(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、基板上（１０１）に多層膜（１０３）を形成した多層膜反射鏡であって、多層膜の少なくとも一つの層がアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含むことを特徴とする。多層膜を溶解させて基板から剥離させる際に、多層膜中のアルカリ金属、アルカリ土類金属が最初に溶解し、膜が粗になり溶液が浸透しやすくなる結果、多層膜の溶解・剥離が促進される。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。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に多層膜を形成した多層膜反射鏡であって、多層膜の少なくとも一つの層がアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含むことを特徴とする多層膜反射鏡。
【請求項２】
多層膜を構成する層のうち基板に隣接する一または複数の層がアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む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】
前記多層膜の少なくとも一つの層がアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む割合が０．１％から１０％の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の多層膜反射鏡。
【請求項４】
多層膜が主としてモリブデンを含む層と主としてシリコンを含む層を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の多層膜反射鏡。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項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、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む層のアルカリ金属またはアルカリ土類金属を当該剥離液によって溶解させることにより当該アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む層の溶解を促進し、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６】
請求項１から４のいずれか一項に記載の多層膜反射鏡を再生する方法であって、多層膜反射鏡を剥離液に浸けることによって、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む層のアルカリ金属またはアルカリ土類金属を当該剥離液によって溶解させることにより当該アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む層の溶解を促進し、多層膜を基板から剥離させ、その後に基板上に新しい多層膜を形成することを特徴とする多層膜反射鏡を再生する方法。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか一項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まで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、基板上に多層膜を形成した多層膜反射鏡であって、多層膜の少なくとも一つの層がアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含むことを特徴とする。
【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、多層膜中のアルカリ金属、アルカリ土類金属が最初に溶解し、膜が粗になり溶液が浸透しやすくなる結果、多層膜の溶解・剥離が促進される。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、モリブデン／シリコン（Ｍｏ／Ｓｉ）層対が複数個重ねられたものである。
【００１７】
多層膜１０３の少なくとも一部には、アルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、フランシウム）またはアルカリ土類金属（カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム）の少なくとも一つが含まれる。これら金属は酸溶液やアルカリ溶液に溶解しやすいため、それらを含む多層膜も溶解しやすくなる。溶解液によって多層膜を剥離させる際に、多層膜中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属が最初に溶解し、膜が粗になり溶液が浸透しやすくなる結果、多層膜の溶解・剥離が促進される。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。アルカリ金属またはアルカリ土類金属の多層膜における含有量は、０．1％乃至１０％の範囲が好ましい。含有量が上記の範囲に達しないと、多層膜の溶解・剥離が十分に促進されない。含有量が上記の範囲を超えると、これらの金属は極端紫外線波長の光を吸収するため、多層膜の反射率が低下する。また、たとえば、リチウムなどは空気中の水分を吸収して酸化物となり、多層膜の表面で散乱などを生じ、多層膜反射鏡の機能が劣化する。
【００１８】
多層膜のうち、基板１０１に隣接する一または複数の層にのみアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有させてもよい。多層膜のうち、基板１０１に隣接する一または複数の層に他の層より高い含有量のアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有させてもよい。基板と隣接する一または複数の層の溶解が促進されることにより、基板と多層膜との剥離が促進される。
【００１９】
シリコンは、モリブデンよりも酸溶液やアルカリ溶液に溶解しにくいので、シリコンを含む層に、モリブデンを含む層より高い含有量のアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有させてもよい。
【００２０】
上記のような多層膜は、基板の反射面上に、スパッタリングによって形成する。ターゲット材料にアルカリ金属またはアルカリ土類金属を混入させておくことにより、これらを含む多層膜が形成される。また、多層膜を形成した後で、多層膜にアルカリ金属またはアルカリ土類金属を打ち込んでもよい。
【００２１】
本実施形態においては、多層膜は、シリコンの層およびモリブデンの層の層対から形成されているが、他の材料から形成されたものであってもよい。また、各層の間に拡散防止層が形成されてもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
次に、上記のステップＳ０１０について、さらに詳細に説明する。
【００２５】
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。
【００２６】
溶解用溶液は、混合酸溶液、硝酸溶液やアルカリ溶液などである。混合酸溶液は、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％を混合したものである。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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】
【００３０】
【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】
【００３１】
１０１…基板、１０３…多層膜
【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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