JP2007108194A - 多層膜ミラーの製造方法、光学系の製造方法、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い反射率を維持すると共に、反射面形状を所望の形状に維持することができる多層膜ミラーの製造方法を提供する。
【解決手段】 基板と、前記基板上に形成される多層膜とを含み、所望の反射面形状を有する多層膜ミラーの製造方法であって、前記多層膜を前記基板上に形成する前の前記基板の表面形状と前記多層膜を前記基板上に形成した後の前記多層膜ミラーの表面形状との差分である表面形状変化量を求めるステップと、前記基板の表面形状を、前記所望の反射面形状から前記表面形状変化量を差し引いた形状に加工するステップと、前記加工ステップで加工された前記基板上に前記多層膜を形成するステップとを有することを特徴とする製造方法を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般には、製造方法に係り、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を構成する多層膜ミラー及び光学系の製造方法に関する。本発明は、特に、露光光源として紫外線や軟Ｘ線（ＥＵＶ：ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ光）を利用して露光を行う露光装置に好適である。

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。

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線光の波長は短くなってきた。

しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外線光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、０．１μｍ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、紫外線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。

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、可視光や紫外線光で用いられるような光の屈折を利用した屈折型光学素子（屈折型光学系）は実用的ではない。そこで、ＥＵＶ露光装置では、光の反射を利用した反射型光学素子（反射型光学素子）が用いられる。ＥＵＶ露光装置を構成する反射型光学素子としては、斜入射全反射ミラーと多層膜ミラーとがある。

ＥＵＶ光の波長領域では、屈折率の実部は１より僅かに小さいので、入射角を大きくし、反射面すれすれにＥＵＶ光を入射させれば全反射となる。従って、斜入射全反射ミラーは、通常、反射面からの角度が数度乃至１０数度以内の斜入射で８０％以上の高い反射率を得ることができる。しかし、斜入射全反射ミラーは光学設計上の自由度が小さく、光学系も大型化してしまうために実際に用いることが難しい。

そこで、ＥＵＶ露光装置の反射型光学素子としては、ガラス基板に、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用いられる。多層膜ミラーは、垂直入射に近い入射角度で使用することができ、高い反射率を得ることができる。なお、多層膜ミラーにＥＵＶ光を入射させると、特定の波長のＥＵＶ光が反射される。換言すれば、多層膜ミラーは、波長選択性を有する。例えば、入射角をθ、ＥＵＶ光の波長をλ、膜周期をｄ、次数をｍとすると、近似的には、数式１で示されるブラッグ条件の関係を満足するような波長λを中心として狭いバンド幅のＥＵＶ光だけが効率よく反射される。

多層膜ミラーに用いられる多層膜としては、Ｗ（タングステン）とＣ（炭素）とを交互に積層したＷ／Ｃ多層膜や、Ｍｏ（モリブデン）とＣとを交互に積層したＭｏ／Ｃ多層膜などがある。特に、ＭｏとＳｉ（シリコン）とを交互に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜は、ＳｉのＬ吸収端（波長１２．４ｎｍ）の長波長側で高い反射率を有し、１３ｎｍ付近の波長において６０％以上の反射率（直入射）を比較的容易に得ることができる。Ｍｏ／Ｓｉ多層膜を有する多層膜ミラーは、Ｘ線望遠鏡やＸ線レーザー共振器などの研究分野で使用されており、ＥＵＶ露光装置への応用が期待されている。

このような多層膜は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＤＶ法等の薄膜形成技術によって作製され、例えば、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜は、スパッタリング法によって作製される。しかし、スパッタリング法で作製した薄膜は、一般に、圧縮内部応力を有する。Ｍｏ／Ｓｉ多層膜に生じた内部応力は、多層膜ミラーの基板を変形させ、光学系に波面収差を発生させてしまう。その結果、かかる多層膜ミラーの光学特性が劣化してしまう。

そこで、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の内部応力を低減させるための技術が従来から幾つか提案されている（例えば、特許文献１乃至３参照。）。具体的には、特許文献１は、Ｓｉ層のＢ（ボロン）の含有濃度を調整することによって、多層膜の内部応力を制御する方法を提案している。特許文献２は、Ｍｏ層の少なくとも１つの層にＲｕ（ルテニウム）層を形成することによって、多層膜の内部応力を低減する方法を提案している。特許文献３は、多層膜の内部応力の向きと異なる向き（反対向き）に応力を有する応力緩和層を、基板と多層膜との間に形成することによって、多層膜の内部応力を相殺する方法を提案している。
特開平１１−３８１９２号公報 特開２００１−２７７００号公報 米国特許第６０１１６４６号

しかしながら、多層膜を構成する薄膜層に、Ｂなどを含有させたり、Ｒｕ層などを形成したりする方法は、多層膜の反射率を最大にする膜構成からずらすことで内部応力を低減させている。従って、多層膜の内部応力の低減には有効であるが、反射率の低下が避けられない。また、Ｍｏ層やＳｉ層に加えて新たな層（別な物質）を成膜することになるため、成膜装置や成膜手順が複雑になり、成膜時間の増大や成膜精度の低下などの問題を生じてしまう。

