TWI664452B - 光學構件、投影光學系統、曝光裝置以及元件製造方法 - Google Patents

光學構件、投影光學系統、曝光裝置以及元件製造方法 Download PDF

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Abstract

光學元件包括：基材；多層膜，配置於基材上，積層有多個單元積層構造，該單元積層構造具有第一層與配置於第一層上的第二層；及多個隔片層，配置於單元積層構造彼此的層間中的互不相同的層間。

Description

光學構件、投影光學系統、曝光裝置以及元件製造方法
本發明是有關於一種光學元件、投影光學系統、曝光裝置以及元件製造方法。 本申請案基於2013年5月9日申請的日本專利特願2013-99216號且主張其優先權，並將其內容引用於本文中。
於光微影（photolithography）製程中使用的曝光裝置中，提出例如下述專利文獻中揭示的、使用極紫外（Extreme Ultra-Violet，EUV）光作為曝光光的EUV曝光裝置。EUV曝光裝置的投影光學系統中，使用多層膜反射鏡等光學元件，該多層膜反射鏡具有能對已入射的光的至少一部分進行反射的多層膜。
作為此種多層膜，已知有例如等週期多層膜。已知，所述等週期多層膜對於EUV光具有高反射率。等週期多層膜具有第一層（例如鉬（Molybdenum）層）與第二層（例如矽（Silicon）層）等週期地積層形成的構成。另一方面，若為了獲得高解析度而增大投影光學系統的數值孔徑（Numerical Aperture，NA），則EUV光的光線會遍及更廣的入射角範圍而入射。因此，要求光學系統對於以廣入射角範圍入射的EUV光進行反射。然而，例如就具有等週期構造的多層膜而言，當EUV光的波長（例如13.5 nm）附近的光以廣入射角範圍入射時，難以在廣角度範圍內獲得均勻的反射率。
對此，為了對應於以廣入射角範圍入射的波長範圍，而提出寬頻帶膜。作為此種寬頻帶膜，已知有例如每層的層厚不同的非等週期膜構造。等週期構造中，膜構造的參數（parameter）為1週期構造的膜厚、以及第一層與第二層的膜厚比該等2個參數，而就非等週期構造膜而言，參數為所有幾十層的層厚。
EUV光學系統中，要求以高精度來調整反射特性，因此，當形成多層膜時，對實際上成膜的多層膜的反射特性進行評價，其後，對多層膜的膜構造進行修正以及調整使其接近所需的特性。就該方面而言，當形成具有等週期構造的多層膜時，膜構造參數僅限於第一層以及第二層該等2個，故而容易對反射特性進行修正以及調整。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利申請公開第2005/157384號
[發明所欲解決之課題] 然而，就非等週期構造多層膜而言，不容易知悉所需的反射特性與對已成膜的多層膜進行實測所得的特性之差是因哪一層的厚度的差錯而產生，為了最終接近所需的反射特性需要好多次的調整。因此，需要膜構造容易修正以及調整的多層膜。
本發明的態樣的目的在於提供一種具有能於廣角度範圍內實質上獲得固定的反射率、且膜構造容易修正以及調整的多層膜的光學元件、投影光學系統、曝光裝置以及元件製造方法。 [解決課題之手段]
根據本發明的第一態樣，提供一種光學元件，包括：基材；多層膜，配置於所述基材上，積層有多個單元積層構造，所述單元積層構造具有第一層與配置於所述第一層上的第二層；及多個隔片（spacer）層，配置於所述單元積層構造彼此的層間中的互不相同的層間。
根據本發明的第二態樣，提供一種投影光學系統，具有多個反射構件、且將第一面的圖像投影至第二面；所述投影光學系統中，使用本發明的第一態樣中的光學元件作為所述多個反射構件中的至少一個。
根據本發明的第三態樣，提供一種曝光裝置，利用曝光光對基板進行曝光；所述曝光裝置包括本發明的第一態樣中的光學元件。
根據本發明的第四態樣，提供一種元件製造方法，包括：使用本發明的第三態樣中的曝光裝置對基板進行曝光；及使已曝光的所述基板顯影。 [發明的效果]
根據本發明的態樣，可提供一種具有能於廣角度範圍內實質上獲得固定的反射率、且膜構造容易修正以及調整的多層膜的光學元件、投影光學系統、曝光裝置以及元件製造方法。
[光學元件] 以下，參照圖式對本發明的實施方式進行說明，但本發明並不限於此。以下的說明中，設定XYZ正交座標系，參照該XYZ正交座標系對各部的位置關係進行說明。將水平面內的規定方向設為X軸方向，將水平面內的與X軸方向正交的方向設為Y軸方向，將與X軸方向以及Y軸方向各自正交的方向（即鉛垂方向）設為Z軸方向。將圍繞X軸、Y軸、以及Z軸旋轉（傾斜）的方向分別設為θX、θY、以及θZ方向。
圖1為表示本實施方式的光學元件100的一例的示意圖。本實施方式中，作為光學元件100，以多層膜反射鏡為例進行說明。圖1中，光學元件100包括基材S及多層膜50，該多層膜50包含交替地積層於基材S上的第一層10以及第二層20、且能對已入射的光EL的至少一部分進行反射。
本實施方式中，入射至多層膜50的光EL包含極紫外光。極紫外光為例如波長11 nm～14 nm左右的軟X射線區域的電磁波。極紫外光被多層膜50反射。以下的說明中，將極紫外光適當地稱作EUV光。
再者，入射至多層膜50的光EL既可為5 nm～50 nm左右的軟X射線區域的電磁波，亦可為5 nm～20 nm左右的電磁波。而且，光EL亦可為193 nm以下的波長的電磁波。例如，光EL亦可為ArF準分子雷射（excimer laser）光（波長193 nm）以及F2雷射光（波長157 nm）等真空紫外光（Vacuum Ultraviolet（VUV）光）。
基材S例如由超低膨脹玻璃（glass）形成。作為基材S，可使用例如康寧（CORNING）公司製造的ULE、肖特（SCHOTT）公司製造的Zerodur（註冊商標）等。
