JP2006220903A

JP2006220903A - 反射ミラー、露光装置及びデバイス製造方法

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Publication number: JP2006220903A
Application number: JP2005034108A
Authority: JP
Inventors: Tsuguji Kuwabara; 世治桑原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2025-02-10
Also published as: JP4785389B2

Abstract

【課題】広波長帯域に対して高い反射率を有すると共に、所定の波長帯域におけるＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間の位相差を制御することを可能とした反射ミラー及び露光装置を提供する。
【解決手段】反射ミラ−は、基板上に、金属膜層と、１．３５乃至１．５５の屈折率を有する第１の誘電体膜と１．８５乃至２．４の屈折率を有する第２の誘電体膜とを交互に金属膜層上に積層した誘電体膜層とから構成される９層以上の多層膜を有し、金属膜層は、７０ｎｍ以上の物理膜厚を有し、各誘電体膜層の膜厚は、波長λに対して、基板側の第１層から順に、（０．５乃至１）×λ／４、（２乃至３．５）×λ／４、（１乃至１．５）×λ／４、（１乃至１．８）×λ／４、（０．７乃至１．８）×λ／４、（１．３乃至１．５）×λ／４、（１．３乃至２）×λ／４、（０．９乃至１．５）×λ／４、（１．８乃至２．８）×λ／４、（０．１乃至０．５）×λ／４である。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般には、反射ミラーに係り、特に、ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、ＣＣＤなどの撮像素子といった各種デバイスの製造に用いられる露光装置に使用される反射ミラーに関する。

フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。

近年では、半導体素子の微細化及び生産性の向上の要求に伴い、高品位な露光（高解像度）及び低コスト化が露光装置に要求されている。かかる要求を満足するためには、短波長化された露光光を効率よくウェハに照射する必要があり、露光光をウェハに導く光学系（光学素子）の性能の向上が重要となる。露光装置の光学系は、光の屈折を利用する屈折型光学素子（即ち、レンズ）のみで構成された屈折型光学系が一般的であるが、露光光の短波長化に従って光の反射を利用した反射型光学素子（即ち、反射ミラー）を含む反射屈折型や屈折型の光学系が注目されている。

露光装置に使用される反射ミラーとしては、一般的に、ガラス基板の表面にアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等の高い反射率を有する金属膜を成膜し、かかる金属膜の上に腐食を保護する保護膜や反射率を高める増反射膜を更に成膜した多層膜ミラーがある。特に、アルミニウム等の腐食しやすい金属を金属膜に用いる場合、時間と共に低下する反射率及び膜強度や低い耐薬品性を補うために誘電体を材料とする保護膜を積層する必要がある（例えば、特許文献１参照。）。また、所望の波長に対する反射率を高める増反射膜として、金属膜上に低屈折率の誘電体膜と高屈折率の誘電体膜を積層することが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。更に、基板上に成膜された金属膜上に単層誘電体膜を設け、かかる誘電体膜の膜厚を変化させることで、反射光のＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との位相差を制御する位相差膜も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
特開平４−３４０９０５号公報特開昭５８−５５９０１号公報特開昭６１−３８４４３号公報

しかしながら、金属体と誘電体で構成される従来の反射ミラーは、所望の広波長帯域における反射率の増加、及び、Ｐ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との位相差の制御を同時に達成することができないため、近年の露光装置に要求されている高品位な露光（高解像度）及び低コスト化を実現することができなかった。

高解像度を実現する反射ミラーには、反射像の明瞭性が要求されるため、極めて高い光学的平坦性が求められる。換言すれば、露光光の波長領域に対して高い反射率を有する反射ミラーを実現できなければ、露光光を吸収して加熱されるため反射面の光学的平坦性が低下し、解像度の劣化を招くことになる。

一方、露光装置では、レチクル面及びウェハ面の観察や、レチクルとウェハとのアライメントのために、露光光とは別の波長域（アライメントに用いる光の波長）において高い反射率を有し、且つ、Ｐ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間に所望の位相差を得ることができる反射ミラーが必要である。従って、露光光に対する反射率特性を犠牲にするか、基板にｚｅｒｏｄｕｒやクリアセラム等の非常に高価な極低膨張ガラスセラミックスを使用しなければならず、解像度の劣化又は露光装置の高コスト化を招いていた。