一方、応力緩和層によって内部応力を相殺する方法は、応力緩和層の表面に微小な（１ｎｍ以下）粗さを生じてしまうため、その上に形成される多層膜の反射率を低下させてしまう。また、多層膜ミラーは、ミラー面内において微小な厚さの分布、即ち、膜厚不均一性を生じないことが好ましい。しかしながら、応力緩和層の表面に生じる微小な粗さが多層膜に反映されてしまうため、多層膜ミラーの反射面形状の精度が低下してしまう（即ち、反射面形状を所望の形状に維持することができない）。このような多層膜ミラーで構成された光学系は、大きな波面収差を発生させてしまう。

そこで、本発明は、高い反射率を維持すると共に、反射面形状を所望の形状に維持することができる多層膜ミラーの製造方法を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての製造方法は、基板と、前記基板上に形成される多層膜とを含み、所望の反射面形状を有する多層膜ミラーの製造方法であって、前記多層膜を前記基板上に形成する前の前記基板の表面形状と前記多層膜を前記基板上に形成した後の前記多層膜ミラーの表面形状との差分である表面形状変化量を求めるステップと、前記基板の表面形状を、前記所望の反射面形状から前記表面形状変化量を差し引いた形状に加工するステップと、前記加工ステップで加工された前記基板上に前記多層膜を形成するステップとを有することを特徴とする。

本発明の別の側面としての製造方法は、複数の多層膜ミラーを含み、所望の光学性能を有する光学系の製造方法であって、多層膜を基板上に形成する前の基板の表面形状と前記多層膜を基板上に形成した後の多層膜ミラーの表面形状との差分である表面形状変化量を求めるステップと、基板上に多層膜を形成し、前記複数の多層膜ミラーのうち一部の多層膜ミラーを作製するステップと、前記作製ステップで作製した前記一部の多層膜ミラーの表面形状に基づいて、前記所望の光学性能を得るために、前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーが必要とする表面形状を算出するステップと、前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーを作製するための基板の表面形状を、前記算出ステップで算出した前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーが必要とする表面形状から前記表面形状変化量を差し引いた形状に加工するステップと、前記加工ステップで加工された前記基板上に前記多層膜を形成し、前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーを作製するステップと、前記作製ステップで作製された前記複数の多層膜ミラーを鏡筒に組み込むステップとを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての製造方法は、複数の多層膜ミラーを含み、所望の光学性能を有する光学系の製造方法であって、多層膜を基板上に形成する前の基板の表面形状と前記多層膜を基板上に形成した後の多層膜ミラーの表面形状との差分である表面形状変化量を求めるステップと、基板上に多層膜を形成し、前記複数の多層膜ミラーのうち一部の多層膜ミラーを作製するステップと、前記作製ステップで作製した前記一部の多層膜ミラーを鏡筒に組み込んだ場合の光学性能を測定するステップと、前記測定ステップの測定結果に基づいて、前記所望の光学性能を得るために、前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーが必要とする表面形状を算出するステップと、前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーを作製するための基板の表面形状を、前記算出ステップで算出した前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーが必要とする表面形状から前記表面形状変化量を差し引いた形状に加工するステップと、前記加工ステップで加工された前記基板上に前記多層膜を形成し、前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーを作製するステップと、前記作製ステップで作製された前記複数の多層膜ミラーを鏡筒に組み込むステップとを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての多層膜ミラーは、上述の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての光学系は、上述の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての露光装置は、光源からの光を、上述の多層膜ミラー又は上述の光学系を介して被処理体に導いて当該被処理体を露光することを特徴とする。

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。

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。

本発明によれば、高い反射率を維持すると共に、反射面形状を所望の形状に維持することができる多層膜ミラーの製造方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。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。

実施例１では、本発明の一側面としての多層膜ミラーの製造方法１００について説明する。図１は、本発明の多層膜ミラーの製造方法１００を説明するためのフローチャートである。製造方法１００で製造される多層膜ミラーは、ＥＵＶ光を用いる反射型光学系、例えば、ＥＵＶ露光装置の投影光学系や、顕微鏡、天体観測用の望遠鏡等の光学系に好適である。これらの光学系は、ＥＵＶ光の像を高い分解能で結像するために、波面収差を極限まで抑える（即ち、波面収差の値が十分に小さい）ことが要求される。特に、回折限界で用いられるＥＵＶ露光装置の投影光学系では、ＥＵＶ光の波長の数十分の一の波面収差に抑える必要がある。本発明の製造方法１００は、後述するように、所望の波面形状を有する多層膜ミラーを製造することが可能であり、波面収差を極限まで抑えることができる。

図１を参照するに、まず、多層膜ミラーに要求される光学性能に基づいて、多層膜ミラーの目標とする反射面形状（即ち、所望の反射面形状）を算出する（ステップＳ１０２）。一般には、必要な画角において要求される解像度などの光学性能を実現するように、多層膜ミラーの最適な反射面形状を光学設計によって算出する。

