JP2007134464A - 多層膜を有する光学素子及びそれを有する露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広い入射角度で目標波長の光に対する反射率を維持することが可能な多層膜を有する光学素子及びそれを有する露光装置を提供する。
【解決手段】光の反射率を高める多層膜を有する反射型光学素子であって、前記多層膜は、第１の入射角度範囲で入射する光に対して所定の波長近傍において最大反射率を略維持する第１の反射特性を有する第１の積層体１３０と、前記第１の反射特性と組み合わされることによって当該第１の入射角度範囲よりも広い第２の入射角度範囲で入射する光に対して前記所定の波長近傍で一定の反射率を維持する第２の反射特性を有する第２の積層体１４０とを有することを特徴とする光学素子を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般には、反射型光学素子に関し、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１３．５ｎｍ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デバイスを露光する露光装置に好適である。

近年の微細化の要求に対応するために、半導体素子を製造する投影露光装置は、露光光の短波長化によって解像力の向上を図っている。最近では、１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下（例えば、１３．５ｎｍ付近）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。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屈折光学素子を使用できず、ＥＵＶ露光装置は反射型光学素子（ミラーや反射型マスク）を用いる。

かかる反射型光学素子は、典型的に、目的の波長の反射率を高めた多層膜が形成された多層膜ミラーを使用する。多層膜反射鏡は、平面基板上に異なる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。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る。例えば、波長が１３．５ｎｍ付近であれば多層膜反射鏡の組み合わせは、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層の組み合わせが典型的である。

多層膜は、例えば、垂直入射光に対して波長１３．５ｎｍ付近で最大反射率（ピーク）を有するようにＭｏとＳｉの厚さが制御される。一般に、このような多層膜においてはＭｏとＳｉの各層の厚さが一定であり、両者一層ずつを含む積層を一周期とすれば周期長が一定に設定される。

従来技術としては特許文献１乃至３や非特許文献１がある。
特開２００１−５１１０６号公報 特開昭６０−７４００号公報 特開平５−１６４８９９号公報 Ｍ． Ｙａｍａｍｏｔｏ ａｎｄ Ｔ． Ｎａｒｉｏｋａ： Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｓｏｆｔ−ｘ−ｒａｙ ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ， ｖｏｌ ３１． Ｎｏ １０／１ Ａｐｒｉｌ， （１９９２）， ９５

しかし、従来の多層膜は典型的に垂直入射光に対してピークを有するように設計され、光を５０％以上反射することが可能な入射角度範囲は１０°乃至１２°程度である。このため、かかる入射角度範囲外では反射率の低下から所望の線幅が得られないなどの問題がある。

本発明は、広い入射角度で目標波長の光に対する反射率を維持することが可能な多層膜を有する光学素子及びそれを有する露光装置に関する。

本発明の一側面としての光学素子は、光の反射率を高める多層膜を有する反射型光学素子であって、前記多層膜は、第１の入射角度範囲で入射する光に対して所定の波長において最大反射率が得られる第１の反射特性を有する第１の積層体と、前記第１の反射特性と組み合わされることによって当該第１の入射角度範囲よりも広い第２の入射角度範囲で入射する光に対して前記所定の波長で一定の反射率が得られるような、第１の反射特性とは異なる第２の反射特性を有する第２の積層体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光学素子は、光の反射率を高める多層膜を有する反射型光学素子であって、前記多層膜は、第１の積層体と第２の積層体とを有し、前記第１の積層体は、２種類の材料の各層を含む基本積層体を複数積層した構造を有し、各基本積層体においては、前記２種類の材料のそれぞれが一定の厚さを有し、前記基本積層体の厚さを一周期とすると前記第１の積層体は周期長が一定であり、前記第２の積層体は、前記２種類の材料を交互に積層した積層構造を有するが、前記積層構造においては、前記２種類の材料のそれぞれの厚さは一定ではないか、前記第２の積層体は一定の周期長を有しないことを特徴とする。

上述の光学素子を使用してマスクパターンを被露光体に露光することを特徴とする露光装置や、かかる露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、露光された前記被露光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も本発明の一側面を構成する。デバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。