そこで、本発明は、広波長帯域に対して高い反射率を有すると共に、所定の波長帯域におけるＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間の位相差を制御することを可能とし、優れた光学性能を実現する反射ミラー、露光装置及びデバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての反射ミラーは、基板上に、金属膜層と、１．３５乃至１．５５の屈折率を有する第１の誘電体膜と１．８５乃至２．４の屈折率を有する第２の誘電体膜とを交互に前記金属膜層上に積層した誘電体膜層とから構成される９層以上の多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、前記金属膜層は、７０ｎｍ以上の物理膜厚を有し、前記誘電体膜層は、前記光の波長λに対して、前記基板側から順に、（０．５乃至１）×λ／４の光学膜厚を有する第１の層と、（２乃至３．５）×λ／４の光学膜厚を有する第２の層と、（１乃至１．５）×λ／４の光学膜厚を有する第３の層と、（１乃至１．８）×λ／４の光学膜厚を有する第４の層と、（０．７乃至１．８）×λ／４の光学膜厚を有する第５の層と、（１．３乃至１．５）×λ／４の光学膜厚を有する第６の層と、（１．３乃至２）×λ／４の光学膜厚を有する第７の層と、（０．９乃至１．５）×λ／４の光学膜厚を有する第８の層と、（１．８乃至２．８）×λ／４の光学膜厚を有する第９の層と、（０．１乃至０．５）×λ／４の光学膜厚を有する第１０の層とを有することを特徴とする。

