JP2005302963A - 露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】安全性を維持し、微細加工を可能として、生産性の高い露光装置を提供する。
【解決手段】波長約１１ｎｍの光を利用してマスクパターンを被処理体に転写する露光装置１００であって、Ｂｅ層を含む多層膜を有する反射型光学素子から構成される投影光学系１３０と、第１の反射率を有する第１の層と、第１の反射率よりも低い第２の反射率を有する第２の層とを有する多層膜を含み、前記マスクパターンを有する反射型マスク１２０とを有し、前記第１の層はＶ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｗのいずれかを含み、前記第２の層は、Ｌｉ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｆ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｃ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｌａ，Ｍｇ，Ｆ，Ｗ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒのいずれかを含み、第１、第２層ともＢｅを含まない構成とする。
【選択図】図１
【解決手段】波長約１１ｎｍの光を利用してマスクパターンを被処理体に転写する露光装置１００であって、Ｂｅ層を含む多層膜を有する反射型光学素子から構成される投影光学系１３０と、第１の反射率を有する第１の層と、第１の反射率よりも低い第２の反射率を有する第２の層とを有する多層膜を含み、前記マスクパターンを有する反射型マスク１２０とを有し、前記第１の層はＶ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｗのいずれかを含み、前記第２の層は、Ｌｉ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｆ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｃ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｌａ，Ｍｇ，Ｆ，Ｗ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒのいずれかを含み、第１、第２層ともＢｅを含まない構成とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、露光装置の光学素子に使用される多層膜の構造に関する。本発明は、例えば、波長約１１ｎｍの極端紫外線（ＥＵＶ：ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を利用して半導体ウェハ用の基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を投影露光する露光装置に好適である。
従来から半導体メモリや論理回路などの半導体素子を製造する投影露光装置は、微細加工の要求だけでなく生産性の向上及び作業上での安全性が要求されている。露光装置でより微細なパターンを加工する手段、即ち、解像力を向上させる手段としては、露光波長を短くする方法が一般的である。そのため、近年では、微細な回路パターンを効率よく焼き付けるために、１０乃至１５ｎｍ程度の短い波長のＥＵＶ光を用いたＥＵＶ露光装置が提案されている。その中でも、１３．５ｎｍ付近の波長の光が、一般的に広く利用されている。
ＥＵＶ光領域では物質による光の吸収が非常に大きくなるので、可視光や紫外光で用いられるような光の屈折を利用したレンズ光学系を使用することは実用的ではなく、ＥＵＶ露光装置においては反射型光学系が用いられる。
ＥＵＶ露光装置において採用される反射型光学素子としては、高い反射率を得ることができる多層膜ミラーが使用される。多層膜ミラーは、平面基板の上に異なる２種類以上の物質を交互に積層したもので、積層数は４０層程度である。また、多層膜ミラーは、反射型光学素子のみならず、反射型マスクにも用いられている。この場合、原版であるマスクは、ミラーの上に光の吸収体によって転写すべきパターンを形成した反射型マスクや、ミラーそのものに転写すべきパターンを加工した反射型マスクが用いられる。
