JP2009141178A - Ｅｕｖ用ミラー及びそれを有するｅｕｖ露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 反射層より膜周期の長い応力緩和層が精密に管理可能なＥＵＶ用ミラーを提供すること。
【解決手段】 基板１１と、ＥＵＶ光用の反射層１８と、反射層１８と基板１１との間に形成され、所定の膜周期の多層膜によって構成される応力緩和層１７とを有し、基板１１上の反射層１８及び応力緩和層１７が形成された有効領域１３とは異なる領域に形成され、応力緩和層１７とは膜周期の異なる多層膜によって構成される応力緩和層の評価領域１４を有することを特徴としている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、波長１０〜１５ｎｍ程度の極端紫外領域（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ）用のミラーに関する。

従来、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ための焼き付け（リソグラフィー）方法として、紫外線を用いた縮小投影露光が行われてきた。

縮小投影露光で転写できる最小の寸法は、転写に用いられる露光光の波長に比例し、投影光学系の開口数に反比例する。このため回路パターンの微細化に伴い、露光光の波長は、水銀ランプｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）と短波長化が進んでいる。

しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外線を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで０．１μｍを下回るような非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外線よりも更に波長が短い波長１０〜１５ｎｍ程度のＥＵＶ光を用いた縮小投影露光装置（ＥＵＶ露光装置）が開発されている。

ＥＵＶ露光装置を構成するミラーとしては、多層膜ミラーと斜入射全反射ミラーとがある。ＥＵＶ領域では屈折率の実部は１より僅かに小さいので、面にすれすれにＥＵＶ光を入射する斜入射で用いれば全反射が起きる。通常、面から測って数度以内の斜入射では数十％以上の高い反射率が得られるが、光学設計上の自由度が小さい。

そこで、光学設計上の自由度が高いＥＵＶ光用のミラーとして、光学定数の異なる２種類の物質を交互に積層した多層膜ミラーが用いられている。多層膜ミラーであれば、直入射に近い入射角で所望の反射率が得られる。

ＥＵＶ用の多層膜ミラーは、精密な面形状に研磨されたガラス基板の表面にモリブデンとシリコンを交互に積層することで形成される。例えば、モリブデン層の厚さは２ｎｍ、シリコン層の厚さは５ｎｍ程度、積層数は２０〜３０層対程度である。２種類の物質の層の厚さを加えたものを膜周期とよぶ。上記例では膜周期は２ｎｍ＋５ｎｍ＝７ｎｍである。

このようなモリブデンとシリコンからなるモリブデン／シリコン多層膜ミラーにＥＵＶ光を入射すると、特定の波長のＥＵＶ光が反射される。

入射角をθ、ＥＵＶ光の波長をλ、膜周期をｄとすると、近似的にはブラッグの式
２×ｄ×ｃｏｓθ＝λ （１）
の関係を満足するような、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０．６〜１ｎｍ程度である。図１０に入射角１５度、膜周期７．２ｎｍの多層膜ミラーの反射率特性を示す。

一般に多層膜ミラーは面内径方向に膜厚の勾配を持たせて設計されるが、出来上がったミラーの膜厚が設計値からずれてしまうと、収差やフレアを発生させてしまい露光装置の性能を落としてしまう。設計値と実際に出来上がったものの膜厚誤差のうち、パワー成分は投影光学系において補正可能であるが、それ以外のものは補正がきかない。

投影光学系を構成するミラーの枚数をｎ、ＥＵＶ光の波長をλとすると許容される形状誤差σ（ｒｍｓ値）はマレシャルの式
σ＝λ／（２８×√ｎ） （２）
で与えられる。例えば、６枚ミラーで波長１３．５ｎｍの系の場合、許容される形状誤差σ＝０．２ｎｍとなる。形状誤差は基板形状、膜形状などからなる。０．２ｎｍのうち膜形状に許容される誤差を０．１５ｎｍとし、さらにそれを、成膜と膜形状計測に分配すると、膜形状計測に許容される誤差は０．１ｎｍ程度である。多層膜の膜層数は５０層程度であるため、一層当たりに必要な計測精度は０．００２ｎｍ＝０．０１５％となる。