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、広い入射角度で目標波長の光に対する反射率を維持することが可能な多層膜を有する光学素子及びそれを有する露光装置を提供することができる。

以下、図２（ａ）を参照して、本発明の一側面としての多層膜を有する光学素子について説明する。ここで、図２（ａ）は、光学素子１００の部分拡大断面図である。光学素子１００Ａは、基板１１０上に光の反射率を高める多層膜１２０が形成された反射型光学素子である。

多層膜１２０は、積層体１３０及び１４０を有する。

積層体１３０は、垂直入射光に対して目標波長において最大反射率を有する反射特性を有し、約１０°乃至１２°の入射角度範囲において最大反射率を維持する。なお、本実施例は目標波長を１３．５ｎｍに設定している。積層体１２０は、Ｓｉ層１３２とＭｏ層１３４からなる基本積層体１３１を複数積層した構造を有する。基本積層体１３１においては、Ｓｉ層１３２とＭｏ層１３４のそれぞれが一定の厚さを有する。また、基本積層体１３１の全体の厚さを一周期とすると積層体１３０は一定の周期長を有する。なお、積層体１３０は、後述する実施例３及び６に示すように、周期長の異なる２種類以上の積層体（１３０Ｂや１３０Ｃなど）を含んでもよい。

積層体１４０は、積層体１３０の反射特性と組み合わされることによって積層体１３０の入射角度範囲よりも広い入射角度範囲で入射する光に対して波長１３．５ｎｍで一定の反射率が得られるような反射特性を有する。積層体１４０の反射特性は、目標波長とは異なる波長で極大及び極小を有する。積層体１４０は、Ｓｉ層１４２とＭｏ層１４４を交互に積層した積層構造を有する。しかし、この積層構造においては、Ｓｉ層１４２とＭｏ層１４４の厚さは一定ではないか、あるいは、積層体１４０は一定の周期長を有しない。また、厚さ及び周期長がいずれも一定でなくとも良い。すなわち、Ｓｉ層１４２とＭｏ層１４４の厚さが一定でなく、且つ、積層体１４０が一定の周期長を有しなくても良い。

図２（ａ）では、ＥＵＶリソグラフィ用の多層膜反射鏡の構成材料として広く用いられているＳｉとＭｏを膜材料として用いる。光の反射率の値と光線入射角度範囲は、光が入射する物質の複素屈折率（屈折率及び消衰係数）に関わる。反射率が高く光線入射角度範囲の広い多層膜反射鏡を作製するには、互いの屈折率差が大きくそれぞれの吸収の小さい物質を使用しなければならない。しかし、高反射率を得るためにＳｉ、Ｍｏを一定の周期長で積層している限りは光線入射角度範囲の広い多層膜反射鏡を作製することはできない。Ｓｉ、Ｍｏを異なった周期長で積層することによって高入射角度に反射可能な多層膜反射鏡を作製することができる。また、多層膜１２０の基板１１０と反対側の表面側（光が入射する側）には積層体１３０が配置されているため、反射率ピークの中心波長の決定が可能になる。

なお、目標波長が変われば膜材料も変化するため、２種類の材料はＳｉとＭｏには限定されない。例えば、１１ｎｍ付近の波長の光に対してベリリウム（Ｂｅ）とＭｏを使用するなどである。

