WO2007043414A1 - 多層膜反射鏡、多層膜反射鏡の製造方法、光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

多層膜反射鏡、多層膜反射鏡の製造方法、光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 Download PDF

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Masayuki Shiraishi
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    • G21K1/062—Devices having a multilayer structure

Definitions

  • MULTILAYER REFLECTOR MULTILAYER REFLECTOR MANUFACTURING METHOD
  • OPTICAL SYSTEM OPTICAL SYSTEM
  • the present invention relates to a multilayer film reflecting mirror having a multilayer film formed on a substrate surface, a method for manufacturing the multilayer film reflecting mirror, an optical system including the multilayer film reflecting mirror, an exposure apparatus, and a device using the exposure apparatus It is about the method.
  • the optical system needs to be configured by a reflecting mirror.
  • An oblique incidence mirror that uses total reflection due to its slightly lower refractive power than the material, and a multilayer film that achieves a high reflectivity as a whole by superimposing a number of faint reflected light phases at the interface. A mirror or the like is used.
  • a reflector used in EUV lithography needs to be formed into a highly accurate surface shape with a small shape error with respect to wavefront aberration, but its processing is not easy. Therefore, a technology has been developed that substantially corrects the sub-nm shape error by scraping the surface of the multilayer reflector one layer at a time (see pamphlet of International Publication No. 01Z41155).
  • a multilayer film composed of a molybdenum (Mo) layer and a silicon (Si) layer used for a multilayer film reflector a Mo layer that is easily oxidized is exposed by scraping the surface of the multilayer film.
  • a coating layer such as a ruthenium (Ru) layer that prevents oxidation of the Mo layer.
  • This cabbing layer is sometimes used as a layer for preventing carbon contamination on the multilayer film.
  • the Ru layer is optically substantially the same as the Mo layer, so that the position of the scraped Mo layer is determined. Since the Ru layer is located at different positions, the phase of the reflected wavefront with respect to the film processing amount changes greatly. In addition, the reflectivity of the shaved part “I” is also greatly changed, and this causes uneven transmission.
  • An object of the present invention is to use a multilayer mirror having a highly accurate surface shape, a method for manufacturing the multilayer mirror, an optical system including the multilayer mirror, an exposure apparatus, and the exposure apparatus. It is to provide a device manufacturing method.
  • the multilayer-film reflective mirror (2) of the present invention has a structure in which the substrate (4) and the first material layer (6a) and the second material layer (6b) are alternately formed on the surface of the substrate.
  • the multilayer film (6) comprising the multilayer film (6), wherein the first material layer in the vicinity of the surface of the multilayer film (6) has a thickness distribution in the plane, the multilayer film (6)
  • the S layer formed on the surface of the intermediate layer is an intermediate layer (7) containing Si, and the position where the surface of the intermediate layer (7) is located is the second material layer (6b) of the multilayer film (6).
  • An intermediate layer (7) that is substantially the same as the position of the surface of the intermediate layer (7), and a caving layer (8) uniformly formed on the surface of the intermediate layer (7).
  • the method for manufacturing a multilayer-film reflective mirror of the present invention includes a multilayer film having a structure in which first material layers (6a) and second material layers (6b) are alternately and periodically formed on a substrate surface ( 6) forming a multilayer film forming step (S 10), and the multilayer film (6) formed by the multilayer film forming step (S 10) is distributed in the plane of the removal amount so that the multilayer film ( The multilayer film removing step (S 11) for removing the surface of 6) and the multilayer film (6) on the surface of the multilayer film (6) removed in the multilayer film removing step (S 11).
  • the optical system of the present invention includes at least a part of the multilayer-film reflective mirror (2) of the present invention.
  • the exposure apparatus of the present invention includes the multilayer-film reflective mirror (2) of the present invention in at least a part of the optical system (306 to 309).
  • the device manufacturing method of the present invention uses an exposure apparatus of the present invention to perform an exposure process in which an image of a pattern is exposed and transferred onto an object, and a pattern on the object that has been exposed and transferred in the exposure process. A development step of developing the film.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer-film reflective mirror according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a multilayer-film reflective mirror that works in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a magnetron sputtering film forming apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining correction of the shape error of the multilayer-film reflective mirror.
  • FIG. 5 is a view for explaining correction of a shape error of a multilayer film reflecting mirror.
  • FIG. 6 is a view showing a multilayer-film reflective mirror in which the shape error is corrected according to the first embodiment.
  • FIG. 7 A graph showing the change in reflectivity and phase of a multilayer reflector with a shape error corrected.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a method of forming a Si single layer film.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a multilayer-film reflective mirror of a comparative example.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a multilayer-film reflective mirror of a comparative example.
  • FIG. 11 is a graph showing a change in reflectance and a change in phase of a multilayer-film reflective mirror of a comparative example.
  • FIG. 12 is a graph showing a change in reflectance and a change in phase of the multilayer mirror according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a state in which a thickness error has occurred in the Si single layer film of the multilayer film reflecting mirror.
  • FIG. 14 is a graph showing a change in reflectance when a thickness error occurs in the Si single layer film of the multilayer mirror.
  • FIG. 15 is a graph showing the phase change when a thickness error occurs in the Si single layer film of the multilayer mirror.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a multilayer-film reflective mirror that is useful for the second embodiment.
  • FIG. 17 is a graph showing a change in reflectivity of the multilayer-film reflective mirror that is applied to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a graph showing a phase change of the multilayer film reflecting mirror that is applied to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a view showing a schematic configuration of an EUV exposure apparatus according to a third embodiment.
  • FIG. 20 is a flowchart for explaining a manufacturing method of a micro device using an EUV exposure apparatus which is effective in the third embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the multilayer-film reflective mirror 2 that works according to the first embodiment.
  • the multilayer mirror 2 is composed of a low thermal expansion glass substrate 4 polished to a highly accurate shape with a molybdenum (Mo) -containing layer (first material layer) 6a and silicon (Si) on the surface.
  • Containing layer (second material layer) 6b has a structure in which films are alternately and periodically formed.
  • Multilayer film 6 reflecting light of -14 nm, S layer formed on multilayer film 6 or intermediate layer 7 containing Si, carbon contamination formed on intermediate layer 7 and acid of intermediate layer 7
  • a caving layer 8 composed of a ruthenium (R U ) layer is provided to prevent ⁇ .
  • the multilayer film 6 is composed of a plurality of pairs of Mo layers 6a and Si layers 6b! In FIG. 1, only the four pairs of Mo layers 6a and Si layers 6b are illustrated! /
  • the Mo-containing layer 6a in the vicinity of the surface of the multilayer film 6 has a thickness distribution in the plane.
  • an S layer or Si-containing intermediate layer 7 in which a flat surface is located at a position where the surface of the multilayered Si-containing layer is located is formed.
  • the Ru cabbing layer 8 is formed with a uniform thickness.
  • the intermediate layer 7 is made of Si, SiO, SiC, or a combination thereof.
  • It can be a layer containing materials of which the group strength is also selected, including Si, SiO, and SiC.
  • Ru rubbing layer 8 is made of Ru, Ru alloy, Rh, Rh alloy, Nb, Nb alloy, Pt, Pt alloy, Mo, Mo alloy, TiO, SiO, ZrO, MoSi, SiC, or a combination thereof.
  • the group force can also be a layer containing a selected material. Sarakuko, Ru Caving layer 8, Ru, Ru alloy, Rh, Rh alloy, Nb ⁇ Nb alloy, Pt ⁇ Pt alloy, Mo, Mo alloy, TiO
  • SiO, ZrO, MoSi, SiC or any combination of these materials It can be set as the multilayer film which consists of these.
  • the Mo-containing layer 6a is positioned.
  • Ru-cabbing layer 8 is located. Since Ru rubbing layer 8 is optically substantially the same as Mo layer 6a constituting multilayer film 6, the reflectance of reflective mirror 2 or the phase of the reflected wavefront does not change significantly.
  • Step S10 multilayer film forming step. That is, a multilayer film 6 of a plurality of pairs is formed on the reflecting surface (surface) of the glass substrate 4 within a range of a periodic length of 6.9 nm to 7.5 nm by a magnetron sputtering film forming apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a magnetron sputtering film forming apparatus.
  • the magnetron sputtering film forming apparatus includes a substrate holder 12 housed in a vacuum chamber 10 that is evacuated.
  • the substrate holder 12 holds the low thermal expansion glass substrate 4 and is configured to be rotatable about the rotation axis AX while holding the low thermal expansion glass substrate 4 by a rotation drive mechanism (not shown).
  • the magnetron sputtering film forming apparatus includes a film thickness distribution correction plate 14 accommodated in the vacuum chamber 10.
  • the film thickness distribution correction plate 14 is disposed in the vicinity of the low thermal expansion glass substrate 4 and can be moved by the correction plate driving mechanism 16 in the direction of the arrow in the figure.
  • the film thickness of the film formed on the low thermal expansion glass substrate 4 is adjusted by moving the film thickness distribution correction plate 14 in the direction of the arrow in the figure to adjust the amount of film formation particles reaching the low thermal expansion glass substrate 4. Can be controlled.
  • the magnetron sputter deposition apparatus includes a force sword 18, a molybdenum plate 20 as a target material, and a target shirt 22.
  • a force sword 18 When operating gas is introduced into the vacuum chamber 10 and a voltage is applied to the force sword 18, plasma is generated in the vicinity of the molybdenum plate 20.
  • the molybdenum plate 20 is sputtered by this plasma, and the sputtered film formation particles Molybdenum (Mo) as a child is deposited on the glass substrate 4.
  • the target shirt 22 is opened when the molybdenum film is formed, and is closed when the silicon film described later is formed.
  • the magnetron sputtering film forming apparatus includes a force sword 24, a silicon plate 26 as a target material, and a target shirt 28.
  • a force sword 24 By introducing an operating gas into the vacuum chamber 10 and applying a voltage to the cathode 24, plasma is generated in the vicinity of the silicon plate 26.
  • the silicon plate 26 is sputtered, and silicon (Si) as sputtered film-forming particles is deposited on the glass substrate 4.
  • the target shirter 28 is open when the silicon film is formed, and is closed when the molybdenum film is formed.
  • step S10 multilayer film removal step
  • the shape error (FE) allowed for each reflecting mirror with respect to the wavefront aberration (WFE) of the reflecting optical system is: It is given by equation (1).
  • FE WFE / 2 / ⁇ n (RMS) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • n is the number of reflecting mirrors constituting the optical system.
