(57)【要約】【課題】  遮蔽板の移動速度制御や位置調整に要求される精度をやみくもに高くすることなく、高い成膜速度を確保することができる成膜装置等を提供すること。【解決手段】  基板ホルダ２１によって基板Ｗを適当な速度で自転させつつ、ターゲットユニット３３〜３６のうちいずれかを動作させて成膜処理をおこなう。その際にマスク保持装置４６により速度を制御しながら透過性を有する遮蔽マスク４１を動作させる。以上のような、処理は、例えばＭｏ用のターゲットユニット３３と、例えばＳｉ用のターゲットユニット３４とを交互に切り替えて繰り返して行われる。これにより、基板Ｗ上に多層膜ＭＬを形成することができる。【選択図】    図１
2006057119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を自転可能に保持する基板ホルダと、
前記基板ホルダに対向する位置に配置される少なくとも１つの成膜材料源と、
前記成膜材料源から射出される成膜粒子に対して所定の透過性を有する板状の遮蔽マスクと、
前記遮蔽マスクを、前記基板ホルダに保持された基板の被成膜面の近傍において当該被成膜面に略平行となるように配置するとともに、当該遮蔽マスクを、前記被成膜面に略平行に移動可能に保持するマスク保持装置と
を備える成膜装置。
【請求項２】
前記遮蔽マスクは、規則的若しくは不規則に形成された多数の小径の開口を有することを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記遮蔽マスクは、六角形の微小開口が形成されたハニカム状遮蔽体、若しくは方形の微小開口が形成されたメッシュ状遮蔽体であることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記遮蔽マスクは、円形の微小開口が規則的若しくは不規則に形成された遮蔽体であることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
【請求項５】
前記遮蔽マスクは、巨視的には全体に亘って均一な透過性を有することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項記載の成膜装置。
【請求項６】
前記成膜材料源のうち成膜粒子を射出すべき射出領域の径を当該射出領域に最も近く配置された前記小径の開口間の距離で割った値が、前記遮蔽マスクから前記射出領域までの距離を前記基板の被成膜面から前記遮蔽マスクまでの距離で割った値よりも大きいことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一項記載の成膜装置。
【請求項７】
前記マスク保持装置を動作させるとともに、前記遮蔽マスクを前記基板の被成膜面に略平行に移動させる際の移動速度を調節することによって、前記被成膜面上における膜厚分布を制御する駆動制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項記載の成膜装置。
【請求項８】
前記基板ホルダに対向する位置に一対の異なる成膜材料源を有し、当該一対の異なる成膜材料源を交互に動作させることによって、極端紫外線領域における屈折率が大きい物質からなる第１層と、屈折率が小さい物質からなる第２層とを交互に積層してなる多層膜を、前記基板上に形成することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項記載の成膜装置。
【請求項９】
基板ホルダ上で基板を自転させつつ当該基板に対向配置された少なくとも１つの成膜材料源を動作させて当該基板上に成膜を行う成膜方法であって、
成膜粒子に対して所定の透過性を有する板状の遮蔽マスクを、前記基板の被成膜面に略平行となるように当該被成膜面の近傍に支持しつつ、前記基板の被成膜面に略平行に移動させることを特徴とする成膜方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれか一項記載の成膜装置を用いて前記成膜材料源から射出される成膜材料を堆積することによって形成される光学膜を有する光学部品。
【請求項１１】
紫外線及び極端紫外線の少なくとも一方の波長域にある光源光を発生させる光源と、
前記光源からの光源光を転写用の転写マスクに導く照明光学系と、
前記転写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、
