(57)【要約】【課題】  高精度な面形状を有する多層膜反射鏡を提供する。【解決手段】  基板４表面にＭｏを含む層とＳｉを含む層を交互に周期的に成膜した構造を有する多層膜６ａ，６ｂを備え、面内で除去量に分布を生じさせて前記多層膜６ａ，６ｂの表面近傍の多層膜６ｂを除去した多層膜反射鏡２において、前記多層膜６ｂの除去による応力開放によって生じた変形を相殺するような面内分布を有するＳｉまたはＳｉを含む単層膜６ｃを前記表面近傍の多層膜６ｂが除去された前記多層膜６ｂの表面に備える。【選択図】  図２
2007107888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面にＭｏを含む層とＳｉを含む層を交互に周期的に成膜した構造を有する多層膜を備え、面内で除去量に分布を生じさせて前記多層膜の表面近傍の多層膜を除去した多層膜反射鏡において、
前記多層膜の除去による応力開放によって生じた変形を相殺するような面内分布を有するＳｉまたはＳｉを含む単層膜を前記表面近傍の多層膜が除去された前記多層膜の表面に備えることを特徴とする多層膜反射鏡。
【請求項２】
基板表面にＭｏを含む層とＳｉを含む層を交互に周期的に成膜した構造を有する多層膜を備え、面内で除去量に分布を生じさせて前記多層膜の表面近傍の多層膜を除去した多層膜反射鏡において、
前記多層膜の除去による応力開放によって生じた変形を相殺するように、前記表面の多層膜が除去された前記多層膜の表面に設けられたＳｉまたはＳｉを含む単層膜と、
前記単層膜の表面に設けられた保護層とを備えることを特徴とする多層膜反射鏡。
【請求項３】
前記ＳｉまたはＳｉを含む単層膜の膜厚は、前記多層膜の除去厚さに略比例していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の多層膜反射鏡。
【請求項４】
基板表面にＭｏを含む層とＳｉを含む層を交互に周期的に成膜した構造を有する多層膜を備え、多層膜除去加工により面内で除去量に分布を生じさせて前記多層膜の表面近傍の多層膜を除去した多層膜反射鏡において、
前記多層膜除去加工を行う前の前記多層膜は、見込んでいる平均的な加工量の前記多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力が小さくなるような構造であることを特徴とする多層膜反射鏡。
【請求項５】
基板表面にＭｏを含む層とＳｉを含む層を交互に周期的に成膜した構造であって、見込んでいる平均的な加工量の多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力が小さくなるような構造の多層膜を形成する形成工程と、
面内で除去量に分布を生じさせて前記多層膜の表面近傍の多層膜を除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする多層膜反射鏡の製造方法。
【請求項６】
前記除去工程において必要な除去加工量が前記見込んでいる平均的な加工量よりも小さい場合に、前記多層膜の全面を均一に除去する工程を更に含むことを特徴とする請求項５記載の多層膜反射鏡の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の多層膜反射鏡を光学系の少なくとも一部に備えることを特徴とする縮小投影露光装置。
【請求項８】
請求項５または請求項６に記載の多層膜反射鏡の製造方法により製造された多層膜反射鏡を光学系の少なくとも一部に備えることを特徴とする縮小投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板表面に多層膜を形成した多層膜反射鏡、多層膜反射鏡の製造方法及び該多層膜反射鏡を備える縮小投影露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化の進展に伴い、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、従来の紫外線に代えて、これより短い波長（例えば１１〜１４ｎｍ程度）の極端紫外線を使用した投影露光装置が開発されている。（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３‐１４８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の極端紫外線を使用した投影露光装置（ＥＵＶ露光装置）においては、極端紫外線が透過する物質が存在しないため、光学系は反射鏡によって構成される必要があるが、この波長域では物質の屈折率が１よりも僅かに小さいことによる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て多数重畳させて、全体として高い反射率を得る多層膜ミラーなどが使用される。
【０００５】
ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射鏡は、波面収差に対して、形状誤差が小さく、高精度な面形状に形成される必要があるが、その加工は容易でない。ここで、多層膜反射鏡の表面を一層ずつ削り取ることによって、実質的にサブｎｍの形状誤差を補正する技術が開発されている（国際公開第０１／４１１５５号パンフレット参照）が、多層膜の層を削り取ることにより多層膜の内部応力が変化し、この多層膜の内部応力の変化は多層膜反射鏡の基板の形状を変形させる要因となる。
