多层膜反射镜及制法、光学系统、曝光装置及元件的制法

摘要

本发明的多层膜反射镜(2)包括基板(4)及多层膜(6)，多层膜(6)具有第1材料层(6a)及第2材料层(6b)交替地成膜在上述基板表面上的构造。上述多层膜表面附近的上述第1材料层在面内具有厚度的分布，其中，上述多层膜反射镜(2)含有：中间层(7)，其是成膜在上述多层膜表面上的Si层或含有Si之层，上述中间层表面所处的位置与上述多层膜的上述第2材料层表面所处的位置大致相同；及覆盖层(8)，其均匀地成膜在上述中间层的表面。

说明书

技术领域

本发明是关于一种在基板表面上形成多层膜的多层膜反射镜、多层膜反射镜的制造方法、具备该多层膜反射镜的光学系统、曝光装置以及使用该曝光装置的元件的制造方法。

背景技术

近年来，伴随着半导体积体电路的微细化的发展，已开发有投影曝光装置(Projection Exposure Equipment)，其中为提高因光的绕射极限而受限制的光学系统的析像度，而使用波长较紫外线还短(例如，11～14nm左右)的极端紫外线(Extreme Ultraviolet)以代替先前的紫外线。(例如，参照日本专利特开2003-14893号公报)。

发明内容

在上述使用极端紫外线的投影曝光装置(EUV曝光装置)中，由于不存在可透过极端紫外线的物质，因此光学系统必须由反射镜构成，使用斜入射镜片或多层膜镜片等，该斜入射镜片利用该波长域内物质的折射率稍小于1所引起的全反射，该多层膜镜片使界面上的微弱的反射光的相位一致而进行多数重迭，使得整体可获得较高反射率。

EUV微影技术中所用的反射镜，相对在波面像差(WavefrontAberrations)而言，需要形成为形状误差较小且高精度的面形状，然而其加工并不容易。故而，开发有下述技术，即：藉由逐层地削去多层膜反射镜的表面，而实质上可修正亚(sub)nm的形状误差(参照国际公开第01/41155号文件(Pamphlet))。此处，当为多层膜反射镜中所用的由钼(Mo)层及硅(Si)层所构成的多层膜的情形时，由于削去多层膜的表面而露出容易氧化的Mo层，故而需要形成一种用在防止Mo层氧化的钌(Ru)层等覆盖层。该覆盖层在功能上亦作为防止对多层膜造成碳污染(CarbonContamination)之层。

然而，Ru层在光学性上与Mo层大致相同，因此，在经削去处理后的多层膜的表面上形成Ru层以作为覆盖层后，Ru层位在与经削去处理后的Mo层的位置不同的位置，由此相对在膜加工量的反射波面的相位产生较大变化。进而，经削去的部分的反射率亦产生较大变化，从而成为产生透过率不均的主要原因。

本发明的课题在提供一种具有高精度之面形状的多层膜反射镜、多层膜反射镜的制造方法、具备该多层膜反射镜的光学系统、曝光装置以及使用该曝光装置的元件的制造方法。

本发明的多层膜反射镜2包括基板4、及构造上是第1材料层6a及第2材料层6b交替成膜在上述基板的表面上的多层膜6，上述多层膜6表面附近的上述第1材料层在面内具有厚度上的分布；其中，该多层膜反射镜2包括：中间层7，其是成膜在上述多层膜6的表面上的Si层或含有Si之层，上述中间层7的表面所处的位置与上述多层膜6的上述第2材料层6b的表面所处的位置大致相同；以及覆盖层(Capping Layer)8，其均匀地成膜在上述中间层7的表面。

又，本发明的多层膜反射镜的制造方法包括下述过程：多层膜形成过程S10，其中在基板表面上形成多层膜6，该多层膜6具有由第1材料层6a与第2材料层6b周期性地交替成膜的结构；多层膜去除过程S11，其中在藉由上述多层膜形成过程S10所形成的上述多层膜6的面内根据去除量而进行分布，以去除上述多层膜6的表面；中间层成膜过程S12，在藉由上述多层膜去除过程S11而去除的上述多层膜6的去除区域表面上形成中间层7，该中间层7具有与上述多层膜6的去除厚度大致相同的厚度、表面受到平坦化、且是Si层或含有Si之层；以及覆盖层成膜过程S13，其在藉由上述中间层成膜过程S12所形成的上述中间层7的表面上均匀地形成覆盖层8。

