光学素子及びこれを用いた投影露光装置
【課題】
極端紫外線下での使用において長期間にわたって良好な反射特性を示す光学素子を提供すること。
【解決手段】
上部層３２は、耐酸化性金属又はこれを含む金属材料で形成される。より具体的には、この上部層３２は、ルテニウム、ロジウム、及び白金からなる群に金、銀、銅等を加えたものから選ばれる少なくとも１種を主成分として含む。これにより、上部層３２は、酸化防止膜としての役割を果たす。上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、２層以上の拡散防止膜からなる２重構造を有しており、上部層３２を構成する成分金属が多層膜２０側に拡散することを防止している。これにより、光学素子４０の最表面である上部層３２の耐酸化性の劣化を防ぐことができ、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
極端紫外線下での使用において長期間にわたって良好な反射特性を示す光学素子を提供すること。
【解決手段】
上部層３２は、耐酸化性金属又はこれを含む金属材料で形成される。より具体的には、この上部層３２は、ルテニウム、ロジウム、及び白金からなる群に金、銀、銅等を加えたものから選ばれる少なくとも１種を主成分として含む。これにより、上部層３２は、酸化防止膜としての役割を果たす。上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、２層以上の拡散防止膜からなる２重構造を有しており、上部層３２を構成する成分金属が多層膜２０側に拡散することを防止している。これにより、光学素子４０の最表面である上部層３２の耐酸化性の劣化を防ぐことができ、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外線等等に対して用いられる反射型の光学素子及びこれを用いた投影露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって達成される光学系の解像度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（１１〜１４ｎｍ）となる極端紫外線を用いた露光技術が開発されている。これにより約５〜７０ｎｍのパターンサイズの露光が可能になるものと期待されているが、この領域の物質の屈折率は１に近いため、従来のように透過屈折型の光学素子を使用できず、反射型の光学素子が使用される。投影露光装置に用いられるマスクもまた、透過率確保の観点から、通常反射型の光学素子となる。この際、上記光学素子において高い反射率を達成するために、使用波長域において屈折率の高い物質と屈折率の低い物質とを基板上に交互に積層させて反射面を形成することが一般的である（特許文献１参照）。
【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】
【０００３】
投影露光装置内において、極端紫外線下で上述のような光学素子が使用される場合、環境は真空であるが、光学素子の周囲から酸素・水分、有機物を完全に排除することができない。一方、極端紫外線は非常に大きなエネルギーをもつ。この際、酸素・水分などと光学素子表面の物質とが極端紫外線に照射されることで酸化反応を起こしてしまう。また、有機物と光学素子表面の物質とが極端紫外線に照射されることで光化学気相堆積（光ＣＶＤ）を起こし、光学素子表面にカーボン膜が生成してしまう。このような現象により、光学素子の反射特性が劣化してしまい、光学素子延いては投影露光装置の寿命が短くなるという問題が生じる。
【０００４】
そこで、本発明は、極端紫外線等での使用において長期間にわたって良好な反射特性を示す光学素子を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、上記のような光学素子を極端紫外線用の投影光学系等として組み込んだ投影露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の発明に係る光学素子は、（ａ）支持用の基板と、（ｂ）基板上に支持されるとともに、極端紫外線を反射する多層膜と、（ｃ−１）多層膜の最表層上に設けられ、２層以上の拡散防止層を含む下部層と、（ｃ−２）当該下部層上に設けられる上部層とを有する、（ｃ）複合保護層とを備える。以上の光学素子において、多層膜は、例えば、極端紫外線領域における真空の屈折率に対する屈折率差が小さい物質からなる第１層と、屈折率差が大きい物質からなる第２層とを基板上に交互に積層してなる。
【０００７】
本発明においては、光学素子が、多層膜を有する反射型の素子であり、極端紫外線等に対して良好な反射特性を有する。また、本発明においては、２層以上の拡散防止層を含む下部層と、当該下部層上に設けられる上部層とを有する複合保護層が多層膜の最表層上に設けられる。この場合、上部層は、光学素子の周囲に存在する物質すなわち投影露光装置内において真空中に残留する化学物質から多層膜を保護する役割を有し、２層以上の拡散防止層を含む下部層は、上部層の組成物等（例えば、上部層中の金属等）が多層膜側に拡散することを防止する役割を有する。特に本光学素子では、下部層が２層以上の拡散防止層を含むことから、拡散防止層間にエネルギー障壁が生じるなどの現象により、上部層の組成物が多層膜側に拡散することを単一層の場合よりも効果的に阻止でき、結果的に上部層の機能を長く維持することができる。これにより、光学素子の表面及びその近傍における酸化、組成変化等に起因して生じる多層膜の劣化すなわち反射率低下を防止でき、結果として、光学素子全体の反射特性を長期間良好に保つことができる。なお、以上の「複合保護層」は、極端紫外線を所望の程度に透過させるべく十分に薄いか光吸収性が低いものとする。
【０００８】
また、第２の発明に係る光学素子では、第１の発明に係る光学素子において、上部層が、耐酸化性物質及び触媒作用性物質のうち少なくとも一方を含有する。ここで、「耐酸化性物質」とは、水分や酸素などによる酸化反応を抑制する性質を有する物質を意味する。また、「触媒作用性物質」とは、有機物中の炭素が二酸化炭素等に変換される反応速度を増加させる正触媒作用を有する物質を意味する。例えば、上部層が耐酸化性物質（金属、化合物等）を含有する場合、光学素子の周囲に存在する水分や酸素により光学素子が表面から侵食される酸化作用を抑制することが可能となる。一方、上部層が触媒作用性物質（金属、化合物等）を含有する場合、光学素子の周囲に存在する有機物中に含まれる炭素を、正触媒作用によって二酸化炭素等のガスに効率的に変換することができるので、光学素子表面にカーボン膜が生成されることを抑制できる。
【０００９】
また、第３の発明に係る光学素子では、第１，２の発明に係る光学素子において、拡散防止層が、二酸化珪素、二酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化二ニオブ、二酸化モリブデン、酸化クロム、三酸化二クロム、三酸化クロム、四ホウ化炭素、アルミナ、炭素、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素、珪化モリブデン、及びクロムからなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む。この場合、上部層中の上部層の組成物等、すなわち耐酸化性物質や触媒作用性物質等が多層膜側に拡散することを確実に抑えることができる。なお、拡散防止層が酸化物である場合、拡散防止層が化学的にも構造的にも安定したものとなりやすい。
【００１０】
上記上部層が、ルテニウム、ロジウム、白金、金、銀、ニオブ、パラジウム等からなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む場合、これらは、耐酸化性金属であり、拡散防止層のブロックによって表面に保持されて水分や酸素などから多層膜を保護する。また、上記上部層が、ニッケル、パラジウム、白金、銀、ルテニウム、ロジウム等からなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む場合、これらは、触媒作用性金属であり、拡散防止層のブロックによって表面に保持されて光学素子表面にカーボン膜が生成されることを抑制する。
【００１１】
また、上記上部層が、二酸化珪素、二酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化二ニオブ、二酸化モリブデン、アルミナ、酸化クロム、三酸化二クロム、三酸化クロム、二酸化ルテニウム、三酸化ルテニウム、四酸化ルテニウム、三酸化二ロジウム、二酸化ロジウム、炭素、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素、珪化モリブデン等からなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む場合、これらは、耐酸化性材料であり、拡散防止層のブロックによって表面に保持されて水分や酸素などから多層膜を保護する。一方、上部層が、酸化チタン等を主成分として含む場合、これらは、触媒作用性材料であり、拡散防止層のブロックによって表面に保持されて光学素子表面にカーボン膜が生成されることを抑制する。
【００１２】
また、第４の発明に係る投影露光装置は、（ａ）極端紫外光を発生させる光源と、（ｂ）光源からの極端紫外光を転写用のマスクに導く照明光学系と、（ｃ）マスクのパターン像を感応基板上に形成する投影光学系とを備える。そして、本投影露光装置において、マスク、照明光学系及び投影光学系のうち少なくともいずれか１つが上記第１〜３の発明に係る光学素子を含む。
【００１３】
上記投影露光装置では、上述のいずれかの光学素子を用いることにより、装置内において、当該光学素子の表面及びその近傍における酸化、カーボン膜生成、組成変化等によって光学素子の反射率が低下することを抑制できるので、光学素子の反射特性を長期間にわたって維持することができ、光学素子延いては投影露光装置が長寿命となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る光学素子の構造を示す断面図である。本実施形態の光学素子４０は、例えば凹面反射鏡であり、多層膜構造を支持する基板１０と、反射用の多層膜２０と、表層となる複合保護層３０とを有する。このうち、複合保護層３０は、後述するように、多層構造の下部層３１と単層構造の上部層３２とを積層した被膜である。
【００１５】
基板１０は、例えば合成石英ガラスや低膨張ガラスを加工することによって形成されたものであり、その上面１０ａは、所定精度の鏡面に研磨されている。上面１０ａは、図示のような凹面とすることもできるが、光学素子４０の用途に応じて凸面、平面、多面その他の形状とすることができる。
【００１６】