積層する膜の組み合わせは、ＥＵＶ光の波長に依存して選択され、例えば、波長が１３．５ｎｍ付近であると、多層膜ミラーの組み合わせは、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層の組み合わせが最も高い反射率を示す。そのため、波長が１３．５ｎｍ付近の場合、多層膜にＭｏ／Ｓｉが一般的に用いられる（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、近年の生産性の向上の要求により、今まで以上にスループットを上げる必要があり、光源から出射される光量において１３．５ｎｍ付近の光量よりも大きい光量となる波長が望まれる。このために、１３．５ｎｍの光量と比べると約２．２倍も大きい１１ｎｍ付近の波長の使用が検討されている（例えば、特許文献２参照）。この場合、多層膜ミラーには、ベリリウム（Ｂｅ）とモリブデン（Ｍｏ）とから成る多層膜を使用すると反射率が最も高く、反射型光学素子及び反射型マスクへの使用が提案されている。
特開平１−１７５７３６号公報
米国特許第６２２８５１２号
化学安全性（ハザード）評価シート（官報公示整理番号１−２８４化学 物質管理促進法）ＣＡＳ番号７４４０−４１−７
しかしながら、Ｂｅは、安全性の理由から使用上の制限がある（例えば、非特許文献１参照）。そのためＢｅは排出量の厳格な管理が必要である。この場合、Ｂｅを使用した反射型マスクが特に問題となる。投影光学系を構成する反射型光学素子の場合であると、露光装置内部の真空容器の中で密封されて配置されているので、一度容器内に配置すると、交換頻度が少ないため特に問題とならない。一方、反射型マスクはプロセス毎に異なるマスクと交換するため、使用枚数が多く、容器の外に反射型マスクを取り出す頻度が多いので、安全性が問題となる。
そこで、本発明は、安全性を維持し、微細加工を可能として、生産性の高い露光装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面としての露光装置は、波長約１１ｎｍの光を利用してマスクパターンを被処理体に転写する露光装置であって、Ｂｅ層を含む多層膜を有する反射型光学素子から構成される投影光学系と、第１の屈折率を有する第１の層と、第１の屈折率の実部よりも大きい実部を有する第２の屈折率を有する第２の層とを有する多層膜を含み、前記マスクパターンを有する反射型マスクとを有し、前記第１の層はＶ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｗのいずれかを含み、前記第２の層は、Ｌｉ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｆ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｃ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｌａ，Ｍｇ，Ｆ，Ｗ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒのいずれかを含むことを特徴とする。
本発明によれば、安全性を維持し、微細加工を可能として、生産性の高い露光装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態のＥＵＶ露光装置１００について説明する。ここで、図１は、ＥＵＶ露光装置１００の構成図である。ＥＵＶ露光装置１００は、露光用の照明光として波長１１ｎｍ付近のＥＵＶ光を用いて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行う投影露光装置である。
図１を参照するに、ＥＵＶ露光装置１００は、照明装置１１０と、反射型マスク１２０と、反射型マスク１２０を載置するマスクステージ１２５と、反射型投影光学系１３０と、被処理体１４０と、被処理体１４０を載置するウェハステージ１４５と、アライメント検出機構１５０と、フォーカス位置検出機構１６０とを有する。
また、図１に示すように、ＥＵＶ光は大気に対する透過率が低いため、少なくともＥＵＶ光が通る光路は真空雰囲気Ａであることが好ましい。
照明装置１１０は、反射型投影光学系１３０の円弧状の視野に対応する円弧状のＥＵＶ光により反射型マスク１２０を照明する照明装置であって、ＥＵＶ光源１１２と、照明光学系１１４より構成される。
ＥＵＶ光源１１２は、例えば、レーザープラズマ光源が用いられる。これは真空容器中のターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射される波長約１１ｎｍのＥＵＶ光を利用するものである。ターゲット材としては、金属膜、ガスジェット、液滴などが用いられる。放射されるＥＵＶ光のパルスあたりの平均強度を大きくするとともに、単位時間あたりの平均強度を安定化させるにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高い方が良く、通常数ｋＨｚの繰り返しで運転される。
