(57)【要約】【課題】超紫外線リソグラフィ用の反射デバイス及びその製造方法、それを適用した超紫外線リソグラフィ用マスク、プロジェクション光学系及びリソグラフィ装置を提供する。【解決手段】基板３５と、基板３５上に形成され、超紫外線を反射させる材料からなる多重反射層と、を備え、多重反射層は、第１物質層と、第１物質層を表面処理した表面処理膜と、表面処理膜上に形成された第２物質層と、を備える層グループが複数個積層されて形成された反射デバイスである。また、基板３５を準備するステップと、基板３５上に超紫外線を反射させる材料で多重反射層を形成するステップと、を含み、多重反射層を形成するステップは、第１物質層を形成するステップと、第１物質層を表面処理するステップと、表面処理された第１物質層上に第２物質層を形成するステップと、を含み、さらに第２物質層上に、第１物質層の形成、第１物質層の表面処理、第２物質層の形成過程を複数回反復して多重反射層を形成する反射デバイスの製造方法である。【選択図】図４Ｃ
2007041603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、超紫外線（ＥＵＶ）を反射させる材料からなる多重反射層と、を備え、
前記多重反射層は、
第１物質層と、前記第１物質層を表面処理した表面処理膜と、前記表面処理膜上に形成された第２物質層と、を備える層グループが複数個積層されて形成されたことを特徴とする反射デバイス。
【請求項２】
前記第１物質層は、シリコン層であり、前記第２物質層は、モリブデン層であることを特徴とする請求項１に記載の反射デバイス。
【請求項３】
前記表面処理膜は、前記第１物質層に酸素またはアルゴンのイオンビームで表面処理した膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の反射デバイス。
【請求項４】
前記第１及び第２物質層は、スパッタリングにより形成されることを特徴とする請求項３に記載の反射デバイス。
【請求項５】
前記基板は、シリコンまたは石英基板であることを特徴とする請求項１に記載の反射デバイス。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載の反射デバイスと、
前記反射デバイスの多重反射層上に形成された吸収体パターンと、を備えることを特徴とするＥＵＶＬ用マスク。
【請求項７】
複数の反射ミラーを備え、  
前記複数の反射ミラーのうち少なくともいずれか一つとして請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載の反射デバイスを備えることを特徴とするＥＵＶＬ用のプロジェクション光学系。
【請求項８】
マスクのパターン情報を有するビームをプロジェクション光学系によりウェーハに照射するリソグラフィ装置において、
前記プロジェクション光学系は、請求項７に記載のプロジェクション光学系を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項９】
基板を準備するステップと、
前記基板上にＥＵＶ線を反射させる材料で多重反射層を形成するステップと、を含み、
前記多重反射層を形成するステップは、
第１物質層を形成するステップと、
前記第１物質層を表面処理するステップと、
表面処理された前記第１物質層上に第２物質層を形成するステップと、を含み、
さらに前記第２物質層上に、第１物質層の形成、第１物質層の表面処理、第２物質層の形成過程を複数回反復して前記多重反射層を形成することを特徴とする反射デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記第１物質層は、シリコン、前記第２物質層は、モリブデンを含むことを特徴とする請求項９に記載の反射デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記表面処理は、酸素またはアルゴンのイオンビームを使用してなされることを特徴とする請求項９または１０に記載の反射デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記第１及び第２物質層は、スパッタリングにより形成されることを特徴とする請求項１１に記載の反射デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記基板は、シリコンまたは石英基板であることを特徴とする請求項９に記載の反射デバイスの製造方法。
