(57)【要約】      （修正有）【課題】反射多層膜の周方向に生じる膜厚分布を小さくする多層膜成膜方法等を提供する。【解決手段】まず、ターゲット材ホルダ３ａを操作してターゲット材料３ｂをイオンビーム源１に向け、イオンビーム２を照射して、基板５上に膜を１層形成する。膜１層あたりにかかる成膜時間は１００．５秒に設定されており、基板５は、基板ホルダ回転駆動装置７によって、軸ＡＸ周りに回転させられている。回転角度読取機構８は、基板５の回転速度位置をモニタしている。次に、ターゲット材ホルダ３ａを反転させ、イオンビーム源１に向けるターゲット材料をモリブデン３ｂからシリコン３ｃに切り換える。基板５の回転角度位置データに基づいて、直前に成膜した層の成膜開始時の回転角度位置から４．５°ずれた位置で成膜を開始するように設定し、次の層を成膜する。そして、上記の工程を繰り返し４０層対の成膜を行う。【選択図】  図１
2005026396.tif 000002
【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（飛散物質）を所定の周期長で積層してなる多層膜を成膜する方法であって、
前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質の種類を切り換えながら、膜を構成する物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜する際に、
前記基板表面の近傍に、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板を配置し、
前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させながら、前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称の膜厚分布を有する膜を成膜し、
各単位膜の成膜を開始する時点における前記基板と前記膜厚分布制御板との相対的な回転角度位置（開始角）を変えながら前記膜を成膜し、各膜の前記開始角を３６０°内に略均一に分散させることを特徴とする多層膜成膜方法。
【請求項２】
基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質（飛散物質）を所定の周期長で積層してなる多層膜を成膜する方法であって、
前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質の種類を切り換えながら、膜を構成する物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜する際に、
前記基板表面の近傍に、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板を配置し、
前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させながら、前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称の膜厚分布を有する膜を成膜し、
前記膜厚分布制御板を前記基板表面から離した後に、前記膜にイオンビームを照射することにより、前記膜表面から膜物質をはじき出し、該膜の膜厚を修正することを特徴とする多層膜成膜方法。
【請求項３】
基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質が所定の周期長で積層された多層膜を成膜する装置であって、
前記２種類以上の物質（飛散物質）を保持する飛散物質保持手段と、
前記飛散物質を飛散させる手段と、
前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質を切り換える手段と、
前記飛散物質が前記基板表面に堆積するような位置に該基板を保持する基板保持手段と、
前記基板表面の近傍に配置された、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板と、
前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させる基板ホルダ回転手段と、
を備え、
前記基板ホルダ回転手段が、
回転角度読み取り手段と、
前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称の膜厚分布を有する膜を成膜する際に、各単位膜の成膜を開始する時点における前記基板と前記膜厚分布制御板との相対的な回転角度位置（開始角）を変えながら前記膜を成膜し、各膜の前記開始角を３６０°内に略均一に分散させるように制御する制御装置と、
を有することを特徴とする多層膜成膜装置。
【請求項４】
基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質が所定の周期長で積層された多層膜を成膜する装置であって、
前記２種類以上の物質（飛散物質）を保持する飛散物質保持手段と、
前記飛散物質を飛散させる手段と、
前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質の種類を切り換える手段と、
前記飛散物質が前記基板表面に堆積するような位置に該基板を保持する基板保持手段と、
