(57)【要約】【課題】反射率の低下を低減し、優れたスループットを有する露光装置を提供する。【解決手段】ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、前記照明光学系及び前記投影光学系は、前記ＥＵＶ光を反射する複数の多層膜ミラーを有し、前記複数の多層膜ミラーのうち、前記ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２を超える位置に配置される少なくとも１つの多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする露光装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、
前記照明光学系及び前記投影光学系は、前記ＥＵＶ光を反射する複数の多層膜ミラーを有し、
前記複数の多層膜ミラーのうち、前記ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２を超える位置に配置される少なくとも１つの多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、
前記照明光学系及び前記投影光学系は、前記ＥＵＶ光を反射する複数の多層膜ミラーを有し、
前記複数の多層膜ミラーのうち、１×１０−５Ｐａ以上の圧力の領域に配置される少なくとも１つの多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、
前記照明光学系及び前記投影光学系は、前記ＥＵＶ光を反射する複数の多層膜ミラーを有し、
前記複数の多層膜ミラーのうち、１×１０−５Ｐａ以上の圧力の領域であって、前記ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２を超える位置に配置される少なくとも１つの多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明し、前記レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、
前記ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２を超える位置に配置され、前記ＥＵＶ光を反射する多層膜ミラーを有し、
前記多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする露光装置。
【請求項５】
ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明し、前記レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、
１×１０−５Ｐａ以上の圧力の領域に配置され、前記ＥＵＶ光を反射する多層膜ミラーを有し、
前記多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明し、前記レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、
１×１０−５Ｐａ以上の圧力の領域であって、前記ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２を超える位置に配置され、前記ＥＵＶ光を反射する多層膜ミラーを有し、
前記多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を露光する露光装置に関する。本発明は、特に、露光光源として極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を利用する露光装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて微細な半導体素子を製造する際に、マスク（レチクル）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められてきた。具体的には、超高圧水銀ランプ（ｉ線（波長約３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と、露光光として用いられる紫外光の波長は短くなってきた。
【０００４】
近年では、半導体素子は急速に微細化しており、紫外光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、７０ｎｍ以下の非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外光よりも更に波長が短い、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度のＥＵＶ光を用いた投影露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」と称する。）が開発されている。