前記転写マスク、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１０記載の光学部品を含むことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面への成膜を行う成膜装置及び方法、並びに、これを用いて形成した光学部品及び当該光学部品を組み込んだ露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体集積回路の製造方法として、高い処理速度が得られる縮小投影露光が広く利用されている。
【０００３】
近年、半導体集積回路素子の微細化の進展に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力をより向上させるため、従来の紫外線に代えて、これより波長の短い波長１１〜１４ｎｍ程度の軟Ｘ線を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている（例えば、非特許文献１参照）。このような技術は、最近ではＥＵＶ（Extreme Ultra Violet：極紫外線）リソグラフィとも呼ばれている（以下、ＥＵＶリソグラフィと呼ぶ）。ＥＵＶリソグラフィは、従来の光リソグラフィ（波長１９０ｎｍ程度以上）では実現不可能な、波長５０ｎｍ以下の解像力を有する将来のリソグラフィ技術として期待されている。
【０００４】
このようなＥＵＶリソグラフィでは、すべての物質に吸収があるため、可視あるいは紫外光を利用した縮小投影露光の場合と異なって、投影光学系等を反射鏡によって構成する必要がある。このように反射鏡で投影光学系等を構成する場合、光軸が何度も折り返されることになるので、折り返された光束と反射鏡基板とが空間的に干渉しないようにする必要があり、光学系の開口数（ＮＡ）に制約が生じる。現在、４枚、あるいは６枚の反射鏡からなる光学系が提案されているが、十分な解像力を得るためには、より大きな開口数（ＮＡ）を得ることができる６枚光学系が有力である。
【０００５】
以上のような多反射鏡系は、凸面鏡と凹面鏡の組み合わせで構成されるが、目標とする波長で高い反射率と十分な解像力とを得るためには、各反射鏡基板上における反射多層膜の周期長の面内分布（つまり、膜厚分布）を目標どおり制御する必要がある。なお、この種の反射鏡では、目標とする膜厚分布を反射鏡基板上で回転対称な分布とすることが多い。
【０００６】
反射鏡基板上での膜厚分布の制御法として、まず、自転する反射鏡基板の近傍に成膜領域を制限する遮蔽板を固定する手法が知られている（特許文献１等参照）。この場合、目標とする回転対称な膜厚分布の対称軸からの距離に応じて遮蔽板による遮蔽率（周方向の幅）を変えることにより目標どおりの膜厚分布を得ることができ、遮蔽板の形状を調整することで膜厚分布を自由に変えることができる。この手法では、回転対称軸近傍での微妙な膜厚制御が容易でないが、このような回転対称軸近傍の領域に対しては、ハーフトーン遮蔽マスクを用いることが提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
また、他の手法として、自転する反射鏡基板の近傍で成膜中に遮蔽板を移動させることにより、多層膜周期長の面内分布（つまり、膜厚分布）を制御する手法が提案されている（特許文献３参照）。この手法では、遮蔽板の被成膜面に沿っての移動速度を制御することにより、多層膜を構成する各薄膜の膜厚分布を自由に制御することができ、遮蔽板の形状としては、例えば長方形状、三角形状などとすることができる。なお、上記手法では、基板の自転軸を動かさずに成膜領域を変化させるが、自転軸を移動させることによって成膜領域を変化させて面内分布を制御する手法も報告されている（例えば、非特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−１５２５００号公報
【特許文献２】特開２００２−２８５３３１号公報
【特許文献３】特開平１０−３０１７０号公報
【非特許文献１】D. Tichenor, et al., SPIE 2437(1995) 292
【非特許文献２】C. Montcalm, Proc. SPIE, Vol.3331(1998) P.42
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
自転する反射鏡基板の近傍で遮蔽板を移動させて膜厚分布を制御する後者の手法は、前者の手法と比較して、遮蔽板の形状を変化させることなく、移動速度の制御によって様々な膜厚分布を実現できるという利点がある反面、成膜速度が低下するという問題がある。例えば、円形の反射鏡基板の全面における膜厚制御のために、直線状の端を持つ方形の遮蔽板を基板の直径分だけ移動させて膜厚分布の制御をおこなった場合、成膜速度は約半分に低下する。なお、基板全面における膜厚分布の制御は理論的に半径分の移動でも可能であるが、基板中央付近の膜厚精度維持のためには遮蔽板の移動を高速で行う必要があり、直径分移動させる場合に比較して精密な速度制御が要求される。