多層膜２０は、屈折率が異なる２種類の物質を基板１０上に例えば交互に積層することによって形成した数層から数百層の薄膜からなる反射膜である。この多層膜２０は、反射鏡である光学素子４０の反射率を高めるために、吸収の少ない物質を多数積層したものであるとともに、それぞれの反射波の位相が合うように光干渉理論に基づいて各層の膜厚を調整したものである。つまり、投影露光装置内で使用される極端紫外線の波長領域に対して、比較的屈折率の小さい薄膜層Ｌ１と、比較的屈折率の大きい薄膜層Ｌ２とを、基板１０上に、反射波の位相が合うよう所定の膜厚で交互もしくは任意順序に積層させることで多層膜２０が形成されている。この多層膜２０を構成する２種類の薄膜層Ｌ１、Ｌ２は、それぞれモリブデン層及びシリコン層とすることができる。なお、薄膜層Ｌ１、Ｌ２の積層の順序、最上層をいずれの薄膜層とするかといった条件は、光学素子４０の用途に応じて適宜変更することができる。また、薄膜層Ｌ１、Ｌ２の材料は、モリブデンとシリコンとの組み合わせに限るものではない。例えば、モリブデン、ルテニウム、ロジウム等の物質と、シリコン、ベリリウム、四ホウ化炭素（Ｂ４Ｃ）等の物質とを適宜組み合わせることによって多層膜２０を作製することもできる。
【００１７】
なお、多層膜２０において、薄膜層Ｌ１と薄膜層Ｌ２との間にさらに境界膜（不図示）を設けることもできる。多層膜２０を形成する薄膜層Ｌ１、Ｌ２として、特に金属やシリコン等を用いた場合には、薄膜層Ｌ１と薄膜層Ｌ２との境界付近においておのおのを形成する材料同士が混ざり合い、界面が曖昧になりやすい。これにより、反射特性が影響を受け、光学素子４０の反射率が下がってしまうことがある。そこで、界面を明瞭化するために、多層膜２０の形成にあたって、薄膜層Ｌ１と薄膜層Ｌ２との間にさらに境界膜を設ける。材料としては、例えばＢ４ＣやＣ、炭化モリブデン（ＭｏＣ）、二酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等が用いられる。このように界面を明確化することにより、光学素子４０の反射特性が向上する。
【００１８】
複合保護層３０は、多層膜２０全面を覆うことによって多層膜２０を周囲の環境（一般的には、極端紫外線を効率よく透過させるような減圧又は真空環境）から保護するものであり、多層膜２０の最表層上に設けられる下部層３１と、下部層３１上に設けられて光学素子４０の最表面とされる上部層３２とを有する。
【００１９】
このうち、下部層３１は、２層以上の拡散防止層を含んでおり、各拡散防止層は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ニオブ（ＮｂＯ）、二酸化ニオブ（ＮｂＯ２）、五酸化二ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、二酸化モリブデン（ＭｏＯ２）、酸化クロム（ＣｒＯ）、三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、三酸化クロム（ＣｒＯ３）、四ホウ化炭素（Ｂ４Ｃ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭素、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（ＳｉＮ，Ｓｉ２Ｎ３，Ｓｉ３Ｎ４）、窒化ホウ素（ＢＮ）、及び珪化モリブデン（Ｍｏ３Ｓｉ，Ｍｏ５Ｓｉ３）、及びクロムのいずれか、又は、これらを含む材料で形成される。この下部層３１は、以上のような比較的緻密で遮蔽性の高い素材で形成されており、上部層３２を構成する成分が多層膜２０へ拡散することを防止する性質がある。ここで、下部層３１は、単に拡散防止能を有するだけでなく、２層以上の拡散防止層を含んで構成されており、以下に説明する理由により、単一の成分で単一の拡散防止層を形成する場合よりも拡散防止能を高めたものとなっている。
【００２０】
すなわち、光学素子４０は、極端紫外線下で使用するものであるから、多層膜２０と上部層３２との間に挿入される拡散防止層の材料として使用できるものは限られたものとなる。また、拡散防止層として拡散防止能を重視した場合、吸収係数がある程度大きな材料を使用せざるを得ず、このような材料については膜厚を厚くすることができない。さらに、拡散防止層の緻密さは、成膜方法にもよるがスパッタ等の一般的な手法では、バルク材以下のものとなってしまう。一方、拡散防止層の拡散防止能は、使用する材料、層の厚さ緻密さだけでなく、拡散防止層の積層数にも依存する。つまり、本実施形態の光学素子４０では、下部層３１を２層以上の拡散防止層で構成することにより、複数の拡散防止層間に形成されるエネルギー障壁等を利用して、上部層３２を構成する成分が多層膜２０へ拡散することを一定範囲で阻止する。これにより、外界環境に対する保護膜である上部層３２の組成を長期間にわたって安定した状態に保持することができ、極端紫外線下で水分や酸素により光学素子４０が表面から侵食される現象や、有機物中に含まれる炭素を二酸化炭素等のガスに変換して光学素子表面４０にカーボン膜が生成される現象を、確実に抑制することができる。
【００２１】
なお、多層構造を有する下部層３１の形成に際しては、複数の異なる材料を順次積層することによって、不連続な界面を層内に形成することができる。また、同一の材料について段階的に成膜条件を変更したり中間工程を設けること等によっても、下部層３１中に不連続な界面を形成することができ、多層構造とすることができる。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）は、下部層３１の構造の具体例を概念的に説明する拡大断面図である。図２（ａ）に示すように、下部層３１を２層構造とする場合、下側の第１拡散防止層３１ａを例えばＢ４Ｃ等で形成して、その膜厚を２ｎｍ程度とし、上側の第２拡散防止層３１ｂを例えばＳｉＯ２等で形成して、その膜厚を１ｎｍ程度とする。第１拡散防止層３１ａや第２拡散防止層３１ｂの製造方法は、表面荒さを悪くせず緻密な膜ができれば蒸着、スパッタ法など成膜手法を問わない。各層３１ａ，３１ｂの具体的な厚みは、光学素子４０に対して望まれる反射特性に応じて適宜決定される。なお、表面荒さを悪くせず緻密な膜を形成するのを助けるため、下部層３１すなわち第１拡散防止層３１ａと多層膜２０の表面層との間に、拡散防止機能を特に有しない別の材料を成膜しても構わない。
【００２３】
また、図２（ｂ）に示すように、下部層３１を３層構造とする場合、下側の第１拡散防止層１３１ａを例えばＡｌ２Ｏ３等で形成して、膜厚を１ｎｍ程度とし、中央の第２拡散防止層１３１ｂを例えばＭｏＳｉ２等で形成して、膜厚を２ｎｍ程度とし、上側の第３拡散防止層１３１ｃを例えばＢＮ等で形成して、膜厚を１ｎｍ程度とする。各拡散防止層１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃの製造方法は、表面荒さを悪くせず緻密な膜ができれば蒸着、スパッタ法など成膜手法を問わない。各層１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃの具体的な厚みは、光学素子４０に対して望まれる反射特性に応じて適宜決定される。なお、表面荒さを悪くせず緻密な膜を形成するのを助けるため、下部層３１すなわち第１拡散防止層１３１ａと多層膜２０の表面層との間に、拡散防止機能を特に有しない別の材料を成膜しても構わない。
【００２４】
なお、下部層３１を構成する拡散防止材料として、上述の二酸化珪素等の他に、シリコン、ホウ素等の非金属元素の酸化物、ホウ化物、珪化物、炭化物、窒化物、フッ化物、及びベリリウム化合物や、Ｓｒ，Ｂａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｂｅ，Ｇａ，Ｄｙ，Ｈｆ，Ｒｅ，Ｆｅ，Ｔｈ，Ｒｂ等の各種金属の酸化物、ホウ化物、珪化物、炭化物、窒化物、フッ化物、及びベリリウム化合物を用いることができる。
【００２５】
具体的には、下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＳｉＯ，Ｂ２Ｏ３等の非金属酸化物が使用可能である。また、Ｓｃ２Ｏ３，Ｔｂ２Ｏ３，ＰｄＯ，Ｐｄ２Ｏ３，ＰｄＯ４，ＲｕＯ２，ＲｕＯ３，ＲｕＯ４，Ｒｈ２Ｏ３，ＲｈＯ２，ＴｉＯ，Ｔｉ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＭｏＯ，Ｍｏ２Ｏ３，Ｍｏ２Ｏ５，ＶＯ，Ｖ２Ｏ３，ＶＯ２，Ｖ２Ｏ５等の金属酸化物が使用可能である。さらに、ＢａＯ，ＢｅＯ，Ｂｅ２Ｏ，ＣａＯ，Ｅｕ２Ｏ３，Ｇｄ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ｍｏ４Ｏ１１，Ｍｏ８Ｏ２３，ＭｏＯ３，Ｍｏ９Ｏ２４，ＮｄＯ，Ｎｄ２Ｏ３，ＰｒＯ１．７７８，ＰｒＯ１．８３３，ＰｒＯ１．８，ＰｒＯ１．８１８，Ｓｍ２Ｏ３，ＳｒＯ，Ｔｉ３Ｏ２，Ｔｉ２Ｏ，Ｔｉ３Ｏ，Ｔｉ１−ｘＯ，ＴｉｎＯ２ｎ−１（ｎ＝２−９），ＶＯ１．７６，ＶＯ１．５７，ＶＯ１．８０，ＶＯ１．８４，ＶＯ１．８６，Ｖ６Ｏ１３，Ｖ８Ｏ，Ｖ４Ｏ，Ｖ２Ｏ，Ｖ３Ｏ５，Ｖ４Ｏ７，Ｖ５Ｏ９，Ｖ７Ｏ１３，Ｖ６Ｏ１３，Ｙ２Ｏ３，ＺｒＯ２−ｘ等の金属酸化物も使用可能である。
【００２６】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＳｉＢｘＳｉＢ６，ＳｉＢ３等の非金属ホウ化物が使用可能である。また、ＢｅＢ２，ＣａＢ６，ＳｃＢ２，ＳｃＢ１２，ＧｄＢ６，ＴｉＢ２，ＺｒＢ２，ＴａＢ２，Ｃｒ４Ｂ，ＣｒＢ，Ｃｒ３Ｂ４，ＣｒＢ２，Ｍｏ２Ｂ５，Ｗ２Ｂ３，Ｗ２Ｂ５，ＺｒＢ１２，ＧａＢ６，ＳｒＢ６，ＮｂＢ，Ｎｂ３Ｂ４，ＮｂＢ２等の金属ホウ化物が使用可能である。さらに、ＢｅＢ１２，ＢｅＢ９，ＢｅＢ６，ＢｅＢ４，Ｂｅ２Ｂ，Ｂｅ４Ｂ，ＥｕＢ６，ＧｄＢ２，Ｇｄ２Ｂ５，ＧｄＢ４，ＧｄＢ６６，Ｍｏ２Ｂ，ＭｏＢ，Ｍｏ３Ｂ２，ＭｏＢ２，ＭｏＢ４，Ｎｂ３Ｂ２，Ｎｄ２Ｂ５，ＮｄＢ４，ＮｄＢ６，ＮｄＢ６６，Ｐｒ２Ｂ５，ＰｒＢ４，ＰｒＢ６，ＲｈＢ１．１，Ｒｈ７Ｂ３，ＲｕＢ，Ｒｕ７Ｂ３，Ｒｕ２Ｂ３，ＲｕＢ２，Ｓｍ２Ｂ５，ＳｍＢ４，ＳｍＢ６，ＳｍＢ６６，ＴｂＢ２，ＴｂＢ４，ＴｂＢ６，ＴｂＢ１２，ＴｂＢ６６，ＴｉＢ，Ｔｉ３Ｂ４，Ｖ３Ｂ２，ＶＢ，Ｖ５Ｂ６，Ｖ３Ｂ４，Ｖ２Ｂ３，ＶＢ２等の金属ホウ化物も使用可能である。
【００２７】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＢａＳｉ２，ＬａＳｉ２，ＤｙＳｉ２，ＺｒＳｉ，ＺｒＳｉ２，ＨｆＳｉ２，ＣｒＳｉ２，ＭｎＳｉ２，ＲｅＳｉ２，ＦｅＳｉ２，ＰｄＳｉ，ＴｈＳｉ２，ＣａＳｉ，Ｃａ２Ｓｉ，ＣａＳｉ２，Ｖ２Ｓｉ，ＶＳｉ２，ＲｕＳｉ，ＲｈＳｉ２，ＴｂＳｉ２等の金属珪化物が使用可能である。さらに、ＢａＳｉ，Ｎｂ５Ｓｉ３，ＮｂＳｉ２，Ｐｄ３Ｓｉ，Ｐｄ２Ｓｉ，Ｐｄ９Ｓｉ４，Ｒｕ２Ｓｉ，Ｒｕ２Ｓｉ３，Ｓｒ２Ｓｉ，ＳｒＳｉ２，ＳｒＳｉ，ＴｉＳｉ，Ｔｉ３Ｓｉ，Ｔｉ５Ｓｉ３，Ｔｉ３Ｓｉ，Ｔｉ５Ｓｉ４，ＴｉＳｉ２，Ｔｉ６Ｓｉ５，Ｖ３Ｓｉ，Ｖ５Ｓｉ３，Ｖ６Ｓｉ５，Ｙ５Ｓｉ３，Ｙ５Ｓｉ４，ＹＳｉ，Ｙ３Ｓｉ５，Ｚｒ２Ｓｉ，Ｚｒ４Ｓｉ，Ｚｒ５Ｓｉ３，Ｚｒ３Ｓｉ２，Ｚｒ５Ｓｉ４等の金属珪化物も使用可能である。
【００２８】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＬａＣ２，Ｂｅ２Ｃ，Ｍｏ２Ｃ，ＭｏＣ，ＶＣ，Ｖ４Ｃ３，Ｖ５Ｃ，ＴｉＣ，ＺｒＣ等の金属炭化物が使用可能である。さらに、Ｅｕ４Ｃ２，Ｅｕ２Ｃ３，ＥｕＣ２，ＥｕＣ６，Ｇｄ２Ｃ，Ｇｄ４Ｃ２，Ｇｄ２Ｃ３，ＧｄＣ２，Ｌａ２Ｃ３，ＭｏＣ１−ｘ，Ｎｂ２Ｃ，ＮｂＣ，Ｎｄ２Ｃ３，ＮｄＣ２，Ｓｃ２Ｃ，Ｓｃ４Ｃ３，Ｓｃ１３Ｃ１０，Ｓｃ１５Ｃ１９，Ｓｍ３Ｃ，Ｓｍ２Ｃ３，ＳｍＣ２，Ｔｂ４Ｃ２，Ｔｂ２Ｃ，Ｔｂ２Ｃ３，ＴｂＣ２，Ｔｉ２Ｃ，Ｖ２Ｃ，Ｖ４Ｃ３−ｘ，Ｖ６Ｃ５，Ｖ８Ｃ７，Ｙ２Ｃ，Ｙ４Ｃ２，Ｙ１５Ｃ１９，Ｙ２Ｃ３，ＹＣ２等の金属炭化物も使用可能である。