【０００６】
この発明の課題は、高精度な面形状を有する多層膜反射鏡、多層膜反射鏡の製造方法及び該多層膜反射鏡を備えた縮小投影露光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の多層膜反射鏡（２）は、基板（４）表面にＭｏを含む層とＳｉを含む層を交互に周期的に成膜した構造を有する多層膜（６）を備え、面内で除去量に分布を生じさせて前記多層膜（６）の表面近傍の多層膜（６ｂ）を除去した多層膜反射鏡（２）において、前記多層膜（６ｂ）の除去による応力開放によって生じた変形を相殺するような面内分布を有するＳｉまたはＳｉを含む単層膜（６ｃ）を前記表面近傍の多層膜（６ｂ）が除去された前記多層膜（６ｂ）の表面に備えることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明の多層膜反射鏡（２）は、基板（４）表面にＭｏを含む層とＳｉを含む層を交互に周期的に成膜した構造を有する多層膜（６）を備え、面内で除去量に分布を生じさせて前記多層膜（６）の表面近傍の多層膜（６ｂ）を除去した多層膜反射鏡（２）において、前記多層膜（６ｂ）の除去による応力開放によって生じた変形を相殺するように、前記表面の多層膜（６ｂ）が除去された前記多層膜（６ｂ）の表面に設けられたＳｉまたはＳｉを含む単層膜（６ｃ）と、前記単層膜（６ｃ）の表面に設けられた保護層とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明の多層膜反射鏡（５２）は、基板（５４）表面にＭｏを含む層とＳｉを含む層を交互に周期的に成膜した構造を有する多層膜（５６）を備え、多層膜除去加工により面内で除去量に分布を生じさせて前記多層膜（５６）の表面近傍の多層膜（５６ｂ）を除去した多層膜反射鏡（５２）において、前記多層膜除去加工を行う前の前記多層膜（５６ｂ）は、見込んでいる平均的な加工量の前記多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力が小さくなるような構造であることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の多層膜反射鏡の製造方法は、基板（５４）表面にＭｏを含む層とＳｉを含む層を交互に周期的に成膜した構造であって、見込んでいる平均的な加工量の多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力が小さくなるような構造の多層膜（５６）を形成する形成工程（Ｓ１０）と、面内で除去量に分布を生じさせて前記多層膜（５６）の表面近傍の多層膜（５６ｂ）を除去する除去工程（Ｓ１４）とを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の縮小投影露光装置は、この発明の多層膜反射鏡（２，５２）またはこの発明の製造方法により製造された多層膜反射鏡（５２）を光学系（３０６〜３０９）の少なくとも一部に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の多層膜反射鏡は、多層膜の除去による応力開放によって生じた変形を相殺するような面内分布を有するＳｉまたはＳｉを含む単層膜を除去された多層膜の表面に備えている。また、この発明の多層膜反射鏡は、多層膜が見込んでいる平均的な加工量の多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力が小さくなるような構造を有している。したがって、多層膜反射鏡の表面の形状誤差の発生要因となる多層膜の内部応力の発生を防止しつつ、多層膜反射鏡の所望の波面形状に対する誤差の補正を良好に行なうことができる。
【００１３】
また、この発明の多層膜反射鏡の製造方法によれば、見込んでいる平均的な加工量の多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力が小さくなるような構造の多層膜を形成するため、多層膜除去加工により多層膜反射鏡の表面の形状誤差の発生要因となる多層膜の内部応力の発生を防止しつつ、多層膜反射鏡の所望の波面形状に対する誤差の補正を良好に行なうことができる。
【００１４】
また、この発明の縮小投影露光装置によれば、光学系の少なくとも一部に形状誤差の少ない多層膜反射鏡を備えているため、波面形状の補正を良好に行なうことができ、良好な露光を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる多層膜反射鏡について説明する。多層膜反射鏡は、例えば極端紫外光（ＥＵＶ光）を露光光とするＥＵＶ露光装置等に用いられる。図１は、第１の実施の形態にかかる多層膜反射鏡２の構成図、図２は多層膜反射鏡２のＡ−Ａ断面図である。図１及び図２に示すように、多層膜反射鏡２は、高精度な形状に研磨された低熱膨張ガラス基板４の表面にモリブデン（Ｍｏ）を含む層とシリコン（Ｓｉ）を含む層を交互に周期的にマグネトロンスパッタ成膜装置により成膜された構造を有する多層膜６（６ａ〜６ｃ）を備えている。
【００１６】