【０００９】
この問題に対し、遮蔽板を三角形にして成膜速度の改善を図る対応も考えられるが、この場合、三角形の頂点と反射鏡基板の中心位置とを正確に一致させなければならないなどの新たな調整条件が生じ、膜厚分布の高精度な制御が容易でなくなる。
【００１０】
そこで、本発明は、膜厚分布を高精度に制御することができる成膜装置及び方法であって、遮蔽板の移動速度制御や位置調整に要求される精度をやみくもに高くすることなく、高い成膜速度を確保することができる成膜装置等を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、成膜装置等を用いて形成した光学部品、及び、当該光学部品を組み込んだ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】
【００１２】
上記課題を解決するため、第１発明の成膜装置は、（ａ）基板を自転可能に保持する基板ホルダと、（ｂ）基板ホルダに対向する位置に配置される少なくとも１つの成膜材料源と、（ｃ）前記成膜材料源から射出される成膜粒子に対して所定の透過性を有する板状の遮蔽マスクと、（ｄ）前記遮蔽マスクを、前記基板ホルダに保持された基板の被成膜面の近傍において当該被成膜面に略平行となるように配置するとともに、当該遮蔽マスクを、前記被成膜面に略平行に移動可能に保持するマスク保持装置とを備える。なお、以上において、遮蔽マスクが板状であるとは、遮蔽マスクが２次元的に延びていることを意味し、遮蔽マスクが薄膜状或いはシート状である場合を含む。
【００１３】
上記成膜装置では、被成膜面に略平行に移動可能に保持された板状の遮蔽マスクの移動速度を適宜制御することにより、被成膜面上に形成される薄膜の膜厚分布を一定範囲で自由に制御することができる。この際、遮蔽マスクが成膜材料源から射出される成膜粒子に対して所定の透過性を有するので、遮蔽マスクによる遮蔽中も遮蔽マスクを成膜粒子が部分的に通過し、全体としての成膜速度を高めることができる。
【００１４】
また、第２発明の成膜装置では、遮蔽マスクが、規則的若しくは不規則に形成された多数の小径の開口を有する。この場合、多数の小径の開口によって成膜粒子に対する透過性を確保するので、遮蔽マスクに対し目標とする透過性をもたせやすい。また、開口の径を小さくしつつ開口の密度を増やすことで、多数の小径開口の不均一な投影によって基板上の膜厚分布に局所的な不均一が生じることを防止できる。
【００１５】
また、第３発明の成膜装置では、遮蔽マスクが、六角形の微小開口が形成されたハニカム状遮蔽体、若しくは方形の微小開口が形成されたメッシュ状遮蔽体である。この場合、加工の比較的簡単な方形や形状的に安定した六角形の微小開口を周期的に形成した遮蔽マスクを準備することができる。
【００１６】
また、第４発明の成膜装置では、遮蔽マスクが、円形の微小開口が規則的若しくは不規則に形成された遮蔽体である。この場合、加工の比較的簡単な円形の微小開口を周期的に形成した遮蔽マスクを準備することができる。
【００１７】
また、第５発明の成膜装置では、遮蔽マスクが、巨視的には全体に亘って均一な透過性を有する。この場合、基板上方で均一な透過率の遮蔽マスクを移動させた膜厚分布を達成することができ、基板上の膜厚分布を簡易に目標値に設定することができる。
【００１８】
また、第６発明の成膜装置では、成膜材料源のうち成膜粒子を射出すべき射出領域の径を当該射出領域に最も近く配置された小径の開口間の距離で割った値が、遮蔽マスクから射出領域までの距離を基板の被成膜面から遮蔽マスクまでの距離で割った値よりも大きい。この場合、遮蔽マスクに形成された多数の小径開口間の影が基板上に明瞭に投影されることを回避でき、膜厚分布に局所的な不均一が生じることを簡易に防止できる。
【００１９】
また、第７発明の成膜装置では、マスク保持装置を動作させるとともに、遮蔽マスクを基板の被成膜面に略平行に移動させる際の移動速度を調節することによって、被成膜面上における膜厚分布を制御する駆動制御装置をさらに備える。この場合、駆動制御装置によって遮蔽マスクの移動速度を適当な条件で変化させることにより、被成膜面上に形成される薄膜の膜厚分布を一定範囲で自由に制御することができる。
【００２０】
また、第８発明の成膜装置では、基板ホルダに対向する位置に一対の異なる成膜材料源を有し、当該一対の異なる成膜材料源を交互に動作させることによって、極端紫外線領域における屈折率が大きい物質からなる第１層と、屈折率が小さい物質からなる第２層とを交互に積層してなる多層膜を、基板上に形成する。この場合、多層膜を目的とする極端紫外線等に適合させるよう所定の膜厚で数層から数百層の多層膜として交互に積層させる構成をとることで、基板及び多層膜からなる光学素子を極端紫外線等に対して高い反射率を有するミラーとして機能させることができる。
