(57)【要約】      （修正有）【課題】ミラー基板から多層膜を剥離して多層膜反射鏡を作り直す場合に、ミラー基板を再研磨することなく、あるいは、最小限の調整で済むような多層膜反射鏡等を提供する。【解決手段】基板１の表面には、フッ化リチウム膜２が成膜されている。フッ化リチウム膜２の上には、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜３が成膜されている。フッ化リチウム膜２は、基板１上で安定しているが、基板１との密着力は比較的弱い。このため、多層膜３ごと基板１表面から容易に剥がす。そして、フッ化リチウム膜２を剥がした後、基板１表面に残った膜の一部２ｒは、大量の水により溶解させ、除去する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなり、該基板の表面に成膜された下地層と、
該下地層の上に成膜された反射多層膜と、
を具備することを特徴とする多層膜反射鏡。
【請求項２】
前記下地層が、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、フッ化マンガン（ＭｎＦ２）、フッ化亜鉛（ＺｎＦ２）からなる群から選択された１以上の材質からなることを特徴とする請求項１記載の多層膜反射鏡。
【請求項３】
基板と、
溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなり、該基板の表面に成膜された下地層と、
該下地層の上に成膜された反射多層膜と、
を具備する多層膜反射鏡を再生する方法であって、
前記反射多層膜を前記下地層とともに剥離することにより、前記基板表面から該反射多層膜を除去し、
該基板表面に一部残留している下地層を溶解して除去し、
該基板表面に再度下地層を成膜し、
該下地層の上に反射多層膜を成膜することを特徴とする多層膜反射鏡の再生方法。
【請求項４】
エネルギー線を感応基板上に選択的に照射して、パターンを形成する露光装置であって、
前記エネルギー線を反射する多層膜反射鏡を含む光学系を備え、
該多層膜反射鏡が、
基板と、
溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなり、該基板の表面に成膜された下地層と、
該下地層の上に成膜された反射多層膜と、
を具備することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層膜反射鏡、その再生方法及び露光装置に関する。特には、基板の表面に物理的なダメージを与えることなく、基板表面に形成されている多層膜を剥離することのできる多層膜反射鏡等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、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、現在主流である可視光や紫外光に代えて、これらよりも波長の短いＥＵＶ光（軟Ｘ線、波長１１〜１３ｎｍ）を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている。
【０００３】
ところが、ＥＵＶ光の波長帯では、物質の屈折率が真空の屈折率（＝１）に非常に近いので、可視光域で一般に用いられているような屈折を利用した光学素子は使用することができない。そのため、全反射を利用した斜入射反射鏡や多層膜反射鏡が使用されている。
【０００４】
多層膜反射鏡は、ミラー基板の上に所望の波長の光に対して屈折率の異なる２種類の物質を数ｎｍの厚さで数十層交互に積層させたものである。この２種類の物質による多くの界面で反射された光の位相をそろえることにより、高い反射率を得ることができる。ＥＵＶリソグラフィに用いられる多層膜反射鏡としては、例えば、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（シリコン）とからなるＭｏ／Ｓｉ多層膜がある。
【０００５】
一般に、このような多層膜は基板表面に直接形成される。多層膜の形成方法としては、スパッタリング法が用いられている。多層膜反射鏡の反射面の全面において、所望の波長帯の入射光に対して高い反射率を得るためには、反射面内における入射角分布に応じた膜厚分布と、入射光の波長に応じた多層膜の周期長とを、同時に高精度で制御できるようにしなければならない。
【０００６】
これら膜厚分布と周期長の目標値からのズレの許容値は、一例で０．１％程度である。このような高精度の多層膜を形成することは一般に非常に難しく、上記許容値の範囲内で多層膜を成膜できず、成膜をやりなおさなければならないこともある。また、要求精度を満たす多層膜反射鏡を作成できた場合であっても、繰り返し露光に使用している間に、多層膜がダメージを受けて性能が劣化する。特に、照明光学系に用いられる多層膜反射鏡などでは、光源からの物理的ダメージを受けやすい。このような場合には、多層膜反射鏡を作り直す必要が生じる。
【０００７】
ところが、ミラー基板には上述のように高い形状精度が要求されるため、多層膜の成膜失敗や劣化のたびに新たなミラー基板を作製するのは合理的でない。