【請求項１４】
請求項９ないし１３のうちいずれか一項に記載の製造方法により形成された反射デバイスと、
前記反射デバイスの多重反射層上に形成された吸収体パターンと、を備えることを特徴とするＥＵＶＬ用マスク。
【請求項１５】
複数の反射ミラーを備え、
前記複数の反射ミラーのうち少なくともいずれか一つとして請求項９ないし１３のうちいずれか一項に記載の製造方法により形成された反射デバイスを備えることを特徴とするＥＵＶＬ用のプロジェクション光学系。
【請求項１６】
マスクのパターン情報を有するビームをプロジェクション光学系によりウェーハに照射するリソグラフィ装置において、
前記プロジェクション光学系は、請求項１５に記載のプロジェクション光学系を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超紫外線リソグラフィ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：ＥＵＶＬ）に使われる反射デバイス及びその製造方法に係り、特にＥＵＶを反射させるための反射層の内部ストレス（ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｓｔｒｅｓｓ）を緩和できる反射デバイス及びその製造方法、その反射デバイスを適用したＥＵＶＬ用マスク、プロジェクション光学系及びリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程のフォトリソグラフィ工程において、４５ｎｍ以下の描画サイズを実現する露光技術として、軟Ｘ線と呼ばれるＥＵＶ領域の露光波長を利用した技術が活発に研究されている。ＥＵＶＬ技術では、１００ｎｍより短い波長、例えば約１３．５ｎｍの非常に短い波長のＥＵＶが使われる。
【０００３】
ＥＵＶ領域では、ほとんどの物質が高い吸光性を有するため、屈折光学素子は使用し難いか、または不可能である。したがって、ＥＵＶを使用する露光技術には、ＥＵＶを反射させうるマスクが一般的に使われるか、または必要であり、このマスクから反射されたＥＵＶをウェーハ側に進めるために、色々な反射ミラーからなるプロジェクション光学系が必要である。ＥＵＶは、チャンバー内に設置されたこのマスクに照射され、このマスクから反射されたＥＵＶは、プロジェクション光学系の色々な反射ミラーにより反射された後にウェーハに照射されて、ウェーハ上にマスクに対応するパターンが形成される。
【０００４】
ＥＵＶを反射させるように、マスク及び反射ミラーのような反射デバイスは、モリブデンとシリコン（Ｍｏ／Ｓｉ）などの異種の膜が交互に積層された多重反射層の構造を有する。多重反射層は、一般的にイオンビームスパッタリングにより形成される。
【０００５】
しかし、モリブデン／シリコンの二重層を多重積層した反射層には、強い圧縮を誘発する内部ストレスが存在する。かかる内部ストレスにより、反射デバイスを正確に製造しようとしても、光学的な特性に影響を及ぼす範囲まで無視できない変形が発生しうる。例えば、内部ストレスにより反射デバイスのミラー面がベンディングされて、層が歪曲される問題が発生しうる。
【０００６】
内部ストレスの原因としては、二つが挙げられる。
【０００７】
一つの原因としては、図１のように、モリブデン層１とシリコン層５との界面での相互拡散層３の存在が挙げられる。図２は、シリコン基板１０上にイオンビームスパッタリングにより、シリコン層１５／モリブデン層１１を交互に積層したときの層断面写真であって、シリコン層１５とモリブデン層１１との界面に相互拡散層１３が存在することを表す。相互拡散層１３は、モリブデン層１１とシリコン層１５との界面で相互拡散によりモリブデンケイ素化合物が形成されたものであって、この相互拡散層１３により体積収縮及びストレインなどが誘発される。図１は、モリブデン層１とシリコン層５との界面で相互拡散により収縮が起きて、モリブデン／シリコン層の厚さが所望のものより縮小する場合を表す。図１において、左側は、所望のモリブデン／シリコン層の厚さを表し、右側は、相互拡散により厚さが縮小したモリブデン／シリコン層を表す。
【０００８】
他の原因としては、スパッタリング時に、シリコン層にある間隙位置にモリブデン原子がはまり込むピーニング効果によるストレインの誘発が挙げられる。
【０００９】