【００２１】
また、第９発明の成膜方法は、基板ホルダ上で基板を自転させつつ当該基板に対向配置された少なくとも１つの成膜材料源を動作させて当該基板上に成膜を行う成膜方法であって、成膜粒子に対して所定の透過性を有する板状の遮蔽マスクを、基板の被成膜面に略平行となるように当該被成膜面の近傍に支持しつつ、基板の被成膜面に略平行に移動させる。
【００２２】
上記成膜方法では、遮蔽マスクの被成膜面に略平行な移動速度を適宜制御することにより、被成膜面上に形成される薄膜の膜厚分布を一定範囲で自由に制御することができる。この際、遮蔽マスクが成膜材料源から射出される成膜粒子に対して所定の透過性を有するので、遮蔽マスクによる遮蔽中も遮蔽マスクを成膜粒子が部分的に通過し、全体としての成膜速度を高めることができる。
【００２３】
また、第１０発明の光学部品は、第１から第８発明の成膜装置を用いて成膜材料源から射出される成膜材料を堆積することによって形成される光学膜を有する。この場合、比較的少ない製造時間で、基板上に任意の膜厚分布を有する薄膜延いては多層膜を形成した所望の光学特性を有する光学部品を提供することができる。
【００２４】
また、第１１発明の露光装置は、（ａ）紫外線及び極端紫外線の少なくとも一方の波長域にある光源光を発生させる光源と、（ｂ）光源からの光源光を転写用の転写マスクに導く照明光学系と、（ｃ）転写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、（ｄ）転写マスク、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つが上述の光学部品を含む。
【００２５】
上記露光装置では、紫外線や極端紫外線の光路上に存在する光学系が上述の光学部品を含んでおり、当該光学部品は、基板上に任意の膜厚分布を有する薄膜若しくは多層膜を形成した所望の光学特性を有するミラー等である。よって、極端紫外線等において高い結像性能を実現することができ、より微細なパターンの精密な露光が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る成膜装置の構造を概念的に説明する側面図であり、図２は、図１に示す成膜装置の各部の配置関係を概念的に説明する平面図である。
【００２７】
この成膜装置１０は、基板ホルダ２１と、成膜材料射出部３１と、遮蔽マスク４１と、マスク保持装置４６と、制御装置４８とを備える。なお、これらのうち、基板ホルダ２１、成膜材料射出部３１、遮蔽マスク４１、及びマスク保持装置４６は、低圧の不活性ガス雰囲気下における成膜等を可能にするべく、真空容器１１内の適所に収納されている。
【００２８】
ここで、基板ホルダ２１は、光学部品であるミラーの母材である基板Ｗを保持して基板Ｗとともに回転する保持部材２３と、保持部材２３を回転軸ＲＡのまわりに回転させる回転機構２４とを有する。
【００２９】
基板Ｗは、例えば凹面鏡を形成するためのものであり、石英、低熱膨張ガラス等のガラス、シリコンカーバイド等で形成されている。基板Ｗの表面ＳＡは、研削や研磨によって中央が窪んだ高精度の凹面に加工された被成膜面となっており、表面ＳＡに適当な多層膜を形成した場合、凹面ミラーが形成される。
【００３０】
保持部材２３は、基板Ｗを固定するチャックを有しており、基板ホルダ２１の回転軸ＲＡが基板Ｗの中心軸を通るように保持する。つまり、保持部材２３上の基板Ｗは、その表面ＳＡの中心点ＣＰを通る軸心とほぼ一致するように設定されている回転軸ＲＡのまわりに、回転すなわち自転する。
【００３１】
回転機構２４は、保持部材２３を適当なタイミング及び速度で自転させる。なお、成膜中は、回転機構２４に駆動されて保持部材２３及び基板Ｗが一定速度で自転するので、移動速度が比較的遅い遮蔽マスク４１の影は、基板Ｗの表面ＳＡで回転軸ＲＡを中心として相対的に回転することになる。よって、基板Ｗの表面ＳＡには、周方向に関してムラのない膜を形成することができる。
【００３２】
成膜材料射出部３１は、成膜材料源として例えば４つのユニットを備える。具体的には、基板Ｗの表面ＳＡに４種類の異なる薄膜を形成するための４つの第１〜第４ターゲットユニット３３，３４，３５，３６を備える。これらのターゲットユニット３３〜３６は、基板ホルダ２１の回転軸ＲＡに対して対称的に配置されている。つまり、第１〜第４ターゲットユニット３３〜３６の軸線ＡＸと基板ホルダ２１の回転軸ＲＡとの成す角はすべて等しくなっており、各軸線ＡＸは回転軸ＲＡ上の一点で交わる。これらのターゲットユニット３３〜３６は、後述するが、制御装置４８からの制御信号に従って適当なタイミングで切替えられつつ動作する。
