(57)【要約】【課題】  複数のターゲット等を設けた成膜装置であっても、基板上に所望の膜厚分布の膜を形成することができる成膜装置を提供すること。【解決手段】  基板ホルダ２１によって基板Ｗを回転させつつ第１及び第２ターゲットユニット３３，３４からの成膜物質を基板Ｗ上に交互に堆積することにより、基板Ｗ上に異なる成分の薄膜層が交互に積層されて多層膜が完成する。この際、第１及び第２ターゲットユニット３３，３４やイオンビーム源３５に対してマスク４１を常に正対させて成膜を行うことになるので、各ユニット３３〜３５による処理が等価になる。しかも、マスク４１の要点ＭＣが回転する基板Ｗ上の中心点ＣＰ上に常に投影されるので、基板Ｗ上に形成される多層膜ＭＬを設計通りのものとすることができる。【選択図】    図１
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【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それぞれ配置される複数の処理用物質源を有し、当該複数の処理用物質源のうち少なくとも１つとして成膜材料源を含む射出処理部と、
前記基板ホルダに保持される基板の表面近傍に配置されるともに、前記複数の処理用物質源による基板表面の処理状態の分布を制御するための狭幅部を有するマスクと、
前記複数の処理用物質源のそれぞれに対して、前記マスクの狭幅部の最細点の影が前記基板ホルダに保持される基板の表面上の回転中心に投影されるように、当該マスクを移動させることができるマスクホルダと
を備える成膜装置。
【請求項２】
前記射出処理部は、前記複数の処理用物質源として、複数の成膜材料に対応して設けた複数の成膜材料源である複数のターゲットと、少なくとも１つのイオンビーム源とを含むことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記マスクは、前記狭幅部として、前記最細点において先端を付き合わせた一対の対向するテーパ部を有する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成膜装置。
【請求項４】
前記マスクホルダは、前記基板ホルダの回転軸に平行な軸のまわりに前記マスクを回転させることができるマスク移動手段を有することを特徴とする請求項３記載の成膜装置。
【請求項５】
前記マスク移動手段は、前記基板ホルダの回転軸のまわりに前記マスクを回転させ、前記複数の処理用物質源は、前記基板ホルダの回転軸のまわりに略同一の傾斜角で配置されており、前記マスクの最細点と前記基板ホルダの回転軸とは、所定間隔だけ離間していることを特徴とする請求項４記載の成膜装置。
【請求項６】
前記マスクは、前記狭幅部として、前記最細点を先端とするテーパ部を有する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成膜装置。
【請求項７】
前記マスクホルダは、２軸以上の移動方向に関して前記マスクを移動させることができ、前記２軸以上の移動方向の少なくとも一方向に関して、前記処理用物質源による処理中に前記マスクを移動可能であることを特徴とする請求項６記載の成膜装置。
【請求項８】
前記マスクホルダは、前記２軸の移動方向に関して独立して前記マスクを移動させるマスク移動手段を有し、前記処理用物質源による処理中に前記マスクを移動させる第１方向が、前記基板ホルダの半径方向であり、前記マスクを移動させる残りの第２方向が、前記第１方向と直交する接線方向であることを特徴とする請求項７記載の成膜装置。
【請求項９】
前記マスクホルダは、前記２軸の移動方向に関して独立して前記マスクを移動させるマスク移動手段を有し、前記処理用物質源による処理中に前記マスクを移動させる第１方向が、前記基板ホルダの半径方向であり、前記マスクを移動させる残りの第２方向が、前記基板ホルダの回転軸の回りの回転方向であることを特徴とする請求項７記載の成膜装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９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】
請求項１から請求項９のいずれか一項記載の成膜装置を用いることによって形成される光学膜を有する光学部品であって、
前記複数の処理用物質源は、複数の成膜材料に対応して設けた複数のターゲットと、少なくとも１つのイオンビーム源とを含み、前記光学膜は、前記複数のターゲットからの成膜によって積層された多層膜であることを特徴とする光学部品。
【請求項１２】
請求項１０及び請求項１１のいずれか一項記載の光学部品を備える投影用の結像系。
【請求項１３】
投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、
露光光によってマスクを照明する照明光学系と、
請求項１０及び請求項１１のいずれか一項記載の光学部品を含み、前記マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系と
を備える投影露光装置。
【請求項１４】
投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、
請求項１０及び請求項１１のいずれか一項に記載の光学部品を含み、露光光によってマスクを照明する照明光学系と、
前記マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系と
を備える投影露光装置。
【請求項１５】
基板を自転可能に保持すべき基板ホルダに対向する位置に、成膜材料源を含む複数の処理用物質源を配置する工程と、