次に、基板上に多層膜を形成した際の表面形状（反射面形状）の変化量を求める（ステップＳ１０４）。一般に、多層膜ミラー１０を製造するための基板１２は、図２（ａ）に示すように、所望の反射面形状に研磨（加工）されている。従って、基板１２に多層膜１４を形成すると、図２（ｂ）に示すように、多層膜１４に生じた内部応力によって、製造される多層膜ミラー１０の反射面形状が所望の反射面形状から変化する。即ち、ステップＳ１０４は、多層膜１４を基板１２上に形成する前の基板１０の表面形状と多層膜１４を基板１２に形成した後の多層膜ミラー１０（多層膜１４）の表面形状との差分（表面形状変化量）を求める。ここで、図２は、多層膜ミラー１０の反射面形状の変化について説明するための図である。

具体的には、まず、多層膜を形成する前の基板の表面形状を干渉計などで計測する（計測値Ａ）。次に、多層膜を基板上に形成し（テスト形成）、かかる多層膜の表面形状を干渉計などで計測する（計測値Ｂ）。そして、２つの計測値の差（計測値Ｂ−計測値Ａ）から表面形状変化量を求める。また、多層膜の内部応力や基板の剛性などの物性値を測定し、かかる測定値を用いて有限要素法などの解析法によって、表面形状変化量を求めてもよい。なお、多層膜の内部応力は、例えば、薄いシリコンウェハの上に多層膜を形成し、シリコンウェハの変形量（反る量）を計測することによって求めることができる。

また基板上に成膜する多層膜の膜厚に不均一性がある場合には、表面形状変化量はこの不均一量を反映したものとなる。すなわち、ミラー面内において周辺より膜厚が厚い箇所においては、表面形状が周辺よりも盛り上がった形状に変化することになる。

次いで、ステップＳ１０２で算出した多層膜ミラーの反射面形状及びステップＳ１０４で求めた表面形状変化量に基づいて、所望の反射面形状を有する多層膜ミラーを製造するための基板の表面形状を算出する（ステップＳ１０６）。具体的には、ステップＳ１０２で算出した反射面形状から、ステップＳ１０４で求めた表面形状変化量を差し引いた形状を、所望の反射面形状を有する多層膜ミラーを製造するための基板の表面形状として算出する。なお、かかる多層膜ミラーを用いた光学系を組立調整する際に補正可能な形状誤差を差し引いて基板の表面形状を算出してもよい。例えば、所望の反射面形状が軸対称な形状であり、かかる形状を近似した球面の曲率半径がある程度ずれても、光学系を構成する多層膜ミラーの間隔を調整することによって所望の光学性能を得ることができる場合を考える。この場合、基板の表面形状に微小な球面成分を加えたり差し引いたりしてもよい。これにより、加工がしやすい形状を基板の表面形状にすることができる。

また、ミラーに成膜された多層膜の、ミラー面内の入射角分布に対応して設計された膜厚分布を差し引いて基板の表面形状を算出してもよい。

次に、ステップＳ１０６で算出した基板の表面形状に基づいて、基板を加工する（ステップＳ１０８）。具体的には、ステップＳ１０６で算出した表面形状に対して、所定の許容誤差範囲になるまで、基板の加工と加工した表面形状の計測を繰り返す。なお、許容誤差範囲は、製造する多層膜ミラーが達成すべき波面収差の許容量から決定される。勿論、複数の多層膜ミラーで光学系を構成する場合には、最終的に光学系が達成すべき波面収差の許容量を各多層膜ミラーに割り振って許容誤差範囲を決定する。ステップＳ１０２乃至Ｓ１０８を経て加工された基板１２Ａを図３に示す。図３を参照するに、基板１２Ａの表面形状は、図２（ａ）に示す基板１２と比較して、表面形状変化量だけ変化している。

次に、ステップＳ１０８で加工した基板に多層膜を形成する（ステップＳ１１０）。この際、多層膜を形成する条件（成膜条件）は、表面形状変化量を求めるために多層膜を形成した条件（成膜条件）と同一にすることが好ましい。これにより、ステップＳ１１０で形成される多層膜に生じる内部応力を、ステップＳ１０４で形成された多層膜に生じた内部応力と略同一にすることが可能である。換言すれば、多層膜ミラーの表面形状変化量を略同一にすることができる。更に、膜厚分布についても、ステップＳ１１０で形成される多層膜の膜厚分布を、ステップＳ１０４で形成された多層膜の膜厚分布と略同一にすることが可能であり、多層膜ミラーの表面形状変化量を略同一にすることができる。

図４は、ステップＳ１０８で加工した基板１２Ａに多層膜１４を形成した多層膜ミラー１０を示す図である。図４を参照するに、基板１２Ａの上に形成された多層膜１４の内部応力によって、基板１２Ａは変形する。但し、その変形量は、ステップ１０４で求めた表面形状変化量と略等しい。また、基板１２Ａは、所望の反射面形状から表面形状変化量を差し引いた形状に加工されている。従って、多層膜１４に生じた内部応力によって変形した基板１２Ａの形状は、ステップＳ１０２で算出された所望の反射面形状に極めて近い形状となる。