ＥＵＶ光源１１２は、例えば、Ｘｅのガスジェットに対してレーザーを照射して高温のプラズマを発生させた光が用いられる。Ｘｅは不活性ガスであり、プラズマ発生時と同時に生まれるデブリが発生しにくいため、ＥＵＶ光のターゲット材としてよく用いられる。図２に示すように、ＥＵＶ光源１１２は、波長１１ｎｍ付近のときに光量が最も大きく、その光量は１３．５ｎｍ付近の波長よりも約２．２倍大きい。ここで、図２はターゲット材にＸｅを選択した場合のスペクトル分布を示すグラフである。光量が大きいと、ウェハへの光の照射時間が短縮されるため、スループットが向上し、半導体基板の生産性を向上させることができる。波長約１１ｎｍの光を使用する露光装置１００での光量は光源だけを考えると、約１３．５ｎｍの光を使用したものよりも約２．２倍大きい。その結果、ＥＵＶ露光装置１００は、ウェハの照射時間を短縮するので従来の露光装置よりも生産性を高めることができる。
照明光学系１１４は、集光ミラー、オプティカルインテグレーターなどから構成される。集光ミラーはレーザープラズマからほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光を集める役割を果たす。オプティカルインテグレーターはマスクを均一の強度でに所定の開口数で照明する役割を持っている。またレチクルの照明領域を円弧状に限定するためのアパーチャが設けられる。尚、照明光学系１１４は斜入射全反射ミラー又は以下に説明する本実施形態の多層膜ミラー１３０ａを含む。
斜入射全反射ミラーは、ＥＵＶ光の波長領域では、吸収端を除き物質の屈折率の実部は１より僅かに小さいので、入射角を大きくし、反射面すれすれにＥＵＶ光を入射させれば、全反射となる性質を利用したものである。通常、反射面から角度が数度乃至１０数度以内（入射角７０数度乃至９０度未満）の入射角で８０％以上の高い反射率を得ることができる。しかし、斜入斜全反射ミラーは入射角の制限により光学設計上の自由度が小さく、光学系も大型化してしまう問題を有する。このため、用途に応じて多層膜ミラー１３０ａと使い分けて用いられる。
反射型マスク１２０は、被処理体１４０上に転写されるべき回路パターン（又は像）が形成されており、マスクステージ１２５によって支持及び駆動される。反射型マスク１２０から発せられた回折光は、反射型投影光学系１３０で反射されて被処理体１４０上に投影される。反射型マスク１２０と被処理体１４０とは、光学的に共役の関係に配置される。ＥＵＶ露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、反射型マスク１２０と被処理体１４０を同期して走査することにより反射型マスク１２０のパターンを被処理体１４０上に縮小投影する。
反射型マスク１２０および反射型投影光学系を構成する光学素子１３５乃至１３８には、光学設計上の自由度が大きい多層膜ミラーが用いられる。
多層膜ミラーは光学定数（屈折率）の異なる２種類の薄膜を交互に積層したミラーであり、斜入射全反射ミラーよりも垂直入射に近い入射角で使用される。多層膜を構成する薄膜の材料や積層数を適正に設定することにより、７０％程度の反射率を得ることができる。
図３に示すように、多層膜ミラー１３０ａは平面基板の上に異なる反射率の２種類の物質１３１及び１３２を交互に積層したもので、光が屈折率の異なる物質１３１及び１３２の界面に入射したとき、その界面において光を反射する。単一の界面での反射率は小さく１％以下であるが、各界面で反射した光は互いに干渉し、結果として７０％程度の反射率を得る事が可能となる。ここで、図３はＥＵＶ露光装置１００の反射型投影光学系を構成する光学素子１３５乃至１３８に用いられる多層膜ミラー１３０ａを表す断面図である。
多層膜ミラーの反射率は、多層膜の数（周期数）にも依存している。図４に多層膜ミラーの反射率特性を示す。同図は、横軸に多層膜の周期数を、縦軸に反射率の最大値で規格化した反射率を採用している。図４を参照するに、４０層対程度までは多層膜の周期数の増加と共に反射率は大きく増加する。そして、４０層対以上では反射率はほぼ飽和する。従って、高い反射率を得るためには、多層膜は少なくとも４０層対程度以上積層することが好ましい。