【００２９】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＢＮ２等の非金属窒化物が使用可能である。さらに、ＹＮ，Ｃａ３Ｎ２，ＳｃＮ，ＺｒＮ，Ｚｒ３Ｎ２，Ｓｒ３Ｎ２，ＴｉＮ，Ｔｉ３Ｎ４，ＮｂＮ，ＮｄＮ，Ｂｅ３Ｎ２，Ｂａ３Ｎ２，ＶＮ，ＭｏＮ，Ｍｏ２Ｎ，ＬａＮ，ＡｌＮ等の金属窒化物が使用可能である。さらに、Ｎｂ２Ｎ，Ｔｉ２Ｎ，Ｖ２Ｎ１−ｘ，ＶＮ１−ｘ，Ｖ３２Ｎ２８等の金属窒化物も使用可能である。
【００３０】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＳｒＦ２，ＮｉＦ２，ＹＦ３等のフッ化物が使用可能である。
【００３１】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＢａＢｅ１３，ＣａＢｅ１３，ＥｕＢｅ１３，ＧｄＢｅ１３，ＬａＢｅ１３，Ｍｏ３Ｂｅ，ＭｏＢｅ２，ＭｏＢｅ１２，ＮｂＢｅ１２，Ｎｂ２Ｂｅ１７，ＮｂＢｅ３，ＮｂＢｅ２，Ｎｂ３Ｂｅ２，ＮｄＢｅ１３，ＰｄＢｅ１２，ＰｄＢｅ５，Ｐｄ２Ｂｅ，Ｐｄ３Ｂｅ，ＰｄＢｅ，Ｐｄ３Ｂｅ２，Ｐｄ４Ｂｅ３，ＰｒＢｅ１３，Ｒｕ３Ｂｅ１７，Ｒｕ３Ｂｅ１０，ＲｕＢｅ２，Ｒｕ２Ｂｅ３，ＳｃＢｅ５，Ｓｃ２Ｂｅ１７，ＳｃＢｅ１３，ＳｍＢｅ１３，ＳｒＢｅ１３，ＴｂＢｅ１３，ＴｉＢｅ２，ＴｉＢｅ３，Ｔｉ２Ｂｅ１７，ＴｉＢｅ１２，ＶＢｅ１２，ＶＢｅ２，ＹＢｅ１３，ＺｒＢｅ１３，Ｚｒ２Ｂｅ１７，ＺｒＢｅ５，ＺｒＢｅ２等のベリリウム化合物が使用可能である。
【００３２】
図１に戻って、上部層３２は、光学素子４０の用途や使用条件に応じて、（１）耐酸化性金属、（２）ニオブ等の反応安定化物質、（３）触媒作用性金属、（４）耐酸化性非金属（耐酸化性化合物）、及び（５）触媒作用性材料（触媒作用性化合物）のいずれかで形成される。
【００３３】
（１）耐酸化性金属の場合
第１の場合、上部層３２は、耐酸化性金属又はこれを含む金属材料で形成される。より具体的には、この上部層３２は、ルテニウム、ロジウム、白金、金、銀等からなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む。これにより、上部層３２は、酸化防止膜としての役割を果たす。つまり、これらの耐酸化性金属を含有する上部層３２を光学素子４０の最表面に形成することで、光学素子４０の表面やその近傍に供給される水分や酸素により光学素子４０（特に多層膜２０）が侵食されることを防止でき、光学素子４０の反射率がこのような侵食に伴って徐々に低下することを防止できる。既に説明したように、上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、上部層３２を構成する成分金属等が多層膜２０側に拡散することを防止する機能を有する。これにより、光学素子４０の最表面である上部層３２の耐酸化性の劣化を防ぐことができ、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
なお、以上の場合において、上部層３２は、ルテニウム、ロジウム、白金、金、銀等の耐酸化性金属によって形成されるとしたが、当該耐酸化性金属は、これらに限られない。この他にも、例えば、ニオブ、パラジウム、オスミウム、イリジウム等を主成分として含む金属材料で上部層３２を形成しても、耐酸化性に関して同様の効果が期待される。
【００３４】
（２）反応安定化物質の場合
第２の場合、上部層３２は、ニオブ、又はこれを主成分として含む金属材料で形成される。ニオブを含有する上部層３２を光学素子４０の最表面に形成した場合、ニオブの酸化物が表面に形成されて安定化する傾向がある。つまり、上部層３２の表面がニオブの酸化物に被覆されて緻密で安定したバリアとして機能すると考えられるので、複合保護層３０内部に水分や酸素が侵入することを防止し、光学素子４０の極端紫外線照射下における耐酸化性を向上させることができる。なお、上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、上部層３２を構成するニオブ等が多層膜２０側に拡散することを防止する機能を有する。これにより、上部層３２の耐酸化性の劣化を防止して、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
【００３５】
（３）触媒作用性金属の場合
第３の場合、上部層３２は、触媒作用性金属又はこれを含む金属材料で形成される。より具体的には、この上部層３２は、ニッケル、パラジウム、白金、銀、ルテニウム、及びロジウムからなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む。これにより、上部層３２は、カーボン抑制膜としての役割を果たす。つまり、これらの触媒作用性金属を含有する上部層３２を光学素子４０の最表面に形成することで、光学素子４０の表面やその近傍に供給される有機物中の炭素を二酸化炭素に変換することができる。よって、光学素子４０表面にカーボン膜が徐々に堆積される光ＣＶＤ現象の発生を抑制でき、光学素子４０の反射率がカーボン膜の堆積に伴って徐々に低下することを防止できる。既に説明したように、上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、上部層３２を構成する成分金属等が多層膜２０側へ拡散することを防止する機能を有する。これにより、光学素子４０の最表面である上部層３２の触媒作用性の劣化を防ぐことができ、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
なお、以上の触媒作用性金属のうち白金、ルテニウム、ロジウム、及びパラジウムは、耐酸化性金属と見ることもでき、複合保護層３０内部に水分や酸素が侵入することも防止しており、上部層３２の耐酸化性を高めている。
【００３６】
（４）耐酸化性材料の場合
第４の場合、上部層３２は、耐酸化性材料又はこれを含む材料で形成される。より具体的には、この上部層３２は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ニオブ（ＮｂＯ）、二酸化ニオブ（ＮｂＯ２）、五酸化二ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、二酸化モリブデン、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化クロム（ＣｒＯ）、三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、三酸化クロム（ＣｒＯ３）、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、三酸化ルテニウム（ＲｕＯ３）、四酸化ルテニウム（ＲｕＯ４）、三酸化二ロジウム（Ｒｈ２Ｏ３）、二酸化ロジウム（ＲｈＯ２）、及び炭素からなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む。これにより、上部層３２は、酸化防止膜としての役割を果たす。上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、上部層３２を構成する成分金属、酸素等が多層膜２０へ拡散することを防止する機能を有する。下部層３１の存在により、光学素子４０の最表面である上部層３２の耐酸化性の劣化を防ぐことができ、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
【００３７】
なお、上部層３２を構成する耐酸化性物質として、上述の二酸化珪素等の他に、単体のホウ素を用いることができる。
【００３８】
また、シリコン、ホウ素等の非金属元素の酸化物、ホウ化物、珪化物、炭化物、窒化物、フッ化物、及びベリリウム化合物や、Ｂｅ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｇｄ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｚｒ，Ｇａ，Ｓｒ，Ｎｂ，Ｂａ，Ｌａ，Ｄｙ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｒｅ，Ｆｅ，Ｐｄ，Ｔｈ，Ｖ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｔｂ，Ｙ，Ｎｄ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｅｕ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｒｂ等の各種金属の酸化物、ホウ化物、珪化物、炭化物、窒化物、フッ化物、及びベリリウム化合物を用いることができる。
【００３９】
具体的には、上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＳｉＯ，Ｂ２Ｏ３等の非金属酸化物が使用可能である。また、Ｓｃ２Ｏ３，Ｔｂ２Ｏ３，ＰｄＯ，Ｐｄ２Ｏ３，ＰｄＯ４，ＴｉＯ，Ｔｉ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＭｏＯ，Ｍｏ２Ｏ３，Ｍｏ２Ｏ５，ＶＯ，Ｖ２Ｏ３，ＶＯ２，Ｖ２Ｏ５等の金属酸化物が使用可能である。さらに、ＢａＯ，ＢｅＯ，Ｂｅ２Ｏ，ＣａＯ，Ｅｕ２Ｏ３，Ｇｄ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ｍｏ４Ｏ１１，Ｍｏ８Ｏ２３，ＭｏＯ３，Ｍｏ９Ｏ２４，ＮｄＯ，Ｎｄ２Ｏ３，ＰｒＯ１．７７８，ＰｒＯ１．８３３，ＰｒＯ１．８，ＰｒＯ１．８１８，Ｓｍ２Ｏ３，ＳｒＯ，Ｔｉ３Ｏ２，Ｔｉ２Ｏ，Ｔｉ３Ｏ，Ｔｉ１−ｘＯ，ＴｉｎＯ２ｎ−１（ｎ＝２−９），ＶＯ１．７６，ＶＯ１．５７，ＶＯ１．８０，ＶＯ１．８４，ＶＯ１．８６，Ｖ６Ｏ１３，Ｖ８Ｏ，Ｖ４Ｏ，Ｖ２Ｏ，Ｖ３Ｏ５，Ｖ４Ｏ７，Ｖ５Ｏ９，Ｖ７Ｏ１３，Ｖ６Ｏ１３，Ｙ２Ｏ３，ＺｒＯ２−ｘ等の金属酸化物も使用可能である。
【００４０】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＳｉＢ３，ＳｉＢ６，ＳｉＢｘ等の非金属ホウ化物が使用可能である。また、ＢｅＢ２，ＣａＢ６，ＳｃＢ２，ＳｃＢ１２，ＧｄＢ６，ＴｉＢ２，ＺｒＢ２，ＴａＢ２，Ｃｒ４Ｂ，ＣｒＢ，Ｃｒ３Ｂ４，ＣｒＢ２，Ｍｏ２Ｂ５，Ｗ２Ｂ３，Ｗ２Ｂ５，ＺｒＢ１２，ＧａＢ６，ＳｒＢ６，ＮｂＢ，Ｎｂ３Ｂ４，ＮｂＢ２等の金属ホウ化物が使用可能である。また、ＢｅＢ１２，ＢｅＢ９，ＢｅＢ６，ＢｅＢ４，Ｂｅ２Ｂ，Ｂｅ４Ｂ，ＥｕＢ６，ＧｄＢ２，Ｇｄ２Ｂ５，ＧｄＢ４，ＧｄＢ６６，Ｍｏ２Ｂ，ＭｏＢ，Ｍｏ３Ｂ２，ＭｏＢ２，ＭｏＢ４，Ｎｂ３Ｂ２，Ｎｄ２Ｂ５，ＮｄＢ４，ＮｄＢ６，ＮｄＢ６６，Ｐｒ２Ｂ５，ＰｒＢ４，ＰｒＢ６，ＲｈＢ１．１，Ｒｈ７Ｂ３，ＲｕＢ，Ｒｕ７Ｂ３，Ｒｕ２Ｂ３，ＲｕＢ２，Ｓｍ２Ｂ５，ＳｍＢ４，ＳｍＢ６，ＳｍＢ６６，ＴｂＢ２，ＴｂＢ４，ＴｂＢ６，ＴｂＢ１２，ＴｂＢ６６，ＴｉＢ，Ｔｉ３Ｂ４，Ｖ３Ｂ２，ＶＢ，Ｖ５Ｂ６，Ｖ３Ｂ４，Ｖ２Ｂ３，ＶＢ２等の金属ホウ化物も使用可能である。
