(57)【要約】      （修正有）【課題】熱負荷がかかってもダメージの発生を低減した反射型原版を提供する。【解決手段】反射型原版は、極端紫外光を反射する多層膜からなる反射層１０１と、前記反射層を支持する基材１００と、前記反射層１０１と前記基材１００との間に設けられ、前記反射層の熱を拡散する熱拡散層１０４と、を有する。前記反射層１０１と前記熱拡散層１０４とで構成する構造体の単位面積当たりの熱容量は、１．１(Ｊ／（Ｋ・ｍ２）)以上である。【選択図】図１
2015018918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型原版であって、
極端紫外光を反射する多層膜からなる反射層と、
前記反射層を支持する基材と、
前記反射層と前記基材との間に設けられ、前記反射層の熱を拡散する熱拡散層と、
を有し、
前記反射層と前記熱拡散層とで構成する構造体の単位面積当たりの熱容量は、１．１(Ｊ／（Ｋ・ｍ２）)以上である、
ことを特徴とする反射型原版。
【請求項２】
前記熱拡散層の熱容量は、前記反射層の熱容量以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の反射型原版。
【請求項３】
前記熱拡散層の熱拡散率は、前記反射層の熱拡散率以上である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の反射型原版。
【請求項４】
前記反射層は、複数のＭｏ層と複数のＳｉ層とが交互に積層された多層膜からなる、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の反射型原版。
【請求項５】
前記熱拡散層は、単層膜からなる、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の反射型原版。
【請求項６】
前記単層膜は、Ｓｉ、ＴａまたはＣｒからなる、ことを特徴とする請求項５に記載の反射型原版。
【請求項７】
前記熱拡散層は、多層膜からなる、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の反射型原版。
【請求項８】
前記熱拡散層は、複数のＭｏ層と複数のＳｉ層とが交互に積層された多層膜からなる、ことを特徴とする請求項７に記載の反射型原版。
【請求項９】
前記熱拡散層は、複数のＭｏ層と複数のＳｉ層とが交互に積層された多層膜からなり、
前記熱拡散層を構成する１つのＭｏ層の厚さおよび１つのＳｉ層の厚さは、前記反射層を構成する１つのＭｏ層の厚さおよび１つのＳｉ層の厚さと異なる、
ことを特徴とする請求項４に記載の反射型原版。
【請求項１０】
前記反射層の前記熱拡散層とは反対側に前記反射層を保護する保護層をさらに有する、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の反射型原版。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の反射型原版に極端紫外光を照射し、前記反射型原版で反射された極端紫外光を用いて基板を露光する、ことを特徴とする露光方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の露光方法を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１３】
反射型原版であって、
極端紫外光を反射する多層膜からなる反射層と、
前記反射層を支持する基材と、
前記反射層と前記基材との間に設けられ、前記反射層の熱を拡散する熱拡散層と、
を有し、
前記熱拡散層の熱容量は、前記反射層の熱容量以上である、
ことを特徴とする反射型原版。
【請求項１４】
前記熱拡散層の熱拡散率は、前記基材の熱拡散率以上である、ことを特徴とする請求項１３に記載の反射型原版。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型原版、露光方法及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＤＲＡＭ、ＭＰＵ等の半導体デバイスの製造に関して、デザインルールで２２ｎｍ以下の線幅を有するデバイスの実現に向けて研究開発がなされている。この世代に用いられる露光装置として、極端紫外域光（ＥＵＶ）を用いた露光装置が有力視されている。一般に、露光装置は、回路パターンが描画されているマスク（原版、レチクルともいう）に光を照射し、その回路パターンの像を、投影光学系を用いて例えば１／４に縮小して感光材（レジスト）が塗布されているウエハに投影露光する。したがって、実際の露光では、マスクの回路パターン面にパーティクルが付着すると、各ショットの同じ位置にパーティクルの像が転写されることになる。このため半導体デバイス製造の歩留まりや、半導体デバイス自体の信頼性が大幅に低下するという問題があった。
