対する寄与は、基板に近い深層側の層対が支配的であるので、その部分の層対に応力緩衝層を設けて内部応力を低減する。これにより、反射率がそれほど低下せず、且つ、歪みの少ない反射鏡を提供できる。
【００１３】
また、本発明の多層膜反射鏡においては、前記第１の層、第２の層及び応力緩衝層の１組からなる略周期構造の周期長が、単位略周期構造中を通過する波長１３ｎｍ付近のＥＵＶ光に対して、光路長が一定となるように周期長が調整されていることを特徴とするものとすることができる。
この場合、多層膜反射鏡の単位略周期構造の厚さを応力緩衝層を含んでいる分調整することにより、各単位周期構造中を通過するＥＵＶ光に対する光路長が一定になっているので、高い反射率を得ることができる。
【００１４】
本発明の多層膜反射鏡においては、前記第１層がモリブデン（Ｍｏ）からなり、前記第２層がシリコン（Ｓｉ）からなり、前記第３層が酸化モリブデン（ＭｏＯ２）からなるものとすることができる。
【００１５】
本発明の多層膜反射鏡においては、前記多層膜の総膜厚が３５０ｎｍ以下とすることが好ましい。この場合、多層膜の周期長の反射面内における分布に対する要求精度が比較的緩くなるので、多層膜の形状精度の制御が容易になる。
【００１６】
本発明の露光装置は、ＥＵＶ光（軟Ｘ線）を発生させるＥＵＶ光源と、このＥＵＶ光源からのＥＵＶ光をマスクに導く照明光学系と、前記マスクからのＥＵＶ光を感応基板に導く投影光学系とを有し、前記マスク上のパターンを前記感応基板上に転写する露光装置であって、前記照明光学系又は投影光学系の中に本発明の多層膜反射鏡が配置されていることを特徴とする。
本発明の露光装置によれば、ＥＵＶ光学系として高い波面精度と高い反射率を併せて達成することができるので、露光作業のスループットの高いＥＵＶ露光装置を提供できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る多層膜反射鏡を示す図である。図１（Ａ）は、多層膜反射鏡全体を示す断面図であり、図１（Ｂ）は、深層側多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図であり、図１（Ｃ）は、表層側多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図である。
図１（Ａ）に示す多層膜反射鏡は、低熱膨張性ガラス基板１０上に合計４０層対の多層膜１が積層されている。多層膜１のうちのガラス基板１０に近いほうの３０層対が深層側多層膜２である。深層側多層膜２の上の表面に近いほうの１０層対が表層側多層膜３である。図１（Ｃ）に示す深層側多層膜２は、モリブデン層２ａの上に酸化モリブデン層２ｃが形成され、その上にシリコン層２ｂが成膜された単位周期構造２ｐが基板１上に３０層積層されている。図１（Ｂ）に示す表層側多層膜３は、深層側多層膜２の上にモリブデン層３ａとシリコン層３ｂが交互に成膜されてなる単位周期構造３ｐが１０層対積層されている。
【００１８】
図１（Ｂ）に示す表層側多層膜３のモリブデン層３ａの厚さｄ３ａは、一例で２．６０ｎｍ、シリコン層３ｂの厚さｄ３ｂは、一例で４．３０ｎｍである。したがって、表層側多層膜３の周期長ｄ３ｐ（＝ｄ３ａ＋ｄ３ｂ）は６．９０ｎｍとなる。
図１（Ｃ）に示す深層側多層膜２に含まれる酸化モリブデン層２ｃの厚さｄ２ｃは、１０Å（＝１．０ｎｍ）である。多層膜２の周期長ｄ２ｐ（＝ｄ２ａ＋ｄ２ｂ＋ｄ２ｃ）は、表層側多層膜３の周期長ｄ３ｐよりもおよそ０．０２ｎｍ薄く（ｄ２ｐ≒６．８８ｎｍ）成膜されており、ｄ２ａ≒１．５８ｎｍ、ｄ２ｂ≒４．３０ｎｍである。これは、多層膜２と３の各単位周期構造中において、波長１３ｎｍのＥＵＶ光に対する実効光路長が等しくなるように調整するためである。
したがって、多層膜反射鏡全体の厚さ（総膜厚）は、Ｄ≒６．９×４０＝２７６（ｎｍ）である。
【００１９】
以下に、本実施形態の多層膜反射鏡を成膜する方法について説明する。
まず、基板１０上にモリブデン層２ａをスパッタにより成膜する。
次に、モリブデン層２ａに酸素イオンビームを照射して、モリブデン層２ａの一部（図中上面）を酸化し、酸化モリブデン層２ｃを形成する。
酸化モリブデン層２ｃの上にシリコン層２ｂをスパッタにより成膜する。
上記と同様の手順を繰り返して、モリブデン層２ａ、酸化モリブデン層２ｃ及びシリコン層２ｂからなる単位周期構造２ｐを３０層積層する。
そして、上述のようにして形成された深層側多層膜２の上にモリブデン層３ａとシリコン層３ｂをスパッタにより交互に１０層対成膜する。
【００２０】
多層膜反射鏡の膜全体の応力に対する寄与は、反射鏡表面からの距離とは関係なくほぼ均一であるので、基板に対しては基板１０側に３０層対成膜されている深層側多層膜２の寄与が支配的である。一方、反射率に対しては、多層膜反射鏡の表面側に１０層対成膜されている表層側多層膜３の寄与が支配的である。
したがって、本実施形態によれば、総膜厚を厚くすることなく、高い反射率を確保しながら、膜の応力の小さい多層膜反射鏡を得ることができる。
【００２１】
本実施形態においては、酸素イオンビームをモリブデン層に照射して酸化モリブデン層を形成しているが、酸化モリブデン層の形成手段はこれに限らない。例えば、酸化モリブデンをターゲットとしてスパッタ成膜を行うこともできるし、モリブデンの成膜中に雰囲気ガスとして酸素ガスを導入して酸化モリブデン層を形成することもできる。