本発明の別の側面としての反射ミラーは、基板上に、金属膜層と、１．３５乃至１．５５の屈折率を有する第１の誘電体膜と１．８５乃至２．４の屈折率を有する第２の誘電体膜とを交互に前記金属膜層上に積層した誘電体膜層とから構成される９層以上の多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、前記金属膜層は、７０ｎｍ以上の物理膜厚を有し、前記誘電体膜層は、前記光の波長λに対して、前記基板側から順に、（０．２乃至０．８）×λ／４の光学膜厚を有する第１の層と、（２．４乃至３．０）×λ／４の光学膜厚を有する第２の層と、（０．８乃至１．６）×λ／４の光学膜厚を有する第３の層と、（１乃至１．８）×λ／４の光学膜厚を有する第４の層と、（１．３乃至２）×λ／４の光学膜厚を有する第５の層と、（０．７乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第６の層と、（１．４乃至２．０）×λ／４の光学膜厚を有する第７の層と、（１．１乃至１．７）×λ／４の光学膜厚を有する第８の層と、（２．５乃至３．１）×λ／４の光学膜厚を有する第９の層とを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての反射ミラーは、基板上に、金属膜層と、１．３５乃至１．５５の屈折率を有する第１の誘電体膜と１．８５乃至２．４の屈折率を有する第２の誘電体膜とを交互に前記金属膜層上に積層した誘電体膜層とから構成される９層以上の多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、前記金属膜層は、７０ｎｍ以上の物理膜厚を有し、前記誘電体膜層は、前記光の波長λに対して、前記基板側から順に、（０．６乃至１）×λ／４の光学膜厚を有する第１の層と、（０．６乃至１）×λ／４の光学膜厚を有する第２の層と、（０．８乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第３の層と、（０．８乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第４の層と、（１．８乃至２．５）×λ／４の光学膜厚を有する第５の層と、（２乃至３）×λ／４の光学膜厚を有する第６の層と、（１．８乃至２．５）×λ／４の光学膜厚を有する第７の層と、（０．７乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第８の層と、（０．４乃至１）×λ／４の光学膜厚を有する第９の層と、（０．１乃至０．５）×λ／４の光学膜厚を有する第１０の層とを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての反射ミラーは、基板上に、金属膜層と、１．３５乃至１．５５の屈折率を有する第１の誘電体膜と１．８５乃至２．４の屈折率を有する第２の誘電体膜とを交互に前記金属膜層上に積層した誘電体膜層とから構成される９層以上の多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、前記金属膜層は、７０ｎｍ以上の物理膜厚を有し、前記誘電体膜層は、前記光の波長λに対して、前記基板側から順に、（０．６乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第１の層と、（０．６乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第２の層と、（０．２乃至０．８）×λ／４の光学膜厚を有する第３の層と、（０．９乃至１．５）×λ／４の光学膜厚を有する第４の層と、（１．８乃至２．４）×λ／４の光学膜厚を有する第５の層と、（０．８乃至１．４）×λ／４の光学膜厚を有する第６の層と、（０．２乃至０．８）×λ／４の光学膜厚を有する第７の層と、（０．０５乃至０．４）×λ／４の光学膜厚を有する第８の層とを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての反射ミラーは、基板上に、金属膜層と、前記金属膜層上に成膜される誘電体膜層とから構成される多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、前記多層膜は、３２０ｎｍ乃至４５０ｎｍ、及び、５００ｎｍ乃至８００ｎｍの波長域の光に対して８０％以上の反射率を有し、且つ、５４０ｎｍ乃至７５０ｎｍの波長域の光を反射することによって生じるＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間に２５度以上６５度以下の位相差を形成することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての反射ミラーは、基板上に、金属膜層と、前記金属膜層上に成膜される誘電体膜層とから構成される多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、前記多層膜は、３２０ｎｍ乃至４５０ｎｍ、及び、８００ｎｍ乃至９００ｎｍの波長域の光に対して８０％以上の反射率を有し、且つ、８００ｎｍ乃至９００ｎｍの波長域の光を反射することによって生じるＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間に２５度以上６５度以下の位相差を形成することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての光学系は、複数の光学素子を有し、前記複数の光学素子のうち少なくとも一の光学素子は、上述の反射ミラーであることを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての露光装置は、上述の反射ミラーを介して光を被処理体に照射して、当該被処理体を露光することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての露光装置は、レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、光源からの光で前記レチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを前記被処理体に投影する投影光学系とを有し、前記照明光学系及び前記投影光学系を構成する複数の光学素子のうち少なくとも一の光学素子は、上述の反射ミラーを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、広波長帯域に対して高い反射率を有すると共に、所定の波長帯域におけるＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間の位相差を制御することを可能とし、優れた光学性能を実現する反射ミラー、露光装置及びデバイス製造方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての反射ミラーについて説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の反射ミラー１の構成を示す概略断面図である。また、本実施形態では、露光光に３２５ｎｍ、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ及び４３５ｎｍの波長を有する光を、アライメント光に５４６ｎｍ、５７８ｎｍ、６４４ｎｍ及び７４０ｎｍの波長を有する光を用いる露光装置に使用することができる反射ミラーと、露光光に３２５ｎｍ、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ及び４３５ｎｍの波長を有する光を、アライメント光に８８０ｎｍの波長を有する光を用いる露光装置に使用することができる反射ミラーの２種類について説明する。

本発明の反射ミラー１は、光を反射する機能を有し、図１に示すように、精密な形状に研磨された基板ＳＢに、７０ｎｍ以上の物理膜厚を有する金属膜層１０と、金属膜層１０に成膜される誘電体膜層２０とを有する。誘電体膜層２０は、低屈折物質層（第１の誘電体膜）２０ａ及び２０ｃと、高屈折物質層（第２の誘電体膜）２０ｂ及び２０ｄとを交互に積層して構成される。なお、誘電体膜層２０は、図１では、基板ＳＢ側から順に、第１の層乃至第１０の層の１０層で構成されているが、かかる層数は例示的であり、金属膜層１０と誘電体膜層２０とで構成される多層膜３０の層数が９層以上となればよい。

基板ＳＢは、本実施形態では、石英、ＢＫ７（ホウケイ酸クラウンガラス）、ｚｅｒｏｄｕｒ等のガラス基板である。

金属膜層１０は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はクロム（Ｃｒ）の一を材料とする。

低屈折物質層２０ａ及び２０ｃは、１．３５乃至１．５５の屈折率を有する材料からなり、本実施形態では、石英（ＳｉＯ_２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）又はフッ化アルミニウム（ＡｌＦ_３）の一を材料とする。

高屈折物質層２０ｂ及び２０ｄは、１．８５乃至２．４の屈折率を有する材料からなり、本実施形態では、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）又は酸化スカンジウム（Ｓｃ_２Ｏ_３）の一を材料とする。