【０００３】
この問題に対し、従来のｇ線、ｉ線、ＫｒＦレーザー、ＡｒＦレーザー等を光源に持つ露光装置では、マスクにペリクルという透明な保護膜をつけていた。回路パターン面から数ｍｍだけ間隔を空けてペリクルを配置することで、回路パターンをパーティクルから保護していた。このペリクルに付着したパーティクルは回路パターン面である物体面からデフォーカスしているため、通常所定の大きさ以下のパーティクルであれば、ウエハ上には像として転写されない。
【０００４】
しかし、本発明が適用されるＥＵＶ露光装置では、ＥＵＶ光に対して実用的なペリクルが存在しない。要求される透過率を満たすためには、ペリクルの厚さを数１０ｎｍ程度にせざるを得ない。しかし、このようなペリクルの厚さでは、マスクを搬送する際の、大気圧と真空環境下の雰囲気圧力との間の変化に対する機械的側面や、ＥＵＶ光が吸収され温度が上昇することによる熱的側面の両方において、十分な強度で構成することが不可能である。
【０００５】
したがって、ＥＵＶ露光装置では、マスクはペリクルレスとならざるを得ず、露光装置内でパーティクルが発生した場合、マスクの回路パターン面へのパーティクルの付着が懸念される。例えば、デザインルール２２ｎｍのデバイスを製造することを考える。仮に０．１μｍのパーティクルがマスクの回路パターンに付着した場合、投影光学系の縮小倍率が４：１とするとウエハ上ではパーティクルの像は２５ｎｍとなる。そのため、デバイス製造は不可能になる。実際には、管理すべきパーティクルの粒径はさらに小さく、数十ｎｍ以下である。
【０００６】
真空装置内で発生するナノメートルサイズのパーティクルは、その発生原因、その挙動に対し十分解明されているとは言えない。しかし、発生原因としては、レチクルステージ、ロボットハンド、ゲートバルブの動作等において、摺動、摩擦により発生するパーティクル、光源側からわずかながら飛翔してくるデブリ等が予想される。レチクルの搬入、搬出にはロードロックチャンバーを介して行うことになるが、ロードロック内の真空排気、大気解放時にパーティクルが発生する。したがって、ＥＵＶマスクにおけるパーティクルの管理は、クリティカルな課題であり、これを解決するためには次の２つの技術、すなわち、クリーニングとパーティクル検査の進展が必須である。
【０００７】
ＥＵＶマスクのクリーニング手法としては、ウェットクリーニング、ドライクリーニング等各種の手法が提案されている。上述のように、ＥＵＶ露光装置内ではパーティクルは物理的に付着する場合がほとんどである。そのためドライクリーニング方法も有効であるとして、特許文献１では、レーザーショックウエィブによるクリーニングが、特許文献２では、ドライレーザークリーニングが、それぞれ提案されている。
【０００８】
ＥＵＶマスクの検査では、数十ｎｍ以下のパーティクルを検査するために、検査装置の光源は短波長化され、かつその出力も増大してきた。例えは光源波長として４８８ｎｍが使用されるが、近年では、２６６ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍの波長をもつレーザー光源が使用されるようになってきた。これら光源を用いた検査装置は、従来のマスク検査で広く用いられてきたダイツーダイ検査（隣り合ったダイの画像を比較する）を行ってパーティクルを検出する。あるいは、ダイツデータベース検査（画像と設計データとの比較検査）を行ってパーティクルを検出することで、ＥＵＶマスクのパーティクル管理に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許公開第２００６／００７２０８５号明細書
【特許文献２】特開２０００−０８８９９９号公報