図５は反射型マスク１２０として用いられる多層膜ミラー１２０ａの構造を表す断面図であり多層膜ミラー上にマスクのパターンとなる吸収体１２３がおかれている。反射型マスク１２０上のパターンは図５のように多層膜ミラーの上に吸収体をおいてもよいし、ミラーそのものに転写すべきパターンを加工してもよい。
反射型マスク１２０は、例えば、精密な形状に研磨されたガラス基板の表面にＭｏ層とＹ層を交互に積層して構成される。かかる層の厚さは使用する露光光の波長などによって決定され、例えば、Ｍｏ層の厚さは３．４８ｎｍ、Ｙ層の厚さは２．３２ｎｍ程度である。一般に、２種類の物質の層の厚さを加えたものは膜周期と呼ばれ、上記例では膜周期は５．８０ｎｍとなる。このような多層膜ミラーにＥＵＶ光を入射させると、特定の角度で入射する特定の波長のＥＵＶ光のみが高い反射率を有する。入射角をθ、ＥＵＶ光の波長をλ、膜周期をｄとすると、近似的には、以下に示す式１の関係を満足する様な波長λを中心とした狭いバンド幅のＥＵＶ光だけが効率よく反射される。このときのバンド幅は、０．６ｎｍ乃至１．０ｎｍ程度である。
式２には物質の屈折率を実部と虚部を用いて示す一般式を示す。
図５に示した反射型マスク１２０ａにおいては、積層された物質１２１、１２２の一方には使用するＥＵＶ光の波長に対して式２で示される屈折率の実部が小さい物質が選択され、他方には屈折率の実部が大きい物質が選択されることで、各層間の界面での反射率を高めることができる。屈折率の実部が小さい物質としては、Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｗ等からなるものが望ましい。屈折率の実部の大きい物質としては、Ｌｉ，Ｂ４Ｃ，ＢＮ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｃ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｌａ，Ｍｇ，Ｆ，Ｗ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ等からなるものが望ましい。物質１２１と１２２の界面での反射率を高めるためには、物質１２１と１２２屈折率の実部の差は０．０２以上であることが望ましい。また、物質１２１、１２２ともに、屈折率の虚部が小さい材料が好ましい。
マスクステージ１２５は、反射型マスク１２０を保持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ１２５は、当業界周知のいかなる構成をも適用することができる。図示しない移動機構はリニアモーターなどで構成され、少なくともＸ方向にマスクステージを駆動することで反射型マスク１２０を移動することができる。ＥＵＶ露光装置１００は、反射型マスク１２０と被処理体１４０を同期した状態で走査する。ここで、反射型マスク１２０又は被処理体１４０面内で走査方向をＸ、それに垂直な方向をＹ、マスク１２０又は被処理体１４０面に垂直な方向をＺとする。
反射型投影光学系１３０は複数の反射ミラーを用いて、反射型マスク１２０面上のパターンを像面上に縮小投影する。ミラー枚数は４枚乃至６枚程度である。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、反射型マスク１２０と被処理体１４０を同時に走査して広い面積を転写する。反射型投影光学系１３０の開口数ＮＡは、０．１乃至０．３程度である。
反射型投影光学系１３０に用いる複数の反射ミラーは、例えば、精密な形状に研磨されたガラス基板の表面にＭｏ層とＢｅ層を交互に積層して得られる。かかる層の厚さは、例えば、Ｍｏ層の厚さは３．３６ｎｍ、Ｂｅ層の厚さは２．２４ｎｍ程度であり、膜周期は５．６０ｎｍとなる。
反射されるＥＵＶ光の反射率は最大で０．７程度であり、反射されなかったＥＵＶ光は多層膜中あるいは基板中で吸収され、そのエネルギーの大部分が熱になる。従って、光学系全系での反射率を高めるために多層膜ミラーの枚数は最小に抑えることが好ましい。そのため、ＥＵＶに用いられる投影光学系１３０は、上述のように４乃至６枚程度の多層膜ミラーで構成されることが一般的である。
本実施形態の反射型投影光学系１３０は、多層膜ミラー１３５乃至１３８にはＭｏとＢｅを積層した多層膜ミラーを用いることが好ましい。これにより、波長１１ｎｍ付近での光に対して高い反射率を得るので、ＥＵＶ露光装置１００は被処理体１４０へ照射する光量を高め、スループットを向上させることができる。