  • n is the number of reflecting mirrors constituting the optical system.
  • both incident light and reflected light are affected by the shape error, so wavefront aberration is multiplied by 2 as shown in equation (1).
  • the shape error (FE) allowed for each reflector is given by equation (2) with respect to the wavelength ⁇ and the number of reflectors ⁇ .
  • the shape error allowed for each reflector is 0.23 nm RMS
  • the allowable shape error for each reflector is 0.19 nm RMS.
  • the allowable shape error is the same when the multilayer-film reflective mirror 2 according to this embodiment is used in an EUV exposure apparatus.
  • n the refractive index of vacuum
  • n l. That is, by removing the uppermost layer of the multilayer film, the optical distance of the light beam passing therethrough changes. This is optically equivalent to the fact that the surface shape is substantially corrected by the change.
  • the refractive index of the substance is close to 1 in the wavelength range of extreme ultraviolet rays, ⁇ is a small amount, and the surface shape is accurately corrected by scraping the surface of the multilayer reflector one by one. be able to.
  • a case where a MoZSi multilayer film is used at a wavelength of 13.5 nm will be described.
  • the thickness d of one layer is 6.9 nm
  • the thickness dMo of the molybdenum layer is 2.415 nm
  • the thickness dSi of the silicon layer is 4.485 nm.
  • the refractive index nMo of molybdenum at a wavelength of 13.5 nm is 0.92, and the refractive index nSi of silicon is 0.998.
  • the change in the optical path length is calculated.
  • the surface shape equivalent to 0.2 nm can be corrected by further removing the surface.
  • the refractive index of the Si layer is close to 1
  • the optical path length change ⁇ mainly depends on the presence or absence of the Mo layer, and hardly depends on the presence or absence of the Si layer. Therefore, it is not necessary to precisely control the thickness of the Si layer when removing the multilayer film.
  • the thickness of the Si layer is 4.485 nm, and the removal process may be stopped in the middle of the Si layer. Immediately In other words, it is possible to correct the surface shape in units of 0.2 nm by applying a removal force with an accuracy of several nm.
  • step S11 the EUV light reflection wavefront of the multilayer film reflecting mirror 2 on which the multilayer film 6 is formed is measured.
  • the removal processing amount of the surface of the multilayer film 6 is obtained for correction, and the multilayer film is calculated based on the obtained removal processing amount.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the multilayer reflector 2 after the removal force of the multilayer film 6 is applied and before the later-described intermediate layer 7 and Ru caving layer 8 are formed.
  • the multilayer film 6 is composed of a plurality of pairs of Mo layers 6a and Si layers 6b. In FIG. 6, only the four pairs of Mo layers 6a and Si layers 6b are shown.
  • the graph of FIG. 7 shows changes in reflectivity and phase of the multilayer mirror 2 with respect to the removal processing (film processing amount) in step S11.
  • the solid line L1 indicates the change in reflectance for EUV light with a wavelength of 13.5 nm
  • the solid line L2 indicates the phase change.
  • the amount of film processing reaches one layer pair (period length 6.9 nm) of the multilayer film 6, the phase change is about 8 degrees.
  • an intermediate layer 7 having the same thickness as the removed thickness of the multilayer film 6 and a flattened surface is formed.
  • the intermediate layer 7 functions as a Mo layer oxidation-preventing film that prevents the oxidation of the Mo layer 6a that has been exposed to the surface by being removed in step S11.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a film forming method of the intermediate layer 7.
  • an intermediate layer 7 having a predetermined thickness is formed on the surface of the multilayer film 6 that has been removed (step S20). That is, the intermediate layer 7 having a thickness equal to or larger than the film processing amount removed in step S11 of FIG. 2 is uniformly formed on the surface of the multilayer film 6. In this case, an area wider than the removed area of the multilayer film 6 (for example, the entire multilayer film or the reflective area of the multilayer film).
  • An intermediate layer 7 having a predetermined thickness is formed on the surface.
  • step S20 the intermediate layer 7 formed in step S20 is removed according to the removal thickness of the multilayer film 6, that is, the film processing amount, and the surface of the intermediate layer 7 is flattened (step S21). ). That is, the intermediate layer 7 having a processing amount opposite to the film processing amount is removed so that the surface of the intermediate layer 7 is substantially at the same position as the surface of the multilayer film 6 before removal. Flatten the surface.
  • Ru rubbing layer 8 is uniformly formed with a thickness of about 2 nm on the surface of intermediate layer 7 formed in step S12 (step S13, cabling layer forming step).
  • the Ru sealing layer 8 has a function for preventing carbon contamination on the multilayer film 6 and a function for preventing oxidation of the multilayer film 6 and the intermediate layer 7.
  • the film is formed on the surface of the removed multilayer film, has a film thickness according to the removal amount, Since a flat intermediate layer is formed on the surface of the intermediate layer, it is possible to prevent the occurrence of phase change and reflectance change due to removal processing even when the Ru cabbing layer is uniformly formed on the surface of the intermediate layer. be able to.
  • FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams showing a configuration of a multilayer-film reflective mirror according to a comparative example.
  • a Ru-cabbing layer 102 having a thickness of 2 nm is uniformly formed directly on the removed multilayer film 6.
  • the Si single-layer film 106 having a thickness of 2 nm and the Ru cabbing layer 108 having a thickness of 2 nm are uniformly formed on the multilayer film 6 that has been removed.
  • the multilayer film 6 is composed of a plurality of pairs of Mo layers 6a and Si layers 6b. However, in FIG. 9 and FIG. 10, only four pairs of Mo layers 6a and Si layers 6b are used. Illustrate! / ⁇ .
  • FIG. 11 is a graph showing the reflectance change and phase change of the multilayer reflectors 100 and 104 shown in FIG. 9 and FIG.
  • the solid line L3 shows the change in reflectance for EUV light with a wavelength of 13.5 nm
  • the solid line L4 shows the phase change.
  • the reflectance change and phase change shown in the graph of FIG. 11 are the reflectance change and phase change of the multilayer reflector before the Ru cabbing layer 102, Si single layer film 106, and Ru cabbing layer 108 are formed (see FIG. 7).
  • the graph of FIG. 12 shows the change in reflectance and the change in phase of the multilayer-film reflective mirror 2 that can be applied to this embodiment.
  • the solid line L5 shows the change in reflectance for EUV light with a wavelength of 13.5 nm
  • the solid line L6 shows the phase change.
  • a large change in reflectivity and phase change as shown in the graph of FIG. 11 does not occur, and immediately after the removal of the multilayer 6 as shown in FIG.
  • the reflectivity change and phase change are substantially the same as the reflectivity change and phase change.
  • the phase change is about 6.66 degrees when the added amount of film reaches one layer pair (period length: 6.9 nm) of the multilayer film 6.
  • a wavefront change of 13.8 nm, which is twice the period length, occurs, so the effect on the wavefront with respect to the film processing amount of the surface of the multilayer film 6 is 0.25 nm / l 3 8 8 1/55.
  • an intermediate film that is formed on the surface of the removed multilayer film 6 and has a film thickness corresponding to the removal amount and a flat surface. Since the layer 7 is formed, the Ru cabbing layer 8 is formed at the position where the Mo layer 6a is to be formed. In addition, the reflectance change and phase change with respect to the thickness of the newly formed intermediate layer 7 do not occur. Therefore, the surface shape can be corrected with high accuracy.
  • an intermediate layer 7 having a predetermined thickness is formed on the surface of the removed multilayer film 6, and the multilayer film 6
  • the intermediate layer is removed according to the removal thickness of the intermediate layer 7 and the surface of the intermediate layer 7 is flattened, but the surface of the intermediate layer 7 is positioned substantially at the same position as the surface of the multilayer film 6 before removal removal.
  • the intermediate layer 7 may be formed. That is, the intermediate layer 7 having the same thickness as the film processing amount may be formed only on the surface of the removal region of the multilayer film 6.
  • the error of the reflected wavefront is very small even when the thickness error of the intermediate layer 7 occurs.
  • the intermediate layer 7 has a flat surface. It is assumed that the Ru cabbing layer 8 is formed on the non-flat intermediate layer 7 and the thickness error of the intermediate layer 7 is ⁇ 0.3 nm.
  • the multilayer film 6 is composed of a plurality of pairs of Mo layers 6a and Si layers 6b. In FIG. 13, only four pairs of Mo layers 6a and Si layers 6b are shown.
  • FIG. 14 is a graph showing a change in reflectivity change with respect to the film processing amount of the multilayer reflector 2 shown in FIG. 13, and FIG. 15 is a film process of the multilayer reflector 2 shown in FIG. It is a graph which shows the mode of the fluctuation
  • the thickness error of the intermediate layer 7 is ⁇ 0.3 nm, ⁇ 0.2 nm, ⁇ 0.1 nm
  • the reflectance error and phase change are It is very small compared to the case without thickness error (Onm).
  • the phase change when the thickness error of the intermediate layer 7 changes ⁇ 0.3 nm is ⁇ 2.5 degrees with respect to the phase change when there is no thickness error.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the multilayer-film reflective mirror 52 that works according to the second embodiment.
  • the multilayer mirror 52 is composed of a Mo layer (first material layer) 56a and a Si layer (second material layer) 56b on the surface of a low thermal expansion glass substrate 54 polished in a highly accurate shape.
  • the multilayer film 56 As an anti-oxidation film formed on the multilayer film 56 having a structure in which films are alternately and periodically formed, and on the multilayer film 56 that has been surface-processed with a film processing amount having a distribution in the plane, S An intermediate layer 57 that is a Si-containing layer, a carbon layer formed on the intermediate layer 57, and a rubbing (Ru) layer for preventing oxidation of the intermediate layer 57. It has.
  • the multilayer film 56 includes a plurality of pairs of Mo layers 56a and Si layers 56b. However, FIG. 16 shows only four pairs of Mo layers 56a and Si layers 56b. !
  • the multilayer film 56 is formed by a magnetron sputtering film forming apparatus shown in Fig. 3 on the reflective surface (surface) of the glass substrate 54 within a period length of 6.9 nm to 7.5 nm.
  • Twin M o layer 56a and Si layer 56b [consisting of this!
  • the multilayer film 56 is distributed in the removal amount in the surface in order to correct the reflected wavefront as described above, and the surface thereof is removed, and the intermediate layer 57 is removed from the multilayer film 56. Thickness 0.4 ⁇ ! ⁇ 1.2nm thin and has a flat surface. Ru rubbing layer 58 formed on intermediate layer 57 is uniformly formed with substantially the same thickness.
