(57)【要約】  【課題】  反射多層膜の表面粗さを低減しつつ、より高い反射率を得ることができ、総膜厚の薄い多層膜反射鏡等を提供する  【解決手段】  基板１０３の表面には、モリブデンとシリコンからなるＭｏ／Ｓｉ多層膜（深層側多層膜）１０１がイオンビームスパッタ法によって成膜されている。深層側多層膜１０１の表面には、マグネトロンスパッタ法の１種である低圧放電ロータリーマグネットカソードスパッタ法により、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜（表層側多層膜）１０２が成膜されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質を積層してなる多層膜が成膜された多層膜反射鏡であって、
前記多層膜を構成する各膜のうちのあるものはイオンビームスパッタ法により成膜されており、他の膜はマグネトロンスパッタ法により成膜されていることを特徴とする多層膜反射鏡。
【請求項２】
前記２種類以上の物質が、モリブデンあるいはモリブデンを含む物質と、シリコンあるいはシリコンを含む物質であ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】
基板に近い側の深層側多層膜がイオンビームスパッタ法により成膜されており、表面（光学機能面）に近い側の表層側多層膜がマグネトロンスパッタ法により成膜されていることを特徴とする請求項１又は２記載の多層膜反射鏡。
【請求項４】
イオンビームスパッタ法及びマグネトロンスパッタ法により成膜された多層膜の層数の合計が４０〜６０層対程度であり、
前記多層膜の層数の合計の３０〜８０％に相当する層がマグネトロンスパッタ法で成膜されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の多層膜反射鏡。
【請求項５】
モリブデンあるいはモリブデンを含む層がマグネトロンスパッタ法により成膜されており、シリコンあるいはシリコンを含む層がイオンビームスパッタ法で成膜されていることを特徴とする請求項１又は２記載の多層膜反射鏡。
【請求項６】
基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質を成膜した反射多層膜の成膜方法であって、
前記多層膜を構成する各膜のうちのあるものをイオンビームスパッタ法により成膜し、他の膜をマグネトロンスパッタ法により成膜することを特徴とする反射多層膜の成膜方法。
【請求項７】
基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質が成膜された反射多層膜を成膜する装置であって、
イオンビームスパッタ成膜装置と、
マグネトロンスパッタ成膜装置と、
を備え、
前記基板表面上に反射多層膜を成膜する装置を、前記イオンビームスパッタ成膜装置と前記マグネトロンスパッタ成膜装置の中から選択して切り替えながら成膜可能となっていることを特徴とする成膜装置。
【請求項８】
感応基板上にＥＵＶ光を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、
請求項１〜５のいずれか１項記載の多層膜反射鏡を備え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、ＥＵＶリソグラフィ等に用いる多層膜反射鏡、反射多層膜の成膜方法、成膜装置及び露光装置に関する。特には、光学機能面（表面）の粗さを改善しつつ、高い反射率を得ることができる多層膜反射鏡等に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路素子の微細化の一層の進展に伴い、紫外線に代わって、波長１１〜１４ｎｍ程度の軟Ｘ線を使用する投影リソグラフィの開発が進められている（非特許文献１参照）。この技術は、最近ではＥＵＶ（Extreme Ultraviolet、極紫外線、軟Ｘ線）リソグラフィとも呼ばれている。このＥＵＶリソグラフィは、従来の光リソグラフィ（波長１９０ｎｍ程度以上）では実現不可能な、５０ｎｍ以下の解像力を有するリソグラフィ技術として期待されている。
【０００３】
この軟Ｘ線の波長帯では、透明な物質が存在せず、物質の屈折率が１に非常に近いので、屈折を利用した従来の光学素子は使用できない。それに代わって、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ることによりその反射光を多数重畳させて全体としては高い反射率を得る多層膜反射鏡などが使用される。
【０００４】