【００２２】
本実施形態の多層膜反射鏡は、モリブデン、シリコン及び酸化モリブデンから構成されているが、多層膜反射鏡を構成する物質はこれに限らない。例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデンカーバイド（Ｍｏ２Ｃ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等を含む構造としてもよい。さらに、モリブデン、シリコン及び酸化モリブデン以外の物質を用いた第４の層を含む構造とすることもできる。
【００２３】
また、上記の実施形態においては、基板１０上の第１層目としてモリブデンを成膜しているが、シリコンから成膜してもよい。但し、この場合も多層膜反射鏡の表面がシリコン層になるように、最上層のモリブデン層の上にもう一層シリコン層を形成する。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る多層膜反射鏡について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態に係る多層膜反射鏡を示す図である。図２（Ａ）は、多層膜反射鏡全体を示す断面図であり、図２（Ｂ）〜図２（Ｅ）は、多層膜反射鏡を構成する各段の多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図である。
図２（Ａ）に示す多層膜反射鏡は、低熱膨張性ガラス基板２０上に、合計４０層対の多層膜２１が積層されている。多層膜２１は、ガラス基板２０に近いほうから多層膜２２、２３、２４、２５が順に各々１０層対ずつ積層されて構成されている。図２（Ｅ）に示す第１の多層膜２２は、モリブデン層２２ａの上に酸化モリブデン層２２ｃが形成され、その上にシリコン層２２ｂが成膜された単位周期構造２２ｐが基板２０上に１０層積層されている。第２の多層膜２３（図２（Ｄ））及び第３の多層膜２４（図２（Ｃ））は、各層（モリブデン層、酸化モリブデン層及びシリコン層）の厚さが異なるのみで、第１の多層膜２２とほぼ同様の構成を有している。
【００２５】
図２（Ｂ）に示す第４の多層膜２５は、上述の第１の実施形態における表層側多層膜３（図１（Ｂ）参照。）と同様の構成となっており、第３の多層膜２４の上にモリブデン層２５ａとシリコン層２５ｂからなる単位周期構造２５ｐが１０層対積層されている。第４の多層膜２５のモリブデン層２５ａの厚さｄ２５ａは、一例で２．６０ｎｍ、シリコン層２５ｂの厚さｄ２５ｂは、一例で４．３０ｎｍであり、周期長ｄ２５ｐ（＝ｄ２５ａ＋ｄ２５ｂ）は、６．９０ｎｍとなる。
【００２６】
図２（Ｃ）〜図２（Ｅ）に示す多層膜２４、２３、２２においては、多層膜反射鏡の表面側（図２（Ａ）の上側）の多層膜に含まれる酸化モリブデン層ほど薄くなっており、ｄ２２ａ＝１．５、ｄ２２ｂ＝１．０、ｄ２２ｃ＝０．５である（単位はｎｍ）。そして、各多層膜２２、２３、２４の各単位周期構造中における波長１３ｎｍのＥＵＶ光に対する実効光路長が、多層膜２５の単位周期構造中における実効光路長と等しくなるように、各多層膜２２、２３、２４を構成するモリブデン層、酸化モリブデン層、シリコン層の厚さが調整されている。例えば、ｄ２２ａ＝１．０７、ｄ２２ｂ＝４．３０、ｄ２３ａ＝１．５８、ｄ２３ｂ＝４．３０、ｄ２４ａ＝２．０９、ｄ２４ｂ＝４．３０であり、ｄ２２ｐ＝６．８７、ｄ２３ｐ＝６．８８、ｄ２４ｐ＝６．８９である（単位はｎｍ）。
多層膜反射鏡全体の厚さ（総膜厚）は、Ｄ′≒６．９×４０＝２７６ｎｍとなる。
【００２７】
本実施形態の多層膜反射鏡を成膜する方法は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００２８】
本実施形態によれば、多層膜反射鏡の表面（反射面）側ほど、多層膜に含まれる酸素の割合を小さくすることができるので、より高い反射率を得ることができる。
【００２９】
本実施形態においては、酸化モリブデン層の厚さを１０層対ごとに変化させているが、多層膜中の酸化モリブデン層の厚さの分布はこれに限るものではない。例えば、１層対ごとに酸化モリブデン層の厚さを変えてもよい。いずれにせよ、表層側の多層膜に含まれる酸化モリブデン層が薄くなるようにすればよい。
【００３０】
以下に、上述の多層膜反射鏡を用いた露光装置の例としてＥＵＶ露光装置について説明する。
図３は、ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の概略構成を示す図である。
図３に示すＥＵＶ露光装置は、光源を含む照明系ＩＬを備えている。照明系ＩＬから放射されたＥＵＶ光（一般に波長５〜２０ｎｍが用いられ、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長が用いられる）は、折り返しミラー３０１で反射してレチクル３０２に照射される。
【００３１】
