(57)【要約】【課題】広い入射角度範囲にわたり、高反射かつ、照度ムラの少ないＸ線用の多層膜ミラーを実現する。【解決手段】基板１００上に、屈折率差を有するＳｉ膜１２とＭｏ膜１１を交互に積層してＸ線用の多層膜ミラー１０を形成する。入射光Ｒの入射角度が小さい左端位置Ａから入射角度２５度の斜入射の右端位置Ｂに向かって、増大する入射角度に合わせて周期長Ｍを最適化するとともに、周期長Ｍに対するＭｏ膜１１の膜厚比（γ）を増大させることで、反射率の入射角度依存性を低減する。このようにして、多層膜ミラーの反射光の照度ムラを抑える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長３０ｎｍ以下の領域での屈折率と真空屈折率との差が大きい第１層と、前記差が小さい第２層とを基板上に交互に積層してなる多層膜ミラーにおいて、光の入射角度に基づく反射面内の反射率分布を抑えるように、前記第１層の膜厚と前記第２層の膜厚とを含む周期長を最適化するとともに、前記入射角度が大きくなるに従い前記周期長に対する前記第１層の膜厚比を大きくしたことを特徴とする多層膜ミラー。
【請求項２】
前記反射率分布を１％以下に抑えたことを特徴とする請求項１記載の多層膜ミラー。
【請求項３】
前記反射面は、前記入射角度が１０度以上である領域を有することを特徴とする請求項１または２記載の多層膜ミラー。
【請求項４】
前記第１層の構成材料はＭｏ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｓｉ3 Ｎ4 もしくはそれらの化合物のうち少なくとも一種の物質からなることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の多層膜ミラー。
【請求項５】
前記第２層の構成材料は、Ｓｉ、Ｙ、Ｚｒ、Ｂ、Ｃもしくはそれらの化合物のうち少なくとも一種の物質からなることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の多層膜ミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長３０ｎｍ以下のＸ線領域に対応する反射鏡として使われる多層膜ミラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長３０ｎｍ以下のＸ線領域を用いた露光技術（ＥＵＶリソグラフィ）技術が開発されている。このようなリソグラフィなどに代表される照明光学系や投影光学系に用いられる反射鏡では、基板上の各点における光線の入射角度が異なっており、入射角度の差の範囲は数度から数十度以上にも及ぶ。反射鏡には、この入射角度の範囲で高い反射率を得ることが望まれているが、照度ムラなど、光学系全体の最適化を考えた場合、反射面内の反射率ムラ（反射率分布）を抑えることも要求されている。
【０００３】
波長３０ｎｍ以下のＸ線領域において、全反射入射角度領域外では、高い反射度のミラーは必ず多層薄膜設計にせねばならない。広く行われている設計は、全体が一定膜厚の１／４波長積層体様のブラッグ反射で構成されるものである。例えば、１３．５ｎｍ用のミラーは、ＭｏとＳｉの交互層を有し、設計では、Ｍｏ／Ｓｉ積層体のミラー面に直入射の場合は、最大理論反射率は７０％を超える。
【０００４】
このようなミラーの場合、入射角度に応じて最大反射率を得るためにはブラッグの式；２ｄｓｉｎ（π／２−θ）＝ｎλ（ｄ：多層膜の周期長、θ：入射角度、λ：Ｘ線の波長）、を満たすように多層膜の１層対の厚さである周期長を変化させる。
【０００５】
また、特許文献１に開示されたように、ミラーへの入射角度が大きくなるに従い、第１層の膜厚と第２層の膜厚との合計（周期長）に対する第１層の膜厚比（γ）を小さくすることによって、その入射角度での最大反射率を得ようとする方法がある。しかし、入射角度が１０度近辺を越えた場合、この方法でも反射率が低下し、面内の反射率分布に差が出てきており、１％以上の反射率分布が生じている。
【特許文献１】特開２００３−１４８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のようにＭｏ／Ｓｉ多層膜を用いた反射鏡は高い反射率を有するが、ブラッグの式で示されるように、波長依存性の他に入射角度依存性も有している。リソグラフィの照明光学系や投影光学系に用いられる反射鏡では、基板上の各点における光線の入射角度が異なっており、入射角度の差の範囲は数度から数十度以上にも及び、基板の全表面上に一様な厚さの多層膜を形成すると、基板表面上で反射率に差が生じる。このため、入射角度が大きくなるに従い周期長を大きくすることが知られている。
【０００７】
また、特許文献１に開示されたように、ミラーへの入射角度が大きくなるに従い、周期長を変えることなく、周期長に対する第１層の膜厚比（γ）を小さくすることによって、その入射角度での最大反射率を得ようとする方法がある。しかし、前述のように、入射角度が１０度近辺を越えた場合、この方法でも反射率が低下し、１％以上の反射率分布が生じている。