前記基板表面の近傍に配置された、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板と、
前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させる基板ホルダ回転手段と、
前記膜にイオンビームを照射することにより、前記膜表面から膜物質をはじき出し、該膜の膜厚を修正するイオンビーム照射手段と、
を備えることを特徴とする多層膜成膜装置。
【請求項５】
基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質（飛散物質）が所定の周期長で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、
前記多層膜が、前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質の種類を切り換えながら、膜を構成する物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜されており、
前記基板表面の近傍に、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板を配置して、前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させながら、前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称の膜厚分布を有する膜が成膜されており、
各単位膜の成膜を開始する時点における前記基板と前記膜厚分布制御板との相対的な回転角度位置（開始角）を変えながら前記膜を成膜し、各膜の前記開始角を３６０°内に略均一に分散されていることを特徴とする多層膜反射鏡。
【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（飛散物質）が所定の周期長で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、
前記多層膜が、前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質の種類を切り換えながら、膜を構成する物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜されており、
前記基板表面の近傍に、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板を配置して、前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させながら、前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称の膜厚分布を有する膜が成膜されており、
前記膜厚分布制御板を前記基板表面から離した後に、前記膜にイオンビームを照射することにより、前記膜表面から膜物質をはじき出して、該膜の膜厚が修正されていることを特徴とする多層膜反射鏡。
【請求項７】
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５又は６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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＵＶリソグラフィ等に用いる多層膜の成膜方法、成膜装置及び露光装置に関する。特には、周方向に生じる多層膜の膜厚の差に伴う問題を低減することのできる多層膜成膜方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路素子の微細化のいっそうの進展に伴い、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）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、７０ｎｍ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多層膜の材質が異なる。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、垂直入射で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、垂直入射で７０．２％の反射率を得ることができる（非特許文献２参照。）。
【０００５】
【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
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＥＵＶリソグラフィで用いられる光学系は、高精度に研磨した基板の表面に上述のような反射多層膜が成膜された多層膜反射鏡によって構成されている。このようなＥＵＶ光学系においては、透過波面収差が少なくとも０．５ｎｍＲＭＳ以下であることが要請される。例えば、６枚の多層膜反射鏡で構成された光学系の場合、このような高精度な波面収差を達成するためには、反射面１面に対する要求精度は０．２ｎｍＲＭＳ以下である。このような面精度を有する光学系を作成するためには、光学系を構成する多層膜反射鏡の形状が非常に高精度で制御されているだけでなく、反射多層膜の膜厚（周期長）分布も高精度で制御されている必要がある。反射多層膜の総膜厚は約３００ｎｍであるので、０．１％を上回る精度で膜厚分布を制御する必要がある。