【０００５】
ＥＵＶ光の波長領域では、物質による光の吸収が非常に大きくなる。従って、ＥＵＶ露光装置では、可視光や紫外光で用いられるような光の屈折を利用した透過型の光学素子は実用的ではなく、光の反射を利用した反射型の光学素子が用いられる。ＥＵＶ露光装置に用いられる反射型の光学素子としては、光学定数の異なる２種類の物質を交互に積層した多層膜ミラーがある。多層膜ミラーは、例えば、図７に示すように、精密な形状に研磨された基板ＳＴの表面に、モリブデン層Ｍｏとシリコン層Ｓｉを交互に積層した多層膜ＭＦを有する。また、モリブデン層Ｍｏの厚さは、例えば、３ｎｍ程度、シリコン層Ｓｉの厚さは、例えば、４ｎｍ程度である。ここで、図７は、従来の多層膜ミラーの構成を示す概略断面図である。
【０００６】
一方、ＥＵＶ光は、大気中に存在するガス成分によっても吸収され、著しく減衰するため、ＥＵＶ露光装置内は、ＥＵＶ光（露光光）が減衰しない程度の真空雰囲気に維持されている。但し、ＥＵＶ露光装置内の真空雰囲気中には、主に炭素系の物質を含むガスや水が残留している。このような残留ガス成分は、ＥＵＶ露光装置に使用される部材から発生し、また、ウェハ上に塗布されたレジスト（感光性の物質）から揮発する成分も含まれる。
【０００７】
残留ガス成分は、ＥＵＶ露光装置に用いられる光学素子、即ち、多層膜ミラーの表面において物理吸着と離脱を繰り返す。残留ガス成分が多層膜ミラーの表面に吸着される時間は物質によって様々であるが、数１０ピコ秒から数千秒に及ぶ。残留ガス成分は、一般には、多層膜ミラーの表面に物理吸着されるだけであり、付着したり反応を起こしたりすることはない。しかし、多層膜ミラーにＥＵＶ光が照射されると、多層膜ミラーの表面で２次電子が発生し、かかる２次電子によって多層膜ミラーの表面に吸着された残留ガス成分が解離を起こす。特に、炭素を含む化合物が物理吸着した場合は、解離によってカーボンが多層膜ミラーの表面に堆積する。また、水が物理吸着した場合は、解離によって生成された活性種が多層膜ミラーの表面で反応し、多層膜ミラーの表面を酸化させてしまう。
【０００８】
多層膜ミラーの表面にカーボンが堆積する又は多層膜ミラーの表面が酸化されると、多層膜ミラーの光学性能が劣化し、スループットの低下を招いてしまう。特に、ＥＵＶ露光装置では、多層膜ミラーの表面にカーボンが僅か数ｎｍ堆積する又は多層膜ミラーの表面が僅か数ｎｍ酸化するだけでも反射率が低下し、１つの多層膜ミラーの反射率が低下するとスループットに非常に大きな影響を与えてしまう。また、カーボンの堆積や酸化の進行に従って多層膜ミラーの反射率が劣化するため、かかる劣化に基づいて露光条件を補正しなければならないという問題も生じる。更に、多層膜ミラーの表面に堆積したカーボンは除去することができるが、酸化した多層膜ミラーをもとに戻すことはできない。従って、多層膜ミラーの光学性能を維持するためには、酸化を避けることが必須となる。
【０００９】
そこで、多層膜の最表面に反射率調整膜を有する多層膜ミラー（反射素子）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる多層膜ミラーは、反射率調整膜によって、多層膜ミラーの表面へのカーボンの堆積や多層膜ミラーの表面の酸化を低減することができる。
【特許文献１】特開２００５−２６００７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１が提案する多層膜ミラーは、反射率調整膜を有するため、例えば、モリブデン層とシリコン層を交互に積層した多層膜のみを有する多層膜ミラーと比較して、反射率が劣るという問題がある。従って、ＥＵＶ露光装置を構成する全ての多層膜ミラーに、特許文献１が提案する多層膜ミラーを用いた場合、カーボンの堆積や酸化を低減することができるが、装置全体の反射率の低下を招き、スループットが著しく低下してしまう。換言すれば、特許文献１が提案する多層膜ミラーをＥＵＶ露光装置に用いる場合、全ての多層膜ミラーに用いるのではなく、効率的に、即ち、限定的に用いる必要がある。
【００１１】