被処理体１４０は、本実施形態ではウェハであるが、球状半導体、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体１４０には、フォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質（即ち、界面活性剤塗布による疎水性化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング（焼成）工程であり溶剤を除去する。
ウェハステージ１４５は、ウェハチャックによって被処理体１４０を支持する。ウェハステージ１４５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被処理体１４０を移動する。反射型マスク１２０と被処理体１４０は、同期して走査される。また、マスクステージ１２５とウェハステージ１４５の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。
アライメント検出機構１５０によって反射型マスク１２０の位置と反射型投影光学系１３０の光軸との位置関係、および被処理体１４０の位置と反射型投影光学系３００の光軸との位置関係が計測され、反射型マスク１２０の反射型投影像が被処理体１４０の所定の位置に一致するようにマスクステージ１２５およびウェハステージ１４５の位置と角度が設定される。
また、フォーカス位置検出機構１６０によって被処理体１４０面でＺ方向のフォーカス位置が計測され、ウェハステージ１４５の位置及び角度を制御することによって、露光中は常時被処理体１４０面を反射型投影光学系１３０による結像位置に保つ。
以下、図６を参照して、１１ｎｍ程度の波長の露光光を用いる場合の反射型投影光学ミラー１３５乃至１３８等に従来用いられてきたＭｏ／Ｂｅを使用した場合の多層膜の反射率を説明する。ここで、図６は、ＭｏとＢｅとからなる一対の層の厚さが５．６ｎｍ、Ｍｏの厚さがそのうちの４０％、積層数が４０層である反射型投影光学ミラーの反射率を示すグラフである。
図６に示す反射率はは、反射率計を使って測定される。反射率計の主要部分は光源と分光器と光量センサからなる。反射率の測定は、光源から発生した光を分光器で単色化し、特定の波長の光だけを取り出した後、試料に照射せずに特定の波長の光を直接光量センサに入射して光量センサにより計測される光量と、試料に照射し、試料から反射してきた特定波長の光を光量センサに入射して光量センサにより計測された光量とを測定し、その比から求めることが出来る。以下に示す反射率においても同様である。
図６に示した多層膜のＥＵＶ光の反射率は、１１ｎｍ付近で最も高く、７７．８％の反射率を得ることが可能であることが分かる。その結果、本実施形態のＭｏ／Ｂｅを含む多層膜ミラーを使用したＥＵＶ露光装置１００は、高い光量を被処理体１４０へ照射することができるため、微細加工を可能とするとともにスループットを向上させ、高い生産性を達成することができる。
以下、図７を参照して、本実施例において反射型マスク１２０に使用されるＭｏ／Ｓｒを使用した多層膜の反射率を説明する。ここで、図７は、ＭｏとＳｒとからなる一対の層の厚さが５．７ｎｍ、積層数が４０層である多層膜ミラーの反射率を示すグラフである。
図７において、当該多層膜ミラーのＥＵＶ光の反射率は、１１ｎｍ付近で最も高く、５８．５％の反射率を得ることが可能であることが分かる。 この場合、Ｍｏ／Ｓｒを使用した反射型マスクの反射率は５８．５％とＭｏ／Ｂｅの反射率（７７．８％）より劣ることとなる。しかし、１１ｎｍ付近の波長を持つ光を用いた場合には、従来露光波長として使用していた１３．５ｎｍ付近の光を選択して露光した場合に比べて、光源から出射される光量は約２．２倍の強度を得ることができる。また、投影光学系での多層膜ミラーとして、１３．５ｎｍ付近の露光光に用いられるＭｏ／Ｓｉは７４.１％程度の反射率であるため、６枚のミラーを用いる投影光学系全体の反射率が（７７．８／７４．１）６＝１．３４と高められる。このため、Ｍｏ／Ｓｒを使用した反射型マスクを用いた場合でも全体として、２．２×（５８．５／７４．１）×（７７．８／７４．１）６＝２．３倍もの光量をウェハ上に導くことができる。
被処理体の露光時間は露光の光量の増加に比例して短縮されるため、１１ｎｍ付近の波長の露光光を用いる場合にＭｏ／Ｓｒを使用した反射型マスクを使用することで、安全性を維持しつつ、１３．５ｎｍ付近の波長の露光光を用いる場合に比べてより微細な加工が可能で、生産性の高い露光装置を提供することができる。