又，本发明的光学系统的至少一部分具备本发明的多层膜反射镜2。又，本发明的曝光装置中，光学系统306～309的至少一部分具备本发明的多层膜反射镜2。

又，本发明的元件的制造方法包括：曝光过程，使用本发明的曝光装置，将图案影像曝光转印在物体上；以及显影过程，使藉由上述曝光过程而曝光转印的上述物体上的图案显影。

附图说明

图1是第1实施形态的多层膜反射镜的剖面图。

图2是用以说明第1实施形态的多层膜反射镜的制造方法的流程图。

图3是表示第1实施形态的磁控溅镀成膜装置的结构图。

图4是用以说明多层膜反射镜的形状误差的修正图。

图5是用以说明多层膜反射镜的形状误差的修正图。

图6是表示第1实施形态的已经过形状误差修正的多层膜反射镜图。

图7是表示已经过形状误差修正的多层膜反射镜的反射率变化及相位变化图。

图8是用以说明Si单层膜的成膜方法的流程图。

图9是表示比较例中的多层膜反射镜的结构图。

图10是表示比较例中的多层膜反射镜的结构图。

图11是表示比较例中的多层膜反射镜的反射率变化及相位变化图。

图12是表示第1实施形态的多层膜反射镜的反射率变化及相位变化图。

图13是表示在多层膜反射镜的Si单层膜上产生厚度误差的状态图。

图14是表示在多层膜反射镜的Si单层膜上产生厚度误差的情形时的反射率变化图。

图15是表示在多层膜反射镜的Si单层膜上产生厚度误差的情形时的相位变化图。

图16是第2实施形态的多层膜反射镜的剖面图。

图17是表示第2实施形态的多层膜反射镜的反射率变化图。

图18是表示第2实施形态的多层膜反射镜的相位变化图。

图19是表示第3实施形态的EUV曝光装置的概略结构图。

图20是说明使用第3实施形态的EUV曝光装置的微型元件的制造方法的流程图。

2/52/100/104：多层膜反射镜

4/54：  基板

6/56：  多层膜

6a：    第1材料层

6b：    第2材料层

7/57：  中间层

8：     覆盖层

10：    真空腔室

12：    基板固持器

14：    膜厚分布修正板

16：    修正板驱动机构

18、24：阴极

20：    钼板

22、28：靶闸

26：    硅板

56a：   Mo层

56b：   Si层

58/102/108：Ru覆盖层

106：   Si单层膜

301：   折射镜

302：   光掩模

303：   光掩模平台

303a/311a：夹盘

304：   光掩模聚焦发光系统

305：   光掩模聚焦受光系统

306/307/308/309：镜片

310：   晶圆

311：   晶圆平台

312：   晶圆自动聚焦发光系统

313：   晶圆自动聚焦受光系统

314：   光学镜筒

315：   偏向轴显微镜

A/B：   物质

AX：    旋转轴

d：     周期长

IL：    照明光学系统

S10～S13/S20～S21/S301～S305：步骤

具体实施方式

参照图式，就本发明的第1实施形态的多层膜反射镜加以说明。多层膜反射镜，例如，用在以极端紫外光EUV光作为曝光光束的EUV曝光装置等中。图1是第1实施形态的多层膜反射镜2的剖面图。如图1所示，多层膜反射镜2包括：多层膜6，其是由在研磨为高精度形状的低热膨胀玻璃基板4的表面上周期性地交替形成包含钼(Mo)之层(第1材料层)6a、与包含硅(Si)之层(第2材料层)6b而构成，且可反射波长为11nm～14nm的光；中间层7，其成膜在多层膜6上且是Si或含有Si之层；及覆盖层8，其成膜在中间层7上，且由用以防止碳污染及中间层7氧化的钌(Ru)层所构成。再者，多层膜6是由多层对(pair)的Mo层6a与Si层6b所构成，然而在图1中仅表示4层对的Mo层6a与Si层6b。

多层膜6为进行反射波面的修正，而使多层膜6表面附近的含有Mo之层6a在面内具有厚度上的分布，在该在面内具有厚度上的分布的、含有Mo之层6a的表面上，在多层膜的含有Si之层的表面所处的位置处，形成一种具有位在平坦表面处的Si层或含有Si的中间层7，在中间层7表面上以均匀厚度形成有Ru覆盖层8。此处，中间层7可为含有选自一种由Si、SiO₂、SiC或该等的组合所构成的群组中的材料之层，亦可为含有选自一种由Si、SiO₂、SiC或该等的组合所构成的群组中的不同材料所构成的多层膜。又，Ru覆盖层8可为含有选自一种由Ru、Ru合金、Rh、Rh合金、Nb、Nb合金、Pt、Pt合金、Mo、Mo合金、TiO₂、SiO₂、ZrO₂、MoSi₂、SiC或该等的组合所构成的群组中的材料之层。进而，Ru覆盖层8可为含有选自一种由Ru、Ru合金、Rh、Rh合金、Nb、Nb合金、Pt、Pt合金、Mo、Mo合金、TiO₂、SiO₂、ZrO₂、MoSi₂、SiC或该等的组合所构成的群组中的不同材料所构成的多层膜。

中间层7的表面位置与多层膜6的含有Si之层的表面位置大致相同，故而，在保持多层膜6的周期结构的情形时，Ru覆盖层8位在含有Mo之层6a所处的位置处。Ru覆盖层8与构成多层膜6的Mo层6a在光学性上大致相同，故而，多层膜反射镜2的反射率或反射波面的相位不会产生较大变化。