そこで、本発明では、反射率の低下を低減し、優れたスループットを有する露光装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、前記照明光学系及び前記投影光学系は、前記ＥＵＶ光を反射する複数の多層膜ミラーを有し、前記複数の多層膜ミラーのうち、前記ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２を超える位置に配置される少なくとも１つの多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の別の側面としての露光装置は、ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、前記照明光学系及び前記投影光学系は、前記ＥＵＶ光を反射する複数の多層膜ミラーを有し、前記複数の多層膜ミラーのうち、１×１０−５Ｐａ以上の圧力の領域に配置される少なくとも１つの多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、前記照明光学系及び前記投影光学系は、前記ＥＵＶ光を反射する複数の多層膜ミラーを有し、前記複数の多層膜ミラーのうち、１×１０−５Ｐａ以上の圧力の領域であって、前記ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２を超える位置に配置される少なくとも１つの多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明し、前記レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、前記ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２を超える位置に配置され、前記ＥＵＶ光を反射する多層膜ミラーを有し、前記多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明し、前記レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、１×１０−５Ｐａ以上の圧力の領域に配置され、前記ＥＵＶ光を反射する多層膜ミラーを有し、前記多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、ＥＵＶ光を用いてレチクルを照明し、前記レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、１×１０−５Ｐａ以上の圧力の領域であって、前記ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２を超える位置に配置され、前記ＥＵＶ光を反射する多層膜ミラーを有し、前記多層膜ミラーは、前記ＥＵＶ光の入射側の最表面に白金を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、反射率の低下を低減し、優れたスループットを有する露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の露光装置１の構成を示す概略断面図である。
【００２２】
露光装置１は、露光光としてＥＵＶ光（例えば、波長約１３．５ｎｍ）ＥＬを用いて、マスク２００に形成された回路パターンを被処理体４００に露光するＥＵＶ露光装置である。露光装置１は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるが、ステップ・アンド・リピート方式やその他の露光装置を適用することができる。
【００２３】
露光装置１は、図１に示すように、照明装置１００と、マスク２００を載置するマスクステージ２５０と、投影光学系３００と、被処理体４００を載置するウェハステージ４５０と、アライメント機構５００と、フィーカス位置検出機構６００とを有する。
【００２４】
また、露光装置１は、ＥＵＶ光ＥＬが通る光路を真空雰囲気に維持するため、真空チャンバＶＣを有する。なお、真空チャンバＶＣは、各部材が配置された空間（以下、例えば、ＥＵＶ光源１１０が配置された空間を「ＥＵＶ光源の空間」と称する。）を分離する隔壁を有する。具体的には、真空チャンバＶＣは、ＥＵＶ光源の空間ＬＳＳと照明光学系の空間ＩＯＳとを分離する隔壁ＰＴ１と、照明光学系の空間ＩＯＳとマスクステージ空間ＭＳＳとを分離する隔壁ＰＴ２とを有する。また、真空チャンバＶＣは、マスクステージの空間ＭＳＳと投影光学系の空間ＰＯＳとを分離する隔壁ＰＴ３と、投影光学系の空間ＰＯＳとウェハステージの空間ＷＳＳとを分離する隔壁ＰＴ４とを有する。更に、真空チャンバＶＣは、照明光学系の空間ＩＯＳと投影光学系の空間ＰＯＳとを分離する隔壁ＰＴ５を有する。
【００２５】
なお、隔壁ＰＴ１は、ＥＵＶ光ＥＬをＥＵＶ光源の空間ＬＳＳから照明光学系の空間ＩＯＳに透過させる透過窓ＴＷを有する。また、隔壁ＰＴ２はマスク２００を照明するＥＵＶ光ＥＬが通過するための開口ＯＰ１を有する。同様に、隔壁ＰＴ３はマスク２００で反射されたＥＵＶ光ＥＬが通過するための開口ＯＰ２を有し、隔壁ＰＴ４は投影光学系３００からのＥＵＶ光ＥＬが通過するための開口ＯＰ３を有する。これにより、ＥＵＶ光源１１０から射出したＥＵＶ光ＥＬは、被処理体４００に到達することができる。