一方、モリブデン／シリコン多層膜は応力を持つため、その応力が基板の面形状に影響を与える可能性がある。多層膜の応力による基板の変形を抑えるために、基板上に応力を緩和するための多層膜（応力緩和層）を成膜し、その上にＥＵＶ光を反射するための多層膜（反射層）を成膜する技術が知られている（特許文献１）。これは、反射層と応力緩和層とに大きさの等しい逆応力を持たせることで基板変形を抑える技術である。
米国特許第６１３４０４９号明細書

しかしながら、応力緩和層が所望の精度で成膜されていない場合、反射層の応力がキャンセルできず基板が変形する。また、基板の形状が設計どおりに保たれていても、図１１のように応力緩和層の膜周期が面内で不均一である場合、反射波面の乱れとなる。高い結像性能を得るためには応力緩和層も精度良く成膜できていることが重要である。

ブラッグの式（１）及び図１０に示すように、周期構造を持つ多層膜ミラーの反射率のピーク波長は膜厚に依存する。したがって、ミラー面内の各位置のピーク波長を精度良く計測することで、ミラー面内の膜厚分布を計測することができる。

しかし、一般に応力緩和層は反射層よりも長い膜周期を持つ。例えば、応力緩和層が膜周期１１ｎｍで積層された多層膜であると想定した場合、露光装置で用いる波長（１３．５ｎｍ）で膜厚を評価しようとすると、ブラッグの式（１）から入射角を例えば５２ｄｅｇと大きく取らなければならない。

ブラッグの式を微分すると
２×ｄ×ｓｉｎθ×△θ＝ｍ×△λ （３）
となることから、膜周期が長くなり入射角θが大きくなると、入射角の誤差量△θの係数であるｄ×ｓｉｎθが大きくなるため、計測波長の誤差量△λも大きくなることが分かる。したがって、膜形状計測に許容される誤差を０．１［ｎｍ］とすると、膜周期７［ｎｍ］で入射角５［ｄｅｇ］のときに要求される角度精度が１．４［ｍｒａｄ］であったのに対し、膜周期１１［ｎｍ］で入射角５２［ｄｅｇ］では０．１［ｍｒａｄ］となる。この角度精度で膜形状計測を実現するのは、非常に困難である。

このように従来は、反射層より膜周期の長い応力緩和層を精度良く評価する有効な方法がなかった。

本発明は、反射層より膜周期の長い応力緩和層が精密に管理可能なＥＵＶ用ミラーの提供を目的とする。

本発明の例示的なＥＵＶ用ミラーは、基板と、ＥＵＶ光用の反射層と、その反射層と基板との間に形成され、所定の膜周期の多層膜によって構成される応力緩和層とを有し、基板上の前記反射層及び応力緩和層が形成された領域とは異なる領域に形成され、応力緩和層とは膜周期の異なる多層膜によって構成される応力緩和層の評価領域を有することを特徴としている。

本発明の例示的なＥＵＶ用ミラーの製造方法は、基板上に周期的な多層膜によって構成される応力緩和層と、その応力緩和層の上に反射層と、基板上の反射層及び応力緩和層が形成された領域とは異なる領域に周期的な多層膜によって構成される第１の評価領域とを形成するＥＵＶ用ミラーの製造方法であって、第１の評価領域の多層膜を構成する各層の成膜に際し、前記応力緩和層の多層膜を構成する各層と同時に成膜する工程を有することを特徴としている。