図３は、マグネトロンスパッタ成膜装置の構成を示す図である。図３に示すように、マグネトロンスパッタ成膜装置は、真空排気された真空チャンバ１０内に収容されている基板ホルダ１２を備えている。基板ホルダ１２は、低熱膨張ガラス基板４を保持しており、図示しない回転駆動機構により低熱膨張ガラス基板４を保持したまま回転軸ＡＸを軸として回転可能に構成されている。
【００１７】
また、マグネトロンスパッタ成膜装置は、真空チャンバ１０内に収容されている膜厚分布補正板１４を備えている。膜厚分布補正板１４は、低熱膨張ガラス基板４の近傍に配置されており、補正板駆動機構１６により図中矢印方向に移動可能に構成されている。膜厚分布補正板１４を図中矢印方向に移動させて低熱膨張ガラス基板４上に到達する成膜粒子の量を調整することにより、低熱膨張ガラス基板４上に成膜される膜の膜厚を制御することができる。
【００１８】
また、マグネトロンスパッタ成膜装置は、カソード１８、ターゲット材としてのモリブデン板２０、ターゲットシャッタ２２を備えている。真空チャンバ１０内に動作ガスを導入し、カソード１８に電圧が印加されることにより、モリブデン板２０の近傍にプラズマが発生する。このプラズマによって、モリブデン板２０がスパッタされ、スパッタされた成膜粒子としてのモリブデン（Ｍｏ）がガラス基板４上に堆積する。なお、ターゲットシャッタ２２は、モリブデンの成膜を行なう際には開放されており、後述するシリコンの成膜を行なう際には閉じられている。
【００１９】
また、マグネトロンスパッタ成膜装置は、カソード２４、ターゲット材としてのシリコン板２６、ターゲットシャッタ２８を備えている。真空チャンバ１０内に動作ガスを導入し、カソード２４に電圧が印加されることにより、シリコン板２６の近傍にプラズマが発生する。このプラズマによって、シリコン板２６がスパッタされ、スパッタされた成膜粒子としてのシリコン（Ｓｉ）がガラス基板４上に堆積する。なお、ターゲットシャッタ２８は、シリコンの成膜を行なう際には開放されており、モリブデンの成膜を行なう際には閉じられている。
【００２０】
この実施の形態においては、図３に示すマグネトロンスパッタ成膜装置により、ガラス基板４の反射面（表面）にＭｏ層４．１４ｎｍ、Ｓｉ層２．７４ｎｍの６０層対の多層膜６ａを成膜する。また、マグネトロンスパッタ成膜装置により、多層膜６ａ上にＭｏ層２．７４ｎｍ、Ｓｉ層４．１４ｎｍの６０層対の多層膜６ｂを成膜する。
【００２１】
通常、ＥＵＶ露光装置を構成する反射光学系に複数の反射鏡を用いる場合、その反射光学系の波面収差（ＷＦＥ）に対して各反射鏡に許容される形状誤差（ＦＥ）は、（１）式で与えられる。
【００２２】
ＦＥ＝ＷＦＥ／２／√ｎ（ＲＭＳ）・・・（１）
ここで、ｎは、光学系を構成する反射鏡の数である。反射光学系においては入射光と反射光の両方がそれぞれ形状誤差の影響を受けるため、波面収差には形状誤差の２倍の誤差が乗ることから、（１）式に示すように、２で割る必要がある。即ち、各反射鏡に許容される形状誤差（ＦＥ）は、波長λと反射鏡の数ｎに対して、（２）式で与えられる。
【００２３】
ＦＥ＝λ／２８／√ｎ（ＲＭＳ）・・・（２）
例えば、波長１３ｎｍで、４つの反射鏡で構成される反射光学系の場合には各反射鏡に許容される形状誤差は０．２３ｎｍＲＭＳ、６つの反射鏡で構成される反射光学系の場合には各反射鏡に許容される形状誤差は０．１９ｎｍＲＭＳとなる。この実施の形態にかかる多層膜反射鏡２をＥＵＶ露光装置に用いる場合についても、許容される形状誤差は同様である。しかしながら、このような高精度の面形状の反射面を有するガラス基板を製造することは非常に困難である。また、高精度に研磨されたガラス基板であっても、多層膜を成膜することにより、反射波面が所望の波面形状に対して誤差を有する場合がある。
【００２４】
ここで、多層膜反射鏡の表面を一層ずつ削り取ることにより、実質的にサブｎｍの形状誤差を補正することができる技術が開示されている（国際公開第０１／４１１５５号パンフレット参照）。例えば、図４に示すようなＡ，Ｂの２種類の物質を一定の周期長ｄで交互に積層した多層膜の表面から、図５に示すように一層対を除去する場合を考える。図４に示す多層膜表面に対して垂直方向に進行する光線に対する、厚さｄの多層膜一層対の光路長ＯＰは、ＯＰ＝ｎＡｄＡ＋ｎＢｄＢである。ここで、ｄＡ、ｄＢは各層の厚さを表し、ｄＡ＋ｄＢ＝ｄである。また、ｎＡ、ｎＢは物質Ａ、Ｂそれぞれの屈折率である。
【００２５】
図５に示す最表面の多層膜一層対を除去した厚さｄの部分の光路長ＯＰ´は、ＯＰ´＝ｎｄで与えられる。ここで、ｎは真空の屈折率を表し、ｎ＝１である。即ち、多層膜の最上層を除去することにより、そこを通過する光線の光学的距離が変化する。これは、実質的にその変化分だけ面形状を修正したことと光学的に等価である。光路長の変化（即ち、面形状の変化）Δは、Δ＝ＯＰ´−ＯＰで与えられる。
【００２６】
極端紫外線の波長域においては物質の屈折率が１に近いため、Δは小さな量となり、多層膜反射鏡の表面を一層ずつ削り取る方法により面形状の補正を精密に行なうことができる。例えば、波長１３．４ｎｍでＭｏ／Ｓｉ多層膜を用いた場合について説明する。直入射で使用するために、一層対の厚さｄを６．８ｎｍ、モリブデン層の厚さｄＭｏを２．３ｎｍ、シリコン層の厚さｄＳｉを４．５ｎｍとする。波長１３．４ｎｍにおけるモリブデンの屈折率ｎＭｏは０．９２、シリコンの屈折率ｎＳｉは０．９９８である。これらの数値を用いて光路長の変化を計算する。多層膜反射鏡の表面を削り取る前の光路長ＯＰは６．６ｎｍ、一層対削り取った後の光路長ＯＰ´は６．８ｎｍ、光路長の変化Δ＝ＯＰ´−ＯＰ＝０．２ｎｍとなる。