  • FIG. 17 is a graph showing a change in the reflectance of the multilayer-film reflective mirror 52 that is useful in this embodiment.
  • the graph in Fig. 17 shows that when there is no thickness error when depositing the intermediate layer 57 (thickness error Onm), there is a thickness error of ⁇ 0.3 nm, ⁇ 0.2 nm, ⁇ 0. Inm. This shows the change in reflectance.
  • FIG. 18 is a graph showing the phase change of the multilayer film reflecting mirror 52 that is useful in this embodiment.
  • the graph in Fig. 18 shows that when there is no thickness error when the intermediate layer 57 is deposited (thickness error Onm), there is a thickness error of ⁇ 0.3 nm, ⁇ 0.2 nm, ⁇ 0. Inm. This shows the phase change at.
  • Variations in reflectivity change and phase change shown in the graphs of Figs. 17 and 18 indicate variations in reflectivity change and phase change in the multilayer reflector according to the first embodiment.
  • the variation is small compared to the graph. That is, the phase change when the thickness error of the intermediate layer 57 changes by ⁇ 0.3 nm is about 0.8 to +1.4 degrees with respect to the phase change when there is no thickness error.
  • the wavefront change is ⁇ 0.045 nm.
  • the effect of the thickness error of the intermediate layer 57 on the wavefront is about one-fourth, and when the thickness of the intermediate layer 57 is made 0.4 nm to l.2 nm thinner than the removed thickness of the multilayer film 56, Compared with the case where the film thickness is the same as the removal thickness of the multilayer film 56, the change in reflectance and phase change with respect to the thickness error are small.
  • the film thickness of the intermediate layer 57 is 0.4 nm thinner than the removed thickness of the multilayer film 56, the effect on the wavefront with respect to the thickness error of the intermediate layer 57 is minimized. Further, if the film thickness of the intermediate layer 57 is 1.2 nm thinner than the removed thickness of the multilayer film 56, the effect on the reflectance variation with respect to the thickness error of the intermediate layer 57 is minimized. Therefore, when the thickness of the intermediate layer 57 is dl (nm) and the removal thickness of the multilayer film 56 is d2 (nm), the condition of d2—0.4 ⁇ dl ⁇ d2-l.2 must be satisfied. , Intermediate The layer 57 may be formed.
  • the thickness of the intermediate layer is 0.4 ⁇ higher than the thickness of the multilayer film removed! ⁇ 1.2nm is thin, so even if an intermediate layer thickness error occurs, the reflectance change and phase change of the multilayer mirror can be suppressed to a very small level, and high accuracy can be achieved.
  • a multilayer reflector having a surface shape can be provided.
  • the intermediate layer is 0.4 ⁇ from the removal thickness of the multilayer film! ⁇ 1. 2nm thin film deposition force Only the uppermost Si layer of the multilayer film is 0.4 ⁇ more than other Si layers! ⁇ 1.2 nm thin film, Si single layer film with the same thickness as the removal thickness of the multilayer film.
  • the multilayer film of the multilayer film reflector may be composed of a material other than the force Mo and Si composed of Mo and Si.
  • a multilayer film may be formed by appropriately combining a substance containing 4.
  • a single-layer Si film is formed as an anti-oxidation film.
  • a silicon compound such as SiO or SiC can be used.
  • the intermediate layer shown in the first embodiment may be used as the intermediate layer. However, it is desirable to use a material that has a low absorption and a refractive index close to 1 in the EUV wavelength region.
  • the surface of the multilayer film is removed.
  • the Mo-containing layer is partially applied in-plane so that the Mo-containing layer has a thickness distribution in the plane, and the surface of the multilayered Si-containing layer is located on the Mo-containing layer.
  • An intermediate layer containing S or Si in which a flat surface is located at substantially the same position as the position may be formed, and a Ru cabbing layer having a uniform thickness may be further formed on the surface.
  • the film is formed by a magnetron sputtering film forming apparatus, but a magnetron sputtering film forming apparatus such as an ion beam sputtering apparatus is used. You may form into a film with film-forming apparatuses other than.
  • FIG. 19 shows an EUV exposure apparatus (reduced projection exposure) according to the third embodiment. It is a figure which shows schematic structure of an apparatus.
  • the EUV exposure apparatus has an illumination optical system IL including a light source.
  • EUV light generally a wavelength of 5 to 20 nm, specifically wavelengths of 13 nm and l lnm are used
  • the reticle 302 is irradiated.
  • the reticle 302 is a reflective reticle, and is held by a chuck 303 a fixed to the reticle stage 303.
  • the reticle stage 303 is configured to be able to move 100 mm or more in the scanning direction, and may be configured to be capable of minute movement in the direction orthogonal to the scanning direction and in the optical axis direction.
  • the position of the reticle stage 303 in the scanning direction and the direction orthogonal to the scanning direction is controlled with high accuracy by a laser interferometer (not shown), and the position in the optical axis direction is a reticle comprising a reticle focus light transmission system 304 and a reticle focus light reception system 305. It is controlled by a force sensor.
  • the reticle 302 is formed with a multilayer film that reflects EUV light (for example, molybdenum (Mo) Z silicon (Si) or molybdenum (Mo) Z beryllium (Be)). It is patterned by an absorption layer (for example, nickel (Ni) or aluminum (A1)). EUV light reflected by the reticle 302 enters the optical barrel 314.
  • EUV light for example, molybdenum (Mo) Z silicon (Si) or molybdenum (Mo) Z beryllium (Be)
  • an absorption layer for example, nickel (Ni) or aluminum (A1)
  • an optical system including a plurality (four in this embodiment) of mirrors 306, 307, 308, and 309 is installed. At least one of these mirrors 306 to 309 is obtained by using the multilayer reflector that works in the first or second embodiment, or the method for manufacturing the multilayer reflector according to the first embodiment.
  • the multilayer reflector is manufactured. In this embodiment, four mirrors are provided as the projection optical system, but six or eight mirrors may be provided. In this case, the numerical aperture (NA) can be increased.
  • the EUV light that has entered the optical column 314 is reflected by the mirror 306, is then sequentially reflected by the mirror 307, the mirror 308, and the mirror 309, and is emitted from the optical column 314 to the wafer 310.
  • the reduction magnification of the projection optical system including the mirrors 306 to 309 is, for example, 1/4 or 1/5.
  • an offaxis microscope 315 for aligning the wafer 310 is installed in the vicinity of the optical column 314. The wafer 310 is held on the chuck 31 la fixed to the wafer stage 311.
  • the wafer stage 311 is installed in a plane orthogonal to the optical axis, and is configured to be movable, for example, 300 to 400 mm in a plane orthogonal to the optical axis. Further, the wafer stage 311 is configured so as to be able to move minutely in the optical axis direction.
  • the position of the wafer stage 311 in the optical axis direction is controlled by a wafer autofocus sensor comprising a wafer autofocus light transmitting system 312 and a wafer autofocus light receiving system 313 force.
  • the position of the wafer stage 311 in the plane orthogonal to the optical axis is controlled with high accuracy by a laser interferometer (not shown).
  • At least one of the mirrors constituting the projection optical system is a multilayer film reflecting mirror that works on the first or second embodiment, or the first embodiment Since the multilayer reflector is manufactured using the multilayer reflector manufacturing method according to the first embodiment, it is possible to perform good exposure with an optical system having a highly accurate surface shape. .
  • the multilayer mirror is manufactured by using the multilayer mirror manufacturing method, but the mirror, the folding mirror 301, the reticle 302, etc. included in the illumination optical system IL are the first or second embodiment. It may be constituted by a multilayer film reflector that is advantageous for form or a multilayer film reflector that is manufactured by using the method for producing a multilayer film reflector that is powerful for the first embodiment.
  • the exposure apparatus using EUV light as exposure light has been described.
  • the projection exposure apparatus using ultraviolet light other than EUV light as exposure light is also shown in FIG.
  • Such a multilayer film reflecting mirror 2 can be incorporated, and the reflectance change or phase change of the multilayer film reflecting mirror 2 can be suppressed.
  • the multilayer film reflector 2 shown in FIG. 1 can be incorporated in various optical devices including linear optical devices.
  • a transfer pattern formed by a reticle (mask) is exposed and transferred onto a photosensitive substrate (wafer) using a projection optical system (exposure process).
  • a micro device semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.
  • the following is an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer as a photosensitive substrate using an EUV exposure apparatus that works on the above-described embodiment. This will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • step S301 in FIG. 20 a metal film is deposited on one lot of wafers.
  • step S302 a photoresist is applied on the metal film on one lot of wafers.
  • step S303 using the EUV exposure apparatus which is effective in the above-described embodiment, the mask pattern image is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of the one lot via the projection optical system.
  • step S304 the photoresist on one lot of wafers is developed, and in step S305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers as a mask. A circuit pattern corresponding to the pattern is formed in each shot area on each wafer.
  • a circuit pattern of an upper layer is further formed, and the wafer is cut into a plurality of devices to manufacture devices such as semiconductor elements.
  • the semiconductor device manufacturing method described above since the exposure is performed using the exposure apparatus that works as described above, the pattern corresponding to each layer can be satisfactorily exposed, and a good semiconductor device can be exposed. You can get a chair.
  • steps S301 to S305 a metal is vapor-deposited on the wafer, a resist is applied on the metal film, and exposure, development, and etching processes are performed. Prior to these processes, on the wafer. After forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and each process such as exposure, development, and etching may be performed.
  • the intermediate layer is formed on the surface of the multilayer film from which the multilayer film in the vicinity of the surface has been removed, has a film thickness corresponding to the removal amount, and has a flat surface. Is deposited For this reason, even when the cabbing layer is uniformly formed on the surface of the intermediate layer, it is possible to prevent the phase change and the reflectance change from occurring with respect to the amount of removed calories. Therefore, it is possible to provide a multilayer mirror having a highly accurate surface shape.
  • the surface of the multilayer film removed by the multilayer film removal step has a thickness substantially the same as the thickness of the multilayer film removed, and the surface is Since it includes a step of forming a flattened intermediate layer and forming a coating layer uniformly on the surface of the formed intermediate layer, the phase change on the portion removed by the multilayer film removal step and The occurrence of reflectance change can be prevented. Therefore, a multilayer mirror having a highly accurate surface shape can be manufactured.