レチクル３０２は、レチクルステージ３０３に固定されたチャック３０３ａに吸着・保持されている。このレチクルステージ３０３は、走査方向に１００ｍｍ以上のストロークを持ち、レチクル面内の走査方向と直交する方向に微小ストロークを持ち、光軸方向にも微小ストロークを持っている。レチクルステージ３０３の走査方向及びこれに直交する方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、光軸方向はレチクルフォーカス送光系３０４とレチクルフォーカス受光系３０５からなるレチクルフォーカスセンサでモニタされている。
【００３２】
レチクル３０２で反射したＥＵＶ光は、図中下側の光学鏡筒３１４内に入射する。このＥＵＶ光は、レチクル３０２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル３０２にはＥＵＶ光を反射する多層膜が形成されており、この多層膜の上に吸収層（例えばＮｉやＡｌ）の有無でパターニングされている。
【００３３】
光学鏡筒３１４内に入射したＥＵＶ光は、第１ミラー３０６で反射した後、第２ミラー３０７、第３ミラー３０８、第４ミラー３０９で順次反射し、最終的にはウェハ３１０に対して垂直に入射する。これらのレチクル３０２やミラー３０６〜３０９としては本発明の多層膜反射鏡を用いるものとする。投影系の縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。この図では、ミラーは４枚であるが、Ｎ．Ａ．（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）をより大きくするためには、ミラーを６枚あるいは８枚にすると効果的である。鏡筒３１４の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡３１５が配置されている。
【００３４】
ウェハ３１０は、ウェハステージ３１１に固定されたチャック３１１ａの上にチャック・保持されている。このウェハステージ３１１は、光軸と直交する面内を自由に移動することができ、ストロークは一例で３００〜４００ｍｍである。同ウェハステージ３１１は、光軸方向にも微小ストロークの上下が可能で、光軸方向の位置はウェハオートフォーカス送光系３１２とウェハオートフォーカス受光系３１３からなるウェハフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ３１１の光軸と直交する面内における位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされている。露光動作において、レチクルステージ３０３とウェハステージ３１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、４：１あるいは５：１で同期走査される。
【００３５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の多層膜反射鏡によると、高い反射率を確保することができ、多層膜の内部応力が低くて歪みの小さい多層膜反射鏡を得ることができる。さらに、総膜厚があまり厚くならないので、周期長の面内分布の制御が容易になる。
本発明の露光装置は、本発明の多層膜反射鏡を用いることにより、高い波面精度と高い反射率を有する光学系を構成することができるので、スループットを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る多層膜反射鏡を示す図である。
（Ａ） 多層膜反射鏡全体を示す断面図である。
（Ｂ） 深層側多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図である。
（Ｃ） 表層側多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る多層膜反射鏡を示す図である。
（Ａ） 多層膜反射鏡全体を示す断面図である。
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ） 多層膜反射鏡を構成する各段の多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図である。
【図３】ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 多層膜
１０ 基板
２ 深層側多層膜
２ａ、３ａ モリブデン層
２ｂ、３ｂ シリコン層
２ｃ 酸化モリブデン層
２ｐ、３ｐ 単位周期構造
３ 表層側多層膜
２０ 基板
２１ 多層膜
２２ 第１の多層膜
２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ モリブデン層
２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ シリコン層
２２ｃ、２３ｃ、２４ｃ 酸化モリブデン層
２２ｐ、２３ｐ、２４ｐ、２５ｐ 単位周期構造
２３ 第２の多層膜
２４ 第３の多層膜
２５ 第４の多層膜
３０１ 折り返しミラー
３０２ レチクル
３０３ レチクルステージ
３０３ａ チャック
３０４ レチクルフォーカス送光系
３０５ レチクルフォーカス受光系
３０６、３０７、３０８、３０９ 多層膜反射鏡
３１０ ウェハ
３１１ ウェハステージ
３１１ａ チャック
３１２ ウェハオートフォーカス送光系
３１３ ウェハオートフォーカス受光系
ＩＬ 照明系