かかる原因により、モリブデン／シリコンの多重層には、内部ストレスが存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上述したような点に鑑みてなされたものであって、ＥＵＶを反射させるための多重反射層内の相互拡散層の形成を抑制して内部ストレスを低下できるＥＵＶＬ用反射デバイス及びその製造方法、その反射デバイスを適用したＥＵＶＬ用マスク、プロジェクション光学系及びリソグラフィ装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するための本発明による反射デバイスは、基板と、前記基板上に形成され、ＥＵＶを反射させる材料からなる多重反射層と、を備え、前記多重反射層は、第１物質層と、前記第１物質層を表面処理した表面処理膜と、前記表面処理膜上に形成された第２物質層と、を備える層グループが複数個積層されて形成されたことを特徴とする。
前記第１物質層は、シリコン層であり、前記第２物質層は、モリブデン層でありうる。
前記表面処理膜は、前記第１物質層に酸素またはアルゴンのイオンビームを表面処理した膜でありうる。
【００１２】
前記第１及び第２物質層は、スパッタリングにより形成されうる。
【００１３】
前記基板は、シリコンまたは石英基板でありうる。
【００１４】
前記目的を達成するための本発明によるＥＵＶＬ用マスクは、前記特徴点のうち少なくともいずれか一つを有する本発明による反射デバイスと、前記反射デバイスの多重反射層上に形成された吸収体パターンと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
前記目的を達成するための本発明によるＥＵＶＬ用プロジェクション光学系は、複数の反射ミラーを備え、前記複数の反射ミラーのうち少なくともいずれか一つとして前記特徴点のうち少なくともいずれか一つを有する本発明による反射デバイスを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、マスクのパターン情報を有するビームを前記のプロジェクション光学系によりウェーハに照射するリソグラフィ装置を特徴とする。
【００１７】
前記目的を達成するための本発明による反射デバイスの製造方法は、基板を準備するステップと、前記基板上にＥＵＶを反射させる材料で多重反射層を形成するステップと、を含み、前記多重反射層を形成するステップは、第１物質層を形成するステップと、前記第１物質層を表面処理するステップと、表面処理された前記第１物質層上に第２物質層を形成するステップと、を含み、再び前記第２物質層上に、第１物質層の形成、第１物質層の表面処理、第２物質層の形成過程を複数回反復して前記多重反射層を形成することを特徴とする。
【００１８】
前記第１物質層は、シリコン、前記第２物質層は、モリブデンを含みうる。
【００１９】
前記表面処理は、酸素またはアルゴンのイオンビームを使用してなされうる。
【００２０】
前記第１及び第２物質層は、スパッタリングにより形成されうる。
【００２１】
本発明によるＥＵＶＬ用マスクは、前記した製造方法により形成された反射デバイスと、前記反射デバイスの多重反射層上に形成された吸収体パターンと、を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明によるＥＵＶＬ用プロジェクション光学系は、複数の反射ミラーを備え、前記複数の反射ミラーのうち少なくともいずれか一つとして前記製造方法により形成された反射デバイスを備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明によるリソグラフィ装置は、マスクのパターン情報を有するビームをウェーハに照射するために、少なくとも一つの反射ミラーとして前記製造方法により形成された反射デバイスを備えるプロジェクション光学系を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ＥＵＶを反射させるための多重反射層内の相互拡散層の形成を抑制して、内部ストレスが緩和されたＥＵＶＬ用反射デバイスを実現できる。さらに、内部ストレスが緩和された本発明による反射デバイス上へのパターン露光時にパターンの歪曲及び誤差を最小化させうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明によるＥＵＶＬ用反射デバイス及びその製造方法の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