【特許文献３】特開２００２−２７７５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１では、洗浄対象表面近傍の空間で、レーザー光を集光させ、ショックウエィブを発生させ、その圧力波で表面上のパーティクルを除去するクリーニング装置が提案されている。この装置はドライクリーニング装置であるため、半導体露光装置内にＩｎ−Ｓｉｔｕで適用可能である。一般的にショックウェイブクリーニングには、光源としてＱ−ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｎｄ：ＹＡＧレーザーが良く用いられる。このＹＡＧレーザーは、波長１０６４ｎｍ、パルス幅１０ｎｓ程度、１パルスのエネルギーが数１００ｍＪ以上のパルスレーザーである。洗浄対象の表面に対し光軸を平行に配置し、レーザー光を集光することすることでショックウェイブを発生させる。パーティクルを効率的にクリーニングするため、レーザーのスポット位置と表面との間の距離は数ｍｍ程度である。したがって、レーザー集光部の直下の表面では、パルスレーザーの強力なエネルギーによっては、熱的なダメージが発生する可能性がある。
【００１１】
特許文献２では、露光装置内に配置された反射光学素子の表面上の汚染物質をレーザービームで除去することが開示されている。特許文献２の技術は、通常のレーザークリーニングである。短波長（例えば２４８ｎｍ）のレーザー光を、直接クリーニング対象の表面に照射することで、表面とパーティクルの熱振動を励起するという熱的作用、あるいは直接汚染物質の化学結合を切るような光化学的な作用によってクリーニングする。特許文献２では、多層膜構造を有するＥＵＶ光学素子をレーザークリーニングによって、クリーニングする例が示されている。この場合、多層膜の層数を多くすることで、レーザーによって多層膜の上部が除去されてもＥＵＶ反射率には影響しない、としている。しかし、ＥＵＶマスクにこれを適用する場合、除去された多層膜が異物としてマスク表面に再付着するという課題がある。
【００１２】
同様にしてＥＵＶマスクのパーティクル検査においても熱的なダメージが発生する可能性がある。すなわち異物サイズが小さくなるにつれ検査装置の異物検出感度を高める必要があるためである。一般的に光を照射したときの異物からの散乱光量は、波長の４乗に反比例し、エネルギーに比例する。従って、検出感度を高めるためには、光源は短波長化されかつその入射光エネルギーも増大せざるを得ない。この場合、多層膜はレーザー光を強く吸収して温度が上昇することによりＥＵＶ光反射率が低下する、という問題が生ずる。
【００１３】
このように、ＥＵＶマスクのクリーニング、検査いずれの方法においても熱による表面のダメージが懸念される。ＥＵＶマスクの表面は微細な多層膜構造をしており、クリーニング及び検査時のダメージに対しては、敏感な構造となっている。従って多層膜の構造は熱的に耐性のある構造が望ましい。
【００１４】
本発明は、熱負荷がかかってもダメージの発生を低減した反射型原版を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、反射型原版であって、極端紫外光を反射する多層膜からなる反射層と、前記反射層を支持する基材と、前記反射層と前記基材との間に設けられ、前記反射層の熱を拡散する熱拡散層と、を有し、前記反射層と前記熱拡散層とで構成する構造体の単位面積当たりの熱容量は、１．１(Ｊ／（Ｋ・ｍ２）)以上である、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本出願の発明によれば、熱負荷がかかってもダメージの発生を低減した反射型原版を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】反射型原版の膜構成を示す図
【図２】反射型原版が使用される露光装置を示す図
【図３】反射型原版に使用される代表的な材料の物性値の表
【図４】従来の反射型原版の膜構成とレーザー照射時の強度分布と温度分布を示す図
【図５】Ｓｉ基板でのレーザー照射時の強度分布と温度分布を示す図
【図６】多層膜にレーザーが照射されたときの温度変化を示す図
【図７】図６の時間軸を拡大した図
【図８】Ｓｉ基板にレーザーが照射されたときの温度変化を示す図
【図９】図８の時間軸を拡大した図
【図１０】反射型原版の別例を示す図
【図１１】反射型原版の別例を示す図
【図１２】反射型原版の別例を示す図
