(57)【要約】【課題】時間とコストをかけずに、基板から多層膜を除去し、新しい多層膜を再生することができ、しかも、所望の反射率を達成することのできる多層膜反射鏡を提供する。【解決手段】本発明による多層膜反射鏡は、モリブデンを含む層とシリコンを含む層から成る層対（１０５）を基板（１０１）上に積み重ねた多層膜（１０３）からなる多層膜反射鏡であって、少なくとも一部の層対のモリブデンを含む層（１０７）が、当該層対のシリコンを含む層およびその周囲を含む領域に、当該シリコンを含む層よりも広く積層されるように成膜したことを特徴とする。多層膜を溶解させて基板から剥離させる際に、層対の周囲のモリブデンを含む層が最初に溶解し、引き続いて、層対の周囲のモリブデンを含む層に連続した、層対のモリブデンを含む層が溶解し、多層膜全体の溶解・剥離が生じる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モリブデンを含む層とシリコンを含む層から成る層対を基板上に積み重ねた多層膜からなる多層膜反射鏡であって、少なくとも一部の層対のモリブデンを含む層が、当該層対のシリコンを含む層およびその周囲を含む領域に、当該シリコンを含む層よりも広く積層されるように成膜したことを特徴とする多層膜反射鏡。
【請求項２】
多層膜のうち、基板に隣接する、一または複数の層対のモリブデンを含む層が、当該層対のシリコンを含む層およびその周囲を含む領域に、当該シリコンを含む層よりも広く積層されるように成膜したことを特徴とする請求項１に記載の多層膜反射鏡。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多層膜反射鏡から多層膜を除去する方法であって、多層膜反射鏡を剥離液に浸けることによって、シリコンを含む層の周囲を含む領域に、当該シリコンを含む層よりも広く積層されたモリブデンを含む層を当該剥離液によって溶解させることにより多層膜を基板から剥離させることを特徴とする多層膜反射鏡から多層膜を除去する方法。
【請求項４】
多層膜反射鏡を中に浸けた剥離液を超音波で振動させることにより剥離を促進させることを特徴とする、請求項３に記載の多層膜反射鏡から多層膜を除去する方法。
【請求項５】
剥離液が燐酸、硝酸および酢酸の混合液であることを特徴とする請求項３または４に記載の多層膜反射鏡から多層膜を除去する方法。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか一項の方法によって多層膜を除去した基板の面上に新しい多層膜を再生することを特徴とする、多層膜反射鏡の再生方法。
【請求項７】
請求項１または２に記載の多層膜反射鏡を使用した露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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して除去し、新しい多層膜を再生することのできる多層膜反射鏡などに関する。
【背景技術】
【０００２】
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達成される光学系の解像度を向上させるために、従来の紫外線に代えて、より短い波長（１１乃至１４ｎｍ）を有する極端紫外線（Extreme Ultraviolet, EUV）を用いた露光技術が開発されている。これにより約５乃至７０ｎｍの微細なパターンサイズの露光が可能になるものと期待されている。
【０００３】
極端紫外線領域の光に対して、物質の屈折率は１に近いため、極端紫外線用の光学素子としては、透過屈折型素子が使用できない。したがって、ＥＵＶ露光装置の投影光学系においては、反射型素子が使用される。反射型素子としては、高い反射率を達成するように、使用される波長域において屈折率の高い、たとえばシリコン（Ｓｉ）、屈折率の低い、たとえば（Ｍｏ）をガラス基板上に交互に多層膜として積層した多層膜反射鏡が一般的である。
【０００４】
ＥＵＶ露光装置の投影光学系に使用される多層膜反射鏡において、露光時には、多層膜表面にＥＵＶ光が照射されるため、多層膜反射鏡付近に漂っている有機残留物（例えば、排気系のオイル等）がＥＵＶ光によって分解され、多層膜表面にカーボンコンタミ（炭素汚れ）となって付着し、また、残留水分子によって多層膜表面の酸化が進む。したがって、多層膜表面が汚染され、反射率を低下させるという問題が生じる。
【０００５】
したがって、ＥＵＶ露光装置に用いられる多層膜反射鏡は、一定期間使用した後、再生する必要がある。この場合に、ガラス基板から多層膜を除去した後、ガラス基板上に新しい多層膜を再生する。しかし、ガラス基材を溶解したり表面荒れを生じさせたりせずに、多層膜のみを溶解・剥離する薬液は存在しない。このため、ガラス基板上に積層された多層膜は、物理的に削り取る研磨によって除去される。したがって、ガラス基板の表面は物理的なダメージを受ける。