このように、本発明の製造方法１００は、多層膜に生じる内部応力を積極的に利用し、多層膜の内部応力によって基板に変形が生じても、所望の反射面形状を有する多層膜ミラーを製造することができる。また、本発明の製造方法１００によって製造された所望の反射面形状を有する多層膜ミラーを組み合わせて光学系を構成すれば、多層膜の内部応力に起因する光学性能の劣化を抑制することができる。かかる光学系は、波面収差が極めて小さい値に抑制され、優れた光学特性（例えば、解像度など）を達成することができる。

更に、本発明の製造方法１００は、多層膜に生じる内部応力を相殺するための応力緩和層や、内部応力を低減するための特定の膜構造を形成する必要がない。従って、製造方法１００は、多層膜の構造を反射率が最大となるように最適化することができ、高い反射率を有する多層膜ミラーを製造することができる。換言すれば、本発明の製造方法１００は、多層膜ミラーの反射率を最大とするような多層膜（の膜構造）を用いながら、所望の反射面形状を有する多層膜ミラーを製造することができる。また、本発明の製造方法１００によって製造された多層膜ミラーは、反射率が高く、スループットに優れた光学装置を実現することができる。また、応力緩和層や特定の膜構造を形成する必要がないため、多層膜ミラーの製造プロセスが簡略になる（即ち、製造時間を短縮する）と共に、優れた光学性能を有する多層膜ミラーを容易に製造することができる。

また、本発明の製造方法１００は、多層膜の内部応力による反射面形状の変形だけではなく、多層膜を形成する際の膜厚のばらつきによる反射面形状の変形も補正し、所望の反射面形状を有する多層膜ミラーを製造している。多層膜ミラーの表面形状変化量を求めるために、基板上に多層膜を形成し、その表面形状を計測しているが、計測された表面形状には形成した多層膜の膜厚のばらつきも含まれているからである。即ち、多層膜ミラーの表面形状変化量は、多層膜の膜厚のばらつきによる表面形状の変形量も含まれている。更には、多層膜ミラーの表面形状変化量には、多層膜の形成に起因するあらゆる表面形状の変形量を含んでいる。従って、本発明の製造方法１００は、多層膜の形成に起因する基板の変形に対して、所望の反射面形状を有する多層膜ミラーを製造することができる。

実施例２では、本発明の一側面としての光学系の製造方法２００について説明する。図５は、本発明の製造方法２００を説明するためのフローチャートである。本発明の製造方法２００は、複数の多層膜ミラーで構成される光学系を製造する。本発明の製造方法２００で製造される光学系は、ＥＵＶ光を用いる反射光学系、例えば、ＥＵＶ露光装置の投影光学系や、顕微鏡、天体観測用の望遠鏡等の光学系に好適である。これらの光学系は、ＥＵＶ光の像を高い分解能で結像するために、波面収差を極限まで抑える（即ち、波面収差の値が十分に小さい）ことが要求される。特に、回折限界で用いられるＥＵＶ露光装置の投影光学系では、ＥＵＶ光の波長の数十分の一の波面収差に抑える必要がある。本発明の製造方法２００は、後述するように、波面収差を極限まで抑えた光学系を製造することができる。

図５を参照するに、まず、光学系に要求される光学性能に基づいて、光学系を構成する各多層膜ミラーの目標とする反射面形状（即ち、所望の反射面形状）を算出する（ステップＳ２０２）。一般には、必要な画角において要求される解像度などの光学性能を実現するように、各多層膜ミラーの最適な反射面形状を光学設計によって算出する。この際、各多層膜ミラーの間隔などのパラメータなども考慮して、各多層膜ミラーの反射面形状を算出するとよい。

次に、光学系を構成する複数の多層膜ミラーを、反射面形状を修正する多層膜ミラー（Ａ群）と、反射面形状を修正しない多層膜ミラー（Ｂ群）とに選別する（ステップＳ２０４）。例えば、ステップＳ２０２の光学設計に基づいて、反射面形状を修正すると光学系の光学性能に大きく影響する、即ち、波面収差に敏感な多層膜ミラーをＡ群とする。

そして、反射面形状を修正するＡ群の多層膜ミラーに関して、基板上に形成した際の表面形状（反射面形状）の変化量を求める（ステップＳ２０６）。かかる変化量（表面形状変化量）は、例えば、実施例１で説明したように、多層膜を形成する前の基板の表面形状と、多層膜を形成した後の多層膜ミラー（多層膜）の表面形状の差分から求めることができる。なお、ステップＳ２０６においては、実際のＡ群の多層膜ミラーの基板には多層膜を形成せず、シミュレーションやテスト基板などを用いて、表面形状変化量を求める。換言すれば、ステップＳ２０６においては、Ａ群の多層膜ミラーの基板に多層膜を形成しない。

一方、反射面形状を修正しないＢ群の多層膜ミラーに関して、ステップＳ２０２で算出された反射面形状に基づいて、基板の表面形状を加工する（ステップＳ２０８）。次いで、ステップＳ２０８で加工された基板上に多層膜を形成し（ステップＳ２１０）、基板に多層膜を形成した後の多層膜ミラー（多層膜）の表面形状を計測する（ステップＳ２１２）。ステップＳ２１２で計測されるＢ群の多層膜ミラーの表面形状は、多層膜の応力によって基板が変形しているため、ステップＳ２０２で算出した所望の反射面形状からずれた（異なる）形状となる。

