(57)【要約】　　　（修正有）【課題】安価でかつ簡易な構成の膜厚分布制御板により、容易にかつ高精度な成膜を実現することのできる成膜方法等を提供することを目的とする。【解決手段】単位制御板２１、２３を重ねて膜厚分布制御板１１を構成し、それらの重ね合わせ角度を調整して、所望の周上開口率を有する合成開口１２を形成する。そして、基板１と膜厚分布制御板１１とを相対回転させつつ、ターゲット材２をスパッタし、基板１の成膜面１ａ上に成膜を行う。この際、ターゲット保持手段１８は、ターゲット材２を、ＭｏとＳｉとに交互に切り換えて、基板１の成膜面１ａ上にＭｏ／Ｓｉ多層膜を形成する。【選択図】　図２
2004115861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜を構成する物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜する際に、
前記基板表面の近傍に、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板を配置し、
前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させながら、前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称形の膜厚分布を有する膜を成膜する方法であって、
それぞれの開口プロフィルを有する複数枚の単位制御板を重ねて前記膜厚分布制御板を構成し、
該単位制御板の重なり姿勢を変えることにより、それぞれの開口プロフィルの重なり合った合成開口プロフィルを得、
該合成開口プロフィルの周上開口率の半径方向分布を変え、もって前記膜の膜厚分布を制御することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記基板表面上に成膜した膜の膜厚分布の実測結果に基づいて、前記合成開口プロフィルの前記回転中心周りの周上開口率の半径方向分布を変え、もって次に行う成膜における膜厚分布を制御することを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記複数枚の単位制御板の前記回転中心に対する重ね合わせ角度を変えて該単位制御板の重なり姿勢を変えることを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質を一定の周期長で積層してなる多層膜を成膜する方法であって、
前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質を切り換えながら、請求項１から３のいずれかに記載の成膜方法により、該基板表面上に多層膜を成膜することを特徴とする多層膜成膜方法。
【請求項５】
ターゲット材の物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜する成膜装置であって、
前記ターゲット物質からなるターゲット材を保持するターゲット保持手段と、
前記ターゲット材からの飛散物質が前記基板表面に堆積するような位置において該基板を保持する基板保持手段と、
前記基板表面に堆積させる前記飛散物質の膜厚分布を制御する膜厚分布制御手段と、を備え、
該膜厚分布制御手段が、
前記ターゲット材と前記基板表面との間に介在して前記飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板と、
該膜厚分布制御板と前記基板とを回転中心周りに相対的に回転させる回転手段と、を有し、
前記膜厚分布制御板が、それぞれ開口プロフィルを有する複数枚の単位制御板を重ね合わせたものであり、
前記単位制御板の重なり姿勢を変えることにより、該単位制御板のそれぞれの開口プロフィルの重なり合った合成開口プロフィルの前記回転中心周りの周上開口率の半径方向分布を調整可能としたことを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
感応基板上にＥＵＶ光を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、
請求項４に記載の方法により成膜された反射膜を有する多層膜反射鏡を備えることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成膜方法、多層膜成膜方法、成膜装置及びＥＵＶ露光装置に関する。特には、安価でかつ簡易な構成の膜厚分布制御板により、高精度の膜厚分布の制御が可能な成膜方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路素子の微細化のいっそうの進展に伴い、紫外線に代わって、波長１１〜１４ｎｍ程度の軟Ｘ線を使用する投影リソグラフィの開発が進められている（非特許文献１参照。）。この技術は、最近ではＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ　Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、極紫外線）リソグラフィとも呼ばれている。この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、７０ｎｍ以下の解像力を有するリソグラフィ技術として期待されている。