【００２７】
一層対削り取ることにより、０．２ｎｍ相当の面形状の補正を行なうことができる。なお、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の場合、Ｓｉ層の屈折率は１に近いため、光路長の変化Δは主としてＭｏ層の有無に依存するものであり、Ｓｉ層の有無に殆ど依存しない。従って、多層膜の層を除去する際に、Ｓｉ層の厚さを正確に制御する必要はない。上述の例によれば、Ｓｉ層の厚さは４．５ｎｍであり、Ｓｉ層の途中で除去加工を停止すればよい。即ち、数ｎｍの精度の除去加工を施すことにより０．２ｎｍ単位の面形状の補正を行なうことができる。
【００２８】
実際には、多層膜の成膜を行なった後に反射波面を測定し、その結果に基づいて部分的な多層膜除去加工量を決定し、実際の除去加工を行う。なお、多層膜の反射率は積層数とともに増加して一定の層数を越えると飽和して一定になる。予め反射率が飽和するのに十分な層数を積層することにより、多層膜の表面から多層膜の一部を除去した場合においても多層膜の反射率の変化は生じない。
【００２９】
また、一般的に多層膜は内部応力を有しており、ＥＵＶ露光装置に用いられるＭｏ／Ｓｉ多層膜も例外ではなく、多層膜の種類、膜厚等により圧縮応力または引っ張り応力を有する。ＥＵＶリソグラフィにおいては、この多層膜の内部応力は多層膜が成膜される基板表面の形状に無視できない影響を与える。上述のとおり、ＥＵＶ露光装置に用いられる投影光学系用の反射鏡に求められる形状精度は０．２３〜０．１９ｎｍＲＭＳ以下である。例えば投影光学系用の基板の表面に多層膜を成膜した場合、多層膜の内部応力によって基板形状は変化する。基板形状の変化量は基板の形状によって異なるが、ＥＵＶ露光装置に用いられる投影光学系用の反射鏡に求められる形状精度を上回る変形が生ずる可能性がある。
【００３０】
例えば、φ２００ｍｍ、厚さ４０ｍｍの石英基板の片面に、−４００ＭＰａの圧縮応力を有するＭｏ／Ｓｉ多層膜（周期長７．０ｎｍ、Γ＝０．３５、５０層対）を成膜した場合、石英基板の変形量は１０ｎｍを越える。ここで、Γは単位層構造の分割比であり、周期長に占める吸収率の大きい物質の厚さの割合を示している。即ち、周期長７．０ｎｍに対して吸収率の大きい物質であるＭｏ層の厚さが占める割合である。
【００３１】
基板の変形のうち基板の曲率半径の変化に寄与する成分の影響に対しては、反射鏡間の距離を調整することにより、結像性能への影響を小さく保ったまま対処することができる。しかしながら、反射鏡間の距離の調整では対処することができない基板変形の成分も１ｎｍ相当以上存在し、ＥＵＶリソグラフィにおいては重大な影響を与える。特に、基板の形状が完全に回転対称でない場合には、多層膜の応力の絶対値を１０ＭＰａの精度で制御する必要がある。
【００３２】
ここで、ＥＵＶ露光装置の光学系に用いられるＭｏ／Ｓｉ多層膜は一般に−３００ＭＰａ〜−４００ＭＰａ程度の応力（圧縮応力）を有しているため、多層膜の除去加工を行なった場合、多層膜総膜厚の変化により全応力（応力×膜厚：膜が基板を変形させる力に相当）が変化し、全応力が変化すると基板に変形が生じる。反射波面形状を非常に高い精度で制御することが必要なＥＵＶ露光装置の光学系においては、反射波面形状に影響を与える基板変形が生じないようにする必要がある。
【００３３】
そこで、この実施の形態にかかる多層膜反射鏡においては、多層膜６ａを＋３５０ＭＰａの引っ張り応力を有するように構成し、多層膜６ｂを−３５０ＭＰａの圧縮応力を有するように構成している。従って、これらを成膜した状態では、多層膜全体の全応力はゼロとなり、応力による基板変形は生じない。
【００３４】
次に、多層膜反射鏡の反射波面の補正について説明する。まず、多層膜６ａ，６ｂが成膜された多層膜反射鏡２のＥＵＶ光反射波面を測定する。例えば、測定した結果、反射波面が所望の波面形状に対して誤差を有しており、図６に示す領域Ｃで位相を０．６ｎｍ、領域Ｄで位相を０．４ｎｍ遅らせる必要があるとする。
【００３５】
この場合には、図７に示すように、イオンビーム照射により多層膜６ｂのモリブデン層とシリコン層を１層対除去する。そして、イオンビーム照射により多層膜６ｂの領域Ｃにおいてはモリブデン層とシリコン層を更に３層対、領域Ｄにおいてはモリブデン層とシリコン層を更に２層対除去する。照射したイオンビームは７００ｅＶに加速したアルゴンイオンビームであり、ビームの拡がりは２ｃｍ（１σ）である。なお、多層膜６ｂの除去量は、イオンビームの照射時間を制御することにより制御する。
【００３６】
多層膜６ｂから１層対除去することにより、位相を約０．２ｎｍ遅らせることができる。よって、合計４層対除去された領域Ｃと、１層対のみ除去された部分との波面の変化量の差は０．６ｎｍとなり、所望の反射波面を得ることができる。また、合計３層対除去された領域Ｄと、１層対のみ除去された部分との波面の変化量の差は０．４ｎｍとなり、所望の反射波面を得ることができる。
【００３７】