多層膜50包含以規定的週期長度d交替地積層的第一層10以及第二層20。所謂週期長度d是指第一層10的厚度d1與第二層20的厚度d2之和（d1+d2）。根據光干涉理論，以經第一層10與第二層20的各界面反射的反射波的相位一致的方式，分別設定第一層10的厚度d1以及第二層20的厚度d2。
以下的說明中，將1組第一層10與第二層20適當地記作單元積層構造30。本實施方式中，關於1個單元積層構造30，將第一層10相對於第二層20而配置於基材S側（圖中為-Z側）。藉由將具有第一層10以及第二層20的單元積層構造30積層於基材S上，而形成所謂的等週期構造的多層膜50。
於基材S上積層有例如幾十組～幾百組單元積層構造30。作為一例，本實施方式中，於基材S上積層有50組單元積層構造30。
第一層10是由對於EUV光的折射率與真空的折射率之差大的物質形成。第二層20是由對於EUV光的折射率與真空的折射率之差小的物質形成。本實施方式中，第一層（重原子層）10由鉬（Mo）形成。第二層（輕原子層）20由矽（Si）形成。即，本實施方式的多層膜50為交替地積層有鉬層（Mo層）與矽層（Si層）的Mo/Si多層膜。
真空的折射率n=1。而且，例如鉬對於波長13.5 nm的EUV光的折射率nMo=0.92，矽對於波長13.5 nm的EUV光的折射率nSi=0.998。如此，第二層20由對於EUV光的折射率與真空的折射率實質上相等的物質形成。
而且，多層膜50包含隔片層40。隔片層40配置於單元積層構造30彼此之間。多層膜50中積層有多個單元積層構造30。 因此，多層膜50中，設有多個相當於所述單元積層構造30彼此之間的位置（層間位置）。本實施方式中，多個隔片層40分別配置於所述多個層間位置（相當於單元積層構造30彼此之間的位置）中的不同的層間位置。 換而言之，多個隔片層40中的第1隔片層配置於多個層間位置中的第1層間位置，多個隔片層40中的與第1隔片層不同的第2隔片層配置於多個層間位置中的與第1層間位置不同的第2層間位置。第1隔片層配置於1個單元積層構造30與下一個單元積層構造30之間，第2隔片層配置於另外的1個單元積層構造30與其下一個單元積層構造30之間。第1隔片層距基材S的表面的距離與第2隔片層距基材S的表面的距離不同。例如，與第1隔片層相比，第2隔片層配置於遠離基材S的表面的位置。同樣，根據需要，可設置第3隔片層、第4隔片層……。
多個隔片層40的各自具有相等的層厚d4。層厚d4分別形成為與單元積層構造30的厚度（週期長度）相應的尺寸。具體而言，層厚d4成為單元積層構造30的週期長度d的1/3～2/3左右的尺寸，或成為該尺寸加上與週期長度d的光學厚度相等的尺寸所得的尺寸。而且，較佳為，成為單元積層構造30的週期長度d的2/5～3/5左右的尺寸，或成為該尺寸加上與週期長度d的光學厚度相等的尺寸所得的層厚。如此，隔片層40形成為與單元積層構造30的厚度相應的厚度。 本實施方式中，多層膜50包含多個單元積層構造30與多個隔片層40，且具有層厚Da。自基材S與多層膜50的界面至多層膜50的表面為止的距離與多層膜50的層厚Da相等。
多層膜50具有多個隔片層40，因此，被多個隔片層40分割成多個等週期區塊（block）（積層構造）60。等週期區塊60為具有多個單元積層構造30的構造體。本實施方式中，利用多個隔片層40形成多個等週期區塊60。
隔片層40含有如下物質：於可由多層膜50反射的EUV光的波長下，與構成多層膜50的物質相比消光係數小。作為此種物質，可列舉例如C、B、Si、Zr、Nb、Ru等物質或其化合物等。本實施方式中，成為隔片層40由消光係數優良的Si形成的構成。再者，當隔片層40由Si形成時，於同樣由Si形成的第二層20上形成有材料相同的層。因此，藉由以使形成第二層20時的Si膜的厚度成為第二層20的厚度與隔片層40的厚度之和的方式形成Si膜，而使得能以相同製程來形成第二層20與隔片層40。
繼而，關於多層膜50中所含的隔片層40的個數、與由多層膜50反射的光（非偏振光）的入射角度依存性的關係進行說明。 圖2為針對5種多層膜，對於隔片層40的個數（膜厚）與等週期區塊60中所含的單元積層構造30的個數進行對比而表示的表。
多層膜1～多層膜5分別為具有包含Mo（鉬）層以及Si（矽）層的等週期構造的多層膜。等週期構造中Mo層的厚度為3.0 nm，Si層的厚度為4.5 nm。多層膜1～多層膜5例如設為於Mo層與Si層之間未生成界面擴散層的理想構造。而且，使用Si作為隔片層的構成材料。
如圖2所示，多層膜1不包含隔片層。因此，多層膜1包含1個等週期區塊。而且，等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為50。
多層膜2包含1層隔片層。因此，多層膜2包含2個等週期區塊。多層膜2中的表面側的等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為30。而且，配置於基材S側的等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為8。而且，隔片層的層厚為3.8 nm。
多層膜3包含2層隔片層。因此，多層膜3包含3個等週期區塊。多層膜3中的表面側的等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為25。而且，多層膜3中的自上層側起第2個等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為12。而且，配置於基材S側的等週期區塊的總數為6。而且，2個隔片層的層厚均為3.7 nm。
