(57)【要約】【課題】基板表面にダメージを与えることなく多層膜層を除去することが可能となる多層膜反射鏡、該多層膜反射鏡の再利用方法、及びこれらの多層膜反射鏡による露光装置を提供する。【解決手段】軟Ｘ線の使用波長域内で、互いに屈折率の異なる少なくとも２種類の物質を、基板側から交互に積層した多層膜層により構成された多層膜反射鏡において、前記基板１と前記多層膜層３との間に、水溶性のアンダーコート層２が設けられ、前記基板の再利用に際し、前記多層膜層を物理的および化学的に前記基板から除去した後（図１（ｃ））、前記アンダーコート層を水に溶解させて前記基板から除去（図１（ｄ））し、再度、基板上に、アンダーコート層及び多層膜層を形成する構成とする（図１（ｅ））。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟Ｘ線の使用波長域内で、互いに屈折率の異なる少なくとも２種類の物質を、基板側から交互に積層した多層膜層により構成された多層膜反射鏡において、
前記基板と前記多層膜層との間に、水溶性のアンダーコート層が設けられていることを特徴とする多層膜反射鏡。
【請求項２】
前記アンダーコート層は、水に対する溶解度が０．１（ｇ／１００ｇＨ2Ｏ）以上であることを特徴とする請求項１に記載の多層膜反射鏡。
【請求項３】
前記アンダーコート層は、ＬｉＦ、ＢａＦ2のうち、少なくとも１つを含む材料で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多層膜反射鏡。
【請求項４】
前記多層膜層の材料は、Ｃ，Ｓｉ，Ｂ，Ａｌ，Ｇｅ，ＳｉＯ2，ＳｉＮ，ＢＮ，Ｂ4Ｃ，ＳｉＣ，Ｂｅ，ＡｌＮ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｒｈ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｖ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｐｂ，Ｔａおよびこれらの合金、窒化物、炭化物、ホウ化物のうち、少なくとも二つを含む材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の多層膜反射鏡。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層膜反射鏡における基板の再利用方法であって、
前記基板の再利用に際し、前記基板上に設けられているアンダーコート層を残し、前記多層膜層を物理的および化学的に前記基板から除去する工程と、
前記多層膜層を前記基板から除去した後、前記アンダーコート層を水に溶解させて前記基板から除去する工程と、を少なくとも有することを特徴とする多層膜反射鏡における基板の再利用方法。
【請求項６】
前記アンダーコート層を水に溶解させて前記基板から除去する工程についで、前記アンダーコート層の除去された基板上に、前記除去されたアンダーコート層と同じ構成材料によるアンダーコート層を形成し、該アンダーコート層上に多層膜層を、再度、形成する工程を有することを特徴とする請求項５に記載の多層膜反射鏡における基板の再利用方法。
【請求項７】
軟Ｘ線多層膜反射鏡による投影光学系を備えた露光装置において、前記軟Ｘ線多層膜反射鏡が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層膜反射鏡、または請求項５〜６のいずれか１項に記載の多層膜反射鏡における基板の再利用方法により再利用された基板を用いた多層膜反射鏡によって構成されていることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層膜反射鏡、該多層膜反射鏡の再利用方法、及びこれらの多層膜反射鏡による露光装置に関し、特に基板表面にダメージを与えることなく多層膜層を除去できる多層膜反射鏡、多層膜反射鏡基板の再利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路素子の微細化の進展に伴い、従来の紫外線に変わって軟Ｘ線（１１〜１４ｎｍ）を使用したリソグラフィーであるＥＵＶリソグラフィー（以下ＥＵＶＬとよぶ）技術が開発されている。
軟Ｘ線領域では、物質の屈折率は１に非常に近く、またその吸収も大きいため、原理的にレンズ作用を利用することができない。
そのため、ＥＵＶＬの光学系は、反射面から斜めに入射したＸ線の全反射を利用して反射させる斜入射反射鏡や、界面での反射光の位相を一致させて、干渉効果により高い反射率を得る多層膜反射鏡により構成されている。特に、多層膜反射鏡は、Ｘ線を垂直に反射することが可能であり、回折限界に近い解像力を有するＸ線光学系を構成することができる。したがって、軟Ｘ線投影露光装置の投影光学系（結合光学系）は全て多層膜反射鏡で構成される。
【０００３】
