(57)【要約】【課題】  薄膜を形成する時間を短縮することにより、高効率に薄膜を形成することのできる成膜方法および成膜装置を提供すること。【解決手段】  本発明は、真空容器内に配置された基板上に成膜ソースから発生させた成膜粒子を堆積させて薄膜を形成する成膜工程と、開口部を有する遮蔽手段を用いて前記成膜ソースと前記基板との間の空間の一部を遮蔽する遮蔽工程とを有する薄膜の製造方法において、前記遮蔽工程は、前記開口部を前記成膜工程中に前記基板に対して相対的に移動させる開口部移動工程を含み、前記開口部の形状は、前記成膜工程における前記基板の表面での前記薄膜の形成速度分布と前記基板上に形成する薄膜の所望の膜厚分布との少なくともどちらか一方に基づく形状であることを特徴としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に配置された基板上に成膜ソースから発生させた成膜粒子を堆積させて薄膜を形成する成膜工程と、開口部を有する遮蔽手段を用いて前記成膜ソースと前記基板との間の空間の一部を遮蔽する遮蔽工程とを有する薄膜の製造方法において、
前記遮蔽工程は、前記開口部を前記成膜工程中に前記基板に対して相対的に移動させる開口部移動工程を含み、
前記開口部の形状は、前記成膜工程における前記基板の表面での前記薄膜の形成速度分布と前記基板上に形成する薄膜の所望の膜厚分布との少なくともどちらか一方に基づく形状であることを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項２】
請求項１の薄膜の製造方法において、
前記開口部が相対的に移動する方向の前記開口部の幅は、前記形成速度分布から導き出される形成速度に基づいているのであって、
前記形成速度が速い基板上の箇所に対応する部分では、前記形成速度が遅い基板上の箇所に対応する部分よりも狭く、前記形成速度が遅い基板上の箇所に対応する部分では、前記形成速度が速い基板上の箇所に対応する部分よりも広いことを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項３】
請求項１の薄膜の製造方法において、
前記開口部が相対的に移動する方向の前記開口部の幅は、前記膜厚分布から導き出される膜厚に基づいているのであって、
前記膜厚が厚い基板上の箇所に対応する部分では、前記膜厚が薄い基板上の箇所に対応する部分よりも広く、前記膜厚が薄い基板上の箇所に対応する部分では、膜厚が厚い基板上の箇所に対応する部分よりも狭いことを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項４】
請求項１の薄膜の製造方法において、
前記開口部が相対的に移動する方向の前記開口部の幅は、前記膜厚分布および前記形成速度分布から導き出される堆積時間に基づいているのであって、
前記堆積時間が長い基板上の箇所に対応する部分では、前記堆積時間が短い基板上の箇所に対応する部分よりも広く、前記堆積時間が短い基板上の箇所に対応する部分では、前記堆積時間が長い基板上の箇所に対応する部分よりも狭いことを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項５】
請求項１の薄膜の製造方法において、
前記開口部移動工程は、前記開口部の前記基板に対する相対的な移動速度を移動中に変更する工程であることを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項６】
請求項５の薄膜の製造方法において、
前記開口部移動工程は、前記形成速度分布から導き出される形成速度に基づいて前記移動速度を変更する工程であって、
前記形成速度が速い基板上の箇所を通過する部分では、形成速度が遅い基板上の箇所を通過する部分よりも速く、前記形成速度が遅い基板上の箇所を通過する部分では、形成速度が速い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く開口部を移動させる工程であることを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項７】
請求項５の薄膜の製造方法において、
前記開口部移動工程は、前記膜厚分布から導き出される膜厚に基づいて前記移動速度を変更する工程であって、
前記膜厚が薄い基板上の箇所を通過する部分では、前記膜厚が厚い基板上の箇所を通過する部分よりも速く、前記膜厚が厚い基板上の箇所を通過する部分では、前記膜厚が薄い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く開口部を移動させる工程であることを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項８】
請求項５の薄膜の製造方法において、
前記開口部移動工程は、前記膜厚分布および前記形成速度分布から導き出される堆積時間に基づいているのであって、
前記堆積時間が長い基板上の箇所を通過する部分では、前記堆積時間が短い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く、前記堆積時間が短い基板上の箇所を通過する部分では、前記堆積時間が長い基板上の箇所を通過する部分よりも速く開口部を移動させる工程であることを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項９】
基板を保持する基板保持手段と、薄膜の材料から成膜粒子を発生させる成膜ソースと、前記基板保持手段と前記成膜ソースとの間に開口部を設けた遮蔽手段とを真空容器内に設置した薄膜製造装置において、
前記開口部を前記基板に対し相対的に移動させる駆動手段を有し、
前記開口部は前記基板上の前記薄膜の形成速度分布と前記基板上に形成する所望の膜厚分布との少なくともどちらか一方に基づく形状であることを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項１０】