なお、ステップＳ２０６とステップＳ２０８乃至Ｓ２１２は、どちらを先に行ってもよいし、並行して行ってもよい。

次に、ステップＳ２１２で計測したＢ群の多層膜ミラーの反射面形状に基づいて、光学系に要求される光学性能を実現するために、Ａ群の多層膜ミラーが必要とする反射面形状を算出する（ステップＳ２１４）。上述したように、Ｂ群の多層膜ミラーの反射面形状は、ステップＳ２０２で算出した所望の反射面形状からずれているため、かかる多層膜ミラーを構成要素に有する光学系は、所望の光学性能を得ることができない。そこで、所望の光学性能を得られるように、Ａ群の多層膜ミラーの反射面形状で調整する（即ち、Ａ群の多層膜ミラーの反射面形状を最適化する）。

次に、ステップＳ２１４で算出したＡ群の多層膜ミラーの反射面形状及びステップＳ２０６で求めた表面形状変化量に基づいて、Ａ群の多層膜ミラーを製造するための基板の表面形状を算出する（ステップＳ２１６）。具体的には、ステップＳ２１４で算出した反射面形状から、ステップＳ２０６で求めた表面形状変化量を差し引いた形状を、Ａ群の多層膜ミラーを製造するための基板の表面形状として算出する。なお、光学系を組立調整する際に補正可能な形状誤差を差し引いて基板の表面形状を算出してもよい。例えば、反射面形状が軸対称な形状であり、かかる形状を近似した球面の曲率半径がある程度ずれても、光学系を構成する多層膜ミラーの間隔を調整することによって所望の光学性能を得ることができる場合を考える。この場合、基板の表面形状に微細な球面成分を加えたり差し引いたりしてもよい。これにより、加工がしやすい形状を基板の表面形状にすることができる。

次に、ステップＳ２１６で算出した基板の表面形状に基づいて、Ａ群の多層膜ミラーの基板を加工する（ステップＳ２１８）。具体的には、ステップＳ２１６で算出した表見形状に対して、所定の許容誤差範囲になるまで、基板の加工と加工した基板の表面形状の計測を繰り返す。なお、許容誤差範囲は、最終的に光学系が達成すべき波面収差の許容量を各多層膜ミラーに割り振って決定される。

次に、ステップＳ２１８で加工したＡ群の多層膜ミラーの基板に多層膜を形成する（ステップＳ２２０）。この際、多層膜を形成する条件（成膜条件）は、表面形状変化量を求めるために多層膜を形成した条件（成膜条件）と同一にすることが好ましい。これにより、ステップＳ２２０で形成される多層膜に生じる内部応力や膜厚分布を、ステップＳ２０６で形成された多層膜に生じた内部応力や膜厚分布とをそれぞれ略同一にすることが可能である。従って、多層膜の内部応力によって変形した基板の形状は、ステップＳ２１６で算出された反射面形状に極めて近い形状となる。

次に、ステップＳ２１０で製造されたＢ群の多層膜ミラーと、ステップＳ２２０で製造されたＡ群の多層膜ミラーとを鏡筒に組み込み（ステップＳ２２２）、光学系が製造される。

このように、本発明の製造方法２００は、Ｂ群の多層膜ミラーに多層膜の内部応力による変形が生じても、Ａ群の多層膜ミラーの反射面形状を調整することによって、所望の光学性能を有する光学系を製造することができる。このようにして製造された光学系は、波面収差が極めて小さい値に抑制され、優れた光学性能（例えば、解像度など）を達成することができる。なお、Ａ群の多層膜ミラーの反射面形状は、実施例１で説明した製造方法１００を用いて、所望の反射面形状（即ち、Ｂ群の多層膜ミラーの変形に応じた反射面形状）にすることができる。

更に、本発明の製造方法２００は、多層膜に生じる内部応力を相殺するための応力緩和層や、内部応力を低減するための特定の膜構造を形成する必要がない。従って、製造方法２００は、多層膜の構造を反射率が最大となるように最適化することができ、高い反射率を有する光学系を製造することができる。換言すれば、本発明の製造方法２００は、多層膜ミラーの反射率を最大とするような多層膜（の膜構造）を用いながら、所望の光学性能を有する光学系を製造することができる。また、本発明の製造方法２００によって製造された光学系は、反射率が高く、スループットに優れた光学装置を実現することができる。また、応力緩和層や特定の膜構造を形成する必要がないため、多層膜ミラーの製造プロセスが簡略になる（即ち、製造時間を短縮する）と共に、優れた光学性能を有する光学系を容易に製造することができる。また、多層膜成膜の膜厚分布が設計値と異なる分布となっている場合にも、波面収差が極めて小さい値に抑制され、優れた光学性能を達成することができる。