図３は、本発明によるＥＵＶＬ用反射デバイスを製造するための蒸着システムの全体構造を概略的に示す図面である。図４Ａないし図４Ｄは、図３の蒸着システムを利用して基板上に多重反射層を形成する過程を示す図面である。
【００２７】
図３に示すように、蒸着システム３０は、蒸着用のイオンビームソース３１からアルゴンイオン（Ａｒ＋）ビームをターゲット３３側に供給する。ターゲット３３からアルゴンイオンによりスパッタリングされたターゲット物質は、シリコン基板３５上に蒸着される。
【００２８】
基板３５上にモリブデン層を蒸着しようとする場合には、ターゲット３３位置にモリブデン材質のターゲットが置かれ、シリコン層を蒸着しようとする場合には、ターゲット３３位置にシリコン材質のターゲットが置かれる。蒸着システム３０は、基板３５上にモリブデン／シリコン層を交互に蒸着するために、モリブデン材質のターゲットとシリコン材質のターゲットとを同じ面上に配置した状態で、蒸着用のイオンビームの進路上に二つのターゲットを交互に位置させるように設けられうる。この場合、一つのチャンバー内でシリコン層とモリブデン層とを交互に蒸着して多重反射層を形成できる。
【００２９】
図３、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、シリコン材質のターゲットを所望の所または所定の所に位置させ、蒸着用のイオンビーム３１をターゲットに照射すれば、スパッタリングによりターゲットから分離されたシリコンが基板３５に蒸着されて、図４Ａに示したようにシリコン層４１（第１物質層）が形成される。シリコン層４１を形成した後、このシリコン層４１に酸化用のイオンビーム、すなわち酸素イオンビームを酸化用のイオンビームソース３７から照射して表面処理する。図４Ｂに示すように、これにより、シリコン層４１上には、表面処理膜、例えばシリコン酸化膜４３が形成される。
【００３０】
図４Ａは、基板３５上にシリコン層４１が形成された状態を示す図面である。図４Ｂは、シリコン層４１を形成した後、シリコン層４１に酸素イオンビームの表面処理を行って、シリコン層４１の表面にシリコン酸化膜４３が形成される状態を示す図面である。
【００３１】
酸素イオンビームの表面処理を行った後、モリブデン材質のターゲットを所定の所に位置させ、蒸着用のイオンビームをターゲットに照射すれば、スパッタリングによりターゲットから分離されたモリブデンがシリコン酸化膜４３上に蒸着されて、図４Ｃに示したようにモリブデン層４５（第２物質層）が形成される。
【００３２】
さらに、モリブデン層４５上にスパッタリングによるシリコン層４１の形成、シリコン層４１に酸素イオンビームの表面処理、スパッタリングによるモリブデン層４５の形成過程を数回反復する。
【００３３】
かかる反復過程を通じて、モリブデン／シリコン二重層（層グループ）が複数層積層された多重反射層５１が形成される。図４Ｄは、多重反射層５１を有する本発明による反射デバイス５０を示す図面である。
【００３４】
本発明による反射デバイス５０において、基板３５としては、シリコンを含む材質の基板を使用できる。例えば、基板３５としては、シリコン基板または石英（ＳｉＯ２）基板を使用できる。スパッタリング方式の蒸着により、シリコン層４１は、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）で形成される。スパッタリング方式の蒸着により、モリブデン層４５は、結晶性または多結晶性モリブデン（ｃ−Ｍｏ）で形成される。
【００３５】
シリコン層４１に酸素イオンビームの表面処理を行ってシリコン層４１の表面に形成されたシリコン酸化膜４３は、その上にモリブデン層４５を形成するとき、モリブデン原子が相互拡散されてシリコン層４１との界面でシリコンと結合することを抑制する。これにより、相互拡散層の形成や、モリブデン原子がシリコン層の間隙位置にはまり込むピーニング効果が抑制される。
【００３６】
一方、本発明による反射デバイス５０において、多重反射層５１の最上層は、モリブデン層、シリコン層のどちらでもよいが、シリコンの表面に生成される自然酸化膜の安定性が優秀であるので、シリコン層を最上層とすることが望ましい。ここで、最上層のシリコン層に酸素イオンビームの表面処理によりシリコン酸化膜を形成することもできる。モリブデン層、シリコン層の厚さは、数ｎｍほど、積層数は、数十層程度の値で所望の反射率によって任意に設定することが可能である。
【００３７】