前記複数の処理用物質源による基板表面の処理状態の分布を遮蔽によって制御するための狭幅部を有するマスクを、前記基板ホルダに保持される基板の表面近傍に配置する工程と、
前記複数の処理用物質源のそれぞれに対して、前記マスクの狭幅部の最細点の影が前記基板ホルダに保持される基板の表面上の回転中心に投影されるように、当該マスクを移動させる工程と
を備える成膜方法。
【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】
可視光領域の光学素子として、主にレンズが用いられているが、Ｘ線波長領域では、物質の屈折率が１に近いため、従来のレンズは光学素子として十分機能せず使用できない。このような事情から、Ｘ線波長領域では、光学素子として反射鏡が用いられている。特に、直入射に近い状態で入射するＸ線をも比較的高い反射率にて反射することができる多層膜Ｘ線反射鏡（反射面にＸ線反射多層膜を設けたもの）が用いられている。
【０００３】
この多層膜Ｘ線反射鏡の用途の一つとして半導体製造用の投影露光装置がある。投影露光装置において、その解像度を向上させるため露光光の波長を短くすると、それに伴って収差の許容上限値も小さくなる。露光光としてＸ線を使用するＸ線投影露光装置の場合に、Ｘ線波長を例えば１３ｎｍとすると、収差の許容上限値は約１ｎｍ（ｒｍｓ）となる。特に、Ｘ線反射鏡の反射面としての多層膜については、多数の膜を積層することから誤差が蓄積されやすいので、高精度に膜厚分布が制御されていることが必要である。
【０００４】
Ｘ線反射鏡に多層膜を形成するための成膜装置として、例えばターゲットに対向する位置に自転する基板ホルダを配置し、基板ホルダの近傍に基板ホルダ半径距離により開口率を変えたマスクを設置しているものが存在する（特許文献１参照）。このような成膜装置において、マスクは、基板上の膜厚分布が所望の分布になるように、基板の種類ごとに対応する開口形状となるよう作製されている。また、この成膜装置では、マスクの開口形状を精密に制御するため、マスクに隣接して形状可変型補正板を設けて開口形状の微調整を行えるようにしてある。
【０００５】
また、別の成膜装置として、ターゲットに対向する位置に自転する基板ホルダを配置し、基板ホルダの近傍に基板ホルダの半径方向に移動可能で基板ホルダの中心に向かって尖った三角形のマスク（可動マスク）を配置しているものが存在する。このような成膜装置において、成膜時には基板に対してマスクを制御しつつ半径方向に移動させることにより、基板上に所望の膜厚分布が得られるようにしている。
【特許文献１】特開２００２−２８５３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、以上のような成膜装置は、基板とターゲットとが１対１で対向していることを前提としており、基板に対し複数のターゲット等を並列的に設けた成膜装置では、以下のような問題が生じる。
【０００７】
すなわち、複数のターゲットを設けた成膜装置では、各ターゲットから放射された成膜粒子が基板上に飛来するときにできる影の部分が各ターゲットごとに異なるので、使用するターゲットごとに基板上の膜厚分布が異なるという問題がある。特に、後者の三角形のマスクを利用した成膜装置の場合、マスクが頂点を持つ形状であることから、基板中心近傍をマスク頂点部を用いて膜厚制御する場合に大きな障害となる。以上のような問題は、基板表面が平坦でマスクに近接している場合、影の位置ズレがほとんど生じないので問題となりにくいが、基板表面が曲面（特に凹面）である場合は基板全体でマスクを近接させることが困難となり、基板上に所望の膜厚の多層膜を形成することができない。
【０００８】
そこで、本発明は、複数のターゲット等を設けた成膜装置であっても、基板上に所望の膜厚分布の膜を形成することができる成膜装置や方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、以上のような成膜装置を用いて作製した光学部品や、これを組み込んだ投影露光装置等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】
【００１０】
上記課題を解決するため、第１発明に係る成膜装置は、基板を自転可能に保持する基板ホルダと、基板ホルダに対向する位置にそれぞれ配置される複数の処理用物質源を有し、当該複数の処理用物質源のうち少なくとも１つとして成膜材料源を含む射出処理部と、基板ホルダに保持される基板の表面近傍に配置されるともに、複数の処理用物質源による基板表面の処理状態の分布を制御するための狭幅部を有するマスクと、複数の処理用物質源のそれぞれに対して、マスクの狭幅部の最細点の影が基板ホルダに保持される基板の表面上の回転中心に投影されるように、当該マスクを移動させることができるマスクホルダとを備える。
【００１１】
上記成膜装置では、マスクホルダが、複数の処理用物質源のそれぞれに対してマスクの狭幅部の最細点の影が基板ホルダに保持される基板の表面上の回転中心に投影されるように当該マスクを移動させることができるので、複数の処理用物質源を切替えても、基板表面に同様の処理を施すことができる。すなわち、例えば処理用物質源を切替えつつ異なる材料で成膜を繰返し多層膜を基板上に形成する場合において、多層膜を構成する各層の膜厚分布を相互に一致させることが簡易になるので、高性能の光学素子を提供することができる。なお、マスクの狭幅部の最細点の影が基板表面上の回転中心に投影される状態を基準としてマスクを適宜変位させた場合、マスクの変位のさせ方によって基板上に所望の膜厚分布を形成することができる。
【００１２】