このような多層膜反射鏡においては、入射光の波長帯により、高い反射率を得るのに適した材質が異なる。例えば、１３．４ｎｍ付近の波長帯では、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層を交互に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜を用いると、直入射で６７．５％の反射率を得ることができる。また、１１．３ｎｍ付近の波長帯では、Ｍｏ層とベリリウム（Ｂｅ）層を交互に積層したＭｏ／Ｂｅ多層膜を用いると、直入射で７０．２％の反射率を得ることができる（非特許文献２参照）。
【０００５】
ＥＵＶリソグラフィにおいては、システムとしての処理速度を高めるために高反射率の多層膜が求められている。このような多層膜は、マグネトロンスパッタ法やイオンビームスパッタ法で成膜される。
【０００６】
多層膜の反射率は成膜方法によって異なることが知られており、非特許文献３には、マグネトロンスパッタ法で成膜されたＭｏ／Ｓｉ多層膜が、イオンビームスパッタ法で成膜されたものよりもやや高い反射率を得られることが報告されている。また、非特許文献４には、ＤＣマグネトロンスパッタの一種である、低圧放電ロータリーマグネットカソードスパッタ装置で成膜されたＭｏ／Ｓｉ多層膜では、７０％を超える反射率が得られたことが報告されている。
【０００７】
異なる方法で成膜された多層膜の断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、これらの多層膜では、界面拡散層（下の層に上の層の物質が入り込んでできる層）の厚さに違いが見られた。すなわち、マグネトロンスパッタ法で成膜されたＭｏ／Ｓｉ層の界面拡散層の方が、イオンビームスパッタ法で成膜されたものの界面拡散層よりも薄くなっており、特に、シリコン層の上にモリブデン層が積層されている界面における界面拡散層の厚さの違いが顕著であった。このような界面拡散層の厚さの違いが、マグネトロンスパッタ法で成膜された多層膜の反射率が高くなることの一因であると考えられる。
【０００８】
一方、イオンビームスパッタ法で成膜された多層膜は、上述のマグネトロンスパッタ法の場合のような７０％もの高反射率は報告されていないが、多少基板表面が粗い場合でも、その上に成膜された膜の表面が平滑になるという効果（以下の説明では、表面平滑化効果という）が確認されている。ＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクの基板として、直径３０ｎｍの異物が存在する基板上にイオンビームスパッタ法で多層膜を成膜すると、多層膜表面の変位量が１／１０の３ｎｍまで低減されたことが報告されている。このようにイオンビームスパッタ法で成膜された多層膜を平滑化層として利用し、異物の影響が低減された平滑化層表面に多層膜を成膜することにより、欠陥のない多層膜を作製することが提案されている（非特許文献５参照）。
【０００９】
ところで、シリコンウェハ上にイオンビームスパッタ法で成膜されたモリブデンの単層膜とシリコンの単層膜の表面粗さを比較すると、モリブデン単層膜では下地のシリコンウェハ表面よりも表面粗さが悪化するのに対し、シリコン単層膜ではほとんど変化しない。このことから、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜成膜時の表面平滑化効果においては、主にシリコン層の成膜の寄与が大きいと考えられる。
【００１０】
【非特許文献１】ダニエル・エイ・ティチノール（Daniel A. Tichenor）、外２１名、「極紫外線実験装置の開発における最新情報（Recent results in the development of an integrated EUVL laboratory tool）」、「国際光工学会会報（Proceedings of SPIE）」、（米国）、国際光工学会（SPIE, The International Society for Optical Engineering）、１９９５年５月、第２４３７巻、ｐ．２９２
【非特許文献２】クラウド・モンカー（Claude Montcalm）、外５名、「極紫外線リソグラフィに用いる多層反射膜コーティング（Multilayer reflective coatings for extreme-ultraviolet lithography）」、「国際光工学会会報（Proceedings of SPIE）」、（米国）、国際光工学会（SPIE, The International Society for Optical Engineering）、１９９８年６月、第３３３１巻、ｐ．４２