図５は、本発明による反射デバイスの一実施形態であって、ＥＵＶＬ用マスク７０を示す図面である。図５に示すように、ＥＵＶＬ用マスク７０は、基板３５と、基板３５上に形成される多重反射層５１と、多重反射層５１上に形成される吸収体パターン７５とを備える。図５のＥＵＶＬ用マスク７０は、図４Ｄの反射デバイス５０に吸収体パターン７５をさらに形成した構造を有しうる。ＥＵＶＬ用マスク７０は、多重反射層５１上への吸収体パターン７５の形成時に多重反射層５１の保護の役割を担うキャッピング層（図示せず）をさらに備えうる。また、吸収体パターン７５と多重反射層５１またはキャッピング層との間にバッファ層（図示せず）をさらに備えうる。
【００３８】
吸収体パターン７５は、ＥＵＶに対する吸収領域を有し、ＥＵＶが通過するウィンドウを設けるように所定のパターンで形成される。吸収体パターン７５は、ＥＵＶを吸収できる材料、例えば金属物質を含む材料からなる。例えば、吸収体パターン７５は、窒化タンタル（ＴａＮ）膜などからなり、所定のパターンで形成されてＥＵＶに対する吸収領域を構成する。吸収体パターン７５は、ＴａＮ、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム−銅合金（Ａｌ−Ｃｕ）、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）、窒化タンタル珪素（ＴａＳｉＮ）、アルミニウム（Ａｌ）などで形成されうる。
【００３９】
ここで、吸収体パターン７５の形状は、多様に変形されうる。すなわち、吸収体パターン７５の側面７５ａ，７５ｂが多重反射層５１に対してなす角度は、多様に変形されうる。
【００４０】
図５は、前記ウィンドウに隣接した吸収体パターン７５の側面７５ａ，７５ｂが多重反射層５１に対して傾斜した場合を示す図面である。望ましくは、吸収体パターン７５の傾斜した側面７５ａ，７５ｂは、ＥＵＶの入射角度と実質的に同じ角度で傾斜されることが望ましい。この場合、ＥＵＶＬ用マスク７０は、ＥＵＶに露光されるとき、吸収体パターン７５の各寸法と実際にシリコンウェーハ１３に形成されるパターンの各寸法とが同一になる。
【００４１】
他の例として、吸収体パターン７５の側面は、多重反射層５１に対して傾斜した側面と垂直した側面とが混合された構造でもなりうる。例えば、ＥＵＶの入射平面に垂直した方向に沿って形成される吸収体パターンは、傾斜した側面を有し、入射平面に平行した方向に沿って形成される吸収体パターンは、多重反射層５１に対して垂直した側面７５ａ，７５ｂを有するように形成されうる。ここで、ＥＵＶの入射平面は、多重反射層５１に入射されるＥＵＶと、入射面、すなわち多重反射層５１の面に垂直した法線とがなす平面である。
【００４２】
かかる吸収体パターン７５を有するＥＵＶＬ用マスク７０については、本出願人により提案された米国特許出願１１／２７４，４７４号（出願日：２００５年１１月１６日）に記載されている。したがって、ＥＵＶＬ用マスク７０についてのさらに詳細な事項は、前記特許出願を参照し、ここでは、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
一方、ＥＵＶＬ用マスクから反射されたＥＵＶをウェーハ側に進めるために、色々な反射ミラーからなるプロジェクション光学系が必要であるが、本発明による反射デバイス５０は、プロジェクション光学系の反射ミラーとして使われうる。すなわち、ＥＵＶＬ用プロジェクション光学系は、反射ミラーとして本発明による反射デバイス５０を少なくとも一つ以上使用できる。
【００４４】
図６は、少なくとも一つの反射ミラーとして本発明による反射デバイスを使用するＥＵＶＬ用プロジェクション光学系の一実施形態であって、非軸上のプロジェクション光学系を示す図面である。図６のプロジェクション光学系は、本出願人により出願された米国特許出願１１／４５３，７７５号（出願日：２００６年６月１６日）に開示されている。これについてのさらに詳細な事項は、前記特許出願を参照する。
【００４５】
図６に示すように、非軸上のプロジェクション光学系は、非軸上の配置関係にあり、入射された光を上面に誘導するための第１及び第２ミラー８０，９０を備える。非軸上のプロジェクション光学系は、かかる第１及び第２ミラー８０，９０の対を少なくとも一つ以上備える。この第１及び第２ミラー８０，９０は、後述する数式１を満足するように形成されうる。
【００４６】
第１ミラー８０は、凸ミラー、第２ミラー９０は、凹ミラーの形態になされうる。また、第１及び第２ミラー８０，９０は、非球面ミラーでありうる。また、第１及び第２ミラー８０，９０は、その中心点（頂点）を中心に両側相称の形態に形成される。