本発明のＥＵＶミラーによれば、応力緩和層が精密に管理できる。

以下、図面を用いて本発明のＥＵＶ用ミラーの実施例について説明する。

初めに本発明のＥＵＶ用ミラーが適用されるＥＵＶ露光装置の概要について説明する。

ＥＵＶ露光装置は、主に光源、照明光学系、投影光学系、レチクルステージ、ウエハステージとから構成される。ＥＵＶ露光装置の概略図を図１に示す。

ＥＵＶ光源には、例えばレーザープラズマ光源が用いられる。これはターゲット供給装置４０１から真空容器中に供給されたターゲット材に、高強度のパルスレーザー光源４０２から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、例えば波長１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用するものである。ターゲット材としては、金属薄膜、不活性ガス、液滴などが用いられ、ガスジェット等の手段で真空容器内に供給される。ターゲットから放射されるＥＵＶ光の平均強度を高くするためにはパルスレーザー光源４０２の繰り返し周波数は高い方が良く、通常数ｋＨｚの繰り返し周波数で運転される。

照明光学系は、複数の多層膜ミラー４０３、４０５、４０７とオプティカルインテグレータ４０４等から構成される。初段のミラー４０３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４０４はマスクを均一に所定の開口数で照明する役割を持っている。また照明光学系のレチクルと共役な位置にはレチクル面で照明される領域を円弧状に限定するためのアパーチャ４０６が設けられる。

投影光学系は、複数の多層膜ミラー４０８、４０９、４１０、４１１で構成される。ミラー枚数は少ない方がＥＵＶ光の利用効率が高いが、収差補正が難しくなる。本実施例では４枚のミラーで投影光学系を構成しているが、６枚、８枚で構成しても良い。ミラーの反射面の形状は、凸面または凹面の球面または非球面である。投影光学系の開口数ＮＡは、０．２〜０．３程度である。

レチクルステージ４１２とウエハステージ４１５は縮小倍率に比例した速度比で同期して走査する機構をもつ。ここでレチクル４１４又はウエハ４１７面内で走査方向をＸ、それに垂直な方向をＹ、レチクル又はウエハ面に垂直な方向をＺとする。

レチクル４１４は、レチクルステージ４１２上のレチクルチャック４１３に保持される。レチクルステージ４１２はＸ方向に高速移動する機構をもつ。また、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、および各軸の回りの回転方向に微動機構をもち、レチクル４１４の位置決めができるようになっている。レチクルステージ４１２の位置と姿勢はレーザー干渉計４１８によって計測され、その結果に基づいて、位置と姿勢が制御される。

ウエハ４１７は、ウエハチャック４１６によってウエハステージ４１５に保持される。ウエハステージ４１５はレチクルステージ４１２と同様にＸ方向に高速移動する機構をもつ。また、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、および各軸の回りの回転方向に微動機構をもち、ウエハ４１７位置決めができるようになっている。ウエハステージ４１２の位置と姿勢はレーザー干渉計４１９によって計測され、その結果に基づいて、位置と姿勢が制御される。

ウエハ４１７上で１回のスキャン露光が終わると、ウエハステージ４１２はＸ，Ｙ方向にステップ移動して次のショットの走査露光開始位置に移動する。そして再び、レチクルステージ４１２及びウエハステージ４１５が投影光学系の縮小倍率に比例した速度比でＸ方向に同期走査する。

このようにして、レチクル４１４に形成されたパターンの縮小投影像がウエハ４１７上に形成された状態でそれらを同期走査するという動作が繰り返される（ステップ・アンド・スキャン）。こうして、ウエハ４１７全面にレチクル４１４に形成されたパターンが転写される。

本発明のＥＵＶ用ミラーは、このようなＥＵＶ露光装置の照明光学系及び投影光学系を構成する各ミラー、あるいはこれら以外のＥＵＶ光用のミラーに用いられる。

次に、本実施例のＥＵＶ用ミラーの多層膜を成膜するためのスパッタリング成膜装置について説明する。図２は、スパッタリング成膜装置５００のブロック図である。

成膜装置５００は、真空チャンバ５０１と、真空ポンプ５０２と、膜厚制御マスク５０４と、シャッタ５０６と、回転機構５０７と、領域選択マスク５１４と、後述の制御系とで構成される。