【図１３】熱拡散層の単位面積当たりの熱容量を示す表
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［ＥＵＶ露光装置］
本発明が適用される極端紫外光（ＥＵＶ光）を用いて基板を露光するＥＵＶ露光装置を図２で説明する。同図で、反射型のレチクル（反射型原版）２には電子回路パターンが形成されている。なお、本発明では、マスクとレチクルは同義語であるとして説明する。特にパターン、多層膜に注目する場合は「マスク」という表現を用い、基板に注目する場合は「レチクル」という表現を用いる。
【００１９】
レチクルチャック７は、レチクル２を保持し固定する。レチクルステージ３は、ＥＵＶ露光処理を行うときに、レチクル２を走査方向に粗微動させる。投影光学系５は、マスク２からのＥＵＶ反射光をウエハ（基板）１に投影露光する。ウエハチャック６は、ウエハ１を保持し固定する。ウエハステージ２７は、ウエハ１を６軸方向に粗動、微動可能に移動する。ウエハステージ２７のｘ方向、ｙ方向の位置は、不図示のレーザー干渉計によって常にモニターされている。投影光学系５の縮小倍率を（１／β）とし、レチクルステージ３の走査速度をＶｒ、ウエハステージ２７の走査速度をＶｗとする。そうすると、レチクルステージ３とウエハステージ２７とは、Ｖｒ／Ｖｗ＝βの関係が成立するように同期制御される。露光処理は真空環境下で行われるため、レチクルステージ３は、レチクルステージ空間４ａ内に、投影光学系５は、投影光学系空間４ｂ内に、ウエハステージ２７は、ウエハステージ空間４ｃ内に格納されている。それぞれの空間４ａ〜４ｃは、ゲートバルブ１６ａ，１６ｂにより空間的に仕切ることができる。それぞれの空間４ａ〜４ｃには、独立して真空排気装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃが設けられており、独立に圧力を制御可能となっている。
【００２０】
搬送ハンド８は、ウエハロードロックチャンバー１５とウエハステージ２７との間でウエハ１を搬入、搬出する。真空排気装置１０ｅは、ウエハロードロックチャンバー１５を真空に排気する。ウエハロードロックチャンバー１５の露光装置側には、ゲートバルブ１１ａが、ウエハ交換室１４側にはゲートバルブ１１ｂが設けられている。ウエハ交換室１４は、ウエハ１を大気圧下で一時保管する。搬送ハンド１３は、ウエハ交換室１４とウエハロードロックチャンバー１５との間でウエハ１を搬入、搬出する。搬送ハンド２２は、レチクルロードロックチャンバー２６とレチクルステージ３との間でレチクル２を搬入、搬出する。真空排気装置１０ｄは、レチクルロードロックチャンバー２６を真空に排気する。レチクルロードロックチャンバー２６の露光装置側にはゲートバルブ１２ａが、レチクル交換室１９側にゲートバルブ１２ｂがそれぞれ設けられている。レチクル交換室１９は、レチクル２を大気圧下で一時保管する。搬送ハンド１８は、レチクルロードロックチャンバー２６とレチクル交換室１９との間でレチクル２を搬入、搬出する。
【００２１】
［マスク］
通常、ＥＵＶマスクの膜構造は、ＥＵＶ光を反射する多層膜（以後、反射層と称す）と、その反射層の表面を酸化、汚染から保護するキャップ層（保護層）と、ＥＵＶ光を吸収するＴａ系、Ｃｒ系の吸収層とから構成されている。投影光学系５を構成するＥＵＶミラーは、吸収層を含まないが、ＥＵＶマスクと同様にして、反射層とキャップ層から構成されている。本実施形態の説明では、ＥＵＶマスクの膜構造は、上述のようにＥＵＶを反射する反射層とそのキャップ層とを含んでいる。
【００２２】
本発明者は、ＥＵＶマスクの膜構造の熱によるダメージを考える際に、ＥＵＶマスクのレーザークリーニング時の膜構造の温度上昇の見積もりを行った。レーザークリーニングに使用するパルスレーザーとしてはＡｒＦエキシマレーザーを想定した。照射条件としては、粒径数１０ｎｍのテストパーティクルが付着しているＥＵＶマスクにレーザークリーニングを適用し、除去率９９％以上を達成した実験でのレーザー照射条件を想定した。
【００２３】
従来のＥＵＶマスクの膜構造を図４に示す。極低膨張ガラスあるいはＳｉＯ２からなる基材１００の上に、複数のＭｏ層と複数のＳｉ層が交互に４０ペア積層された２８０ｎｍ厚の反射層１０１が形成され、最上層には、２．５ｎｍ厚のＲｕキャップ層１０２が形成されている。基材１００は、反射層１０１を支持する。ＥＵＶマスクを構成する各材料の熱物性値を図３に示す。ＡｒＦレーザー光の１パルスがＥＵＶマスクに入射すると、膜構造を構成する各物質の吸収係数から算出して、光強度Ｉは図４のように反射層１０１の上層の数層までしか光は届かない。このレーザー光吸収により発生した熱は反射層１０１の内部を熱伝導し温度Ｔの分布になる。