【００２６】
また、ＥＵＶ光源の空間ＬＳＰ、照明光学系の空間ＩＯＳ、マスクステージの空間ＭＳＳ、投影光学系の空間ＰＯＳ及びウェハステージの空間ＷＳＳには、各空間を排気するための排気系（例えば、ターボ分子ポンプ）ＥＰ１乃至ＥＰ５が設けられている。更に、ＥＵＶ光源の空間ＬＳＳ、照明光学系の空間ＩＯＳ、マスクステージの空間ＭＳＳ、投影光学系の空間ＰＯＳ及びウェハステージの空間ＷＳＳには、各空間の圧力を計測するための圧力ゲージＰＧ１乃至ＰＧ５が設けられている。
【００２７】
照明装置１００は、投影光学系３００の円弧状の視野に対して円弧状のＥＵＶ光によりマスク２００を照明する照明装置であって、ＥＵＶ光源１１０と、照明光学系１２０とを有する。
【００２８】
ＥＵＶ光源１１０は、本実施形態では、レーザープラズマ光源を用いる。ＥＵＶ光源１１０は、真空雰囲気に供給されたターゲット材に高強度のパルスレーザーを照射して高温のプラズマＰＬを生成し、プラズマＰＬから放射されるＥＵＶ光を供給する。但し、ＥＵＶ光源１１０は、レーザープラズマ光源に限定するものではなく、例えば、放電プラズマ光源を用いてもよい。
【００２９】
照明光学系１２０は、ＥＵＶ光源１１０からのＥＵＶ光ＥＬを用いてマスク２００を照明する光学系である。照明光学系１２０は、本実施形態では、多層膜ミラー１２１乃至１２３と、オプティカルインテグレーター１２４と、アパーチャ１２５とを有する。
【００３０】
多層膜ミラー１２１は、プラズマＰＬからほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光ＥＬを集光し、集光ミラーとして機能する。また、多層膜ミラー１２２及び１２３は、ＥＵＶ光を反射し、マスク２００に導光する。オプティカルインテグレーター１２４は、マスク２００を均一に所定の開口数で照明する機能を有する。アパーチャ１２５は、マスク２００と共役な位置に配置され、照明領域を円弧状に限定する。
【００３１】
マスク２００は、反射型マスクであり、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、マスクステージ２５０により支持及び駆動される。マスク２００から発せられた回折光は、投影光学系３００で反射され、被処理体４００上に投影される。マスク２００と被処理体４００とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、マスク２００と被処理体４００とを走査することにより、マスク２００のパターンを被処理体４００上に縮小投影する。
【００３２】
マスクステージ２５０は、マスクチャック２５２を介してマスク２００を支持し、図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ２５０は、当業界周知のいかなる構成をも適用することができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、少なくともＸ方向にマスクステージ２５０を駆動することで、マスク２００を移動させることができる。ここで、マスク２００又は被処理体４００面内で走査方向をＸ、それに垂直な方向をＹ、マスク２００又は被処理体４００面に垂直な方向をＺとする。
【００３３】
投影光学系３００は、複数の多層膜ミラー３０１乃至３０４を有し、マスク２００のパターンを被処理体４００上に縮小投影する。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するためには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、マスク２００と被処理体４００とを同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系３００の開口数（ＮＡ）は、０．２乃至０．３程度である。
【００３４】
被処理体４００は、本実施形態では、ウェハであるが、液晶基板、その他の被処理体を広く含む。被処理体４００には、フォトレジストが塗布されている。
【００３５】
ウェハステージ４５０は、ウェハチャック４５２を介して被処理体４００を支持する。ウェハステージ４５０は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被処理体４００を移動する。マスク２００と被処理体４００は、同期して走査される。また、マスクステージ２５０の位置とウェハステージ４５０の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。
【００３６】