【００４１】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＢａＳｉ２，ＬａＳｉ２，ＤｙＳｉ２，ＺｒＳｉ，ＺｒＳｉ２，ＨｆＳｉ２，ＣｒＳｉ２，ＭｏＳｉ２，ＭｎＳｉ２，ＲｅＳｉ２，ＦｅＳｉ２，ＰｄＳｉ，ＴｈＳｉ２，ＣａＳｉ，Ｃａ２Ｓｉ，ＣａＳｉ２，Ｖ２Ｓｉ，ＶＳｉ２，ＲｕＳｉ，ＲｈＳｉ２，ＴｂＳｉ２等の金属珪化物が使用可能である。また、ＢａＳｉ，Ｍｏ３Ｓｉ，Ｍｏ５Ｓｉ３，Ｎｂ５Ｓｉ３，ＮｂＳｉ２，Ｐｄ３Ｓｉ，Ｐｄ２Ｓｉ，Ｐｄ９Ｓｉ４，Ｒｕ２Ｓｉ，Ｒｕ２Ｓｉ３，Ｓｒ２Ｓｉ，ＳｒＳｉ２，ＳｒＳｉ，ＴｉＳｉ，Ｔｉ３Ｓｉ，Ｔｉ５Ｓｉ３，Ｔｉ３Ｓｉ，Ｔｉ５Ｓｉ４，ＴｉＳｉ２，Ｔｉ６Ｓｉ５，Ｖ３Ｓｉ，Ｖ５Ｓｉ３，Ｖ６Ｓｉ５，Ｙ５Ｓｉ３，Ｙ５Ｓｉ４，ＹＳｉ，Ｙ３Ｓｉ５，Ｚｒ２Ｓｉ，Ｚｒ４Ｓｉ，Ｚｒ５Ｓｉ３，Ｚｒ３Ｓｉ２，Ｚｒ５Ｓｉ４等の金属珪化物も使用可能である。
【００４２】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＳｉＣ，Ｂ４Ｃ等の非金属炭化物が使用可能である。また、ＬａＣ２，Ｂｅ２Ｃ，Ｍｏ２Ｃ，ＭｏＣ，ＶＣ，Ｖ４Ｃ３，Ｖ５Ｃ，ＴｉＣ，ＺｒＣ等の金属炭化物が使用可能である。さらに、Ｅｕ４Ｃ２，Ｅｕ２Ｃ３，ＥｕＣ２，ＥｕＣ６，Ｇｄ２Ｃ，Ｇｄ４Ｃ２，Ｇｄ２Ｃ３，ＧｄＣ２，Ｌａ２Ｃ３，ＭｏＣ１−ｘ，Ｎｂ２Ｃ，ＮｂＣ，Ｎｄ２Ｃ３，ＮｄＣ２，Ｓｃ２Ｃ，Ｓｃ４Ｃ３，Ｓｃ１３Ｃ１０，Ｓｃ１５Ｃ１９，Ｓｍ３Ｃ，Ｓｍ２Ｃ３，ＳｍＣ２，Ｔｂ４Ｃ２，Ｔｂ２Ｃ，Ｔｂ２Ｃ３，ＴｂＣ２，Ｔｉ２Ｃ，Ｖ２Ｃ，Ｖ４Ｃ３−ｘ，Ｖ６Ｃ５，Ｖ８Ｃ７，Ｙ２Ｃ，Ｙ４Ｃ２，Ｙ１５Ｃ１９，Ｙ２Ｃ３，ＹＣ２等の金属炭化物も使用可能である。
【００４３】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＳｉＮ，Ｓｉ２Ｎ３，Ｓｉ３Ｎ４，ＢＮ，ＢＮ２等の非金属窒化物が使用可能である。また、ＹＮ，Ｃａ３Ｎ２，ＳｃＮ，ＺｒＮ，Ｚｒ３Ｎ２，Ｓｒ３Ｎ２，ＴｉＮ，Ｔｉ３Ｎ４，ＮｂＮ，ＮｄＮ，Ｂｅ３Ｎ２，Ｂａ３Ｎ２，ＶＮ，ＭｏＮ，Ｍｏ２Ｎ，ＬａＮ，ＡｌＮ等の金属窒化物が使用可能である。さらに、Ｎｂ２Ｎ，Ｔｉ２Ｎ，Ｖ２Ｎ１−ｘ，ＶＮ１−ｘ，Ｖ３２Ｎ２８等の非金属窒化物も使用可能である。
【００４４】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＳｒＦ２，ＮｉＦ２，ＹＦ３等の金属フッ化物が使用可能である。
【００４５】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＢａＢｅ１３，ＣａＢｅ１３，ＥｕＢｅ１３，ＧｄＢｅ１３，ＬａＢｅ１３，Ｍｏ３Ｂｅ，ＭｏＢｅ２，ＭｏＢｅ１２，ＮｂＢｅ１２，Ｎｂ２Ｂｅ１７，ＮｂＢｅ３，ＮｂＢｅ２，Ｎｂ３Ｂｅ２，ＮｄＢｅ１３，ＰｄＢｅ１２，ＰｄＢｅ５，Ｐｄ２Ｂｅ，Ｐｄ３Ｂｅ，ＰｄＢｅ，Ｐｄ３Ｂｅ２，Ｐｄ４Ｂｅ３，ＰｒＢｅ１３，Ｒｕ３Ｂｅ１７，Ｒｕ３Ｂｅ１０，ＲｕＢｅ２，Ｒｕ２Ｂｅ３，ＳｃＢｅ５，Ｓｃ２Ｂｅ１７，ＳｃＢｅ１３，ＳｍＢｅ１３，ＳｒＢｅ１３，ＴｂＢｅ１３，ＴｉＢｅ２，ＴｉＢｅ３，Ｔｉ２Ｂｅ１７，ＴｉＢｅ１２，ＶＢｅ１２，ＶＢｅ２，ＹＢｅ１３，ＺｒＢｅ１３，Ｚｒ２Ｂｅ１７，ＺｒＢｅ５，ＺｒＢｅ２等の金属ベリリウム化合物が使用可能である。
【００４６】
（５）触媒作用性材料の場合
第５の場合、上部層３２は、触媒作用性材料又はこれを含む金属材料で形成される。より具体的には、この上部層３２は、酸化チタン、又はこれを主成分として含む金属材料で形成される。これにより、上部層３２は、カーボン抑制膜としての役割を果たす。上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、上部層３２を構成する成分金属、酸素等が多層膜２０へ拡散することを防止する機能を有する。これにより、光学素子４０の最表面である上部層３２の触媒作用性の劣化を防ぐことができ、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
【００４７】
以上説明した各種タイプの上部層３２については、表面荒さを悪くせず緻密な膜ができれば蒸着、スパッタ法など、各種成膜方法で作製することができる。また、上部層３２の形成において、耐酸化性や触媒作用性を最大限に利用するためには大きな膜厚が望まれる。しかし、極端紫外線は上部層３２により少なからず吸収される場合が多く、上部層３２の厚みは例えば４ｎｍ以下とする。具体的な厚みは、光学素子４０に対して望まれるの反射特性に応じて適宜決定される。
【００４８】
〔第２実施形態〕
図３は、第１実施形態の光学素子４０を光学部品として組み込んだ、第２実施形態に係る投影露光装置の構造を説明するための図である。
【００４９】
図３に示すように、この投影露光装置１００は、光学系として、極端紫外線（波長１１〜１４ｎｍ）を発生する光源装置５０と、極端紫外線の照明光によってマスクＭＡを照明する照明光学系６０と、マスクＭＡのパターン像を感応基板であるウエハＷＡに転写する投影光学系７０とを備え、機械機構として、マスクＭＡを支持するマスクステージ８１と、ウエハＷＡを支持するウエハステージ８２とを備える。
【００５０】
光源装置５０は、プラズマ励起用のレーザ光を発生するレーザ光源５１と、ターゲット材料であるキセノン等のガスを筐体ＳＣ中に供給するチューブ５２とを備える。また、この光源装置５０には、コンデンサ５４やコリメータミラー５５が付設されている。チューブ５２の先端から出射されるキセノンに対しレーザ光源５１からのレーザ光を集光させることにより、その部分のターゲット材がプラズマ化して極端紫外線を発生する。コンデンサ５４は、チューブ５２の先端Ｓで発生した極端紫外線を集光する。コンデンサ５４を経た極端紫外線は、収束されつつ筐体ＳＣ外に射出し、コリメータミラー５５に入射する。なお、以上のようなレーザプラズマタイプの光源装置５０からの光源光に代えて、放電プラズマ光源、ＳＯＲ光源からの放射光等を使用することができる。
【００５１】
照明光学系６０は、反射型のオプティカルインテグレータ６１，６２、コンデンサミラー６３、偏向ミラー６４等により構成される。光源装置５０からの光源光を、オプティカルインテグレータ６１，６２によって照明光として均一化しつつコンデンサミラー６３によって集光し、偏向ミラー６４を介してマスクＭＡ上の所定領域（例えば帯状領域）に入射させる。これにより、マスクＭＡ上の所定領域を適当な波長の極端紫外線によって均一に照明することができる。
【００５２】
なお、極端紫外線の波長域で十分な透過率を有する物質は存在せず、マスクＭＡには透過型のマスクではなく反射型のマスクが使用されている。
【００５３】
投影光学系７０は、多数のミラー７１，７２，７３，７４で構成される縮小投影系である。マスクＭＡ上に形成されたパターン像である回路パターンは、投影光学系７０によってレジストが塗布されたウエハＷＡ上に結像してこのレジストに転写される。この場合、回路パターンが一度に投影される領域は、直線状又は円弧状のスリット領域であり、マスクＭＡとウエハＷＡとを同期して移動させる走査露光によって、例えばマスクＭＡ上に形成された矩形の回路パターンをウエハＷＡ上の矩形領域に無駄なく転写することができる。
【００５４】
以上の光源装置５０のうち極端紫外線の光路上に配置される部分と、照明光学系６０と、投影光学系７０とは、真空容器８４中に配置されており、露光光の減衰が防止されている。つまり、極端紫外線は大気に吸収されて減衰するが、装置全体を真空容器８４によって外部から遮断するとともに、極端紫外線の光路を所定の真空度（例えば、１．３×１０−３Ｐａ以下）に維持することで、極端紫外線の減衰すなわち転写像の輝度低下やコントラスト低下を防止している。
【００５５】
以上の投影露光装置において、極端紫外線の光路上に配置される光学素子５４，５５，６１，６２，６３，６４，７１，７２，７３，７４やマスクＭＡとして、図１等に例示される光学素子４０を用いる。この際、光学素子４０の光学面の形状は、凹面に限らず、平面、凸面、多面等組み込む場所によって適宜調整する。
【００５６】
以下、図３に示す投影露光装置の動作について説明する。この投影露光装置では、照明光学系６０からの照明光によってマスクＭＡが照明され、マスクＭＡのパターン像が投影光学系７０によってウエハＷＡ上に投影される。これにより、マスクＭＡのパターン像がウエハＷＡに転写される。
【００５７】
以上説明した投影露光装置では、高反射率で高精度に制御された光学素子５４，５５，６１，６２，６３，６４，７１，７２，７３，７４，ＭＡが用いられており、高精度の露光が可能になる。さらに、この投影露光装置では、光学素子５４，５５，６１，６２，６３，６４，７１，７２，７３，７４，ＭＡの表面すなわち光学面において酸化反応が抑制され、カーボン膜生成が抑制されているので、これら光学素子の反射特性が劣化するのを防ぎ、延いては投影露光装置の寿命を長くすることができる。
【００５８】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、露光光として極端紫外線を用いる投影露光装置について説明したが、露光光として極端紫外線以外の紫外線を用いる投影露光装置においても、図１等に示すような光学素子４０を組み込むことができ、光学素子の反射特性の劣化を抑制することができる。
【００５９】
また、投影露光装置以外にも、例えば、軟Ｘ線顕微鏡や、軟Ｘ線分析装置といった軟Ｘ線光学機器を含む様々な光学機器についても同様に図１等に示すような光学素子４０を組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１実施形態に係る光学素子を説明する断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、下部層の構造の具体例を説明する拡大断面図である。
【図３】第２実施形態に係る投影露光装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…基板、 ２０…多層膜、 ３０…複合保護層、 ３１…下部層、 ３２…上部層、 ４０…光学素子、 ５０…光源装置、 ６０…照明光学系、 ７０…投影光学系、 ８１…マスクステージ、 ８２…ウエハステージ、 Ｌ１，Ｌ２…薄膜層、 ＷＡ…ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外線等等に対して用いられる反射型の光学素子及びこれを用いた投影露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって達成される光学系の解像度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（１１〜１４ｎｍ）となる極端紫外線を用いた露光技術が開発されている。これにより約５〜７０ｎｍのパターンサイズの露光が可能になるものと期待されているが、この領域の物質の屈折率は１に近いため、従来のように透過屈折型の光学素子を使用できず、反射型の光学素子が使用される。投影露光装置に用いられるマスクもまた、透過率確保の観点から、通常反射型の光学素子となる。この際、上記光学素子において高い反射率を達成するために、使用波長域において屈折率の高い物質と屈折率の低い物質とを基板上に交互に積層させて反射面を形成することが一般的である（特許文献１参照）。
【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】
【０００３】