そこで、特許文献１には、ミラー基板を再利用することが提案されている。この場合、ミラー基板から多層膜を剥離したうえで、基板表面に多層膜を形成する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３０３６９５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来提案されている方法では、ミラー基板から多層膜を剥離する場合には、エッチングにより多層膜を剥離した後、基板表面を研磨せざるを得なかった。これは、多層膜のみを効率よく剥離できるような薬剤が現在のところ存在せず、エッチングに強酸などを用いると基板表面がオーバーエッチングされて荒らされてしまうからである（希硝酸は、基板にダメージを与えないことが判っているが、多層膜を溶解しない。）。
しかしながら、ミラー基板には上述のように高い形状精度が要求されるため、基板表面の再研磨には多くの時間とコストを要するという問題がある。
【００１０】
上記の点に鑑み、本発明は、ミラー基板から多層膜を剥離して多層膜反射鏡を作り直す場合に、ミラー基板を再研磨することなく、あるいは、最小限の調整で済むような多層膜反射鏡等を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の多層膜反射鏡は、基板と、溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなり、該基板の表面に成膜された下地層と、該下地層の上に成膜された反射多層膜と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記下地層は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、フッ化マンガン（ＭｎＦ２）、フッ化亜鉛（ＺｎＦ２）からなる群から選択された１以上の材質からなるものとできる。
上に列挙した物質は、通常の使用状態及び保管状態に置く限りにおいて、基板表面に安定している。また、基板との密着力が比較的弱く、水溶性でもあるため、基板表面に残った一部の下地層を水洗いにより容易に除去できる。さらに、下地層の表面が基板表面と同程度に滑らかであり、ミラー基板と多層膜との間にこれらの物質を成膜することによって、多層膜反射鏡の反射率が低下しないという特性を有する。したがって、上記に挙げた物質は、本発明の下地層材料として好適である。
【００１３】
本発明の多層膜反射鏡の再生方法は、基板と、溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなり、該基板の表面に成膜された下地層と、該下地層の上に成膜された反射多層膜と、を具備する多層膜反射鏡を再生する方法であって、前記反射多層膜を前記下地層とともに剥離することにより、前記基板表面から該反射多層膜を除去し、該基板表面に一部残留している下地層を溶解して除去し、該基板表面に再度下地層を成膜し、該下地層の上に反射多層膜を成膜することを特徴とする。
本発明によれば、基板を再利用して多層膜反射鏡を再生する際に、基板の表面の再加工処理の手間を最小限にすることができる。
【００１４】
本発明の露光装置は、エネルギー線を感応基板上に選択的に照射して、パターンを形成する露光装置であって、前記エネルギー線を反射する多層膜反射鏡を含む光学系を備え、該多層膜反射鏡が、基板と、溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなり、該基板の表面に成膜された下地層と、該下地層の上に成膜された反射多層膜と、を具備することを特徴とする。
本発明の露光装置においては、多層膜反射鏡のメンテナンスコストを低く抑えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る多層膜反射鏡を示す断面図である。
図１に示す多層膜反射鏡は、表面が非球面状で、図の上方から見て円形である。そして、ミラー基板１とＭｏ／Ｓｉ多層膜３の間に下地層２が形成されている。
【００１６】
この下地層２は、基板１から多層膜３を剥離する際に、多層膜３が基板１上に残ることなく、且つ、基板１の表面を傷つけることなく剥がれるようにする役割を果たす（詳細後述。）。したがって、下地層２の材料は、以下に列挙する条件を満たすことが要請される。
（１）通常の使用状態及び保管状態に置く限りにおいて、下地層が基板表面に安定しており、容易に剥離しないこと。
（２）基板表面を荒らすことなく多層膜を簡単な方法で剥離できること。
（３）下地層を基板表面から剥離した際に、下地層が一部残留したとしても、基板表面にダメージを与えることなく、該残留物を除去できること。
（４）下地層の表面が基板表面と同程度に滑らかであること。
（５）ミラー基板と多層膜との間に下地層を設けることによって、多層膜反射鏡の反射率が低下しないこと。
上記の条件を満たすような下地層の材料としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）のほかに、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、フッ化マンガン（ＭｎＦ２）、フッ化亜鉛（ＺｎＦ２）などを挙げることができる。
【００１７】
なお、本発明においては、下地層を剥離したとき基板表面にこびりついて残った下地層を水で洗い流すことにより除去する。したがって、条件（１）及び（３）は、下記のようにいいかえることができる。
（１’）下地層は、空気中に含まれている程度の微量の水に対しては溶解せず、容易に剥離しないこと。
（３’）下地層を基板表面から剥離した際に、一部残留した下地層を、大量の水で洗い流すことができること。