また、本発明の製造方法２００は、反射面形状を調整する多層膜ミラーを予め選別しているが、全ての多層膜ミラーの基板に多層膜を形成した（即ち、多層膜ミラーを製造した）後で、反射面形状を調整する多層膜ミラーを選別してもよい。この場合、多層膜を形成した基板から、多層膜のみを除去することが必要となる。但し、実際には、多層膜の除去は、化学的なエッチングによって行われるため、基板もエッチングされ、多層膜のみを除去することが非常に難しい。従って、本実施形態のように、反射面形状を調整する多層膜ミラーを予め選別し、かかる多層膜ミラーの基板には多層膜を形成しないことが好ましい。勿論、エッチングによって多層膜を除去した基板を、ステップＳ２１６で算出された反射面形状に加工することも可能であるが、加工に長時間を要してしまうため好ましくない。

実施例３では、実施例２で説明した製造方法２００の変形例である製造方法２００Ａについて説明する。図６は、本発明の製造方法２００Ａを説明するためのフローチャートである。本発明の製造方法２００Ａは、製造方法２００と比較して、ステップＳ２３０及びステップＳ２３２を有する。なお、図６において、図５と同じ参照番号のステップは、実施例２のステップと同じであるため、説明を省略する。

図６を参照するに、ステップＳ２０２乃至Ｓ２１２を経て、ステップＳ２１０で基板上に多層膜が形成されたＢ群の多層膜ミラーと、基板上に多層膜が形成されていないＡ群の多層膜ミラーとを組み合わせて、光学系の仮組立を行う（ステップＳ２３０）。

次に、ステップＳ２３０で仮組立を行った光学系の波面収差を計測する（ステップＳ２３２）。具体的には、光学系の波面収差は、可視光や紫外光を用いた計測法によって計測する。例えば、点回折干渉法、シアリング干渉法、シャックハルトマン法など公知の方向を適用することができる。なお、計測した波面収差を低減するように、光学系の組立状態（多層膜ミラーの間隔等）を再度調整してもよい。

仮組立した光学系は、Ｂ群の多層膜ミラーの反射面形状がステップＳ２０２で算出した所望の反射面形状からずれているため、所望の光学性能を得ることができない。そこで、所望の光学性能を得られるように、Ａ群の多層膜ミラーの反射面形状で調整する（即ち、Ａ群の多層膜ミラーの反射面形状を最適化する）。

次に、ステップＳ２３２で計測した波面収差に基づいて、光学系に要求される光学性能を実現するために、Ａ群の多層膜ミラーが必要とする反射面形状を算出する（ステップＳ２１４）。そして、ステップＳ２１４で算出したＡ群の多層膜ミラーの反射面形状及びステップＳ２０６で求めた表面形状変化量に基づいて、Ａ群の多層膜ミラーを製造するための基板の表面形状を算出する（ステップＳ２１６）。具体的には、ステップＳ２１４で算出した反射面形状から、ステップＳ２０６で求めた表面形状変化量を差し引いた形状を、Ａ群の多層膜ミラーを製造するための基板の表面形状として算出する。

そして、実施例２と同様に、ステップＳ２１８乃至ステップＳ２２２を経て、光学系が製造される。

このように、本発明の製造方法２００Ａは、Ｂ群の多層膜ミラーに多層膜の内部応力による変形が生じても、Ａ群の多層膜ミラーの反射面形状を調整することによって、所望の光学性能を有する光学系を製造することができる。このようにして製造された光学系は、波面収差が極めて小さい値に抑制され、優れた光学性能（例えば、解像度など）を達成することができる。なお、製造方法２００Ａは、Ｂ群の多層膜ミラーを作製した後、実際に光学系の仮組立を行っているため、実使用における波面収差をより小さい値に抑制することが可能となる。

更に、本発明の製造方法２００Ａは、多層膜に生じる内部応力を相殺するための応力緩和層や、内部応力を低減するための特定の膜構造を形成する必要がない。従って、製造方法２００Ａは、多層膜の構造を反射率が最大となるように最適化することができ、高い反射率を有する光学系を製造することができる。換言すれば、本発明の製造方法２００Ａは、多層膜ミラーの反射率を最大とするような多層膜（の膜構造）を用いながら、所望の光学性能を有する光学系を製造することができる。また、本発明の製造方法２００Ａによって製造された光学系は、反射率が高く、スループットに優れた光学装置を実現することができる。また、応力緩和層や特定の膜構造を形成する必要がないため、多層膜ミラーの製造プロセスが簡略になる（即ち、製造時間を短縮する）と共に、優れた光学性能を有する光学系を容易に製造することができる。また、多層膜成膜の膜厚分布が設計値と異なる分布となっている場合にも、波面収差が極めて小さい値に抑制され、優れた光学性能を達成することができる。

また、本発明の製造方法２００Ａは、反射面形状を調整する多層膜ミラーを予め選別しているが、全ての多層膜ミラーの基板に多層膜を形成した（即ち、多層膜ミラーを製造した）後で、反射面形状を調整する多層膜ミラーを選別してもよい。この場合、多層膜を形成した基板から、多層膜のみを除去することが必要となる。但し、実際には、多層膜の除去は、化学的なエッチングによって行われるため、基板もエッチングされ、多層膜のみを除去することが非常に難しい。従って、本実施形態のように、反射面形状を調整する多層膜ミラーを予め選別し、かかる多層膜ミラーの基板には多層膜を形成しないことが好ましい。勿論、エッチングによって多層膜を除去した基板を、ステップＳ２１６で算出された反射面形状に加工することも可能であるが、加工に長時間を要してしまうため好ましくない。