また、図２（ｂ）に示すように、Ｓｉ層１３２（又は１４２）とＭｏ層１３４（又は１４４）との間に挟まれてＳｉ及びＭｏとは異なる２層以上の材料を更に有してもよい。ここで、図２（ｂ）は、光学素子１００の変形例としての光学素子１００Ａの部分拡大断面図である。Ｓｉ層１３２（又は１４２）とＭｏ層１３４（又は１４４）との間に挟まれる材料は、例えば、Ｂ、Ｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｌｉ、Ｐｄ並びにこれらの化合物の一を主成分とする材料である。図２（ｂ）においては、多層膜は、積層体１３０Ａ及び１４０Ａから構成される。積層体１３０Ａは、Ｓｉ層１３２、中間層１３６、Ｍｏ層１３４、中間層１３６からなる基本積層体１３１Ａを有する。積層体１４０Ａは、Ｓｉ層１４２、中間層１４６、Ｍｏ層１４４、中間層１４６から構成される。但し、中間層１３６は、種類、層数、挟みこむ箇所に制限はなく、交互層は同一順である必要はない。中間層１３６や１４６はＳｉやＭｏが接触して混合層を形成することを防止する効果を有するが、２種類の材料の層間に中間層を挟みこむと多層膜の入射角度範囲は狭くなる。但し、一定の周期長を有する積層体１３０Ａと一定の周期長を有しない積層体１４０Ａを組み合わせて入射角度範囲を広げることによってかかる問題を解決することができる。
（比較例１）
ＭｏとＳｉ交互層において、全体が一定膜厚で、１／４波長積層体に似た分布ブラッグ反射構造を持ち、入射角度が０度のときにピーク波長が１３．５ｎｍになるような多層膜反射鏡を作成した。図１は、スパッタリング成膜装置９００のブロック図である。成膜装置９００は、真空チャンバ９０１と、真空ポンプ９０２と、可動マスク９０４と、シャッタ９０６と、基板及び回転機構９０７と、各種ターゲット９０８及び９０９と、制御系とを有する。真空チャンバ９０１は真空ポンプ９０２によって真空又は減圧環境に維持され、各構成要素を収納する。制御系は、マスク可動制御装置９０３と、シャッタ制御装置９０５と、ＤＣ電源９１０、ＲＦ電源９１１、Ａｒガス導入制御装置９１３とを含み、制御コンピュータ９１２に接続されて一括制御される。

ターゲットは、直径４インチのＢドープした多晶質のＳｉターゲット９０８、Ｍｏターゲット９０９に加え、図示しないＲｕ、Ｂ４Ｃターゲットが取り付けられている。ターゲットが回転し、各材料を切り替えて、基板上に成膜することができる。ターゲットの材料は交換してもよい。

基板９０７は、直径５００ｍｍ、厚さ３００μｍのシリコンを用いており、成膜時自転している。基板９０７とターゲットの間には、シャッタ制御装置９０５によって開閉制御されるシャッタ９０６と、マスク可動制御装置９０３によって移動制御され、基板上の膜厚分布を制御するための可動マスク９０４がある。成膜時はプロセスガスとしてＡｒガス導入制御装置９１３からＡｒガスを３０ｓｃｃｍ導入する。ターゲットに投入する電力は、ＤＣ電源９１０で所定の電力を維持し、ＲＦ電源９１１にて１３．５６ＭＨｚのＲＦ高周波１５０Ｗとした。コンピュータ９１２は各層の膜厚を時間制御する。

多層膜反射鏡はＭｏとＳｉの交互層を４０回積層したものである。入射角度が０度のときにピーク波長が１３．５ｎｍにくるように設計した場合、Ｓｉの厚さは４．３ｎｍ、Ｍｏの厚さを２．６ｎｍであり、成膜時間はそれぞれ４３秒と１３秒であった。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。このように成膜された入射角度が０度のときにピーク波長が１３．５ｎｍにくるような多層膜反射鏡の波長反射特性を図３（ａ）に、角度反射特性を図３（ｂ）に示す。反射率５０％以上の波長領域は１３．２ｎｍから１３．７ｎｍ、角度領域は０度から１０度であった。
（比較例２）
ＭｏとＳｉ交互層において、全体が一定膜厚で、１／４波長積層体に似た分布ブラッグ反射構造を持ち、入射角度が０度のときにピーク波長が１３．５ｎｍになるような多層膜反射鏡を、スパッタリング成膜装置９００を使用して作成した。比較例１と異なるのは、ターゲットは、直径４インチのＢドープした多晶質のＳｉターゲット９０８、Ｍｏターゲット９０９に加え、図示しないＲｕ、Ｂ４Ｃターゲットが取り付けられている点である。