金属膜層１０及び誘電体膜層２０（即ち、低屈折物質層２０ａ及び２０ｃ、高屈折率物質層２０ｂ及び２０ｄ）は、公知の成膜技術である真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などによって基板ＳＢ上に形成され、各層の膜厚を最適化することで、後述するように、優れた光学特性を得ることが可能である。

以下、本発明の反射ミラー１の具体的な材料及び数値（即ち、基板ＳＢ、金属膜層１０及び誘電体膜層２０の材料や膜厚など）について説明する。

実施例１の反射ミラー１は、金属膜層１０にアルミニウムを、低屈折材料層２０ａ及び２０ｃに石英（屈折率：１．４７）を、高屈折材料層２０ｂ及び２０ｄに五酸化タンタル（屈折率：２．２６）を用いた。また、実施例１の反射ミラー１は、設計中心波長λを４００ｎｍとし、基板ＳＢに石英（屈折率：１．４７）を用いた。実施例１の反射ミラー１のそれぞれの膜層数と膜設計値を表１に示す。

実施例１の反射ミラー１に入射角度４５度の光を入射させた場合の分光反射率特性を図２に示す。図２は、横軸に反射ミラー１に入射する光の波長［ｎｍ］を、縦軸に反射率［％］を採用している。また、実施例１の反射ミラー１に入射角度４５度の光を入射させた場合のＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との位相差特性を図３に示す。図３は、横軸に反射ミラーに入射する光の波長［ｎｍ］を、縦軸に位相差［度］を採用している。

図２を参照するに、実施例１の反射ミラー１は、３２０ｎｍ乃至４５０ｎｍまでの広い波長範囲において、８５％以上の高い反射率を得ていることが分かる。また、図２及び図３を参照するに、実施例１の反射ミラー１は、５５０ｎｍ乃至７５０ｎｍの波長範囲でも、８０％以上の高い反射率を有し、且つ、Ｐ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間に３０度以上の位相差が形成されていることが分かる。

実施例２の反射ミラー１は、金属膜層１０にアルミニウムを、低屈折材料層２０ａ及び２０ｃに石英（屈折率：１．４７）を、高屈折材料層２０ｂ及び２０ｄに五酸化タンタル（屈折率：２．２６）を用いた。また、実施例２の反射ミラー１は、設計中心波長λを４００ｎｍとし、基板ＳＢに石英（屈折率：１．４７）を用いた。実施例２の反射ミラー１のそれぞれの膜層数と膜設計値を表２に示す。

実施例２の反射ミラー１に入射角度４５度の光を入射させた場合の分光反射率特性を図４に示す。図４は、横軸に反射ミラー１に入射する光の波長［ｎｍ］を、縦軸に反射率［％］を採用している。また、実施例２の反射ミラー１に入射角度４５度の光を入射させた場合のＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との位相差特性を図５に示す。図５は、横軸に反射ミラーに入射する光の波長［ｎｍ］を、縦軸に位相差［度］を採用している。

図４を参照するに、実施例２の反射ミラー１は、３２０ｎｍ乃至４５０ｎｍまでの広い波長範囲において、８５％以上の高い反射率を得ていることが分かる。また、図４及び図５を参照するに、実施例２の反射ミラー１は、５５０ｎｍ乃至７５０ｎｍの波長範囲でも、８０％以上の高い反射率を有し、且つ、Ｐ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間に３０度以上の位相差が形成されていることが分かる。

実施例３の反射ミラー１は、金属膜層１０にアルミニウムを、低屈折材料層２０ａ及び２０ｃに石英（屈折率：１．４７）を、高屈折材料層２０ｂ及び２０ｄに五酸化タンタル（屈折率：２．２６）を用いた。また、実施例３の反射ミラー１は、設計中心波長λを４００ｎｍとし、基板ＳＢに石英（屈折率：１．４７）を用いた。実施例３の反射ミラー１のそれぞれの膜層数と膜設計値を表３に示す。

実施例３の反射ミラー１に入射角度４５度の光を入射させた場合の分光反射率特性を図６に示す。図６は、横軸に反射ミラー１に入射する光の波長［ｎｍ］を、縦軸に反射率［％］を採用している。また、実施例３の反射ミラー１に入射角度４５度の光を入射させた場合のＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との位相差特性を図７に示す。図７は、横軸に反射ミラーに入射する光の波長［ｎｍ］を、縦軸に位相差［度］を採用している。