【０００７】
以下に、ＥＵＶリソグラフィに用いられる多層膜を成膜する際の多層膜周期長の制御方法について説明する。
図６は、イオンビームスパッタによる多層膜成膜方法の一例を示す図である。図６（Ａ）は、多層膜成膜装置を模式的に示す図であり、図６（Ｂ）は、膜厚分布制御板を示す平面図である。
図６（Ａ）に示す多層膜成膜装置は、上方に基板ホルダ６０６が配置されている。基板ホルダ６０６は、多層膜反射鏡の基板６０５を保持している。図の下方には、ターゲット材６０３が配置されている。ターゲット材６０３は、モリブデンとシリコンで切り換え可能となっている。基板６０５とターゲット材６０３との間の基板６０５の近傍には、膜厚分布制御板６０４が配置されている。
基板ホルダ６０６、基板６０５及び膜厚分布制御板６０４は、ともにほぼ円形であり、それぞれの中心が軸ＡＸ上になるように配置されている。基板ホルダ６０６は、基板６０５を保持した状態で軸ＡＸ周りに回転するようになっている。
図６（Ｂ）に示すように、膜厚分布制御板６０３には、中心対称に略扇形の開口６０４ａが２つ形成されている。
【０００８】
この例では、図示せぬイオン源からターゲット材６０３に、イオンビーム６０２が照射される。イオンビーム６０２によってスパッタ（飛散）されたターゲット材６０３の粒子は、膜厚分布制御板６０４の開口６０４ａを通って基板６０５に堆積して成膜される。ターゲット材６０３をモリブデンとシリコンで切り換えながら成膜することにより、モリブデンとシリコンが交互に積層された多層膜が成膜される。
この成膜時には、基板６０５を軸ＡＸ周りに回転させながら成膜を行うことにより、多層膜の周期長の面内分布を制御する。多層膜周期長の半径方向の分布は、膜厚分布制御板６０４の開口６０４ａの形状によって制御され、成膜膜厚は成膜時間（スパッタされて開口６０４ａを通ったターゲット材に基板６０５が曝される時間）によって制御する。これにより、反射鏡基板の対称軸（回転軸ＡＸ）に対して回転対称な周期長分布が得られる。
【０００９】
膜厚（周期長）分布の制御は反射鏡基板の半径方向だけでなく、周方向についても考慮する必要があるが、図６のような成膜方法によると、成膜時間によっては周方向の膜厚分布が生じうる。
例えば、モリブデン層２．５ｎｍ、シリコン層４．５ｎｍ（周期長７．０ｎｍ）で５０層対の多層膜が各層約１００秒ずつの成膜時間で成膜される場合を考える。成膜時の基板６０５の回転速度が毎分３０回転とすると、１層成膜する際に基板６０５は約５０回転する。図６（Ｂ）に示す膜厚分布制御板６０４を用いた場合、１層成膜する間に基板上の各点（図６に示す点Ａ、Ｂ、Ｃ）は膜厚分布制御版６０４の遮蔽領域６０４ｂを約１００回通過する。成膜時間が整数秒（例えば、１００秒）であれば、成膜終了時における点Ａ、Ｂ、Ｃの位置は、成膜開始時と同じである。
【００１０】
しかしながら、所望の波長のＥＵＶ光を反射させるためには、多層膜の周期長絶対値が０．１Åの精度で制御されている必要があるため、膜厚を成膜時間で調整する場合、成膜時間が整数秒になるとは限らない。例えば、所望の周期長を得るためにモリブデン層、シリコン層ともに、１層あたりの成膜時間を１００．５秒とした場合、成膜時間を１００秒とした場合に比べて、成膜終了時に９０°分だけ余分に回転する。図６（Ｂ）に示すように、成膜終了時の基板６０５上の点Ａ、Ｂ、Ｃの位置は、それぞれ点Ａ′、Ｂ′、Ｃ′（白抜きの点）となる。
【００１１】
最後の９０°の回転（点Ａから点Ａ′までの１／４周）の間、点Ａは、ほとんどの間遮蔽領域６０４ｂで遮蔽されているが、点Ｃは、遮蔽領域６０４ｂを通過しない。点Ｂは、遮蔽されている時間が点Ａよりは短く、点Ｃよりは長くなっている。このため、成膜終了時には、点Ａ′と点Ｃ′の間において、点Ａ′側がやや薄く、点Ｃ′側がやや厚くなるという膜厚分布が生じる。膜厚分布制御板の形状によっては、最大で開口部を１回通過する際の成膜膜厚に相当する膜厚の差が生じる可能性がある。上記の例では、開口部（非遮蔽領域）を１回通過（１／２回転分）することにより生じる膜厚は、モリブデン層の成膜時で約０．０２５ｎｍ、シリコン層成膜時で約０．０４５ｎｍである。多層膜は４０〜５０層対積層されるため、成膜開始時の基板と膜厚分布制御板との相対的な回転角度位置（開始角）をランダムに選んだ場合には、この膜厚の差が重なり合って、反射鏡面にこの数倍（０．１ｎｍオーダ）の膜厚分布が生じるおそれがある。ＥＵＶリソグラフィに用いられる６枚投影光学系を構成する１つの反射面に許容される形状誤差は０．２ｎｍＲＭＳ以下であるため、このような膜厚分布が生じると、光学系の性能の劣化を招くおそれがある。
【００１２】
上記の点に鑑み、本発明は、反射多層膜の周方向に生じる膜厚分布を小さくする多層膜成膜方法等を提供することを目的とする。
【００１３】