【０００８】
本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、面内の反射率を均一化して、入射角度に依る照度ムラを抑えることのできる多層膜ミラー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】
本発明の多層膜ミラーは、波長３０ｎｍ以下の領域での屈折率と真空屈折率との差が大きい第１層と、前記差が小さい第２層とを基板上に交互に積層してなる多層膜ミラーにおいて、光の入射角度に基づく反射面内の反射率分布を抑えるように、前記第１層の膜厚と前記第２層の膜厚とを含む周期長を最適化するとともに、前記入射角度が大きくなるに従い前記周期長に対する前記第１層の膜厚比を大きくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
広い入射角度範囲にわたり、高反射かつ、照度ムラの少ないＸ線用の多層膜ミラーを実現することが可能となる。このような多層膜ミラーを搭載することで、光学機器、特に露光装置の性能向上に貢献できる。
【００１１】
反射率を調整するために新たな層を挿入することがないため、一般的な多層膜と同じ製造工程数で安価に製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は本実施例の膜構成を示すもので、基板１００上に積層された波長３０ｎｍ以下のＸ線用の多層膜ミラー１０は、真空屈折率（＝１）との差が大きい第１層の薄膜であるＭｏ膜１１と、前記差が小さい第２層の薄膜であるＳｉ膜１２を交互に成膜したものである。また、基板１００の左端位置Ａから右端位置Ｂに向かい光線（入射光）Ｒの入射角度が増大しており、左端位置Ａでは入射角度は０度であり、右端位置Ｂでは２５度である。入射角度の小さい左端位置Ａ付近では、Ｍｏ膜１１とＳｉ膜１２の膜厚の和である周期長Ｍは短く、入射角度の大きい右端位置Ｂ付近では周期長Ｍが長く（大きく）なっている。また、入射角度に応じて、Ｍｏ膜１１の膜厚は増加し、Ｓｉ膜１２の膜厚が減少する。すなわち、周期長Ｍに対するＭｏ膜１１の膜厚比（γ）が大きくなっている。
【００１４】
図１に示したＭｏ／Ｓｉ交互層は、図２に示すように、波長１３．５ｎｍでのブラッグの条件を満たすように入射角度に合わせて周期長Ｍを最適化するとともに、図３に示すように、入射角度が大きくなるに従いγを大きくすることで、反射率分布を１％以下に抑える。
【００１５】
図４は、本実施例の多層膜ミラー１０の波長１３．５ｎｍの入射光Ｒに対する反射率と入射角度の関係を調べた結果示すグラフである。このように本実施例では、反射率が入射角度に依らず略一定であることがわかる。
【００１６】
比較例として、従来の膜構成を有するＭｏ／Ｓｉ交互層において、γ＝０．４に固定し、図５に示すように、波長１３．５ｎｍでのブラッグの条件を満たすように入射角度に合わせて周期長を最適化した。この場合の、波長１３．５ｎｍに対する反射率の入射角度依存性を図６に示す。このグラフより、入射角度が大きくなるにつれ反射率が低下していくことがわかる。例えば、０度入射の場合と、２５度入射の場合は８％もの差が生じている。
【００１７】
図７は、入射角度に対する反射率を、γを変えた膜構成について調べたものを示す。このグラフより、入射角度が大きくなるに従いγを小さくしても、１０度までの入射角度の範囲ですでに１％以上の反射率ムラを生じてしまう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施例による多層膜ミラーの膜構成を示す図である。
【図２】図１のＭｏ／Ｓｉ交互層において波長１３．５ｎｍでのブラッグの条件を満たすように入射角度に合わせて周期長を最適化したことを示すグラフである。
【図３】図１に示す膜構成において、入射角度が大きくなるに従いγを大きくしたことを示すグラフである。
【図４】図１の実施例において波長１３．５ｎｍに対する反射率の入射角度依存性を示すグラフである。
【図５】Ｍｏ／Ｓｉ交互層において、γ＝０．４に固定し周期長を最適化した比較例を示すグラフである。
【図６】比較例における反射率の入射角度依存性を示すグラフである。
【図７】γを変化させて入射角度に対する反射率を調べた結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１０    多層膜ミラー
１１    Ｍｏ膜
１２    Ｓｉ膜
１００    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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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