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層膜反射鏡及び露光装置に関する。特には、高い反射率を確保することができ、多層膜の内部応力が低くて歪みの小さい多層膜反射鏡等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路素子の微細化のいっそうの進展に伴い、紫外線に代わって、波長１１〜１４ｎｍ程度の軟Ｘ線を使用する投影リソグラフィの開発が進められている（非特許文献１参照。）。この技術は、最近ではＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、極紫外線）リソグラフィとも呼ばれている。この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、５０ｎｍ以下の解像力を有するリソグラフィ技術として期待されている。
【０００３】
この軟Ｘ線の波長帯では、物質の屈折率が１に非常に近いので、屈折を利用した従来の光学素子は使用できない。それに代わって、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の位相を合わせることによりその反射光を多数重畳させて全体としては高い反射率を得る多層膜反射鏡などが使用される。
【０００４】
このような多層膜反射鏡においては、入射光の波長帯により、高い反射率を得るのに適した材質が異なる。例えば、１３．４ｎｍ付近の波長帯では、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層を交互に積層した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る。また、１１．３ｎｍ付近の波長帯では、Ｍｏ層とベリリウム（Ｂｅ）層を交互に積層した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（非特許文献２参照。）。
【０００５】
ＥＵＶリソグラフィで用いられる光学系は、高精度に研磨した基板表面に上述のような多層膜を成膜した多層膜反射鏡によって構成される。この光学系において、必要な透過波面精度を得るためには、反射鏡の形状精度が０．３ｎｍＲＭＳ以下であることが要請される。しかしながら、高精度で基板の加工を行ったとしても、基板表面に多層膜を成膜すると、多層膜の内部応力によって基板が変形して、反射鏡の形状精度が悪化するという問題がある。
【０００６】
上記の問題を解決するために、いくつかの方法が提案されている。そのうちの一つは、多層膜中に酸化モリブデン（ＭｏＯ２）層を形成する方法である（特許文献１参照。）。通常、ＥＵＶ光の反射鏡に用いられる、４０〜５０層対のＭｏ／Ｓｉ多層膜は３００〜５００ＭＰａの圧縮応力を有しているが、上記のような形状精度の低下を防止するためには、多層膜の内部応力を少なくとも１００ＭＰａ以下に抑えなければならないとされている。この方法によると、Ｍｏ層の一部を酸化することにより、多層膜の応力を２５ＭＰａ以下に低下させることができるとされている。
また、その他の方法としては、基板上にＭｏ／Ｓｉ多層膜とは、逆符号の応力を有する緩衝層を成膜し、その上にＭｏ／Ｓｉ多層膜を成膜することにより、多層膜の応力を相殺する方法が提案されている（特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特願２００１−２３２５７５号
【特許文献２】
特表２００２−５０４７１５号公報
【非特許文献１】
ダニエル・エイ・ティチノール（Ｄａｎｉｅｌ Ａ． Ｔｉｃｈｅｎｏｒ）、外２１名、「極紫外線実験装置の開発における最新情報（Ｒｅｃｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＥＵＶＬ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｔｏｏｌ）」、「国際光工学会会報（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＰＩＥ）」、（米国）、国際光工学会（ＳＰＩＥ， Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、１９９５年５月、第２４３７巻、ｐ．２９２
【非特許文献２】
クラウド・モンカー（Ｃｌａｕｄｅ Ｍｏｎｔｃａｌｍ）、外５名、「極紫外線リソグラフィに用いる多層反射膜コーティング（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｆｏｒ ｅｘｔｒｅｍｅ−ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）」、「国際光工学会会報（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＰＩＥ）」、（米国）、国際光工学会（ＳＰＩＥ， Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、１９９８年６月、第３３３１巻、ｐ．４２
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のモリブデン層の一部を酸化する手法では、多層膜中に酸素が含まれることになり、波長１３ｎｍ付近のＥＵＶ光に対する反射率が低下するという問題が生じる。例えば、多層膜の周期構造中に厚さ５Åの酸化モリブデン層を形成した場合、多層膜の反射率は５％以上低下する。