【００４７】
第１及び第２ミラー８０，９０は、次の数式１を満足するように設計されうる。すなわち、第１及び第２ミラー８０，９０は、第１ミラー８０のタンジェンシャル曲率半径及びサジタル曲率半径をそれぞれＲ１ｔ，Ｒ１ｓ、第２ミラー９０のタンジェンシャル曲率半径及びサジタル曲率半径をそれぞれＲ２ｔ，Ｒ２ｓ、物体点Ｏからの光線が第１ミラー８０に入射される角度をｉ１、第１ミラー８０から反射された光線が第２ミラー９０に入射される角度をｉ２とするとき、数式１を満足するように形成されうる。
【００４８】
【数１】
2007041603.tif 000003
【００４９】
第１及び第２ミラー８０，９０が数式１を満足するように設計される場合、３次収差を最小化できる。３次収差は、一般的なサイデル収差、すなわちコマ、非点収差、球面収差、像面湾曲などをいう。
【００５０】
第１及び第２ミラー８０，９０のうちいずれか一つとして、本発明による反射デバイス５０を使用できる。このとき、基板を第１または第２ミラー８０，９０の曲面形状に対応して形成した状態で、多重反射層５１を形成する工程を進めば、第１または第２ミラー８０，９０が得られる。
【００５１】
図６は、本発明による反射デバイス５０を反射ミラーとして使用するＥＵＶＬ用プロジェクション光学系の一例を示したものであって、本発明がこれに限定されるものではない。すなわち、ＥＵＶＬ用プロジェクション光学系は、少なくとも一つの反射ミラーとして本発明による反射デバイス５０を使用し、多様な変形及び他の実施形態が可能である。
【００５２】
図７は、マスクのパターン情報を有するビームを図６の非軸上のプロジェクション光学系によりウェーハに照射するＥＵＶＬ装置を概略的に示す図面である。図７は、図５のマスク７０を適用した例を示す。
【００５３】
図５ないし図７に示すように、物体面にパターニングされた反射型マスク７０が置かれ、像面にウェーハ１００が置かれる。マスク７０に照射されるＥＵＶビームは、そのマスク７０から反射された後に第１ミラー８０に入射される。ＥＵＶビームは、第１ミラー８０により反射されて第２ミラー９０に入射される。入射されたＥＵＶビームは、第２ミラー９０により反射されて像面に位置したウェーハ１００上にフォーカシングされて、ウェーハ１００にマスク７０の吸収体パターンに対応するパターンが形成される。
【００５４】
ここで、プロジェクション光学系で使われるミラーの数は、最小二つであり、ＥＵＶＬ装置内で要求されるマスクとウェーハとの設置位置及び方向などを考慮して、少なくとも一つ以上のミラーがさらに使われることもある。
【００５５】
以下では、本発明のように、シリコン層に所定のイオンビーム表面処理を行えば、モリブデン原子の相互拡散を抑制することを表す多様な測定結果を説明する。
【００５６】
図８は、透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＴＥＭ）の分析結果を示す図面である。
【００５７】
図８において、上段の４枚のサンプル写真は、酸素イオンビームの電圧を１００Ｖ（サンプル１）、３００Ｖ（サンプル２）、５００Ｖ（サンプル３）、７００Ｖ（サンプル４）に上昇させることによるシリコンとモリブデンとの相互ミキシング層（Ｉｎｔｅｒｍｉｘｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ）、すなわち相互拡散層の厚さ変化を示すＴＥＭ写真である。
【００５８】
図８で下段のグラフは、深さプロファイル（ラインスキャンともいう）を示すものであって、各サンプルに対する深さによるシリコン、モリブデン、酸素の存在量を検出した結果を示す。
【００５９】
サンプルのＴＥＭ写真から分かるように、酸素イオンビームの電圧の上昇によってシリコンとモリブデンとの相互ミキシング層、すなわち相互拡散層の厚さが縮小する。また、深さプロファイルの結果グラフから分かるように、酸素イオンビームの電圧の上昇によって、シリコンとモリブデンとがオーバーラップされる部分が減る。これは、酸素イオンビームの処理がモリブデン原子の相互拡散を抑制し、酸素イオンビームの電圧を上昇させれば、酸素イオンビームの処理がさらによく進められてモリブデン原子の相互拡散をさらに抑制できることを表す。
【００６０】