図６を参照するに、実施例３の反射ミラー１は、３２０ｎｍ乃至４５０ｎｍまでの広い波長範囲において、８５％以上の高い反射率を得ていることが分かる。また、図６及び図７を参照するに、実施例３の反射ミラー１は、８８０ｎｍの波長でも、８０％以上の高い反射率を有し、且つ、Ｐ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間に３０度以上の位相差が形成されていることが分かる。

実施例４の反射ミラー１は、金属膜層１０にアルミニウムを、低屈折材料層２０ａ及び２０ｃに石英（屈折率：１．４７）を、高屈折材料層２０ｂ及び２０ｄに五酸化タンタル（屈折率：２．２６）を用いた。また、実施例４の反射ミラー１は、設計中心波長λを４００ｎｍとし、基板ＳＢに石英（屈折率：１．４７）を用いた。実施例４の反射ミラー１のそれぞれの膜層数と膜設計値を表４に示す。

実施例４の反射ミラー１に入射角度４５度の光を入射させた場合の分光反射率特性を図８に示す。図８は、横軸に反射ミラー１に入射する光の波長［ｎｍ］を、縦軸に反射率［％］を採用している。また、実施例４の反射ミラー１に入射角度４５度の光を入射させた場合のＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との位相差特性を図９に示す。図９は、横軸に反射ミラーに入射する光の波長［ｎｍ］を、縦軸に位相差［度］を採用している。

図８を参照するに、実施例４の反射ミラー１は、３２０ｎｍ乃至４５０ｎｍまでの広い波長範囲において、８５％以上の高い反射率を得ていることが分かる。また、図８及び図９を参照するに、実施例４の反射ミラー１は、８８０ｎｍの波長でも、８０％以上の高い反射率を有し、且つ、Ｐ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間に３０度以上の位相差が形成されていることが分かる。

以上、説明したように、本発明の反射ミラー１は、広波長帯域に対して高い反射率を有すると共に、所定の波長帯域におけるＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間の位相差を制御することを可能とし、優れた光学性能を実現することができる。また、反射ミラー１が使用する基板ＳＢには、安価なガラス基板を用いることができるため、例えば、露光装置の高コスト化を防ぐことができる。

以下、図１０を参照して、本発明の反射ミラー１を搭載した露光装置１００について説明する。ここで、図１０は、本発明の一側面としての露光装置１００の構成を示す概略断面図である。露光装置１００は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式で、レチクルＲＴに形成された回路パターンを、フォトレジストＰＲが塗布された被処理体ＧＳに露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、例えば、液晶ディスプレイの製造に好適であり、本実施形態では、被処理体ＧＳは、ガラス基板である。また、露光装置１００は、レチクルＲＴや被処理体ＧＳを観察する観察装置としての機能も有し、図１０には、被処理体ＧＳを観察している状態を示している。

露光装置１００は、図１０に示すように、照明装置１１０と、投影光学系１２０と、アライメント機構１３０とを有する。

照明装置１１０は、図示しない光源部からの光束を用いてレチクルＲＴを照明する。投影光学系１２０は、レチクルＲＴのパターンを被処理体ＧＳに投影する光学系であり、例えば、平面ミラー１２２と、凹面ミラー１２４と、凸面ミラー１２６とを有する。投影光学系１２０を構成するミラーに本発明の反射ミラー１を使用することができ、本実施形態では、平面ミラー１２２に反射ミラー１を使用している。上述したように、反射ミラー１は、広波長帯域に対して高い反射率を有すると共に、所定の波長帯域におけるＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間の位相差を制御することが可能であるため、投影光学系１２０は、優れた光学性能（例えば、結像性能）を維持することができる。

アライメント機構１３０は、レチクルＲＴと被処理体ＧＳとのアライメントを行う機能を有し、アライメント光源１３１と、偏光板１３２と、ハーフミラー１３３と、ミラー１３４と、偏光板１３５と、検出器１３６とを有する。