【０００９】
一方、特許文献２の方法によると、基板表面に成膜される膜（緩衝層＋多層膜）が厚くなってしまうため、多層膜周期長の面内分布を高精度で制御することが困難になるという問題が生じる。周期長の面内分布とは、多層膜の各層を成膜した際に生じる面内の周期長（膜厚）のムラのことである。
周期長の面内分布は、そのまま成膜後の反射鏡表面の面形状に反映されるため、通常のＭｏ／Ｓｉ多層膜では、周期長の分布を少なくとも周期長の０．１％以下に抑える必要があるとされている。ＥＵＶリソグラフィで用いられるＭｏ／Ｓｉ多層膜の周期長は一例で６．９ｎｍであるので、この０．１％は０．００６９ｎｍとなり、非常に高精度の膜厚分布制御が必要となる。
ところが、緩衝層として総膜厚が３００ｎｍ程度のＭｏ／Ｂｅ多層膜を成膜した場合、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜を含む基板上の総膜厚は倍の６００ｎｍ程度になる。すると、各多層膜に要求される周期長分布は、半分の０．０５％（０．００３４５ｎｍ）以下となり、さらに高い精度で周期長分布の制御を行わなければならなくなる。
上記の点に鑑み、本発明は、高い反射率を確保することができ、多層膜の内部応力が低くて歪みの小さい多層膜反射鏡等を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の多層膜反射鏡は、使用波長域における屈折率と真空の屈折率との屈折率差が大きい物質で形成された第１の層と、前記屈折率差が小さい物質で形成された第２の層とからなる層対を、基板上に略一定の周期長で複数積層してなる多層膜反射鏡であって、前記第１の層と第２の層との間に応力緩衝層が形成されており、該応力緩衝層の厚さが前記多層膜の厚さ方向で変化していることを特徴とする。
応力緩衝層の分布を調整することで、総膜厚をあまり厚くすることなく、高い反射率を確保しつつ、膜応力を抑えることができる。
【００１１】
本発明の第２の多層膜反射鏡は、使用波長域における屈折率と真空の屈折率との屈折率差が大きい物質で形成された第１の層と、前記屈折率差が小さい物質で形成された第２の層とからなる層対を、基板上に略一定の周期長で複数積層してなる多層膜反射鏡であって、前記複数の層対の一部のものについては、前記第１の層と第２の層との間に応力緩衝層が形成されていることを特徴とする。つまり、応力緩衝層を一部の層対については設けるが、一部の層対については設けない。このような方法でも上記の作用・効果を達成可能である。
【００１２】
本発明の多層膜反射鏡においては、前記応力緩衝層の厚さが、前記基板に近い側（深層側）で厚く、前記基板から遠い表層側で薄いか無いものとすることができる。
本発明の多層膜反射鏡によれば、反射鏡の表面（反射面）側において、応力緩衝層が薄くなっているか、あるいは、無いので、応力緩衝層があるために反射率が低くなるのを防ぐことができる。一方、反射多層膜の内部応力に対する寄与は、基板に近い深層側の層対が支配的であるので、その部分の層対に応力緩衝層を設けて内部応力を低減する。これにより、反射率がそれほど低下せず、且つ、歪みの少ない反射鏡を提供できる。
【００１３】
また、本発明の多層膜反射鏡においては、前記第１の層、第２の層及び応力緩衝層の１組からなる略周期構造の周期長が、単位略周期構造中を通過する波長１３ｎｍ付近のＥＵＶ光に対して、光路長が一定となるように周期長が調整されていることを特徴とするものとすることができる。
この場合、多層膜反射鏡の単位略周期構造の厚さを応力緩衝層を含んでいる分調整することにより、各単位周期構造中を通過するＥＵＶ光に対する光路長が一定になっているので、高い反射率を得ることができる。
【００１４】
本発明の多層膜反射鏡においては、前記第１層がモリブデン（Ｍｏ）からなり、前記第２層がシリコン（Ｓｉ）からなり、前記第３層が酸化モリブデン（ＭｏＯ２）からなるものとすることができる。
【００１５】
本発明の多層膜反射鏡においては、前記多層膜の総膜厚が３５０ｎｍ以下とすることが好ましい。この場合、多層膜の周期長の反射面内における分布に対する要求精度が比較的緩くなるので、多層膜の形状精度の制御が容易になる。
【００１６】
本発明の露光装置は、ＥＵＶ光（軟Ｘ線）を発生させるＥＵＶ光源と、このＥＵＶ光源からのＥＵＶ光をマスクに導く照明光学系と、前記マスクからのＥＵＶ光を感応基板に導く投影光学系とを有し、前記マスク上のパターンを前記感応基板上に転写する露光装置であって、前記照明光学系又は投影光学系の中に本発明の多層膜反射鏡が配置されていることを特徴とする。
本発明の露光装置によれば、ＥＵＶ光学系として高い波面精度と高い反射率を併せて達成することができるので、露光作業のスループットの高いＥＵＶ露光装置を提供できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る多層膜反射鏡を示す図である。図１（Ａ）は、多層膜反射鏡全体を示す断面図であり、図１（Ｂ）は、深層側多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図であり、図１（Ｃ）は、表層側多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図である。