【００２４】
この現象を非定常熱伝導計算として計算した結果を図６、図７に示す。各図で横軸は時刻（秒）、縦軸は上昇温度（℃）を示している。図７は図６の横軸を拡大したものである。図６、図７で実線はＲｕ膜の温度変化、点線は反射層１０１の下部２８０ｎｍすなわち基材１００近傍の反射層１０１の温度変化を表している。これから分かるように、ＡｒＦレーザー光は、反射層１０１の上層までしか透過しないものの、Ｒｕ膜も反射層１０１の下部もほぼ同じ時定数で温度変化をする。つまり、キャップ層１０２及び反射層１０１の内部で大きな温度分布は発生しないことが分かる。従って、温度分布は図４の温度Ｔのようにキャップ層１０２及び反射層１０１の内部でほぼフラットなものとなる。
【００２５】
図６、図７によれば、Ｒｕ膜と反射層１０１とには共に１パルスで１５０℃程度の温度上昇が生じている。特許文献３には反射層が２００℃前後に加熱されると反射率の低下が始まるという実験事実が記載されている。この理由として、反射層１０１を構成するＭｏ層とＳｉ層の界面で熱拡散が生じるためと考えられている。したがって、上記のレーザー照射条件は、ＥＵＶマスクをクリーニングし、かつ反射層１０１の所望の反射率を維持するための閾値条件として考えることができる。
【００２６】
一方、これと比較する目的でＳｉ基板１０３の内部の温度上昇に関しても同様のレーザー照射条件で検討した。ＡｒＦレーザー光が１パルスＳｉ基板１０３に入射すると、Ｓｉの吸収係数から算出して光強度Ｉ’は図５のようになる。このレーザー光の吸収により、Ｓｉ基板１０３の表面近傍で発生した熱はＳｉ基板１０３の下方まで熱伝導していく。
【００２７】
この現象を非定常熱伝導計算として計算した結果を図８、９に示す。各図で横軸は時刻（秒）、縦軸は上昇温度（℃）を示している。図９は、図８の横軸を拡大したものである。各図で、実線はＳｉ基板１０３の表面の温度変化、点線はＳｉ基板１０３の表面から２８０ｎｍの位置での温度変化を表している。これから分かるように、Ｓｉ基板１０３では、表面の温度上昇は１００℃程度であり、Ｒｕ表面の温度１５０℃と比較して低いことが分かる。また、Ｓｉ基板１０３の表面から深さ２８０ｎｍの内部の温度は、７０℃程度であり、表面と内部で温度勾配ができていることがわかる。したがって、Ｓｉ基板１０３における温度分布は、図５の温度Ｔ’のように、表面では高く、深くなるにつれ減衰するという分布になる。
【００２８】
このキャップ層１０２及び反射層１０１とＳｉ基板１０３との温度分布の差異は次のように説明可能である。図３のＥＵＶマスクを構成する物質の熱物性の表中で熱拡散率α[ｍ２／ｓ]は、式１で定義される。ここでρは密度（ｋｇ／ｍ３）、ｃは比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））、λは熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。
α＝λ／（ρｃ）・・・（１）
【００２９】
したがって、熱拡散率αは、熱容量当たりの熱伝導率であり、温度の伝わりやすさを示す量である。この量に注目するために基材１００を構成する極低膨張ガラス，ＳｉＯ２の熱拡散率を１とした。このときキャップ層１０２及び反射層１０１を構成する各物質の熱拡散率の比はいずれも、数十倍の大きさとなっている。このように、キャップ層１０２及び反射層１０１は、基材１００を構成する極低膨張ガラス，ＳｉＯ２と比較すると、大きな熱拡散率を有していることがわかる。すなわち、キャップ層１０２にレーザー光が入射すると、瞬時に反射層１０１の内部が温度上昇し急速に熱拡散する。しかし、基材１００の熱拡散率は膜に比較して極端に小さいため、反射層１０１と基材１００との界面で、図４の温度分布Ｔのように、大きな温度ギャップが生じる。したがって、反射層１０１は、基材１００上で孤立した熱伝導体として考えて差し支えないことがわかる。
【００３０】