【００３３】
なお、上述のターゲットユニット３３，３４，３５，３６のいずれかに代えて、或いはこれらに追加して、基板Ｗ上に形成中の薄膜に対して表面処理を行うためのイオンビーム源を設けることもできる。
【００３４】
各ターゲットユニット３３〜３６は、異なる成膜材料からなる異種のターゲットＴＡ１〜ＴＡ４をそれぞれ内蔵しており、周囲を覆う遮蔽部材３７上部に設けた開口３７ａを介して成膜材料の粒子を射出する。各開口３７ａは、各ターゲットＴＡ１〜ＴＡ４に近接して形成されており、成膜粒子が射出される射出領域を画定する。各ターゲットＴＡ１〜ＴＡ４の背後には、例えばマグネトロンスパッタ装置の本体機構が設けられており、このマグネトロンスパッタ装置によってターゲットＴＡ１〜ＴＡ４の前方に不活性ガスのイオンからなるプラズマが形成される。かかるプラズマの自己バイアスによって、不活性ガスのイオンが加速されてターゲットＴＡ１〜ＴＡ４に衝突し、各ターゲットＴＡ１〜ＴＡ４に対応する材料の原子や分子等からなる成膜粒子が形成される。このような成膜粒子は、ターゲットＴＡ１〜ＴＡ４を射出して、軸線ＡＸ及びその周囲にほぼ沿って飛行し、遮蔽マスク４１に覆われていない基板Ｗの表面ＳＡの略全体に亘って比較的均一に入射する。ターゲットＴＡ１，ＴＡ２としては、例えばのＭｏ，Ｓｉの組み合わせを用いることができ、両ターゲットユニット３３，３４を交互に適当なタイミングで動作させれば、基板Ｗ上に所望膜厚のＭｏ／Ｓｉの多層膜を形成することができる。つまり、図３に示すように、基板Ｗ上に第１薄膜層Ｌ１と第２薄膜層Ｌ２とが交互に積層されて数層から数百層の多層膜ＭＬを形成する。このように基板Ｗ上に多数の光学膜からなる多層膜ＭＬを堆積したものは、例えば凹面の多層膜反射鏡となっており、軟Ｘ線等の所望の光線を集束したり、発散させたり、単純に反射させたりすることができる。ここで、ターゲットＴＡ１，ＴＡ２でははなく、ターゲットＴＡ３，ＴＡ４をＭｏ，Ｓｉ製とすることもできる。
【００３５】
なお、ターゲットＴＡ３及びＴＡ４としては、炭素Ｃ、モリブデンカーバイドＭｏＣ、ボロンＢ、炭化ボロンＢ４Ｃ、ルテニウムＲｕ等でも良く、多層膜の周期構造にこれらの層を取り入れたり、最上層に成膜することもできる。
【００３６】
これら４つのターゲットＴＡ１〜ＴＡ４は、基板Ｗの回転軸ＲＡを中心として９０゜の開き角で配置されており、例えば一対のターゲットＴＡ３，ＴＡ４は、開き角１８０゜で対称に配置されている。このため、両ターゲットＴＡ３，ＴＡ４から、基板Ｗの表面ＳＡと移動する遮蔽マスク４１とを見込む位置関係は、一方のターゲットＴＡ３と、他方のターゲットＴＡ４とでは左右が逆になるだけである。
【００３７】
以上のターゲットユニット３３〜３６に組み込まれているマグネトロンスパッタ装置は、ターゲットＴＡ１〜ＴＡ４を斜めから叩くイオンビームスパッタ成膜装置等を含む各種スパッタ装置に置き換えることができる。また、各ターゲットユニット３３〜３６は、例えば真空蒸着装置の蒸発源に置き換えることもできる。
【００３８】
遮蔽マスク４１は、成膜材料射出部３１側からの成膜物質を全体に亘って部分的に遮蔽する半透過性の遮蔽体（つまり、ハーフトーン板）であり、基板ホルダ２１に保持された基板Ｗの表面ＳＡに近接した状態で、この表面ＳＡに対してほぼ平行に配置される。遮蔽マスク４１は、全体として矩形の外観を有し、当該遮蔽マスク４１の端部エッジ４１ａは、巨視的には直線であり、遮蔽マスク４１の移動方向に垂直なＹ方向に延びている。
【００３９】
図４は、遮蔽マスク４１の構造を説明する拡大平面図である。遮蔽マスク４１は、六角形の微小開口４１ｂが周期的に形成されたハニカム状遮蔽体であり、微小開口４１ｂ間の遮蔽部４１ｃは、一定の幅及び長さを有するセグメントを網目状に連結し、ＸＹ平面内に延長させた２次元的構造体である。このように、遮蔽マスク４１全体に多数の微小開口４１ｂを均一に形成することで、成膜粒子に対する均一な透過率を確保している。
【００４０】
図５（ａ）及び（ｂ）は、図４の遮蔽マスク４１の変形例を説明する図である。図５（ａ）に示す遮蔽マスク１４１の場合、円形の微小開口１４１ｂが周期的に形成されており、微小開口１４１ｂ間の遮蔽部１４１ｃの面積は、全微小開口１４１ｂの面積よりも十分小さくなっている。図５（ｂ）に示す遮蔽マスク２４１の場合、正方形の微小開口２４１ｂが周期的に形成されており、微小開口２４１ｂ間の遮蔽部２４１ｃの面積は、全微小開口２４１ｂの面積よりも十分小さくなっている。
【００４１】