アライメント光源１３１は、アライメント用の照明光源であり、レチクルＲＴ上のアライメントマークＡＭ１と被処理体ＧＳ上のアライメントマークＡＭ２との位置合わせに用いる。

アライメント光源１３１からの光束は、偏光板１３２によって直線偏光の光となり、ハーフミラー１３３及びミラー１３４を介してアライメントマークＡＭ１を照明する。レチクルＲＴの裏面（即ち、アライメントマークＡＭ１）で反射された反射光は、ミラー１３４及びハーフミラー１３４を通り、偏光板１３５に入射するが、かかる反射光を検出器１３６に入射させないように偏光板１３５を回転させて遮断する。

一方、アライメントマークＡＭ１を透過した光は、投影光学系１２０に入射する。なお、本実施形態では、平面ミラー１２２は、入射する光に対して４５度の位相差が生じるように設定されており、アライメントマークＡＭ１を透過した直線偏光の光束が被処理体ＧＳ（被処理体ＧＳ上のアライメントマークＡＭ２）に到達する時には円偏光になっている。

被処理体ＧＳ上のアライメントマークＡＭ２で反射された光は、再度、投影光学系１２０を通過してレチクルＲＴに戻る。この時、光束は、平面ミラー１２２によって位相差が再度与えられるため、レチクルＲＴに到達する光束は、直線偏光となっている。かかる光束の偏光面は、レチクルＲＴに入射する照明光束の偏光面と直行している。被処理体ＧＳからの反射光は、レチクルＲＴを照明し、レチクルＲＴのパターンによって散乱される。かかる散乱光は、被処理体ＧＳからの反射光と同じ偏光状態である。従って、被処理体ＧＳからの反射光及びレチクルＲＴでの散乱光は、ハーフミラー１３３及び偏光板１３５を通過し、検出器１３６に入射する。これにより、検出器１３６は、レチクルＲＴと被処理体ＧＳとを検出することができる。レチクルＲＴと被処理体ＧＳは共役関係にあるため、レチクルＲＴの裏面で反射される直線偏光の光を除去することによって、レチクルＲＴからの直線の反射光に起因するフレアを防止し、コントラストに優れたレチクルＲＴ及び被処理体ＧＳの像を同時に検出することができ、レチクルＲＴと被処理体ＧＳとの高精度なアライメントが可能となる。

露光において、照明装置１１０から発せられた光束は、レチクルＲＴを、例えば、ケーラー照明する。レチクルＲＴを通過しレチクルパターンを反映する光は、投影光学系１２０により被処理体ＧＳに結像される。露光装置１００が使用する投影光学系１２０の平面ミラー１２２に用いられる反射ミラー１は、広波長帯域に対して高い反射率を有すると共に、所定の波長帯域におけるＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間の位相差を制御することが可能であるため、高いスループットで経済性よく従来よりも高品位なデバイスを提供することができる。

次に、図１１及び図１２を参照して、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１１は、デバイス（液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＣＣＤ、ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ等）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、ＬＣＤの製造を例に説明する。ステップ１（アレイ設計）では、ＬＣＤのアレイ設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計したアレイパターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（基板製造）では、ガラスなどの材料を用いてガラス基板を製造する。ステップ４（アレイ製造）では、マスクとガラス基板を用いてリソグラフィー技術によってガラス基板上に実際のアレイを形成する。ステップ５（パネル製造）では、ステップ４によって作成されたガラス基板と、カラーフィルターとを整合して液晶パネル化する工程であり、配向処理工程（ラビング、ラビング後洗浄）、貼り合せ工程（アライメント、パネルギャップ制御、シール本硬化）、分断工程、液晶注入工程（液晶注入、封止、洗浄、過熱徐冷）等の工程を含む。ステップ６（モジュール製造）では、ＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）方式やＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）方式を用いてステップ５で作成された液晶パネルを液晶チップ化する工程である。ステップ７（検査）では、ステップ６で作成された液晶ディスプレイの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て液晶ディスプレイが完成し、それが出荷（ステップ８）される。