多層膜4包含3層隔片層。因此，多層膜4包含4個等週期區塊。多層膜4中的表面側的等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為20。而且，多層膜4中的自上層側起第2個等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為9。而且，多層膜4中的自上層側起第3個等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為6。而且，配置於基材S側的等週期區塊的總數為2。而且，3個隔片層的層厚均為3.6 nm。
多層膜5包含4層隔片層。因此，多層膜5包含5個等週期區塊。多層膜5中的表面側的等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為17。而且，多層膜5中的自上層側起第2個等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為8。而且，多層膜5中的自上層側起第3個等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為8。而且，多層膜5中的自上層側起第4個等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為6。而且，配置於基材S側的等週期區塊的總數為2。而且，4個隔片層的層厚均為3.6 nm。
圖3為針對圖2所示的5種多層膜1～多層膜5，表示當光（非偏振光）入射時入射角與反射率的關係的圖表。圖表的橫軸為入射角（單位為°），圖表的縱軸為反射率（單位為%）。而且，圖4為表示多層膜中所含的隔片的總數、與可獲得9成峰值反射率的角度範圍的關係的圖表。圖表的橫軸為隔片總數，圖表的縱軸為角度範圍（單位為°）。
如圖3所示，就多層膜1而言，當入射角為22°左右時，反射率實質上達到最大（70%左右）。另一方面，就多層膜1而言，隨著入射角變得小於22°，而且隨著入射角變得大於22°，反射率逐漸下降。而且，如圖4所示，可獲得9成峰值反射率的角度範圍約為4°。
而且，就多層膜2而言，當入射角為20°～22°左右時，反射率實質上達到最大（62%左右）。另一方面，就多層膜2而言，隨著入射角變得小於20°，而且隨著入射角變得大於22°，反射率逐漸下降。如此，多層膜2於入射角為20°～22°時實質上維持固定的反射率。就多層膜2而言，雖然反射率的最大值自身小於多層膜1，但反射率實質上達到最大時的入射角的範圍比多層膜1廣。而且，如圖4所示，可獲得9成峰值反射率的角度範圍約為5.5°。
而且，多層膜3於入射角為18°～23°左右時反射率實質上達到最大（58%左右）。另一方面，就多層膜3而言，隨著入射角變得小於18°，而且，隨著入射角變得大於23°，反射率逐漸下降。如此，多層膜3於入射角為18°～23°時實質上維持固定的反射率。就多層膜3而言，反射率的最大值自身小於多層膜1或多層膜2，但反射率實質上達到最大時的入射角的範圍比多層膜1以及多層膜2廣。而且，如圖4所示，可獲得9成峰值反射率的角度範圍約為7.5°。
而且，多層膜4於入射角為17°～24°左右時反射率實質上達到最大（50%左右）。另一方面，就多層膜4而言，隨著入射角變得小於17°，而且，隨著入射角變得大於24°，反射率逐漸下降。如此，多層膜4於入射角為17°～24°時實質上維持固定的反射率。就多層膜4而言，反射率的最大值自身小於多層膜1～多層膜3，但反射率實質上達到最大時的入射角的範圍比多層膜1～多層膜3廣。而且，如圖4所示，可獲得9成峰值反射率的角度範圍約為9°。
而且，多層膜5於入射角為15°～26°左右時反射率實質上達到最大（40%～45%左右）。另一方面，就多層膜5而言，隨著入射角變得小於15°，而且，隨著入射角變得大於26°，反射率逐漸下降。如此，多層膜5於入射角為15°～26°時實質上維持固定的反射率。就多層膜5而言，反射率的最大值自身小於多層膜1～多層膜4，但反射率實質上達到最大時的入射角的範圍比多層膜1～多層膜4廣。而且，如圖4所示，可獲得9成峰值反射率的角度範圍約為13°。
如圖2～圖4所示，藉由將插入至多層膜50的隔片層40設為2層以上，而使多層膜50中可獲得相對於光反射率的最大值為固定比例以上的光反射率的入射角度的範圍擴大。而且，隨著隔片層40的數量增加，多層膜50的峰值反射率下降，但可獲得反射率的變動為1成以下、即實質上固定的反射率的入射角的角度範圍大幅增大。再者，當進一步擴大入射角的角度範圍時，增加插入的隔片層40的數量即可。
當形成以所述方式構成的多層膜50時，首先，實際上形成多層膜50。而且，對已成膜的多層膜50的反射特性進行評價，其後，對多層膜50的膜構造進行修正以及調整，使其接近所需的特性。
本實施方式中，多層膜50的構造為：於多個等週期區塊60之間插入有層厚d4的多個隔片層40。因此，決定多層膜50的構造的參數僅為以下3個參數：等週期區塊60中所含的第一層10及第二層20的厚度d1、厚度d2、以及隔片層40的厚度d4。因此，只要調整該等3個參數即可，故而，容易進行用於獲得所需的反射特性的調整。
當對等週期區塊60進行調整時，例如，可形成總數為40～50的單元積層構造30，且對其反射率峰值角度位置進行實測。而且，等週期區塊60自身的調整只要僅調整週期長度d即可，故而容易。
等週期區塊60的調整結束之後，調整隔片層40的厚度。藉由形成插入有隔片層40的多層膜50而使其符合所需的特性，可接近所需的反射特性。
圖5為表示光（非偏振光）入射至與圖2所示的多層膜4的構成相同的多層膜時入射角與反射率的關係的圖表。 如圖5所示，當多層膜4所含的隔片層的厚度為3.6 nm時，於規定的入射角的範圍內實質上成為固定的反射率（50%左右）。另一方面，當隔片層的厚度設為3.4 nm時，所述範圍中的高入射角側的反射率變大（53%左右），低入射角側的光反射率變小（47%左右）。