例えば、ＥＵＶ露光装置のスループットが時間当たり３００ｍｍφのウェハを１２０枚程度処理する場合、ショット数はレイアウトによって変化するが１００ショットと仮定し、ウェハの受け渡し時間が十分に小さいと仮定すれば１ショットあたりの処理時間が０．３秒となる。この時間の半分を露光時間と仮定すると露光時間が０．１５秒となる。仮に露光時間を２倍の０．３秒として計算するとウェハ処理枚数は８０枚にまで減少する。その結果、本実施形態のＭｏ／Ｓｒを含む多層膜ミラーを使用したＥＵＶ露光装置１００は、１３．５ｎｍ付近の光を露光光とした場合と比較して大幅にスループットを向上させることができるので、高い生産性を達成することが可能である。また、反射型マスク１２０の材料にＢｅを使用しないため、安全性を維持することが可能である。
以下、図８を参照して、本実施例において反射型マスク１２０に使用されるＭｏ／Ｙを使用した多層膜の反射率を説明する。ここで、図８は、ＭｏとＹとからなる一対の層の厚さが５．７ｎｍ、積層数が４０層である多層膜ミラーの反射率を示すグラフである。
図８において、当該多層膜ミラーのＥＵＶ光の反射率は、１１ｎｍ付近で最も高く、最大４０．８％の反射率を得ることができる。
ここで露光波長を１１ｎｍとして、反射型マスクのミラー材料としてＭｏ／Ｙを用いたとしても、波長１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光の場合に比べて光量に関しては非常に有利である。第１実施例と同様の計算を行えば２．２×（４０．８／７４．１）×（７７．８／７４．１）６＝１．６２倍となる。
その結果、本実施例のように、１１ｎｍ付近の露光波長を用いて、Ｍｏ／Ｙの反射型マスクを使用したＥＵＶ露光装置１００は、１３．５ｎｍ付近の光を露光光とした場合と比較して大幅にスループットを向上させることができるので、高い生産性を達成することが可能である。また、反射型マスク１２０の材料にＢｅを使用しないため、安全性を維持することが可能である。
以下、図９を参照して、本実施例において反射型マスク１２０に使用されるＭｏ／Ｓｉを使用した多層膜の反射率を説明する。ここで、図９は、ＭｏとＳｉとからなる一対の層の厚さが５．７ｎｍ、積層数が４０層である多層膜ミラーの反射率を示すグラフである。
図９において、当該多層膜ミラーのＥＵＶ光の反射率は、１１ｎｍ付近で最も高く、最大２７．９％の反射率を得ることができる。
ここで露光波長を１１ｎｍとして、反射型マスクのミラー材料としてＭｏ／Ｓｉを用いたとしても、波長１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光の場合に比べて光量に関しては非常に有利である。第１実施例と同様の計算を行えば２．２×（２７．９／７４．１）×（７７．８／７４．１）６＝１．１１倍となる。
その結果、実施形態のＭｏ／Ｓｉを含む多層膜ミラーを使用したＥＵＶ露光装置１００は、１３．５ｎｍ付近の光を露光光とした場合と比較して大幅にスループットを向上させることができるので、高い生産性を達成することが可能である。また、反射型マスク１２０の材料にＢｅを使用しないため、安全性を維持することが可能である。
反射型マスク１２０に用いる多層膜としてＲｕ／Ｂ４Ｃを用いて、膜周期を５．９ｎｍとしＲｕ層を２．３６ｎｍ、Ｂ４Ｃが３．５４ｎｍで８０層を積層した場合、特１１ｎｍ近辺で５２．７％の反射率を得ることが出来る。
同様に、多層膜としてＲｕ／ＢＮを用いて、膜周期を５．９ｎｍとしＲｕ層を２．３６ｎｍ、ＢＮが３．５４ｎｍで８０層を積層した場合、１１ｎｍ近辺で４１．９％の反射率が得られる。
同様に、多層膜としてＲｈ／Ｂ４Ｃを用いて、膜周期を５．９ｎｍとしＲｈ層を２．３６ｎｍ、ＢＮが３．５４ｎｍで８０層を積層した場合、１１ｎｍ近辺で５１．９％の反射率が得られる。
同様に、多層膜としてＲｕ／ＢＮを用いて、膜周期を５．９ｎｍとしＲｈ層を２．３６ｎｍ、ＢＮが３．５４ｎｍで８０層を積層した場合は１１ｎｍ近辺で４１．９％の反射率が得られる。
同様に、多層膜としてＲｈ／ＢＮを用いて、膜周期を５．９ｎｍとしＲｈ層を２．３６ｎｍ、ＢＮが３．５４ｎｍで８０層を積層した場合、１１ｎｍ近辺で４２．２％の反射率が得られる。
同様に、多層膜としてにＲｈ／Ｙを用いて、膜周期を５．９ｎｍとしＲｈ層を２．３６ｎｍ、ＢＮが３．５４ｎｍで８０層を積層した場合、１１ｎｍ近辺で５９．９％の反射率が得られる。
各々の場合において、露光波長を１１ｎｍ付近として、上記の多層膜を反射型マスク１２０として用いることで、波長１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光で露光を行う場合に比べて光量に関して非常に有利である。その結果、実施形態を含む多層膜ミラーを使用したＥＵＶ露光装置１００は、１３．５ｎｍ付近の光を露光光とした場合と比較して大幅にスループットを向上させることができるので、高い生産性を達成することが可能である。また、反射型マスク１２０の材料にＢｅを使用しないため、安全性を維持することが可能である。