また、第２発明に係る成膜装置は、第１発明の成膜装置において、射出処理部は、複数の処理用物質源として、複数の成膜材料に対応して設けた複数の成膜材料源である複数のターゲットと、少なくとも１つのイオンビーム源とを含む。この場合、処理用物質源を切替えつつ異なる材料で成膜を繰返し多層膜を基板上に形成する際に、イオンビーム源によって成膜の中間段階で平滑化や改質等の表面処理を行うことができるので、より高品位の成膜が可能になる。
【００１３】
また、第３発明に係る成膜装置は、第１，２発明の成膜装置において、マスクが狭幅部として最細点において先端を付き合わせた一対の対向するテーパ部を有する。この場合、開口率を固定的に調節したマスクによって特にマスクを変位させることなく、基板上に所望の膜厚分布を形成することができる。
【００１４】
また、第４発明に係る成膜装置は、第３発明の成膜装置において、マスクホルダが、基板ホルダの回転軸に平行な軸のまわりにマスクを回転させることができるマスク移動手段を有する。この場合、マスクを上記軸のまわりに適当なタイミングで適宜回転させることによって、各処理用物質源に対して基板上の回転中心を基準としてマスクをアライメントすることができ、成膜物質等を所望の状態で基板上に入射させることができる。
【００１５】
また、第５発明に係る成膜装置は、第４発明の成膜装置において、マスク移動手段は、基板ホルダの回転軸のまわりにマスクを回転させ、複数の処理用物質源は、基板ホルダの回転軸のまわりに略同一の傾斜角で配置されており、マスクの最細点と基板ホルダの回転軸とは、所定間隔だけ離間している。この場合、基板の回転軸のまわりに対称性良く複数の処理用物質源を配置することができ、処理用物質源を切替えつつ多層膜を基板上に形成する際に、同一条件で各層を形成しやすくなる。
【００１６】
また、第６発明に係る成膜装置は、第１，２発明の成膜装置において、マスクが、狭幅部として、最細点を先端とするテーパ部を有する。この場合、マスクの狭幅部の最細点の影が基板の表面上の回転中心に投影される状態を基準としてマスクを適宜変位させることにより、基板上に所望の膜厚分布を形成することができる。
【００１７】
また、第７発明に係る成膜装置は、第６発明の成膜装置において、マスクホルダが、２軸以上の移動方向に関してマスクを移動させることができ、２軸以上の移動方向の少なくとも一方向に関して、処理用物質源による処理中にマスクを移動可能である。この場合、複数の処理用物質源に対するマスクの移動と、成膜中におけるマスクの移動とを同一の機構で兼用して行うことができ、装置構造を簡単化することができる。
【００１８】
また、第８発明に係る成膜装置は、第７発明の成膜装置において、マスクホルダが、２軸の移動方向に関して独立してマスクを移動させるマスク移動手段を有し、処理用物質源による処理中にマスクを移動させる第１方向が、基板ホルダの半径方向であり、マスクを移動させる残りの第２方向が、第１方向と直交する接線方向である。この場合、マスクを基板の半径方向と基板外周の接線方向とに移動させるマスク移動手段によってマスクの２次元的移動を達成することができる。
【００１９】
また、第９発明に係る成膜装置は、第７発明の成膜装置において、マスクホルダが、２軸の移動方向に関して独立してマスクを移動させるマスク移動手段を有し、処理用物質源による処理中にマスクを移動させる第１方向が、基板ホルダの半径方向であり、マスクを移動させる残りの第２方向が、基板ホルダの回転軸の回りの回転方向である。この場合、マスクを基板の半径方向と基板の回転方向とに移動させるマスク移動手段によってマスクの２次元的移動を達成することができる。
【００２０】
また、第１０発明に係る光学部品は、第１〜９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。
【００２１】
上記光学部品では、上述の成膜装置を用いて光学膜を形成するので、膜厚分布等が精密に制御されており、Ｘ線領域における結像特性等の光学性能を高めることができる。
【００２２】
また、第１１発明に係る光学部品は、第１〜９発明の成膜装置を用いることによって形成される光学膜を有する光学部品であって、複数の処理用物質源が、複数の成膜材料に対応して設けた複数のターゲットと、少なくとも１つのイオンビーム源とを含み、光学膜が、複数のターゲットからの成膜によって積層された多層膜である。
【００２３】
上記光学部品では、上述の成膜装置を用いて多層膜からなる光学膜を形成するので、膜厚分布等が精密に制御されており、Ｘ線領域における反射特性等を高めることができる。
【００２４】
また、第１２発明に係る投影用の結像系は、第１０，１１発明の光学部品を備える。この場合、Ｘ線領域等における結像系において良好な結像が可能になる。
【００２５】
また、第１３発明に係る投影露光装置は、投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、露光光によってマスクを照明する照明光学系と、第１０，１１発明の光学部品の光学部品を含み、マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系とを備える。
【００２６】
上記投影露光装置では、投影光学系が上述の光学部品を含みマスクのパターン像を基板上に形成するので、Ｘ線領域等における高性能の投影露光が可能になる。
【００２７】
また、第１４発明に係る投影露光装置は、投影光学系を用いてマスクのパターン像を基板上に投影露光する装置であって、第１０，１１発明の光学部品を含み、露光光によってマスクを照明する照明光学系と、マスクのパターン像を基板上に形成する投影光学系とを備える。
【００２８】
上記投影露光装置では、照明光学系が上述の光学部品を含み、露光光によってマスクを照明するので、Ｘ線領域等における高輝度で均一な照明が可能になり、高精度の投影露光が可能になる。