【０００６】
多層膜反射鏡の基板の表面粗さは、反射率に影響する。ＥＵＶ露光装置に用いられる多層膜反射鏡の基板の表面粗さは、０．１ｎｍＲＭＳが要求される。したがって、物理的なダメージを受けたガラス基板の表面は、上記の表面粗さとなるように研磨し直す必要がある。このガラス基板の研磨には、多大な時間とコストがかかる。
【０００７】
基板に物理的なダメージを与えることなく多層膜を剥離し、基板に多層膜を再度成膜することを可能にする技術として、多層膜と基板の間に銀の薄膜を成膜する多層膜反射鏡が提案されている（たとえば、特許文献１）。この技術では、除去する必要のある多層膜を備えた基板を、フッ酸を含まない酸溶液に浸漬し、基板とＭｏ／Ｓｉ多層膜の間に存在する銀の膜を溶かすことによって多層膜を剥離する。基板が石英基板であれば、剥離時に基板はダメージを受けず、再度多層膜を成膜することによって高反射率の多層膜反射鏡が得られる。
【０００８】
【特許文献１】特開2005-98930号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、多層膜剥離のために成膜した銀の膜の表面は粗さが大きくなる傾向がある。銀を成膜した場合、膜は島状成長をするため、厚さ４０ｎｍ程度の薄い膜でも１ｎｍＲＭＳ以上の粗さとなる。このように粗さの大きな表面に多層膜を成膜した場合、ＥＵＶ領域での反射率は、たとえば、表面粗さが０．１ｎｍＲＭＳである通常のＥＵＶ光学系用研磨基板に成膜した場合に比べて低下してしまう。
【００１０】
したがって、時間とコストをかけずに、基板から多層膜を除去し、新しい多層膜を再生することができ、しかも、所望の反射率を達成することのできる多層膜反射鏡に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による多層膜反射鏡は、モリブデンを含む層とシリコンを含む層から成る層対を基板上に積み重ねた多層膜からなる多層膜反射鏡であって、少なくとも一部の層対のモリブデンを含む層が、当該層対のシリコンを含む層およびその周囲を含む領域に、当該シリコンを含む層よりも広く積層されるように成膜したことを特徴とする。
【００１２】
本発明による多層膜反射鏡においては、多層膜を溶解させて基板から剥離させる際に、層対の周囲のモリブデンを含む層が最初に溶解し、引き続いて、層対の周囲のモリブデンを含む層に連続した、層対のモリブデンを含む層が溶解し、多層膜全体の溶解・剥離が生じる。この結果、短時間で基板から多層膜を剥離させることができ、基板上に新しい多層膜を形成することによって、効率的に多層膜反射鏡を再生することができる。しかも、基板の表面粗さは維持されるので、再生した多層膜反射鏡の反射率は低下しない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、時間とコストをかけずに、基板から多層膜を除去し、新しい多層膜を再生することができ、しかも、所望の反射率を達成することのできる多層膜反射鏡が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による多層膜反射鏡の構成を示す。
【００１５】
基板１０１は、ＥＵＶ露光装置の照明光学系や投影光学系に用いるために低熱膨張ガラスを高精度に研磨したものである。この基板１０１の反射面には、複数のモリブデン／シリコン（Ｍｏ／Ｓｉ）層対からなる部分を含む多層膜１０３が成膜されている。
【００１６】
図２は、上記の多層膜の断面の模式図を示す。多層膜１０３は、複数のモリブデン／シリコン（Ｍｏ／Ｓｉ）層対からなる部分１０５とその周縁部のモリブデンのみが積層された部分１０７とを含む。すなわち、モリブデン層の積層エリアがシリコン層の積層エリアに重なるとともに、シリコン層の積層エリアの周縁部を含んで拡がっている。
【００１７】
モリブデン／シリコン（Ｍｏ／Ｓｉ）層対を含む多層膜において、モリブデン層とシリコン層の積層エリアが同じ場合や、シリコン層の積層エリアがモリブデン層の積層エリアより大きい場合には、モリブデンを溶解させる溶解液に浸漬しても多層膜は溶解・剥離しない。しかし、モリブデン層の積層エリアがシリコン層の積層エリアよりも広いと、モリブデンのみが積層された部分１０７が最初に溶解し、引き続いて、モリブデンのみが積層された部分１０７に連続した、モリブデン／シリコン（Ｍｏ／Ｓｉ）層対からなる部分１０５のモリブデンから成る層が溶解し、多層膜全体の溶解・剥離が生じる。この結果、短時間で基板１０１から多層膜１０３を剥離させることができる。
【００１８】
上記のような多層膜は、イオンビームスパッタではイオンビームを広げたり、マグネトロンスパッタではスパッタエリアを広げたりすることで、多層膜の中のモリブデンの層をシリコンの層よりも広い範囲に積層することによって製造することができる。