继而，参照图2的流程图，就该实施形态的多层膜反射镜2的制造方法加以说明。

首先，在经过高精度地研磨的低热膨胀玻璃基板4上形成多层膜6，该多层膜6具有由Mo层(第1材料层)6a与Si层(第2材料层)6b周期性地交替成膜的结构(步骤S10，多层膜形成过程)。即，藉由磁控溅镀(Magnetron Sputter)成膜装置，在玻璃基板4的反射面(表面)上在周期长为6.9nm～7.5nm的范围内形成多层对的多层膜6。

图3是表示磁控溅镀成膜装置的结构的图。如图3所示，磁控溅镀成膜装置具备基板固持器12，其收容在已经过真空排气的真空腔室10内。基板固持器12保持低热膨胀玻璃基板4且结构为：藉由未图示的旋转驱动机构来保持低热膨胀玻璃基板4，且在该状态下可以旋转轴AX为轴而旋转。

又，磁控溅镀成膜装置具备膜厚分布修正板14，该膜厚分布修正板14收容在真空腔室10内。膜厚分布修正板14的结构为：配置在低热膨胀玻璃基板4附近，且可藉由修正板驱动机构16而在图中的箭头方向上移动。藉由使膜厚分布修正板14在图中的箭头方向上移动，来调整到达低热膨胀玻璃基板4上的成膜粒子的量，以此，可控制形成在低热膨胀玻璃基板4上的膜的膜厚。

又，磁控溅镀成膜装置具备阴极18、作为靶材的钼板20、及靶闸22(Target Shutter)。将工作气体导入真空腔室10内，对阴极18施加电压，藉此，在钼板20附近产生电浆。藉由该电浆，对钼板20进行溅镀，所溅镀的作为成膜粒子的钼(Mo)沈积在玻璃基板4上。再者，使靶闸22在进行钼成膜时开放，而在进行下述硅成膜时关闭。

又，磁控溅镀成膜装置具备阴极24、作为靶材的硅板26、及靶闸28。将工作气体导入真空腔室10内，对阴极24施加电压，藉此，在硅板26附近产生电浆。藉由该电浆，对硅板26进行溅镀，所溅镀的作为成膜粒子的硅(Si)沈积在玻璃基板4上。再者，使靶闸28在进行硅成膜时开放，而在进行钼成膜时关闭。

继而，在步骤S10中所形成的多层膜6面内，根据去除量进行分布而去除多层膜6的表面(步骤S11，多层膜去除过程)。

通常，在构成EUV曝光装置的反射光学系统中使用多个反射镜的情形时，相对在该反射光学系统的波面像差(WFE)而言，各反射镜中所容许的形状误差(FE)是使用(1)式而计算出。

FE＝WFE/2/√n(RMS)…(1)

此处，n是构成光学系统的反射镜的数量。在反射光学系统中，入射光与反射光双方分别受形状误差的影响，因此波面像差具有形状误差的2倍误差，故而如(1)式所示，需要除以2。即，各反射镜中所容许的形状误差(FE)相对在波长λ及反射镜数n而言，可使用(2)式计算出。

FE＝λ/28/√n(RMS)…(2)

例如，波长为13nm的条件下，在由4个反射镜构成的反射光学系统的情形时，各反射镜所容许的形状误差为0.23nmRMS，在由6个反射镜构成反射光学系统的情形时，各反射镜所容许的形状误差为0.19nmRMS。就将该实施形态的多层膜反射镜2用在EUV曝光装置中的情形而言，所容许的形状误差亦相同。然而，此种具有高精度的面形状的反射面的玻璃基板的制造非常困难。又，即便是经过高精度研磨的玻璃基板，亦存在下述情形：由于形成多层膜，使得反射波面与预期的波面形状之间存有误差。

此处，揭示有下述技术：藉由逐层地削去多层膜反射镜的表面，可实质上修正亚nm的形状误差(参照国际公开第01/41155号文件)。例如，考虑到下述情形：自如图4所示的使A、B该两种物质以固定的周期长d交替地积层的多层膜表面，如图5所示去除一层对。对在沿垂直在如图4所示的多层膜表面的方向而前进的光线，厚度为d的多层膜中一层对的光路长OP为OP＝nAdA+nBdB。此处，dA、dB表示各层的厚度，且dA+dB＝d。又，nA、nB分别表示物质A、B的折射率。

图5所示的去除了最表面的多层膜中一层对的厚度d的部分的光路长OP′可由OP′＝nd而计算出。此处，n表示真空的折射率，且n＝1。即，藉由去除多层膜的最上层，可改变通过该处的光线的光学距离。图5中，多层膜在光学上实质上与仅对应于该变化部分而修正的情形是等价的。光路长的变化(即，面形状的变化)Δ可由Δ＝OP′-OP而计算出。