【非特許文献３】ジョス・ピー・エイチ・ベンショップ（Jos. P. H. Benschop）、外２名、「国際光工学会会報（Proceedings of SPIE）」、（米国）、国際光工学会（SPIE, The International Society for Optical Engineering）、２０００年７月、第３９９７巻、ｐ．３４
【非特許文献４】白石  雅之、神高  典明、村上  勝彦、「Mo/Si multilayers deposited by low pressure rotary magnet cathode sputtering for extreme-ultraviolet lithography」、「国際光工学会会報（Proceedings of SPIE）」、（米国）、国際光工学会（SPIE, The International Society for Optical Engineering）、２００３年６月、第５０３７巻、ｐ．２４９
【非特許文献５】クリストファー・シー・ウォルトン（Christopher C. Walton）、外１２名、「Extreme Ultraviolet Lithography: reflective mask technology」、「国際光工学会会報（Proceedings of SPIE）」、（米国）、国際光工学会（SPIE, The International Society for Optical Engineering）、２０００年７月、第３９９７巻、ｐ．４９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述のように、ＥＵＶリソグラフィにおいて高い処理速度を得るためには、光学系を構成する多層膜反射鏡に高い反射率が要求される。現在報告されているＥＵＶリソグラフィ用Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の反射率は最高で７０％程度である。ところで、ＥＵＶリソグラフィにおいては、照明光学系と投影光学系をあわせると、１０枚以上の多層膜反射鏡が使用されるため、各多層膜反射鏡の反射率が少し低くなっただけでも、光学系全体としてのＥＵＶ光の伝達効率が大幅に低下するという問題がある。例えば、反射率が７０％から６８％に低下したとすると、光学系を経て最終的にウェハ上に到達する光量が２割以上も低下してしまう。
【００１２】
また、ＥＵＶ光の波長はおよそ１１〜１４ｎｍと非常に短いため、ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射鏡では、細かい周期の粗さまで低減する必要がある。マグネトロンスパッタ法で成膜されたＭｏ／Ｓｉ多層膜で７０％の反射率を得るためには、周期１μｍ以下の表面粗さを０．１５ｎｍＲＭＳ程度まで低下させなければならないが、このような表面粗さの基板を作製するのは容易ではない。
【００１３】
一方、イオンビームスパッタ法で成膜されたＭｏ／Ｓｉ多層膜は表面平滑化効果を有するため、基板の表面粗さが０．３ｎｍＲＭＳ以下であれば、反射率低下への影響は小さいと考えられている。しかしながら、上述のように、イオンビームスパッタ法で成膜されたＭｏ／Ｓｉ多層膜は、マグネトロンスパッタ法で成膜されたものよりも反射率が若干低くなる。
【００１４】
さらに、ＥＵＶリソグラフィにおいては、投影光学系の透過波面に０．５ｎｍＲＭＳという非常に小さな波面収差が求められる。これに対して、反射光学素子の表面に成膜されるＭｏ／Ｓｉ多層膜各層の膜厚の面内分布には、わずかではあっても必ず誤差が生じる。このため、多層膜成膜後の表面の形状誤差は、たとえ相対的な面内分布誤差が同じでも、多層膜の総膜厚が厚いほど大きくなる。したがって、多層膜の総膜厚はできるだけ薄いほうが望ましい。
【００１５】
上記の点に鑑み、本発明は、反射多層膜の表面粗さを低減しつつ、より高い反射率を得ることができ、総膜厚の薄い多層膜反射鏡等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】
【００１６】
本発明の多層膜反射鏡は、基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質を積層してなる多層膜が成膜された多層膜反射鏡であって、前記多層膜を構成する各膜のうちのあるものはイオンビームスパッタ法により成膜されており、他の膜はマグネトロンスパッタ法により成膜されていることを特徴とする。
本発明によれば、イオンビームスパッタ法による表面平滑化効果と、マグネトロンスパッタ法による高い反射率を兼ね備えた多層膜を作製することができる。これにより、表面粗さが比較的大きい基板にも高反射率の多層膜を成膜することができる。
【００１７】
上記の多層膜反射鏡は、前記２種類以上の物質が、モリブデンあるいはモリブデンを含む物質と、シリコンあるいはシリコンを含む物質であるものとしてよい。