この下地層材料の満たすべき条件（１’）及び（３’）を溶解度の値の範囲で表すと、概ね０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水となる。上に挙げた物質の溶解度を記すと、フッ化リチウムは０．１３ｇ／１００ｇ水（２５℃）であり（２５℃の水１００ｇに０．１３ｇ溶解する。）、フッ化マグネシウム：０．１３ｇ／１００ｇ水（２５℃）、フッ化バリウム：０．１６２ｇ／１００ｇ水（３０℃）、フッ化アルミニウム：０．５ｇ／１００ｇ水（２５℃）、フッ化マンガン：０．９８ｇ／１００ｇ水（２０℃）、フッ化亜鉛：１．６２ｇ／１００ｇ水（２０℃）であり、いずれも条件（１’）及び（３’）を満たす。
【００１８】
上記のフッ化バリウムの溶解度の値は「無機化合物・錯体辞典（中原勝儼著、講談社、１９９７年６月発行）」、ほかは「理化学辞典第５版（長倉三郎編、岩波書店、１９９８年２月発行）」から引用した。なお、理化学辞典には、フッ化リチウム及びアルカリ土類金属のフッ化物の多くは「水に難溶」と記載されている。しかし、実際には、上記に列挙したものは、大量の水には溶けるが、少量の水や空気中に含まれる水分に対しては安定となる程度の溶解度を有している。
【００１９】
以下に、本発明の一実施形態に係る多層膜反射鏡の製造方法について、図１を参照しつつ説明する。
まず、図１に示すような、表面（図中上面）が非球面状に加工されたガラス基板１を用意する。なお、本実施形態においては、ガラスを基板材料として用いたが、形状精度が高く、表面の粗さの小さいものであればよく、石英などを用いることもできる。
次に、ガラス基板１の表面にフッ化リチウム層２をスパッタにより形成する。このフッ化リチウム層２の厚さは一例で数百Å（３００Å）である。
最後に、フッ化リチウム層２の上面にモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）からなるＭｏ／Ｓｉ多層膜３を形成する。この多層膜のＭｏ層とＳｉ層の厚さは一例でそれぞれ２４Åと４５Åであり、多層膜は５０層対からなる。なお、図１中には、多層膜の１００層は１つの層に簡略化して示してある。
【００２０】
上記の実施形態において、基板１の表面粗さを原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：  ＡＦＭ）を用いて測定したところ、２Åｒｍｓ（ｒｏｏｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅ：  二乗平均平方根）であったが、基板１上に成膜されたフッ化リチウム層２の表面粗さもおよそ２Åｒｍｓで、同程度の滑らかさであった（前掲の条件（４）参照。）。
また、基板上にＭｏ／Ｓｉ多層膜を直接成膜して作製された多層膜反射鏡のＥＵＶ光に対する反射率は６６％であったが、本実施形態に係る多層膜反射鏡の反射率も６６％であり、反射率の低下は見られなかった（前掲の条件（５）参照。）。
【００２１】
次に、本発明の一実施形態に係る多層膜反射鏡の再生方法について、図２及び図３を参照しつつ説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る多層膜反射鏡の再生方法の多層膜を剥離する工程を示す断面図であり、図３は、下地層を除去する工程を示す図である。
【００２２】
本実施形態においては、まず、図２に示すように、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜３の表面に剥離用テープ２０を固定して、同多層膜３を剥がし取る。ここで、フッ化リチウム層２の基板１表面に対する密着度は比較的弱いため、テープ２０により容易に剥がすことができる（前掲の条件（２）参照。）。
本工程では、フッ化リチウム層２が多層膜３の下地となって一緒に剥がされるので、多層膜３を完全に剥がし取ることができる。一方、フッ化リチウム層２の一部２ｒは基板１の表面に残留する。
次に、この残留フッ化リチウム層２ｒを除去する。図３に示すように、ミラー基板１を純水の満たされた容器（基板洗浄用水槽）３０に漬けて、残留フッ化リチウム層２ｒを洗いおとす。ここで、フッ化リチウムの溶解度は０．１３ｇ／１００ｇ水（２５℃）であり、フッ化リチウムを十分な量の水を用いることにより容易に洗い流すことができる（前掲の条件（３’）参照。）。そして、残留物２ｒを取り除く工程の後、基板１表面の粗さを改めて測定したところ、粗さは２Åｒｍｓ程度であり、膜の剥離・除去による表面粗さの劣化は確認されなかった。
なお、図３に示す例では、純水を容器３０にためて洗っているが、流水を用いて洗い流してもよい。
そして、基板１の表面粗さを検査する。ここで、仮に再研磨の必要が認められたとしても、最小限の作業で基板１の表面粗さを調整することができる。
最後に、下地層及び反射多層膜を基板１上に再度成膜して、多層膜反射鏡を再生する。
【００２３】
本実施形態によれば、ミラー基板と多層膜の間に下地層としてフッ化リチウム層を形成しているため、ミラー基板から多層膜を剥離する場合に、ミラー基板の表面を荒らすことがない。したがって、ミラー基板を再研磨することなく、あるいは、最小限の調整を行う程度で再利用することができる。
【００２４】
以下に、上述の多層膜反射鏡を用いたＥＵＶ露光装置について説明する。
図４は、ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の概略構成を示す図である。