如圖5所示，隔片層40的厚度的偏差會影響反射率的峰值部分的斜度。因此，為了獲得所需的反射率的角度分佈，能使用圖5所示的反射率的評價結果而容易地判斷如何對隔片層40的膜厚進行調整。
而且，當將入射光設為S偏振光、P偏振光而不是非偏振光時，光的入射角與多層膜50的反射率的關係不同。圖6～圖8為表示當非偏振光、S偏振光、P偏振光入射至多層膜50時入射角度與反射率的關係的圖表。圖表的橫軸為入射角度（單位為°），圖表的縱軸為反射率（單位為%）。
圖6所示的特性為於與所述的多層膜4相同的構成下，當將隔片層40的厚度設為3.6 nm時的特性。 如圖6所示，當將隔片層40的厚度設為3.6 nm時，藉由將非偏振光的光入射至多層膜50，可於規定的角度範圍（例如15°～25°）內實質上獲得固定的反射率（50%左右）。
圖7所示的特性為於與所述的多層膜4相同的構成下，當將隔片層40的厚度設為4.0 nm時的特性。 如圖7所示，當將隔片層40的厚度設為4.0 nm時，藉由將S偏振光的光入射至多層膜50，可於規定的角度範圍（例如15°～25°）內實質上獲得固定的反射率（60%左右）。再者，當將S偏振光入射至多層膜50時，與非偏振光時相比，所得的反射率升高。
圖8所示的特性為於與所述多層膜4相同的構成下，當將隔片層40的厚度設為3.3 nm時的特性。 如圖8所示，當將隔片層40的厚度設為3.3 nm時，藉由將P偏振光的光入射至多層膜50，可於規定的角度範圍（例如15°～25°）內實質上獲得固定的反射率（40%左右）。 如此，可與入射光的偏振光相應地設計。
繼而，關於藉由將多個隔片層40插入至多層膜50而可於廣角度範圍內獲得固定的反射率的理由進行說明。 圖9為表示4種多層膜（多層膜A～多層膜D）的反射率的圖。
多層膜A不包含隔片層。因此，多層膜A包含1個等週期區塊。而且，等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為20。
多層膜B包含1層隔片層。因此，多層膜B包含2個等週期區塊。多層膜B中的表面側的等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為20。而且，配置於基材S側的等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為9。而且，隔片層的層厚為3.6 nm。
多層膜C包含2層隔片層。因此，多層膜C包含3個等週期區塊。多層膜C中的表面側的等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為20。而且，多層膜C中的自上層側起第2個等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為9。而且，配置於基材S側的等週期區塊的總數為6。而且，2個隔片層的層厚均為3.6 nm。
多層膜D包含3層隔片層。因此，多層膜D包含4個等週期區塊。多層膜D中的表面側的等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為20。而且，多層膜D中的自上層側起第2個等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為9。而且，多層膜D中的自上層側起第3個等週期區塊中所含的單元積層構造的總數為6。而且，配置於基材S側的等週期區塊的總數為2。而且，3個隔片層的層厚均為3.6 nm。
以下，針對多層膜A～多層膜D，對於與所述多層膜50的構成對應的構成標註相同的符號進行說明。如圖9所示，多層膜A可獲得與一般的等週期多層膜的反射率特性相同的反射率特性。多層膜B藉由如下方式形成：將隔片層40夾入多層膜A，而將9個單元積層構造30插入至該多層膜A與基材S之間。與多層膜A相比，多層膜B的峰值角度附近的反射率下降，且其周邊的反射率上升。
針對該現象進行說明。當多層膜為等週期構造時，於峰值角度（例如21.3°）附近，自最表面至最靠近基材S的界面為止，所有來自界面的反射光的相位一致。因此，單元積層構造30的數量越增加，反射率越上升。然而，於EUV光下，所有物質均具有吸收性，故有助於反射的層數存在上限。作為一例，當將波長為13.5 nm附近的EUV光入射至Mo/Si多層膜時，單元積層構造30的總數的極限為50左右。
當單元積層構造30之間夾著厚度3.6 nm的隔片層40時，於隔片層40的上下，反射波的相位偏移180°。因此，藉由將等週期區塊60（9個單元積層構造30）插入至基材S側，使相位已反轉的反射波重疊，峰值反射率下降。
於峰值周邊的入射角度（17°附近與24°附近）下，各界面的反射波的相位並非完全一致，若單元積層構造30的數量增加，則相位的偏移增大。而且，若單元積層構造30的數量超過某一數，則反射率會轉為下降。然而，與夾著隔片層40而插入的等週期區塊60（9個單元積層構造30）的相位一致，反射率上升。
如此，藉由夾著隔片層40而添加等週期區塊60，使反射光相位一致。此時，隔片層40被用作對由多層膜50反射的光的相位的偏移進行調整的調整層。而且，當已添加等週期區塊60時，存在因反射光的相位一致而使反射率上升的入射角、或因反射光的相位偏移而使反射率下降的入射角。因此，藉由進而夾著隔片層40而插入等週期區塊60，可於規定的角度範圍內獲得反射率的平衡（balance），且最終可於廣角度範圍內實質上獲得固定的反射率。