多層膜反射鏡は、ＳｉとＭｏの交互層を４０回積層したもの（比較例Ａ）、Ｓｉ、Ｍｏの交互層の間にＢ４Ｃを挟んで４０回積層したもの（比較例Ｂ）、Ｓｉ、Ｒｕ、Ｍｏの交互層を４０回積層したもの（比較例Ｃ）を比較例として作成する。入射角度が０度のときにピーク波長が１３．５ｎｍにくるように設計した場合、比較例ＡではＳｉの厚さは４．１２ｎｍ、Ｍｏの厚さは２．８５ｎｍであり、成膜時間はそれぞれ４１秒と１４秒であった。比較例ＢではＳｉの厚さは３．５５ｎｍ、Ｍｏの厚さは２．３７ｎｍ、Ｂ４Ｃの厚さは０．５ｎｍであり、成膜時間はそれぞれ３６秒と１２秒と１２５秒であった。比較例ＣではＳｉの厚さは４．１６ｎｍ、Ｍｏの厚さは１．６８ｎｍ、Ｒｕの厚さは１．０７ｎｍであり、成膜時間はそれぞれ４２秒と８秒と５秒であった。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。

入射角度が０度のときにピーク波長が１３．５ｎｍにくるような多層膜反射鏡の波長反射特性を図４（ａ）に、角度反射特性を図４（ｂ）に示す。反射率５０％以上の波長領域は、比較例Ａでは１３．３ｎｍから１３．８ｎｍ、比較例Ｂでは１３．２ｎｍから１３．７ｎｍ、比較例Ｃでは１３．１ｎｍから１３．７ｎｍであった。反射率５０％以上の角度領域は、比較例Ａでは０度から１２度、比較例Ｂでは０度から１０度、比較例Ｃでは０度から９度であった。これら比較例を見ても、第１材料と第２材料の交互層の間に異なる材料を挟みこむことで反射可能な波長領域、角度領域が減少していることがわかる。

０度入射のとき、ピーク波長が１３．５ｎｍになるように多層膜反射鏡を比較例１と同様の方法で作製した。多層膜１２０は、基板１１０の上に３６層の積層体１４０を形成し、この上に２４層の積層体１３０を形成し、最後にＳｉキャップ層を形成した６１層を有する。それぞれの膜厚、成膜時間の詳細を表１に示す。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。

このように成膜された多層膜反射鏡の模式図を図２（ａ）に、波長反射特性を図５（ａ）に、角度反射特性を図５（ｂ）に示す。反射率は、波長領域１３．３ｎｍから１４．０ｎｍまで、入射角度１４度まで５０％以上を保つ良好なものであった。図５（ａ）から、反射率５０％以上の波長領域は図３（ａ）と比較して０．２ｎｍ増えたことがわかる。図５（ｂ）から、反射率５０％以上の角度領域は図３（ｂ）と比較して４度増えたことがわかる。

積層体１３０及び１４０が単独で形成された場合の多層膜反射鏡の波長反射特性を図６（ａ）に、角度反射特性を図６（ｂ）に示す。図６（ａ）に示すように、積層体１３０の反射特性と積層体１４０の反射特性を合成すると図５（ａ）に示す反射特性が得られる。積層体１３０の反射特性は波長１３．５ｎｍ付近にピークを有し、積層体１４０の反射特性は波長１３．５ｎｍ以外の波長にピークを有する。また、図６（ｂ）に示すように、積層体１３０の反射特性と積層体１４０の反射特性を合成すると図５（ｂ）に示す反射特性が得られる。積層体１３０の反射特性は０度から１０度までに一定の反射率をもち、積層体１４０の反射特性は１９度の高入射角度に反射ピークをもつ。

成膜方法はスパッタを用いたが、製法はこの限りではなく、例えば、蒸着法を用いてもよい。なお、これは以下の実施例についても当てはまる。

０度入射のとき、ピーク波長が１３．５ｎｍになるように多層膜反射鏡を比較例１と同様の方法で作製した。多層膜１２０は、基板１１０の上に１０層の積層体１４０を形成し、この上に４０層の積層体１３０を形成し、最後にＳｉキャップ層を形成した５１層を有する。実施例１では積層体１４０の層数が積層体１３０の層数よりも多いのに対し、本実施例では積層体１３０の層数が積層体１４０の層数よりも多い。それぞれの膜厚、成膜時間の詳細を表２に示す。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。