在极端紫外线的波长区域内，物质的折射率近似于1，故而Δ变为较小的量，可藉由逐层地削去多层膜反射镜表面的方法，来对面形状进行精密修正。例如，就波长为13.5nm、使用Mo/Si多层膜的情形加以说明。为了用于直入射中，而将一层对的厚度d设为6.9nm、钼层的厚度dMo设为2.415nm、硅层的厚度dSi设为4.485nm。波长13.5nm时，钼的折射率nMo为0.92、硅的折射率nSi为0.998。使用该等数值来计算光路长的变化。削去多层膜反射镜的表面之前，光路长OP为6.698nm，而削去一层对之后的光路长OP′为6.9nm，光路长的变化Δ＝OP′-OP＝0.202nm。

藉由削去一层对，可进行相当于0.2nm的面形状的修正。再者，在Mo/Si多层膜的情形时，Si层的折射率近似于1，故而光路长的变化Δ主要依存在Mo层的有无，而几乎不依存在Si层的有无。故而，去除多层膜之层时，无需正确控制Si层的厚度。根据上述示例，Si层的厚度为4.485nm，可在Si层的中途使去除加工停止。即，藉由实施数nm精度的去除加工，则可进行0.2nm单位的面形状的修正。

故而，在上述步骤S11中，首先，测量一种形成有多层膜6的多层膜反射镜2的EUV光反射波面。当所测量的反射波面与预期的波面形状之间存有误差的情形时，为了进行修正而求出多层膜6表面的去除加工量，根据所求出的去除加工量来对多层膜6进行去除加工。图6是表示在进行多层膜6的去除加工之后、且在形成下述中间层7、Ru覆盖层8之前，多层膜反射镜2的结构图。再者，多层膜6由多层对的Mo层6a与Si层6b构成，然而在图6中仅表示4层对的Mo层6a与Si层6b。

在图7表示相对于步骤S11中的去除加工(膜加工量)的多层膜反射镜2的反射率变化及相位变化。在图7中，实线L1表示相对于波长为13.5nm的EUV光的反射率变化，实线L2表示相位变化。膜加工量达到多层膜6的1层对(周期长为6.9nm)的情形的相位变化约为8度，此时的波面变化为8度÷360度×13.5nm(波长)＝0.30nm。通常而言，若对基板进行6.9nm的去除加工，则产生为周期长二倍即13.8nm的波面变化，故而相对于多层膜6的表面的膜加工量的对波面的作用为0.30nm/13.8nm＝46分之1。

继而，在步骤S11中经过去除加工的多层膜6的表面上形成中间层7，该中间层7具有与多层膜6的去除厚度大致相同的厚度、且表面已平坦化(步骤S12，单层膜成膜过程)。中间层7作为Mo层抗氧化膜而起作用，其防止由于步骤S11中进行去除加工而露出在表面的Mo层6a受氧化。

图8是用以说明中间层7的成膜方法的流程图。首先，在图2的步骤S11中经过去除加工的多层膜6的表面上，形成具有规定厚度的中间层7(步骤S20)。即，在多层膜6表面上，均匀地形成中间层7，其具有图2的步骤S11中已去除加工的膜加工量以上的厚度。在该情形时，亦可在较多层膜6的去除区域更广的区域(例如，整个多层膜或多层膜的反射区域)的表面上形成一种具有规定厚度的中间层7。

继而，根据多层膜6的去除厚度、即，膜加工量，去除在步骤S20中所成膜的中间层7，使中间层7的表面平坦(步骤S21)。即，使得中间层7的表面与去除加工前的多层膜6的表面位在大致相同的位置，而去除该与膜加工量不同的加工量的中间层7，使中间层7的表面平坦化。

继而，在步骤S12中所成膜的中间层7表面上，均匀地形成厚度约为2nm的Ru覆盖层8(步骤S13，覆盖层成膜过程)。Ru覆盖层8具有用以防止对多层膜6造成碳污染的功能、及用以防止多层膜6及中间层7氧化的功能。

根据第1实施形态的多层膜反射镜及其制造方法，形成有形成在已经过去除加工的多层膜表面上、且具有对应于去除量的膜厚、表面平坦的中间层，故而，即便在中间层表面上均匀地形成有Ru覆盖层的情形时，亦可防止对应于去除加工的相位变化及反射率变化的发生。

图9及图10是表示比较例的多层膜反射镜的结构的图。图9所示的多层膜反射镜100中，在已经过去除加工的多层膜6上直接均匀地形成有厚度为2nm的Ru覆盖层102。图10所示的多层膜反射镜104中，在已经过去除加工的多层膜6上均匀地形成有厚度为2nm的Si单层膜106及厚度为2nm的Ru覆盖层108。再者，多层膜6由多层对的Mo层6a与Si层6b构成，然而在图9及图10中仅表示4层对的Mo层6a与Si层6b。