【００１８】
上記の多層膜反射鏡においては、基板に近い側の深層側多層膜をイオンビームスパッタ法により成膜し、表面（光学機能面）に近い側の表層側多層膜をマグネトロンスパッタ法により成膜することができる。
本発明によれば、深層側多層膜をイオンビームスパッタ法で成膜することにより、表面平滑化効果が得られるため、多層膜の表面粗さを低減することができる。さらに、この深層側多層膜の上に、マグネトロンスパッタ法で表層側多層膜を成膜することで、表面粗さの比較的大きな基板に対しても高い反射率の多層膜を得ることができる。
【００１９】
上記の多層膜反射鏡は、イオンビームスパッタ法及びマグネトロンスパッタ法により成膜された多層膜の層数の合計が４０〜６０層対程度であり、前記多層膜の層数の合計の３０〜８０％に相当する層がマグネトロンスパッタ法で成膜されているものとすることができる。
この場合、多層膜の層数の合計が６０ペア層以下であるので、膜厚の面内分布誤差の影響を小さくすることができる。また、イオンビームスパッタ法で成膜された多層膜には、基板の表面粗さが反映されるため、反射率がやや低くなる可能性があるが、イオンビームスパッタ法での成膜により多層膜の表面粗さが改善される。この表面の粗さの小さい（滑らかな）多層膜上にマグネトロンスパッタ法で多層膜を、層数の合計の３０〜８０％成膜することにより、多層膜全体の反射率を高めることができる。
【００２０】
ここで、反射率の低い多層膜の上に反射率の高い多層膜を成膜することにより、多層膜全体の反射率に及ぼされる効果について説明する。
図５（Ａ）は、反射率の高い多層膜と低い多層膜が積層されたＭｏ／Ｓｉ多層膜反射鏡のＥＵＶ光に対する直入射反射率の計算値を示すグラフである。
図５（Ａ）の横軸は、多層膜に垂直に照射されるＥＵＶ光の波長を示し、縦軸は、反射率を示している。
ここで、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の周期長は６．９ｎｍであり、モリブデン層の厚さは２．８ｎｍ、シリコン層の厚さは４．１ｎｍで、５０ペア層とし、界面粗さを０．２ｎｍＲＭＳとした。
【００２１】
図５（Ａ）によると、実線、黒い丸（●）、白い三角（△）で表されるグラフは、ともに１３０Å〜１３５Å付近が反射率のピークとなっている。
グラフ中の実線は、多層膜を構成するモリブデン層及びシリコン層の密度が、固体状態にある場合のそれぞれの密度と同じであると仮定して計算した反射率を示しており、反射率のピーク値（ピーク反射率）は７１．０％である。黒い丸（●）は、シリコン層の密度を固体状態の２．５倍として計算した反射率を示しており、ピーク反射率は５９．５％である。なお、実際には、多層膜中のシリコン層がこのような密度になることはないと考えられるが、高い反射率を有する多層膜と低い反射率を有する多層膜を重ね合わせた場合の効果を検証するためにこのような多層膜を仮定した。以下の説明では、実線の多層膜を高反射多層膜といい、黒い丸（●）の多層膜を低反射多層膜という。
【００２２】
白い三角（△）は、基板上に低反射多層膜を３０ペア層成膜し、その上に高反射多層膜を２０ペア層成膜した多層膜を想定して計算した反射率を示している。この場合のピーク反射率は７０．２％であった。これを高反射多層膜の場合（実線）と比べると、反射率の低下は０．８％であり、大きな反射率の低下は見られなかった。
【００２３】
図５（Ｂ）は、５０ペア層の多層膜中において、高反射率多層膜の層数の割合を変化させた場合のピーク反射率の変化を示すグラフである。
図５（Ｂ）の横軸には、膜構造が、（基板上に成膜される低反射率多層膜のペア層の数）と（低反射率多層膜上に成膜される高反射率多層膜のペア層の数）の比の値（（高反射率）／（低反射率））で示されている。図５（Ｂ）の縦軸は、ピーク反射率を示している。
【００２４】
図５（Ｂ）によると、高反射率多層膜の層数が１０ペア層（２０％）以下の場合には、ピーク反射率の値が低くなっている。しかし、高反射率多層膜の層数が１５〜２０ペア層（３０〜４０％）以上の場合には、高反射多層膜に近いピーク反射率が得られている。
【００２５】
したがって、本発明においても、イオンビームスパッタ法で成膜された多層膜の上に、マグネトロンスパッタ法で成膜された、高い反射率を有する多層膜を、層数の合計の３０〜８０％成膜することにより、多層膜全体の反射率を高めることができる。
【００２６】
本発明の多層膜反射鏡は、モリブデンあるいはモリブデンを含む層をマグネトロンスパッタ法により成膜し、シリコンあるいはシリコンを含む層をイオンビームスパッタ法で成膜してもよい。