投影露光装置内において、極端紫外線下で上述のような光学素子が使用される場合、環境は真空であるが、光学素子の周囲から酸素・水分、有機物を完全に排除することができない。一方、極端紫外線は非常に大きなエネルギーをもつ。この際、酸素・水分などと光学素子表面の物質とが極端紫外線に照射されることで酸化反応を起こしてしまう。また、有機物と光学素子表面の物質とが極端紫外線に照射されることで光化学気相堆積（光ＣＶＤ）を起こし、光学素子表面にカーボン膜が生成してしまう。このような現象により、光学素子の反射特性が劣化してしまい、光学素子延いては投影露光装置の寿命が短くなるという問題が生じる。
【０００４】
そこで、本発明は、極端紫外線等での使用において長期間にわたって良好な反射特性を示す光学素子を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、上記のような光学素子を極端紫外線用の投影光学系等として組み込んだ投影露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の発明に係る光学素子は、（ａ）支持用の基板と、（ｂ）基板上に支持されるとともに、極端紫外線を反射する多層膜と、（ｃ−１）多層膜の最表層上に設けられ、２層以上の拡散防止層を含む下部層と、（ｃ−２）当該下部層上に設けられる上部層とを有する、（ｃ）複合保護層とを備える。以上の光学素子において、多層膜は、例えば、極端紫外線領域における真空の屈折率に対する屈折率差が小さい物質からなる第１層と、屈折率差が大きい物質からなる第２層とを基板上に交互に積層してなる。
【０００７】
本発明においては、光学素子が、多層膜を有する反射型の素子であり、極端紫外線等に対して良好な反射特性を有する。また、本発明においては、２層以上の拡散防止層を含む下部層と、当該下部層上に設けられる上部層とを有する複合保護層が多層膜の最表層上に設けられる。この場合、上部層は、光学素子の周囲に存在する物質すなわち投影露光装置内において真空中に残留する化学物質から多層膜を保護する役割を有し、２層以上の拡散防止層を含む下部層は、上部層の組成物等（例えば、上部層中の金属等）が多層膜側に拡散することを防止する役割を有する。特に本光学素子では、下部層が２層以上の拡散防止層を含むことから、拡散防止層間にエネルギー障壁が生じるなどの現象により、上部層の組成物が多層膜側に拡散することを単一層の場合よりも効果的に阻止でき、結果的に上部層の機能を長く維持することができる。これにより、光学素子の表面及びその近傍における酸化、組成変化等に起因して生じる多層膜の劣化すなわち反射率低下を防止でき、結果として、光学素子全体の反射特性を長期間良好に保つことができる。なお、以上の「複合保護層」は、極端紫外線を所望の程度に透過させるべく十分に薄いか光吸収性が低いものとする。
【０００８】
また、第２の発明に係る光学素子では、第１の発明に係る光学素子において、上部層が、耐酸化性物質及び触媒作用性物質のうち少なくとも一方を含有する。ここで、「耐酸化性物質」とは、水分や酸素などによる酸化反応を抑制する性質を有する物質を意味する。また、「触媒作用性物質」とは、有機物中の炭素が二酸化炭素等に変換される反応速度を増加させる正触媒作用を有する物質を意味する。例えば、上部層が耐酸化性物質（金属、化合物等）を含有する場合、光学素子の周囲に存在する水分や酸素により光学素子が表面から侵食される酸化作用を抑制することが可能となる。一方、上部層が触媒作用性物質（金属、化合物等）を含有する場合、光学素子の周囲に存在する有機物中に含まれる炭素を、正触媒作用によって二酸化炭素等のガスに効率的に変換することができるので、光学素子表面にカーボン膜が生成されることを抑制できる。
【０００９】
また、第３の発明に係る光学素子では、第１，２の発明に係る光学素子において、拡散防止層が、二酸化珪素、二酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化二ニオブ、二酸化モリブデン、酸化クロム、三酸化二クロム、三酸化クロム、四ホウ化炭素、アルミナ、炭素、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素、珪化モリブデン、及びクロムからなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む。この場合、上部層中の上部層の組成物等、すなわち耐酸化性物質や触媒作用性物質等が多層膜側に拡散することを確実に抑えることができる。なお、拡散防止層が酸化物である場合、拡散防止層が化学的にも構造的にも安定したものとなりやすい。
【００１０】
上記上部層が、ルテニウム、ロジウム、白金、金、銀、ニオブ、パラジウム等からなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む場合、これらは、耐酸化性金属であり、拡散防止層のブロックによって表面に保持されて水分や酸素などから多層膜を保護する。また、上記上部層が、ニッケル、パラジウム、白金、銀、ルテニウム、ロジウム等からなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む場合、これらは、触媒作用性金属であり、拡散防止層のブロックによって表面に保持されて光学素子表面にカーボン膜が生成されることを抑制する。
【００１１】
また、上記上部層が、二酸化珪素、二酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化二ニオブ、二酸化モリブデン、アルミナ、酸化クロム、三酸化二クロム、三酸化クロム、二酸化ルテニウム、三酸化ルテニウム、四酸化ルテニウム、三酸化二ロジウム、二酸化ロジウム、炭素、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素、珪化モリブデン等からなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む場合、これらは、耐酸化性材料であり、拡散防止層のブロックによって表面に保持されて水分や酸素などから多層膜を保護する。一方、上部層が、酸化チタン等を主成分として含む場合、これらは、触媒作用性材料であり、拡散防止層のブロックによって表面に保持されて光学素子表面にカーボン膜が生成されることを抑制する。
【００１２】
また、第４の発明に係る投影露光装置は、（ａ）極端紫外光を発生させる光源と、（ｂ）光源からの極端紫外光を転写用のマスクに導く照明光学系と、（ｃ）マスクのパターン像を感応基板上に形成する投影光学系とを備える。そして、本投影露光装置において、マスク、照明光学系及び投影光学系のうち少なくともいずれか１つが上記第１〜３の発明に係る光学素子を含む。
【００１３】
上記投影露光装置では、上述のいずれかの光学素子を用いることにより、装置内において、当該光学素子の表面及びその近傍における酸化、カーボン膜生成、組成変化等によって光学素子の反射率が低下することを抑制できるので、光学素子の反射特性を長期間にわたって維持することができ、光学素子延いては投影露光装置が長寿命となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る光学素子の構造を示す断面図である。本実施形態の光学素子４０は、例えば凹面反射鏡であり、多層膜構造を支持する基板１０と、反射用の多層膜２０と、表層となる複合保護層３０とを有する。このうち、複合保護層３０は、後述するように、多層構造の下部層３１と単層構造の上部層３２とを積層した被膜である。
【００１５】
基板１０は、例えば合成石英ガラスや低膨張ガラスを加工することによって形成されたものであり、その上面１０ａは、所定精度の鏡面に研磨されている。上面１０ａは、図示のような凹面とすることもできるが、光学素子４０の用途に応じて凸面、平面、多面その他の形状とすることができる。
【００１６】
多層膜２０は、屈折率が異なる２種類の物質を基板１０上に例えば交互に積層することによって形成した数層から数百層の薄膜からなる反射膜である。この多層膜２０は、反射鏡である光学素子４０の反射率を高めるために、吸収の少ない物質を多数積層したものであるとともに、それぞれの反射波の位相が合うように光干渉理論に基づいて各層の膜厚を調整したものである。つまり、投影露光装置内で使用される極端紫外線の波長領域に対して、比較的屈折率の小さい薄膜層Ｌ１と、比較的屈折率の大きい薄膜層Ｌ２とを、基板１０上に、反射波の位相が合うよう所定の膜厚で交互もしくは任意順序に積層させることで多層膜２０が形成されている。この多層膜２０を構成する２種類の薄膜層Ｌ１、Ｌ２は、それぞれモリブデン層及びシリコン層とすることができる。なお、薄膜層Ｌ１、Ｌ２の積層の順序、最上層をいずれの薄膜層とするかといった条件は、光学素子４０の用途に応じて適宜変更することができる。また、薄膜層Ｌ１、Ｌ２の材料は、モリブデンとシリコンとの組み合わせに限るものではない。例えば、モリブデン、ルテニウム、ロジウム等の物質と、シリコン、ベリリウム、四ホウ化炭素（Ｂ４Ｃ）等の物質とを適宜組み合わせることによって多層膜２０を作製することもできる。
【００１７】
なお、多層膜２０において、薄膜層Ｌ１と薄膜層Ｌ２との間にさらに境界膜（不図示）を設けることもできる。多層膜２０を形成する薄膜層Ｌ１、Ｌ２として、特に金属やシリコン等を用いた場合には、薄膜層Ｌ１と薄膜層Ｌ２との境界付近においておのおのを形成する材料同士が混ざり合い、界面が曖昧になりやすい。これにより、反射特性が影響を受け、光学素子４０の反射率が下がってしまうことがある。そこで、界面を明瞭化するために、多層膜２０の形成にあたって、薄膜層Ｌ１と薄膜層Ｌ２との間にさらに境界膜を設ける。材料としては、例えばＢ４ＣやＣ、炭化モリブデン（ＭｏＣ）、二酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等が用いられる。このように界面を明確化することにより、光学素子４０の反射特性が向上する。
【００１８】
複合保護層３０は、多層膜２０全面を覆うことによって多層膜２０を周囲の環境（一般的には、極端紫外線を効率よく透過させるような減圧又は真空環境）から保護するものであり、多層膜２０の最表層上に設けられる下部層３１と、下部層３１上に設けられて光学素子４０の最表面とされる上部層３２とを有する。
【００１９】
このうち、下部層３１は、２層以上の拡散防止層を含んでおり、各拡散防止層は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ニオブ（ＮｂＯ）、二酸化ニオブ（ＮｂＯ２）、五酸化二ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、二酸化モリブデン（ＭｏＯ２）、酸化クロム（ＣｒＯ）、三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、三酸化クロム（ＣｒＯ３）、四ホウ化炭素（Ｂ４Ｃ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭素、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（ＳｉＮ，Ｓｉ２Ｎ３，Ｓｉ３Ｎ４）、窒化ホウ素（ＢＮ）、及び珪化モリブデン（Ｍｏ３Ｓｉ，Ｍｏ５Ｓｉ３）、及びクロムのいずれか、又は、これらを含む材料で形成される。この下部層３１は、以上のような比較的緻密で遮蔽性の高い素材で形成されており、上部層３２を構成する成分が多層膜２０へ拡散することを防止する性質がある。ここで、下部層３１は、単に拡散防止能を有するだけでなく、２層以上の拡散防止層を含んで構成されており、以下に説明する理由により、単一の成分で単一の拡散防止層を形成する場合よりも拡散防止能を高めたものとなっている。