このように成膜された多層膜反射鏡の模式図を図２（ａ）に、波長反射特性を図７（ａ）に、角度反射特性を図７（ｂ）に示す。反射率は、波長領域１３．３ｎｍから１４．０ｎｍまで、入射角度１４度まで５０％以上を保つ良好なものであった。図７（ａ）から、反射率５０％以上の波長領域は図３（ａ）と比較して０．２ｎｍ増えたことがわかる。図７（ｂ）から、反射率５０％以上の角度領域は図３（ｂ）と比較して４度増えたことがわかる。

０度入射のとき、ピーク波長が１３．５ｎｍになるように多層膜反射鏡を比較例１と同様の方法で作製した。多層膜１２０は、基板１１０の上に１０層の積層体１４０を形成し、この上に２０層の積層体１３０Ｂを積層し、さらに別の周期長で一定な２０層の積層体１３０Ｃを形成し、最後にＳｉキャップ層を形成した５０層を有する。それぞれの膜厚、成膜時間の詳細を表３に示す。実施例２における周期長が一定な４０層を、２種類の周期長をもつ積層体１３０Ｂ及びＣに２０層ずつに分けている。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。

このように成膜された多層膜反射鏡の模式図を図２（ａ）に、波長反射特性を図８（ａ）に、角度反射特性を図８（ｂ）に示す。反射率は、波長領域１３．１ｎｍから１４．２ｎｍまで、入射角度１７度まで３０％以上を保つ良好なものであった。図８（ａ）から、反射率３０％以上の波長領域は図３と比較して０．５ｎｍ増えたことがわかる。図８（ｂ）から、反射率３０％以上の角度領域は図３（ｂ）と比較して６度増えたことがわかる。実施例２に対し、同じ層数であっても反射率は低下するが、本実施例は光線入射角度は良好なものであった。

０度入射のとき、ピーク波長が１３．５ｎｍになるように多層膜反射鏡を比較例１と同様の方法で作製した。多層膜１２０は、基板１１０の上に２０層の積層体１３０を形成し、この上に４０層の積層体１４０を形成し、最後にＳｉキャップ層を形成した６１層を有する。それぞれの膜厚、成膜時間の詳細を表４に示す。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。

このように成膜された多層膜反射鏡の模式図を図２（ａ）に、波長反射特性を図９（ａ）に、角度反射特性を図９（ｂ）に示す。反射率は、波長領域１３．３ｎｍから１３．９ｎｍまで、入射角度１３度まで５０％以上を保ち、実施例１、２の値には及ばないが良好なものであり、本実施例は光線入射角度範囲を広げるために有効であることがわかる。図９（ａ）から、反射率５０％以上の波長領域は図３（ａ）と比較して０．１ｎｍ増えたことがわかる。図９（ｂ）から、反射率５０％以上の角度領域は図３（ｂ）と比較して３度増えたことがわかる。

０度入射のとき、ピーク波長が１３．５ｎｍになるように多層膜反射鏡を比較例１と同様の方法で作製した。多層膜１２０は、基板１１０の上に２０層の積層体１４０を形成し、この上に２０層の積層体１３０を形成し、さらにその上に２０層の積層体１４０を形成し、最後にＳｉキャップ層を形成した６１層を有する。それぞれの膜厚、成膜時間の詳細を表５に示す。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。

このように成膜された多層膜反射鏡の模式図を図２（ａ）に、波長反射特性を図１０（ａ）に、角度反射特性を図１０（ｂ）に示す。反射率は、波長領域１３．３ｎｍから１３．９ｎｍまで、入射角度１３度まで５０％以上を保ち、実施例１、２の値には及ばないが良好なものであり、本実施例は光線入射角度範囲を広げるために有効であることがわかる。図１０（ａ）から、反射率５０％以上の波長領域は図３（ａ）と比較して０．１ｎｍ増えたことがわかる。図１０（ｂ）から、反射率５０％以上の角度領域は図３（ｂ）と比較して３度増えたことがわかる。