多層膜６ｂの除去加工を行なった後に、図８に示すように、多層膜６ｂ上の全面に厚さ２．４ｎｍのシリコン単層膜６ｃを成膜し、更に領域Ｃ上に厚さ７．２ｎｍ、領域Ｄ上に厚さ４．８ｎｍのシリコン単層膜６ｃを成膜する。即ち、多層膜６ｂの除去厚さに略比例した膜厚を有するシリコン単層膜６ｃが成膜される。ここで、Ｓｉ単層膜はＳｉを含む単層膜であってもよい。なお、シリコン単層膜６ｃの成膜は、イオンビームスパッタ成膜装置により行なう。図９は、イオンビームスパッタ成膜装置の構成を示す図である。
【００３８】
図９に示すように、イオンビームスパッタ成膜装置は、真空排気された真空チャンバ１１０内に収容されている基板ホルダ１１２を備えている。基板ホルダ１１２は、多層膜除去加工が施された多層膜６ｂを有する低熱膨張ガラス基板４を保持している。また、イオンビームスパッタ成膜装置は、イオン源１１４、ターゲット材としてのシリコン板１１６、直径１ｃｍのアパーチャ１２０を有するターゲットホルダ１１８を備えている。
【００３９】
動作ガスを導入し、イオン源１１４から放射されたイオンビームがターゲットホルダ１１８に取り付けられているシリコン板１１６を照射する。シリコン板１１６は、イオンビームによってスパッタされる。スパッタされた成膜粒子としてのシリコン（Ｓｉ）は、アパーチャ１２０を通過して、ガラス基板４（多層膜６ｂ）上に堆積する。イオン源１１４、シリコン板１１６、ターゲットホルダ１１８は図示しないステージ上に載置されており、ステージは図中矢印方向（シリコン板１１６の面内に平行な方向）に移動可能に構成されている。ステージを移動することにより、ガラス基板４上の任意の領域に任意の膜厚のシリコン単層膜を成膜することができる。
【００４０】
多層膜６ｂの除去加工を行なうことにより、多層膜６の全応力の面内分布が変化する。全応力とは、多層膜６ｂが有する応力に膜厚を掛けたもので、膜によって生じた基板を変形させようとする力に相当する。多層膜６ｂが有する応力は−３５０ＭＰａの圧縮応力であり、多層膜６ｂの１層対の膜厚は６．８８ｎｍである。したがって、多層膜６ｂの１層対の除去加工を行なうことにより、多層膜６ｂ全面の全応力は、多層膜６ｂの除去加工を行なう前の多層膜６全面の全応力と比較して−２．４Ｎ／ｍ（＝−３５０ＭＰａ×６．８８ｎｍ）の応力開放がなされている。更に、領域Ｃの全応力は他の領域（領域Ｄを除く）と比較して−７．２Ｎ／ｍ（＝−３５０ＭＰａ×６．８８ｎｍ×３）、領域Ｄの全応力は他の領域（領域Ｃを除く）と比較して−４．８Ｎ／ｍ（＝−３５０ＭＰａ×６．８８ｎｍ×２）の応力開放がなされている。一方、Ｓｉ単層膜は、−１０００ＭＰａの応力を有していることから、７．２ｎｍの膜厚で開放された応力と同等の全応力を有している。
【００４１】
したがって、この実施の形態にかかる多層膜反射鏡２においては、多層膜６ｂの除去による応力開放によって生じたガラス基板４の変形を相殺するような面内分布を有するシリコン単層膜６ｃが多層膜６ｂ上に成膜されている。なお、シリコンの屈折率（波長約１３ｎｍ）は０．９９８と１に非常に近いため、表面の厚さが異なるシリコン単層膜６ｃが成膜された場合においても、反射波面の位相変化は微小である。例えば、基板上にシリコン単層膜が厚さ１０ｎｍで成膜されている場合、シリコン単層膜が成膜されていない場合（厚さ１０ｎｍの真空の場合）と比較して、反射光の光路長の差は０．０４ｎｍと微小である。また、シリコン単層膜６ｃは、除去加工により露出したモリブデン層の酸化を防止する酸化防止膜として機能する。
【００４２】
第１の実施の形態にかかる多層膜反射鏡によれば、多層膜の除去による応力開放によって生じた変形を相殺するような面内分布を有するシリコン（Ｓｉ）単層膜を除去された多層膜の表面に備えているため、多層膜反射鏡の表面の形状誤差の発生要因となる多層膜の内部応力の発生を防止しつつ、多層膜反射鏡の所望の波面形状に対する誤差の補正を良好に行なうことができる。
【００４３】
なお、第１の実施の形態にかかる多層膜反射鏡２においては、ガラス基板４の最表面に酸化防止膜としても機能するシリコン単層膜６ｃを成膜しているが、ガラス基板４の最表面、即ちシリコン単層膜６ｃ上に多層膜に対するカーボンコンタミネーション防止及びシリコン単層膜６ｃを含めた酸化防止のためのルテニウム（Ｒｕ）層（保護層）を設けるとよい。
【００４４】
次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡について説明する。第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡は、例えばＥＵＶ光を露光光とするＥＵＶ露光装置等に用いられる。図１０は第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡５２の構成図、図１１は多層膜反射鏡５２のＡ−Ａ断面図である。図１０及び図１１に示すように、多層膜反射鏡５２は、高精度な形状に研磨された厚さ約５０ｍｍの低熱膨張ガラス基板５４の表面にモリブデン（Ｍｏ）を含む層とシリコン（Ｓｉ）を含む層を交互に周期的にマグネトロンスパッタ成膜装置により成膜された構造を有する多層膜５６（５６ａ〜５６ｃ）を備えている。
【００４５】