図１２は、ステップ４のアレイ製造の詳細なフローチャートである。ステップ１１（薄膜形成）では、ガラス基板上に薄膜をＣＶＤ法などによって形成する。ステップ１２（酸化）では、ガラス基板の表面を酸化させる。ステップ１３（ドーピング）では、ガラス基板にドーピングを施す。ステップ１４（アニール）では、ガラス基板のアニールを行う。ステップ１５（レジスト処理）では、ガラス基板に感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってマスクのパターンをガラス基板に露光する。ステップ１７（現像）では、露光したガラス基板を現像する。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。本実施例のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位の液晶ディスプレイをスループットよく製造することができる。このように、露光装置１００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。なお、これらのステップを繰り返し行うことによってデバイスを製造してもよいことは言うまでもない。

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。例えば、本発明の反射ミラーは、照明光学系を構成する反射ミラーにも適用することができる。

本発明の一側面としての反射ミラーの構成を示す概略断面図である。実施例１の反射ミラーに入射角度４５度の光を入射させた場合の分光反射率特性を示すグラフである。実施例１の反射ミラーに入射角度４５度の光を入射させた場合のＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との位相差特性を示すグラフである。実施例２の反射ミラーに入射角度４５度の光を入射させた場合の分光反射率特性を示すグラフである。実施例２の反射ミラーに入射角度４５度の光を入射させた場合のＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との位相差特性を示すグラフである。実施例３の反射ミラーに入射角度４５度の光を入射させた場合の分光反射率特性を示すグラフである。実施例３の反射ミラーに入射角度４５度の光を入射させた場合のＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との位相差特性を示すグラフである。実施例４の反射ミラーに入射角度４５度の光を入射させた場合の分光反射率特性を示すグラフである。実施例４の反射ミラーに入射角度４５度の光を入射させた場合のＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との位相差特性を示すグラフである。本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。デバイス（液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＣＣＤ、ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ等）の製造を説明するためのフローチャートである。図１１に示すステップ４のアレイ製造の詳細なフローチャートである。

符号の説明

１反射ミラー
１０金属膜層
２０誘電体膜層
２０ａ及び２０ｃ高屈折物質層
２０ｂ及び２０ｄ低屈折物質層
３０多層膜
ＳＢ基板
１００露光装置
１２０投影光学系
１２２平面ミラー
１２４凹面ミラー
１２６凸面ミラー
１３０アライメント機構