如以上所述，根據本實施方式，因包括基材S、多層膜50及多個隔片層40，多層膜50配置於基材S上且積層有多個單元積層構造30，該單元積層構造30具有第一層10與配置於第一層10上的第二層20，隔片層40配置於單元積層構造30彼此的層間中的互不相同的層間，故而可獲得具有能於廣角度範圍內實質上獲得固定的反射率、且膜構造容易修正以及調整的多層膜的光學元件100。
[曝光裝置] 圖10為表示本實施方式的曝光裝置EX的一例的圖。本實施方式的曝光裝置EX為利用EUV光對基板P進行曝光的EUV曝光裝置。所述的光學元件100可用作本實施方式的EUV曝光裝置EX的光學系統。
圖10中，曝光裝置EX包括：遮罩台（stage）111，可一面保持遮罩（mask）M一面移動；基板台112，可一面保持受到曝光光EL照射的基板P一面移動；光源裝置113，產生包含EUV光的光（曝光光）EL；照明光學系統IL，利用自光源裝置113射出的曝光光EL，對保持於遮罩台111的遮罩M進行照明；投影光學系統PL，將受到曝光光EL照明的遮罩M的圖案（pattern）的圖像，投影至基板P；及腔室（chamber）裝置VC，形成至少供曝光光EL通過的規定空間，且具有使該規定空間成為真空狀態（例如，1.3×10-3 Pa以下）的真空系統（system）。
基板P包含於半導體晶圓（wafer）等基材上形成有感光膜者。遮罩M包含形成有投影至基板P的元件圖案的標線（reticle）。本實施方式中，使用EUV光作為曝光光EL，遮罩M為具有可對EUV光進行反射的多層膜的反射型遮罩。反射型遮罩的多層膜包含例如Mo/Si多層膜、Mo/Be多層膜。曝光裝置EX利用曝光光EL對形成有多層膜的遮罩M的反射面（圖案形成面）進行照明，且利用經該遮罩M反射的曝光光EL的反射光對基板P進行曝光。
本實施方式的光源裝置113為雷射激發型電漿（plasma）光源裝置，包含射出雷射光的雷射裝置115、及供給氙氣（xenon gas）等靶（target）材料的供給構件116。雷射裝置115產生紅外區域以及可見區域的波長的雷射光。 雷射裝置115包含例如由半導體雷射激發產生的釔鋁石榴石（Yttrium Aluminum Garnet，YAG）雷射、準分子雷射、二氧化碳雷射等。
而且，光源裝置113具備對自雷射裝置115射出的雷射光進行聚光的第一聚光光學系統117。第一聚光光學系統117將自雷射裝置115射出的雷射光聚光於位置119。供給構件116具有向位置119供給靶材料的供給口。經第一聚光光學系統117聚光的雷射光被照射至自供給構件116供給的靶材料。受到雷射光照射的靶材料於雷射光的能量（energy）作用下成為高溫，被激發成電漿狀態，當向低電位（potential）狀態躍遷時，產生包含EUV光的光。再者，光源裝置113亦可為放電型電漿光源裝置。
光源裝置113產生具有極紫外區域的光譜（spectrum）的光（EUV光）。曝光裝置EX包括配置於位置119周圍的第二聚光鏡（mirror）118。第二聚光鏡118包含橢圓鏡。包含橢圓鏡的第二聚光鏡118是以其第一焦點與位置119實質上一致的方式配置。
由第二聚光鏡118聚光於第二焦點的EUV光（曝光光）EL被供給至照明光學系統IL。照明光學系統IL包含被供給有來自光源裝置113的曝光光EL的多個光學元件120、光學元件121、光學元件122、光學元件123、光學元件124，利用來自光源裝置113的曝光光EL對遮罩M進行照明。照明光學系統IL的光學元件120、光學元件121、光學元件122、光學元件123、光學元件124中的至少一個可為所述的光學元件100。
照明光學系統IL的光學元件120為作為準直（collimator）鏡發揮功能的第三聚光鏡，被供給有來自第二聚光鏡118的曝光光EL。來自第二聚光鏡118的曝光光EL被導至第三聚光鏡120。
第三聚光鏡120包含抛物面鏡。第三聚光鏡120是以其焦點與第二聚光鏡118的第二焦點實質上一致的方式配置。
而且，照明光學系統IL具有光學積分器（optical integrator）125。本實施方式中，光學積分器125包含反射型複眼鏡（fly eye mirror）光學系統。 反射型複眼鏡光學系統125包含入射側複眼鏡121以及射出側複眼鏡122。第三聚光鏡120將曝光光EL以實質上成為準直的狀態下，供給至複眼鏡光學系統125的入射側複眼鏡121。
入射側複眼鏡121如例如美國專利第6452661號等中的揭示所述，包含並排排列的具有與照野實質上相似的圓弧狀的反射面的多個單元鏡（反射構件群）。入射側複眼鏡121配置於與遮罩M的反射面以及基板P的表面在光學上共軛的位置或其附近。
而且，射出側複眼鏡122包含與入射側複眼鏡121的多個單元鏡對應的多個單元鏡（反射構件群）。射出側複眼鏡122的單元鏡各自為矩形狀，且並排排列。射出側複眼鏡122配置於與投影光學系統PL的光瞳位置在光學上共軛的位置或其附近。
來自第三聚光鏡120的已準直的光入射至入射側複眼鏡121，且由該入射側複眼鏡121進行波前區分（division of wavefront）。入射側複眼鏡121的單元鏡各自對已入射的光進行聚光，形成多個聚光點（光源圖像）。於形成該等多個聚光點的各位置附近，配置有射出側複眼鏡122的多個單元鏡。於射出側複眼鏡122的射出面或其附近，形成有與射出側複眼鏡122的單元鏡的數量相應的多個聚光點（二次光源）。
而且，照明光學系統IL具有聚光鏡（condenser mirror）123。聚光鏡123是以聚光鏡123的焦點位置與由複眼鏡光學系統125形成的二次光源的位置附近實質上一致的方式配置。來自由複眼鏡光學系統125形成的二次光源的光由聚光鏡123反射且聚光，且經由光路（light path）彎折鏡124而供給至遮罩M。
如此，包含多個光學元件120～光學元件124的照明光學系統IL是利用自光源裝置113射出的曝光光EL來均勻地對遮罩M上的照明區域進行照明。受到照明光學系統IL照明且由遮罩M反射的曝光光EL入射至投影光學系統PL。