図１及び図２に戻って、マスク保持装置４６は、ステッピングモータやスライド機構を含む遮蔽マスク移動機構を内蔵しており、成膜に際して、制御装置４８からの制御信号に従って遮蔽マスク４１を±Ｘ方向に任意の速度で変位させることができる。この際、遮蔽マスク４１の端部エッジ４１ａは、基板Ｗの表面ＳＡの中心点ＣＰを基準として±Ｘ方向に変位する。より正確には、基板Ｗの中心点ＣＰと動作中の特定のターゲットユニット３３〜３６の開口３７ａの中心とを結ぶ基準線を遮蔽マスク４１の端部エッジ４１ａが横切る位置を、対象とするターゲットユニット３３〜３６に対する遮蔽マスク４１の基準位置（原点）とする。つまり、各ターゲットユニット３３〜３６を切替えて成膜すべき材料を変更する際に、遮蔽マスク４１の基準位置が適正になるように切替えられる粗調整又は微調整が行われる。
【００４２】
図６は、遮蔽マスク４１の微小開口４１ｂ間の距離とターゲットユニット３３〜３６の開口３７ａの直径との寸法比について説明するものである。ここで、ターゲットユニット３３〜３６の開口（射出領域）３７ａの直径をｄ１とし、遮蔽マスク４１において最も近接する一対の微小開口４１ｂ間の距離に対応する遮蔽部４１ｃの幅をｗ１とする。また、遮蔽マスク４１からターゲットユニット３３〜３６の開口３７ａまでの距離ｔ１とし、遮蔽マスク４１から基板Ｗの表面ＳＡまでの距離ｔ２とする。この場合、以下の関係
ｄ１／ｗ１>ｔ１／ｔ２  …  （１）
が成り立つようにしている。このような関係式を満たすように配置等に設定することにより、遮蔽部４１ｃの影が基板Ｗ上に投影されて膜厚分布に局所的な不均一が生じることを防止できる。
【００４３】
図１に戻って、制御装置４８は、成膜装置１０の全体的な動作を統括的に制御しているものであり、基板ホルダ２１、成膜材料射出部３１、マスク保持装置４６等の動作タイミング等を調節している。制御装置４８は、例えば駆動制御装置として、マスク保持装置４６を介して遮蔽マスク４１の移動速度を適当な条件で変化させることにより、基板Ｗ上に形成される薄膜の膜厚分布を一定範囲で自由に制御することができる。
【００４４】
以下、図１及び図２に示す第１実施形態の成膜装置の動作について説明する。まず、基板ホルダ２１上に基板Ｗをセットする。この状態で、基板ホルダ２１によって基板Ｗを適当な速度で回転させつつ、このターゲットユニット３３〜３６を適宜動作させて成膜処理等を行う。この際、マスク保持装置４６を適宜動作させて、遮蔽マスク４１を適当な速度で移動させつつ基板Ｗを覆わせることにより、基板Ｗ上に目標の膜厚分布の光学薄膜を形成することができる。以上のような、処理は、例えばＭｏ用のターゲットユニット３３と、例えばＳｉ用のターゲットユニット３４とを交互に切り替えて繰り返して行われる。これにより、基板Ｗ上に反射用の多層膜ＭＬを形成することができる。
【００４５】
〔具体的な実施例〕
以下、図１等に示す成膜装置１０の具体的な実施例について説明する。本実施例では、図１及び図２に示す成膜装置１０に設けたターゲットユニット３３〜３６が、ターゲットＴＡ１〜ＴＡ４として、回転マグネットカソードを備えている。基板Ｗは、被成膜物として高精度に研磨された表面ＳＡを持つＥＵＶ反射鏡基板であり、被成膜面である表面ＳＡ上にはＭｏ／Ｓｉ多層膜ＭＬが形成される。基板Ｗの直径は２５０ｍｍであり、表面ＳＡのうち有効成膜面は中央のφ２００ｍｍの領域である。この基板Ｗは、成膜中、基板ホルダ２１によって１００ｒｐｍで自転するようになっている。この場合、ターゲットＴＡ３をモリブデン（Ｍｏ）製とし、ターゲットＴＡ４をシリコン（Ｓｉ）製とし、これらのターゲットＴＡ３，ＴＡ４からの成膜物質によって交互に成膜がなされ、最終的には５０ペア層の成膜がなされた。
【００４６】
実施例の成膜装置１０の場合、基板Ｗの表面ＳＡが凹面形状となっているが、装置固有の特性により生じる膜厚分布によって、遮蔽マスク４１を利用した分布補正を行わずに成膜を実施すると、Ｍｏ層、Ｓｉ層ともに面内で均一な成膜がなされる。分布補正を行なわない場合の成膜速度は、Ｍｏ層で０．０３１８ｎｍ／秒、Ｓｉ層で０．０４７７ｎｍ／秒である。これに対し、実施例の基板Ｗに求められる多層膜ＭＬの膜厚分布は、有効成膜面の中央部よりも周辺部の方が相対的に１．２％厚くなっている。この分布を達成するために、基板Ｗ上の被成膜面の近傍に遮蔽マスク４１を配置して適宜移動させる。遮蔽マスク４１は、図４に示すようなハニカム状遮蔽体であり、六角形の微小開口４１ｂが占める面積的割合は８０％である。また、個々の微小開口４１ｂの中心間の距離は約２ｍｍである。成膜中において、遮蔽マスク４１の端部エッジ４１ａは、被成膜面である表面ＳＡの直径分だけ移動する。基板Ｗの表面ＳＡが凹面であるため、表面ＳＡと遮蔽マスク４１との距離は一定ではないが、その距離は１ｃｍ〜２ｃｍ程度の範囲内である。また、遮蔽マスク４１は、分布補正のため、成膜中に次に述べる条件で移動しており、各ターゲットＴＡ３，ＴＡ４による１回の成膜は、例えば１００秒間なされている。遮蔽マスク４１の移動方向をＸ軸方向とし、遮蔽マスク４１の基準位置（原点）を基板Ｗの回転軸ＲＡに対応させてＸ＝０とし、成膜開始時の時刻をｔ＝０とすると、遮蔽マスク４１の端部エッジ４１ａの位置座標は次の式（２）で表される。