【００２９】
また、第１５発明に係る成膜方法は、基板を自転可能に保持すべき基板ホルダに対向する位置に、成膜材料源を含む複数の処理用物質源を配置する工程と、複数の処理用物質源による基板表面の処理状態の分布を遮蔽によって制御するための狭幅部を有するマスクを、基板ホルダに保持される基板の表面近傍に配置する工程と、複数の処理用物質源のそれぞれに対して、マスクの狭幅部の最細点の影が基板ホルダに保持される基板の表面上の回転中心に投影されるように、当該マスクを移動させる工程とを備える。
【００３０】
上記成膜方法では、複数の処理用物質源のそれぞれに対してマスクの狭幅部の最細点の影が基板ホルダに保持される基板の表面上の回転中心に投影されるように当該マスクを移動させるので、複数の処理用物質源を切替えても、基板表面に同様の処理を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態の成膜装置の正面構造を概念的に説明する図であり、図２は、成膜装置の平面構造を概念的に説明する図である。
【００３２】
この成膜装置１０は、基板ホルダ２１と、射出処理部３１と、マスク４１と、マスクホルダ５１と、制御装置６１とを備える。なお、これらのうち、基板ホルダ２１、射出処理部３１、マスク４１、及びマスクホルダ５１は、低圧の不活性ガス雰囲気下で成膜等を可能にする真空容器７１内に収納されている。
【００３３】
ここで、基板ホルダ２１は、光学素子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とからなる。
【００３４】
基板Ｗは、例えば凹面鏡を形成するための母材であり、石英等のガラス、シリコンカーバイド等で形成されている。基板Ｗの上面ＵＳは、研削や研磨によって中央が窪んだ滑らかで高精度の凹面となっており、上面ＵＳ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。
【００３５】
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の中心を通るようになっている。つまり、保持部材２３上の基板Ｗは、その上面ＵＳ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。
【００３６】
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、固定されたマスク４１の影が基板Ｗの上面ＵＳ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の上面ＵＳ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。
【００３７】
射出処理部３１は、成膜材料等の処理用物質を射出する処理用物質源として３つのユニットを備える。具体的には、基板Ｗの上面ＵＳに薄膜を形成するための２つの成膜材料源である第１及び第２ターゲットユニット３３，３４と、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３５とを備える。これらのターゲットユニット３３，３４やイオンビーム源３５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ターゲットユニット３３の軸線Ｐ１と基板ホルダ２１の回転軸ＲＡとの成す角は、第２ターゲットユニット３４の軸線Ｐ２と基板ホルダ２１の回転軸ＲＡとの成す角と等しくなっている。また、イオンビーム源３５の軸線Ｐ３と基板ホルダ２１の回転軸ＲＡとの成す角は、両ターゲットユニット３３，３４の軸線Ｐ１，Ｐ２が回転軸ＲＡに対して成す角と等しくなっている。そして、各軸線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、回転軸ＲＡと一点で交わり、この点は、基板Ｗの上面ＵＳの中心点ＣＰと一致している。
【００３８】
各ターゲットユニット３３，３４は、異なる成膜材料からなる異種のターゲットＴＡ１，ＴＡ２をそれぞれ内蔵しており、成膜材料の粒子を発生する。各ターゲットＴＡ１，ＴＡ２の主に背後には、例えばマグネトロンスパッタ装置が設けられており、このマグネトロンスパッタ装置によってターゲットＴＡ１，ＴＡ２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，ＴＡ２に衝突し、ターゲットＴＡ１，ＴＡ２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，ＴＡ２を射出して、軸線Ｐ１，Ｐ２及びその周囲にほぼ沿って飛行し、基板Ｗの上面ＵＳ全体に比較的均一に入射する。一対のターゲットＴＡ１，ＴＡ２としては、例えばＮｉ／Ｔｉの組み合わせを用いることができ、また、例えばＮｉ／Ｃの組み合わせを用いることができる。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、所望膜厚のＮｉ／Ｔｉの多層膜や、Ｎｉ／Ｃの多層膜を基板Ｗ上に簡易に作製することができる。つまり、図３に示すように、基板Ｗ上に波長の適当な分数単位で第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。
【００３９】
以上のターゲットユニット３３，３４に組み込まれているマグネトロンスパッタ装置は、直流スパッタ装置等の各種スパッタ装置に置き換えることができる。また、マグネトロンスパッタ装置に代えて、ターゲットＴＡ１，ＴＡ２を斜めから叩くスパッタ用イオン源を用いることもできる。さらに、各ターゲットユニット３３，３４は、例えば真空蒸着装置の蒸発源に置き換えることができる。この場合、射出処理部３１と基板ホルダ２１との上下関係を通常反転させる。