再者，為了對於被供給至遮罩M的光、與由遮罩M反射後入射至投影光學系統PL的光在空間上進行光路分離，本實施方式的照明光學系統IL為非遠心（telecentric）系統。而且，投影光學系統PL亦為遮罩側非遠心系統。
遮罩台111為可一面保持遮罩M一面於X軸、Y軸、Z軸、θX、θY以及θZ方向該等6個方向移動的6自由度台。本實施方式中，遮罩台111是以遮罩M的反射面與XY平面實質上平行的方式保持遮罩M。遮罩台111（遮罩M）的位置資訊由雷射干涉儀141計測。雷射干涉儀141使用設於遮罩台111的計測鏡，而對遮罩台111的關於X軸、Y軸、以及θZ方向的位置資訊進行計測。
而且，保持於遮罩台111的遮罩M的表面的面位置資訊（關於Z軸、θX、以及θY的位置資訊）由未圖示的焦點調平（focus leveling）檢測系統檢測。根據雷射干涉儀141的計測結果以及焦點調平檢測系統的檢測結果，對保持於遮罩台111的遮罩M的位置進行控制。
而且，本實施方式的曝光裝置EX包含如例如日本專利特開2004-356415號公報等中揭示的遮擋（blind）構件160，該遮擋構件160配置於與遮罩M的反射面的至少一部分對向的位置，對遮罩M的反射面上的曝光光EL的照明區域進行限制。遮擋構件160具有曝光光EL可通過的開口，對遮罩M的反射面上的曝光光EL的照明區域進行規定。
投影光學系統PL包含被供給有來自遮罩M的曝光光EL的多個光學元件131、光學元件132、光學元件133、光學元件134、光學元件135、光學元件136，將受到曝光光EL照明的遮罩M的圖案的圖像投影至基板P。投影光學系統PL的光學元件131、光學元件132、光學元件133、光學元件134、光學元件135、光學元件136中的至少一個可為所述的光學元件100。
投影光學系統PL包括：第一鏡對，包含具有凹面狀的反射面的第一反射鏡131以及具有凹面狀的反射面的第二反射鏡132；第二鏡對，包含具有規定形狀的反射面的第三反射鏡133以及具有凹面狀的反射面的第4反射鏡134；及第三鏡對，包含具有凸面狀的反射面的第5反射鏡135以及具有凹面狀的反射面的第6反射鏡136。
各個鏡對中，第一反射鏡131、第三反射鏡133、以及第5反射鏡135各自是以反射面朝向投影光學系統PL的物體面側（遮罩M側）的方式配置，第二反射鏡132、第4反射鏡134、以及第6反射鏡136各自是以反射面朝向投影光學系統PL的圖像面側（基板P側）的方式配置。
來自遮罩M的曝光光EL按第一反射鏡131及第二反射鏡132的順序由第一鏡對反射後形成中間圖像。來自中間圖像的光按第三反射鏡133及第4反射鏡134的順序由第二鏡對反射。由第二鏡對反射的光按第5反射鏡135及第6反射鏡136的順序由第三鏡對反射後被導至基板P。於形成中間圖像的位置，配置有對基板P上的投影區域進行限制的視場光闌（field diaphragm）FS。
於第一鏡對的第一反射鏡131與第二反射鏡132之間，配置有對投影光學系統PL的數值孔徑NA進行限制的孔徑光闌AS。孔徑光闌AS具有大小（口徑）可變的開口。開口的大小（口徑）由孔徑光闌控制單元（unit）151控制。
基板台112為可一面保持基板P一面於X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、以及θZ方向該等6個方向移動的6自由度台。本實施方式中，基板台112以基板P的表面與XY平面實質上平行的方式保持基板P。基板台112（基板P）的位置資訊是由雷射干涉儀142計測。雷射干涉儀142使用設於基板台112的計測鏡，而對基板台112的關於X軸、Y軸、以及θZ方向的位置資訊進行計測。而且，保持於基板台112的基板P的表面的面位置資訊（關於Z軸、θX以及θY的位置資訊）由未圖示的焦點調平檢測系統檢測。 根據雷射干涉儀142的計測結果以及焦點調平檢測系統的檢測結果，對保持於基板台112的基板P的位置進行控制。
當對基板P進行曝光時，一面由照明光學系統IL利用曝光光EL對遮罩M上的規定的照明區域進行照明，一面使保持有基板P的基板台112與保持有遮罩M的遮罩台111在Y軸方向上的移動同步地於Y軸方向移動。藉此，遮罩M的圖案的圖像經由投影光學系統PL而投影至基板P。
如以上說明所述，根據本實施方式，光學元件100可用於本實施方式的EUV曝光裝置EX的照明光學系統IL以及投影光學系統PL中的至少一方，故而，能以高反射率對入射至光學系統的光EL進行反射。因此，可獲得具有表現出良好的反射特性的照明光學系統IL、及投影光學系統PL的曝光裝置EX。
再者，當對於照明光學系統IL、投影光學系統PL使用光學元件100時，可用作光EL的入射角度範圍最廣的光學元件。藉此，可獲得良好的反射特性。 而且，當對於照明光學系統IL、投影光學系統PL使用光學元件100時，可用作例如配置於光EL的入射角度最大的位置的光學元件。 圖11為表示等週期構造的Mo/Si多層膜（50個層對）的反射率的入射角依存性的圖表。圖表的橫軸表示入射角（單位為°），縱軸表示反射率（單位為%）。圖11的圖表中，以波長為7.0 nm～7.8 nm的S偏振光、P偏振光以及非偏振光為例進行表示。如圖11所示，若入射角變大則多層膜50的反射率的峰值的寬度變窄。因此，就配置於光EL的入射角變大的位置的光學元件（反射鏡）而言，例如即便能以高反射率進行反射的入射角度範圍窄，有時亦能對寬頻帶的光進行反射。自該觀點出發，當使用光學元件100時，藉由用作如上所述配置於光EL的入射角度最大的位置的光學元件，可獲得良好的反射特性。