【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（飛散物質）を所定の周期長で積層してなる多層膜を成膜する方法であって、前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質の種類を切り換えながら、膜を構成する物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜する際に、前記基板表面の近傍に、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板を配置し、前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させながら、前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称の膜厚分布を有する膜を成膜し、各単位膜の成膜を開始する時点における前記基板と前記膜厚分布制御板との相対的な回転角度位置（開始角）を変えながら前記膜を成膜し、各膜の前記開始角を３６０°内に略均一に分散させることを特徴とする。
本発明の多層膜成膜方法によれば、多層膜の個々の膜を成膜する際に生じた膜厚の周方向分布を膜の周方向に略均一に分散させることにより、各層の厚くなっている部位が互いに重なるような事態を回避できる。そのため、多層膜全体に生じる膜厚の周方向分布を低減することができる。
【００１４】
本発明の第２の多層膜成膜方法は、基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質（飛散物質）を所定の周期長で積層してなる多層膜を成膜する方法であって、前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質の種類を切り換えながら、膜を構成する物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜する際に、前記基板表面の近傍に、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板を配置し、前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させながら、前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称の膜厚分布を有する膜を成膜し、前記膜厚分布制御板を前記基板表面から離した後に、前記膜にイオンビームを照射することにより、前記膜表面から膜物質をはじき出し、該膜の膜厚を修正することを特徴とする。
本発明の第２の多層膜成膜方法によれば、余分に厚くなった膜を薄くすることができるので、周方向の膜厚分布が高精度に均一であり、かつ、高精度で任意の目的周期長の多層膜を得ることができる。
【００１５】
本発明の多層膜成膜装置は、基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質が所定の周期長で積層された多層膜を成膜する装置であって、前記２種類以上の物質（飛散物質）を保持する飛散物質保持手段と、前記飛散物質を飛散させる手段と、前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質を切り換える手段と、前記飛散物質が前記基板表面に堆積するような位置に該基板を保持する基板保持手段と、前記基板表面の近傍に配置された、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板と、前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させる基板ホルダ回転手段と、を備え、前記基板ホルダ回転手段が、回転角度読み取り手段と、前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称の膜厚分布を有する膜を成膜する際に、各単位膜の成膜を開始する時点における前記基板と前記膜厚分布制御板との相対的な回転角度位置（開始角）を変えながら前記膜を成膜し、各膜の前記開始角を３６０°内に略均一に分散させるように制御する制御装置と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２の多層膜成膜装置は、基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質が所定の周期長で積層された多層膜を成膜する装置であって、前記２種類以上の物質（飛散物質）を保持する飛散物質保持手段と、前記飛散物質を飛散させる手段と、前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質の種類を切り換える手段と、前記飛散物質が前記基板表面に堆積するような位置に該基板を保持する基板保持手段と、前記基板表面の近傍に配置された、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板と、前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させる基板ホルダ回転手段と、前記膜にイオンビームを照射することにより、前記膜表面から膜物質をはじき出し、該膜の膜厚を修正するイオンビーム照射手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