本発明においては、モリブデンあるいはモリブデンを含む層（以下、単にモリブデン層という）を、シリコンあるいはシリコンを含む層（以下、単にシリコン層という）の上にマグネトロンスパッタ法で成膜するので、シリコン層との界面に形成される界面拡散層は薄くなるので、反射率の低下を抑えることができる。また、シリコン層をイオンビームスパッタ法で成膜することにより、成膜表面の平滑化効果が得られるので、基板表面が多少粗くても、滑らかな高反射率の多層膜を作製することができる。
【００２７】
本発明の反射多層膜の成膜方法は、基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質を成膜した反射多層膜の成膜方法であって、前記多層膜を構成する各膜のうちのあるものをイオンビームスパッタ法により成膜し、他の膜をマグネトロンスパッタ法により成膜することを特徴とする。
【００２８】
本発明の成膜装置は、基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質が成膜された反射多層膜を成膜する装置であって、イオンビームスパッタ成膜装置と、マグネトロンスパッタ成膜装置と、を備え、前記基板表面上に反射多層膜を成膜する装置を、前記イオンビームスパッタ成膜装置と前記マグネトロンスパッタ成膜装置の中から選択して切り替えながら成膜可能となっていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の露光装置は、感応基板上にＥＵＶ光を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、上記の多層膜反射鏡を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、イオンビームスパッタ法とマグネトロンスパッタ法を併用することにより、表面粗さを低減しながら、より高い反射率を有する多層膜反射鏡を作成することができる。また、このような多層膜反射鏡を用いることにより、露光装置の処理速度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【実施例１】
【００３２】
図１は、本発明の第一の実施例に係る反射多層膜を示す断面図である。
図１に示す基板１０３は低熱膨張性のガラス製であり、基板１０３の表面（反射多層膜１００が成膜される側の面）は周期１μｍ以下の表面粗さ０．３ｎｍＲＭＳに研磨されている。
【００３３】
基板１０３の表面には、モリブデンとシリコンからなるＭｏ／Ｓｉ多層膜（深層側多層膜）１０１がイオンビームスパッタ法によって３０ペア層成膜されている。深層側多層膜１０１の周期長（モリブデン層とシリコン層のペア層の厚さ）ｄ１０１は約７ｎｍである。深層側多層膜１０１をイオンビームスパッタ法で成膜したことによる表面平滑化効果により、深層側多層膜１０１の表面粗さは０．１５ｎｍＲＭＳまで低減されている。
【００３４】
深層側多層膜１０１の表面には、マグネトロンスパッタ法の１種である低圧放電ロータリーマグネットカソードスパッタ法により、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜（表層側多層膜）１０２が２０ペア層成膜されている。以下の説明では、深層側多層膜１０１及び表層側多層膜１０２を合わせたものを反射多層膜１００とよぶ。
【００３５】
反射多層膜１００の反射率には、反射面に近い側の部分（表層側多層膜１０２）の寄与が支配的である。本実施例においては、高反射率が得られるマグネトロンスパッタ法（低圧放電ロータリーマグネットカソードスパッタ法）で表層側多層膜１０２を成膜することにより、反射多層膜１００の反射率を高めている。また、反射多層膜１００は、イオンビームスパッタ法で深層側多層膜１０１を成膜する際の表面平滑化効果により、表面粗さが０．１５ｎｍＲＭＳ以下にまで低減されているため、高い反射率が得られる。
【００３６】
本実施例においては、イオンビームスパッタ法で成膜される深層側多層膜１０１を３０ペア層とし、マグネトロンスパッタ法で成膜される表層側多層膜１０２を２０ペア層としたが、ペア層の数はこれに限るものではない。但し、深層側多層膜１０１と表層側多層膜１０２のペア層数の合計は、６０ペア層以下であることが好ましい。より好ましくは、ペア層数の合計が５０ペア層以下であることが好ましい。これは、ペア層の数が多くなると、多層膜の総膜厚が大きくなるため、成膜時に生じる相対的な膜厚分布の誤差（最適な膜厚分布からのズレ量）が累積することにより、多層膜全体の膜厚分布誤差の絶対量が増大するためである。しかし、多層膜の膜厚分布を厳密に制御することができ、多層膜全体の膜厚分布誤差が十分に小さい場合には、ペア層の数を自由に選択することができる。
【００３７】