再者，所述的各實施方式中，是以多層膜50為Mo/Si多層膜的情況為例進行說明，但亦可例如根據EUV光的波長頻帶（wavelength band）而改變形成多層膜50的材料。例如，當使用11.3 nm附近的波長頻帶的EUV光時，藉由使用交替地積層有鉬層（Mo層）與鈹層（Be層）的Mo/Be多層膜，可獲得高反射率。
而且，所述的各實施方式中，作為用於形成多層膜50的第一層10的物質，亦可使用釕（Ru）、碳化鉬（Mo2 C）、氧化鉬（MoO2 ）、矽化鉬（MoSi2 ）等。而且，作為形成多層膜50的第二層20的物質，可使用碳化矽（SiC）。
再者，作為所述實施方式的基板P，不僅可適用半導體元件製造用的半導體晶圓，而且亦可適用顯示器（display）元件用玻璃基板、薄膜磁頭用陶瓷（ceramic）晶圓、或曝光裝置中使用的遮罩或標線的底版（合成石英、矽晶圓）等。
作為曝光裝置EX，除了適用於使遮罩M與基板P同步移動而對遮罩M的圖案進行掃描曝光的步進掃描（step and scan）式的掃描型曝光裝置（掃描步進器，scanning stepper）之外，亦可適用於在使遮罩M與基板P靜止的狀態下對遮罩M的圖案進行一次性曝光、且使基板P依序步進移動的步進重複（step and repeat）式的投影曝光裝置（步進器）。
進而，於步進重複式的曝光中，亦可於使第一圖案與基板P實質上靜止的狀態下，利用投影光學系統將第一圖案的縮小圖像轉印至基板P上之後，於使第二圖案與基板P實質上靜止的狀態下，利用投影光學系統將第二圖案的縮小圖像與第一圖案局部重合而一次性曝光於基板P上（縫合（stitch）式的一次性曝光裝置）。而且，作為縫合式的曝光裝置，亦可適用於將至少2個圖案局部重合地轉印至基板P上、且使基板P依序移動的步進縫合（step and stitch）式的曝光裝置。
而且，本發明亦可適用於如例如美國專利第6611316號的揭示所述的曝光裝置等中，該曝光裝置中，將2個遮罩的圖案經由投影光學系統而於基板上合成，且利用1次掃描曝光對基板上的1個投射（shot）區域實質上同時進行雙重曝光。
而且，本發明亦可適用於美國專利6341007號、美國專利6400441號、美國專利6549269號、以及美國專利6590634號、美國專利6208407號、美國專利6262796號等中所揭示的包括多個基板台的雙（twin）台型曝光裝置。
進而，本發明亦可適用於如下曝光裝置，該曝光裝置如例如美國專利第6897963號等的揭示所述，包括保持基板的基板台、與形成有基準標記（mark）的基準構件以及/或搭載有各種光電感測器（sensor）的計測台。而且，亦可適用於包括多個基板台與計測台的曝光裝置。
作為曝光裝置EX的種類，不限於將半導體構件圖案曝光於基板P上的半導體構件製造用曝光裝置，而且亦可廣泛地適用於液晶顯示構件製造用或顯示製造用的曝光裝置，或用於製造薄膜磁頭、攝像構件（Charge Coupled Device，CCD）、微型機器（micromachine）、微機電系統（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）、去氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid，DNA）晶片（chip）或標線或遮罩等的曝光裝置等。
本申請案實施方式的曝光裝置EX藉由將包含本申請案專利範圍中列舉的各構成要素的各種子（sub）系統，以保持規定的機械精度、電精度、光學精度的方式進行組裝而製造。為了確保該等各種精度，而於其組裝前後，對各種光學系統進行用於達成光學精度的調整，對各種機械系統進行用於達成機械精度的調整，對各種電氣系統進行用於達成電精度的調整。自各種子系統對曝光裝置的組裝製程包括各種子系統相互的、機械連接、電路的配線連接、氣壓迴路的配管連接等。於自該各種子系統對曝光裝置的組裝製程之前，進行各子系統各自的組裝製程。各種子系統對曝光裝置的組裝製程結束後，進行綜合調整，以確保曝光裝置整體的各種精度。再者，曝光裝置的製造可於溫度以及清潔（clean）度等得到管理的無塵室（clean room）內進行。
[元件製造方法] 半導體元件等元件如圖12所示，經過如下等步驟而製造，所述步驟包括：步驟（step）201，進行元件的功能、性能設計；步驟202，基於該設計步驟製作遮罩（標線）；步驟203，製造作為元件的基材的基板；基板處理步驟204，具有基板處理（曝光處理），該基板處理包括根據所述實施方式利用來自遮罩圖案的曝光光對基板P進行曝光、以及使已曝光的基板顯影；元件組裝步驟（包含切割（dicing）製程、接合（bonding）製程、封裝（package）製程等加工工序（process））205；及檢查步驟206。
再者，所述各實施方式的必要條件可適當組合。而且，亦存在不使用一部分構成要素的情況。而且，只要法令容許，則可對與所述各實施方式以及變形例中引用的裝置等有關的所有公開公報以及美國專利的揭示進行引用而作為本文的記載的一部分。
本發明的技術範圍並不限於所述實施方式，可於不脫離本發明宗旨的範圍內適當加以變更。 例如，如圖1所示，亦可為如下構成：於第一層10與第二層20之間，配置有對構成第一層10以及第二層20的物質的擴散進行抑制的擴散抑制層70。而且，亦可為於多層膜50的表層配置有氧化抑制層80的構成。
10‧‧‧第一層
20‧‧‧第二層
30‧‧‧單元積層構造
40‧‧‧隔片層
50‧‧‧多層膜
60‧‧‧等週期區塊（積層構造）
70‧‧‧擴散抑制層
80‧‧‧氧化抑制層
100‧‧‧光學元件
111‧‧‧遮罩台
112‧‧‧基板台
113‧‧‧光源裝置
115‧‧‧雷射裝置
116‧‧‧供給構件
117‧‧‧第一聚光光學系統
118‧‧‧第二聚光鏡
119‧‧‧位置
120‧‧‧光學元件/第三聚光鏡
121‧‧‧光學元件/入射側複眼鏡
122‧‧‧光學元件/射出側複眼鏡
123‧‧‧光學元件/聚光鏡