  • the exposure apparatus of the present invention since the multilayer film reflecting mirror having a highly accurate surface shape is provided in at least a part of the optical system, good exposure can be performed.
  • the device manufacturing method of the present invention since a device is manufactured using the exposure apparatus of the present invention, a good device can be manufactured.
  • a Si single layer film (Intermediate layer) 7 was backfilled, the surface was flattened, and a Ru cabbing layer 8 having a thickness of 2 nm was provided on the Si single layer film 7.
  • the target reference height for the backfill Lf placement of the Si single layer film 7 is the outermost surface position of the MoZSi multilayer film 6 before film processing.
  • Example 1 the change in phase and reflectance with respect to the film processing amount is as shown in FIG. 12, and precise wavefront control is possible.
  • a Ru-cabbing layer was formed, it was possible to manufacture a robust multilayer film reflecting mirror having contamination resistance and oxidation resistance.
  • a cycle length of 6.9 nm, 50 pairs of MoZSi multilayer films (Mo layer 2.415 nm, Si layer 4.485 nm)
  • the surface was flattened, and a Ru cabbing layer 8 having a thickness of 2 nm was provided on the Si single layer film 7.
  • the target reference height of the backfill position of the Si single layer film 7 is the outermost surface position of the MoZSi multilayer film 6 before film processing.
  • a cycle length of 6.9 nm, 50 layer pairs of MoZSi multilayer films (Mo layer 2.415 nm, Si layer 4.485 nm)
  • a Si single layer film (Intermediate layer) 57 was backfilled, and the Si single layer film 57 was flattened, and on the Si single layer film 57, a Ru cabbing layer 58 was provided.
  • the Si single layer film 57 was formed so as to have a thickness of 0.8 nm thinner than the removed thickness of the multilayer film 56.
  • the target reference height for the backfill position of the Si single layer film 57 is a position that is 0.8 nm lower than the outermost surface position of the MoZSi multilayer film 56 before film processing.
  • Example 3 changes in phase and reflectance with respect to the film processing amount are as shown in FIGS. Precise wavefront control for the amount of film processing is possible.
  • the backfill thickness error was ⁇ 0.3 nm, but the resulting wavefront error was within ⁇ 0.09 nm, and the effect of backfill error was minimized.
  • a Ru-cabbing layer is formed, it has been possible to manufacture a robust multilayer mirror having contamination resistance and oxidation resistance.
  • the multilayer film reflecting mirror, the multilayer film reflecting mirror manufacturing method, the exposure apparatus including the multilayer film reflecting mirror, and the device manufacturing method using the exposure apparatus according to the present invention include a high-performance semiconductor element, a thin film It is suitable for use in the manufacture of microdevices such as magnetic heads.

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Abstract

　この発明の多層膜反射鏡（２）は、基板（４）と、前記基板の表面に第１材料層（６ａ）と第２材料層（６ｂ）を交互に成膜した構造を有する多層膜（６）を備え、前記多層膜の表面近傍の前記第１材料層が面内で厚さの分布を有する多層膜反射鏡（２）において、前記多層膜の表面に成膜されたＳｉまたはＳｉを含む中間層（７）であり、前記中間層の表面が位置する位置が前記多層膜の前記第２材料層の表面が位置する位置と略同一である中間層（７）と、前記中間層の表面に均一に成膜されたキャッピング層（８）と、を備える。

Description

明 細 書
多層膜反射鏡、多層膜反射鏡の製造方法、光学系、露光装置及びデバ イスの製造方法
技術分野
[0001] この発明は、基板表面に多層膜を形成した多層膜反射鏡、多層膜反射鏡の製造 方法、該多層膜反射鏡を備える光学系、露光装置及び該露光装置を用いるデバイ スの製造方法に関するものである。
背景技術
[0002] 近年、半導体集積回路の微細化の進展に伴い、光の回折限界によって制限される 光学系の解像力を向上させるために、従来の紫外線に代えて、これより短い波長 (例 えば l l〜14nm程度)の極端紫外線を使用した投影露光装置が開発されている。 ( 例えば、特開 2003- 14893号公報参照)。
発明の開示
[0003] 上述の極端紫外線を使用した投影露光装置 (EUV露光装置）においては、極端紫 外線が透過する物質が存在しないため、光学系は反射鏡によって構成される必要が ある力 この波長域では物質の屈折率力^よりも僅かに小さいことによる全反射を利 用した斜入射ミラーや、界面での微弱な反射光の位相を合わせて多数重畳させて、 全体として高い反射率を得る多層膜ミラーなどが使用される。
[0004] EUVリソグラフィに用いられる反射鏡は、波面収差に対して、形状誤差が小さぐ高 精度な面形状に形成される必要があるが、その加工は容易でない。そこで、多層膜 反射鏡の表面を一層ずつ削り取ることによって、実質的にサブ nmの形状誤差を補 正する技術が開発されている（国際公開第 01Z41155号パンフレット参照)。ここで 、多層膜反射鏡に用いられるモリブデン (Mo)層及びシリコン (Si)層により構成され る多層膜の場合、多層膜の表面を削り取ることにより酸ィ匕しやすい Mo層が露出する ため、 Mo層の酸ィ匕を防止するルテニウム (Ru)層等のキヤッビング層を成膜する必 要がある。このキヤッビング層は多層膜に対するカーボンコンタミネーシヨンを防止す る層としてち機會することがある。 [0005] しかしながら、 Ru層は光学的に Mo層と略同一であるため、肖り取った多層膜の表 面にキヤッビング層として Ru層を成膜することにより、削り取つた Mo層の位置とは異 なる位置に Ru層が位置することにより膜加工量に対する反射波面の位相が大きく変 化する。更に、肖 I』り取った部分の反射率も大きく変化し、透過率ムラを発生させる要 因となる。
[0006] この発明の課題は、高精度な面形状を有する多層膜反射鏡、多層膜反射鏡の製 造方法、該多層膜反射鏡を備えた光学系、露光装置及び該露光装置を用いたデバ イスの製造方法を提供すことである。
[0007] この発明の多層膜反射鏡 (2)は、基板 (4)と、前記基板の表面に第 1材料層 (6a)と 第 2材料層 (6b)を交互に成膜した構造を有する多層膜 (6)を備え、前記多層膜 (6) の表面近傍の前記第 1材料層が面内で厚さの分布を有する多層膜反射鏡 (2)にお いて、前記多層膜 (6)の表面に成膜された Sほたは Siを含む中間層（7)であり、前記 中間層（7)の表面が位置する位置が前記多層膜 (6)の前記第 2材料層 (6b)の表面 が位置する位置と略同一である中間層（7)と、前記中間層（7)の表面に均一に成膜 されたキヤッビング層 (8)とを備える。
[0008] また、この発明の多層膜反射鏡の製造方法は、基板表面に第 1材料層 (6a)と第 2 材料層 (6b)を交互に周期的に成膜した構造を有する多層膜 (6)を形成する多層膜 形成工程 (S 10)と、前記多層膜形成工程 (S 10)により形成された前記多層膜 (6)の 面内で除去量に分布を生じさせて前記多層膜 (6)の表面を除去する多層膜除去ェ 程 (S 11)と、前記多層膜除去工程 (S 11)により除去された前記多層膜 (6)の除去領 域表面に、前記多層膜 (6)の除去厚さと略同一の厚さを有し、表面が平坦化された S iまたは Siを含む中間層（7)を成膜する中間層成膜工程 (S 12)と、前記中間層成膜 工程 (S12)により成膜された前記中間層（7)の表面にキヤッビング層（8)を均一に成 膜するキヤッビング層成膜工程 (S 13)とを含む。