図１（Ａ）に示す多層膜反射鏡は、低熱膨張性ガラス基板１０上に合計４０層対の多層膜１が積層されている。多層膜１のうちのガラス基板１０に近いほうの３０層対が深層側多層膜２である。深層側多層膜２の上の表面に近いほうの１０層対が表層側多層膜３である。図１（Ｃ）に示す深層側多層膜２は、モリブデン層２ａの上に酸化モリブデン層２ｃが形成され、その上にシリコン層２ｂが成膜された単位周期構造２ｐが基板１上に３０層積層されている。図１（Ｂ）に示す表層側多層膜３は、深層側多層膜２の上にモリブデン層３ａとシリコン層３ｂが交互に成膜されてなる単位周期構造３ｐが１０層対積層されている。
【００１８】
図１（Ｂ）に示す表層側多層膜３のモリブデン層３ａの厚さｄ３ａは、一例で２．６０ｎｍ、シリコン層３ｂの厚さｄ３ｂは、一例で４．３０ｎｍである。したがって、表層側多層膜３の周期長ｄ３ｐ（＝ｄ３ａ＋ｄ３ｂ）は６．９０ｎｍとなる。
図１（Ｃ）に示す深層側多層膜２に含まれる酸化モリブデン層２ｃの厚さｄ２ｃは、１０Å（＝１．０ｎｍ）である。多層膜２の周期長ｄ２ｐ（＝ｄ２ａ＋ｄ２ｂ＋ｄ２ｃ）は、表層側多層膜３の周期長ｄ３ｐよりもおよそ０．０２ｎｍ薄く（ｄ２ｐ≒６．８８ｎｍ）成膜されており、ｄ２ａ≒１．５８ｎｍ、ｄ２ｂ≒４．３０ｎｍである。これは、多層膜２と３の各単位周期構造中において、波長１３ｎｍのＥＵＶ光に対する実効光路長が等しくなるように調整するためである。
したがって、多層膜反射鏡全体の厚さ（総膜厚）は、Ｄ≒６．９×４０＝２７６（ｎｍ）である。
【００１９】
以下に、本実施形態の多層膜反射鏡を成膜する方法について説明する。
まず、基板１０上にモリブデン層２ａをスパッタにより成膜する。
次に、モリブデン層２ａに酸素イオンビームを照射して、モリブデン層２ａの一部（図中上面）を酸化し、酸化モリブデン層２ｃを形成する。
酸化モリブデン層２ｃの上にシリコン層２ｂをスパッタにより成膜する。
上記と同様の手順を繰り返して、モリブデン層２ａ、酸化モリブデン層２ｃ及びシリコン層２ｂからなる単位周期構造２ｐを３０層積層する。
そして、上述のようにして形成された深層側多層膜２の上にモリブデン層３ａとシリコン層３ｂをスパッタにより交互に１０層対成膜する。
【００２０】
多層膜反射鏡の膜全体の応力に対する寄与は、反射鏡表面からの距離とは関係なくほぼ均一であるので、基板に対しては基板１０側に３０層対成膜されている深層側多層膜２の寄与が支配的である。一方、反射率に対しては、多層膜反射鏡の表面側に１０層対成膜されている表層側多層膜３の寄与が支配的である。
したがって、本実施形態によれば、総膜厚を厚くすることなく、高い反射率を確保しながら、膜の応力の小さい多層膜反射鏡を得ることができる。
【００２１】
本実施形態においては、酸素イオンビームをモリブデン層に照射して酸化モリブデン層を形成しているが、酸化モリブデン層の形成手段はこれに限らない。例えば、酸化モリブデンをターゲットとしてスパッタ成膜を行うこともできるし、モリブデンの成膜中に雰囲気ガスとして酸素ガスを導入して酸化モリブデン層を形成することもできる。
【００２２】
本実施形態の多層膜反射鏡は、モリブデン、シリコン及び酸化モリブデンから構成されているが、多層膜反射鏡を構成する物質はこれに限らない。例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデンカーバイド（Ｍｏ２Ｃ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等を含む構造としてもよい。さらに、モリブデン、シリコン及び酸化モリブデン以外の物質を用いた第４の層を含む構造とすることもできる。
【００２３】
また、上記の実施形態においては、基板１０上の第１層目としてモリブデンを成膜しているが、シリコンから成膜してもよい。但し、この場合も多層膜反射鏡の表面がシリコン層になるように、最上層のモリブデン層の上にもう一層シリコン層を形成する。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る多層膜反射鏡について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態に係る多層膜反射鏡を示す図である。図２（Ａ）は、多層膜反射鏡全体を示す断面図であり、図２（Ｂ）〜図２（Ｅ）は、多層膜反射鏡を構成する各段の多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図である。
図２（Ａ）に示す多層膜反射鏡は、低熱膨張性ガラス基板２０上に、合計４０層対の多層膜２１が積層されている。多層膜２１は、ガラス基板２０に近いほうから多層膜２２、２３、２４、２５が順に各々１０層対ずつ積層されて構成されている。図２（Ｅ）に示す第１の多層膜２２は、モリブデン層２２ａの上に酸化モリブデン層２２ｃが形成され、その上にシリコン層２２ｂが成膜された単位周期構造２２ｐが基板２０上に１０層積層されている。第２の多層膜２３（図２（Ｄ））及び第３の多層膜２４（図２（Ｃ））は、各層（モリブデン層、酸化モリブデン層及びシリコン層）の厚さが異なるのみで、第１の多層膜２２とほぼ同様の構成を有している。