【０００３】
この軟Ｘ線の波長帯では、物質の屈折率が１に非常に近いので、屈折を利用した従来の光学素子は使用できない。それに代わって、全反射を利用した斜入射ミラーや、界面での微弱な反射光の位相を合わせることによりその反射光を多数重畳させて全体としては高い反射率を得る多層膜反射鏡などが使用される。
【０００４】
このような多層膜反射鏡においては、入射光の波長帯により、高い反射率を得るのに適した材質が異なる。例えば、１３．４ｎｍ付近の波長帯では、Ｍｏ（モリブデン）層とＳｉ（シリコン）層を交互に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜を用いると、直入射で６７．５％の反射率を得ることができる。また、１１．３ｎｍ付近の波長帯では、Ｍｏ層とＢｅ（ベリリウム）層を交互に積層したＭｏ／Ｂｅ多層膜を用いると、直入射で７０．２％の反射率を得ることができる（非特許文献２参照。）。
【０００５】
ところで、反射鏡の表面におけるＥＵＶ光の入射角は、反射面内の位置によって異なる。したがって、多層膜の周期長（以下、膜厚とも書く。）は、反射面内の各部で異なり、ある傾向の分布をなす必要がある。膜厚分布を付ける方法としては、例えば、イオンビームスパッタリングにより多層膜の成膜を行う際に、成膜する基板の近傍に膜厚分布制御板を配置する方法がある。
【０００６】
以下に従来の多層膜成膜装置について説明する。
図７は、従来の多層膜成膜装置を模式的に示す図である。図７に示す真空容器５内には、反射鏡の母体である基板１と、ターゲット材２とが、互いに対面するように配置されている。この基板１とターゲット材２との間の基板１の表面（図における下面）の近傍には、膜厚分布制御板３が配置されている。
【０００７】
基板１は、軸ＡＸを中心として回転可能である。ターゲット材２は、図示せぬターゲット材保持手段によって保持されている。このターゲット保持手段においては、ターゲット材２は、Ｍｏターゲット又はＳｉターゲットに切り換え可能となっている。
膜厚分布制御板３は、点ＣＰを中心とする円形であり、開口４を有する（図８参照。後述。）。ここで、中心ＣＰは上記回転軸ＡＸ上にある。
【０００８】
ここで、膜厚分布制御板３について説明する。
図８は、従来の膜厚分布制御板の平面図である。図８に示す膜厚分布制御板３の開口４は、中心ＣＰを通る直線状のエッジ３ａ及び曲線状のエッジ３ｂと、点ＣＰを中心とする円弧であるエッジ３ｃとに囲まれている。ここで、曲線エッジ３ｂは、開口４の側に張り出すように（開口４の周上開口率を小さくするように）湾曲している。
【０００９】
なお、以下の説明において、周上開口率とは、膜厚制御板３上の点ＣＰを中心とする任意の円において、その円周のうち開口４に含まれる部分の割合を百分率で表したものである。例えば図８の半径ｒの円周上における周上開口率は、開口部４に含まれている円弧Ａ、Ａ’の全円周に対する割合であるので、以下のように表される。
（周上開口率）＝（Ａ＋Ａ’）÷（Ａ＋Ａ’＋Ｂ＋Ｂ’）×１００　（％）
ここで、Ａ＋Ａ’＋Ｂ＋Ｂ’＝２πｒである。なお、Ｂ及びＢ’は、膜厚分布制御板３の点ＣＰを中心とする半径ｒの円周上における遮蔽板の存在している部分の円弧の長さである。
【００１０】
次に、従来の成膜装置の作用について、再び図７を参照しつつ説明する。
図７の真空容器５には、動作ガス（スパッタリングガス）としてＡｒ（アルゴン）が導入されている。このＡｒガスは、励起され、Ａｒの陽イオンとなる。このＡｒ陽イオンはイオンビーム（図７中の矢印）としてターゲット材２に照射される。
すると、ターゲット材２がスパッタ（飛散）され、スパッタされた材料（飛散物質）は、図７の上方に向い、膜厚分布制御板３の開口４を通って基板１の表面に堆積する。基板１は、回転軸ＡＸを中心として回転しながら、成膜される。このとき、基板１上に成膜された膜の膜厚分布は、回転軸ＡＸを中心とする円の円周方向に均一になる。一方、径方向には、膜厚制御板３の周上開口率の分布に応じた膜厚分布が生じる。
【００１１】
【非特許文献１】
ダニエル・エイ・ティチノール（Ｄａｎｉｅｌ　Ａ．　Ｔｉｃｈｅｎｏｒ）、外２１名、「極紫外線実験装置の開発における最新状況（Ｒｅｃｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｎ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ＥＵＶＬ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｔｏｏｌ）」、「国際光工学会会報（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＳＰＩＥ）」、（米国）、国際光工学会（ＳＰＩＥ，　Ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、１９９５年５月、第２４３７巻、ｐ．２９２