真空チャンバ５０１は、成膜時、真空ポンプ５０２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、膜厚制御マスク可動制御装置５０３と、シャッタ制御装置５０５と、ＤＣ電源５１０、ＲＦ電源５１１、Ａｒガス導入制御装置５１３、領域選択マスク可動制御装置５１５とを含み、制御コンピュータ５１２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シリコンターゲット５０８、モリブデンターゲット５０９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。ターゲットを回転することで、各材料を切り替えて、基板上に各材料を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。

回転機構５０７には、直径５００ｍｍの精密な面形状に研磨されたガラス基板が設置され、成膜時に基板を自転させる。基板とターゲットの間には、シャッタ制御装置５０５によって開閉制御されるシャッタ５０６と、膜厚制御マスク可動制御装置５０３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膜厚制御マスク５０４がある。基板と膜厚制御マスク５０４の間には、領域選択マスク可動制御装置５１５によって開閉制御され、基板上の成膜する領域を制限するための領域選択マスク５１４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５１３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５１０で所定の電力を維持し、ＲＦ電源５１１にて１３．５６ＭＨｚのＲＦ高周波１５０Ｗとした。制御コンピュータ５１２は各層の膜厚を時間制御する。

次に図３を用いて、本実施例のＥＵＶ用ミラーの具体的構成について説明する。図３（ａ）は本実施例のＥＵＶ用ミラーの正面図であり、図３（ｂ）は概略断面図である。

図３（ａ），（ｂ）において、１１は基板、１２は基板の回転中心、１３は有効領域、１４〜１６はそれぞれ第１の評価領域、第２の評価領域、第３の評価領域である。図３（ｂ）において、１３は周期的な多層膜で構成された応力緩和層、１８は反射層である。したがって、有効領域１３は、応力緩和層１７と反射層１８とが形成された領域である。なお、「有効領域」とは、ミラーを露光装置等に搭載した状態でＥＵＶ光が照射される領域を指す。

基板１１には、低膨張率ガラスやシリコンカーバイド等の剛性及び硬度が高く、熱膨張率が小さい材料が用いられる。このような材料を研削・研磨して、回転中心１２に対して回転対称な形状の所定の反射面形状を創生して基板１１とする。

応力緩和層１７は、基板１１の研磨終了後に成膜される。応力緩和層１７の材料は特に問わないが、成膜装置の簡略化の観点から反射層１８と同じ材料を使うことが好ましい。反射層１８が圧縮応力を持つ場合、応力緩和層１７はその逆応力である引っ張り応力を持たせる必要がある。モリブデン／シリコン多層膜は、厚みにより応力が変化するため、膜周期や膜数などを適切に設定することで、反射層として用いることもできるし、またその応力をキャンセルする応力緩和層として使用することもできる。

例えば、１３．５ｎｍの光を入射角５°で効率良く反射するためには、反射層１８として、膜厚２［ｎｍ］のモリブデン（第１材料）、膜厚５［ｎｍ］のシリコンを交互に積層した膜周期７［ｎｍ］、膜数４０層対の多層膜を用いる。この場合、応力緩和層１７としては、第１の膜厚８［ｎｍ］のモリブデン、第２の膜厚３［ｎｍ］のシリコンを交互に積層した一定の膜周期１１［ｎｍ］、２０層対の多層膜を用いる。この結果、反射層１８、応力緩和層１７でそれぞれ符号の違う応力が発生し、その大きさは各々４００ＭＰａ程度である。

第１の評価領域１４、第２の評価領域１５、第３の評価領域１６は、応力緩和層１７の検査・評価用の領域であり、基板１１上の有効領域１３とは異なる領域に形成される。第１の評価領域１４は、第１の膜厚８［ｎｍ］より小さい第３の膜厚（５［ｎｍ］）のモリブデンと、第２の膜厚３［ｎｍ］より小さい第４の膜厚（２［ｎｍ］）のシリコンとを交互に積層した一定の膜周期のモリブデン／シリコン多層膜である。したがって、第１の評価領域１４の膜周期は７［ｎｍ］であり、応力緩和層１７の膜周期１１［ｎｍ］とは異なる。第２の評価領域１５は、第１の膜厚８［ｎｍ］と第３の膜厚（５［ｎｍ］）の差分の膜厚（３［ｎｍ］）のモリブデンを応力緩和層１７の持つモリブデンの層数分だけ積層した単層膜である。第３の評価領域１６は、第２の膜厚３［ｎｍ］と第４の膜厚（２［ｎｍ］）の差分の膜厚（１［ｎｍ］）のシリコンを応力緩和層１７の持つモリブデンの層数分だけ積層した単一材料膜である。