【００２５】
図２（Ｂ）に示す第４の多層膜２５は、上述の第１の実施形態における表層側多層膜３（図１（Ｂ）参照。）と同様の構成となっており、第３の多層膜２４の上にモリブデン層２５ａとシリコン層２５ｂからなる単位周期構造２５ｐが１０層対積層されている。第４の多層膜２５のモリブデン層２５ａの厚さｄ２５ａは、一例で２．６０ｎｍ、シリコン層２５ｂの厚さｄ２５ｂは、一例で４．３０ｎｍであり、周期長ｄ２５ｐ（＝ｄ２５ａ＋ｄ２５ｂ）は、６．９０ｎｍとなる。
【００２６】
図２（Ｃ）〜図２（Ｅ）に示す多層膜２４、２３、２２においては、多層膜反射鏡の表面側（図２（Ａ）の上側）の多層膜に含まれる酸化モリブデン層ほど薄くなっており、ｄ２２ａ＝１．５、ｄ２２ｂ＝１．０、ｄ２２ｃ＝０．５である（単位はｎｍ）。そして、各多層膜２２、２３、２４の各単位周期構造中における波長１３ｎｍのＥＵＶ光に対する実効光路長が、多層膜２５の単位周期構造中における実効光路長と等しくなるように、各多層膜２２、２３、２４を構成するモリブデン層、酸化モリブデン層、シリコン層の厚さが調整されている。例えば、ｄ２２ａ＝１．０７、ｄ２２ｂ＝４．３０、ｄ２３ａ＝１．５８、ｄ２３ｂ＝４．３０、ｄ２４ａ＝２．０９、ｄ２４ｂ＝４．３０であり、ｄ２２ｐ＝６．８７、ｄ２３ｐ＝６．８８、ｄ２４ｐ＝６．８９である（単位はｎｍ）。
多層膜反射鏡全体の厚さ（総膜厚）は、Ｄ′≒６．９×４０＝２７６ｎｍとなる。
【００２７】
本実施形態の多層膜反射鏡を成膜する方法は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００２８】
本実施形態によれば、多層膜反射鏡の表面（反射面）側ほど、多層膜に含まれる酸素の割合を小さくすることができるので、より高い反射率を得ることができる。
【００２９】
本実施形態においては、酸化モリブデン層の厚さを１０層対ごとに変化させているが、多層膜中の酸化モリブデン層の厚さの分布はこれに限るものではない。例えば、１層対ごとに酸化モリブデン層の厚さを変えてもよい。いずれにせよ、表層側の多層膜に含まれる酸化モリブデン層が薄くなるようにすればよい。
【００３０】
以下に、上述の多層膜反射鏡を用いた露光装置の例としてＥＵＶ露光装置について説明する。
図３は、ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の概略構成を示す図である。
図３に示すＥＵＶ露光装置は、光源を含む照明系ＩＬを備えている。照明系ＩＬから放射されたＥＵＶ光（一般に波長５〜２０ｎｍが用いられ、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長が用いられる）は、折り返しミラー３０１で反射してレチクル３０２に照射される。
【００３１】
レチクル３０２は、レチクルステージ３０３に固定されたチャック３０３ａに吸着・保持されている。このレチクルステージ３０３は、走査方向に１００ｍｍ以上のストロークを持ち、レチクル面内の走査方向と直交する方向に微小ストロークを持ち、光軸方向にも微小ストロークを持っている。レチクルステージ３０３の走査方向及びこれに直交する方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、光軸方向はレチクルフォーカス送光系３０４とレチクルフォーカス受光系３０５からなるレチクルフォーカスセンサでモニタされている。
【００３２】
レチクル３０２で反射したＥＵＶ光は、図中下側の光学鏡筒３１４内に入射する。このＥＵＶ光は、レチクル３０２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル３０２にはＥＵＶ光を反射する多層膜が形成されており、この多層膜の上に吸収層（例えばＮｉやＡｌ）の有無でパターニングされている。
【００３３】
光学鏡筒３１４内に入射したＥＵＶ光は、第１ミラー３０６で反射した後、第２ミラー３０７、第３ミラー３０８、第４ミラー３０９で順次反射し、最終的にはウェハ３１０に対して垂直に入射する。これらのレチクル３０２やミラー３０６〜３０９としては本発明の多層膜反射鏡を用いるものとする。投影系の縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。この図では、ミラーは４枚であるが、Ｎ．Ａ．（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）をより大きくするためには、ミラーを６枚あるいは８枚にすると効果的である。鏡筒３１４の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡３１５が配置されている。
【００３４】
ウェハ３１０は、ウェハステージ３１１に固定されたチャック３１１ａの上にチャック・保持されている。このウェハステージ３１１は、光軸と直交する面内を自由に移動することができ、ストロークは一例で３００〜４００ｍｍである。同ウェハステージ３１１は、光軸方向にも微小ストロークの上下が可能で、光軸方向の位置はウェハオートフォーカス送光系３１２とウェハオートフォーカス受光系３１３からなるウェハフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ３１１の光軸と直交する面内における位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされている。露光動作において、レチクルステージ３０３とウェハステージ３１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、４：１あるいは５：１で同期走査される。