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（飛散物質）が所定の周期長で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、前記多層膜が、前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質の種類を切り換えながら、膜を構成する物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜されており、前記基板表面の近傍に、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板を配置して、前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させながら、前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称の膜厚分布を有する膜が成膜されており、各単位膜の成膜を開始する時点における前記基板と前記膜厚分布制御板との相対的な回転角度位置（開始角）を変えながら前記膜を成膜し、各膜の前記開始角を３６０°内に略均一に分散されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第２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（飛散物質）が所定の周期長で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、前記多層膜が、前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質の種類を切り換えながら、膜を構成する物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜されており、前記基板表面の近傍に、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板を配置して、前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させながら、前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称の膜厚分布を有する膜が成膜されており、前記膜厚分布制御板を前記基板表面から離した後に、前記膜にイオンビームを照射することにより、前記膜表面から膜物質をはじき出して、該膜の膜厚が修正されていることを特徴とする。
【００１９】
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。
本発明の露光装置によれば、例えば、ＥＵＶリソグラフィに適したＭｏ／Ｓｉ多層膜やＭｏ／Ｂｅ多層膜を具備する反射鏡を光学系に備えることにより、高精度で微細なパターンを形成することができる。
【００２０】
【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成膜装置を模式的に示す図である。
図１に示す多層膜成膜装置は、真空チャンバ１０内に、成膜材料のターゲット材３と、反射鏡基板５とが互いに対面するように配置されており、これら基板５とターゲット材３との間の基板５の近傍には、膜厚分布制御板４が配置されている。
【００２１】
ターゲット材３の図中右方には、イオンビーム源１が配置されている。イオンビーム源１は、ターゲット材３に向けてアルゴン（Ａｒ）などのイオンビーム２を照射する。イオンビーム２によってスパッタされたターゲット材３の一部（飛散物質）は、膜厚分布制御板４を通って基板５上に堆積する。
イオンビーム源１の図中上方には、イオンビーム駆動装置１２が配置されている。
【００２２】
ターゲット材３は、ターゲット材ホルダ３ａの両面にターゲット材料（モリブデン（Ｍｏ）３ｂ（上面）、シリコン（Ｓｉ）３ｃ（下面））が取り付けられて構成されている。ターゲット材ホルダ３ａは、回転機構（図示していない。）を備えており、ターゲット材ホルダ３ａを回転させてイオンビーム２に向けるターゲット材料を換えて、モリブデン３ｂとシリコン３ｃを交互に成膜することができるようになっている。
【００２３】
基板５は、成膜される面が図の下向きになるように基板ホルダ６により保持されている。基板ホルダ６は、基板５を固定するためのチャックなど（図示されず。）を有している。ここで、膜厚分布制御板４及び基板５はともに円形で、各々の中心が軸ＡＸ上にあるように配置されている。
基板ホルダ６の上部には、基板ホルダ回転駆動装置７が配置されている。成膜時には、基板ホルダ６は、基板ホルダ回転駆動装置７によって駆動されて軸ＡＸ周りに回転する。この基板ホルダ６の回転速度は一例で３０ｒｐｍである。基板ホルダ回転駆動装置７は、回転角度読取機構８を備えている。
【００２４】
基板ホルダ回転駆動装置７、回転角度読取機構８及びイオンビーム駆動装置１２は、制御装置９によって制御されている。回転角度読取機構８は、膜厚分布制御板４と基板ホルダ６との相対的な位置関係（基板ホルダ６の回転角度位置（開始角））のデータを常時取得し、制御装置９に送る。一方、制御装置９は、イオンビーム駆動装置１２を制御して、成膜の開始・終了をイオンビーム２の照射と照射停止により制御する。これにより、基板５の回転角度位置をモニタして、所望の回転角度位置となったときに成膜を開始することができるようになっている。制御装置９は、制御用コンピュータ１１によって制御することが可能である。
【００２５】
以下に、本発明の一実施形態に係る多層膜成膜方法について、図１及び図２を参照しながら説明する。本実施形態においては、４０層対（合計８０層）のＭｏ／Ｓｉ多層膜を成膜する。
図２は、本発明の一実施形態に係る多層膜成膜方法を示すフローチャートである。