【非特許文献２】
クラウド・モンカー（Ｃｌａｕｄｅ　Ｍｏｎｔｃａｌｍ）、外５名、「極紫外線リソグラフィに用いる多層反射膜コーティング（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｆｏｒ　ｅｘｔｒｅｍｅ−ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ　ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）」、「国際光工学会会報（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＳＰＩＥ）」、（米国）、国際光工学会（ＳＰＩＥ，　Ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒＯｐｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、１９９８年６月、第３３３１巻、ｐ．４２
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の膜厚分布制御では、上記曲線エッジ３ｂの形状などを調整して、膜厚分布制御板の周上開口率を調整することで、半径方向の膜厚分布を制御している。
ところが、中心ＣＰに近づくほど同じ開口角に対応する円周の長さが短くなる。このため、膜厚分布制御板３の整形を行う際には、中心ＣＰの近傍において高い形状精度が要求される。
【００１３】
例えば、中心ＣＰから３ｍｍの位置では、角度１°（円周の約０．３％）に対する弧の長さは５２μｍである。そして、角度０．３°（円周の約０．１％）に対する弧の長さは１７μｍである。したがって、膜厚分布を０．１％よりも高精度で制御する場合には、直線エッジ３ａ及び曲線エッジ３ｂのプロフィルの形状精度を少なくとも１７μｍよりも高くする必要がある。しかしながら、実際に、エッジ３ａ、３ｂをこのような高精度で加工することは容易ではない。
【００１４】
上記の点に鑑み、本発明は、安価でかつ簡易な構成の膜厚分布制御板により、容易にかつ高精度な成膜を実現することのできる成膜方法、多層膜成膜方法、成膜装置を提供することを目的とする。
さらに、高精度の多層膜反射鏡を有するＥＵＶ露光装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の成膜方法は、膜を構成する物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜する際に、前記基板表面の近傍に、飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板を配置し、前記基板と前記膜厚分布制御板とを回転中心周りに相対的に回転させながら、前記開口を通った前記飛散物質を前記基板表面に堆積させて、該表面上に回転対称形の膜厚分布を有する膜を成膜する方法であって、それぞれの開口プロフィルを有する複数枚の単位制御板を重ねて前記膜厚分布制御板を構成し、該単位制御板の重なり姿勢を変えることにより、それぞれの開口プロフィルの重なり合った合成開口プロフィルを得、該合成開口プロフィルの周上開口率の半径方向分布を変え、もって前記膜の膜厚分布を制御することを特徴とする。
【００１６】
この成膜方法によれば、膜厚分布制御板の単位制御板の重なり姿勢を変えて、合成開口プロフィルの前記回転中心周りの周上開口率を調整することにより、膜の半径方向の膜厚分布を容易に制御することができる。そのため、膜厚分布制御板を加工しなおしたり、新たに作成する手間を省くことができる。そして、成膜後あるいは成膜中の膜厚分布の実測結果などに応じて、単位制御板の重なり姿勢を調整することにより、膜厚分布の制御を容易に行うことができる。
【００１７】
本発明の成膜方法においては、前記基板表面上に成膜した膜の膜厚分布の実測結果に基づいて、前記合成開口プロフィルの周上開口率の半径方向分布を変え、もって次に行う成膜における膜厚分布を制御することができる。
【００１８】
この場合、成膜後の膜厚分布の実測結果に応じて単位制御板の重なり姿勢を調整し、次に行う成膜における膜厚分布を制御する。これにより、所望の膜厚分布を簡易に実現することが可能になる。
【００１９】
本発明の成膜方法においては、前記複数枚の単位制御板の前記回転中心に対する重ね合わせ角度を変えて該単位制御板の重なり姿勢を変えることができる。
【００２０】
この場合、単位制御板を相対回転させることで、単位制御板の重なり姿勢を調整する。そのため、膜厚分布の制御がより簡易である。なお、後述するように、この方法によれば、単位制御板の開口の加工精度が比較的低い場合でも、各単位制御板の開口を重ね合わせることにより形成される合成開口プロフィルを高精度に調整できる。