一般的に、多層膜反射鏡は、軟Ｘ線領域で吸収が少なく、互いの屈折率差が大きい二種類の物質を交互に積層された多層膜を基板上に形成することによって構成され、現在では膜材料として主に、ＭｏとＳｉが利用されている。
ところで、反射鏡のみで構成される光学系において、高い解像度を得るには、非球面の基板が使用されることが多い。
このような非球面の基板の加工法としては、例えば、基板表面に球面を形成した後に、球面からのズレ量を部分的に加工していく方法が挙げられる。その際、基板材料としては、形状精度が高く、表面粗さが小さく、加工が容易な石英、低熱膨張ガラス、等が用いられる。基板の非球面加工が終了した後、所望の波長を反射する軟Ｘ線多層膜層が基板表面に形成され、多層膜反射鏡が構成される。このような反射鏡を１〜数個集めて軟Ｘ線用の光学系が形成される。
【０００４】
このように、ＥＵＶＬで使用される多層膜反射鏡用の基板は、非球面であることが多いが、非球面は、加工が球面加工より難しく、また加工時間も非常にかかる。
また、加工後の基板が目標の形状精度に達成していないと、光学系に収差が生じ、ＥＵＶＬの解像度が下がる。したがって、その形状には厳しい精度が要求される。
さらに、ＥＵＶＬで使用される多層膜反射鏡用の基板においては、以上のような基板形状だけでなく、表面粗さを押さえる必要もある。
基板表面の粗さが大きいと、多層膜反射鏡表面の粗さも大きくなるため、軟Ｘ線の散乱量が多くなり、ＥＵＶＬに用いた場合、スループットの低下を招くおそれ等が生じる。
【０００５】
以上のように、ＥＵＶＬで使用される多層膜反射鏡用の基板は、形状や粗さに対する厳しい要求精度（０．２ｎｍＲＭＳ）を満たす必要があるため、その作製には多くの時間とコストがかかる。
また、基板上に形成される多層膜層に対しても、要求される精度は大きい。反射面全面において目標の波長で高い反射率を得るには、反射面内における設計入射角分布に応じた多層膜層の膜厚分布と、目標波長に応じた周期長の両方を同時に満たす必要がある。目標範囲内に入らない場合は、反射鏡を再び作製しなければならない。
また、多層膜反射鏡は使用しているうちに反射膜が汚れ、反射率が低下する。反射膜が劣化した場合も、反射鏡を再度作製する必要がある。
このように、反射膜自体に問題が発生すると反射鏡を作製し直す必要があるが、問題が生じるたびに、基板を新しく作製すると、多くの時間とコストがかかるといえる。
【０００６】
このようなことから、時間とコストの低減を図るため、例えば、特許文献１〜３等において基板から多層膜を除去し、基板を再利用する方法が提案されている。これらの方法は、基板上の多層膜をエッチングにより直接除去し、基板を再利用することで、時間とコストの低減を図るものである。
【特許文献１】特開２００２−２６７７９９号公報
【特許文献２】米国特許第５３５６６６２号明細書
【特許文献３】米国特許第５６９８１１３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来例の基板から多層膜を除去し、基板を再利用する方法では、多層膜層全体が汚され劣化した際、完全に多層膜層を除去するにはオーバーエッチングを行うことが必要となる。
しかしながら、前述したように、ＥＵＶＬで使用される多層膜反射鏡用の基板に要求される形状・粗さの精度は、きわめて厳しいものである。
したがって、このような基板に対して、上記したようにオーバーエッチングが行われ、基板表面が荒らされた場合、再研磨等によって基板を元の目標精度の状態に戻さなければならない。このため、多層膜反射鏡の作製のコストがかかり、スループットの低下を招くこととなる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、基板表面にダメージを与えることなく多層膜層を除去することが可能となる多層膜反射鏡、該多層膜反射鏡の再利用方法、及びこれらの多層膜反射鏡による露光装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を達成するために、以下のように構成した多層膜反射鏡、該多層膜反射鏡の再利用方法、及びこれらの多層膜反射鏡による露光装置を提供するものである。
すなわち、本発明の多層膜反射鏡は、軟Ｘ線の使用波長域内で、互いに屈折率の異なる少なくとも２種類の物質を、基板側から交互に積層した多層膜層により構成された多層膜反射鏡において、前記基板と前記多層膜層との間に、水溶性のアンダーコート層が設けられていることを特徴としている。
また、本発明は、上記した多層膜反射鏡における基板の再利用方法であって、前記基板の再利用に際し、前記基板上に設けられているアンダーコート層を残し、前記多層膜層を物理的および化学的に前記基板から除去する工程と、前記多層膜層を前記基板から除去した後、前記アンダーコート層を水に溶解させて前記基板から除去する工程と、を有することを特徴としている。