まず、ターゲット材ホルダ３ａを操作してターゲット材料３ｂをイオンビーム源１に向け、イオンビーム２を照射して、基板５上に膜を１層形成する（Ｓ１）。本実施形態においては、膜１層あたりにかかる成膜時間は１００．５秒に設定されている。基板５は、基板ホルダ６とともに基板ホルダ回転駆動装置７によって、軸ＡＸ周りに回転させられている。回転角度読取機構８は、基板５の回転角度位置をモニタして、制御装置９に基板５の回転角度位置データを送っている。次に、ターゲット材ホルダ３ａを反転させ、イオンビーム源１に向けるターゲット材料をモリブデン３ｂからシリコン３ｃに切り換える（Ｓ２）。
基板５の回転角度位置データに基づいて、直前に成膜した層の成膜開始時（イオンビーム照射開始時）の回転角度位置から４．５°ずれた位置で成膜を開始するように指示し（Ｓ３）、次の層を成膜する（Ｓ１）。
そして、上記の工程を繰り返し４０層対（合計８０層）の成膜を行う（Ｓ４）。
【００２６】
Ｓ１においては、所望の周期長を得るために、モリブデン層、シリコン層ともに１層の成膜時間は１００．５秒に設定されている。したがって、１層成膜する間に基板５は５０＋１／４回転する。ここで、膜厚分布制御板４の形状が図６（Ｂ）と同様に中心に対して点対称であり、膜厚分布制御板４の遮蔽領域と非遮蔽領域（開口部）を１回ずつ通過すること（半周）を１周期と呼ぶことにすると、基板５上の各点は１００．５周期の間成膜がなされる。したがって、上述の場合（図６（Ｂ）参照。）と同様に、端数である０．５周期（９０°）の間に、基板５の一部（点Ｃ付近。）では飛散物質がほとんど遮蔽されないのに対し、別の部分（Ａ）では遮蔽領域を通過する。このため、（Ｓ１）終了時点において、基板５上において円周方向の膜厚分布が生じている。Ｓ２で成膜開始角を４．５°ずらすと、第２層目は４．５°、第３層目は９．０°、…、第８０層目は３５５．５°ずれた位置で成膜を開始することになる。したがって、本実施形態によれば、各層を成膜する際に生じた周方向の膜厚分布を基板上（３６０°）に均一に分散させることにより、膜厚の厚い部分同士あるいは薄い部分同士が重ならないようにすることができるので、多層膜全体の周方向の膜厚分布を低減することができる。
なお、本実施例においては、成膜の開始と終了をイオン源の制御によって行っているが、ターゲット材と基板との間、あるいは、イオンビームとターゲット材との間にシャッタ機構を設け、その開閉によって成膜の開始と終了を制御してもよい。
【００２７】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る多層膜成膜装置を模式的に示す図である。
図３に示す多層膜成膜装置において、イオンビーム源２０１やターゲット材２０３（ターゲット材ホルダ２０３ａ、ターゲット材料２０３ｂ、２０３ｃ）、膜厚分布制御板２０４、反射鏡基板２０５、基板ホルダ２０６、基板ホルダ回転駆動装置２０７、回転角度読取機構２０８、制御装置２０９、真空チャンバ２１０、制御用コンピュータ２１１、イオンビーム駆動装置２１２の機能・構成については、それぞれ図１で説明したものとほぼ同様であるので説明を省略する。但し、基板ホルダ２０６の回転速度は、２０ｒｐｍである。
【００２８】
図３に示す多層膜成膜装置は、真空チャンバ２１０の左側に第２イオンビーム源２１３を備えている。基板ホルダ２０６は、基板２０５を保持して第２イオンビーム源２１３に対向させる位置（このときの基板２０５の位置を２０５′で示す。）まで移動可能となっている。そして、第２イオンビーム源２１３は、膜厚分布制御板２０４を基板２０５′近傍から取り外した状態で、イオンビーム２１４を基板２０５′上に成膜された膜の表面に照射して、多層膜の最表面をスパッタにより除去して膜厚を調整する。
【００２９】
以下に、本発明の第２の実施形態に係る多層膜成膜方法について、図３及び図４を参照しながら説明する。本実施形態においては、４０層対（合計８０層）のＭｏ／Ｓｉ多層膜を成膜する。
図４は、本発明の別の実施形態に係る多層膜成膜方法を示すフローチャートである。
まず、ターゲット材ホルダ２０３ａを操作してターゲット材料（Ｍｏ）２０３ｂをイオンビーム源２０１に向け、イオンビーム２０２を照射して、基板２０５上にモリブデン膜を１層形成する（Ｓ２１）。本実施形態においては、膜１層あたりにかかる成膜時間は３の倍数秒に設定されている。
次に、ターゲット材ホルダ２０３ａを反転させ、イオンビーム源２０１に向けるターゲット材料をモリブデン２０３ｂからシリコン２０３ｃに切り換える（Ｓ２２）。
制御装置２０９が記録している基板２０５の回転角度位置データに基づいて、直前に成膜した層の成膜開始時（イオンビーム照射開始時）の回転角度位置から４．５°ずれた位置で成膜を開始するように設定し（Ｓ２３）、シリコン層を成膜する（Ｓ２４）。
膜厚分布制御板２０４を基板２０５近傍から遠ざけるとともに、基板ホルダ２０６を傾斜させて、基板２０５を２０５′の位置まで移動させ、第２イオンビーム源２１３の方向に向ける（Ｓ２５）。
Ｓ２４において基板２０５上に成膜されたシリコン膜の膜厚を評価した上で、同シリコン膜にイオンビーム２１４を照射して、シリコンをスパッタによりはじき出し、シリコン膜の膜厚を調整する（Ｓ２６）。
そして、基板２０５を再びターゲット材２０３の方向に向け（Ｓ２７の（ａ））、膜厚分布制御板２０４を基板２０５近傍に配置し（Ｓ２７の（ｂ））、ターゲット材ホルダ２０３ａを反転させ、イオンビーム源２０１に向けるターゲット材料をシリコン２０３ｃからモリブデン２０３ｂに切り換える（Ｓ２７の（ｃ））。