アライメント機構５００は、マスク２００の位置と投影光学系３００の光軸との位置関係、及び、被処理体４００の位置と投影光学系３００の光軸との位置関係を計測する。更に、アライメント機構５００は、マスク２００の投影像が被処理体４００の所定の位置に一致するように、マスクステージ２５０及びウェハステージ４５０の位置と角度を設定する。
【００３７】
フォーカス位置検出機構６００は、被処理体４００面でＺ方向のフォーカス位置を計測し、ウェハステージ４５０の位置及び角度を制御する。フォーカス位置検出機構６００は、露光中、被処理体４００面を投影光学系３００による結像位置に維持する。
【００３８】
ここで、照明光学系１２０を構成する多層膜ミラー１２１乃至１２３及び投影光学系３００を構成する多層膜ミラー３０１乃至３０４について詳細に説明する。多層膜ミラー１２１乃至１２３及び３０１乃至３０４は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光ＥＬを効率よく反射する多層膜ミラーであり、ＥＵＶ光ＥＬの反射角度や照射される強度（照射強度）によって、それぞれ最適な多層膜（膜構成）を選択する。なお、ＥＵＶ光ＥＬの反射角度の違いに対しては、多層膜のそれぞれの膜厚を最適に設計することで対応する。
【００３９】
多層膜ミラー１２１乃至１２３及び３０１乃至３０４は、ＥＵＶ光ＥＬが照射されることによって、上述したように、表面においてカーボンの堆積及び酸化反応が発生する。多層膜ミラー１２１乃至１２３及び３０１乃至３０４の表面におけるカーボンの堆積及び酸化反応は、ＥＵＶ光ＥＬの照射強度及び配置されている環境、即ち、残留ガスの状況に影響される。酸化反応は、ＥＵＶ光ＥＬの照射強度が大きいほど起きやすい。例えば、多層膜ミラーの最表面（即ち、ＥＵＶ光の入射側の最表面）がＳｉ又はＭｏのように酸化しやすい物質の場合、ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２を超える照射強度を受ける位置では、酸化反応が進行しやすい。一方、ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２以下の照射強度を受ける位置では、カーボンの付着が進行しやすいという傾向がある。
【００４０】
本実施形態において、ＥＵＶ光の単位面積あたりの照射強度が０．１ｍＷ／ｍｍ２を超える照射強度を受ける位置には、多層膜ミラー１２１乃至１２３及び３０３が配置されている。そこで、多層膜ミラー１２１乃至１２３及び３０３は、図２に示すように、ＥＵＶ光ＥＬの照射に対する多層膜ＭＬの損傷を防止するために、最表面に白金層ＰｔＬを有する多層膜ミラーＭＬＭを用いる。図２は、多層膜ミラーＭＬＭの構成を示す概略断面図である。
【００４１】
多層膜ミラーＭＬＭは、例えば、ゼロデュアで構成されたミラー基板ＭＳＴ上に、Ｓｉ層ＳｉＬとＭｏ層ＭｏＬとが交互に積層され、ＥＵＶ光ＥＬの反射に寄与する多層膜ＭＬを有する。多層膜ＭＬの上には、白金層ＰｔＬがコーティングされている。なお、図２では、多層膜ＭＬは、数層しか示されていないが、ＥＵＶ露光装置に使用される多層膜ミラーが有する多層膜は、４０層乃至５０層程度又はそれ以上の層数が積層されている。また、白金層ＰｔＬは、カーボンの付着を抑制する効果も有する。
【００４２】
白金層ＰｔＬは、最表面の酸化防止の効果を向上させるために、化合物や合金ではなく、単体であることが好ましい。白金層ＰｔＬの厚さは、多層膜ＭＬ（即ち、Ｓｉ層ＳｉＬ及びＭｏ層ＭｏＬ）の層構成及び白金層ＰｔＬに接する層の厚さによって、０．５ｎｍ乃至５ｎｍ程度の間で適する厚さを選択する。白金はＥＵＶ光ＥＬの吸収が大きいため、白金層ＰｔＬは薄い方がよいが、あまり薄すぎると酸化防止の効果が小さくなる。従って、白金層ＰｔＬは、最適な厚さを慎重に選択する必要がある。
【００４３】
白金層ＰｔＬがＳｉ層ＳｉＬに接している場合、白金層ＰｔＬを薄くすると、Ｓｉは他の物質に対して拡散しやすい性質を有しているため、表面近傍にまでＳｉの原子が拡散してしまうこともあり得る。このような場合、白金層ＰｔＬは、酸化防止機能を十分に発揮することができない。そこで、図３に示すように、Ｓｉ層ＳｉＬと白金層ＰｔＬとの間に炭素又は炭素化合物からなる拡散防止層ＤＰＬを形成し、Ｓｉの拡散を防止する。これにより、白金層ＰｔＬは、純粋な状態に維持され、酸化防止効果を向上させることができる。ここで、図３は、多層膜ミラーＭＬＭの構成を示す概略断面図である。
【００４４】