スパッタリング成膜装置の特性から、薄膜として付けたい材料の供給は短時間には安定しているため、周方向にはほぼ同じ膜の厚さのものができあがるが、長時間には安定しないため、径方向では膜の厚さの設計値からのずれ量にドリフトが生じることがある。

そのため、有効領域１３の径方向の広がりをカバーするように、第１の評価領域１４、第２の評価領域１５、第３の評価領域１６は、基板の回転中心１２から外周に向けて径方向に広がりを持つように設けられている。

評価領域は、径方向の膜厚分布が分かればよいので、図３に示すような切れ目のない短冊形だけでなく、図４に示すような短冊を分割したような形でもよい。すなわち、評価領域は、有効領域の径方向の膜厚分布を評価可能な幅に形成されていれば良い。

また、基板１１に応力変形を起こさせないためには、評価領域はできるだけ小さい方がよい。一方で、応力緩和層１７の評価のためには、少なくとも１［ｍｍ^２］程度必要なので、およそ数［ｍｍ^２］が望ましい。

次に応力緩和層１７及び各評価領域の成膜プロセスを図５に示すフローチャートに沿って説明する。

ステップ１にて、研磨の終わった基板１１をスパッタリング成膜装置５００の回転機構５０７に設置する。ステップ２にて、モリブデン／シリコンの積層が何層対目かを示す層対番号ｎに１を代入し、ステップ３にて、領域選択マスク５１４により第２の評価領域１５と第３の評価領域１６にマスクをする。ステップ４にて、有効領域１３と第１の評価領域１４に対して同時にモリブデンを厚さ５［ｎｍ］だけ成膜する。次にステップ５にて、第１の評価領域１４と第３の評価領域１６にマスクをし、有効領域１３と第２の評価領域１５に対して同時にモリブデンを厚さ３［ｎｍ］だけ成膜する。

更にステップ７にて、第２の評価領域１５と第３の評価領域１６にマスクをし、ステップ８にて、有効領域１３と第１の評価領域１４に対して同時にシリコンを厚さ２［ｎｍ］だけ成膜する。次にステップ９にて、第１の評価領域１４と第２の評価領域１５にマスクをし、ステップ１０にて、有効領域１３と第３の評価領域１６に対して同時にシリコンを厚さ１［ｎｍ］だけ成膜する。

ステップ１０の後、ステップ１１にて層対番号ｎを２０と比較して、ｎが２０以上であれば取り出し、反射層の成膜工程に移る。ｎが２０未満であれば、ステップ１２にて、ｎをインクリメントして、再びステップ４に戻って一連のプロセスを繰り返す。

以上のプロセスから、有効領域１３外に膜周期７ｎｍの周期構造を持つ第１の評価領域１４と、モリブデンの単層膜である第２の評価領域１５と、シリコンの単層膜である第３の評価領域１６ができる。

応力緩和層１７の成膜が終了した時点で、応力緩和層１７の評価領域にマスクを行い、反射層１８の成膜を行う。このとき、第１の評価領域１４、第２の評価領域１５、第３の評価領域１６の大きさは、検査に必要な大きさを有している必要がある。また、反射層１８の成膜後に基板１１の形状に影響がない程度に小さいものである必要がある。基板に与える影響は基板形状変化による波面収差として例えば１０ｍλ以下である必要がある。