図９は、酸素イオンビームの電圧のみを異ならせ、残りの条件、すなわちモリブデン／シリコン層をイオンビームスパッタリングにより蒸着する条件、及び酸素イオンビームの表面処理条件は同一に製作した四つのサンプル（サンプル１，２，３，４）に対してＸ−Ｒａｙ反射率（Ｘ−Ｒａｙ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ：ＸＲＲ）の測定結果を示す図面である。図１０は、図９の結果を表す四つのサンプルのＭｏ／Ｓｉの二重層の厚さを測定した結果を示すグラフである。図１１は、図９の結果を表す四つのサンプルの内部ストレスを測定した結果を示すグラフである。
【００６１】
図９ないし図１１の結果を得るのに使われたサンプル１，２，３，４は、それぞれ１００Ｖ，３００Ｖ，５００Ｖ，７００Ｖの電圧下でシリコンの表面を、約１秒間酸素イオンビームを使用して表面処理したものである。また、前記サンプル１，２，３，４のＭｏ／Ｓｉの二重層は、６２秒間スパッタリングによる蒸着により形成し、酸素イオンビーム処理は、シリコン層上に約１秒間行った。
【００６２】
図９は、ＸＲＲの測定結果、前記四つのサンプル１，２，３，４の反射率ピーク位置が互いにほぼ一致することを表す。この測定結果は、酸素イオンビームの表面処理電圧、すなわち酸素イオンビームバイアス値に関係なくＭｏ／Ｓｉの二重層の厚さ変化が微々であることを表す。
【００６３】
図１０は、前記四つのサンプル１，２，３，４でのＭｏ／Ｓｉの二重層の厚さを測定した結果を示す図面である。測定結果、四つのサンプルの厚さは、それぞれ７０．２９Ａ，７０．５５Ａ，７０．１８Ａ，７０．０４Ａであった。図１０において、横軸は、酸素イオンビームバイアスをボルト（Ｖ）単位で表し、縦軸は、前記二重層の厚さをÅ単位で表したものである。図１０の結果から分かるように、Ｍｏ／Ｓｉの二重層の蒸着時にシリコンの表面を約１秒間酸素イオンビーム処理した結果、酸素イオンビームバイアスを１００Ｖ，３００Ｖ，５００Ｖ，７００Ｖに変化させても、表面処理による厚さ変化は微々たるものである。
【００６４】
図１１は、前記四つのサンプル１，２，３，４の残留応力を測定した結果を示す図面である。図１１は、酸素イオンビームバイアスが大きいほど、多層膜の内部の残留応力は減少することを表す。
【００６５】
図１０及び図１１の測定結果、四つのサンプルは、酸素イオンビームバイアスの増大に対して二重層の厚さは変化がほとんどない一方、多層膜の内部の残留応力は減少するということが分かる。
【００６６】
本発明者の確認によれば、酸素イオンビームの表面処理を行っていない場合、多層膜の内部の残留応力は−５１０Ｍｐａであったが、酸素イオンビームの表面処理を行った結果、多層膜の内部の残留応力は−２１８Ｍｐａ（７００Ｖの酸素イオンビームバイアスが加えられた場合）まで減少した。
【００６７】
一方、上記では、シリコン層の表面を酸素イオンビーム処理する場合について説明したが、シリコン層の表面処理に他種のイオンビームを使用することもある。
【００６８】
図１２は、シリコン層に酸素イオンビームを使用して表面処理した場合と、アルゴンイオンビームを使用して表面処理した場合との残留応力を比較して示す図面である。
【００６９】
図１２から分かるように、表面処理にアルゴンビームを使用する場合にも、酸素イオンビームを使用する場合と同様に、残留応力は、表面処理を行っていない場合の−５１０Ｍｐａより減少し、アルゴンビームバイアスの増大によって残留応力は減少する。
【００７０】
また、図１２から分かるように、酸素イオンビームの表面処理を行う場合、アルゴンビームの表面処理を行う場合に比べて、内部ストレスが１０％ほどさらに減少する。
【００７１】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、Ｍｏ／Ｓｉの二重層の界面で酸素を、ＴＯＦ  ＳＩＭＳ（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ  Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を利用して検出した結果を示す図面である。図１３Ａは、酸素イオンビームバイアス５００Ｖ下で表面処理したサンプルを測定した結果を示し、図１３Ｂは、酸素イオンビームバイアス７００Ｖ下で表面処理したサンプルを測定した結果を示す。
【００７２】
シリコンの検出ピーク周期と同一に酸素の検出ピークが反復されるため、Ｍｏ／Ｓｉの二重層の界面でのみ酸素が検出されるということが分かる。これにより、Ｍｏ／Ｓｉの二重層の界面にＳｉＯｘ膜が存在するということが分かる。