このように、ＥＵＶ光ＥＬの照射強度が比較的強い位置に配置される多層膜ミラーに多層膜ミラーＭＬＭを用いることで、Ｓｉ層ＳｉＬやＭｏ層ＭｏＬの酸化を防止し、反射率の低下を防止することができる。但し、上述したように、白金はＥＵＶ光ＥＬを吸収する性質を有するため、多層膜ミラー１２１乃至１２３及び３０３の全てに多層膜ミラーＭＬＭを用いることは効率的でない場合がある。その場合、多層膜ミラーの表面がより酸化しやすい条件、即ち、ＥＵＶ光ＥＬの照射強度の最も高い位置に配置された多層膜ミラー１２１と、それに準じて照射強度の高い位置に配置された多層膜ミラー１２２に多層膜ミラーＭＬＭを用いればよい。これにより、ＥＵＶ光ＥＬの利用効率の低下を最小限に抑えると共に、反射率の低下を防ぐことができる。
【００４５】
また、空間の水分圧が１×１０−５Ｐａ以上になると、Ｓｉ層とＭｉ層の多層膜を有する多層膜ミラーは、ＥＵＶ光の照射によって酸化反応が進行する。勿論、空間の水分圧が１×１０−５Ｐａ以下でも酸化反応は起こるが、その進行は比較的遅い。
【００４６】
図１に示すように、ＥＵＶ光源の空間ＬＳＳ、照明光学系の空間ＩＯＳ、投影光学系の空間ＰＯＳなど、それぞれの空間が隔壁Ｐ１乃至Ｐ４によって分離されている場合、それぞれの空間の圧力は清浄度や排気系の性能によって違いが生じる。特に、ＥＵＶ光源の空間ＬＳＳの圧力は、Ｘｅを導入することもあり、ＥＵＶ光源の空間ＬＳＳの圧力は、多層膜ミラーが配置されている空間（照明光学系の空間ＩＯＳや投影光学系の空間ＰＯＳなど）の圧力よりも高くなる。例えば、ＥＵＶ光源の空間ＬＳＳの圧力ゲージＰＧ１が指示する圧力値は、０．１Ｐａ程度である。かかる圧力状態では、Ｘｅが９９％以上であるため、ＥＵＶ光源の空間ＬＳＳの水分圧は、約１×１０−３Ｐａ以下１×１０−４Ｐａ以上の範囲内である。
【００４７】
また、本実施形態では、ＥＵＶ光源の空間ＬＳＳと照明光学系の空間ＩＯＳとの間に、透過窓ＴＷを配置しているため、照明光学系の空間ＩＯＳの水分圧は、２×１０−６Ｐａ以下にまで下がる。但し、投影光学系の空間ＰＯＳは、ウェハステージの空間ＷＳＳとマスクステージの空間ＭＳＳの両方からアウトガスの影響を受けるため、高真空に維持することは難しく、投影光学系の空間ＰＯＳの水分圧は、５×１０−５Ｐａ程度となる。
【００４８】
従って、本実施形態では、ＥＵＶ光源の空間ＬＳＳに配置される多層膜ミラー１２１と、投影光学系の空間ＰＯＳに配置される多層膜ミラーのうちＥＵＶ光ＥＬの照射強度が比較的高い多層膜ミラー３０３に多層膜ミラーＭＬＭを用いる。これにより、ＥＵＶ光ＥＬの利用効率の低下を最小限に抑えると共に、反射率の低下を防ぐことができる。
【００４９】
本実施形態では、それぞれの空間の水分圧を質量分析にて測定した一例を示したが、実際には、真空中の水分圧を正確に測定することは困難である。しかしながら、ＥＵＶ光源の空間ＬＳＳのように特定の元素を集的に導入する場合を除き、一般的には、１Ｐａ程度より低い圧力の熱処理（ベーキング処理）されていない真空空間では、空間の圧力（真空度）の半分以上を水分子が占めている。従って、本実施形態では、よりわかりやすい数値として空間の圧力値をもって規定している。
【００５０】
なお、マスクステージの空間ＭＳＳには、反射型の光学素子であるマスク２００が配置されている。マスクステージの空間ＭＳＳには多くの部材が配置されているため、排気系の排気性能を上げたとしても、マスクステージの空間ＭＳＳを高真空に維持することは難しい。上述したように、空間の圧力が１×１０−５Ｐａ以上の領域では、マスクもＥＵＶ光の照射によって酸化されてしまう。
【００５１】
マスク２００の反射領域が酸化され、反射率が低下すると、非反射領域とのコントラストが低下するため、像性能が悪化してしまう。このような場合、図４に示すように、マスクの反射領域の最表面に白金層ＰｔＬを有するマスクＭＫを用いて、ＥＵＶ光ＥＬの照射による酸化を防止すればよい。図４は、マスクＭＫの構成を示す概略断面図である。
【００５２】
マスクＭＫは、例えば、ゼロデュアで構成されたマスク基板ＭＫＴ上に、Ｓｉ層ＳｉＬとＭｏ層ＭｏＬとが交互に積層され、ＥＵＶ光ＥＬの反射に寄与する多層膜ＭＬを有する。多層膜ＭＬの上には、白金層ＰｔＬがコーティングされている。白金層ＰｔＬの上には、吸収体ＡＳＭが形成されている。
【００５３】
吸収体ＡＳＭは、例えば、Ｔａ等のＥＵＶ光ＥＬに対して吸収率が大きい元素で構成され、マスクＭＫ上に転写されるパターンを形成する。吸収体ＡＳＭが存在しない領域ではＥＵＶ光ＥＬが反射し、吸収体ＡＳＭが存在する領域ではＥＵＶ光ＥＬが反射されない。これにより、マスクＭＫ上のパターン情報が被処理体４００に転写される。マスクＭＫは、白金層ＰｔＬによって多層膜ＭＬの酸化、即ち、反射率の低下を防止することができ、反射領域と非反射領域とのコントラストを維持することができる。
【００５４】