図４に示すＥＵＶ露光装置は、光源を含む照明系ＩＬを備えている。照明系ＩＬから放射されたＥＵＶ光（一般に波長５〜２０ｎｍが用いられ、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長が用いられる）は、折り返しミラー３０１で反射してレチクル３０２に照射される。
【００２５】
レチクル３０２は、レチクルステージ３０３に固定されたチャック３０３ａに吸着・保持されている。このレチクルステージ３０３は、走査方向に１００ｍｍ以上のストロークを持ち、レチクル面内の走査方向と直交する方向に微小ストロークを持ち、光軸方向にも微小ストロークを持っている。レチクルステージ３０３の走査方向及びこれに直交する方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、光軸方向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カスセンサでモニタされている。
【００２６】
レチクル３０２で反射したＥＵＶ光は、図中下側の光学鏡筒３１４内に入射する。このＥＵＶ光は、レチクル３０２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル３０２にはＥＵＶ光を反射する多層膜（例えばＭｏ／ＳｉやＭｏ／Ｂｅ）が形成されており、この多層膜の上に吸収層（例えばＮｉやＡｌ）の有無でパターニングされている。
【００２７】
光学鏡筒３１４内に入射したＥＵＶ光は、第一ミラー３０６で反射した後、第二ミラー３０７、第三ミラー３０８、第四ミラー３０９と順次反射し、最終的にはウェハ３１０に対して垂直に入射する。これら照明光学系を構成する多層膜反射鏡３０６、３０７、３０８及び３０９は、本発明の多層膜反射鏡を用いている。
【００２８】
投影系の縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。この図では、ミラーは４枚であるが、Ｎ．Ａ．（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）をより大きくするためには、ミラーを６枚あるいは８枚にすると効果的である。鏡筒３１４の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡３１５が配置されている。
【００２９】
感応基板（ウェハ）３１０は、ウェハステージ３１１に固定されたチャック３１１ａに吸着・保持されている。このウェハステージ３１１は、光軸と直交する面内を自由に移動することができ、ストロークは例えば３００〜４００ｍｍである。同ウェハステージ３１１は、光軸方向にも微小ストロークの上下が可能で、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からなるウェハフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ３１１の光軸と直行する面内における位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされている。露光動作において、レチクルステージ３０３とウェハステージ３１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、４：１あるいは５：１で同期走査する。
【００３０】
一般に、照明光学系を構成する多層膜反射鏡３０６、３０７、３０８及び３０９の表面の多層膜は、照射されるＥＵＶ光により物理的なダメージを受けやすく、反射鏡としての寿命が短い。これらに上述の多層膜反射鏡を適用することにより、多層膜反射鏡が物理的なダメージを受けた場合にも、多層膜反射鏡を低コストで且つ容易に再生することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によると、ミラー基板を再利用して多層膜反射鏡を作り直す場合に、多層膜を容易に基板表面から取り除くことができ、ミラー基板の表面を再研磨することなく、あるいは、最小限の調整のみで多層膜反射鏡を再生することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る多層膜反射鏡を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る多層膜反射鏡の再生方法の多層膜を剥離する工程を示す断面図である。
【図３】下地層を除去する工程を示す図である。
【図４】ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１  基板
２  フッ化リチウム層
２ｒ  残留フッ化リチウム層
２０  剥離用テープ
３  Ｍｏ／Ｓｉ多層膜
３０  容器（基板洗浄用水槽）
３０１  折り返しミラー
３０２  レチクル
３０３  レチクルステージ
３０３ａ  チャック
３０４  レチクルフォーカス送光系
３０５  レチクルフォーカス受光系
３０６、３０７、３０８、３０９  多層膜反射鏡
３１０  ウェハ
３１１  ウェハステージ
３１１ａ  チャック
３１２  ウェハオートフォーカス送光系
３１３  ウェハオートフォーカス受光系
ＩＬ  照明系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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