また、本発明の露光装置は、軟Ｘ線多層膜反射鏡による投影光学系を備えた露光装置において、前記軟Ｘ線多層膜反射鏡が上記した多層膜反射鏡、または上記した多層膜反射鏡における基板の再利用方法により再利用された基板を用いた多層膜反射鏡によって構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板表面にダメージを与えることなく多層膜層を除去することが可能となる多層膜反射鏡、該多層膜反射鏡の再利用方法、及びこれらの多層膜反射鏡による露光装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態の軟Ｘ線多層膜反射鏡における基板の形成方法及びその再利用方法を説明する図を示す。
図１において、１は基板、２アンダーコート層、３は多層膜層、４は多層膜反射鏡である。
図１により、本実施の形態における多層膜反射鏡用基板の形成方法と、その再利用方法についての手順を説明する。
まず、軟Ｘ線用基板として、基板１を形状加工する（図１（ａ））。
面形状と面粗さは、軟Ｘ線反射鏡として必要な精度（０．２ｎｍＲＭＳ）を確保する。
つぎに、基板１上にアンダーコート層２を形成し、さらにこの上に多層膜層３を積層して、多層膜反射鏡４を作製する（図１（ｂ））。ここで、前記アンダーコート層は、ＬｉＦ、ＢａＦ2のうち、少なくとも１つを含む材料で構成することができる。また、多層膜層の材料は、Ｃ，Ｓｉ，Ｂ，Ａｌ，Ｇｅ，ＳｉＯ2，ＳｉＮ，ＢＮ，Ｂ4Ｃ，ＳｉＣ，Ｂｅ，ＡｌＮ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｒｈ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｖ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｐｂ，Ｔａおよびこれらの合金、窒化物、炭化物、ホウ化物のうち、少なくとも二つを含む材料で構成することができる。このようにして作製された多層膜反射鏡４における形状精度、光学特性などを検査する。この検査結果が軟Ｘ線領域で使用する際に要求される形状精度を満たしていない場合には、基板１から多層膜層３を除去し、再度、基板１上に多層膜層３を成膜する。
【００１２】
つぎに、上記検査結果が軟Ｘ線領域で使用する際に要求される形状精度を満たした場合、多層膜層３をドライエッチングにより除去する（図１（ｃ））。
完全に多層膜層を除去するにはオーバーエッチングをしなければならないため、これによりアンダーコート層２の表面は多少荒されて粗い面となるが、基板１の表面はこのアンダーコート層２によって保護された状態となっている。
つぎに、アンダーコート層２が形成された基板１を、水に浸すことで、アンダーコート層が溶解し、基板２から除去される（図１（ｄ））。これを洗浄・乾燥した後の基板の面粗さは、多層膜層３形成前の基板と比較し、変化がなかった。
つぎに、再び、基板１上にアンダーコート層２を、さらにこの上に多層膜層３を積層し、多層膜反射鏡４を作製する（図１（ｅ））。
多層膜反射鏡４における形状精度、膜厚分布、周期長などを検査し、この検査結果が軟Ｘ線領域で使用する際に要求される形状精度を満たしている場合には、この多層膜を反射鏡露光装置等に使用する。
以上の本実施の形態によれば、基板の再利用によって、多層膜反射鏡の作製コストの低減化及びスループットの向上等を図ることが可能となる。
【実施例】
【００１３】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用して、基板と多層膜層との間に、水溶性のアンダーコート層が設けられ軟Ｘ線多層膜反射鏡を構成した。
図２に本実施例の軟Ｘ線多層膜反射鏡の構成を示す。
図２において、１１は基板、２１はアンダーコート層、３１は多層膜層、４１は多層膜反射鏡である。
【００１４】
本実施例の多層膜反射鏡４１においては、まず、ガラスからなる基板１１上に、フッ化リチウム１００ｎｍからなるアンダーコート層２１を形成し、さらにその上に、シリコン４ｎｍとモリブデン３ｎｍを４０回の交互に積層して多層膜層３１を形成した。ここで、アンダーコート層２１として、水に対する溶解度が０．１（ｇ／１００ｇＨ2Ｏ）以上のものを用いた。多層膜成膜前の基板１１の面粗さをＡＦＭ（Ｖｅｅｃｏ社製  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  ＰＴＲ３１００）により測定したところ、０．２ｎｍＲＭＳであった。
フッ化リチウムは、水に対する潮解性を有す。また、フッ化リチウム、シリコンおよびモリブデンはスパッタリング蒸着法の一つであるマグネトロンスパッタ法により作製した。
【００１５】
ここで、多層膜反射鏡４１における形状精度および光学特性を検査したところ、この検査結果は軟Ｘ線領域で使用する際に要求される形状精度を満たしていないものであった。そこでこの基板１１から多層膜層３１を、を除去した後、再度、多層膜層３１を成膜した。