在图11中显示图9及图10所示的多层膜反射镜100、104的反射率变化及相位变化。在图11中，实线L3表示相对在波长为13.5nm的EUV光的反射率变化，实线L4表示相位变化。图11中所示的反射率变化及相位变化，与形成Ru覆盖层102、Si单层膜106、Ru覆盖层108之前的多层膜反射镜的反射率变化及相位变化(参照图7)相比，产生较大变动。该变动是由于下述原因而产生，即，与构成多层膜6的Mo层6a在光学性上大致相同的Ru覆盖层102、108，成膜在不应形成有Mo层6a的位置上。故而，亦可能导致即便藉由对多层膜6的表面进行去除加工而对多层膜反射镜的反射波面进行修正，仍无法获得反射波面的修正效果，且由于反射率变化亦较大地变动而发生透过率不均。

对此，将该实施形态的多层膜反射镜2的反射率变化及相位变化示于图12中。在图12中，实线L5表示相对于波长为13.5nm的EUV光的反射率变化，实线L6表示相位变化。如图12所示，在多层膜反射镜2中，反射率变化及相位变化并未如图11所示产生较大变动，且表示出与图7所示的对多层膜6进行去除加工后立即产生的反射率变化及相位变化大致相同的反射率变化及相位变化。在图12中，膜加工量达到多层膜6的1层对(周期长为6.9nm)的情形时的相位变化约为6.66度。此时的波面变化为6.66度÷360度×13.5nm(波长)＝0.25nm。通常而言，若对基板进行6.9nm的去除加工，则会产生周期长二倍即13.8nm的波面变化，故而相对于多层膜6的表面的膜加工量的对波面的作用为0.25nm/13.8nm＝55分之1。

即，在该实施形态的多层膜反射镜2中，形成有形成在已经去除加工的多层膜6的表面上、具有对应于去除量的膜厚、表面平坦的中间层7，故而，在应形成有Mo层6a的位置上形成有Ru覆盖层8。又，并未产生相对于新成膜的中间层7的膜厚的反射率变化及相位变化。故而，可高精度地对面形状进行修正。

再者，在第1实施形态的多层膜反射镜的制造方法中，在已经过去除加工的多层膜6的表面上形成具有规定厚度的中间层7，根据多层膜6的去除厚度而去除中间层，使中间层7的表面平坦化，然而，亦可形成中间层7使得中间层7的表面位在与去除加工前的多层膜6的表面大致相同的位置。亦即，亦可仅在多层膜6的去除区域表面上形成具有一种与膜加工量大致相同的厚度的中间层7。

又，在第1实施形态中，即便中间层7产生厚度误差，反射波面的误差亦微小。例如，如图13所示，中间层7的表面并不平坦，在并不平坦的中间层7上形成有Ru覆盖层8，使中间层7的厚度误差成为±0.3nm。再者，多层膜6是由多层对的Mo层6a与Si层6b构成，但在图13中仅表示出4层对的Mo层6a与Si层6b。

在该情形中，图14是表示图13所示的多层膜反射镜2相对于膜加工量的反射率变化的变动状况图，图15是表示图13所示的多层膜反射镜2相对于膜加工量的相位变化的变动状况图。如图14及图15所示，与中间层7不存在厚度误差的情形(厚度误差为0nm)相比，当中间层7的厚度误差为±0.3nm、±0.2nm、±0.1nm的情形时反射率变化及相位变化较微小。

相对于不存在厚度误差的情形的相位变化，中间层7的厚度误差在±0.3nm内变化的情形的相位变化为±2.5度。此时的波面变化为±2.5度÷360度×13.5nm＝±0.09nm。通常而言，在厚度误差为0.3nm的情形时，产生厚度误差二倍即0.6nm的波面变化，故而，中间层7的厚度误差对波面的作用为0.09nm/0.6nm＝约7分之1。

继而，参照图式，就本发明的第2实施形态的多层膜反射镜加以说明。第2实施形态的多层膜反射镜，例如，用在将EUV光作为曝光光束的EUV曝光装置等中。图16是第2实施形态的多层膜反射镜52的剖面图。如图16所示，多层膜反射镜52包括：多层膜56，其具有下述结构：在研磨成高精度的形状的低热膨胀玻璃基板54的表面上周期性地交替形成Mo层(第1材料层)56a与Si层(第2材料层)56b；中间层57，其成膜在分布在面内且根据膜加工量而进行面加工的多层膜56上，作为抗氧化膜，此中间层57为Si层或含有Si之层；及覆盖层58，其成膜在中间层57上，由用以防止碳污染及中间层57氧化的钌(Ru)层所构成。再者，多层膜56由多层对的Mo层56a与Si层56b所构成，然而，在图16中仅表示出4层对的Mo层56a与Si层56b。

多层膜56是藉由图3所示的磁控溅镀成膜装置，由在周期长为6.9nm～7.5nm的范围内形成在玻璃基板54的反射面(表面)上的多层对的Mo层56a与Si层56b所构成。

又，如上所述，多层膜56为进行反射波面的修正，而在面内根据去除量进行分布而去除其表面，形成有中间层57，该中间层57具有与多层膜56的去除厚度相比薄0.4nm～1.2nm的膜厚且表面平坦。形成在中间层57上的Ru覆盖层58以大致相同的厚度均匀地形成。