一方、Ｓｉ基板１０３の場合には、レーザー光が入射すると表面近傍で発熱し、瞬時に内部方向に熱伝導していく。このとき内部に温度ギャップが発生するような界面は存在しない。このため、Ｓｉ基板１０３の内部に深くなるにつれ温度が減衰していく。このため温度上昇も反射層１０１の内部ほど上昇しない。したがってＳｉ基板１０３では、表面と内部で温度勾配が発生することになる。
【００３１】
以上のようにＥＵＶマスクの反射層１０１は孤立した熱伝導体として考えられることがわかる。このためエネルギーＱが入射した際の時間Δｔ間の温度上昇ΔＴは近似的に、式２で与えられる。ここで、Ｖは反射層１０１の体積（ｍ３）である。
ΔＴ＝（Ｑ／ρｃＶ）・Δｔ・・・（２）
【００３２】
つまり、式２は、レーザーによる入力エネルギーＱが大きくてもρｃＶを大きくすれば、レーザー照射時の温度上昇ΔＴを低く抑えることができる、ということを意味している。以上、本発明の理論的背景を説明した。前述したが、将来半導体デバイスのデザインルールが２２ｎｍから１６ｎｍと進展すると、マスク上で管理対象とすべきパーティクルの粒径はこれに比例して小さくなり０．７倍になる。一般的に表面に付着したパーティクルが表面から離脱する場合は、パーティクルに作用する慣性力が付着力よりも大きくなった場合に離脱が生じると考えられる。
【００３３】
パーティクルの粒径をｄとしたとき、慣性力はｄ３に比例し、一方付着力はｄに比例する。つまり離脱に要する加速度は１／ｄ２に比例することになる。したがって、管理対象のパーティクル粒径が０．７倍になると、要求される加速度は約２倍になる。このときレーザーの照射エネルギーＱも現状の約２倍要求されることになる。この場合、前述のシミュレーション結果より、反射層は１パルスで現在の１５０℃の２倍の３００℃程度の温度に上昇することが予想される。反射層は、２００℃前後に加熱されると反射率の低下が始まるため、このレーザー照射条件の場合には現状の反射層ではダメージが生ずることが予想される。
【００３４】
本発明は、このように今後デザインルールが２２ｎｍから１６ｎｍへと進展すると発生する可能性のある反射層のダメージを回避することを目的としている。ＥＵＶマスクの反射層の従来の構造は、図４のようにＭｏ層とＳｉ層とを１ペアとし合計４０ペア（２８０ｎｍ厚）で構成されていた。この４０ペアは、目標とするＥＵＶ光に対する反射率を得るための必要十分なペア数である。これに対し、本実施形態では、図１のように、反射層１０１と、極低膨張ガラスまたはＳｉＯ２からなる基材１００との間に、熱拡散層１０４を新たに挿入する。また、本実施形態では、図１のように、反射層１０１の熱拡散層１０４とは反対側にキャップ層(保護層)１０２が設けられている。この熱拡散層１０４は、例えば反射層１０１の単位面積当たりの熱容量以上の熱容量、反射層１０１の熱拡散率以上の熱拡散率をもった膜で構成する。本実施形態では、式２においてρｃＶのうちＶが２倍以上すなわち反射層１０１及び熱拡散層１０４とで構成する構造体で多層膜の層数が２倍以上となることに相当する。このため温度上昇は微細化が進みレーザーの照射エネルギーが２倍になっても１５０℃以下を維持することが可能であり、反射層におけるＥＵＶ光の反射率の低下は発生しない。
【００３５】
図３を用いて反射層１０１を構成する４０ペアのＭｏ／Ｓｉ多層膜の単位面積あたりの熱容量を計算する。Ｍｏの厚さ２．８ｎｍ、Ｓｉの厚さ４．１ｎｍを考慮して計算すると、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の単位面積あたりの熱容量は、０．５５（Ｊ／Ｋ・ｍ２）となる。本実施形態では熱拡散層１０４を挿入することで反射層１０１及び熱拡散層１０４で構成する構造体の熱容量は２倍以上の１．１(Ｊ／（Ｋ・ｍ２）)以上となる。このとき反射層１０１の内部の温度上昇は、図１のようにＴ／２以下になり、温度上昇が緩和される。
【００３６】
本実施形態では、このように所望のＥＵＶ光に対する反射率を満足する４０ペアのＭｏ／Ｓｉ多層膜の熱容量を目安にして、反射型マスクの基材に積層されている膜全体の単位面積あたりの熱容量を現状の２倍以上にする。例えば、熱拡散層１０４の膜材料としては、図１０のようにＳｉの単層膜１０５を熱拡散層とて挿入することも考えられる。この場合Ｓｉは、図３からも分かるように、ρｃ及びλがともに大きいため、熱拡散層の材料として非常に良好である。例えば、４００ｎｍ厚のＳｉ単層膜の場合、図１３のように熱拡散層の単位面積当たりの熱容量は０．６７（Ｊ／（Ｋ・ｍ２））となり、反射層１０１を合わせた全体の単位面積当たりの熱容量は１．２２（Ｊ／（Ｋ・ｍ２））となる。またＳｉはＭｏ／Ｓｉ多層膜を構成する材料であるため、成膜材料としては問題ない。このように熱拡散層１０４を反射層１０１と基材１００との間に挿入することで、マスクの膜全体の熱容量を大きくすること可能になり、温度上昇を抑制することができる。