【００１９】
本実施形態においては、多層膜は、シリコン層およびモリブデン層の層対から形成されているが、それぞれシリコンを含む層およびモリブデンを含む層であってもよい。
【００２０】
多層膜反射鏡は、図５に示したようなＥＵＶ露光装置の照明光学系や投影光学系３７の反射鏡Ｍ１乃至Ｍ６として、半導体回路パターンの露光に用いられる。露光装置については後で説明する。ＥＵＶ光によって、多層膜反射鏡付近に漂っている有機残留物が分解され、多層膜表面にカーボンコンタミとなって付着する。また、微量の残留水分子が存在する露光空間内でＥＵＶ光が照射されるため、反射鏡Ｍ１乃至Ｍ６の表面は徐々に酸化される。多層膜表面へのカーボンコンタミの付着や多層膜表面の酸化により反射鏡Ｍ１乃至Ｍ６の反射率は徐々に低下し、露光装置としての処理能力も低下する。このような反射率の低下を回復することは困難であるため、処理能力が許容範囲を超えて低下した場合、この反射鏡Ｍ１乃至Ｍ６の一部または全部を露光装置から取り出し、多層膜反射鏡の再生をおこなう。
【００２１】
図３は、多層膜反射鏡の再生方法を示す流れ図である。ステップＳ０１０において、多層膜１０３を溶解させて、多層膜１０３を基板１０１から剥離させて除去する。ステップＳ０２０において、必要に応じて、多層膜１０３を除去した後の基板面を洗浄する。多層膜１０３を除去した後のガラス基板の表面粗さは、多層膜積層前のものと変化がなく、研磨することなくそのまま使用することができる。ステップＳ０３０において、多層膜１０３を除去した後の基板面上に、新しい多層膜を形成する。
【００２２】
次に、上記のステップＳ０１０について、さらに詳細に説明する。
【００２３】
図４は、液留め用治具を取り付けた基板の断面を示す図である。多層膜１０３を剥離する場合には、図４に示すように液溜め用の治具１１１を固定具（不図示）によって基板１０１に取り付けて成膜領域付近のみを溶解用溶液２０１に浸す。基板において多層膜成膜がなされていない領域（側面および裏面など）には、露光装置内に変形なく多層膜反射鏡を設置するための保持機構や各種モニタ機構（不図示）が取り付けられている。液溜め用治具１１１は、これらの部分に溶解用溶液が接しないように取り付けられている。
【００２４】
溶解用溶液２０１に超音波振動装置の振動子を挿入して、溶解用溶液２０１を振動させて多層膜の剥離を促進させてもよい。超音波の周波数として基板に伝わらない周波数を選択すると、基板の表面荒れが生じない。
【００２５】
溶解用溶液は、たとえば、リン酸７０乃至８０％、硝酸１乃至１０％および酢酸２乃至１２％を混合した混合酸溶液である。混合酸溶液の代わりに硝酸を用いてもよい。
【００２６】
図５は、本発明による多層膜反射鏡を使用した露光装置の構成を示す図である。
【００２７】
光源３１から放出されたＥＵＶ光は、コリメータミラーとして作用する凹面反射鏡３４を介してほぼ平行光束となり、一対のフライアイミラー３５ａおよび３５ｂからなるオプティカルインテグレータ３５に入射する。
【００２８】
こうして、フライアイミラー３５ａの反射面の近傍、すなわちオプティカルインテグレータ３５の射出面の近傍には、所定の形状を有する実質的な面光源が形成される。実質的な面光源からの光は平面反射鏡３６により反射された後、マスクＭ上に細長い円弧状の照明領域を形成する。ここで、円弧状の照明領域を形成するための開口板は、図示していない。マスクＭの表面で反射された光は、その後、投影光学系３７の多層膜反射鏡Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６で順に反射されて、露光光１として、マスクＭの表面に形成されたパターンの像を、ウエハ２上に塗布されたレジスト３上に形成する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態による多層膜反射鏡の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による多層膜反射鏡の多層膜の断面の模式図である。
【図３】多層膜反射鏡の再生方法を示す流れ図である。
【図４】液留め用治具を取り付けた基板の断面を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による多層膜反射鏡を使用した露光装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０１…基板、１０３…多層膜、１０５…層対からなる部分、１０７…モリブデンのみが積層された部分
【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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