【００２０】
すなわち、光学素子４０は、極端紫外線下で使用するものであるから、多層膜２０と上部層３２との間に挿入される拡散防止層の材料として使用できるものは限られたものとなる。また、拡散防止層として拡散防止能を重視した場合、吸収係数がある程度大きな材料を使用せざるを得ず、このような材料については膜厚を厚くすることができない。さらに、拡散防止層の緻密さは、成膜方法にもよるがスパッタ等の一般的な手法では、バルク材以下のものとなってしまう。一方、拡散防止層の拡散防止能は、使用する材料、層の厚さ緻密さだけでなく、拡散防止層の積層数にも依存する。つまり、本実施形態の光学素子４０では、下部層３１を２層以上の拡散防止層で構成することにより、複数の拡散防止層間に形成されるエネルギー障壁等を利用して、上部層３２を構成する成分が多層膜２０へ拡散することを一定範囲で阻止する。これにより、外界環境に対する保護膜である上部層３２の組成を長期間にわたって安定した状態に保持することができ、極端紫外線下で水分や酸素により光学素子４０が表面から侵食される現象や、有機物中に含まれる炭素を二酸化炭素等のガスに変換して光学素子表面４０にカーボン膜が生成される現象を、確実に抑制することができる。
【００２１】
なお、多層構造を有する下部層３１の形成に際しては、複数の異なる材料を順次積層することによって、不連続な界面を層内に形成することができる。また、同一の材料について段階的に成膜条件を変更したり中間工程を設けること等によっても、下部層３１中に不連続な界面を形成することができ、多層構造とすることができる。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）は、下部層３１の構造の具体例を概念的に説明する拡大断面図である。図２（ａ）に示すように、下部層３１を２層構造とする場合、下側の第１拡散防止層３１ａを例えばＢ４Ｃ等で形成して、その膜厚を２ｎｍ程度とし、上側の第２拡散防止層３１ｂを例えばＳｉＯ２等で形成して、その膜厚を１ｎｍ程度とする。第１拡散防止層３１ａや第２拡散防止層３１ｂの製造方法は、表面荒さを悪くせず緻密な膜ができれば蒸着、スパッタ法など成膜手法を問わない。各層３１ａ，３１ｂの具体的な厚みは、光学素子４０に対して望まれる反射特性に応じて適宜決定される。なお、表面荒さを悪くせず緻密な膜を形成するのを助けるため、下部層３１すなわち第１拡散防止層３１ａと多層膜２０の表面層との間に、拡散防止機能を特に有しない別の材料を成膜しても構わない。
【００２３】
また、図２（ｂ）に示すように、下部層３１を３層構造とする場合、下側の第１拡散防止層１３１ａを例えばＡｌ２Ｏ３等で形成して、膜厚を１ｎｍ程度とし、中央の第２拡散防止層１３１ｂを例えばＭｏＳｉ２等で形成して、膜厚を２ｎｍ程度とし、上側の第３拡散防止層１３１ｃを例えばＢＮ等で形成して、膜厚を１ｎｍ程度とする。各拡散防止層１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃの製造方法は、表面荒さを悪くせず緻密な膜ができれば蒸着、スパッタ法など成膜手法を問わない。各層１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃの具体的な厚みは、光学素子４０に対して望まれる反射特性に応じて適宜決定される。なお、表面荒さを悪くせず緻密な膜を形成するのを助けるため、下部層３１すなわち第１拡散防止層１３１ａと多層膜２０の表面層との間に、拡散防止機能を特に有しない別の材料を成膜しても構わない。
【００２４】
なお、下部層３１を構成する拡散防止材料として、上述の二酸化珪素等の他に、シリコン、ホウ素等の非金属元素の酸化物、ホウ化物、珪化物、炭化物、窒化物、フッ化物、及びベリリウム化合物や、Ｓｒ，Ｂａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｂｅ，Ｇａ，Ｄｙ，Ｈｆ，Ｒｅ，Ｆｅ，Ｔｈ，Ｒｂ等の各種金属の酸化物、ホウ化物、珪化物、炭化物、窒化物、フッ化物、及びベリリウム化合物を用いることができる。
【００２５】
具体的には、下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＳｉＯ，Ｂ２Ｏ３等の非金属酸化物が使用可能である。また、Ｓｃ２Ｏ３，Ｔｂ２Ｏ３，ＰｄＯ，Ｐｄ２Ｏ３，ＰｄＯ４，ＲｕＯ２，ＲｕＯ３，ＲｕＯ４，Ｒｈ２Ｏ３，ＲｈＯ２，ＴｉＯ，Ｔｉ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＭｏＯ，Ｍｏ２Ｏ３，Ｍｏ２Ｏ５，ＶＯ，Ｖ２Ｏ３，ＶＯ２，Ｖ２Ｏ５等の金属酸化物が使用可能である。さらに、ＢａＯ，ＢｅＯ，Ｂｅ２Ｏ，ＣａＯ，Ｅｕ２Ｏ３，Ｇｄ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ｍｏ４Ｏ１１，Ｍｏ８Ｏ２３，ＭｏＯ３，Ｍｏ９Ｏ２４，ＮｄＯ，Ｎｄ２Ｏ３，ＰｒＯ１．７７８，ＰｒＯ１．８３３，ＰｒＯ１．８，ＰｒＯ１．８１８，Ｓｍ２Ｏ３，ＳｒＯ，Ｔｉ３Ｏ２，Ｔｉ２Ｏ，Ｔｉ３Ｏ，Ｔｉ１−ｘＯ，ＴｉｎＯ２ｎ−１（ｎ＝２−９），ＶＯ１．７６，ＶＯ１．５７，ＶＯ１．８０，ＶＯ１．８４，ＶＯ１．８６，Ｖ６Ｏ１３，Ｖ８Ｏ，Ｖ４Ｏ，Ｖ２Ｏ，Ｖ３Ｏ５，Ｖ４Ｏ７，Ｖ５Ｏ９，Ｖ７Ｏ１３，Ｖ６Ｏ１３，Ｙ２Ｏ３，ＺｒＯ２−ｘ等の金属酸化物も使用可能である。
【００２６】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＳｉＢｘＳｉＢ６，ＳｉＢ３等の非金属ホウ化物が使用可能である。また、ＢｅＢ２，ＣａＢ６，ＳｃＢ２，ＳｃＢ１２，ＧｄＢ６，ＴｉＢ２，ＺｒＢ２，ＴａＢ２，Ｃｒ４Ｂ，ＣｒＢ，Ｃｒ３Ｂ４，ＣｒＢ２，Ｍｏ２Ｂ５，Ｗ２Ｂ３，Ｗ２Ｂ５，ＺｒＢ１２，ＧａＢ６，ＳｒＢ６，ＮｂＢ，Ｎｂ３Ｂ４，ＮｂＢ２等の金属ホウ化物が使用可能である。さらに、ＢｅＢ１２，ＢｅＢ９，ＢｅＢ６，ＢｅＢ４，Ｂｅ２Ｂ，Ｂｅ４Ｂ，ＥｕＢ６，ＧｄＢ２，Ｇｄ２Ｂ５，ＧｄＢ４，ＧｄＢ６６，Ｍｏ２Ｂ，ＭｏＢ，Ｍｏ３Ｂ２，ＭｏＢ２，ＭｏＢ４，Ｎｂ３Ｂ２，Ｎｄ２Ｂ５，ＮｄＢ４，ＮｄＢ６，ＮｄＢ６６，Ｐｒ２Ｂ５，ＰｒＢ４，ＰｒＢ６，ＲｈＢ１．１，Ｒｈ７Ｂ３，ＲｕＢ，Ｒｕ７Ｂ３，Ｒｕ２Ｂ３，ＲｕＢ２，Ｓｍ２Ｂ５，ＳｍＢ４，ＳｍＢ６，ＳｍＢ６６，ＴｂＢ２，ＴｂＢ４，ＴｂＢ６，ＴｂＢ１２，ＴｂＢ６６，ＴｉＢ，Ｔｉ３Ｂ４，Ｖ３Ｂ２，ＶＢ，Ｖ５Ｂ６，Ｖ３Ｂ４，Ｖ２Ｂ３，ＶＢ２等の金属ホウ化物も使用可能である。
【００２７】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＢａＳｉ２，ＬａＳｉ２，ＤｙＳｉ２，ＺｒＳｉ，ＺｒＳｉ２，ＨｆＳｉ２，ＣｒＳｉ２，ＭｎＳｉ２，ＲｅＳｉ２，ＦｅＳｉ２，ＰｄＳｉ，ＴｈＳｉ２，ＣａＳｉ，Ｃａ２Ｓｉ，ＣａＳｉ２，Ｖ２Ｓｉ，ＶＳｉ２，ＲｕＳｉ，ＲｈＳｉ２，ＴｂＳｉ２等の金属珪化物が使用可能である。さらに、ＢａＳｉ，Ｎｂ５Ｓｉ３，ＮｂＳｉ２，Ｐｄ３Ｓｉ，Ｐｄ２Ｓｉ，Ｐｄ９Ｓｉ４，Ｒｕ２Ｓｉ，Ｒｕ２Ｓｉ３，Ｓｒ２Ｓｉ，ＳｒＳｉ２，ＳｒＳｉ，ＴｉＳｉ，Ｔｉ３Ｓｉ，Ｔｉ５Ｓｉ３，Ｔｉ３Ｓｉ，Ｔｉ５Ｓｉ４，ＴｉＳｉ２，Ｔｉ６Ｓｉ５，Ｖ３Ｓｉ，Ｖ５Ｓｉ３，Ｖ６Ｓｉ５，Ｙ５Ｓｉ３，Ｙ５Ｓｉ４，ＹＳｉ，Ｙ３Ｓｉ５，Ｚｒ２Ｓｉ，Ｚｒ４Ｓｉ，Ｚｒ５Ｓｉ３，Ｚｒ３Ｓｉ２，Ｚｒ５Ｓｉ４等の金属珪化物も使用可能である。
【００２８】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＬａＣ２，Ｂｅ２Ｃ，Ｍｏ２Ｃ，ＭｏＣ，ＶＣ，Ｖ４Ｃ３，Ｖ５Ｃ，ＴｉＣ，ＺｒＣ等の金属炭化物が使用可能である。さらに、Ｅｕ４Ｃ２，Ｅｕ２Ｃ３，ＥｕＣ２，ＥｕＣ６，Ｇｄ２Ｃ，Ｇｄ４Ｃ２，Ｇｄ２Ｃ３，ＧｄＣ２，Ｌａ２Ｃ３，ＭｏＣ１−ｘ，Ｎｂ２Ｃ，ＮｂＣ，Ｎｄ２Ｃ３，ＮｄＣ２，Ｓｃ２Ｃ，Ｓｃ４Ｃ３，Ｓｃ１３Ｃ１０，Ｓｃ１５Ｃ１９，Ｓｍ３Ｃ，Ｓｍ２Ｃ３，ＳｍＣ２，Ｔｂ４Ｃ２，Ｔｂ２Ｃ，Ｔｂ２Ｃ３，ＴｂＣ２，Ｔｉ２Ｃ，Ｖ２Ｃ，Ｖ４Ｃ３−ｘ，Ｖ６Ｃ５，Ｖ８Ｃ７，Ｙ２Ｃ，Ｙ４Ｃ２，Ｙ１５Ｃ１９，Ｙ２Ｃ３，ＹＣ２等の金属炭化物も使用可能である。
【００２９】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＢＮ２等の非金属窒化物が使用可能である。さらに、ＹＮ，Ｃａ３Ｎ２，ＳｃＮ，ＺｒＮ，Ｚｒ３Ｎ２，Ｓｒ３Ｎ２，ＴｉＮ，Ｔｉ３Ｎ４，ＮｂＮ，ＮｄＮ，Ｂｅ３Ｎ２，Ｂａ３Ｎ２，ＶＮ，ＭｏＮ，Ｍｏ２Ｎ，ＬａＮ，ＡｌＮ等の金属窒化物が使用可能である。さらに、Ｎｂ２Ｎ，Ｔｉ２Ｎ，Ｖ２Ｎ１−ｘ，ＶＮ１−ｘ，Ｖ３２Ｎ２８等の金属窒化物も使用可能である。
【００３０】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＳｒＦ２，ＮｉＦ２，ＹＦ３等のフッ化物が使用可能である。
【００３１】
下部層３１を構成する拡散防止材料として、ＢａＢｅ１３，ＣａＢｅ１３，ＥｕＢｅ１３，ＧｄＢｅ１３，ＬａＢｅ１３，Ｍｏ３Ｂｅ，ＭｏＢｅ２，ＭｏＢｅ１２，ＮｂＢｅ１２，Ｎｂ２Ｂｅ１７，ＮｂＢｅ３，ＮｂＢｅ２，Ｎｂ３Ｂｅ２，ＮｄＢｅ１３，ＰｄＢｅ１２，ＰｄＢｅ５，Ｐｄ２Ｂｅ，Ｐｄ３Ｂｅ，ＰｄＢｅ，Ｐｄ３Ｂｅ２，Ｐｄ４Ｂｅ３，ＰｒＢｅ１３，Ｒｕ３Ｂｅ１７，Ｒｕ３Ｂｅ１０，ＲｕＢｅ２，Ｒｕ２Ｂｅ３，ＳｃＢｅ５，Ｓｃ２Ｂｅ１７，ＳｃＢｅ１３，ＳｍＢｅ１３，ＳｒＢｅ１３，ＴｂＢｅ１３，ＴｉＢｅ２，ＴｉＢｅ３，Ｔｉ２Ｂｅ１７，ＴｉＢｅ１２，ＶＢｅ１２，ＶＢｅ２，ＹＢｅ１３，ＺｒＢｅ１３，Ｚｒ２Ｂｅ１７，ＺｒＢｅ５，ＺｒＢｅ２等のベリリウム化合物が使用可能である。
【００３２】
図１に戻って、上部層３２は、光学素子４０の用途や使用条件に応じて、（１）耐酸化性金属、（２）ニオブ等の反応安定化物質、（３）触媒作用性金属、（４）耐酸化性非金属（耐酸化性化合物）、及び（５）触媒作用性材料（触媒作用性化合物）のいずれかで形成される。
【００３３】
（１）耐酸化性金属の場合
第１の場合、上部層３２は、耐酸化性金属又はこれを含む金属材料で形成される。より具体的には、この上部層３２は、ルテニウム、ロジウム、白金、金、銀等からなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む。これにより、上部層３２は、酸化防止膜としての役割を果たす。つまり、これらの耐酸化性金属を含有する上部層３２を光学素子４０の最表面に形成することで、光学素子４０の表面やその近傍に供給される水分や酸素により光学素子４０（特に多層膜２０）が侵食されることを防止でき、光学素子４０の反射率がこのような侵食に伴って徐々に低下することを防止できる。既に説明したように、上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、上部層３２を構成する成分金属等が多層膜２０側に拡散することを防止する機能を有する。これにより、光学素子４０の最表面である上部層３２の耐酸化性の劣化を防ぐことができ、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