[0009] また、この発明の光学系は、この発明の多層膜反射鏡 (2)を少なくとも一部に備え る。
[0010] また、この発明の露光装置は、この発明の多層膜反射鏡 (2)を光学系（306〜309 )の少なくとも一部に備える。 [0011] また、この発明のデバイスの製造方法は、この発明の露光装置を用いて、パターン の像を物体上に露光転写する露光工程と、前記露光工程により露光転写された前記 物体上のパターンを現像する現像工程とを含む。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]第 1の実施の形態に力かる多層膜反射鏡の断面図である。
[図 2]第 1の実施の形態に力かる多層膜反射鏡の製造方法について説明するための フローチャートである。
[図 3]第 1の実施の形態にカゝかるマグネトロンスパッタ成膜装置の構成を示す図であ る。
圆 4]多層膜反射鏡の形状誤差の補正を説明するための図である。
[図 5]多層膜反射鏡の形状誤差の補正を説明するための図である。
[図 6]第 1の実施の形態にかかる形状誤差の補正がされた多層膜反射鏡を示す図で ある。
[図 7]形状誤差の補正がされた多層膜反射鏡の反射率変化及び位相変化を示すグ ラフである。
[図 8]Si単層膜の成膜方法について説明するためのフローチャートである。
[図 9]比較例の多層膜反射鏡の構成を示す図である。
[図 10]比較例の多層膜反射鏡の構成を示す図である。
[図 11]比較例の多層膜反射鏡の反射率変化及び位相変化を示すグラフである。
[図 12]第 1の実施の形態に力かる多層膜反射鏡の反射率変化及び位相変化を示す グラフである。
[図 13]多層膜反射鏡の Si単層膜に厚さ誤差が生じた状態を示す図である。
[図 14]多層膜反射鏡の Si単層膜に厚さ誤差が生じた場合における反射率変化を示 すグラフである。
[図 15]多層膜反射鏡の Si単層膜に厚さ誤差が生じた場合における位相変化を示す グラフである。
[図 16]第 2の実施の形態に力かる多層膜反射鏡の断面図である。
[図 17]第 2の実施の形態に力かる多層膜反射鏡の反射率変化を示すグラフである。 [図 18]第 2の実施の形態に力かる多層膜反射鏡の位相変化を示すグラフである。
[図 19]第 3の実施の形態にカゝかる EUV露光装置の概略構成を示す図である。
[図 20]第 3の実施の形態に力かる EUV露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方 法を説明するフローチャートである。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 図面を参照して、この発明の第 1の実施の形態に力かる多層膜反射鏡について説 明する。多層膜反射鏡は、例えば極端紫外光 (EUV光)を露光光とする EUV露光 装置等に用いられる。図 1は、第 1の実施の形態に力かる多層膜反射鏡 2の断面図 である。図 1に示すように、多層膜反射鏡 2は、高精度な形状に研磨された低熱膨張 ガラス基板 4の表面にモリブデン (Mo)を含む層（第 1材料層） 6aとシリコン (Si)を含 む層（第 2材料層） 6bを交互に周期的に成膜された構造を有し波長 l inn！〜 14nm の光を反射する多層膜 6、多層膜 6上に成膜された Sほたは Siを含む中間層 7、中間 層 7上に成膜されたカーボンコンタミネーシヨン及び中間層 7の酸ィ匕を防止するため のルテニウム (RU)層により構成されるキヤッビング層 8を備えている。なお、多層膜 6 は複数層対の Mo層 6aと Si層 6bにより構成されて!、る力 図 1にお 、ては 4層対の M o層 6aと Si層 6bのみを図示して!/、る。
[0014] 多層膜 6は反射波面の補正を行なうために、多層膜 6の表面近傍の Moを含む層 6 aが面内で厚さの分布を有しており、この面内で厚さの分布を有する Moを含む層 6a の表面に、多層膜の Siを含む層の表面が位置する位置に、平坦な表面が位置する Sほたは Siを含む中間層 7が成膜されており、中間層 7の表面に均一な厚さで Ruキ ャッビング層 8が成膜されている。ここで、中間層 7は Si、 SiO、 SiCまたはこれらの組
2
合せ力もなるグループ力も選ばれる材料を含む層とすることができ、 Si、 SiO、 SiCま
2 たはこれらの組合せ力もなるグループの異なる材料力もなる多層膜とすることができ る。また、 Ruキヤッビング層 8は、 Ru、 Ru合金、 Rh、 Rh合金、 Nb、 Nb合金、 Pt、 Pt 合金、 Mo、 Mo合金、 TiO、 SiO、 ZrO、 MoSi、 SiCまたはこれらの組合せからな
2 2 2 2
るグループ力も選ばれる材料を含む層とすることができる。さら〖こ、 Ruキヤッビング層 8は、 Ru、 Ru合金、 Rh、 Rh合金、 Nbゝ Nb合金、 Ptゝ Pt合金、 Mo、 Mo合金、 TiO
2
、 SiO、 ZrO、 MoSi、 SiCまたはこれらの組合せからなるグループの異なる材料か らなる多層膜とすることができる。
[0015] 中間層 7の表面位置が多層膜 6の Siを含む層の表面位置と略同一であるため、多 層膜 6の周期構造が続いた場合に Moを含む層 6aが位置する位置に Ruキヤッビング 層 8が位置している。 Ruキヤッビング層 8は多層膜 6を構成する Mo層 6aと光学的に 略同一であるので、多層膜反射鏡 2の反射率または反射波面の位相が大きく変化す ることはない。
[0016] 次に、図 2のフローチャートを参照して、この実施の形態にかかる多層膜反射鏡 2の 製造方法について説明する。
[0017] まず、高精度に研磨された低熱膨張ガラス基板 4上に Mo層（第 1材料層） 6aと S遷
(第 2材料層） 6bとを交互に周期的に成膜した構造を有する多層膜 6を形成する (ス テツプ S10、多層膜形成工程)。即ち、マグネトロンスパッタ成膜装置により、ガラス基 板 4の反射面 (表面）に周期長 6. 9nmから 7. 5nmまでの範囲内で複数層対の多層 膜 6を成膜する。
[0018] 図 3は、マグネトロンスパッタ成膜装置の構成を示す図である。図 3に示すように、マ グネトロンスパッタ成膜装置は、真空排気された真空チャンバ 10内に収容されている 基板ホルダ 12を備えている。基板ホルダ 12は、低熱膨張ガラス基板 4を保持してお り、図示しない回転駆動機構により低熱膨張ガラス基板 4を保持したまま回転軸 AX を軸として回転可能に構成されて 、る。
[0019] また、マグネトロンスパッタ成膜装置は、真空チャンバ 10内に収容されている膜厚 分布補正板 14を備えている。膜厚分布補正板 14は、低熱膨張ガラス基板 4の近傍 に配置されており、補正板駆動機構 16により図中矢印方向に移動可能に構成され て ヽる。膜厚分布補正板 14を図中矢印方向に移動させて低熱膨張ガラス基板 4上 に到達する成膜粒子の量を調整することにより、低熱膨張ガラス基板 4上に成膜され る膜の膜厚を制御することができる。
[0020] また、マグネトロンスパッタ成膜装置は、力ソード 18、ターゲット材としてのモリブデン 板 20、ターゲットシャツタ 22を備えている。真空チャンバ 10内に動作ガスを導入し、 力ソード 18に電圧が印加されることにより、モリブデン板 20の近傍にプラズマが発生 する。このプラズマによって、モリブデン板 20がスパッタされ、スパッタされた成膜粒 子としてのモリブデン (Mo)がガラス基板 4上に堆積する。なお、ターゲットシャツタ 22 は、モリブデンの成膜を行なう際には開放されており、後述するシリコンの成膜を行な う際には閉じられている。
[0021] また、マグネトロンスパッタ成膜装置は、力ソード 24、ターゲット材としてのシリコン板 26、ターゲットシャツタ 28を備えている。真空チャンバ 10内に動作ガスを導入し、カソ ード 24に電圧が印加されることにより、シリコン板 26の近傍にプラズマが発生する。こ のプラズマによって、シリコン板 26がスパッタされ、スパッタされた成膜粒子としてのシ リコン (Si)がガラス基板 4上に堆積する。なお、ターゲットシャツタ 28は、シリコンの成 膜を行なう際には開放されており、モリブデンの成膜を行なう際には閉じられている。
[0022] 次に、ステップ S 10において形成された多層膜 6の面内で除去量に分布を生じさせ て多層膜 6の表面を除去する (ステップ S11、多層膜除去工程)。
[0023] 通常、 EUV露光装置を構成する反射光学系に複数の反射鏡を用いる場合、その 反射光学系の波面収差 (WFE)に対して各反射鏡に許容される形状誤差 (FE)は、 (1)式で与えられる。
[0024] FE=WFE/2/^n (RMS) · · · (1)
ここで、 nは、光学系を構成する反射鏡の数である。反射光学系においては入射光 と反射光の両方がそれぞれ形状誤差の影響を受けるため、波面収差には形状誤差 の 2倍の誤差が乗ることから、（1)式に示すように、 2で割る必要がある。即ち、各反射 鏡に許容される形状誤差 (FE)は、波長 λと反射鏡の数 ηに対して、（2)式で与えら れる。
[0025] FE= /28/ n (RMS) · · · (2)
例えば、波長 13nmで、 4つの反射鏡で構成される反射光学系の場合には各反射 鏡に許容される形状誤差は 0. 23nmRMS、 6つの反射鏡で構成される反射光学系 の場合には各反射鏡に許容される形状誤差は 0. 19nmRMSとなる。この実施の形 態にカゝかる多層膜反射鏡 2を EUV露光装置に用いる場合についても、許容される形 状誤差は同様である。し力しながら、このような高精度の面形状の反射面を有するガ ラス基板を製造することは非常に困難である。また、高精度に研磨されたガラス基板 であっても、多層膜を成膜することにより、反射波面が所望の波面形状に対して誤差 を有する場合がある。
[0026] ここで、多層膜反射鏡の表面を一層ずつ削り取ることにより、実質的にサブ nmの形 状誤差を補正することができる技術が開示されている（国際公開第 01Z41155号パ ンフレット参照）。例えば、図 4に示すような A, Bの 2種類の物質を一定の周期長 dで 交互に積層した多層膜の表面から、図 5に示すように一層対を除去する場合を考え る。図 4に示す多層膜表面に対して垂直方向に進行する光線に対する、厚さ dの多 層膜一層対の光路長 OPは、 OP=nAdA+nBdBである。ここで、 dA、 dBは各層の 厚さを表し、 dA+dB=dである。また、 nA、 nBは物質 A、 Bそれぞれの屈折率である
[0027] 図 5に示す最表面の多層膜一層対を除去した厚さ dの部分の光路長 ΟΡΊま、
=ndで与えられる。ここで、 nは真空の屈折率を表し、 n= lである。即ち、多層膜の 最上層を除去することにより、そこを通過する光線の光学的距離が変化する。これは 、実質的にその変化分だけ面形状を修正したことと光学的に等価である。光路長の 変化 (即ち、面形状の変化） Δは、 Δ =OP'—OPで与えられる。