反射層１８の検査はＡＦＭ（原子間力顕微鏡）、ＥＵＶ反射率計、Ｘ線回折、などを用いて行う。ＡＦＭは表面粗さを計測する。ＥＵＶ反射率計・Ｘ線回折は反射率を計測し、またその結果から膜周期長を導出する。粗さが大きいもの、反射率が低いもの、膜周期長にムラがあるもの・設計の膜周期長から外れたものは使用しない。検査は複数の位置で行うのが望ましい。

反射層１８の仕様を満足したミラーは応力緩和層１７の検査を行う。応力緩和層１７の評価についても、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）、ＥＵＶ反射率計、Ｘ線回折、などを用いて行う。ＡＦＭは直接有効領域を計測し表面粗さを調べる。ＥＵＶ反射率計・Ｘ線回折は第１の評価領域１４、第２の評価領域１５、第３の評価領域１６に対して径方向について複数ヶ所で反射率を計測する。その結果から上述したブラッグの式を用いて径方向の膜厚分布を導出する。計測波長１３．５［ｎｍ］に適切な膜周期７［ｎｍ］の第１の評価領域１４を計測することで、膜周期１１［ｎｍ］の評価領域を計測したときの角度精度よりも緩い精度で計測可能である。

基板１１を回転させながら成膜をおこなうため、回転方向の膜厚ムラは小さい。よって、第１の評価領域１４、第２の評価領域１５、第３の評価領域１６を計測して分かる径方向の膜厚分布と有効領域１３における径方向の膜厚分布は同等であると見做すことができる。第１の評価領域１４、第２の評価領域１５、第３の評価領域１６の膜厚計測結果を足し合わせることで応力緩和層１７の膜厚分布を精度よく推定することができる。但し、第２の評価領域１５、第３の評価領域１６は全体の膜厚に占める割合が小さく、第１の評価領域１４だけを計測しても応力緩和層１７の膜厚分布が推定可能である。したがって、要求される精度によっては、必ずしも第２の評価領域１５、第３の評価領域１６の計測が必要なわけではない。

表面粗さが規定値を満たさない場合は基板の研磨ミスや成膜工程での不具合が考えられるので、検査不合格とする。また、応力緩和層１７の周期長が規定値に達しない場合は、設計どおりの応力が得られないので、やはり検査不合格とする。検査に合格したものは露光装置に搭載する。

検査に合格しないものは修正可能かどうかを検討する。修正の方法は、例えば以下のとおりである。

まず、ＥＵＶ反射率計測、Ｘ線回折の結果から応力緩和層１７の膜周期を導出する。応力は膜周期に依存するので、応力緩和層１７の膜周期から応力緩和層の応力を導出し、応力による基板１１の変形量を見積もる。基板１１の変形量からミラー曲率の変化量を見積もる。ミラー曲率の変化であればミラー間の距離を調整することで結像性能を保つことができるため、露光装置に搭載してその組み立て・調整で、基板変形の影響を取り除く。または基板裏面に取り付けられたアクチュエータを用いて基板を変形させて基板の変形を取り除く。曲率以外の変形の場合は基板裏面に取り付けられたアクチュエータを用いて基板を変形させて基板の変形を取り除く。

これらの手段で補正できない場合は、研磨の工程からやり直す。再研磨後も同様の手順を繰り返し、反射層１８及び応力緩和層１７の検査を行い、仕様を満たすもしくは補正可能であれば露光装置に搭載する。

以上のように、基板１１上の反射層１８及び応力緩和層１７が形成された領域とは異なる領域に、周期的な多層膜によって構成される第１の評価領域１４を形成することによって、応力緩和層１７の検査を精度良く行うことが可能になる。そして、検査に合格したＥＵＶ用ミラーを露光装置に搭載することで、より微細なパターンの転写が可能となり、高集積化されたデバイスの製造が可能となる。

なお、本実施例では多層膜を構成する２つの材料として、モリブデンとシリコンを例にして説明したが、ＥＵＶ用ミラーの多層膜として使用可能な材料であれば他の材料であっても良い。例えば、モリブデン／シリコン以外にもモリブデン／ベリリウムで構成された多層膜がＥＵＶに使用できることが知られている。このように第１材料、第２材料としてモリブデン／シリコン以外の材料が使用可能なのは、他の実施例でも同様である。