０度入射のとき、ピーク波長が１３．５ｎｍになるように多層膜反射鏡を比較例１と同様の方法で作製した。多層膜１２０は、基板１１０の上に２０層の積層体１３０Ｂを形成し、この上に１０層の積層体１４０を形成し、再度別の周期長で２０層の席装置１３０Ｃを積層し、その上に１０層の積層体１４０を形成し、最後にＳｉキャップ層を形成した６１層を有する。それぞれの膜厚、成膜時間の詳細を表６に示す。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。

このように成膜された多層膜反射鏡の模式図を図２に、波長反射特性を図１１（ａ）に、角度反射特性を図１１（ｂ）に示す。反射率は、波長領域１３．３ｎｍから１３．９ｎｍまで、入射角度１２度まで５０％以上を保ち、実施例１、２の値には及ばないが良好なものであり、本実施例は光線入射角度範囲を広げるために有効であることがわかる。図１１（ａ）から、反射率５０％以上の波長領域は図３（ａ）と比較して０．１ｎｍ増えたことがわかる。図１１（ｂ）から、反射率５０％以上の角度領域は図３（ｂ）と比較して２度増えたことがわかる。

０度入射のとき、ピーク波長が１３．５ｎｍになるように設計された多層膜反射鏡を比較例２と同様の方法で作製した。多層膜１２０Ａは、基板１１０の上に７２層の積層体１４０Ａを形成し、この上に４８層の積層体１３０Ａを形成し、最後にＳｉキャップ層を形成した１２１層を有する。それぞれの膜厚、成膜時間の詳細を表７に示す。また、これら膜厚の範囲は０．５ｎｍ≦Ｓｉ≦１０ｎｍ、０．５ｎｍ≦Ｍｏ≦１０ｎｍ、０．１ｎｍ≦Ｂ４Ｃ≦２ｎｍであることが望ましい。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。

多層膜反射鏡の模式図を図２（ｂ）に、波長反射特性を図１２（ａ）に、角度反射特性を図６に示す。反射率は、波長領域１３．３ｎｍから１３．９ｎｍまで、入射角度１３度まで５０％以上を保つ良好なものであった。図１２（ａ）から、反射率５０％以上の波長領域は図４（ａ）のＢと比較して０．１ｎｍ増えたことがわかる。図１２（ｂ）から、反射率５０％以上の角度領域は図４（ｂ）のＢと比較して３度増えたことがわかる。

０度入射のとき、ピーク波長が１３．５ｎｍになるように設計された多層膜反射鏡を比較例２と同様の方法で作製した。多層膜１２０Ａは、基板１１０の上に２０層の積層体１３０Ａを形成し、この上に８０層の積層体１４０Ａを形成し、最後にＳｉキャップ層を形成した１０１層を有する。実施例７では積層体１４０Ａの層数が積層体１３０Ａの層数よりも多いのに対し、多層膜反射鏡では積層体１３０Ａの層数が積層体１４０Ａの層数よりも多い。それぞれの膜厚、成膜時間の詳細を表８に示す。これら膜厚の範囲は０．５ｎｍ≦Ｓｉ≦１０ｎｍ、０．５ｎｍ≦Ｍｏ≦１０ｎｍ、０．１ｎｍ≦Ｂ４Ｃ≦２ｎｍであることが望ましい。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。

このように成膜された多層膜反射鏡の模式図を図２（ｂ）に、波長反射特性を図１３（ａ）に、角度反射特性を図１３（ｂ）に示す。反射率は、波長領域１３．３ｎｍから１３．９ｎｍまで、入射角度１４度まで５０％以上を保つ良好なものであった。図７から、反射率５０％以上の波長領域は図４（ａ）のＢと比較して０．１ｎｍ増えたことがわかる。図８から、反射率５０％以上の角度領域は図４（ｂ）のＢと比較して４度増えたことがわかる。

０度入射のとき、ピーク波長が１３．５ｎｍになるように設計された多層膜反射鏡を比較例２と同様の方法で作製した。多層膜１２０Ａは、基板１１０の上に５４層の積層体１４０Ａを形成し、この上に３６層の積層体１３０Ａを形成し、最後にＳｉキャップ層を形成した９１層を有する。それぞれの膜厚、成膜時間の詳細を表９に示す。これら膜厚の範囲は０．５ｎｍ≦Ｓｉ≦１０ｎｍ、０．５ｎｍ≦Ｍｏ≦１０ｎｍ、０．５ｎｍ≦Ｒｕ≦１０ｎｍであることが望ましい。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。