[0028] 極端紫外線の波長域においては物質の屈折率が 1に近いため、 Δは小さな量とな り、多層膜反射鏡の表面を一層ずつ削り取る方法により面形状の補正を精密に行な うことができる。例えば、波長 13. 5nmで MoZSi多層膜を用いた場合について説明 する。直入射で使用するために、一層対の厚さ dを 6. 9nm、モリブデン層の厚さ dM oを 2. 415nm、シリコン層の厚さ dSiを 4. 485nmとする。波長 13. 5nmにおけるモ リブデンの屈折率 nMoは 0. 92、シリコンの屈折率 nSiは 0. 998である。これらの数 値を用いて光路長の変化を計算する。多層膜反射鏡の表面を削り取る前の光路長 OPは 6. 698nm、一層対削り取った後の光路長 ΟΡΊま 6. 9nm、光路長の変化 Δ = OP' -OP = 0. 202nmとなる。
[0029] 一層対削り取ることにより、 0. 2nm相当の面形状の補正を行なうことができる。なお 、 MoZSi多層膜の場合、 Si層の屈折率は 1に近いため、光路長の変化 Δは主とし て Mo層の有無に依存するものであり、 Si層の有無に殆ど依存しない。従って、多層 膜の層を除去する際に、 Si層の厚さを正確に制御する必要はない。上述の例によれ ば、 Si層の厚さは 4. 485nmであり、 Si層の途中で除去加工を停止すればよい。即 ち、数 nmの精度の除去力卩ェを施すことにより 0. 2nm単位の面形状の補正を行なう ことができる。
[0030] そこで、上述のステップ S 11においては、まず、多層膜 6が成膜された多層膜反射 鏡 2の EUV光反射波面を計測する。計測された反射波面が所望の波面形状に対し て誤差を有している場合には、補正を行なうために多層膜 6の表面の除去加工量を 求め、求めた除去加工量に基づいて多層膜 6の除去加工を行なう。図 6は、多層膜 6 の除去力卩ェを行なった後であって、後述する中間層 7、 Ruキヤッビング層 8が成膜さ れる前の多層膜反射鏡 2の構成を示す図である。なお、多層膜 6は複数層対の Mo 層 6aと Si層 6bにより構成されているが、図 6においては 4層対の Mo層 6aと Si層 6bの みを図示している。
[0031] ステップ S11における除去加工 (膜加工量）に対する多層膜反射鏡 2の反射率変化 及び位相変化を図 7のグラフに示す。図 7のグラフにおいて、実線 L1は波長 13. 5n mの EUV光に対する反射率変化、実線 L2は位相変化を示している。膜加工量が多 層膜 6の 1層対 (周期長 6. 9nm)に及んだ場合の位相の変化は約 8度である。このと きの波面の変化は、 8度 ÷ 360度 X 13. 5nm (波長） =0. 30nmである。通常、基板 を 6. 9nm除去加工すると周期長の倍の 13. 8nmの波面の変化が発生するので、多 層膜 6の表面の膜加工量に対する波面への効きは 0. 30nm/13. 8nm=46分の 1 となる。
[0032] 次に、ステップ S 11において除去カ卩ェされた多層膜 6の表面に、多層膜 6の除去厚 さと略同一の厚さを有し、表面が平坦化された中間層 7を成膜する (ステップ S12、単 層膜成膜工程)。中間層 7は、ステップ S11において除去加工されたことにより表面 に露出することとなった Mo層 6aの酸ィ匕を防止する Mo層酸ィ匕防止膜として機能する
[0033] 図 8は、中間層 7の成膜方法について説明するためのフローチャートである。まず、 図 2のステップ S 11にお 、て除去カ卩ェされた多層膜 6の表面に、所定の厚さの中間 層 7を成膜する（ステップ S20)。即ち、多層膜 6の表面に、図 2のステップ S11におい て除去加工された膜加工量以上の厚さの中間層 7を均一に成膜する。この場合、多 層膜 6の除去領域よりも広い領域 (例えば、多層膜全体または多層膜の反射領域)の 表面に所定の厚さの中間層 7を成膜してもょ 、。
[0034] 次に、多層膜 6の除去厚さ、即ち膜加工量に応じて、ステップ S20において成膜さ れた中間層 7を除去し、中間層 7の表面を平坦ィ匕する (ステップ S21)。即ち、中間層 7の表面が除去カ卩ェする前の多層膜 6の表面と略同一の位置となるように、膜加工量 と反対の加工量の中間層 7を除去し、中間層 7の表面を平坦化する。
[0035] 次に、ステップ S 12において成膜された中間層 7の表面に Ruキヤッビング層 8を厚 さ約 2nmで均一に成膜する（ステップ S13、キヤッビング層成膜工程)。 Ruキヤッピン グ層 8は、多層膜 6に対するカーボンコンタミネーシヨンを防止するための機能、及び 多層膜 6と中間層 7の酸ィ匕を防止するための機能を有して 、る。
[0036] 第 1の実施の形態に力かる多層膜反射鏡及びその製造方法によれば、除去加工さ れた多層膜の表面に成膜され、除去量に応じた膜厚を有し、表面が平坦な中間層が 成膜されて!、るため、中間層の表面に Ruキヤッビング層が均一に成膜された場合に おいても、除去加工に対する位相変化及び反射率変化の発生を防止することができ る。
[0037] 図 9及び図 10は、比較例に係る多層膜反射鏡の構成を示す図である。図 9に示す 多層膜反射鏡 100は、除去加工された多層膜 6上に直接厚さ 2nmの Ruキヤッビング 層 102が均一に成膜されている。図 10に示す多層膜反射鏡 104は、除去加工され た多層膜 6上に厚さ 2nmの Si単層膜 106及び厚さ 2nmの Ruキヤッビング層 108が 均一に成膜されている。なお、多層膜 6は複数層対の Mo層 6aと Si層 6bにより構成さ れて 、るが、図 9及び図 10にお!/ヽては 4層対の Mo層 6aと Si層 6bのみを図示して!/ヽ る。
[0038] 図 9及び図 10に示す多層膜反射鏡 100, 104の反射率変化及び位相変化を図 11 のグラフに示す。図 11のグラフにおいて、実線 L3は波長 13. 5nmの EUV光に対す る反射率変化、実線 L4は位相変化を示している。図 11のグラフに示す反射率変化 及び位相変化は、 Ruキヤッビング層 102, Si単層膜 106, Ruキヤッビング層 108を 成膜する前の多層膜反射鏡の反射率変化及び位相変化 (図 7参照)と比較して、大 きく変動している。この変動は、多層膜 6を構成する Mo層 6aと光学的に略同一であ る Ruキヤッビング層 102, 108が Mo層 6aが成膜されるべきでない位置に成膜された ために生じたものである。したがって、多層膜 6の表面を除去加工することにより多層 膜反射鏡の反射波面の補正を行なったにもかかわらず、反射波面の補正の効果を 得ることができず、かつ反射率変化も大きく変動するため透過率ムラが発生するおそ れがあった。
[0039] これに対し、この実施の形態に力かる多層膜反射鏡 2の反射率変化及び位相変化 を図 12のグラフに示す。図 12のグラフにおいて、実線 L5は波長 13. 5nmの EUV光 に対する反射率変化、実線 L6は位相変化を示している。図 12に示すように、多層膜 反射鏡 2においては、図 11のグラフに示すような反射率変化及び位相変化の大きな 変動が生じることなぐ図 7に示すような多層膜 6の除去加工直後の反射率変化及び 位相変化と略同一の反射率変化及び位相変化を示している。図 12において、膜加 ェ量が多層膜 6の 1層対 (周期長 6. 9nm)に及んだ場合の位相の変化は約 6. 66度 である。このときの波面の変化は、 6. 66度 ÷ 360度 X 13. 5nm (波長） =0. 25nm である。通常、基板を 6. 9nm除去カ卩ェすると周期長の倍の 13. 8nmの波面の変化 が発生するので、多層膜 6の表面の膜加工量に対する波面への効きは 0. 25nm/l 3. 8應= 55分の1となる。
[0040] 即ち、この実施の形態に力かる多層膜反射鏡 2においては、除去加工された多層 膜 6の表面に成膜され、除去量に応じた膜厚を有し、表面が平坦な中間層 7が成膜 されているため、 Mo層 6aが成膜されるべき位置に Ruキヤッビング層 8が成膜される。 また、新たに成膜された中間層 7の膜厚に対する反射率変化及び位相変化は生じな い。したがって、高精度に面形状の補正を行なうことができる。
[0041] なお、第 1の実施の形態に力かる多層膜反射鏡の製造方法においては、除去加工 された多層膜 6の表面に所定の厚さの中間層 7を成膜し、多層膜 6の除去厚さに応じ て中間層を除去し、中間層 7の表面を平坦化しているが、中間層 7の表面が除去カロ ェする前の多層膜 6の表面と略同一の位置となるように中間層 7を成膜してもよい。 即ち、多層膜 6の除去領域の表面のみに膜加工量と略同一の厚さの中間層 7を成膜 してちよい。
[0042] また、第 1の実施の形態においては、中間層 7の厚さ誤差が生じた場合であっても 反射波面の誤差は微小である。例えば図 13に示すように、中間層 7の表面が平坦で なぐ平坦でない中間層 7上に Ruキヤッビング層 8が成膜されたとし、中間層 7の厚さ 誤差が ±0. 3nmであったとする。なお、多層膜 6は複数層対の Mo層 6aと Si層 6bに より構成されているが、図 13においては 4層対の Mo層 6aと Si層 6bのみを図示して いる。
[0043] この場合において、図 14は図 13に示す多層膜反射鏡 2の膜加工量に対する反射 率変化の変動の様子を示すグラフ、図 15は図 13に示す多層膜反射鏡 2の膜加工量 に対する位相変化の変動の様子を示すグラフである。図 14及び図 15に示すように、 中間層 7の厚さ誤差が ±0. 3nm、 ±0. 2nm、 ±0. lnm存在する場合の反射率変 ィ匕と位相変化は、厚さ誤差がない場合 (厚さ誤差 Onm)と比較して微小である。
[0044] 中間層 7の厚さ誤差が ±0. 3nm変化した場合の位相変化は、厚さ誤差がない場 合の位相変化に対して ± 2. 5度である。このときの波面の変化は、 ± 2. 5度 ÷ 360 度 X 13. 5nm= ±0. 09nmである。通常、厚さ誤差が 0. 3nmの厚さ誤差が生じた 場合、厚さ誤差の倍の 0. 6nmの波面の変化が発生するので、中間層 7の厚さ誤差 の波面に対する効きは 0. 09nm/0. 6nm=約 7分の 1となる。
[0045] 次に、図面を参照して、この発明の第 2の実施の形態に力かる多層膜反射鏡につ いて説明する。第 2の実施の形態に力かる多層膜反射鏡は、例えば EUV光を露光 光とする EUV露光装置等に用いられる。図 16は、第 2の実施の形態に力かる多層 膜反射鏡 52の断面図である。図 16に示すように、多層膜反射鏡 52は、高精度な形 状に研磨された低熱膨張ガラス基板 54の表面に Mo層（第 1材料層） 56aと Si層（第 2材料層） 56bを交互に周期的に成膜された構造を有する多層膜 56、面内で分布を 有する膜加工量で面加工された多層膜 56上に成膜された酸ィ匕防止膜として Sほた は Siを含む層である中間層 57、中間層 57上に成膜されたカーボンコンタミネーショ ン及び中間層 57の酸ィ匕を防止するためのルテニウム (Ru)層により構成されるキヤッ ビング層 58を備えている。なお、多層膜 56は複数層対の Mo層 56aと Si層 56bにより 構成されて 、るが、図 16にお!/ヽては 4層対の Mo層 56aと Si層 56bのみを図示して!/ヽ る。
[0046] 多層膜 56は、図 3に示すマグネトロンスパッタ成膜装置により、ガラス基板 54の反 射面 (表面）に周期長 6. 9nmから 7. 5nmまでの範囲内で成膜された複数層対の M o層 56aと Si層 56b【こより構成されて!ヽる。