【００４０】
イオンビーム源３５は、イオンビーム研磨用のものであり、不活性ガスを引き出して基板Ｗの上面ＵＳに照射する。つまり、不活性ガスのイオンは、イオンビーム源３５を射出して、軸線Ｐ３にほぼ沿って飛行し、基板Ｗの上面ＵＳ全体に比較的均一に入射する。このようにイオンビーム源３５から射出された不活性ガスのイオンは、基板Ｗ上の薄膜層の表面を平滑化する。イオンビーム源３５を動作させるタイミングは、基板Ｗの上面ＵＳに多層膜ＭＬを積層する各段階とすることができる。例えば交互積層型の多層膜ＭＬを構成する両方の薄膜層Ｌ１，Ｌ２に対してイオンビーム研磨を施すことができ、また、多層膜ＭＬを構成する一方の薄膜層Ｌ１又は他方の薄膜層Ｌ２に対してのみイオンビーム研磨を施すこともできる。なお、イオンビーム源３５としては、カウフマン型イオン源、パケット型イオン源、ＥＣＲイオン源等を用いることができる。
【００４１】
マスク４１は、射出処理部３１側からの成膜物質を部分的に遮蔽するためのものであり、基板ホルダ２１に保持された基板Ｗの上面ＵＳに近接した状態で、この上面ＵＳに対してほぼ平行に配置される。マスク４１は、一対の三角形の頂点同士を突き合わせたような形状を有している。すなわち、マスク４１は、一対の対向するテーパ部４１ａ，４１ｂからなり、両テーパ部４１ａ，４１ｂを突き合わせた部分である狭幅部ＮＷにおいて、両テーパ部４１ａ，４１ｂが先端で接する最細点すなわち要点ＭＣで横幅が最も狭くなっている。マスク４１を構成する各テーパ部４１ａ，４１ｂの頂点は鋭角である必要はないが成膜物質の利用効率を考えると鋭角であることが望ましい。また、各テーパ部４１ａ，４１ｂの両側のエッジは、直線である必要はなく、目的や用途に応じて適当な曲線に設定することができる。
【００４２】
マスクホルダ５１は、マスク４１を保持してマスク４１とともに回転する保持部材５３と、保持部材５３を基板ホルダ２１と共通する回転軸ＲＡのまわりに回転させる回転機構５４とからなる。
【００４３】
保持部材５３は、マスク４１を上部に固定しており、マスク４１と基板ホルダ２１の回転軸ＲＡとを平面内で所定の関係にアライメントした状態で保持している。
【００４４】
回転機構５４は、ステッピングモータやスライド機構を用いて形成されたマスク移動手段であり、保持部材５３を適当なタイミングで自転させる。これに伴って、マスク４１も基板ホルダ２１の上方で自転する。マスク４１を自転させるタイミングは、射出処理部３１を構成する３つのユニットを切替える際とする。例えば、第１ターゲットユニット３３からイオンビーム源３５に動作を切替えて処理を行う際に、回転機構５４によってマスク４１を反時計方向に１２０゜回転させる。また、第２ターゲットユニット３４からイオンビーム源３５に動作を切替えて処理を行う際に、回転機構５４によってマスク４１を時計方向に１２０゜回転させる。さらに、第１ターゲットユニット３３から第２ターゲットユニット３４に動作を切替えて処理を行う際に、回転機構５４によってマスク４１を時計方向に１２０゜回転させる。
【００４５】
図４は、マスク４１の狭幅部ＮＷの影が基板ホルダ２１上の基板Ｗに投影される状態を配置関係によって説明する図であり、図４（ａ）は、拡大平面図であり、図４（ｂ）は、拡大側面図である。
【００４６】
図４（ｂ）に示すように、基板Ｗの上面ＵＳが凹面となっていることに起因して、マスク４１と基板Ｗの上面ＵＳとは一定距離だけ離間している。このため、マスク４１の幅が最も細くなっている要点ＭＣを、基板ホルダ２１の回転軸ＲＡから所定距離Ｄだけオフセットした位置に配置している。つまり、第１ターゲットユニット３３を動作させている状態Ａにおいて、マスク４１の幅が最も細くなっている要点ＭＣを、基板ホルダ２１の回転軸ＲＡよりも−Ｙ方向に所定距離Ｄだけシフトした状態としている。ここで、第１ターゲットユニット３３からの成膜物質が基板Ｗの上面ＵＳに入射する経路は、軸線Ｐ１に沿って傾斜したものとなっているので、マスク４１の要点ＭＣは、基板Ｗの上面ＵＳの中心点ＣＰに投影される。この結果、基板Ｗ上の中心点ＣＰを挟んで±Ｙ方向の両側に各テーパ部４１ａ，４１ｂに対応する一対の影ＳＨａ，ＳＨｂが形成される。これらの影ＳＨａ，ＳＨｂを合わせた影が最も細くなる点ＮＰは、各影ＳＨａ，ＳＨｂの共通する頂点であり、基板Ｗ上の中心点ＣＰと一致する。よって、基板ホルダ２１の回転に伴って、基板Ｗ上の中心点ＣＰ（すなわち影ＳＨａ，ＳＨｂが最も細くなる点ＮＰ）を軸として影ＳＨａ，ＳＨｂが基板Ｗに対して相対的に回転することになる。つまり、第１ターゲットユニット３３が基板ホルダ２１の回転軸ＲＡの延長線上に恰も存在するかのようにマスク４１の影ＳＨａ，ＳＨｂが基板Ｗ上に形成され、基板Ｗの上面ＵＳにおいて回転移動する。
【００４７】
以上は、第１ターゲットユニット３３を動作させている状態Ａについての説明であったが、第２ターゲットユニット３４を動作させている状態Ｂにおいては、マスク４１が状態Ａから１２０゜回転する。この際、マスク４１の要点ＭＣは、円形の軌跡ＴＣに沿って中心点ＣＰのまわりに移動する。この場合も、状態Ｂのマスク４１の影が最も細くなる点ＮＰは、基板Ｗ上の中心点ＣＰと一致する。よって、基板ホルダ２１の回転に伴って、基板Ｗ上の中心点ＣＰ（すなわち影が最も細くなる点ＮＰ）を軸としてマスク４１の影が基板Ｗに対して相対的に回転することになる。
【００４８】
同様に、イオンビーム源３５を動作させている状態Ｃにおいては、マスク４１が状態Ｂからさらに１２０゜回転する。この際、マスク４１の要点ＭＣは、円形の軌跡ＴＣに沿って中心点ＣＰのまわりに移動する。この場合も、状態Ｃのマスク４１の影が最も細くなる点ＮＰは、基板Ｗ上の中心点ＣＰと一致する。よって、基板ホルダ２１の回転に伴って、基板Ｗ上の中心点ＣＰ（すなわち影が最も細くなる点ＮＰ）を軸としてマスク４１の影が基板Ｗに対して相対的に回転することになる。