【００７３】
前述したように、ＥＵＶを反射させるように、Ｍｏ／Ｓｉの二重層を複数個積層して多重層構造の反射層を形成するが、シリコン層を形成した後にこのシリコン層を表面処理すれば、多重層の内部ストレスを緩和させうる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、半導体製造工程関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】モリブデン層とシリコン層との界面での相互拡散層の存在を示す図面である。
【図２】シリコン基板上にイオンビームスパッタリングにより、シリコン層／モリブデン層を交互に積層したときの層断面写真である。
【図３】本発明によるＥＵＶＬ用反射デバイスを製造するための蒸着システムの全体構造を概略的に示す図面である。
【図４Ａ】図３の蒸着システムを利用して基板上に多重反射層を形成する過程を示す図面である。
【図４Ｂ】図３の蒸着システムを利用して基板上に多重反射層を形成する過程を示す図面である。
【図４Ｃ】図３の蒸着システムを利用して基板上に多重反射層を形成する過程を示す図面である。
【図４Ｄ】図３の蒸着システムを利用して基板上に多重反射層を形成する過程を示す図面である。
【図５】本発明による反射デバイスの一実施形態であって、ＥＵＶＬ用マスクを示す図面である。
【図６】少なくとも一つの反射ミラーとして本発明による反射デバイスを使用するＥＵＶＬ用プロジェクション光学系の一実施形態であって、非軸上のプロジェクション光学系を示す図面である。
【図７】マスクのパターン情報を有するビームを図６の非軸上のプロジェクション光学系によりウェーハに照射するＥＵＶＬ装置を概略的に示す図面である。
【図８】酸素イオンビームの電圧をサンプル１，２，３，４に上昇させることによるシリコンとモリブデンとの相互ミキシング層、すなわち相互拡散層の厚さ変化を示すＴＥＭの分析結果を示す図面である。
【図９】酸素イオンビーム電圧のみを異ならせ、残りの条件、すなわちモリブデン／シリコン層をイオンビームスパッタリングにより蒸着する条件、及び酸素イオンビームの表面処理条件は同一に製作した四つのサンプル（サンプル１，２，３，４）に対してＸＲＲの測定結果を示す図面である。
【図１０】図９の結果を表す四つのサンプルのＭｏ／Ｓｉの二重層の厚さを測定した結果を示す図面である。
【図１１】図９の結果を表す四つのサンプルの内部ストレスを測定した結果を示す図面である。
【図１２】シリコン層に酸素イオンビームを使用して表面処理した場合と、アルゴンイオンビームを使用して表面処理した場合との残留応力を比較して示す図面である。
【図１３Ａ】Ｍｏ／Ｓｉの二重層の界面で酸素をＴＯＦ  ＳＩＭＳを利用して検出した結果を示す図面である。
【図１３Ｂ】Ｍｏ／Ｓｉの二重層の界面で酸素をＴＯＦ  ＳＩＭＳを利用して検出した結果を示す図面である。
【符号の説明】
【００７６】
３０    蒸着システム、
３１    蒸着用のイオンビームソース、
３３    ターゲット、
３５    シリコン基板、
３７    酸化用のイオンビームソース、
４１    シリコン層、
４３    シリコン酸化膜、
４５    モリブデン層、
５０    反射デバイス、
５１    多重反射層、
７０    ＥＵＶＬ用マスク、
７５    吸収体パターン、
７５ａ，７５ｂ    側面。
【図３】
2007041603.tif 000004
【図４Ａ】
2007041603.tif 000005
【図４Ｂ】
2007041603.tif 000006
【図４Ｃ】
2007041603.tif 000007
【図４Ｄ】
2007041603.tif 000008
【図５】
2007041603.tif 000009
【図６】
2007041603.tif 000010
【図７】
2007041603.tif 000011
【図１１】
2007041603.tif 000012
【図１２】
2007041603.tif 000013
【図１】
2007041603.tif 000014
【図２】
2007041603.tif 000015
【図８】
2007041603.tif 000016
【図９】
2007041603.tif 000017
【図１０】
2007041603.tif 000018
【図１３Ａ】
2007041603.tif 000019
【図１３Ｂ】
2007041603.tif 000020