なお、以上の場合において、上部層３２は、ルテニウム、ロジウム、白金、金、銀等の耐酸化性金属によって形成されるとしたが、当該耐酸化性金属は、これらに限られない。この他にも、例えば、ニオブ、パラジウム、オスミウム、イリジウム等を主成分として含む金属材料で上部層３２を形成しても、耐酸化性に関して同様の効果が期待される。
【００３４】
（２）反応安定化物質の場合
第２の場合、上部層３２は、ニオブ、又はこれを主成分として含む金属材料で形成される。ニオブを含有する上部層３２を光学素子４０の最表面に形成した場合、ニオブの酸化物が表面に形成されて安定化する傾向がある。つまり、上部層３２の表面がニオブの酸化物に被覆されて緻密で安定したバリアとして機能すると考えられるので、複合保護層３０内部に水分や酸素が侵入することを防止し、光学素子４０の極端紫外線照射下における耐酸化性を向上させることができる。なお、上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、上部層３２を構成するニオブ等が多層膜２０側に拡散することを防止する機能を有する。これにより、上部層３２の耐酸化性の劣化を防止して、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
【００３５】
（３）触媒作用性金属の場合
第３の場合、上部層３２は、触媒作用性金属又はこれを含む金属材料で形成される。より具体的には、この上部層３２は、ニッケル、パラジウム、白金、銀、ルテニウム、及びロジウムからなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む。これにより、上部層３２は、カーボン抑制膜としての役割を果たす。つまり、これらの触媒作用性金属を含有する上部層３２を光学素子４０の最表面に形成することで、光学素子４０の表面やその近傍に供給される有機物中の炭素を二酸化炭素に変換することができる。よって、光学素子４０表面にカーボン膜が徐々に堆積される光ＣＶＤ現象の発生を抑制でき、光学素子４０の反射率がカーボン膜の堆積に伴って徐々に低下することを防止できる。既に説明したように、上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、上部層３２を構成する成分金属等が多層膜２０側へ拡散することを防止する機能を有する。これにより、光学素子４０の最表面である上部層３２の触媒作用性の劣化を防ぐことができ、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
なお、以上の触媒作用性金属のうち白金、ルテニウム、ロジウム、及びパラジウムは、耐酸化性金属と見ることもでき、複合保護層３０内部に水分や酸素が侵入することも防止しており、上部層３２の耐酸化性を高めている。
【００３６】
（４）耐酸化性材料の場合
第４の場合、上部層３２は、耐酸化性材料又はこれを含む材料で形成される。より具体的には、この上部層３２は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ニオブ（ＮｂＯ）、二酸化ニオブ（ＮｂＯ２）、五酸化二ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、二酸化モリブデン、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化クロム（ＣｒＯ）、三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、三酸化クロム（ＣｒＯ３）、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、三酸化ルテニウム（ＲｕＯ３）、四酸化ルテニウム（ＲｕＯ４）、三酸化二ロジウム（Ｒｈ２Ｏ３）、二酸化ロジウム（ＲｈＯ２）、及び炭素からなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む。これにより、上部層３２は、酸化防止膜としての役割を果たす。上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、上部層３２を構成する成分金属、酸素等が多層膜２０へ拡散することを防止する機能を有する。下部層３１の存在により、光学素子４０の最表面である上部層３２の耐酸化性の劣化を防ぐことができ、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
【００３７】
なお、上部層３２を構成する耐酸化性物質として、上述の二酸化珪素等の他に、単体のホウ素を用いることができる。
【００３８】
また、シリコン、ホウ素等の非金属元素の酸化物、ホウ化物、珪化物、炭化物、窒化物、フッ化物、及びベリリウム化合物や、Ｂｅ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｇｄ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｚｒ，Ｇａ，Ｓｒ，Ｎｂ，Ｂａ，Ｌａ，Ｄｙ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｒｅ，Ｆｅ，Ｐｄ，Ｔｈ，Ｖ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｔｂ，Ｙ，Ｎｄ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｅｕ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｒｂ等の各種金属の酸化物、ホウ化物、珪化物、炭化物、窒化物、フッ化物、及びベリリウム化合物を用いることができる。
【００３９】
具体的には、上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＳｉＯ，Ｂ２Ｏ３等の非金属酸化物が使用可能である。また、Ｓｃ２Ｏ３，Ｔｂ２Ｏ３，ＰｄＯ，Ｐｄ２Ｏ３，ＰｄＯ４，ＴｉＯ，Ｔｉ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＭｏＯ，Ｍｏ２Ｏ３，Ｍｏ２Ｏ５，ＶＯ，Ｖ２Ｏ３，ＶＯ２，Ｖ２Ｏ５等の金属酸化物が使用可能である。さらに、ＢａＯ，ＢｅＯ，Ｂｅ２Ｏ，ＣａＯ，Ｅｕ２Ｏ３，Ｇｄ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ｍｏ４Ｏ１１，Ｍｏ８Ｏ２３，ＭｏＯ３，Ｍｏ９Ｏ２４，ＮｄＯ，Ｎｄ２Ｏ３，ＰｒＯ１．７７８，ＰｒＯ１．８３３，ＰｒＯ１．８，ＰｒＯ１．８１８，Ｓｍ２Ｏ３，ＳｒＯ，Ｔｉ３Ｏ２，Ｔｉ２Ｏ，Ｔｉ３Ｏ，Ｔｉ１−ｘＯ，ＴｉｎＯ２ｎ−１（ｎ＝２−９），ＶＯ１．７６，ＶＯ１．５７，ＶＯ１．８０，ＶＯ１．８４，ＶＯ１．８６，Ｖ６Ｏ１３，Ｖ８Ｏ，Ｖ４Ｏ，Ｖ２Ｏ，Ｖ３Ｏ５，Ｖ４Ｏ７，Ｖ５Ｏ９，Ｖ７Ｏ１３，Ｖ６Ｏ１３，Ｙ２Ｏ３，ＺｒＯ２−ｘ等の金属酸化物も使用可能である。
【００４０】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＳｉＢ３，ＳｉＢ６，ＳｉＢｘ等の非金属ホウ化物が使用可能である。また、ＢｅＢ２，ＣａＢ６，ＳｃＢ２，ＳｃＢ１２，ＧｄＢ６，ＴｉＢ２，ＺｒＢ２，ＴａＢ２，Ｃｒ４Ｂ，ＣｒＢ，Ｃｒ３Ｂ４，ＣｒＢ２，Ｍｏ２Ｂ５，Ｗ２Ｂ３，Ｗ２Ｂ５，ＺｒＢ１２，ＧａＢ６，ＳｒＢ６，ＮｂＢ，Ｎｂ３Ｂ４，ＮｂＢ２等の金属ホウ化物が使用可能である。また、ＢｅＢ１２，ＢｅＢ９，ＢｅＢ６，ＢｅＢ４，Ｂｅ２Ｂ，Ｂｅ４Ｂ，ＥｕＢ６，ＧｄＢ２，Ｇｄ２Ｂ５，ＧｄＢ４，ＧｄＢ６６，Ｍｏ２Ｂ，ＭｏＢ，Ｍｏ３Ｂ２，ＭｏＢ２，ＭｏＢ４，Ｎｂ３Ｂ２，Ｎｄ２Ｂ５，ＮｄＢ４，ＮｄＢ６，ＮｄＢ６６，Ｐｒ２Ｂ５，ＰｒＢ４，ＰｒＢ６，ＲｈＢ１．１，Ｒｈ７Ｂ３，ＲｕＢ，Ｒｕ７Ｂ３，Ｒｕ２Ｂ３，ＲｕＢ２，Ｓｍ２Ｂ５，ＳｍＢ４，ＳｍＢ６，ＳｍＢ６６，ＴｂＢ２，ＴｂＢ４，ＴｂＢ６，ＴｂＢ１２，ＴｂＢ６６，ＴｉＢ，Ｔｉ３Ｂ４，Ｖ３Ｂ２，ＶＢ，Ｖ５Ｂ６，Ｖ３Ｂ４，Ｖ２Ｂ３，ＶＢ２等の金属ホウ化物も使用可能である。
【００４１】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＢａＳｉ２，ＬａＳｉ２，ＤｙＳｉ２，ＺｒＳｉ，ＺｒＳｉ２，ＨｆＳｉ２，ＣｒＳｉ２，ＭｏＳｉ２，ＭｎＳｉ２，ＲｅＳｉ２，ＦｅＳｉ２，ＰｄＳｉ，ＴｈＳｉ２，ＣａＳｉ，Ｃａ２Ｓｉ，ＣａＳｉ２，Ｖ２Ｓｉ，ＶＳｉ２，ＲｕＳｉ，ＲｈＳｉ２，ＴｂＳｉ２等の金属珪化物が使用可能である。また、ＢａＳｉ，Ｍｏ３Ｓｉ，Ｍｏ５Ｓｉ３，Ｎｂ５Ｓｉ３，ＮｂＳｉ２，Ｐｄ３Ｓｉ，Ｐｄ２Ｓｉ，Ｐｄ９Ｓｉ４，Ｒｕ２Ｓｉ，Ｒｕ２Ｓｉ３，Ｓｒ２Ｓｉ，ＳｒＳｉ２，ＳｒＳｉ，ＴｉＳｉ，Ｔｉ３Ｓｉ，Ｔｉ５Ｓｉ３，Ｔｉ３Ｓｉ，Ｔｉ５Ｓｉ４，ＴｉＳｉ２，Ｔｉ６Ｓｉ５，Ｖ３Ｓｉ，Ｖ５Ｓｉ３，Ｖ６Ｓｉ５，Ｙ５Ｓｉ３，Ｙ５Ｓｉ４，ＹＳｉ，Ｙ３Ｓｉ５，Ｚｒ２Ｓｉ，Ｚｒ４Ｓｉ，Ｚｒ５Ｓｉ３，Ｚｒ３Ｓｉ２，Ｚｒ５Ｓｉ４等の金属珪化物も使用可能である。
【００４２】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＳｉＣ，Ｂ４Ｃ等の非金属炭化物が使用可能である。また、ＬａＣ２，Ｂｅ２Ｃ，Ｍｏ２Ｃ，ＭｏＣ，ＶＣ，Ｖ４Ｃ３，Ｖ５Ｃ，ＴｉＣ，ＺｒＣ等の金属炭化物が使用可能である。さらに、Ｅｕ４Ｃ２，Ｅｕ２Ｃ３，ＥｕＣ２，ＥｕＣ６，Ｇｄ２Ｃ，Ｇｄ４Ｃ２，Ｇｄ２Ｃ３，ＧｄＣ２，Ｌａ２Ｃ３，ＭｏＣ１−ｘ，Ｎｂ２Ｃ，ＮｂＣ，Ｎｄ２Ｃ３，ＮｄＣ２，Ｓｃ２Ｃ，Ｓｃ４Ｃ３，Ｓｃ１３Ｃ１０，Ｓｃ１５Ｃ１９，Ｓｍ３Ｃ，Ｓｍ２Ｃ３，ＳｍＣ２，Ｔｂ４Ｃ２，Ｔｂ２Ｃ，Ｔｂ２Ｃ３，ＴｂＣ２，Ｔｉ２Ｃ，Ｖ２Ｃ，Ｖ４Ｃ３−ｘ，Ｖ６Ｃ５，Ｖ８Ｃ７，Ｙ２Ｃ，Ｙ４Ｃ２，Ｙ１５Ｃ１９，Ｙ２Ｃ３，ＹＣ２等の金属炭化物も使用可能である。
【００４３】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＳｉＮ，Ｓｉ２Ｎ３，Ｓｉ３Ｎ４，ＢＮ，ＢＮ２等の非金属窒化物が使用可能である。また、ＹＮ，Ｃａ３Ｎ２，ＳｃＮ，ＺｒＮ，Ｚｒ３Ｎ２，Ｓｒ３Ｎ２，ＴｉＮ，Ｔｉ３Ｎ４，ＮｂＮ，ＮｄＮ，Ｂｅ３Ｎ２，Ｂａ３Ｎ２，ＶＮ，ＭｏＮ，Ｍｏ２Ｎ，ＬａＮ，ＡｌＮ等の金属窒化物が使用可能である。さらに、Ｎｂ２Ｎ，Ｔｉ２Ｎ，Ｖ２Ｎ１−ｘ，ＶＮ１−ｘ，Ｖ３２Ｎ２８等の非金属窒化物も使用可能である。
【００４４】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＳｒＦ２，ＮｉＦ２，ＹＦ３等の金属フッ化物が使用可能である。
【００４５】
上部層３２を構成する耐酸化性物質として、ＢａＢｅ１３，ＣａＢｅ１３，ＥｕＢｅ１３，ＧｄＢｅ１３，ＬａＢｅ１３，Ｍｏ３Ｂｅ，ＭｏＢｅ２，ＭｏＢｅ１２，ＮｂＢｅ１２，Ｎｂ２Ｂｅ１７，ＮｂＢｅ３，ＮｂＢｅ２，Ｎｂ３Ｂｅ２，ＮｄＢｅ１３，ＰｄＢｅ１２，ＰｄＢｅ５，Ｐｄ２Ｂｅ，Ｐｄ３Ｂｅ，ＰｄＢｅ，Ｐｄ３Ｂｅ２，Ｐｄ４Ｂｅ３，ＰｒＢｅ１３，Ｒｕ３Ｂｅ１７，Ｒｕ３Ｂｅ１０，ＲｕＢｅ２，Ｒｕ２Ｂｅ３，ＳｃＢｅ５，Ｓｃ２Ｂｅ１７，ＳｃＢｅ１３，ＳｍＢｅ１３，ＳｒＢｅ１３，ＴｂＢｅ１３，ＴｉＢｅ２，ＴｉＢｅ３，Ｔｉ２Ｂｅ１７，ＴｉＢｅ１２，ＶＢｅ１２，ＶＢｅ２，ＹＢｅ１３，ＺｒＢｅ１３，Ｚｒ２Ｂｅ１７，ＺｒＢｅ５，ＺｒＢｅ２等の金属ベリリウム化合物が使用可能である。
【００４６】