藉由使中间层57的膜厚与多层膜56的去除厚度相比薄0.4nm～1.2nm，可使相对于中间层57的厚度误差的反射率变化及相位变化的变动较小。图17是表示该实施形态的多层膜反射镜52的反射率变化图。图17中表示，形成中间层57后，不存在厚度误差的情形(厚度误差0nm)、存有±0.3nm、±0.2nm、±0.1nm的厚度误差的情形时的反射率变化。又，图18是表示该实施形态的多层膜反射镜52的相位变化图。图18表示，形成中间层57后，不存在厚度误差的情形(厚度误差为0nm)、存有±0.3nm、±0.2nm、±0.1nm的厚度误差的情形时的相位变化。

与图14及图15中所表示的第1实施形态的多层膜反射镜的反射率变化及相位变化的变动相比，图17及图18中所示的反射率变化及相位变化的变动的不均一较小。即，相对于不存在厚度误差的情形的相位变化，中间层57的厚度误差在±0.3nm内变化的情形的相位变化为-0.8度～+1.4度左右，此时的波面变化为±0.045nm。故而，中间层57的厚度误差对波面的作用约为14分之1，并且，与中间层57的膜厚与多层膜56的去除厚度为相同厚度的情形相比，中间层57的膜厚与多层膜56的去除厚度相比薄0.4nm～1.2nm的情形时，相对于厚度误差的反射率变化及相位变化的变动较小。

再者，当使中间层57的膜厚与多层膜56的去除厚度相比薄0.4nm而成膜时，相对于中间层57的厚度误差的对波面的作用最小。又，当使中间层57的膜厚与多层膜56的去除厚度相比薄1.2nm而成膜时，相对于中间层57的厚度误差的对反射率变动的作用最小。故而，当中间层57的膜厚为d1(nm)、多层膜56的去除厚度为d2(nm)时，可形成中间层57，使之满足d2-0.4  d1  d2-1.2的条件即可。

根据第2实施形态的多层膜反射镜及其制造方法，中间层的膜厚与多层膜的去除厚度相比薄0.4nm～1.2nm，故而，即便在中间层具有厚度误差的情形时，亦可将多层膜反射镜的反射率变化及相位变化抑制为较微小，从而可提供具有高精度之面形状的多层膜反射镜。

再者，在第2实施形态的多层膜反射镜中，使中间层与多层膜的去除厚度相比薄0.4nm～1.2nm而成膜，然而既可仅使构成多层膜的最上层的Si层较其他Si层薄0.4nm～1.2nm而成膜，亦可形成厚度与多层膜的去除厚度大致相同的Si单层膜。

又，上述各实施形态的多层膜反射镜中的多层膜是由Mo及Si构成的，然而亦可由Mo及Si以外的物质构成。例如，亦可藉由适当组合含有钼、钌、铑等的物质，及含有硅、铍、四硼化碳(B4C)等的物质而制作多层膜。又，形成Si单层膜而作为抗氧化膜，然而，例如亦可使SiO₂、SiC等硅化合物等其他物质成膜。进而，作为中间层，亦可使用第1实施形态中所示的中间层。其中，较理想的是使用吸收较小、EUV波长区域的折射率近似于1的物质。

又，在上述实施形态中，为进行多层膜的反射波面的修正，在面内根据去除量进行分布而去除其表面，然而，亦可在多层膜表面上使含有Mo之层在面内具有厚度上的分布，以上述方式在面内局部地添加含有Mo之层，在其上，形成一种位在与多层膜的含有Si之层的表面所处的位置大致相同的位置处、表面平坦、且为Si层或含有Si的中间层，进而，在该表面上形成具有均匀厚度的Ru覆盖层。

又，在上述各实施形态的多层膜反射镜的多层膜中，藉由磁控溅镀成膜装置而成膜，然而亦可藉由离子束溅镀装置等磁控溅镀成膜装置以外的成膜装置来进行成膜。

继而，参照图式，就本发明的第3实施形态的EUV曝光装置加以说明。图19是表示第3实施形态的EUV曝光装置(缩小投影曝光装置)的概略结构的图。在图19所示的EUV曝光装置中，整个光路上均保持为真空。EUV曝光装置具备一种含有光源的照明光学系统IL。自照明光学系统IL射出的EUV光(一般而言是指波长为5～20nm的光，具体而言是使用波长为13nm、11nm的光。)藉由折射镜301而产生反射，而照射在形成有图案的光掩模302上。

光掩模302是反射型光掩模，且由固定在光掩模平台303上的夹盘(chuck)303a所保持着。光掩模平台303的结构为，在扫描方向上可移动100mm以上，可在与扫描方向正交的方向及光轴方向上微小移动。光掩模平台303的扫描方向、及与扫描方向正交的方向的位置，受到未图示的雷射干涉计的高精度控制，光轴方向的位置受到由光掩模聚焦发光系统304及光掩模聚焦受光系统305所构成的光掩模聚焦感测器的控制。