[0047] また、多層膜 56は上述のように反射波面の補正を行なうために面内で除去量に分 布を生じさせてその表面が除去されており、中間層 57は多層膜 56の除去厚さより 0. 4ηπ！〜 1. 2nm薄い膜厚を有しており、表面が平坦に形成されている。中間層 57上 に成膜されている Ruキヤッビング層 58は、略同一の厚さで均一に成膜されている。
[0048] 中間層 57の膜厚を多層膜 56の除去厚さより 0. 4nm〜l. 2nm薄くすることにより、 中間層 57の厚さ誤差に対する反射率変化及び位相変化の変動を小さくすることが できる。図 17は、この実施の形態に力かる多層膜反射鏡 52の反射率変化を示すグ ラフである。図 17のグラフは、中間層 57を成膜した際に、厚さ誤差がない場合 (厚さ 誤差 Onm)、 ±0. 3nm、 ±0. 2nm、 ±0. Inmの厚さ誤差がある場合における反射 率変化を示している。また、図 18は、この実施の形態に力かる多層膜反射鏡 52の位 相変化を示すグラフである。図 18のグラフは、中間層 57を成膜した際に、厚さ誤差 がない場合（厚さ誤差 Onm)、 ±0. 3nm、 ±0. 2nm、 ±0. Inmの厚さ誤差がある 場合における位相変化を示して 、る。
[0049] 図 17及び図 18のグラフに示す反射率変化及び位相変化の変動は、第 1の実施の 形態にかかる多層膜反射鏡の反射率変化及び位相変化の変動を示す図 14及び図 15のグラフと比較して、ばらつきが小さい。即ち、中間層 57の厚さ誤差が ±0. 3nm 変化した場合の位相変化は厚さ誤差がない場合の位相変化に対して 0. 8度〜 + 1. 4度程度であり、このときの波面変化は ±0. 045nmである。従って、中間層 57の 厚さ誤差の波面に対する効きは約 14分の 1となり、中間層 57の膜厚を多層膜 56の 除去厚さより 0. 4nm〜l. 2nm薄くした場合、中間層 57の膜厚を多層膜 56の除去 厚さと同一の厚さにした場合と比較して、厚さ誤差に対する反射率変化及び位相変 化の変動は小さい。
[0050] なお、中間層 57の膜厚を多層膜 56の除去厚さより 0. 4nm薄く成膜すると、中間層 57の厚さ誤差に対する波面への効きが最小となる。また、中間層 57の膜厚を多層膜 56の除去厚さより 1. 2nm薄く成膜すると、中間層 57の厚さ誤差に対する反射率変 動への効きが最小となる。したがって、中間層 57の膜厚を dl (nm)、多層膜 56の除 去厚さを d2 (nm)としたとき、 d2— 0. 4≤dl≤d2- l. 2の条件を満たすように、中間 層 57を成膜すればよい。
[0051] 第 2の実施の形態に力かる多層膜反射鏡及びその製造方法によれば、中間層の 膜厚を多層膜の除去厚さより 0. 4ηπ！〜 1. 2nm薄くしているため、中間層の厚さ誤 差が生じた場合にぉ 、ても、多層膜反射鏡の反射率変化及び位相変化を微小に抑 えることができ、高精度な面形状を有する多層膜反射鏡を提供することができる。
[0052] なお、第 2の実施の形態にかかる多層膜反射鏡においては、中間層を多層膜の除 去厚さより 0. 4ηπ！〜 1. 2nm薄く成膜している力 多層膜を構成する最上層の Si層 のみ他の Si層より 0. 4ηπ！〜 1. 2nm薄く成膜し、多層膜の除去厚さと略同一の厚さ の Si単層膜を成膜してもょ 、。
[0053] また、上述の各実施の形態に力かる多層膜反射鏡の多層膜は、 Mo及び Siにより 構成されている力 Mo及び Si以外の物質により構成してもよい。例えば、モリブデン 、ルテニウム、ロジウム等を含む物質と、シリコン、ベリリウム、四ホウ化炭素（B C)等
4 を含む物質とを適宜組み合わせることによって多層膜を作製してもよい。また、酸ィ匕 防止膜として Si単層膜を成膜しているが、例えば SiO、 SiC等のシリコンィ匕合物等の
2
他の物質を成膜してもよい。更に、中間層として、第 1の実施の形態で示した中間層 を用いても良い。但し、吸収が小さぐ EUV波長域における屈折率が 1に近い物質を 用いるのが望ましい。
[0054] また、上述の実施の形態においては、多層膜の反射波面の補正を行なうために面 内で除去量に分布を生じさせてその表面を除去して 、るが、多層膜の表面に Moを 含む層を面内で厚さをに分布を有するように、 Moを含む層を面内において部分的 に付カ卩し、その上に、多層膜の Siを含む層の表面が位置する位置と略同一の位置に 、平坦な表面が位置する Sほたは Siを含む中間層を形成し、更に、その表面に均一 な厚さの Ruキヤッビング層を形成するようにしても良 、。
[0055] また、上述の各実施の形態に力かる多層膜反射鏡の多層膜においては、マグネト ロンスパッタ成膜装置により成膜しているが、イオンビームスパッタ装置等のマグネト ロンスパッタ成膜装置以外の成膜装置により成膜してもよい。
[0056] 次に、図面を参照して、この発明の第 3の実施の形態に力かる EUV露光装置につ いて説明する。図 19は、第 3の実施の形態にかかる EUV露光装置 (縮小投影露光 装置）の概略構成を示す図である。図 19に示す EUV露光装置においては、光路上 はすべて真空に保たれている。 EUV露光装置は、光源を含む照明光学系 ILを備え ている。照明光学系 IL力も射出された EUV光（一般的には波長 5〜20nmを指し、 具体的には波長 13nm、 l lnmが用いられる。）は、折り返しミラー 301により反射さ れ、パターンが形成されて 、るレチクル 302上を照射する。
[0057] レチクル 302は、反射型のレチクルであり、レチクルステージ 303に固定されたチヤ ック 303aに保持されている。レチクルステージ 303は、走査方向に 100mm以上移 動可能に構成されており、走査方向と直交する方向及び光軸方向に微小移動可能 に構成されて ヽる。レチクルステージ 303の走査方向及び走査方向に直交する方向 の位置は図示しないレーザ干渉計により高精度に制御され、光軸方向の位置はレチ クルフォーカス送光系 304とレチクルフォーカス受光系 305からなるレチクルフォー力 スセンサにより制御されている。
[0058] レチクル 302には EUV光を反射する多層膜 (例えば、モリブデン (Mo) Zシリコン（ Si)やモリブデン (Mo) Zベリリウム (Be) )が成膜されており、この多層膜の上の吸収 層（例えば、ニッケル (Ni)やアルミニウム (A1) )によりパターユングされている。レチク ル 302により反射された EUV光は、光学鏡筒 314内に入射する。
[0059] 光学鏡筒 314内には、複数 (この実施の形態においては 4つ）のミラー 306, 307, 308, 309により構成される光学系が設置されている。これらのミラー 306〜309の少 なくとも 1つは、第 1若しくは第 2の実施の形態に力かる多層膜反射鏡、または第 1の 実施の形態にかかる多層膜反射鏡の製造方法を用いて製造された多層膜反射鏡に より構成されている。なお、この実施の形態においては、投影光学系として 4つのミラ 一を備えているが、 6つまたは 8つのミラーを備えるようにしてもよい。この場合には、 開口数 (NA)をより大きくすることができる。
[0060] 光学鏡筒 314内に入射した EUV光は、ミラー 306により反射された後、ミラー 307、 ミラー 308、ミラー 309により順次反射され、光学鏡筒 314内から射出して、ウェハ 31 0に入射する。なお、ミラー 306〜309等により構成される投影光学系の縮小倍率は 、例えば 1/4または 1/5である。また、光学鏡筒 314の近傍には、ウェハ 310のァ ライメントを行なうオファクシス顕微鏡 315が設置されて 、る。 [0061] ウェハ 310は、ウェハステージ 311に固定されたチャック 31 la上に保持されている 。ウェハステージ 311は、光軸と直交する面内に設置されており、光軸と直交する面 内に例えば 300〜400mm移動可能に構成されている。また、ウェハステージ 311は 、光軸方向にも微小移動可能に構成されている。ウェハステージ 311の光軸方向の 位置は、ウェハオートフォーカス送光系 312とウェハオートフォーカス受光系 313力 らなるウェハオートフォーカスセンサにより制御されて 、る。ウェハステージ 311の光 軸と直交する面内における位置は、図示しないレーザ干渉計により高精度に制御さ れている。
[0062] 露光時には、レチクルステージ 303とウエノ、ステージ 311は、投影光学系の縮小倍 率と同一の速度比、例えば、（レチクルステージ 303の移動速度）：（ウェハステージ 3 11の移動速度） =4 : 1または 5 : 1で同期走査する。
[0063] この第 3の実施の形態にかかる EUV露光装置によれば、投影光学系を構成するミ ラーの少なくとも 1つが第 1若しくは第 2の実施の形態に力かる多層膜反射鏡、または 第 1の実施の形態にかかる多層膜反射鏡の製造方法を用いて製造された多層膜反 射鏡により構成されているため、高精度な面形状を有する光学系により良好な露光 を行なうことができる。
[0064] なお、第 3の実施の形態においては、ミラー 306〜309の少なくとも 1つが第 1若しく は第 2の実施の形態に力かる多層膜反射鏡、または第 1の実施の形態にかかる多層 膜反射鏡の製造方法を用いて製造された多層膜反射鏡により構成されているが、照 明光学系 ILに含まれるミラー、折り返しミラー 301、レチクル 302等が第 1若しくは第 2 の実施の形態に力かる多層膜反射鏡、または第 1の実施の形態に力かる多層膜反 射鏡の製造方法を用いて製造された多層膜反射鏡により構成されるようにしてもょ 、
[0065] また、上述の実施の形態では、露光光として EUV光を用いる露光装置にっ 、て説 明したが、露光光として EUV光以外の紫外線を用いる投影露光装置においても、図 1に示すような多層膜反射鏡 2を組み込むことができ、多層膜反射鏡 2の反射率変化 または位相変化を抑制することができる。
[0066] また、露光装置以外にも、例えば、軟 X線顕微鏡や、軟 X線分析装置と!/ヽつた軟 X 線光学機器を含む様々な光学機器にっ ヽても同様に図 1に示すような多層膜反射 鏡 2を組み込むことができる。
[0067] 上述の実施の形態に力かる EUV露光装置では、投影光学系を用いてレチクル (マ スク）により形成された転写用のパターンを感光性基板 (ウェハ）に露光転写する（露 光工程)ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜 磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、上述の実施の形態に力かる EUV露光 装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することに よって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図 20 のフローチャートを参照して説明する。
[0068] 先ず、図 20のステップ S301において、 1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。