（５）触媒作用性材料の場合
第５の場合、上部層３２は、触媒作用性材料又はこれを含む金属材料で形成される。より具体的には、この上部層３２は、酸化チタン、又はこれを主成分として含む金属材料で形成される。これにより、上部層３２は、カーボン抑制膜としての役割を果たす。上部層３２と多層膜２０との間に挿入された下部層３１は、上部層３２を構成する成分金属、酸素等が多層膜２０へ拡散することを防止する機能を有する。これにより、光学素子４０の最表面である上部層３２の触媒作用性の劣化を防ぐことができ、光学素子４０の反射特性を長期にわたって維持することができる。
【００４７】
以上説明した各種タイプの上部層３２については、表面荒さを悪くせず緻密な膜ができれば蒸着、スパッタ法など、各種成膜方法で作製することができる。また、上部層３２の形成において、耐酸化性や触媒作用性を最大限に利用するためには大きな膜厚が望まれる。しかし、極端紫外線は上部層３２により少なからず吸収される場合が多く、上部層３２の厚みは例えば４ｎｍ以下とする。具体的な厚みは、光学素子４０に対して望まれるの反射特性に応じて適宜決定される。
【００４８】
〔第２実施形態〕
図３は、第１実施形態の光学素子４０を光学部品として組み込んだ、第２実施形態に係る投影露光装置の構造を説明するための図である。
【００４９】
図３に示すように、この投影露光装置１００は、光学系として、極端紫外線（波長１１〜１４ｎｍ）を発生する光源装置５０と、極端紫外線の照明光によってマスクＭＡを照明する照明光学系６０と、マスクＭＡのパターン像を感応基板であるウエハＷＡに転写する投影光学系７０とを備え、機械機構として、マスクＭＡを支持するマスクステージ８１と、ウエハＷＡを支持するウエハステージ８２とを備える。
【００５０】
光源装置５０は、プラズマ励起用のレーザ光を発生するレーザ光源５１と、ターゲット材料であるキセノン等のガスを筐体ＳＣ中に供給するチューブ５２とを備える。また、この光源装置５０には、コンデンサ５４やコリメータミラー５５が付設されている。チューブ５２の先端から出射されるキセノンに対しレーザ光源５１からのレーザ光を集光させることにより、その部分のターゲット材がプラズマ化して極端紫外線を発生する。コンデンサ５４は、チューブ５２の先端Ｓで発生した極端紫外線を集光する。コンデンサ５４を経た極端紫外線は、収束されつつ筐体ＳＣ外に射出し、コリメータミラー５５に入射する。なお、以上のようなレーザプラズマタイプの光源装置５０からの光源光に代えて、放電プラズマ光源、ＳＯＲ光源からの放射光等を使用することができる。
【００５１】
照明光学系６０は、反射型のオプティカルインテグレータ６１，６２、コンデンサミラー６３、偏向ミラー６４等により構成される。光源装置５０からの光源光を、オプティカルインテグレータ６１，６２によって照明光として均一化しつつコンデンサミラー６３によって集光し、偏向ミラー６４を介してマスクＭＡ上の所定領域（例えば帯状領域）に入射させる。これにより、マスクＭＡ上の所定領域を適当な波長の極端紫外線によって均一に照明することができる。
【００５２】
なお、極端紫外線の波長域で十分な透過率を有する物質は存在せず、マスクＭＡには透過型のマスクではなく反射型のマスクが使用されている。
【００５３】
投影光学系７０は、多数のミラー７１，７２，７３，７４で構成される縮小投影系である。マスクＭＡ上に形成されたパターン像である回路パターンは、投影光学系７０によってレジストが塗布されたウエハＷＡ上に結像してこのレジストに転写される。この場合、回路パターンが一度に投影される領域は、直線状又は円弧状のスリット領域であり、マスクＭＡとウエハＷＡとを同期して移動させる走査露光によって、例えばマスクＭＡ上に形成された矩形の回路パターンをウエハＷＡ上の矩形領域に無駄なく転写することができる。
【００５４】
以上の光源装置５０のうち極端紫外線の光路上に配置される部分と、照明光学系６０と、投影光学系７０とは、真空容器８４中に配置されており、露光光の減衰が防止されている。つまり、極端紫外線は大気に吸収されて減衰するが、装置全体を真空容器８４によって外部から遮断するとともに、極端紫外線の光路を所定の真空度（例えば、１．３×１０−３Ｐａ以下）に維持することで、極端紫外線の減衰すなわち転写像の輝度低下やコントラスト低下を防止している。
【００５５】
以上の投影露光装置において、極端紫外線の光路上に配置される光学素子５４，５５，６１，６２，６３，６４，７１，７２，７３，７４やマスクＭＡとして、図１等に例示される光学素子４０を用いる。この際、光学素子４０の光学面の形状は、凹面に限らず、平面、凸面、多面等組み込む場所によって適宜調整する。
【００５６】
以下、図３に示す投影露光装置の動作について説明する。この投影露光装置では、照明光学系６０からの照明光によってマスクＭＡが照明され、マスクＭＡのパターン像が投影光学系７０によってウエハＷＡ上に投影される。これにより、マスクＭＡのパターン像がウエハＷＡに転写される。
【００５７】
以上説明した投影露光装置では、高反射率で高精度に制御された光学素子５４，５５，６１，６２，６３，６４，７１，７２，７３，７４，ＭＡが用いられており、高精度の露光が可能になる。さらに、この投影露光装置では、光学素子５４，５５，６１，６２，６３，６４，７１，７２，７３，７４，ＭＡの表面すなわち光学面において酸化反応が抑制され、カーボン膜生成が抑制されているので、これら光学素子の反射特性が劣化するのを防ぎ、延いては投影露光装置の寿命を長くすることができる。
【００５８】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、露光光として極端紫外線を用いる投影露光装置について説明したが、露光光として極端紫外線以外の紫外線を用いる投影露光装置においても、図１等に示すような光学素子４０を組み込むことができ、光学素子の反射特性の劣化を抑制することができる。
【００５９】
また、投影露光装置以外にも、例えば、軟Ｘ線顕微鏡や、軟Ｘ線分析装置といった軟Ｘ線光学機器を含む様々な光学機器についても同様に図１等に示すような光学素子４０を組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１実施形態に係る光学素子を説明する断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、下部層の構造の具体例を説明する拡大断面図である。
【図３】第２実施形態に係る投影露光装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…基板、 ２０…多層膜、 ３０…複合保護層、 ３１…下部層、 ３２…上部層、 ４０…光学素子、 ５０…光源装置、 ６０…照明光学系、 ７０…投影光学系、 ８１…マスクステージ、 ８２…ウエハステージ、 Ｌ１，Ｌ２…薄膜層、 ＷＡ…ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持用の基板と、
前記基板上に支持されるとともに、極端紫外線を反射する多層膜と、
前記多層膜の最表層上に設けられ、２層以上の拡散防止層を含む下部層と、当該下部層上に設けられる上部層とを有する複合保護層と、
を備える光学素子。
【請求項２】
前記上部層は、耐酸化性物質及び触媒作用性物質のうち少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
前記拡散防止層は、二酸化珪素、二酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化二ニオブ、二酸化モリブデン、酸化クロム、三酸化二クロム、三酸化クロム、四ホウ化炭素、アルミナ、炭素、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素、珪化モリブデン、及びクロムからなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含むことを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項記載の光学素子。
【請求項４】
極端紫外光を発生させる光源と、
前記光源からの極端紫外光を転写用のマスクに導く照明光学系と、
前記マスクのパターン像を感応基板上に形成する投影光学系とを備え、
前記マスク、前記照明光学系及び前記投影光学系のうち少なくともいずれか１つが請求項１から請求項３のいずれか一項記載の光学素子を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１】
支持用の基板と、
前記基板上に支持されるとともに、極端紫外線を反射する多層膜と、
前記多層膜の最表層上に設けられ、２層以上の拡散防止層を含む下部層と、当該下部層上に設けられる上部層とを有する複合保護層と、
を備える光学素子。
【請求項２】
前記上部層は、耐酸化性物質及び触媒作用性物質のうち少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
前記拡散防止層は、二酸化珪素、二酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化二ニオブ、二酸化モリブデン、酸化クロム、三酸化二クロム、三酸化クロム、四ホウ化炭素、アルミナ、炭素、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素、珪化モリブデン、及びクロムからなる群から選ばれる少なくとも１種を主成分として含むことを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項記載の光学素子。
【請求項４】
極端紫外光を発生させる光源と、
前記光源からの極端紫外光を転写用のマスクに導く照明光学系と、
前記マスクのパターン像を感応基板上に形成する投影光学系とを備え、
前記マスク、前記照明光学系及び前記投影光学系のうち少なくともいずれか１つが請求項１から請求項３のいずれか一項記載の光学素子を含むことを特徴とする投影露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１７０９１６（Ｐ２００６−１７０９１６Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６６６６４（Ｐ２００４−３６６６６４）
【出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１５年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「極端紫外線（ＥＵＶ）露光システムの開発」に関する委託研究）産業活力再生特別措置法第３０条の規定を受ける特許出願
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１５年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「極端紫外線（ＥＵＶ）露光システムの開発」に関する委託研究）産業活力再生特別措置法第３０条の規定を受ける特許出願
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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