在光掩模302上形成有用在反射EUV光的多层膜(例如，钼(Mo)/硅(Si)或钼(Mo)/铍(Be))，藉由该多层膜上的吸收层(例如，镍(Ni)或铝(Al))来进行图案化。藉由光掩模302而反射的EUV光入射至光学镜筒314内。

在光学镜筒314内，设置有由多个(在该实施形态中为4个)镜片306、307、308、309构成的光学系统。该等镜片306～309中至少一个是由第1或第2实施形态的多层膜反射镜、或使用第1实施形态的多层膜反射镜的制造方法所制造的多层膜反射镜而构成的。再者，在该实施形态中，投影光学系统具备4个镜片，然而亦可具备6个或8个镜片。在该情形时，可扩大数值孔径(NA)。

入射至光学镜筒314内的EUV光藉由镜片306产生反射后，藉由镜片307、镜片308、镜片309依序产生反射，自光学镜筒314内射出后入射至晶圆310。再者，由镜片306～309等所构成的投影光学系统的缩小倍率，例如为1/4或1/5。又，在光学镜筒314附近，设置有进行晶圆310的对准用的偏向轴(Off-axis)显微镜315。

将晶圆310保持在固定在晶圆平台311上的夹盘311a上。晶圆平台311的结构为，设置在与光轴正交之面内，在与光轴正交之面内可移动例如300～400mm。又，晶圆平台311的结构为，亦可在光轴方向上微小移动。晶圆平台311的光轴方向的位置，受到由晶圆自动聚焦发光系统312及晶圆自动聚焦受光系统313所构成的晶圆自动聚焦感测器的控制。晶圆平台311在与光轴正交之面内的位置，受到未图示的雷射干涉计的高精度控制。

在曝光时，光掩模平台303及晶圆平台311，以与投影光学系统的缩小倍率相同的速度比，例如，(光掩模平台303的移动速度)∶(晶圆平台311的移动速度)＝4∶1或5∶1，进行同步扫描。

根据该第3实施形态的EUV曝光装置，构成投影光学系统的镜片中至少有一个是由第1或第2实施形态的多层膜反射镜、或使用第1实施形态的多层膜反射镜的制造方法所制造的多层膜反射镜而构成，故而，可藉由具有高精度之面形状的光学系统来进行良好的曝光。

再者，在第3实施形态中，镜片306～309中至少有一个是由第1或第2实施形态的多层膜反射镜、或使用第1实施形态的多层膜反射镜的制造方法所制造的多层膜反射镜而构成，然而，照明光学系统IL中所含有的镜片、折射镜301、光掩模302等亦可由第1或第2实施形态的多层膜反射镜、或使用第1实施形态的多层膜反射镜的制造方法所制造的多层膜反射镜而构成。

又，在上述实施形态中，就使用EUV光作为曝光光束的曝光装置加以说明，然而，在使用EUV光以外的紫外线作为曝光光束的投影曝光装置中，亦可设置如图1所示的多层膜反射镜2，从而可抑制多层膜反射镜2的反射率变化或相位变化。

又，除曝光装置以外，例如，在含有例如软X线显微镜、或软X线分析装置等软X线光学仪器的各种光学仪器中，亦可同样设置如图1所示的多层膜反射镜2。

在上述实施形态的EUV曝光装置中，使用投影光学系统在感光性基板(晶圆)上曝光转印藉由光掩模(遮罩)所形成的转印用图案(曝光过程)，藉此可制造微型元件(半导体元件、拍摄元件、液晶显示元件、薄膜磁头等)。以下，参照图20的流程图，就使用上述实施形态的EUV曝光装置在作为感光性基板的晶圆等上形成规定的电路图案、藉此获得作为微型元件(Microdevice)的半导体元件的方法的一例，加以说明。

首先，在图20的步骤S301中，在一批次的晶圆上蒸镀金属膜。在下一步骤S302中，在一批次晶圆上的金属膜上涂布光刻胶剂(Photoresist)。其后，在步骤S303中，使用上述实施形态的EUV曝光装置，藉由投影光学系统，将遮罩的图案影像依序曝光转印在该一批次的晶圆上的各投射(shot)区域。其后，在步骤S304中，一批次的晶圆上的光刻胶剂进行显影之后，在步骤S305中，在该一批次的晶圆上将光刻胶剂图案作为遮罩以进行蚀刻，藉此在各晶圆上的各投射区域上形成有与遮罩图案相对应的电路图案。

其后，进而形成上层的电路图案等，自晶圆切断为多个元件，制造出半导体元件等元件。根据上述半导体元件的制造方法，使用上述实施形态的曝光装置来进行曝光，故而，可使与各层相对应的图案良好地曝光，可获得良好的半导体元件。再者，在步骤S301～步骤S305中，在晶圆上蒸镀金属，在该金属膜上涂布光刻胶剂，继而进行曝光、显影、蚀刻各过程，然而，当然亦可在该等过程之前，在晶圆上形成硅氧化膜后，在该硅氧化膜上涂布光刻胶剂，继而进行曝光、显影、蚀刻等各过程。