【００２１】
本発明の多層膜成膜方法は、基板表面上に、屈折率の異なる２種類以上の物質を一定の周期長で積層してなる多層膜を成膜する方法であって、前記基板表面上に堆積させる前記飛散物質を切り換えながら、該基板表面上に多層膜を成膜するようにしてもよい。
【００２２】
この多層膜成膜方法によれば、容易に所望の膜厚分布とした高精度な膜を基板表面上に積層して多層膜を成膜することができ、例えば、ＥＵＶリソグラフィに最適なＭｏ／Ｓｉ多層膜やＭｏ／Ｂｅ多層膜を高精度に成膜した反射鏡を容易かつ安価に作製することができる。
【００２３】
本発明の成膜装置は、ターゲット材の物質を飛散させ、基板表面上に該物質を堆積させて成膜する成膜装置であって、前記ターゲット物質からなるターゲット材を保持するターゲット保持手段と、前記ターゲット材からの飛散物質が前記基板表面に堆積するような位置において該基板を保持する基板保持手段と、前記基板表面に堆積させる前記飛散物質の膜厚分布を制御する膜厚分布制御手段と、を備え、該膜厚分布制御手段が、前記ターゲット材と前記基板表面との間に介在して前記飛散物質の一部のみを通す開口を有する膜厚分布制御板と、該膜厚分布制御板と前記基板とを回転中心周りに相対的に回転させる回転手段と、を有し、前記膜厚分布制御板が、それぞれ開口プロフィルを有する複数枚の単位制御板を重ね合わせたものであり、前記単位制御板の重なり姿勢を変えることにより、該単位制御板のそれぞれの開口プロフィルの重なり合った合成開口プロフィルの前記回転中心周りの周上開口率の半径方向分布を調整可能となっていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の露光装置は、感応性樹脂を塗布した基板上にＥＵＶ光を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、上記の成膜方法により成膜された反射膜を有する多層膜反射鏡を備えることを特徴とする。
【００２５】
この露光装置によれば、例えば、ＥＵＶリソグラフィに適したＭｏ／Ｓｉ多層膜やＭｏ／Ｂｅ多層膜を具備する反射鏡を光学系に備えることができるので、高精度な露光を実現することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明に係る成膜装置について説明する。なお、本実施形態の説明においては、上記の図７とほぼ共通する構成要素には、同一符号を用い、重複する説明を一部省略する。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。
図２に示す成膜装置１０においては、真空容器５内に、反射鏡となる基板１と、成膜材料のターゲット材２とが、互いに対面するように配置されており、これら基板１とターゲット材２との間に膜厚分布制御板１１が配置されている。この膜厚分布制御板１１は、基板１の成膜面１ａの近傍に配置されている。
【００２８】
基板１は、反射面となる成膜面１ａを鉛直下方に向くように、基板保持手段１９により保持されている。基板保持手段１９は、基板１をつかむチャックや回転機構などを有している。ここで、膜厚分布制御板１１の中心ＣＰは、基板１の回転軸ＡＸ上に位置している。
【００２９】
なお、膜厚分布制御板１１については後述する。また、以下の説明で、膜厚分布制御板１１及び単位制御板２１、２３の中心はすべて回転軸ＡＸ上に配されるため、中心をＣＰとして統一する。
【００３０】
ターゲット材２は、基板１の真下に位置するように、ターゲット保持手段１８により保持されている。このターゲット保持手段は、ターゲット材料が基板１側に向かって飛散するようにターゲット材２を保持している。同ターゲット保持手段は、真空容器５内を真空引きしたまま、ターゲット材２のＭｏターゲットとＳｉターゲットとを連続してスパッタリングできるように切り換える機構を有する。
【００３１】
ここで、成膜装置１０の膜厚分布制御板１１について、図３〜図５を参照して説明する。膜厚分布制御板１１は、図３（ａ）に示す単位制御板２１と、図３（ｂ）に示す単位制御板２３とから構成されている。
図３は、膜厚分布制御板１１を構成する単位制御板２１、２３を示す平面図である。各単位制御板２１、２３は、０．１ｍｍ厚の円盤状のステンレス板にエッチング加工を施すことによって作成されたもので、互いの径は等しい（一例で直径５０ｍｍ。）。
【００３２】
図３（ａ）に示す単位制御板２１は、開口２２を有している。この開口２２は、中心ＣＰから外周付近まで延びる直線状のエッジ２１ａと２１ｂとに囲まれた扇形をしている。したがって、開口２２のプロフィルは、前記直線状のエッジ２１ａ、２１ｂと、前記両エッジの端点を結ぶ、扇形の弧のエッジ２１ｃとからなっている。
【００３３】
この扇形の開口２２の中心角θ１は、２７０°に設定されている。したがって、遮蔽部の中心角は９０°になるので、該単位制御板２１の周上遮蔽率及び周上開口率（定義は既述。）は、それぞれ次の式から求めることができる。