図３に示す第１の実施の形態にかかるマグネトロンスパッタ成膜装置を用いて、ガラス基板５４の反射面（表面）にＭｏ層４．１４ｎｍ、Ｓｉ層２．７４ｎｍの６０層対の多層膜５６ａを成膜する。また、図３に示すマグネトロンスパッタ成膜装置を用いて、多層膜５６ａ上にＭｏ層２．７４ｎｍ、Ｓｉ層４．１４ｎｍの６５層対の多層膜５６ｂを成膜する。
【００４６】
多層膜５６ａは＋３５０ＭＰａの引っ張り応力を有し、多層膜５６ｂは−３５０ＭＰａの圧縮応力を有している。従って、これらを成膜した状態では、多層膜全体の全応力は−１２Ｎ／ｍ（−３５０ＭＰａ×６．８８ｎｍ×５）である。多層膜５６ｂは、見込んでいる平均的な加工量の、反射波面の補正のために行なう多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力が小さくなるような構造を有している。即ち、多層膜反射鏡５２のＥＵＶ光反射波面の補正量の過去のデータ等に基づく平均値を求め、この平均値に基づいて、多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力がゼロまたは小さくなるように、多層膜５６ｂの層数は設定されている。
【００４７】
次に、多層膜反射鏡５２の反射波面の補正について説明する。まず、多層膜５６ａ，５６ｂが成膜された多層膜反射鏡５２のＥＵＶ光反射波面を計測する。例えば、測定した結果、反射波面が所望の波面形状に対して誤差を有しており、図１２に示す領域Ｅ，Ｆ，Ｇで位相を０．６ｎｍ遅らせる必要があるとする。
【００４８】
この場合には、まず、領域Ｅ，Ｆ，Ｇ以外の領域における多層膜５６ｂのうち５層対をイオンビーム照射により除去する。そして、図１３に示すように、領域Ｅ，Ｆ，Ｇにおける多層膜５６ｂのうち８層対をイオンビーム照射により除去する。照射したイオンビームは７００ｅＶに加速したアルゴンイオンビームであり、ビームの拡がりは５ｍｍ（１σ）である。イオンの照射時間を制御することにより多層膜５６ｂの除去量を制御する。
【００４９】
多層膜５６ｂから１層対除去することにより、位相を約０．２ｎｍ遅らせることができる。よって、８層対除去された領域Ｅ，Ｆ，Ｇと、５層対除去された領域Ｅ，Ｆ，Ｇ以外の領域との波面の変化量の差は０．６ｎｍとなり、所望の反射波面を得ることができる。
【００５０】
多層膜５６ｂの除去加工を行なった後に、図１４に示すように、図３に示すマグネトロンスパッタ成膜装置を用いて、多層膜５６ｂ上の全面に厚さ２．４ｎｍのシリコン単層膜５６ｃを成膜する。シリコン単層膜５６ｃは、除去加工により露出したモリブデン層の酸化を防止する酸化防止膜としても機能する。
【００５１】
多層膜５６ｂの除去加工を行なった後の面内全体の平均の多層膜の除去厚さは、多層膜５６ｂの６層対分の厚さに相当する。即ち、除去加工後の多層膜５６ｂの層数の平均は、５９層対である。また、面内全体に厚さ２．４ｎｍのシリコン単層膜５６ｃが成膜されているため、多層膜全体の平均の全応力はゼロとなる。なお、面内の１ｃｍ角領域ごとにおける応力については分布が生じているが、ガラス基板４の厚さが５ｃｍであることから、局所的な応力分布による基板変形は微小である。
【００５２】
次に、図１５に示すフローチャートを参照して、第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡５２の製造方法について説明する。
【００５３】
まず、高精度に研磨された低熱膨張ガラス基板５４上にモリブデン層とシリコン層とを交互に周期的に成膜した構造であって、見込んでいる平均的な加工量の多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力が小さくなるような構造の多層膜５６（５６ａ，５６ｂ）を形成する（ステップＳ１０、形成工程）。具体的には、図３に示すマグネトロンスパッタ成膜装置を用いて、ガラス基板５４の反射面（表面）にＭｏ層４．１４ｎｍ、Ｓｉ層２．７４ｎｍの６０層対の多層膜５６ａを成膜し、多層膜５６ａ上にＭｏ層２．７４ｎｍ、Ｓｉ層４．１４ｎｍの６５層対の多層膜５６ｂを成膜する。多層膜５６ｂの層数は、多層膜反射鏡５２のＥＵＶ光反射波面の補正量の過去のデータ等に基づく平均値に基づいて、多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力がゼロまたは小さくなるように、設定される。
【００５４】
次に、多層膜５６が成膜された多層膜反射鏡５２のＥＵＶ光反射波面を計測する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において計測された反射波面が所望の波面形状に対して誤差を有しており、例えば図１２に示す領域Ｅ，Ｆ，Ｇで位相を０．６ｎｍ遅らせる必要があるとし、この場合における多層膜５６ｂの除去加工量を求める。
【００５５】
次に、求めた多層膜５６ｂの必要な除去加工量を全面平均の除去加工量とした場合、見込んでいる平均的な加工量よりも小さいか否かを判別する（ステップＳ１２）。即ち、多層膜５６ｂを必要な除去加工量に基づいて除去した場合、除去加工後における多層膜５６の全体の平均の全応力がゼロまたは小さいか否かを判別する。
【００５６】
ステップＳ１２において、必要な除去加工量が見込んでいる平均的な加工量よりも小さい場合には、除去加工後における多層膜５６の全体の平均の全応力がゼロまたは小さくなるように、多層膜５６ｂの全面を均一に除去する除去量を決定し、この除去量が５層対となったとする。多層膜の除去は、全領域における多層膜５６ｂのうち５層対をイオンビーム照射により除去する（ステップＳ１３）。