制御装置２０９が記録している基板２０５の回転角度位置データに基づいて、直前に成膜した層の成膜開始時（イオンビーム照射開始時）の回転角度位置から４．５°ずれた位置で成膜を開始するように設定し（Ｓ２８）、モリブデン層を成膜する（Ｓ２１）。
そして、上記の工程を繰り返し４０層対（合計８０層）の成膜を行う（Ｓ２９）。
【００３０】
本実施形態においては、Ｓ２１とＳ２４の成膜時間は３の倍数秒であり、基板ホルダ２０６の回転速度は２０ｒｐｍであることから、各層の成膜時間内に基板ホルダ２０６は整数回回転する。したがって、各層の成膜開始角のずれによる周方向の膜厚がほぼ均一な膜を得ることができる。しかしながら、成膜速度が成膜の開始時と終了時には変動するため、開始角は完全には一致せず、わずかながら周方向の膜厚分布が生じる。本実施形態においては、Ｓ２３及びＳ２８において、この膜厚分布を基板２０５の周方向に分散させることにより、周方向の膜厚分布を低減している。
【００３１】
さらに、本実施形態においては、成膜時間を３の倍数秒としたため、多層膜周期長を自由に選ぶことができない。このため、所望の周期長を得るために、Ｓ２５及びＳ２６において、シリコンを成膜した後に、同シリコン層にイオンビーム２１４を照射してスパッタによりシリコン層を除去して膜厚を調整している。イオンビーム２１４の照射時間は自由に設定することができ、イオンビーム２１４を照射する時間を最適化することで、所望の周期長を得ることができる。また、イオンビーム２１４の照射の際には、膜厚分布制御板２０４を基板２０５から遠ざけており、また、基板２０５を２０５′の位置まで移動させて第２イオンビーム源２１３に対応させるように配置するため（Ｓ２５）、イオンビーム２１４によるシリコンの除去量には、周方向の分布が生じることはない。
【００３２】
一方、半径方向には、イオンビーム２１４によるシリコンの除去量の分布が生じるが、以下に述べるように半径方向の分布は大きな問題とはならない。仮に、モリブデン層（２．５ｎｍ／１層）及びシリコン層（４．５ｎｍ／１層）がともに１００秒で成膜されるとすると、モリブデンとシリコンの成膜速度は、平均でそれぞれ０．０２５ｎｍ／秒、０．０４５ｎｍ／秒となる。成膜時間として３の倍数秒を選択すると、周期長の最小調整厚さは、モリブデンの成膜時間を調整したときの０．０７５ｎｍ（０．０２５ｎｍ×３）である。したがって、周期長の最小調整厚さ０．０７５ｎｍの半分の０．０３７５ｎｍが最適周期長からの最大のずれ量となり、イオンビーム２１４で除去を行うこと（Ｓ２６）が求められる最大の膜厚である。ここで、イオンビーム２１４による除去量に面内で１０％の分布が生じていたとすると、目標とした膜厚からのずれ量は０．００４ｎｍ以下となる。イオンビーム２１４による除去速度を０．０１ｎｍ／秒程度とすると、照射時間を０．１秒単位で制御すれば、０．００１ｎｍの精度で膜厚の調整を行うことができる。
【００３３】
本実施形態においては、各層の成膜時間を３の倍数秒としたが、成膜時間はこれに限るものではない。成膜開始時及び終了時における成膜速度の不均一によって生じる周方向の膜厚分布を低減するのに最適な成膜時間を選択することができる。
【００３４】
図５は、本発明の一実施形態に係る露光装置を模式的に示す図である。
なお、以下の説明において、上流側とは光路の上流側（光源に近い方）をいい、下流側とは光路の下流側（ウェハに近い方）をいう。
【００３５】
図５に示すＥＵＶ露光装置１００は、上流側にＸ線発生装置（レーザプラズマＸ線源）１０１を備えている。このＸ線発生装置１０１は、球状の真空容器１０２を備えており、この真空容器１０２の内部は、図示せぬ真空ポンプで排気されている。真空容器１０２内の図５の上側には、多層膜放物面ミラー１０４が設置されている。このミラー１０４の反射面１０４ａには、既述の成膜方法、装置により成膜したＭｏ／Ｓｉの多層膜が形成されている。
【００３６】
真空容器１０２の図中右方には、レンズ１０６が配置されている。このレンズ１０６は、レーザ光源（図示されず）から放出されたパルスレーザ光１０５を、多層膜放物面ミラー１０４の焦点位置に集光する。集光されたパルスレーザ光１０５が標的材料１０３（キセノン（Ｘｅ）等）に照射されることで、プラズマ１０７が生成され、このプラズマ１０７から１３ｎｍ付近の波長帯の軟Ｘ線（ＥＵＶ光）１０８を放射される。
【００３７】
真空容器１０２の図中下部には、可視光をカットするＸ線フィルター１０９が設けられている。前記ＥＵＶ光１０８は、多層膜放物面ミラー１０４によって、図の下方に反射されて、Ｘ線フィルター１０９を通過し、後段の露光チャンバ１１０に導かれる。このとき、ＥＵＶ光１０８の可視光帯域のスペクトルがカットされる。
【００３８】
なお、このＸ線発生装置１０１はレーザプラズマＸ線源を用いているが、放電プラズマＸ線源を採用することもできる。放電プラズマＸ線源においては、パルス高電圧の放電により標的材料をプラズマ化し、このプラズマからＸ線を放射させる。
【００３９】
Ｘ線発生装置１０１の図中下方には、露光チャンバ１１０が設置されている。露光チャンバ１１０の内部には、照明光学系１１３が配置されている。照明光学系１１３は、コンデンサ系の反射鏡、フライアイ光学系の反射鏡等で構成されており（図中では詳細は省略されている。）、Ｘ線発生装置１０１から入射したＥＵＶ光１０８を円弧状に整形し、図中左方に向けて照射する。