次のステップ S302において、 1ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布さ れる。その後、ステップ S303において、上述の実施の形態に力かる EUV露光装置 を用いて、マスクのパターンの像が投影光学系を介して、その 1ロットのウェハ上の各 ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ S304において、 1ロットのゥェ ハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ S305において、その 1ロットのゥ ェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスクのパタ ーンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。
[0069] その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行ない、ウェハから複数のデバ イスに切断され、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製 造方法によれば、上述の実施の形態に力かる露光装置を用いて露光を行なっている ため、各レイヤに対応するパターンを良好に露光することができ、良好な半導体デバ イスを得ることができる。なお、ステップ S301〜ステップ S305では、ウェハ上に金属 を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を 行っているが、これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの酸ィ匕膜を形成後、そ のシリコンの酸ィ匕膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を 行っても良 、ことは 、うまでもな 、。
[0070] この発明の多層膜反射鏡によれば、表面近傍の多層膜が除去された多層膜の表 面に成膜され、除去量に応じた膜厚を有し、表面が平坦な中間層が成膜されている ため、中間層の表面にキヤッビング層が均一に成膜された場合においても、除去カロ ェ量に対する位相変化及び反射率変化の発生を防止することができる。したがって 、高精度な面形状を有する多層膜反射鏡を提供することができる。
[0071] また、この発明の多層膜反射鏡の製造方法によれば、多層膜除去工程により除去 された多層膜の表面に、多層膜の除去厚さと略同一の厚さを有し、表面が平坦化さ れた中間層を成膜し、成膜された中間層の表面にキヤッビング層を均一に成膜する 工程を含んでいるため、多層膜除去工程により除去された部分に対する位相変化及 び反射率変化の発生を防止することができる。したがって、高精度な面形状を有する 多層膜反射鏡を製造することができる。
[0072] また、この発明の露光装置によれば、光学系の少なくとも一部に高精度な面形状を 有する多層膜反射鏡を備えているため、良好な露光を行なうことができる。
[0073] また、この発明のデバイスの製造方法によれば、この発明の露光装置を用いてデバ イスの製造を行なうため、良好なデバイスを製造することができる。
実施例 1
[0074] 図 1に示すように、周期長 6. 9nm、 50層対の MoZSi多層膜（Mo層 2. 415nm、 S環 4. 485nm) 6の多層膜表面の膜加工後に、 Si単層膜（中間層） 7で埋め戻し、 表面を平坦ィ匕し、 Si単層膜 7上に膜厚 2nmの Ruキヤッビング層 8を設けた。なお、 Si 単層膜 7の埋め戻 Lf立置の目標基準高さは、膜加工する前の MoZSi多層膜 6の最 表面位置である。
[0075] 実施例 1によれば、膜加工量に対する位相と反射率の変化は図 12のようになり、精 密な波面制御が可能となった。かつ、 Ruキヤッビング層を形成しているので、耐コン タミネーシヨン性及び耐酸化性を有する堅牢な多層膜反射鏡を製作することができた 実施例 2
[0076] 図 13に示すように、周期長 6. 9nm、 50層対の MoZSi多層膜（Mo層 2. 415nm 、 Si層 4. 485nm) 6の多層膜表面の膜加工後に、 Si単層膜（中間層） 7で埋め戻し、 表面を平坦ィ匕し、 Si単層膜 7上に膜厚 2nmの Ruキヤッビング層 8を設けた。しかし、 Si単層膜 7の埋め戻しの厚さ誤差や、膜加工形状と反対形状に加工したときの加工 誤差があり、表面形状は完全には平坦にならず、 ±0. 3nmの厚さ誤差が残留した。 なお、 Si単層膜 7の埋め戻し位置の目標基準高さは、膜加工する前の MoZSi多層 膜 6の最表面位置である。
[0077] 実施例 2によれば、膜加工量に対する位相と反射率の変化は図 14及び図 15のよう になった。膜加工量に対する精密な波面制御が可能となった。埋め戻し厚さ誤差は ±0. 3nmあつたが、そのことに起因する波面誤差は、 ±0. 09nmに収まり、埋め戻 し誤差の影響は小さく抑制できた。かつ、 Ruキヤッビング層を形成しているので、耐 コンタミネーシヨン性及び耐酸化性を有する堅牢な多層膜反射鏡を製作することがで きた。
実施例 3
[0078] 図 16に示すように、周期長 6. 9nm、 50層対の MoZSi多層膜（Mo層 2. 415nm 、 Si層 4. 485nm) 56の多層膜表面の膜加工後に、 Si単層膜（中間層） 57で埋め戻 し、 Si単層膜 57を平坦ィ匕し、 Si単層膜 57上に Ruキヤッビング層 58を設けた。ただし 、 Si単層膜 57は、多層膜 56の除去厚さより 0. 8nm薄い膜厚を有するように成膜した 。しかし、 Si単層膜 57の埋め戻しの厚さ誤差や、膜加工形状と反対形状に加工した ときの加工誤差があり、表面形状は完全には平坦にならず、 ±0. 3nmの厚さ誤差が 残留した。なお、 Si単層膜 57の埋め戻し位置の目標基準高さは、膜加工する前の M oZSi多層膜 56の最表面位置より 0. 8nm低!、位置である。
[0079] 実施例 3によれば、膜加工量に対する位相と反射率の変化は図 17及び図 18のよう になった。膜加工量に対する精密な波面制御が可能となった。埋め戻し厚さ誤差は ±0. 3nmあつたが、そのことに起因する波面誤差は、 ±0. 09nmに収まり、埋め戻 し誤差の影響は小さく抑制できた。かつ、 Ruキヤッビング層を形成しているので、耐 コンタミネーシヨン性及び耐酸化性を有する堅牢な多層膜反射鏡を製作することがで きた。
[0080] なお、本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限り において、背景技術として引用した特開 2003- 14893号公報の開示を援用して本 明細書の記載の一部とする。
[0081] また、本開示は、 2005年 10月 11日に提出された日本国特許出願 2005- 295856 号に含まれた主題に関連し、その開示のすべては、ここに参照事項として明白に組 み込まれる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明の多層膜反射鏡、多層膜反射鏡の製造方法、該多層膜反 射鏡を備える露光装置及び該露光装置を用いるデバイスの製造方法は、高性能な 半導体素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスの製造に用いるのに適している。

Claims

請求の範囲
[1] 基板と、前記基板の表面に第 1材料層と第 2材料層を交互に成膜した構造を有す る多層膜を備え、前記多層膜の表面近傍の前記第 1材料層が面内で厚さの分布を 有する多層膜反射鏡にぉ 、て、
前記多層膜の表面に成膜された Sほたは Siを含む中間層であり、前記中間層の表 面が位置する位置が前記多層膜の前記第 2材料層の表面が位置する位置と略同一 である中間層と、
前記中間層の表面に均一に成膜されたキヤッビング層と、
を備える多層膜反射鏡。
[2] 前記多層膜は波長 l inn！〜 14nmの光を反射する請求項 1記載の多層膜反射鏡。
[3] 前記第 1材料層は Moを含む層であり、前記第 2材料層は Siを含む層である請求項
1記載の多層膜反射鏡。
[4] 前記中間層は Si、 SiO、 SiCまたはこれらの組合せ力 なるグループ力 選ばれる
2
材料を含む請求項 1記載の多層膜反射鏡。
[5] 前記中間層は前記グループの異なる材料力もなる多層膜である請求項 4記載の多 層膜反射鏡。
[6] 前記中間層の表面はほぼ平坦である請求項 1記載の多層膜反射鏡。
[7] 前記キヤッピング層は Ru、 Ru合金、 Rh、 Rh合金、 Nb、 Nb合金、 Pt、 Pt合金、 Mo
、 Mo合金、 TiO、 SiO、 ZrO、 MoSi、 SiCまたはこれらの組合せからなるグルー
2 2 2 2
プカゝら選ばれる材料を含む請求項 1記載の多層膜反射鏡。
[8] 前記キヤッビング層は前記グループの異なる材料力もなる多層膜である請求項 7記 載の多層膜反射鏡。
[9] 前記中間層の膜厚は、表面近傍の前記多層膜を除去することにより、前記多層膜 の表面近傍の前記第 1材料層が面内で厚さの分布を有する場合に、前記多層膜の 除去厚さと略同一である請求項 1記載の多層膜反射鏡。
[10] 前記中間層の膜厚を dl (nm)、前記多層膜の除去厚さを d2 (nm)としたとき、 d2-0. 4≤dl≤d2- l. 2
の条件を満たす請求項 9記載の多層膜反射鏡。
[11] 基板表面に第 1材料層と第 2材料層を交互に周期的に成膜した構造を有する多層 膜を形成する多層膜形成工程と、
前記多層膜形成工程により形成された前記多層膜の面内で除去量に分布を生じさ せて前記多層膜の表面を除去する多層膜除去工程と、
前記多層膜除去工程により除去された前記多層膜の除去領域表面に、前記多層 膜の除去厚さと略同一の厚さを有し、表面が平坦化された Sほたは Siを含む中間層 を成膜する中間層成膜工程と、
前記中間層成膜工程により成膜された前記中間層の表面にキヤッビング層を均一 に成膜するキヤッビング層成膜工程と、
を含む多層膜反射鏡の製造方法。
[12] 前記中間層成膜工程は、前記多層膜除去工程により除去された前記多層膜の表 面に、所定の厚さの Sほたは Siを含む中間層を成膜する工程と、
前記第 2材料層の表面が位置する位置と略同一の位置に、前記中間層の表面が 位置するように、前記中間層の表面を平坦ィヒする工程と、
を含む請求項 11記載の多層膜反射鏡の製造方法。
[13] 前記中間層成膜工程により成膜された前記中間層の膜厚を dl (nm)、前記多層膜 の除去厚さを d2 (nm)としたとき、
d2-0. 4≤dl≤d2- l. 2
の条件を満たす請求項 11または請求項 12記載の多層膜反射鏡の製造方法。
[14] 請求項 1乃至請求項 10の何れか一項に記載の多層膜反射鏡を少なくとも一部に 備える光学系。
[15] 請求項 1乃至請求項 10の何れか一項に記載の多層膜反射鏡を光学系の少なくと も一部に備える露光装置。
[16] 請求項 11乃至請求項 13の何れか一項に記載の多層膜反射鏡の製造方法により 製造された多層膜反射鏡を光学系の少なくとも一部に備える露光装置。
[17] 請求項 15又は請求項 16に記載の露光装置を用いて、パターンの像を物体上に露 光転写する露光工程と、
前記露光工程により露光転写された前記物体上のパターンを現像する現像工程と を含むマイクロデバイスの製造方法。
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