【００５７】
次に、面内で除去量に分布を生じさせて、ステップＳ１０において形成された多層膜５６の表面近傍の多層膜５６ｂを除去する（ステップＳ１４、除去工程）。具体的には、領域Ｅ，Ｆ，Ｇにおける多層膜５６ｂを更に３層対、即ち合計８層対をイオンビーム照射により除去する。なお、多層膜５６ｂから１層対除去することにより、位相を約０．２ｎｍ遅らせることができる。
【００５８】
多層膜５６ｂの除去加工を行なった後に、図３に示すマグネトロンスパッタ成膜装置を用いて、多層膜５６ｂ上の全面に厚さ２．４ｎｍのシリコン単層膜５６ｃを成膜する。多層膜５６ｂの除去加工を行ない、シリコン単層膜５６ｃが成膜された後の多層膜反射鏡５２の面内全体の平均の全応力はゼロとなる。
【００５９】
第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡によれば、多層膜が見込んでいる平均的な加工量の多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力が小さくなるような構造であるため、多層膜反射鏡の表面の形状誤差の発生要因となる多層膜の内部応力の発生を防止しつつ、多層膜除去加工により多層膜反射鏡の所望の波面形状に対する誤差の補正を良好に行なうことができる。
【００６０】
また、第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡の製造方法によれば、見込んでいる平均的な加工量の多層膜除去加工を全面均一に行なった場合に全応力が小さくなるような構造の多層膜を形成するため、多層膜反射鏡の表面の形状誤差の発生要因となる多層膜の内部応力の発生を防止しつつ、多層膜除去加工により多層膜反射鏡の所望の波面形状に対する誤差の補正を良好に行なうことができる。
【００６１】
なお、上述の各実施の形態にかかる多層膜反射鏡の多層膜は、Ｍｏ及びＳｉにより構成されているが、Ｍｏ及びＳｉ以外の物質により構成してもよい。また、反射防止膜として最表面にＳｉ単層膜を成膜しているが、例えばＳｉＯ２、ＳｉＣ等のシリコン化合物等の他の物質を成膜してもよい。但し、吸収が小さく、ＥＵＶ波長域における屈折率が１に近い物質を用いるのが望ましい。
【００６２】
また、上述の各実施の形態にかかる多層膜反射鏡においては、Ｍｏ層、Ｓｉ層により構成される多層膜を備えているが、高反射率を有し、かつ全応力を小さくすることができる複数の物質層を組み合わせて構成される多層膜を備えるようにしてもよい。
【００６３】
また、上述の各実施の形態においては、イオンビーム照射により多層膜の除去加工を行なっているが、イオンビーム照射以外、例えば径の小さいポリッシャと砥粒を用いて多層膜の除去加工を行なってもよい。
【００６４】
次に、図面を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかるＥＵＶ露光装置について説明する。図１６は、第３の実施の形態にかかるＥＵＶ露光装置（縮小投影露光装置）の概略構成を示す図である。図１６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。ＥＵＶ露光装置は、光源を含む照明光学系ＩＬを備えている。照明光学系ＩＬから射出されたＥＵＶ光（一般的には波長５〜２０ｎｍを指し、具体的には波長１３ｎｍ、１１ｎｍが用いられる。）は、折り返しミラー３０１により反射され、パターンが形成されているレチクル３０２上を照射する。
【００６５】
レチクル３０２は、反射型のレチクルであり、レチクルステージ３０３に固定されたチャック３０３ａに保持されている。レチクルステージ３０３は、走査方向に１００ｍｍ以上移動可能に構成されており、走査方向と直交する方向及び光軸方向に微小移動可能に構成されている。レチクルステージ３０３の走査方向及び走査方向に直交する方向の位置は図示しないレーザ干渉計により高精度に制御され、光軸方向の位置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により制御されている。
【００６６】
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））が成膜されており、この多層膜の上の吸収層（例えば、ニッケル（Ｎｉ）やアルミニウム（Ａｌ））によりパターニングされている。レチクル３０２により反射されたＥＵＶ光は、光学鏡筒３１４内に入射する。
【００６７】
光学鏡筒３１４内には、複数（この実施の形態においては４つ）のミラー３０６，３０７，３０８，３０９が設置されている。これらのミラー３０６〜３０９の少なくとも１つは、第１若しくは第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡、または第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡の製造方法を用いて製造された多層膜反射鏡により構成されている。なお、この実施の形態においては、投影光学系として４つのミラーを備えているが、６つまたは８つのミラーを備えるようにしてもよい。この場合には、開口数（ＮＡ）をより大きくすることができる。