尚、多層膜ミラーの製造方法は、マグネトロンスパッタ法及び電子ビームスパッタ法等のスパッタ法や、電子ビーム蒸着法やイオンビーム蒸着法等の蒸着法などによって行われる。そのため、当業者にとって周知であるため説明は省略する。
露光において、ＥＵＶ照明装置１１０から射出されたＥＵＶ光は反射型マスク１２０を照明し、反射型マスク１２０面上のパターンを被処理体１４０面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、反射型マスク１２０と被処理体１４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、反射型マスク１２０の全面を露光する。また、本実施例の反射型投影光学系１３０は、Ｂｅ層を含む多層膜ミラーを使用しているので、反射効率が上がり、スループットを向上させることができる。その一方、本実施例の反射型マスク１２０はＢｅを使用していないため、安全性を維持することができる。その結果、ＥＵＶ露光装置１００は、安全性を維持し、微細加工を可能として、生産性を向上させることが可能である。
次に、図１０及び図１１を参照して、上述のＥＵＶ露光装置１００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１０は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。
図１１は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、ＥＵＶ露光装置１００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
１００ ＥＵＶ露光装置
１１０ 照明装置
１１２ ＥＵＶ光源
１１４ 照明光学系
１２０ 反射型マスク
１２０ａ 多層膜ミラー
１２５ マスクステージ
１３０ 反射型投影光学系
１３０ａ 多層膜ミラー
１４０ 被処理体
１４５ ウェハステージ
１５０ アライメント検出機構
１６０ フォーカス位置検出機構
１１０ 照明装置
１１２ ＥＵＶ光源
１１４ 照明光学系
１２０ 反射型マスク
１２０ａ 多層膜ミラー
１２５ マスクステージ
１３０ 反射型投影光学系
１３０ａ 多層膜ミラー
１４０ 被処理体
１４５ ウェハステージ
１５０ アライメント検出機構
１６０ フォーカス位置検出機構
Claims (4)
- 波長約１１ｎｍの光を利用してマスクパターンを被処理体に転写する露光装置であって、
Ｂｅ層を含む多層膜を有する反射型光学素子から構成される投影光学系と、
第１の屈折率を有する第１の層と、第１の屈折率の実部よりも大きい実部を有する第２の屈折率を有する第２の層とを有する多層膜を含み、前記マスクパターンを有する反射型マスクとを有し、
前記第１の層はＶ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｗのいずれかを含み、前記第２の層は、Ｌｉ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｆ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｃ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｌａ，Ｍｇ，Ｆ，Ｗ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒのいずれかを含むことを特徴とする露光装置。 - 前記反射型マスクの前記第１の層と前記第２の層の組み合わせは、Ｍｏ／Ｙ、Ｍｏ／Ｓｒ、Ｍｏ／Ｓｉ、Ｒｕ／Ｂ４Ｃ、Ｒｕ／ＢＮ、Ｒｈ／Ｂ４Ｃ、Ｒｈ／ＢＮ，Ｒｈ／Ｙのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
- 前記第１の屈折率の実部と前記第２の屈折率の実部との差が０.０２以上であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
- 請求項１記載の露光装置を用いて被処理体を露光する露光ステップと、露光された前記被処理体を現像する現像ステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
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