【００４９】
図１に戻って、制御装置６１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、射出処理部３１、マスクホルダ５１等の動作タイミング等を調節している。
【００５０】
以下、図１〜４に示す実施形態の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。次に、マスクホルダ５１を動作させてマスク４１をいずれかのユニット３３〜３５に正対するように配置する。すなわち、マスク４１の要点ＭＣが特定のユニット３３〜３５（例えば第１ターゲットユニット３３）に関して基板Ｗ上の中心点ＣＰに投影される状態とする。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、特定のユニット３３〜３５（例えば第１ターゲットユニット３３）を適宜動作させて成膜処理等を行う。次に、マスクホルダ５１を動作させてマスク４１を別のユニット３３〜３５に正対するように配置する。すなわち、マスク４１の要点ＭＣが別のユニット３３〜３５（例えば第２ターゲットユニット３４）に関して基板Ｗ上の中心点ＣＰに投影される状態とする。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、別のユニット３３〜３５（例えば第２ターゲットユニット３４）を適宜動作させて成膜処理、イオンビーム研磨等を行う。以上のような、処理を繰返すことにより、基板Ｗ上に第１及び第２薄膜層Ｌ１，Ｌ２が交互に積層されて多層膜ＭＬが完成する。この際、各ユニット３３〜３５すなわち第１及び第２ターゲットユニット３３，３４やイオンビーム源３５に対してマスク４１を常に正対させて成膜を行うことになるので、各ユニット３３〜３５による処理が等価になる。しかも、マスク４１の要点ＭＣが回転する基板Ｗ上の中心点ＣＰ上に常に投影されるので、基板Ｗ上に形成される多層膜ＭＬを設計通りのものとすることができる。つまり、本実施形態の成膜装置１０によれば、多層膜反射鏡の反射率を自在に高めつつも、集光や発散に際しての波面精度を高く維持することができる。
【００５１】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態の成膜装置について説明する。第２実施形態の成膜装置は、図１等に示す第１実施形態の成膜装置１０をマスク４１の形状や駆動方法に関して変更したものであり、同一部分については同一の符合を付して重複説明を省略する。
【００５２】
図５は、第２実施形態の成膜装置の平面構造を概念的に説明する図である。この成膜装置１１０の場合、マスク１４１は、１つの三角形状のテーパ部１４１ａと、テーパ部１４１ａを支持する柄１４１ｃとからなる。マスク１４１は、基板Ｗの上面ＵＳに近接した状態で、この上面ＵＳに対してほぼ平行に配置される。マスク１４１のうちテーパ部１４１ａは、図からも明らかなように、テーパ部１４１ａの先端部である狭幅部において、頂点ＡＰでマスク１４１の横幅が最も狭くなっている。マスク１４１を構成する各テーパ部１４１ａの頂点は図示のものに限らず様々に設定することができる。また、テーパ部１４１ａの両側のエッジは、直線である必要はなく、目的や用途に応じて適当な曲線に設定することができる。
【００５３】
マスクホルダ１５１は、マスク移動手段として、マスク１４１の柄１４１ｃを支持してテーパ部１４１ａを基板ホルダ２１すなわち基板Ｗの半径方向に移動させる第１駆動装置１５５と、テーパ部１４１ａを第１駆動装置１５５とともに基板ホルダ２１すなわち基板Ｗの接線方向に移動させる第２駆動装置１５６とを備える。
【００５４】
第１駆動装置１５５は、遠隔的に制御されたステッピングモータやスライド機構等からなり、マスク１４１を微動させて±Ｙ方向の所望位置に変位させることができる。第２駆動装置１５６も、遠隔的に制御されたステッピングモータやスライド機構等からなり、マスク１４１を微動させて±Ｘ方向の所望位置に変位させることができる。つまり、第１及び第２駆動装置１５５，１５６によって、マスク１４１は、その姿勢を変えないでＸＹ面内で２次元的にシフトする移動が可能になる。
【００５５】
第１ターゲットユニット３３を動作させている状態Ａにおいて、マスク１４１は、実線の状態を基準位置として配置される。この際、マスク１４１の頂点ＡＰの第１ターゲットユニット３３に対する影は、基板Ｗ上の中心点ＣＰと一致する。よって、マスク１４１を状態Ａの基準位置に固定した場合、マスク４１の影は、基板ホルダ２１の回転に伴って、基板Ｗ上の中心点ＣＰに投影される頂点ＡＰの影を軸として基板Ｗ上で相対的に回転することになる。このように基板Ｗを回転させつつ行う成膜に際しては、マスク１４１をＸＹ面内で２次元的にシフトさせることができるので、基板Ｗ上に堆積される膜厚の分布を所望の分布とすることができる。マスク１４１を実線の基準位置から変位させる軌跡は、基板Ｗ上に形成すべき多層膜ＭＬの設計に応じて適宜設定することができる。なお、通常は、第１駆動装置１５５のみを利用してマスク１４１を±Ｙ方向に関して往復する直線運動を行わせる。
【００５６】