【００６８】
光学鏡筒３１４内に入射したＥＵＶ光は、ミラー３０６により反射された後、ミラー３０７、ミラー３０８、ミラー３０９により順次反射され、光学鏡筒３１４内から射出して、ウエハ３１０に入射する。なお、ミラー３０６〜３０９等により構成される投影光学系の縮小倍率は、例えば１／４または１／５である。また、光学鏡筒３１４の近傍には、ウエハ３１０のアライメントを行なうオフアクシス顕微鏡３１５が設置されている。
【００６９】
ウエハ３１０は、ウエハステージ３１１に固定されたチャック３１１ａ上に保持されている。ウエハステージ３１１は、光軸と直交する面内に設置されており、光軸と直交する面内に例えば３００〜４００ｍｍ移動可能に構成されている。また、ウエハステージ３１１は、光軸方向にも微小移動可能に構成されている。ウエハステージ３１１の光軸方向の位置は、ウエハオートフォーカス送光系３１２とウエハオートフォーカス受光系３１３からなるウエハオートフォーカスセンサにより制御されている。ウエハステージ３１１の光軸と直交する面内における位置は、図示しないレーザ干渉計により高精度に制御されている。
【００７０】
露光時には、レチクルステージ３０３とウエハステージ３１１は、投影光学系の縮小倍率と同一の速度比、例えば、（レチクルステージ３０３の移動速度）：（ウエハステージ３１１の移動速度）＝４：１または５：１で同期走査する。
【００７１】
この第３の実施の形態にかかるＥＵＶ露光装置によれば、投影光学系を構成するミラーの少なくとも１つが第１若しくは第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡、または第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡の製造方法を用いて製造された多層膜反射鏡により構成されているため、波面形状の補正を良好に行なうことができ、良好な露光を行なうことができる。
【００７２】
なお、第３の実施の形態においては、ミラー３０６〜３０９の少なくとも１つが第１若しくは第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡、または第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡の製造方法を用いて製造された多層膜反射鏡により構成されているが、照明光学系ＩＬに含まれるミラー、折り返しミラー３０１、レチクル３０２等が第１若しくは第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡、または第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡の製造方法を用いて製造された多層膜反射鏡により構成されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施の形態にかかる多層膜反射鏡の構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる多層膜反射鏡の断面図である。
【図３】第１の実施の形態にかかるマグネトロンスパッタ成膜装置の構成を示す図である。
【図４】多層膜反射鏡の形状誤差の補正を説明するための図である。
【図５】多層膜反射鏡の形状誤差の補正を説明するための図である。
【図６】所定の波面形状に対する誤差の補正を説明するための図である。
【図７】所定の波面形状に対する誤差の補正を説明するための図である。
【図８】所定の波面形状に対する誤差の補正を説明するための図である。
【図９】第１の実施の形態にかかつイオンビームスパッタ成膜装置の構成を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡の構成を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡の断面図である。
【図１２】所定の波面形状に対する誤差の補正を説明するための図である。
【図１３】所定の波面形状に対する誤差の補正を説明するための図である。
【図１４】所定の波面形状に対する誤差の補正を説明するための図である。
【図１５】第２の実施の形態にかかる多層膜反射鏡の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１６】第３の実施の形態にかかるＥＵＶ露光装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
２，５２…多層膜反射鏡、４，５４…ガラス基板、６ａ，６ｂ，５６ａ，５６ｂ…Ｍｏ／Ｓｉ多層膜、６ｃ，５６ｃ…シリコン単層膜、１２，１１２…基板ホルダ、１４…膜厚分布補正板、１８，２４…カソード、２０…モリブデン板、２２，２８…ターゲットシャッタ、２６，１１６…シリコン板、１１４…イオン源、ＩＬ…照明光学系、３０２…レチクル、３０３…レチクルステージ、３０６〜３０９…ミラー、３１０…ウエハ、３１１…ウエハステージ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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