【００４７】
Ｘ＝−０．０１×ｔ２＋３×ｔ−１００  …  （２）
図７（ａ）は、この位置座標の時間変化をグラフに表したものである。このときの平均の移動速度は２ｍｍ／秒となっており、遮蔽マスク４１の移動速度として十分な精度で制御可能なものとなっている。以上のような遮蔽マスク４１の移動によって、基板Ｗの表面ＳＡ上の各部において遮蔽マスク４１に遮蔽されている時間に差が生じ、堆積された薄膜層について、面内に膜厚分布が生じる。なお、基板Ｗの表面ＳＡのうち遮蔽マスク４１によって遮蔽されている部分でも、遮蔽マスク４１に形成された微小開口４１ｂの影響でその遮蔽率は２０％となっているので、このような遮蔽マスク４１による非遮蔽時の０．８倍の速度で常時成膜がなされる。図７（ｂ）及び（ｃ）は、このときに生じるＭｏ層及びＳｉ層の膜厚面内分布をそれぞれグラフ化したものである。グラフからも明らかなように、Ｍｏ層、Ｓｉ層はいずれも周辺部が１．２％厚い２次元分布を有しており、目標とする膜厚分布が得られている。以上のように、本実施例の成膜装置１０によれば、中心で約２．８ｎｍのＭｏ層と、中心で約４．２ｎｍのＳｉ層とからなり、周辺で膜厚が１．２％増加するＭｏ／Ｓｉ多層膜（５０ペア層）ＭＬを得ることができる。
【００４８】
以上のような膜厚分布を達成する成膜を、図４の示す微小開口４１ｂを設けていない完全遮蔽型の遮蔽マスク（比較例）で達成しようとすると、遮蔽マスクの端部エッジ位置座標を、以下の式を満たすように移動させる必要がある。
【００４９】
Ｘ＝−０．００１×ｔ２＋１．９×ｔ−１００  …  （３）
この場合、周辺部が中央部よりも１．２％厚いという相対的な膜厚分布は達成されるものの、中央部分の膜厚がＭｏ層で１．５７ｎｍ、Ｓｉ層で２．３５ｎｍと、目標の６割以下まで減少してしまう。これに対して、目標の膜厚で目標の膜厚分布を得るためには、成膜時間を倍近く増加させる必要がある。
【００５０】
なお、原理上は、完全遮蔽型の遮蔽マスクを用いても、成膜時間１００秒のうち８０秒間は遮蔽マスクによる遮蔽を行わずに一様な成膜を実施し、残りの２０秒間で遮蔽マスクを基板Ｗの有効成膜面の直径分だけ移動させることによって、実施例である２０％遮蔽の遮蔽マスク４１と同様な成膜膜厚と成膜分布を達成することができる。しかしながら、その場合、遮蔽マスクの移動速度は１０倍の２０ｍｍ／秒となり、微妙な位置の調整（<０．１ｍｍ）に困難を生じる場合がある。また、遮蔽マスクが１ｍｍ移動する間に基板Ｗは１回しか回転しないために、基板Ｗ上同一半径位置における膜厚の周方向均一性が悪化する。一方、以上説明した実施例のように、２０％遮蔽の透過性を有する遮蔽マスク４１を成膜中に移動させて成膜を行う場合、良好な膜厚分布を短い成膜時間で達成することができる。
【００５１】
以上の説明では、両ターゲットＴＡ３，ＴＡ４が対称性を有して配置されており、Ｍｏ層及びＳｉ層の成膜において、遮蔽マスク４１の移動関数を式（２）に示す共通のものとしたが、Ｍｏ層及びＳｉ層の成膜に一対のターゲットＴＡ１，ＴＡ２を用いる場合、両者のＸ軸方向の位置差を考慮して式（２）を変形した移動関数を両ケースに適用することができ、この場合も、Ｍｏ層及びＳｉ層に同様の膜厚分布を形成することができる。
【００５２】
〔第２実施形態〕
図８は、図３に示す光学素子を光学部品として組み込んだ、第２実施形態に係る露光装置の構造を説明するための図である。この露光装置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転写マスクＭＡを照明する照明光学系６０と、転写マスク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、転写マスクＭＡを支持するマスクステージ８１と、ウエハＷＡを支持するウェハステージ８２とを備える。
【００５３】
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。また、レーザプラズマ光源においてもターゲット物質はキセノンガスに限るものではなく、錫Ｓｎや錫を含む物質、あるいはこれらを含む液滴、液体ジェット、微粒子、微粒子群、ポーラス微粒子等でも良い。
【００５４】
照明光学系６０は、反射型のオプティカルインテグレ一夕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一夕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を介して転写マスク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、転写マスク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。