このように成膜された多層膜反射鏡の模式図を図２（ｂ）に、波長反射特性を図１４（ａ）に、角度反射特性を図１４（ｂ）に示す。反射率は、波長領域１３．３ｎｍから１４．０ｎｍまで、入射角度１４度まで５０％以上を保つ良好なものであった。図１４（ａ）から、反射率５０％以上の波長領域は図４（ａ）のＣと比較して０．１ｎｍ増えたことがわかる。図１４（ｂ）から、反射率５０％以上の角度領域は図４（ｂ）のＣと比較して５度増えたことがわかる。

０度入射のとき、ピーク波長が１３．５ｎｍになるように設計された多層膜反射鏡を比較例２と同様の方法で作製した。多層膜１２０Ａは、基板１１０の上に７２層の積層体１４０Ａを形成し、この上に４８層の積層体１３０Ａを形成、最後にＳｉキャップ層を形成した１２１層を有する。それぞれの膜厚、成膜時間の詳細を表１０に示す。これら膜厚の範囲は０．５ｎｍ≦Ｓｉ≦１０ｎｍ、０．５ｎｍ≦Ｍｏ≦１０ｎｍ、０．５ｎｍ≦Ｒｕ≦１０ｎｍ、０．５ｎｍ≦Ｒｈ≦１０ｎｍであることが望ましい。コンピュータ９１２には成膜時間データを入力する。

このように成膜された多層膜反射鏡の模式図を図２（ｂ）に、波長反射特性を図１５（ａ）に、角度反射特性を図１５（ｂ）に示す。反射率は、波長領域１３．３ｎｍから１４．０ｎｍまで、入射角度１４度まで５０％以上を保つ良好なものであった。図１５（ａ）から、反射率５０％以上の波長領域は図４（ａ）のＣと比較して０．１ｎｍ増えたことがわかる。図１５（ｂ）から、反射率５０％以上の角度領域は図４（ｂ）のＣと比較して５度増えたことがわかる。

図１６は上述の実施例１乃至１０で作成した反射鏡を用いた投影露光装置２００を示す。光源に１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いて、反射型マスク２０２上に形成されたパターンを反射鏡２１１乃至２２０より構成された反射縮小投影光学系２１０により基板２３０に転写する。これにより、マスク２０２上の０．１μｍのパターンに対して寸法０．０２５μｍのレジストパターンが正確に得られる。縮小率、波長等は、本実施例の値に限らない。レジストについても同様である。さらに、光学系の構成も図１６に示したものに限られず、本発明の光学素子は照明光学系や反射型マスクにも適用することができる。

投影光学系２１０は、光線入射角度分布範囲が５度以内の小さい反射鏡２１１、２１２、２１６及び２２０には、従来の比較例１又は２を使用する。光線入射角度分布範囲が５度以上の大きい反射鏡２１４及び２１８には、実施例１乃至１０のうちいずれか一つの反射鏡を用いた。

本実施例の多層膜反射鏡によって、反射率が５０％を超える波長領域及び光線入射角度範囲は従来の反射鏡と比較して波長領域で１７％程度、光線入射角度範囲で３０％程度広くなる。

次に、図１７及び図１８を参照して、露光装置２００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１７は、半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ステップ１（回路設計）では、半導体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。一方、ステップ３（ウェハ製造）では、シリコン等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、上記用意したマスクとウェハを用いて、リソグラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製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で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

図１８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、ウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着等によって形成する。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）ではウェハに感光材を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置２００によってマスク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。本実施例の製造方法を用いれば、露光において広い入射角度範囲を維持することができるので、従来は製造が難しかった高解像度のデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を生産性よく製造することができる。また、このように、露光装置２００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物（中間、最終生成物）としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態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。