つぎに、上記多層膜層３１をドライエッチングにより完全に除去し後、フッ化リチウム層からなるアンダーコート層２１が形成された基板１１を水に浸した。フッ化リチウムは水により溶解し、基板１１から除去された。洗浄後の基板１１の面粗さをＡＦＭ（Ｖｅｅｃｏ社製  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  ＰＴＲ３１００）により測定したところ、０．２ｎｍＲＭＳであり、多層膜層３１形成前の基板と比較して変化がなかった。
【００１６】
（比較例）
上記実施例１の比較例として、基板と多層膜層との間にアンダーコート層が設けられていない軟Ｘ線多層膜反射鏡を構成した。
図３に比較例の軟Ｘ線多層膜反射鏡の構成を示す。図３において、１２は基板、３２は多層膜層、４２は多層膜反射鏡である。
比較例の多層膜反射鏡４２においては、まず、ガラスからなる基板１２上に、シリコン４ｎｍとモリブデン３ｎｍを４０回、交互に積層して多層膜層３２を形成した。多層膜成膜前の基板１２の面粗さをＡＦＭ（Ｖｅｅｃｏ社製  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  ＰＴＲ３１００）により測定したところ、０．２ｎｍＲＭＳであった。フッ化リチウムは、水に対する潮解性を有す。また、フッ化リチウム、シリコンおよびモリブデンはスパッタリング蒸着法の一つであるマグネトロンスパッタ法により作製した。
【００１７】
ここで、多層膜反射鏡４２における形状精度および光学特性を検査したところ、この検査結果が軟Ｘ線領域で使用する際に要求される形状精度を満たしていないものであった。そこで、基板１２から多層膜３２を除去した後、再度、多層膜層を成膜した。
つぎに、多層膜層３２を基板１２からドライエッチングにより完全に除去し、洗浄後の基板１２の面粗さをＡＦＭ（Ｖｅｅｃｏ社製  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  ＰＴＲ３１００）により測定したところ、２ｎｍＲＭＳであった。
多層膜３２除去後の基板１２は、多層膜３２形成前の基板と比較して、面粗さが増加していた。実施例１における多層膜３１およびアンダーコート層２１の除去後の基板１１と比較しても、面粗さが大きいことが確認できた。
【００１８】
［実施例２］
実施例２においては、本発明の多層膜反射鏡を用いた反射型縮小投影露光装置における反射縮小投影光学系を構成した。図４に本実施例における反射型縮小投影露光装置の反射縮小投影光学系の構成を示す。
図４において、１１０１〜１１０７は反射鏡、１１０８は基板である。
光源に１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いて、反射型マスク１１０７上に形成されたパタンを反射鏡１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６より構成された反射縮小投影光学系により基板１１０８上のレジストに転写した。
反射鏡１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６に、本発明を実施した多層膜反射鏡を使用した場合、多層膜反射鏡４１の膜構成のものを使用した場合と同様に、マスク上０．１μｍのパタンに対して寸法０．０２５μｍのレジストパタンが正確に得られた。
本発明は縮小率、波長等は、本実施例の値のものに限られるものではない。またレジストについても同様である。さらに、光学系の構成も図４に示したものに限られない。また、成膜方法にはスパッタを用いたが、本発明の製法はこのようなものに限られず、例えば蒸着法を用いても同様な膜が成膜可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態の軟Ｘ線多層膜反射鏡における基板の形成方法及びその再利用方法を説明する図。
【図２】本発明の実施例１における軟Ｘ線多層膜反射鏡の構成を示す断面図。
【図３】比較例における軟Ｘ線多層膜反射鏡の構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施例２における反射型縮小投影露光装置の反射縮小投影光学系の構成を示す図。
【符号の説明】
【００２０】
１：基板
２：アンダーコート層
３：多層膜層
４：多層膜反射鏡
１１：基板
２１：アンダーコート層
３１：多層膜層
４１：多層膜反射鏡
１２：基板
３２：多層膜層
４２：多層膜反射鏡
１１０１：反射鏡
１１０２：反射鏡
１１０３：反射鏡
１１０４：反射鏡
１１０５：反射鏡
１１０６：反射鏡
１１０７：反射鏡
１１０８：基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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