【００３５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の多層膜反射鏡によると、高い反射率を確保することができ、多層膜の内部応力が低くて歪みの小さい多層膜反射鏡を得ることができる。さらに、総膜厚があまり厚くならないので、周期長の面内分布の制御が容易になる。
本発明の露光装置は、本発明の多層膜反射鏡を用いることにより、高い波面精度と高い反射率を有する光学系を構成することができるので、スループットを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る多層膜反射鏡を示す図である。
（Ａ） 多層膜反射鏡全体を示す断面図である。
（Ｂ） 深層側多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図である。
（Ｃ） 表層側多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る多層膜反射鏡を示す図である。
（Ａ） 多層膜反射鏡全体を示す断面図である。
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ） 多層膜反射鏡を構成する各段の多層膜の単位周期構造を拡大して示す断面図である。
【図３】ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 多層膜
１０ 基板
２ 深層側多層膜
２ａ、３ａ モリブデン層
２ｂ、３ｂ シリコン層
２ｃ 酸化モリブデン層
２ｐ、３ｐ 単位周期構造
３ 表層側多層膜
２０ 基板
２１ 多層膜
２２ 第１の多層膜
２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ モリブデン層
２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ シリコン層
２２ｃ、２３ｃ、２４ｃ 酸化モリブデン層
２２ｐ、２３ｐ、２４ｐ、２５ｐ 単位周期構造
２３ 第２の多層膜
２４ 第３の多層膜
２５ 第４の多層膜
３０１ 折り返しミラー
３０２ レチクル
３０３ レチクルステージ
３０３ａ チャック
３０４ レチクルフォーカス送光系
３０５ レチクルフォーカス受光系
３０６、３０７、３０８、３０９ 多層膜反射鏡
３１０ ウェハ
３１１ ウェハステージ
３１１ａ チャック
３１２ ウェハオートフォーカス送光系
３１３ ウェハオートフォーカス受光系
ＩＬ 照明系
Claims (7)
- 使用波長域における屈折率と真空の屈折率との屈折率差が大きい物質で形成された第１の層と、前記屈折率差が小さい物質で形成された第２の層とからなる層対を、基板上に略一定の周期長で複数積層してなる多層膜反射鏡であって、
前記第１の層と第２の層との間に応力緩衝層が形成されており、
該応力緩衝層の厚さが前記多層膜の厚さ方向で変化していることを特徴とする多層膜反射鏡。 - 使用波長域における屈折率と真空の屈折率との屈折率差が大きい物質で形成された第１の層と、前記屈折率差が小さい物質で形成された第２の層とからなる層対を、基板上に略一定の周期長で複数積層してなる多層膜反射鏡であって、
前記複数の層対の一部のものについては、前記第１の層と第２の層との間に応力緩衝層が形成されていることを特徴とする多層膜反射鏡。 - 前記応力緩衝層の厚さが、前記基板に近い側（深層側）で厚く、前記基板から遠い表層側で薄いか無いことを特徴とする請求項１又は２記載の多層膜反射鏡。
- 前記第１の層、第２の層及び応力緩衝層の１組からなる略周期構造の周期長が、単位略周期構造中を通過する波長１３ｎｍ付近のＥＵＶ光に対して、光路長が一定となるように周期長が調整されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の多層膜反射鏡。
- 前記第１層がモリブデン（Ｍｏ）からなり、
前記第２層がシリコン（Ｓｉ）からなり、
前記第３層が酸化モリブデン（ＭｏＯ２）からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１層記載の多層膜反射鏡。 - 前記多層膜の総膜厚が３５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１層記載の多層膜反射鏡。
- ＥＵＶ光（軟Ｘ線）を発生させるＥＵＶ光源と、このＥＵＶ光源からのＥＵＶ光をマスクに導く照明光学系と、前記マスクからのＥＵＶ光を感応基板に導く投影光学系とを有し、前記マスク上のパターンを前記感応基板上に転写する露光装置であって、
前記照明光学系又は投影光学系の中に請求項１〜６のいずれか１項に記載の多層膜反射鏡が配置されていることを特徴とする露光装置。
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