【００４０】
照明光学系１１３の図中左方には、反射鏡１１５が配置されている。この反射鏡１１５は、円形の凹面鏡であり、反射面１１５ａが図中右側となるように、図示せぬ保持部材により垂直に保持されている。反射鏡１１５の図中右方には、光路折り曲げ反射鏡１１６が配置されている。この光路折り曲げ反射鏡１１６の図中上方には、反射型マスク１１１が、反射面が下になるように水平に配置されている。照明光学系１１３から放出されたＥＵＶ光は、反射鏡１１５により反射集光された後に、光路折り曲げ反射鏡１１６を介して、反射型マスク１１１の反射面に達する。
【００４１】
反射鏡１１５、１１６は、反射面が高精度に加工された、熱変形の少ない低熱膨張ガラス製の基板からなる。反射鏡１１５の反射面１１５ａには、Ｘ線発生装置１０１の多層膜放物面ミラー１０４の反射面と同様に、本発明に係る成膜方法・装置により成膜したＭｏ／Ｓｉの多層膜が形成されている。なお、波長が１０〜１５ｎｍのＸ線を用いる場合には、Ｍｏ（モリブデン）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）等の物質と、Ｓｉ、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｂ４Ｃ（４ホウ化炭素）等の物質とを組み合わせた多層膜でもよい。
【００４２】
反射型マスク１１１の反射面にも多層膜からなる反射膜が形成されている。反射型マスク１１１の反射膜には、ウェハ１１２に転写するパターンに応じたマスクパターンが形成されている。反射型マスク１１１は、図中上方に図示されたマスクステージ１１７に取り付けられている。マスクステージ１１７は、少なくともＹ方向に移動可能であり、光路折り曲げ反射鏡１１６で反射されたＥＵＶ光は、反射型マスク１１１上で順次走査される。
【００４３】
反射型マスク１１１の下方には、順に投影光学系１１４、ウェハ（感応性樹脂を塗布した基板）１１２が配置されている。投影光学系１１４は、複数の反射鏡等からなり、反射型マスク１１１によって反射されたＥＵＶ光を所定の縮小倍率（例えば１／４）に縮小してウェハ１１２上に結像する。ウェハ１１２は、露光面が上方を向くように、ＸＹＺ方向に移動可能なウェハステージ１１８上に固定されている。
【００４４】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によると、多層膜成膜時に生じる周方向の膜厚分布を低減することができ、高精度に加工した基板面の形状を劣化させることなく、反射波面の波面精度を高く保つことができる。
本発明の露光装置は、上述の多層膜成膜方法によって成膜された多層膜反射鏡を用いることにより、高精度の露光を行うことができる。
【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成膜装置を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る多層膜成膜方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る多層膜成膜装置を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る多層膜成膜方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る露光装置を模式的に示す図である。
【図６】イオンビームスパッタによる多層膜成膜方法の一例を示す図である。
（Ａ）  多層膜成膜装置を模式的に示す図である。
（Ｂ）  膜厚分布制御板を示す平面図である。
【符号の説明】
１  イオンビーム源
２  イオンビーム
３  ターゲット材
３ａ  ターゲット材ホルダ
３ｂ、３ｃ  ターゲット材料
４  膜厚分布制御板
５  反射鏡基板
６  基板ホルダ
７  基板ホルダ回転駆動装置
８  回転角度読取機構
９  制御装置
１０  真空チャンバ
１１  制御用コンピュータ
１２  イオンビーム駆動装置
２０１  イオンビーム源
２０２  イオンビーム
２０３  ターゲット材
２０３ａ  ターゲット材ホルダ
２０３ｂ、２０３ｃ  ターゲット材料
２０４  膜厚分布制御板
２０５  反射鏡基板
２０６  基板ホルダ
２０７  基板ホルダ回転駆動装置
２０８  回転角度読取機構
２０９  制御装置
２１０  真空チャンバ
２１１  制御用コンピュータ
２１２  イオンビーム駆動装置
２１３  第２イオンビーム源
２１４  イオンビーム
１００  露光装置
１０１  Ｘ線発生装置
１０２  真空容器
１０３  標的材料
１０４  多層膜放物面ミラー
１０４ａ  多層膜放物面ミラーの反射面
１０５  パルスレーザ光
１０６  レンズ
１０７  プラズマ
１０８  軟Ｘ線
１０９  フィルター
１１０  露光チャンバ
１１１  反射型マスク
１１２  ウェハ
１１３  照明光学系
１１４  投影光学系
１１５  多層膜反射鏡
１１５ａ  多層膜反射鏡１１５の反射面
１１６  光路折り曲げ反射鏡
１１７  マスクステージ
１１８  ウェハステージ
【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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