マグネトロンスパッタ法で成膜される表層側多層膜１０２のペア層の数を４０ペア層より多くした場合には、イオンビームスパッタ法で成膜される深層側多層膜１０１の反射多層膜１００全体の反射率に対する寄与はほとんどなくなる。したがって、イオンビームスパッタ法で成膜される深層側多層膜１０１の周期長を７ｎｍに限る必要はない。この場合、深層側多層膜１０１は、基板の表面粗さを改善することのみに寄与する。
【実施例２】
【００３８】
図２は、本発明の第二の実施例に係る反射多層膜を示す断面図である。
図２に示す基板２０３は低熱膨張性のガラス製であり、基板２０３の表面（反射多層膜２０６が成膜される側の面）は周期１μｍ以下の表面粗さ０．３ｎｍＲＭＳに研磨されている。
【００３９】
基板２０３の表面には、反射多層膜２０６が５０ペア層成膜されている。反射多層膜２０６の周期長ｄ２０６は約７ｎｍである。反射多層膜２０６のモリブデン層２０５は、マグネトロンスパッタ法の一種である低圧放電マグネットカソードスパッタ法で成膜されており、シリコン層２０４は、イオンビームスパッタ法で成膜されている。
【００４０】
シリコン層２０４をイオンビームスパッタ法で成膜することにより表面粗さが低減される。一例で３０ペア層を成膜したときの表面粗さは、１．５ｎｍＲＭＳまで低減される。
一方、モリブデン層２０５は、マグネトロンスパッタ法（低圧放電マグネットカソードスパッタ法）で成膜されているため、シリコン層２０４上にモリブデン層２０５が成膜された界面における界面拡散層は薄くなっている。
【００４１】
本実施例によれば、表層側の２０ペア層では、シリコン層２０４とモリブデン層２０５の界面の粗さが１．５ｎｍＲＭＳ以下と小さくなっており、また、界面拡散層が薄くなっているため、高い反射率が得られる。
【００４２】
なお、上述の実施例１及び実施例２において、基板（図１の符号１０３及び図２の符号２０３）は低熱膨張ガラス製としたが、基板の材料はこれに限定されるものではない。基板の材料としては、ガラスのほかに、石英やシリコン、金属を用いることができる。
【００４３】
上述の実施例１及び実施例２においては、モリブデンとシリコンとからなる多層膜を用いたが、多層膜を構成する物質はこれに限るものではない。多層膜を構成する材料としては、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）やベリリウム（Ｂｅ）、あるいは、これらの金属を含む合金や化合物等も用いることができる。また、多層膜は、３種類以上の物質を周期的に積層した構造となっていてもよい。
【００４４】
さらに、上述の実施例１及び実施例２においては、多層膜の各層の間に、４ホウ化炭素（Ｂ４Ｃ）や炭化モリブデン（Ｍｏ２Ｃ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）等の物質からなる層を拡散防止層として挟む構造とすることもできる。また、多層膜の最表面に、酸化による反射率の低下を防ぐために、ルテニウム等を含む保護層を形成してもよい。
【実施例３】
【００４５】
図３は、反射多層膜を成膜する装置の概略構成を示す図である。
図３に示す成膜装置は、真空排気された真空チャンバ４０７中にマグネトロンスパッタ成膜装置４０１とイオンビームスパッタ成膜装置４０２を備えている。これにより、１つの真空チャンバ４０７の中でイオンビームスパッタ法による成膜と、マグネトロンスパッタ法（低圧放電マグネットカソードスパッタ法）による成膜の両方ができるようになっている。
【００４６】
真空チャンバ４０７内の図中左上には、基板ホルダ４１６が配置されている。基板ホルダ４１６は、図示せぬ回転駆動機構を備えており、反射鏡基板４１５を保持したまま回転軸ＡＸの周りに回転可能となっている。基板４１５の近傍には、基板４１５側から順に膜厚分布補正板４１７及び基板シャッタ４１８が配置されている。
【００４７】
基板シャッタ４１８は、成膜作業を行わないときには閉じられている。膜厚分布補正板４１７は開口を有しており、膜厚分布補正板４１７の開口率を制御して、基板４１５上に到達する成膜粒子（図中の符号４１１ｂ及び４１３ｂ）の量を調整することにより、基板４１５上に成膜される膜の膜厚を制御する。
【００４８】
基板ホルダ４１６は、基板４１５を保持したまま移動可能となっている。イオンビームスパッタ法による成膜を行う際には、基板ホルダ４１６は、図３に示すように、基板４１５の多層膜が成膜される面（成膜面）をイオンビームスパッタ成膜装置４０２に向けた姿勢で固定される。また、マグネトロンスパッタ法による成膜を行う際には、基板ホルダ４１６は、基板４１５の成膜面をマグネトロンスパッタ成膜装置４０１に向けた姿勢（このときの基板４１５の位置を符号４１５´で示す）で固定される。このとき、膜厚分布補正板４１７、基板シャッタ４１８もそれぞれ図中の符号４１７´、４１８´の位置まで移動する。