【００３７】
熱拡散層１０４の別の例としては、図示しないものの、Ｔａ、Ｃｒなどマスクの膜材料として多用されてきた材料を用いることも可能である。例えば、４００ｎｍ厚のＴａ単層膜の場合、図１３のように熱拡散層１０４の単位面積当たりの熱容量は０．９２（Ｊ／（Ｋ×ｍ２））となり、反射層１０１を合わせた全体の単位面積当たりの熱容量は１．４７（Ｊ／（Ｋ×ｍ２））となる。
【００３８】
上記の熱拡散層１０４に単層膜を用いる場合、成膜時に膜の平坦性が確保しにくいという問題が発生する可能性がある。その場合、基材１００上に形成された膜構造にうねりが生じＥＵＶ光の反射光の位相がずれてしまうことも考えられる。これに対処するためには、図１１のように、熱拡散層１０４は、周期構造をもつ多層膜とすることができる。図１１では、反射層１０１の下部に、熱拡散層として反射層１０１と同じ膜構造の多層膜１０７を使用する。例えば、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜を４０ペア（５６０ｎｍ）熱拡散層として追加する。この場合、熱拡散層の単位面積当たりの熱容量は０．５５（Ｊ／（Ｋ×ｍ２））となり、反射層を合せた全体の単位面積当たりの熱容量は、１．１０（Ｊ／（Ｋ・ｍ２））となる。このように基材１００上に形成する多層膜の層数を増やすことは、ＥＵＶマスクの製法としてそれほど困難なことではない。この場合単純にρｃＶのうち、Ｖが２倍となることで、反射層の内部の温度上昇は、図１のようにＴ／２となると予想される。この例では熱拡散層を４０ペアと想定して説明したが、当然のことながら４０ペアにこだわることは無い。成膜上、許容できれば１００ペアでもそれ以上でも可能である。このときの上昇温度はさらに緩和されると考えられる。
【００３９】
熱拡散層１０４の別の例を図１２で説明する。前述では熱拡散層を構成するＭｏとＳｉの膜厚は、上層の反射層１０１を構成するＭｏ（２．８ｎｍ），Ｓｉ（４．１ｎｍ）と同等の膜厚を有している。しかし、熱拡散層１０４は熱拡散だけに作用する構造で構わないため、膜厚はこれにこだわる必要はない。例えばＳｉ：１０ｎｍ、Ｍｏ：１０ｎｍというように、膜の平坦度を確保しつつ、各膜厚を成膜しやすい厚さに変更し積層することも可能である。例えばこの膜厚で２０ペアの緩和層を考えた場合、図１３のように熱拡散層の単位面積当たりの熱容量は０．８５（Ｊ／（Ｋ・ｍ２））となり、反射層を合わせた全体の単位面積当たりの熱容量は１．４０（Ｊ／（Ｋ・ｍ２））となる。
【００４０】
本発明は、従来のマスクの膜材料またはその組み合わせで熱拡散層を構成し、ＥＵＶ光の反射に寄与する反射層と熱拡散層とで構成される構造体の単位面積当たりの熱容量を従来の２倍以上の１．１(Ｊ／（Ｋ・ｍ２）)以上にすることを特徴としている。
【００４１】
以上の説明では、レーザークリーニング適用時に生ずる反射層の内部の温度上昇を低減することを目的として説明してきた。ＥＵＶマスクの温度上昇による反射率の低下が懸念されるプロセスとしては、これ以外にもマスクのパターン検査時、マスクの修正時、ＥＵＶ露光動作時などが考えられる。しかし、最も熱的負荷の大きいレーザークリーニングで反射層の内部のピーク温度を抑制することができれば、他のプロセス時においても同様に抑制可能である。また本実施形態ではＥＵＶマスクの膜構造を例に本発明を説明した。前述もしたが、本発明は、ＥＵＶ露光装置において投影光学系を構成するＥＵＶミラーについても同様に成立することは言うまでもない。
【００４２】
［デバイス製造方法］
上述した反射型のマスクを含む露光装置を利用してデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）を製造するデバイス製造方法について説明する。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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