本発明の多層膜を光学素子を形成するための成膜装置の概略ブロック図である。 図２（ａ）は、本発明の一側面としての多層膜を有する光学素子の部分拡大断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す多層膜を有する光学素子の変形例の部分拡大断面図である。 図３（ａ）は比較例１の波長反射特性であり、図３（ｂ）は比較例１の角度反射特性である。 図４（ａ）は比較例２の波長反射特性であり、図４（ｂ）は比較例２の角度反射特性である。 図５（ａ）は実施例１の波長反射特性であり、図５（ｂ）は実施例１の角度反射特性である。 図６（ａ）は実施例１の積層体のそれぞれが単独で形成された場合の波長反射特性であり、図６（ｂ）はその場合の角度反射特性である。 図７（ａ）は実施例２の波長反射特性であり、図７（ｂ）は実施例２の角度反射特性である。 図８（ａ）は実施例３の波長反射特性であり、図８（ｂ）は実施例３の角度反射特性である。 図９（ａ）は実施例４の波長反射特性であり、図９（ｂ）は実施例４の角度反射特性である。 図１０（ａ）は実施例５の波長反射特性であり、図１０（ｂ）は実施例５の角度反射特性である。 図１１（ａ）は実施例６の波長反射特性であり、図１１（ｂ）は実施例６の角度反射特性である。 図１２（ａ）は実施例７の波長反射特性であり、図１２（ｂ）は実施例７の角度反射特性である。 図１３（ａ）は実施例８の波長反射特性であり、図１３（ｂ）は実施例８の角度反射特性である。 図１４（ａ）は実施例９の波長反射特性であり、図１４（ｂ）は実施例９の角度反射特性である。 図１５（ａ）は実施例１０の波長反射特性であり、図１５（ｂ）は実施例１０の角度反射特性である。 本発明の光学素子を適用可能な露光装置の概略断面図である。 本発明の露光装置を有するデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。 図１７に示すステップ４の詳細なフローチャートである。

符号の説明

１００ 光学素子
１２０ 多層膜
１３０ （第１の）積層体
１４０ （第２の）積層体
２００ 露光装置

Claims (8)

1. 光の反射率を高める多層膜を有する反射型光学素子であって、
   前記多層膜は、第１の入射角度範囲で入射する光に対して所定の波長において最大反射率が得られる第１の反射特性を有する第１の積層体と、
   前記第１の反射特性と組み合わされることによって当該第１の入射角度範囲よりも広い第２の入射角度範囲で入射する光に対して前記所定の波長で一定の反射率が得られるような、前記第１の反射特性とは異なる第２の反射特性を有する第２の積層体とを有することを特徴とする光学素子。
2. 前記所定の波長は１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下であり、前記第２の反射特性は、前記第１の入射角度範囲で入射する光に対して前記所定の波長とは異なる波長においてピークを有することを特徴とする請求項１記載の光学素子。
3. 光の反射率を高める多層膜を有する反射型光学素子であって、
   前記多層膜は、第１の積層体と第２の積層体とを有し、
   前記第１の積層体は、２種類の材料の各層を含む基本積層体を複数積層した構造を有し、各基本積層体においては、前記２種類の材料のそれぞれが一定の厚さを有し、前記基本積層体の厚さを一周期とすると前記第１の積層体は周期長が一定であり、
   前記第２の積層体は、前記２種類の材料を交互に積層した積層構造を有するが、前記積層構造においては、前記２種類の材料のそれぞれの厚さは一定ではないか、前記第２の積層体は一定の周期長を有しないことを特徴とする光学素子。
4. 前記２種類の材料の間に挟まれて当該２種類の材料とは異なる２層以上の材料を更に有することを特徴とする請求項３記載の光学素子。
5. 前記２層以上の材料は、Ｂ、Ｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｌｉ、Ｐｄ並びにこれらの化合物のうちの一を主成分とすることを特徴とする請求項４記載の光学素子。
6. 前記第１の積層体は、周期長の異なる２種類の積層体を含むことを特徴とする請求項１又は３記載の光学素子。
7. 請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の光学素子を使用してマスクパターンを被露光体に露光することを特徴とする露光装置。
8. 請求項７記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
   露光された前記被露光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。