124‧‧‧光學元件/光路彎折鏡
125‧‧‧光學積分器
131‧‧‧光學元件/第一反射鏡
132‧‧‧光學元件/第二反射鏡
133‧‧‧光學元件/第三反射鏡
134‧‧‧光學元件/第4反射鏡
135‧‧‧光學元件/第5反射鏡
136‧‧‧光學元件/第6反射鏡
141、142‧‧‧雷射干涉儀
151‧‧‧孔徑光闌控制單元
160‧‧‧遮擋構件
AS‧‧‧孔徑光闌
d‧‧‧週期長度
d1、d2、d4‧‧‧厚度
Da‧‧‧層厚
EL‧‧‧曝光光
EX‧‧‧曝光裝置
FS‧‧‧視場光闌
IL‧‧‧照明光學系統
M‧‧‧遮罩
P‧‧‧基板
PL‧‧‧投影光學系統
S‧‧‧基材
VC‧‧‧腔室裝置
X、Y、Z‧‧‧軸
201〜206‧‧‧步驟
圖1為表示本實施方式的光學元件的一例的圖。 圖2為表示本實施方式的光學元件的構成例的表。 圖3為表示光對於多層膜表面的入射角度與反射率的關係的一例的圖。 圖4為表示插入至多層膜的隔片的層數與入射角度範圍、峰值（peak）反射率的關係的圖表（graph）。 圖5為表示光對於多層膜表面的入射角度與反射率的關係的一例的圖。 圖6為表示光對於多層膜表面的入射角度與反射率的關係的一例的圖。 圖7為表示光對於多層膜表面的入射角度與反射率的關係的一例的圖。 圖8為表示光對於多層膜表面的入射角度與反射率的關係的一例的圖。 圖9為表示光對於多層膜表面的入射角度與反射率的關係的一例的圖。 圖10為表示本實施方式的曝光裝置的一例的圖。 圖11為表示等週期構造的Mo/Si多層膜（50個層對）的反射率的入射角依存性的圖表。 圖12為用於對本實施方式的元件製造方法的一例進行說明的流程圖（flow chart）。

Claims (13)

  1. 一種光學元件，包括：基材；多層膜，具備配置於所述基材上的多個單元積層構造，各所述單元積層構造分別具有由對於極紫外光的折射率與真空的折射率之差大的物質形成的第一層，與由對於極紫外光的折射率與真空的折射率之差小的物質形成的第二層；及至少二個隔片層，配置於所述單元積層構造彼此的層間中的互不相同的層間；所述多個單元積層構造透過至少二個所述隔片層，被分割成包含第一等週期區塊、第二等週期區塊與第三等週期區塊的多個等週期區塊，所述第一等週期區塊配置於表面側，所述第二等週期區塊配置於基材側，所述第三等週期區塊配置於所述第一等週期區塊和所述第二等週期區塊之間，所述第一等週期區塊具有的所述單元積層構造的數量，比所述第二等週期區塊具有的所述單元積層構造的數量，以及所述第三等週期區塊具有的所述單元積層構造的數量多，所述第三等週期區塊具有的所述單元積層構造的數量，比所述第二等週期區塊具有的所述單元積層構造的數量多，至少二個所述隔片層對由所述多層膜反射的光的相位的偏移進行調整。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學元件，其中，所述第一等週期區塊中所含的所述單元積層構造的數量是所述第二等週期區塊中所含的所述單元積層構造的數量的1.5倍以上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光學元件，其中，所述隔片層包含由所述多層膜反射的極紫外光的波長下，與構成所述多層膜的物質相比消光係數較小的物質。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的光學元件，其中，所述隔片層包含C、B、Si或Ru，或其化合物，作為消光係數較小的物質。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的光學元件，其中，至少二個所述隔片層形成為相等的厚度。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的光學元件，其中，所述隔片層的厚度形成為對應所述單元積層構造的厚度。
  7. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的光學元件，其中，所述隔片層形成為所述單元積層構造的厚度的1/3~2/3的厚度。
  8. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的光學元件，其中，於所述第一層與所述第二層之間，配置有對構成所述第一層以及所述第二層的物質的擴散進行抑制的擴散抑制層。
  9. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的光學元件，其中，所述多層膜具有配置於表層的氧化抑制層。
  10. 一種投影光學系統，具有多個反射構件、且將第一面的圖像投影至第二面；所述投影光學系統中，使用如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的光學元件，作為所述多個反射構件中的至少一個。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的投影光學系統，其中，來自所述第一面的光經由多個所述反射構件而照射至所述第二面，使用所述光學元件，作為多個所述反射構件中的、至少所述光的入射角度範圍最廣的反射構件或所述光的入射角度最大的反射構件。
  12. 一種曝光裝置，利用曝光光對基板進行曝光；所述曝光裝置包括如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的光學元件。
  13. 一種元件製造方法，包括：使用如申請專利範圍第12項所述的曝光裝置對基板進行曝光；及使已曝光的所述基板顯影。
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