実施例１とは異なる成膜パターンの評価領域を持つＥＵＶ用ミラーの実施例について、図６を用いて説明する。本実施例のＥＵＶ用ミラーは、評価領域の成膜パターン以外は実施例１と同じである。

図６（ａ），（ｂ）において、１１は基板、１１２は基板の回転中心、１１３は有効領域、１１４，１１５はそれぞれ第１の評価領域、第２の評価領域である。図６（ｂ）において、１１７は応力緩和層、１１８は反射層である。

本実施例は、応力緩和層１１７を第１の膜厚１２［ｎｍ］のモリブデン、第２の膜厚２［ｎｍ］のシリコンを交互に積層した膜周期１４［ｎｍ］の多層膜で構成した例である。第１、第２の評価領域１１４，１１５は、第３の膜厚６［ｎｍ］のモリブデン、第４の膜厚１［ｎｍ］のシリコンを交互に積層した膜周期７［ｎｍ］の多層膜として、基板上の有効領域とは異なる領域２ヶ所に設けられている。

次に応力緩和層１１７及び各評価領域の成膜プロセスを図７に示すフローチャートに沿って説明する。

ステップ１０１にて、研磨の終わった基板１１１をスパッタリング成膜装置５００の回転機構５０７に設置する。ステップ１０２にて、モリブデン／シリコンの積層が何層対目かを示す層対番号ｎに１を代入し、ステップ１０３にて、領域選択マスク５１４により第２の評価領域１１５にマスクをする。ステップ１０４にて、有効領域１１３と第１の評価領域１１４に対して同時にモリブデンを厚さ６［ｎｍ］だけ成膜する。次にステップ１０５にて、第１の評価領域１１４にマスクをし、ステップ１０６にて有効領域１１３と第２の評価領域１１５に対して同時にモリブデンを厚さ６［ｎｍ］だけ成膜する。

ステップ１０７にて、第２の評価領域１１５にマスクをし、ステップ１０８にて、有効領域１１３と第１の評価領域１１４に対して同時にシリコンを厚さ１［ｎｍ］だけ成膜する。次にステップ１０９にて、第１の評価領域１１４にマスクをし、ステップ１１０にて、有効領域１１３と第２の評価領域１１５に対して同時にシリコンを厚さ１［ｎｍ］だけ成膜する。

ステップ１１０の後、ステップ１１１にて層対番号ｎを２０と比較して、ｎが２０以上であれば取り出し、反射層の成膜工程にはいる。ｎが２０未満であれば、ステップ１１２にてｎをインクリメントして、再びステップ４に戻って一連のプロセスを繰り返す。

以上のプロセスから、有効領域１１３外に２つ、膜周期７ｎｍの周期構造を持つ第１の評価領域１１４と第２の評価領域１１５ができる。

応力緩和層１１７の膜厚分布の評価は、実施例１の評価領域と同様の手段・方法で行う。評価領域の膜周期は７［ｎｍ］のため、要求される角度精度が比較的緩く、高い精度で計測できる。

以上のように、基板１１１上の反射層１１８及び応力緩和層１１７が形成された領域とは異なる領域に、周期的な多層膜によって構成される第１の評価領域１１４を形成することによって、応力緩和層１１７の検査を精度良く行うことが可能になる。そして、検査に合格したＥＵＶ用ミラーを露光装置に搭載することで、より微細なパターンの転写が可能となり、高集積化されたデバイスの製造が可能となる。

次に、図８及び図９を参照して、本発明のＥＵＶ用ミラーを備えた露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。

図８は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、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方法を例に説明する。

まず、ステップＳ１（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Ｓ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。ステップＳ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、レクチルとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィー技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。ステップＳ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製されたウエ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）等の組み立て工程を含む。ステップＳ６（検査）では、ステップＳ５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、それが出荷（ステップＳ７）される。