【００５５】
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、転写マスクＭＡには透過型の転写マスクではなく反射型の転写マスクが使用されている。
【００５６】
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。転写マスク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、転写マスク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、例えば転写マスク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。
【００５７】
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。
【００５８】
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や転写マスクＭＡとして、図３に例示される光学素子若しくは光学部品を用いる。この際、光学素子若しくは光学部品の光学面の形状は、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。
【００５９】
以下、図８に示す露光装置の動作について説明する。この露光装置では、照明光学系６０からの照明光によって転写マスクＭＡが照明され、転写マスク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、転写マスクＭＡのパターン像がウエハＷＡに転写される。この際、高精度の反射特性を有する光学素子５４，５５，６１，６２，６３，６４，７１，７２，７３，７４等を用いており、高い解像度でパターン像をウエハＷＡ側に転写することができる。
【００６０】
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、遮蔽マスク４１，１４１，２４１の全体形状は矩形に限らず各種形状、例えば三角等にすることができ、遮蔽マスク４１，１４１，２４１に形成する微小開口の形状・配列も図４や図５に示すものに限らない。
【００６１】
また、上記実施形態では、遮蔽マスク４１，１４１，２４１を利用して膜厚制御をおこなわない状態での膜厚分布がＭｏ層とＳｉ層で同じであったが、両層の膜厚分布の初期値が異なる場合には、遮蔽マスク４１，１４１，２４１の移動関数を両層で変えて異なる制御を行うことにより、両層の相対的膜厚分布を一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１実施形態に係る成膜装置の正面構造図である。
【図２】図１に示す成膜装置の平面構造を説明する図である。
【図３】図１、２に示す成膜装置によって作製される多層膜反射鏡を説明する側方断面図である。
【図４】遮蔽マスクの構造を説明する拡大平面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、図４に示す遮蔽マスクの構造を説明する拡大平面図である。
【図６】遮蔽マスクの微小開口間の距離とターゲットユニットの射出領域との寸法比について説明する図である。
【図７】（ａ）は、遮蔽マスクの位置座標の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、Ｍｏ層の膜厚面内分布を示すグラフであり、（ｃ）は、Ｓｉ層の膜厚面内分布を示すグラフである。
【図８】第２実施形態に係る露光装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…成膜装置、  １１…真空容器、  ２１…基板ホルダ、  ２３…保持部材、  ２４…回転機構、  ３１…成膜材料射出部、  ３３〜３６…ターゲットユニット、  ３７…遮蔽部材、  ４１，１４１，２４１…遮蔽マスク、  ４１ａ…端部エッジ、  ４１ｂ…微小開口、  ４１ｃ…遮蔽部、  ４６…マスク保持装置、  ４８…制御装置
【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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【図８】
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