以下、図７を参照して、本発明の例示的な露光装置７００について説明する。ここで、図７は、本発明の露光装置７００の概略断面図である。本発明の露光装置７００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行う投影露光装置である。

本発明の露光装置７００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いる投影露光装置である。露光装置７００は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式又はステップ・アンド・リピート方式でレチクル７２０に形成された回路パターンを被処理体７４０に露光する。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、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（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウェハに露光する方式である。また、「ステップ・アンド・スキャン方式」では、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する方式である。

図７を参照するに、露光装置７００は、照明装置７１０と、マスク７２０と、マスクステージ７２５と、投影光学系７３０と、被処理体７４０と、ウェハステージ７４５と、アライメント検出機構７５０と、フォーカス位置検出機構７６０とを有する。

また、図７に示すように、少なくとも、ＥＵＶ光が通る光路を真空環境とするため、真空チャンバＶＣを設けている。ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低く、また、残留ガス（高分子有機ガスなど）成分との反応によりコンタミナントを生成してしまうからである。

照明装置７１０は、投影光学系７３０の円弧状の視野に対応して円弧状のＥＵＶ光によりレチクル７２０を照明する照明装置であって、ＥＵＶ光源７１２と、照明光学系７１４とを有する。

ＥＵＶ光源７１２は、例えば、レーザープラズマ光源が用いられる。これは、真空容器中のターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射し、高温のプラズマを発生させる。当該プラズマから、例えば、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光が放射される。ターゲット材としては、金属膜、ガスジェット、液滴などが用いられる。放射されるＥＵＶ光の平均強度を高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高い方がよい。当該繰り返し周波数は、通常数ｋＨｚである。

照明光学系７１４は、集光ミラー７１４ａ、オプティカルインテグレーター７１４ｂから構成される。集光ミラー７１４ａは、レーザープラズマからほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光を集める役割を果たす。オプティカルインテグレーター７１４ｂは、レチクル７２０を均一に所定の開口数で照明する役割を持っている。また、照明光学系７１４は、レチクル７２０と共役な位置に、レチクル７２０の照明領域を円弧状に限定するためのアパーチャを有してもよい。照明光学系７１４を構成する反射型光学素子（集光ミラー７１２ａ等）は、本発明の製造方法１００によって製造されている。また、照明光学系７１４を本発明の製造方法２００又は２００Ａによって製造してもよい。これにより、照明光学系７１４は、優れた光学性能を発揮することができる。

マスク７２０は、反射型マスクで、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７２５により支持及び駆動される。マスク７２０から発せられた回折光は、投影光学系７３０で反射されて被処理体７４０上に投影される。マスク７２０と被処理体７４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置７００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７２０と被処理体７４０とを走査することにより、マスク７２０のパターンを被処理体７４０上に縮小投影する。

マスクステージ７２５は、マスク７２０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７２５は、当業界周知のいかなる構造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７２５を駆動することでマスク７２０を移動することができる。露光装置７００は、マスク７２０と被処理体７４０とを同期した状態で走査する。ここで、マスク７２０又は被処理体７４０面内で走査方向をＸ、それに垂直な方向をＹ、マスク７２０又は被処理体７４０面に垂直な方向をＺとする。

投影光学系７３０は、複数の反射ミラー（即ち、多層膜ミラー）７３０ａを用いて、マスク７２０面上のパターンを像面に配された被処理体７４０上に縮小投影する。複数の多層膜ミラー７３０ａの枚数は、４枚乃至６枚程度である。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、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、マスク７２０と被処理体７４０とを同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系７３０の開口数（ＮＡ）は、０．２乃至０．３程である。投影光学系７３０を構成する反射型光学素子（多層膜ミラー７３０ａ等）は、本発明の製造方法１００によって製造されている。また、投影光学系７３０を本発明の製造方法２００又は２００Ａによって製造してもよい。これにより、投影光学系７３０は、優れた光学性能を発揮することができる。

被処理体７４０は、本実施形態では半導体ウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体７４０には、フォトレジストが塗布されている。

ウェハステージ７４５は、ウェハチャック７４５ａを介して被処理体７４０を支持する。ウェハステージ７４５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被処理体７４０を移動する。マスク７２０と被処理体７４０とは、同期して走査される。また、マスクステージ７２５の位置とウェハステージ７４５の位置とは、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。

アライメント検出機構７５０は、マスク７２０の位置と投影光学系７３０の光軸との位置関係、及び、被処理体７４０の位置と投影光学系７３０の光軸との位置関係を計測する。更に、アライメント検出機構７５０は、マスク７２０の投影像が被処理体７４０の所定の位置に一致するようにマスクステージ７２５及びウェハステージ７４５の位置と角度を設定する。