【００４９】
イオンビームスパッタ成膜装置４０２は、イオン源４０８、ターゲットシャッタ４１０、ターゲットホルダ４１１等を備えている。
イオンビームスパッタ法による成膜を行う際には、基板４１５、基板ホルダ４１６等は図中の位置に固定され、ターゲットシャッタ４１０及び基板シャッタ４１８が開放される。
【００５０】
そして、イオン源４０８から放射されたイオンビーム４０８ｂが、ターゲットホルダ４１１上に取り付けられたターゲット材４１１ａに照射される。ターゲット材４１１ａは、イオンビーム４０８ｂによってスパッタされる。スパッタされた飛散物質（成膜粒子４１１ｂ）は、膜厚分布制御板４１７を通って基板４１５上に堆積する。このときの動作ガスはアルゴンであり、ガス圧は約０．０１Ｐａである。
成膜が終了すると、ターゲットシャッタ４１０及び基板シャッタ４１８は共に閉じられる。これにより、ターゲット材４１１ａや基板４１５に不要な物質が付着するのを防いでいる。
【００５１】
マグネトロンスパッタ成膜装置４０１は、ロータリーマグネットカソード４１２、ターゲット材４１３、ターゲットシャッタ４１４等を含んでいる。
マグネトロンスパッタ法による成膜を行う際には、まず、基板ホルダ４１６を移動させて、基板４１５を４１５´の位置まで移動させる（以下の説明では、基板４１５等を移動させた位置の符号４１５´で示す）。そして、ターゲットシャッタ４１４及び基板シャッタ４１８´を開放する。
【００５２】
ロータリーマグネットカソード４１２に電圧が印加されることにより、ターゲット材４１３の近傍にプラズマが発生する。このプラズマによって、ターゲット材４１３がスパッタされ、スパッタされた飛散物質（成膜粒子４１３ｂ）は、膜厚分布制御板４１７´を通って基板４１５´上に堆積する。このとき成膜装置４０１内に導入される動作ガスはキセノンであり、ガス圧は約０．１Ｐａである。動作ガスのガス圧を０．１Ｐａ程度に維持することにより、成膜粒子４１３ｂは雰囲気ガス（動作ガス）にほとんど衝突することなく基板４１５´に到達することができる。
成膜が終了すると、ターゲットシャッタ４１４及び基板シャッタ４１８´は共に閉じられる。
【００５３】
本実施例の成膜装置を用いて、実施例２のＭｏ／Ｓｉ反射多層膜を成膜する場合には、マグネトロンスパッタ成膜装置４０１内のターゲット材４１３としてモリブデン板を用い、イオンビームスパッタ成膜装置４０２内のターゲット材４１１ａとしてシリコン板を用いる。そして、モリブデン層をマグネトロンスパッタ成膜装置４０１により成膜し、シリコン層をイオンビームスパッタ成膜装置４０２により成膜することを繰り返すことにより、基板４１５上に５０ペア層のＭｏ／Ｓｉ反射多層膜が成膜される。
なお、実施例１のＭｏ／Ｓｉ反射多層膜を成膜する場合には、ターゲット材４１３及びターゲット材４１１ａを適宜交換可能な構成とすればよい。
【００５４】
本実施例においては、成膜装置４０１として低圧放電ロータリーマグネットカソードスパッタ法による成膜装置を用いているが、ほかのマグネトロンスパッタ成膜装置を用いてもよい。
【００５５】
本実施例においては、多層膜材料としてモリブデンとシリコンのみを用いているが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、４ホウ化炭素（Ｂ４Ｃ）や炭化モリブデン（ＭｏＣ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、あるいは、ルテニウム（Ｒｕ）等のほかの物質を用いてもよい。また、これらの物質は、多層膜の周期構造中に用いるだけではなく、最表面あるいは表面近傍の層だけに使用してもよい。
【実施例４】
【００５６】
図４は、本発明の一実施形態に係る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露光装置においては、光路上はすべて真空に保たれている。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（一般に波長は５〜２０ｎｍであり、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長のＥＵＶ光が用いられる。）は、折り返しミラー３０１で反射されてレチクル３０２に照射される。
【００５７】
レチクル３０２は、裏面（パターンの形成される面の反対側の面）に所要の加工がなされており、レチクルステージ３０３に固定されたチャック３０３ａにチャック・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ー干渉計によって高精度にモニターされ、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ーでモニターされている。