根据本发明的多层膜反射镜，形成有成膜在已将表面附近的多层膜去除后的多层膜表面上、具有对应于去除量的膜厚、表面平坦的中间层，故而，即便在中间层表面上均匀地形成有覆盖层的情形时，亦可防止对应于去除加工量的相位变化及反射率变化的发生。故而，可提供一种具有高精度的面形状的多层膜反射镜。

又，根据本发明的多层膜反射镜的制造方法，包含下述过程：在已藉由多层膜去除过程进行去除的多层膜表面上，形成一种具有与多层膜的去除厚度大致相同的厚度、表面已经平坦化的中间层，在所形成的中间层的表面上均匀地形成覆盖层，故而，可防止一种与藉由多层膜去除过程而去除的部分对应的相位变化及反射率变化的发生。故而，可制造具有高精度的面形状的多层膜反射镜。

又，根据本发明的曝光装置，在光学系统的至少一部分具备一种具有高精度之面形状的多层膜反射镜，故而可进行良好的曝光。

又，根据本发明的元件的制造方法，使用本发明的曝光装置以制造元件，故而可制造良好的元件。

[实施例1]

如图1所示，在进行周期长为6.9nm、50层对的Mo/Si多层膜(Mo层为2.415nm，Si层为4.485nm)6的多层膜表面的膜加工后，嵌设Si单层膜(中间层)，使表面平坦化，在Si单层膜7上设置膜厚为2nm的Ru覆盖层8。再者，Si单层膜7的嵌设位置的目标基准高度是膜加工前的Mo/Si多层膜6的最表面位置。

根据实施例1，相对于膜加工量的相位及反射率的变化如图12所示，可进行精密的波面控制。且，形成了Ru覆盖层，故而可制作具有抗污染性及抗氧化性的坚固的多层膜反射镜。

[实施例2]

如图13所示，在进行周期长为6.9nm、50层对的Mo/Si多层膜(Mo层为2.415nm，Si层为4.485nm)6的多层膜表面的膜加工后，嵌设Si单层膜(中间层)7，使表面平坦化，在Si单层膜7上设置膜厚为2nm的Ru覆盖层8。然而，Si单层膜7的嵌设存在着厚度误差、或加工为与膜加工形状不同的形状时存在着加工误差，表面形状并非完全平坦，残留有±0.3nm的厚度误差。再者，Si单层膜7的嵌设位置的目标基准高度达到膜加工前的Mo/Si多层膜6的最表面位置。

根据实施例2，相对于膜加工量的相位及反射率的变化如图14及图15所示。可相对于膜加工量进行精密的波面控制。嵌设的厚度误差是±0.3nm，但由此引起的波面误差在±0.09nm内，可将嵌设误差的影响抑制为较小。而且，形成了Ru覆盖层，故而可制作具有抗污染性及抗氧化性的坚固的多层膜反射镜。

[实施例3]

如图16所示，在进行周期长为6.9nm、50层对的Mo/Si多层膜(Mo层为2.415nm，Si层为4.485nm)56的多层膜表面的膜加工后，嵌设Si单层膜(中间层)57，使Si单层膜57平坦化，在Si单层膜57上设置Ru覆盖层58。其中，形成Si单层膜57，且使其具有较多层膜56的去除厚度薄0.8nm的膜厚。然而，Si单层膜57的嵌设存在着厚度误差、或加工为与膜加工形状不同的形状时存在着加工误差，表面形状并非完全平坦，残留有±0.3nm的厚度误差。再者，Si单层膜57的嵌设位置的目标基准高度达到较膜加工前的Mo/Si多层膜56的最表面位置低0.8nm的位置。

根据实施例3，相对于膜加工量的相位及反射率的变化如图17及图18所示。可相对于膜加工量进行精密的波面控制。嵌设厚度的误差为±0.3nm，但由此引起的波面误差在±0.09nm内，因此可将嵌设误差的影响抑制为较小。而且，形成了Ru覆盖层，故而可制作具有抗污染性及抗氧化性的坚固的多层膜反射镜。

再者，在本国际申请案所指定的指定国或所选择的选择国的国内法律所允许的范围内，沿用一种引用作背景技术的日本专利特开2003-14893号公报的揭示，作为本说明书的揭示的一部分。

又，本揭示与在2005年10月11日所申请的日本国专利申请案2005-295856号所含的主题相关联，该案的所有揭示皆作为参照事项而明确地编入本案中。

如上所述，本发明的多层膜反射镜、多层膜反射镜的制造方法、具备该多层膜反射镜的曝光装置以及使用该曝光装置的元件的制造方法，适用于制造高性能的半导体元件、薄膜磁头等微型元件。