フォーカス位置検出機構７６０は、被処理体７４０面でＺ方向のフォーカス位置を計測し、ウェハステージ７４５の位置及び角度を制御することによって、露光中、常時被処理体７４０面を投影光学系７３０による結像位置に保つ。

露光において、照明装置７１０から射出されたＥＵＶ光はマスク７２０を照明し、マスク７２０面上のパターンを被処理体７４０面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスク７２０と被処理体７４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、マスク７２０の全面を露光する。

露光装置７００が使用する照明光学系７１４及び投影光学系７３０は、本発明の製造方法１００で製造される反射型光学素子を含み、又は、本発明の製造方法２００又は２００Ａで製造される。従って、照明光学系７１４及び投影光学系７３０は、ＥＵＶ光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７００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。

次に、図８及び図９を参照して、上述の露光装置７００を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図８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本発明の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。

図９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、上述の露光装置７００によってマスクの回路パターンをウェハに転写する。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に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７００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。

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。

本発明の一側面としての多層膜ミラーの製造方法を説明するためのフローチャートである。 多層膜ミラーの反射面形状の変化について説明するための図である。 図１に示すステップＳ１０２乃至Ｓ１０８を経て加工された基板を示す図である。 図１に示すステップＳ１０８で加工した基板に多層膜を形成した多層膜ミラーを示す図である。 本発明の一側面としての製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一側面としての製造方法を説明するためのフローチャートである。 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。 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８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。

符号の説明

１０ 多層膜ミラー
１２及び１２Ａ 基板
１４ 多層膜
７００ 露光装置
７１０ 照明装置
７１２ ＥＵＶ光源
７１４ 照明光学系
７１４ａ 集光ミラー
７２０ マスク
７２５ マスクステージ
７３０ 投影光学系
７３０ａ 多層膜ミラー
７４０ 被処理体
７４５ ウェハステージ
７５０ アライメント検出機構
７６０ フォーカス位置検出機構

Claims (8)

1. 基板と、前記基板上に形成される多層膜とを含み、所望の反射面形状を有する多層膜ミラーの製造方法であって、
   前記多層膜を前記基板上に形成する前の前記基板の表面形状と前記多層膜を前記基板上に形成した後の前記多層膜ミラーの表面形状との差分である表面形状変化量を求めるステップと、
   前記基板の表面形状を、前記所望の反射面形状から前記表面形状変化量を差し引いた形状に加工するステップと、
   前記加工ステップで加工された前記基板上に前記多層膜を形成するステップとを有することを特徴とする製造方法。
2. 複数の多層膜ミラーを含み、所望の光学性能を有する光学系の製造方法であって、
   多層膜を基板上に形成する前の基板の表面形状と前記多層膜を基板上に形成した後の多層膜ミラーの表面形状との差分である表面形状変化量を求めるステップと、
   基板上に多層膜を形成し、前記複数の多層膜ミラーのうち一部の多層膜ミラーを作製するステップと、
   前記作製ステップで作製した前記一部の多層膜ミラーの表面形状に基づいて、前記所望の光学性能を得るために、前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーが必要とする表面形状を算出するステップと、
   前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーを作製するための基板の表面形状を、前記算出ステップで算出した前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーが必要とする表面形状から前記表面形状変化量を差し引いた形状に加工するステップと、
   前記加工ステップで加工された前記基板上に前記多層膜を形成し、前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーを作製するステップと、
   前記作製ステップで作製された前記複数の多層膜ミラーを鏡筒に組み込むステップとを有することを特徴とする製造方法。
3. 複数の多層膜ミラーを含み、所望の光学性能を有する光学系の製造方法であって、
   多層膜を基板上に形成する前の基板の表面形状と前記多層膜を基板上に形成した後の多層膜ミラーの表面形状との差分である表面形状変化量を求めるステップと、
   基板上に多層膜を形成し、前記複数の多層膜ミラーのうち一部の多層膜ミラーを作製するステップと、
   前記作製ステップで作製した前記一部の多層膜ミラーを鏡筒に組み込んだ場合の光学性能を測定するステップと、
   前記測定ステップの測定結果に基づいて、前記所望の光学性能を得るために、前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーが必要とする表面形状を算出するステップと、
   前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーを作製するための基板の表面形状を、前記算出ステップで算出した前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーが必要とする表面形状から前記表面形状変化量を差し引いた形状に加工するステップと、
   前記加工ステップで加工された前記基板上に前記多層膜を形成し、前記一部の多層膜ミラーを除く前記複数の多層膜ミラーを作製するステップと、
   前記作製ステップで作製された前記複数の多層膜ミラーを鏡筒に組み込むステップとを有することを特徴とする製造方法。
4. 請求項１記載の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする多層膜ミラー。
5. 請求項２又は３記載の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする光学系。
6. 光源からの光を、請求項４記載の多層膜ミラーを介して被処理体に導いて当該被処理体を露光することを特徴とする露光装置。
7. 光源からの光を、請求項５記載の光学系を介して被処理体に導いて当該被処理体を露光することを特徴とする露光装置。
8. 請求項６又は７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。