以上は、第１ターゲットユニット３３を動作させている状態Ａについての説明であったが、第２ターゲットユニット３４を動作させている状態Ｂにおいては、マスクホルダ１５１を適宜動作させて、マスク１４１を実線の位置から一点鎖線の新たな基準位置に移動させる。これにより、マスク１４１の頂点ＡＰの第２ターゲットユニット３４に対する影が基板Ｗ上の中心点ＣＰと一致する。よって、マスク１４１を状態Ｂの基準位置に固定した場合、マスク１４１の影は、基板ホルダ２１の回転に伴って、基板Ｗ上の中心点ＣＰに投影される頂点ＡＰの影を軸として基板Ｗ上で相対的に回転することになる。このような成膜に際して、マスク１４１をＸＹ面内で２次元的にシフトさせることにより、基板Ｗ上に堆積される膜厚の分布を所望の分布とすることができる。なお、通常は、第１駆動装置１５５のみを利用してマスク１４１を±Ｙ方向に関して往復する直線運動を行わせる。
【００５７】
同様に、イオンビーム源３５を動作させている状態Ｃにおいては、マスクホルダ１５１を適宜動作させて、マスク１４１を一点鎖線の位置からの二点鎖線の新たな基準位置に移動させる。これにより、マスク１４１の頂点ＡＰのイオンビーム源３５に対する影が基板Ｗ上の中心点ＣＰと一致する。よって、マスク１４１を状態Ｃの基準位置に固定した場合、マスク１４１の影は、基板ホルダ２１の回転に伴って、基板Ｗ上の中心点ＣＰに投影される頂点ＡＰの影を軸として基板Ｗ上で相対的に回転することになる。このような成膜に際して、マスク１４１をＸＹ面内で２次元的にシフトさせることにより、基板Ｗ上に堆積される膜厚の分布を所望の分布とすることができる。なお、通常は、第１駆動装置１５５のみを利用してマスク１４１を±Ｙ方向に関して往復する直線運動を行わせる。
【００５８】
第２実施形態の成膜装置１１０においても、第１及び第２ターゲットユニット３３，３４やイオンビーム源３５に対してマスク１４１の先端を常に適正に配置した位置を基準として成膜を行うことになるので、各ユニット３３〜３５による処理がほぼ等価になる。さらに、成膜中にマスクホルダ１５１を動作させてマスク１４１を例えば基板ホルダ２１の半径方向に変位させることにより、高い任意で基板Ｗ上の膜厚を制御することができる。
【００５９】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態の成膜装置について説明する。第３実施形態の成膜装置は、第２実施形態の成膜装置をマスク１４１の形状や駆動方法に関して変更したものである。
【００６０】
図６は、第３実施形態の成膜装置の平面構造を概念的に説明する図である。この成膜装置２１０の場合、マスク移動手段であるマスクホルダ２５１が、マスク１４１の柄１４１ｃを支持してテーパ部１４１ａを基板ホルダ２１すなわち基板Ｗの半径方向に移動させる第１駆動装置１５５と、テーパ部１４１ａを第１駆動装置１５５とともに基板ホルダ２１すなわち基板Ｗの周方向に沿って回転させる第２駆動装置２５６とを備える。
【００６１】
第２駆動装置２５６は、遠隔的に制御されたステッピングモータやスライド機構等からなり、マスク１４１を支持する第１駆動装置１５５を基板ホルダ２１の回転軸ＲＡのまわりに回転させる。つまり、第１及び第２駆動装置１５５，２５６を適宜動作させることによって、マスク１４１は、基板ホルダ２１の回転軸ＲＡに近づいたり遠ざかったりする半径方向の往復運動だけでなく、回転軸ＲＡのまわりに回転する周回方向の運動も可能になる。
【００６２】
第１ターゲットユニット３３を動作させている状態Ａにおいて、マスク１４１は、実線の状態を基準位置として配置される。この際、マスク１４１の頂点ＡＰの第１ターゲットユニット３３に対する影は、基板Ｗ上の中心点ＣＰと一致する。よって、マスク１４１を状態Ａの基準位置に固定した場合、マスク４１の影は、基板ホルダ２１の回転に伴って、基板Ｗ上の中心点ＣＰに投影される頂点ＡＰの影を軸として基板Ｗ上で相対的に回転することになる。このように基板Ｗを回転させつつ行う成膜に際しては、マスク１４１を基板ホルダ２１の半径方向に変位させることができるので、基板Ｗ上に堆積される膜厚の分布を所望の分布とすることができる。
【００６３】
また、第２ターゲットユニット３４を動作させている状態Ｂにおいては、マスクホルダ２５１を適宜動作させ、マスク１４１を時計方向に１２０゜回転させて実線の位置から一点鎖線の新たな基準位置に移動させる。これにより、マスク１４１の頂点ＡＰの第２ターゲットユニット３４に対する影が基板Ｗ上の中心点ＣＰと一致する。よって、マスク１４１を状態Ｂの基準位置に固定した場合、マスク１４１の影は、基板ホルダ２１の回転に伴って、基板Ｗ上の中心点ＣＰに投影される頂点ＡＰの影を軸として基板Ｗ上で相対的に回転することになる。このような成膜に際して、マスク１４１を基板ホルダ２１の半径方向に変位させることにより、基板Ｗ上に堆積される膜厚の分布を所望の分布とすることができる。
【００６４】
さらに、イオンビーム源３５を動作させている状態Ｃにおいては、マスクホルダ２５１を適宜動作させ、マスク１４１を時計方向に１２０゜回転させて一点鎖線の位置からの二点鎖線の新たな基準位置に移動させる。これにより、マスク１４１の頂点ＡＰのイオンビーム源３５に対する影が基板Ｗ上の中心点ＣＰと一致する。よって、マスク１４１を状態Ｃの基準位置に固定した場合、マスク１４１の影は、基板ホルダ２１の回転に伴って、基板Ｗ上の中心点ＣＰに投影される頂点ＡＰの影を軸として基板Ｗ上で相対的に回転することになる。このような成膜に際して、マスク１４１を基板ホルダ２１の半径方向に変位させることにより、基板Ｗ上に堆積される膜厚の分布を所望の分布とすることができる。
【００６５】
第３実施形態の成膜装置２１０においても、第１及び第２ターゲットユニット３３，３４やイオンビーム源３５に対してマスク１４１を常に正対させた位置を基準として成膜を行うことになるので、各ユニット３３〜３５による処理がほぼ等価になる。さらに、成膜中にマスクホルダ２５１を動作させてマスク１４１を例えば基板ホルダ２１の半径方向に変位させることにより、高い任意で基板Ｗ上の膜厚を制御することができる。