【００５８】
レチクル３０２に反射された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（例えばモリブデン（Ｍｏ）／シリコン（Ｓｉ）やモリブデン（Ｍｏ）／ベリリウム（Ｂｅ））が形成されており、この多層膜の上に吸収層（例えばニッケル（Ｎｉ）やアルミニウム（Ａｌ））の有無でパターニングされている。
【００５９】
光学鏡筒３１４内には、４枚のミラー３０６、３０７、３０８及び３０９が設置されている。これらのミラー３０６、３０７、３０８及び３０９は、本発明の多層膜反射鏡である。
【００６０】
光学鏡筒３１４内に入射したＥＵＶ光は、第１ミラー３０６で反射された後、第２ミラー３０７、第３ミラー３０８、第４ミラー３０９で順次反射され、最終的にはウェハ３１０に対して垂直に入射する。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枚用いられているが、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。
【００６１】
ウェハ３１０は、ウェハステージ３１１に固定されたチャック３１１ａ上にチャック・保持されている。このウェハステージ３１１は、光軸と直交するように設置されており、光軸と直交する面内を自由に移動することができる。ウェハステージ３１１のストロークは、例えば３００〜４００ｍｍである。このウェハステージ３１１は、光軸方向にも微小ストロークの移動が可能となっている。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からなるウェハフォーカスセンサーでモニターされている。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、図示せぬレーザー干渉計によって高精度にモニターされている。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、例えば、（レチクルステージ３０３の移動速度）：（ウェハステージ３１１の移動速度）が４：１あるいは５：１で同期走査される。
【００６２】
本実施例においては、光学鏡筒３１４内の４枚のミラー３０６、３０７、３０８及び３０９として本発明の多層膜反射鏡を用いたが、光源に含まれるミラーや折り返しミラー３０１、レチクル３０２等にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第一の実施例に係る反射多層膜を示す断面図である。
【図２】本発明の第二の実施例に係る反射多層膜を示す断面図である。
【図３】反射多層膜を成膜する装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の概略構成を示す図である。
【図５】（Ａ）  反射率の高い多層膜と低い多層膜が積層されたＭｏ／Ｓｉ多層膜反射鏡のＥＵＶ光に対する直入射反射率の計算値を示すグラフである。  （Ｂ）  ５０ペア層の多層膜中において、高反射率多層膜の層数の割合を変化させた場合のピーク反射率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１００  反射多層膜
１０１  深層側多層膜
１０２  表層側多層膜
１０３  基板
２０３  基板
２０４  シリコン層
２０５  モリブデン層
２０６  反射多層膜
４０１  マグネトロンスパッタ成膜装置
４０２  イオンビームスパッタ成膜装置
４０７  真空チャンバ
４０８  イオン源
４０８ｂ  イオンビーム
４１０  ターゲットシャッタ
４１１  ターゲットホルダ
４１１ａ  ターゲット材
４１１ｂ  成膜粒子
４１２  ロータリーマグネットカソード
４１３  ターゲット材
４１３ｂ  成膜粒子
４１４  ターゲットシャッタ
４１５  反射鏡基板
４１６  基板ホルダ
４１７  膜厚分布補正板
４１８  基板シャッタ
ＩＬ  照明系
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  ミラー
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
３１４  鏡筒
３１５  オフアクシス顕微鏡
【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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