（周上遮蔽率）＝９０°÷３６０°×１００＝２５％
（周上開口率）＝（３６０°−９０°）÷３６０°×１００＝７５％
【００３４】
一方、図３（ｂ）に示す単位制御板２３は、開口２４を有している。この開口２４の開口プロフィルは、中心ＣＰから外周付近まで延びる直線エッジ２３ａ、及び、開口２４側に湾曲して張り出している曲線エッジ２３ｂ、前記両エッジの端点を結ぶ、単位制御板２３の中心ＣＰを中心とする円弧のエッジ２３ｃからなっている。
【００３５】
この直線エッジ２３ａと曲線エッジ２３ｂ（の接線）とのなす角θ２は、中心ＣＰ付近では２４０°、外周付近では２７０°、中心ＣＰと円弧エッジ２１ｃの間の中央部では２５０°のように設定されており、２４０°≦θ２≦２７０°の範囲で滑らかに変化している。
【００３６】
これらの単位制御板２１、２３は、互いに重ね合わせられた状態で、ホルダ（図示されていない。）内に設置されている。このホルダは、単位制御板２１、２３の外径と等しい内径を有する円筒体である。単位制御板２１、２３は、それぞれの中心が一致するように、ホルダの内部に嵌め込まれている。
【００３７】
各単位制御板２１、２３は、互いの相対的な重ね合わせ角度（以下、重ね合わせ角度と書く。）が所定の値になるように調整されて、ホルダの内部に保持される。単位制御板２１、２３の重ね合わせ角度は、単位制御板２３の外周縁に刻まれた角度目盛２５（図３（ｂ）参照。）を、単位制御板２１の対応する部位に形成された窓２６（図３（ａ）参照。）から確認しつつ、基準線２７を合わせることにより容易に調整することができる。
【００３８】
なお、ここで用いるホルダは、内筒と外筒を組み合わされた二重の円筒状になっていてもよい。この場合、単位制御板２１、２３は、それぞれ内筒と外筒の開口部に固定される。これにより、内筒と外筒とを相対的に同軸回転させるだけで単位制御板２１、２３の重ね合わせ角度を調整することが可能になる。
【００３９】
次に、上記２枚の単位制御板２１、２３を組み合わせた膜厚分布制御板１１の構成について説明する。
図４は、膜厚分布制御板を調整した状態の例を示す平面図である。図４に示すように、膜厚分布制御板１１の開口１２は、上記の単位制御板２１、２３の各開口２２、２４を重ね合わせられて形成されている。合成開口１２のプロフィルは、ホルダ内で単位制御板２１、２３を回転させて、相互に重なり合う部分を変化させることによって調整することができる。
【００４０】
図４（ａ）は、２枚の単位制御板２１、２３の各直線エッジ２１ａと２３ａとを一致させた場合をしめす。この場合、合成開口１２の角度（以下、開口角）Θは、曲線エッジ２３ｂを有する単位制御板２３の開口角θ２と等しくなる（２４０°≦Θ＝θ２≦２７０°）。
【００４１】
次に、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態から、曲線エッジ２３ｂを有する単位制御板２３を反時計回りに６０°回転させた状態を示している。このとき、両単位制御板の直線エッジ２１ａと２３ａとのなす角φ（遮蔽部の増加分）は、６０°である。したがって、膜厚分布制御板１１の合成開口１２の開口角Θ’は、１８０°から２１０°の範囲の値をとる（１８０°≦Θ’≦２１０°）。
【００４２】
図４（ｃ）は、図４（ｂ）の状態から、曲線エッジ２３ｂを有する単位制御板２３を反時計回りにさらに３０°（図４（ａ）の状態から９０°）回転させた状態を示している。このとき、直線エッジ２１ｂと２３ａとが一致している。したがって、膜厚分布制御板１１の合成開口１２の開口角Θ”は、１５０°から１８０°の範囲の値をとる（１５０°≦Θ”≦１８０°）。
【００４３】
次に、図４の膜厚分布制御板１１の周上開口率（定義は既述。）について説明する。
図５は、膜厚分布制御板の周上開口率の半径方向分布を示す図である。図５の横軸は、膜厚分布制御板１１の中心ＣＰからの距離（ｒ）であり、縦軸は、中心ＣＰから６ｍｍの位置の周上開口率を”１”としたときの相対的な周上開口率である。図５には、０（ｍｍ）≦ｒ≦１０（ｍｍ）の範囲について図示されている。
図５においては、図４に示す直線エッジ２１ａと直線エッジ２３ｂの、中心ＣＰにおける接線とのなす角（以下、中心開口角と書く。）が、９０°、１２０°、１５０°（図４（ｃ）に相当。）、１８０°（図４（ｂ））、２４０°（図４（ａ））と設定された場合の周上開口率が図示されている。
【００４４】
図５によると、膜厚分布制御板１１によって生じる周上開口率の分布は、中心ＣＰからカーブを描いて滑らかに上昇している。そして、中心開口角を狭くするほど、周上開口率の変化（カーブの傾き）が大きくなっている。
これは、膜厚分布制御板１１の中心開口角を変化させると、曲線エッジ２３ｂの湾曲によって生じている開口角の分布量が全開口角に対して占める割合が変化するためである。
【００４５】
この割合を実際に計算してみる。