Claims

基板上に、金属膜層と、１．３５乃至１．５５の屈折率を有する第１の誘電体膜と１．８５乃至２．４の屈折率を有する第２の誘電体膜とを交互に前記金属膜層上に積層した誘電体膜層とから構成される９層以上の多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、
前記金属膜層は、７０ｎｍ以上の物理膜厚を有し、
前記誘電体膜層は、前記光の波長λに対して、前記基板側から順に、
（０．５乃至１）×λ／４の光学膜厚を有する第１の層と、
（２乃至３．５）×λ／４の光学膜厚を有する第２の層と、
（１乃至１．５）×λ／４の光学膜厚を有する第３の層と、
（１乃至１．８）×λ／４の光学膜厚を有する第４の層と、
（０．７乃至１．８）×λ／４の光学膜厚を有する第５の層と、
（１．３乃至１．５）×λ／４の光学膜厚を有する第６の層と、
（１．３乃至２）×λ／４の光学膜厚を有する第７の層と、
（０．９乃至１．５）×λ／４の光学膜厚を有する第８の層と、
（１．８乃至２．８）×λ／４の光学膜厚を有する第９の層と、
（０．１乃至０．５）×λ／４の光学膜厚を有する第１０の層とを有することを特徴とする反射ミラー。
基板上に、金属膜層と、１．３５乃至１．５５の屈折率を有する第１の誘電体膜と１．８５乃至２．４の屈折率を有する第２の誘電体膜とを交互に前記金属膜層上に積層した誘電体膜層とから構成される９層以上の多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、
前記金属膜層は、７０ｎｍ以上の物理膜厚を有し、
前記誘電体膜層は、前記光の波長λに対して、前記基板側から順に、
（０．２乃至０．８）×λ／４の光学膜厚を有する第１の層と、
（２．４乃至３．０）×λ／４の光学膜厚を有する第２の層と、
（０．８乃至１．６）×λ／４の光学膜厚を有する第３の層と、
（１乃至１．８）×λ／４の光学膜厚を有する第４の層と、
（１．３乃至２）×λ／４の光学膜厚を有する第５の層と、
（０．７乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第６の層と、
（１．４乃至２．０）×λ／４の光学膜厚を有する第７の層と、
（１．１乃至１．７）×λ／４の光学膜厚を有する第８の層と、
（２．５乃至３．１）×λ／４の光学膜厚を有する第９の層とを有することを特徴とする反射ミラー。
基板上に、金属膜層と、１．３５乃至１．５５の屈折率を有する第１の誘電体膜と１．８５乃至２．４の屈折率を有する第２の誘電体膜とを交互に前記金属膜層上に積層した誘電体膜層とから構成される９層以上の多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、
前記金属膜層は、７０ｎｍ以上の物理膜厚を有し、
前記誘電体膜層は、前記光の波長λに対して、前記基板側から順に、
（０．６乃至１）×λ／４の光学膜厚を有する第１の層と、
（０．６乃至１）×λ／４の光学膜厚を有する第２の層と、
（０．８乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第３の層と、
（０．８乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第４の層と、
（１．８乃至２．５）×λ／４の光学膜厚を有する第５の層と、
（２乃至３）×λ／４の光学膜厚を有する第６の層と、
（１．８乃至２．５）×λ／４の光学膜厚を有する第７の層と、
（０．７乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第８の層と、
（０．４乃至１）×λ／４の光学膜厚を有する第９の層と、
（０．１乃至０．５）×λ／４の光学膜厚を有する第１０の層とを有することを特徴とする反射ミラー。
基板上に、金属膜層と、１．３５乃至１．５５の屈折率を有する第１の誘電体膜と１．８５乃至２．４の屈折率を有する第２の誘電体膜とを交互に前記金属膜層上に積層した誘電体膜層とから構成される９層以上の多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、
前記金属膜層は、７０ｎｍ以上の物理膜厚を有し、
前記誘電体膜層は、前記光の波長λに対して、前記基板側から順に、
（０．６乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第１の層と、
（０．６乃至１．３）×λ／４の光学膜厚を有する第２の層と、
（０．２乃至０．８）×λ／４の光学膜厚を有する第３の層と、
（０．９乃至１．５）×λ／４の光学膜厚を有する第４の層と、
（１．８乃至２．４）×λ／４の光学膜厚を有する第５の層と、
（０．８乃至１．４）×λ／４の光学膜厚を有する第６の層と、
（０．２乃至０．８）×λ／４の光学膜厚を有する第７の層と、
（０．０５乃至０．４）×λ／４の光学膜厚を有する第８の層とを有することを特徴とする反射ミラー。
基板上に、金属膜層と、前記金属膜層上に成膜される誘電体膜層とから構成される多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、
前記多層膜は、３２０ｎｍ乃至４５０ｎｍ、及び、５００ｎｍ乃至８００ｎｍの波長域の光に対して８０％以上の反射率を有し、且つ、５４０ｎｍ乃至７５０ｎｍの波長域の光を反射することによって生じるＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間に２５度以上６５度以下の位相差を形成することを特徴とする反射ミラー。
基板上に、金属膜層と、前記金属膜層上に成膜される誘電体膜層とから構成される多層膜を有し、光を反射する反射ミラーであって、
前記多層膜は、３２０ｎｍ乃至４５０ｎｍ、及び、８００ｎｍ乃至９００ｎｍの波長域の光に対して８０％以上の反射率を有し、且つ、８００ｎｍ乃至９００ｎｍの波長域の光を反射することによって生じるＰ偏光反射成分とＳ偏光反射成分との間に２５度以上６５度以下の位相差を形成することを特徴とする反射ミラー。
複数の光学素子を有し、
前記複数の光学素子のうち少なくとも一の光学素子は、請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の反射ミラーであることを特徴とする光学系。
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の反射ミラーを介して光を被処理体に照射して、当該被処理体を露光することを特徴とする露光装置。
レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、
光源からの光で前記レチクルを照明する照明光学系と、
前記レチクルのパターンを前記被処理体に投影する投影光学系とを有し、
前記照明光学系及び前記投影光学系を構成する複数の光学素子のうち少なくとも一の光学素子は、請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の反射ミラーを有することを特徴とする露光装置。
請求項８又は９記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体を現像する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。