図９は、ステップＳ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。

ステップＳ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）では、ウエハに電極を形成する。ステップＳ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では、露光装置によってレクチルの回路パターンをウエハに露光する。ステップＳ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップＳ１８（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Ｓ１９（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でウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例のデバイス製造方法によれば、本発明のＥＵＶ用ミラーの適用に基づく高精度の露光性能を利用して、より信頼性の高いデバイスを製造することが可能となる。

ＥＵＶ露光装置の概略構成図である。 スパッタリング製膜装置の概略構成図である。 実施例１のＥＵＶ用ミラーの正面図及び概略断面図である。 評価領域が径方向に分割されたＥＵＶ用ミラーの例を示す図である。 実施例１に関わる、成膜プロセスのフローチャートである。 実施例２のＥＵＶ用ミラーの正面図及び概略断面図である。 実施例２に関わる、成膜プロセスのフローチャートである。 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８のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。 周期的な多層膜ミラーの波長反射率特性の例を示す図である。 膜厚誤差と波面の関係を表す模式図である。

符号の説明

１１ 基板
１２ 基板の回転中心
１３ 有効領域
１４ 第１の評価領域
１５ 第２の評価領域
１６ 第３の評価領域

Claims (7)

1. 基板と、ＥＵＶ光用の反射層と、該反射層と前記基板との間に形成され、所定の膜周期の多層膜によって構成される応力緩和層とを有するＥＵＶ用ミラーであって、前記基板上の前記反射層及び応力緩和層が形成された領域とは異なる領域に形成され、前記所定の膜周期とは異なる膜周期の多層膜によって構成される前記応力緩和層の第１の評価領域を有することを特徴とするＥＵＶ用ミラー。
2. 前記反射層、前記応力緩和層及び前記第１の評価領域が形成される基板上の面は回転対称な形状であり、前記第１の評価領域は、前記反射層及び前記応力緩和層が形成される領域の径方向の膜厚分布を評価可能な形状に形成されていることを特徴とする請求項１のＥＵＶ用ミラー。
3. 前記応力緩和層を構成する多層膜は、第１の膜厚の第１材料と第２の膜厚の第２材料とが交互に積層された一定の膜周期の多層膜であり、前記第１の評価領域は、前記第１の膜厚より小さい第３の膜厚の第１材料と、前記第２の膜厚より小さい第３の膜厚の第２材料とが交互に積層された一定の膜周期の多層膜であることを特徴とする請求項１又は２のＥＵＶ用ミラー。
4. 前記第１の膜厚と前記第３の膜厚の差分の膜厚の第１材料が、前記応力緩和層を構成する多層膜の第１材料の層数分だけ積層された第２の評価領域と、前記第２の膜厚と前記第４の膜厚の差分の膜厚の第２材料が、前記応力緩和層を構成する多層膜の第２材料の層数分だけ積層された第３の評価領域とを有することを特徴とする請求項３のＥＵＶ用ミラー。
5. 前記第１の膜厚と前記第３の膜厚の差分の膜厚の第１材料と、前記第２の膜厚と前記第４の膜厚の差分の膜厚の第２材料とが交互に積層された一定の膜周期の多層膜によって構成される第２の評価領域を有することを特徴とする請求項３のＥＵＶ用ミラー。
6. ＥＵＶ光でレチクルを照明する照明光学系と、レチクルに形成されたパターンをウエハ上に投影する投影光学系とを有するＥＵＶ露光装置であって、前記照明光学系と投影光学系の少なくとも一方は、請求項１〜５いずれかのＥＵＶ用ミラーを有することを特徴とするＥＵＶ露光装置。
7. 基板上に周期的な多層膜によって構成される応力緩和層と、該応力緩和層の上に反射層と、前記基板上の前記反射層及び応力緩和層が形成された領域とは異なる領域に周期的な多層膜によって構成される第１の評価領域とを形成するＥＵＶ用ミラーの製造方法であって、前記第１の評価領域の多層膜を構成する各層の成膜に際し、前記応力緩和層の多層膜を構成する各層と同時に成膜する工程を有することを特徴とするＥＵＶ用ミラーの製造方法。

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