前述したように、単位制御板２３の開口角θ２は、中心ＣＰ付近では、θ２（ＣＰ）＝２４０°、中心ＣＰと円弧エッジ２１ｃの間の中央部では、θ２（真中）＝２５０°である。ゆえに、この２つの点の間における開口角の角度差は、θ２（真中）−θ２（ＣＰ）＝１０°となる。
したがって、中心開口角が１５０°（図４（ｃ））、１８０°（図４（ｂ））と２４０°（図４（ａ））の３つ場合において、曲線エッジ２３ｂの湾曲によって生じている部分の開口角が全開口角に対して占める割合の値（百分率）を計算すると、次のようになる。
１０°÷１５０°×１００≒６．７（％）
１０°÷１８０°×１００≒５．６（％）
１０°÷２４０°×１００≒４（％）
【００４６】
ところで、前述のように、従来の成膜装置においては、膜厚分布制御板の成形の際に、特に中心ＣＰの近傍で高い形状精度が必要であった。これに対して、本実施形態においては、２枚の単位制御板２１、２３を同軸回転させることによって合成開口１２の周上開口率を調整している。
【００４７】
上記の計算によると、重ね合わせ角度を３０°乃至６０°変化させたときの曲線エッジ２３ｂの湾曲によって生じている部分の開口角が全開口角に対して占める割合の変化は、１％程度である。翻っていえば、合成開口１２の周上開口率を１％変化させるためには、重ね合わせ角度を３０°乃至６０°変化させればよい。
そして、重ね合わせ角度を３°の精度で制御できれば、周上開口率を０．１〜０．０５％の精度で変化させることができる。
ここで、例えば、膜厚分布制御板１１（すなわち、各単位制御板２１、２３）の直径を５０ｍｍとすると、角度３°（円周の約０．８％）に対する弧長は、約１．３ｍｍであり、単位制御板２１、２３の重なり具合を１．３ｍｍ程度の精度で行うことは容易である。
したがって、本実施形態によれば、膜厚分布制御板の周上開口率を高精度で調整することが容易にできる。
【００４８】
ここで、再び図２を参照しながら、成膜装置１０の構成について説明する。
図２に示す真空容器５には、動作ガス（スパッタリングガス）としてＡｒ（アルゴン）が導入されており、減圧され一定のガス圧に維持されている。このＡｒガスは、Ａｒ陽イオンに励起される。Ａｒ陽イオンは、イオンビーム（図２中の矢印）としてターゲット材２の表面に照射される。
【００４９】
すると、ターゲット材２がスパッタされ、膜厚分布制御板１１の合成開口１２を通って、基板１の成膜面１ａに堆積する。成膜装置１０においては、基板１と膜厚分布制御板１１とが、回転軸ＡＸを中心として相対的に回転しながら成膜される。このとき、基板１上に成膜された膜の膜厚分布は、回転軸ＡＸを中心とする円の円周方向に均一になる。一方、径方向には、膜厚制御板１１の周上開口率の分布に応じた膜厚分布が生じる。
【００５０】
本実施形態によれば、各単位制御板２１、２３を相互に回転させて、合成開口１２の形状を変化させることにより、膜厚分布制御板１１における周上開口率の半径方向分布を容易に調節することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、２枚の単位制御板２１、２３により膜厚分布制御板１１を構成するが、枚数はこれに限るものではなく、３枚以上の単位制御板を組み合わせて膜厚分布制御板を構成してもよい。また、単位制御板の開口プロフィルを画成するエッジの形状もこれに限るものではない。
【００５２】
以下に、ＥＵＶ露光装置１００で用いる反射鏡１１５（図１参照、後述。）の反射面に多層膜を成膜する例について、図２を参照しながら説明する。
この例では、基板１の成膜面１ａ上に、直径１６ｍｍの円形凹面のＭｏ／Ｓｉ多層膜をイオンビームスパッタにより成膜する。この際、真空容器５内の真空環境を維持したまま、ＭｏターゲットとＳｉターゲットとを切り換えながら、スパッタリングを行う。ここで、ＥＵＶ露光装置１００の反射鏡１１５では、基板１の有効径（内径７ｍｍ、外径１５ｍｍ）の領域において膜厚分布を高精度に制御する必要がある。
【００５３】
本実施形態によれば、基板１の成膜面１ａに、高精度な膜厚分布を有するＭｏ／Ｓｉ多層膜が成膜される。また、本実施形態によれば、成膜面１ａが凸面の場合にも、高精度な成膜を施すことが可能である。
【００５４】
次に、本発明の一実施形態に係る多層膜成膜方法について説明する。
成膜装置１０において、基板１の成膜面１ａにターゲット材２のターゲット材料を堆積させる効率（スパッタ率）は、膜厚分布制御板１１の合成開口１２のプロフィル（の広狭）によって大きく異なる。このため、基板１の成膜面１ａに成膜する膜厚分布に応じた周上開口率を設定すると共に、スパッタリング時間を設定することになる。
【００５５】
以下に、本実施形態に係る成膜方法を手順に沿ってまとめる。なお、以下の説明では、適宜図２〜図４を参照しつつ説明する。
まず、単位制御板２１、２３を重ねて膜厚分布制御板１１を構成し、それらの重ね合わせ角度を調整して、所望の周上開口率を有する合成開口１２を形成する。ここで、基板１の成膜面１ａの外周部と内周部とで大きな差をつける膜厚分布にする場合には、膜厚分布制御板１１の開口１２の中心開口角を小さく設定する。また、基板１の成膜面１ａの外周部と内周部とで大きな差のない膜厚分布にする場合には、膜厚分布制御板１１の開口１２の中心開口角を大きく設定する。