このように、露光装置１は、最表面に白金がコーティングされた多層膜を有する多層膜ミラーを用いているため、多層膜ミラーの表面の酸化を防止し、反射率を維持することができる。また、白金とＳｉ層との間に炭素又は炭素化合物からなる拡散防止層を形成することで、Ｓｉ層が酸化することを未然に防ぐことができる。更に、露光装置１は、照明光学系及び投影光学系を構成する多層膜ミラーのうち、上述したような所定の条件を満たす位置に、最表面に白金を有する多層膜ミラーを限定的に用いている。これにより、露光装置１は、酸化による反射率の低下を防止し、ＥＵＶ光を効率的に利用することができ、露光性能を安定して維持することができる。
【００５５】
露光において、ＥＵＶ光源１１０から発せられたＥＵＶ光ＥＬは、照明光学系１２０によりマスク２００を照明する。マスク１００で反射されてマスクパターンを反映する光は、投影光学系３００により被処理体４００に結像される。露光装置１（照明光学系１２０及び投影光学系３００）は、上述したように、ＥＵＶ光ＥＬを高い反射率で反射し、優れた結像性能を有する。これにより、露光装置１は、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００５６】
次に、図５及び図６を参照して、上述した露光装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図５は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５７】
図６は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重の回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、ＥＵＶ露光装置の照明光学系が使用するオプティカルインテグレーターも反射型の光学素子であり、白金をコーティングしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す露光装置が用いる多層膜ミラーの構成を示す概略断面図である。
【図３】図１に示す露光装置が用いる多層膜ミラーの構成を示す概略断面図である。
【図４】図１に示す露光装置が用いるマスクの構成を示す概略断面図である。
【図５】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図７】従来の多層膜ミラーの構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１                          露光装置
１００                      照明装置
１１０                      ＥＵＶ光源
１２０                      照明光学系
１２１乃至１２３            多層膜ミラー
２００                      マスク
３００                      投影光学系
３０１乃至３０４            多層膜ミラー
４００                      被処理体
５００                      アライメント機構
６００                      フォーカス位置検出機構
ＶＣ                        真空チャンバ
ＴＷ                        透過窓
ＰＴ１乃至ＰＴ４            隔壁
ＯＰ１乃至ＯＰ３            開口
ＥＰ１乃至ＥＰ５            排気系
ＰＧ１乃至ＰＧ５              圧力ゲージ
ＬＳＳ                      ＥＵＶ光源の空間
ＩＯＳ                      照明光学系の空間
ＭＳＳ                      マスクステージの空間
ＰＯＳ                      投影光学系の空間
ＷＳＳ                      ウェハステージの空間
ＭＬＭ                      多層膜ミラー
ＭＳＴ                      ミラー基板
ＳｉＬ                      Ｓｉ層
ＭｏＬ                      Ｍｏ層
ＭＬ                        多層膜
ＰｔＬ                      白金層
ＤＰＬ                      拡散防止層
ＭＫ                        マスク
ＭＫＴ                      マスク基板
ＡＳＭ                      吸収体
【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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