〔第４実施形態〕
図７は、図３に例示する多層膜反射鏡等の光学素子を光学部品として組み込んだ投影露光装置の一例であるＸ線露光装置を示す構成図である。
【００６６】
このＸ線露光装置は、主に、軟Ｘ線光源Ｓ、コンデンサＣ、照明光学系ＩＲ1〜ＩＲ4、マスクＭを支持するステージＭＳＴ、投影結像光学系ＰＲ1〜ＰＲ4、ウエハＷＡを支持するステージＷＳＴ等により構成されている。
【００６７】
軟Ｘ線光源Ｓには、プラズマ励起用レーザ光を発生するレーザ光源Ｌ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Ｔとが付設されている。チューブＴの先端から出射するキセノンにレーザ光源Ｌ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軟Ｘ線を発する。コンデンサＣは、チューブＴの先端で発生した軟Ｘ線を集光する。コンデンサＣを経た軟Ｘ線は、収束されつつ透過窓３２０を通過して筐体ＳＣ外に射出し、コリメータミラーＣＭに入射する。なお、以上のようなレーザプラズマ光源に代えて、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。
【００６８】
照明系光学素子ＩＲ1〜ＩＲ4は、反射型のオプティカルインチグレ一夕ＩＲ1、ＩＲ2、コンデンサミラーＩＲ3等により構成されている。この照明系光学素子ＩＲ1〜ＩＲ4によって、マスクＭ上を所望の波長のＸ線で均一に照明することができる。
【００６９】
Ｘ線の波長域では完全に透明な物質は存在しないので、マスクＭには従来の透過型のマスクではなく反射型のマスクが使用される。
【００７０】
投影結像光学系ＰＲ1〜ＰＲ4は、複数の多層膜ミラー等により構成されている。マスクＭ上に形成された回路パターンは、このような投影結像光学系ＰＲ1〜ＰＲ4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。なお、Ｘ線は大気に吸収されて減衰するが、装置全体を真空チャンバＶＣによって覆って、Ｘ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、Ｘ線の減衰を低減している。
【００７１】
以上の第４実施形態において、コンデンサＣ、コリメータミラーＣＭ、照明系光学素子ＩＲ1〜ＩＲ4等の照明光学系は、図３等に例示される多層膜光学素子（例えば多層膜反射鏡等）からなり、かかる光学素子は、図１、図５、図６等に例示される成膜装置１０，１１０，２１０によって作製される。
【００７２】
また、第４実施形態において、マスクＭや、投影結像光学系ＰＲ1〜ＰＲ4も、図３等に例示される多層膜光学素子（例えば多層膜反射鏡等）からなり、かかる光学素子は、図１、図５、図６等に例示される成膜装置１０，１１０，２１０によって作製される。
【００７３】
本実施形態のＸ線露光装置では、図１、図５、図６等に例示される成膜装置１０，１１０，２１０によって作製された高反射率で高精度に制御された光学部品が用いられているので、露光領域内の照度ムラが低減され、所望の露光精度を達成することができる。
【００７４】
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、第１及び第２ターゲットユニット３３，３４、イオンビーム源３５等を配置する位置は適宜変更することができる。また、マスク４１の要点ＭＣを基板ホルダ２１の回転軸ＲＡからオフセットさせる距離や、マスク１４１の頂点ＡＰを基板ホルダ２１の回転軸ＲＡからオフセットさせる距離は、第１及び第２ターゲットユニット３３，３４、イオンビーム源３５等を配置する位置に応じて適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【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図である。
【図３】図１、２に示す成膜装置によって形成される多層膜反射鏡を説明する側方断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、マスクの狭幅部の影が基板上に投影される状態を説明する拡大平面図及び拡大側面図である。
【図５】第２実施形態に係る成膜装置の正面構造図である。
【図６】第３実施形態に係る成膜装置の正面構造図である。
【図７】第４実施形態に係るＸ線露光装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０…成膜装置、  ２１…基板ホルダ、  ２３…保持部材、  ２４…回転機構、  ３１…射出処理部、  ３３…第１ターゲットユニット、  ３４…第２ターゲットユニット、  ３５…イオンビーム源、  ４１…マスク、  ４１ａ，４１ｂ…テーパ部、  ５１…マスクホルダ、  ５３…保持部材、  ５４…回転機構、  ６１…制御装置、  ７１…真空容器、  ＭＣ…要点、  ＣＰ…中心点、  Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…軸線、  ＲＡ…回転軸、  ＳＨａ，ＳＨｂ…影、  ＴＡ１，ＴＡ２…ターゲット、  Ｍ…マスク、  Ｌ１…第１薄膜層、  Ｌ２…第２薄膜層、  ＭＬ…多層膜、  ＵＳ…上面、  Ｗ…基板
【図１】
2005298898.tif 000003
【図２】
2005298898.tif 000004
【図３】
2005298898.tif 000005
【図４】
2005298898.tif 000006
【図５】
2005298898.tif 000007
【図６】
2005298898.tif 000008
【図７】
2005298898.tif 000009