このとき、所望の膜厚が得られるように上記スパッタ率を考慮して、スパッタリング時間を設定する。
【００５６】
そして、基板１と膜厚分布制御板１１とを相対回転させつつ、ターゲット材２をスパッタし、基板１の成膜面１ａ上に成膜を行う。
【００５７】
この後に、基板１の成膜面１ａに成膜された膜厚分布を実測し、その実測結果に基づいて単位制御板２１、２３の相対的な重ね合わせ角度を微調整する。
例えば、上記実測の結果、所望の膜厚分布より外周部の膜厚が薄くなった場合には、中心開口角を小さくして、外周部分の開口角の割合を大きくする。これにより、所望の膜厚分布を得られるように調整することができる。
【００５８】
図６は、本発明の一実施形態に係る多層膜成膜方法による膜厚分布制御結果を説明する図である。図６の横軸は、基板１の成膜面１ａの中心ＣＰからの距離（ｒ）であり、縦軸は、成膜面１ａ上の周期長（膜厚）分布である。
ここでは、まず、図６中に示す目的領域Ａの膜厚分布を得るため、膜厚分布制御板１１の開口１２の中心開口角を１８０°に設定したとする。
このときの実測結果が図６に示す曲線Ｂである。図６からわかるように、曲線Ｂは、成膜面１ａの外周部ほど薄くなっており、目的領域Ａの図中下側にはみ出してしまっている。
【００５９】
このため、単位制御板２１、２３の相対的な重ね合わせ角度を３０°変更して膜厚分布制御板１１の開口１２の中心開口角を１５０°に設定し直すとともに、スパッタリング時間を１．２倍にして、２回目の成膜を行った。
この場合、曲線Ｂのときと比べて、外周部ほど曲線エッジ２３ｂの湾曲によって生じている部分の開口角が全開口角に対して占める割合が大きくなっている。また、合成開口１２が狭くなった分、所望の膜厚を得るために、スパッタリング時間を長く設定する。
このときの実測結果が図６に示す曲線Ｃである。図６からわかるように、曲線Ｃは、目的領域Ａに収まっている。
【００６０】
そして、ターゲット保持手段１８によりターゲット材２を切り換えて、ＭｏターゲットとＳｉターゲットとを交互にスパッタして、基板１の成膜面１ａ上に成膜を行う。これにより、基板１の成膜面１ａに高精度な膜厚分布を有するＭｏ／Ｓｉ多層膜を成膜することができる。
【００６１】
ここで、成膜装置１０が、成膜中に、基板１の成膜面１ａにおける膜厚分布を実測可能であれば、その成膜中に単位制御板２１、２３の相対的な重ね合わせ角度を調整できるようにしてもよい。また、ＭｏとＳｉとのそれぞれの成膜において、膜厚分布が異なるようにしてもよい。
【００６２】
このように本実施形態よれば、単位制御板２１、２３の相対的な重ね合わせ角度を変更して、開口１２の周上周上開口率を高精度に調整することができるので、基板１の成膜面１ａに成膜する膜厚分布を高精度に制御することができる。また、従来例のように、膜厚分布の実測結果に応じて膜厚分布制御板を作り直す必要がないし、開口部について高い形状精度を必要としない。したがって、成膜に係るコストを著しく低下させることができる。
【００６３】
以下に、本発明の一実施形態に係るＥＵＶ露光装置について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＥＵＶ露光装置を示すブロック図である。なお、以下の説明において、上流側とは光路の上流側（光源に近い方）をいい、下流側とは光路の下流側（ウェハに近い方）をいう。
【００６４】
図１に示すＥＵＶ露光装置１００は、上流側にＸ線発生装置（レーザプラズマＸ線源）１０１を備えている。このＸ線発生装置１０１は、球状の真空容器１０２を備えており、この真空容器１０２の内部は、図示せぬ真空ポンプで排気されている。真空容器１０２内の図１の上側には、多層膜放物面ミラー１０４が設置されている。このミラー１０４の反射面１０４ａには、既述の成膜方法、装置により成膜したＭｏ／Ｓｉの多層膜が形成されている。
【００６５】
真空容器１０２の図中右方には、レンズ１０６が配置されている。このレンズ１０６は、レーザ光源（図示されず）から放出されたパルスレーザ光１０５を、多層膜放物面ミラー１０４の焦点位置に集光する。集光されたパルスレーザ光１０５が標的材料（Ｘｅ（キセノン）等）１０３に照射されることで、プラズマ１０７が生成され、このプラズマ１０７から１３ｎｍ付近の波長帯の軟Ｘ線（ＥＵＶ光）１０８が輻射される。
【００６６】
真空容器１０２の図中下部には、可視光をカットするＸ線フィルター１０９が設けられている。前記ＥＵＶ光１０８は、多層膜放物面ミラー１０４によって、図１の下方に反射されて、Ｘ線フィルター１０９を通過し、後段の露光チャンバー１１０に導かれる。このとき、ＥＵＶ光１０８の可視光帯域のスペクトルがカットされる。
【００６７】
なお、このＸ線発生装置１０１はレーザプラズマＸ線源を用いているが、放電プラズマＸ線源を採用することもできる。放電プラズマＸ線源においては、パルス高電圧の放電により標的材料をプラズマ化し、このプラズマからＸ線を輻射させる。
【００６８】
Ｘ線発生装置１０１の図１中下方には、露光チャンバー１１０が設置されている。露光チャンバー１１０の内部には、照明光学系１１３が配置されている。照明光学系１１３は、コンデンサ系の反射鏡、フライアイ光学系の反射鏡等で構成されており（図１中では詳細は省略されている。）、Ｘ線発生装置１０１から入射したＥＵＶ光１０８を円弧状に整形し、図１中左方に向けて照射する。
【００６９】
照明光学系１１３の図１中左方には、反射鏡１１５が配置されている。この反射鏡１１５は、円形の凹面鏡であり、反射面１１５ａが図１中右側のなるように、図示せぬ保持部材により垂直に保持されている。反射鏡１１５の図１中右方には、光路折り曲げ反射鏡１１６が配置されている。この光路折り曲げ反射鏡１１６の図１中上方には、反射型マスク１１１が、反射面が下になるように水平に配置されている。照明光学系１１３から放出されたＥＵＶ光は、反射鏡１１５により反射集光された後に、光路折り曲げ反射鏡１１６を介して、反射型マスク１１１の反射面に達する。
【００７０】
反射鏡１１５、１１６は、反射面が高精度に加工された、熱変形の少ない低熱膨張ガラス製の基板からなる。反射鏡１１５の反射面１１５ａには、Ｘ線発生装置１０１の多層膜放物面ミラー１０４の反射面と同様に、本発明に係る成膜方法・装置（詳細後述。）により成膜したＭｏ／Ｓｉの多層膜が形成されている。なお、波長が１０〜１５ｎｍのＸ線を用いる場合には、Ｍｏ（モリブデン）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）等の物質と、Ｓｉ、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｂ４Ｃ（４ホウ化炭素）等の物質とを組み合わせた多層膜でもよい。
【００７１】
反射型マスク１１１の反射面にも多層膜からなる反射膜が形成されている。反射型マスク１１１の反射膜には、ウェハ１１２に転写するパターンに応じたマスクパターンが形成されている。反射型マスク１１１は、図１中上方に図示されたマスクステージ１１７に取り付けられている。マスクステージ１１７は、少なくともＹ方向に移動可能であり、光路折り曲げ反射鏡１１６で反射されたＥＵＶ光は、反射型マスク１１１上で順次走査される。
【００７２】
反射型マスク１１１の下方には、順に投影光学系１１４、ウェハ（感応性樹脂を塗布した基板）１１２が配置されている。投影光学系１１４は、複数の反射鏡等からなり、反射型マスク１１１によって反射されたＥＵＶ光を所定の縮小倍率（例えば１／４）に縮小してウェハ１１２上に結像する。ウェハ１１２は、露光面が上方を向くように、ＸＹＺ方向に移動可能なウェハステージ１１８上に固定されている。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、膜厚分布制御板の単位制御板の重なり姿勢を変えて合成開口プロフィルの周上開口率の半径方向分布を調整するので、膜厚分布を所望の半径方向分布とする高精度な成膜を容易に行うことができる。したがって、従来技術のように膜厚分布制御板を高精度に加工する必要がなく、また、作り直す必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＥＵＶ露光装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る成膜装置を模式的に示す図である。
【図３】膜厚分布制御板を構成する単位制御板を示す平面図である。
【図４】膜厚分布制御板を調整した状態の例を示す平面図である。
【図５】膜厚分布制御板の周上開口率の半径方向分布を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る多層膜成膜方法による膜厚分布制御結果を説明するグラフである。
【図７】従来の多層膜成膜装置を模式的に示す図である。
【図８】従来の膜厚分布制御板の平面図である。
【符号の説明】
１　基板
１ａ　基板１の成膜面
２　ターゲット材
１０　成膜装置
１１　膜厚分布制御板
１８　ターゲット保持手段
１９　基板保持手段
２１、２３　単位制御板
１００　露光装置
１０１　Ｘ線発生装置
１１０　露光チャンバー
１１１　反射型マスク
１１２　ウェハ
１１５　多層膜反射鏡
１１５ａ　多層膜反射鏡１１５の反射面
【図１】
2004115861.tif 000003
【図２】
2004115861.tif 000004
【図３】
2004115861.tif 000005
【図４】
2004115861.tif 000006
【図５】
2004115861.tif 000007
【図６】
2004115861.tif 000008
【図７】
2004115861.tif 000009
【図８】
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