請求項９の薄膜製造装置において、
前記開口部の基板に対する相対的な移動方向の前記開口部の幅は、前記形成速度分布から導き出される形成速度に基づいているのであって、
前記形成速度が速い基板上の箇所に対応する部分では、前記形成速度が遅い基板上の箇所に対応する部分よりも狭く、前記形成速度が遅い基板上の箇所に対応する部分では、前記形成速度が速い基板上の箇所に対応する部分よりも広いことを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項１１】
請求項９の薄膜製造装置において、
前記開口部の基板に対する相対的な移動方向の前記開口部の幅は、前記膜厚分布から導き出される膜厚に基づいているのであって、
前記膜厚が厚い基板上の箇所に対応する部分では、前記膜厚が薄い基板上の箇所に対応する部分よりも広く、前記膜厚が薄い基板上の箇所に対応する部分では、膜厚が厚い基板上の箇所に対応する部分よりも狭いことを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項１２】
請求項９の薄膜製造装置において、
前記開口部の基板に対する相対的な移動方向の前記開口部の幅は、前記膜厚分布および前記形成速度分布から導き出される堆積時間に基づいているのであって、
前記堆積時間が長い基板上の箇所に対応する部分では、前記堆積時間が短い基板上の箇所に対応する部分よりも広く、前記堆積時間が短い基板上の箇所に対応する部分では、前記堆積時間が長い基板上の箇所に対応する部分よりも狭いことを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項１３】
請求項９の薄膜製造装置において、
前記駆動手段は、前記開口部を移動させる移動手段と前記開口部の移動速度を変更できる移動速度制御手段とを含むことを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項１４】
請求項９の薄膜製造装置において、
前記駆動手段は、前記基板保持手段を移動させる移動手段と前記基板保持手段の移動速度を変更できる移動速度制御手段とを含むことを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項１５】
請求項１の薄膜製造装置において、
前記駆動手段は、前記形成速度分布から導き出される形成速度に基づいて開口部の移動速度を制御する手段であって、
前記開口部の移動速度を、前記形成速度が速い基板上の箇所を通過する部分では、前記形成速度が遅い基板上の箇所を通過する部分よりも速く、前記形成速度が遅い基板上の箇所を通過する部分では、前記形成速度が速い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く制御する手段であることを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項１６】
請求項１の薄膜製造装置において、
前記駆動手段は、前記膜厚分布から導き出される膜厚に基づいて開口部の移動速度を制御する手段であって、
前記開口部の移動速度を、前記膜厚が厚い基板上の箇所を通過する部分では、前記膜厚が薄い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く、前記膜厚が薄い基板上の箇所を通過する部分では、前記膜厚が厚い基板上の箇所を通過する部分よりも速く制御する手段であることを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項１７】
請求項１の薄膜製造装置において、
前記駆動手段は、前記膜厚分布および前記形成速度分布から導き出される堆積時間に基づいて制御する手段であって、
前記開口部の移動速度を、前記堆積時間が長い基板上の箇所を通過する部分では、前記堆積時間が短い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く、前記堆積時間が短い基板上の箇所を通過する部分では、前記堆積時間が長い基板上の箇所を通過する部分よりも速く制御する手段であることを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項１８】
請求項１乃至８に記載の製造方法のうちいずれか１つの方法によって形成されたことを特徴とする素子。
【請求項１９】
露光量補正フィルタを有する投影露光装置において、
前記露光量補正フィルタは、請求項１８に記載の素子を含むことを特徴とする投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法、成膜装置、素子および投影露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを製造する半導体製造装置は、半導体デバイスの集積度を示すデザインルールの高精細化に対応する必要がある。近年、半導体デバイスの集積度の増加は著しく、高精細化への対応は急務となっている。図１１は、投影露光装置の概要を示す図である。図１１に示した様に、マスクに描かれた微細な回路パターンをウェハ表面に投影露光させる投影露光装置においては、デザインルールの高精細化に対応するための開発が進められている。
【０００３】
投影露光装置をデザインルールの高精細化に対応させるためには、解像度の向上と線幅均一性の向上とが必要である。解像度とは、ウェハ上に投影露光可能な回路パターンの細かさを示す尺度である。また、線幅均一性とは、マスク上に描画された同じ幅の線がウェハ上で同じ幅であるかどうかを示す尺度である。
【０００４】
解像度の向上によって、投影露光装置で投影するパターンを微細化させることができる。投影パターンを微細化できれば、デザインルールの高精細化に対応することができる。
解像度は、光源波長の短波長化によって向上する。最近では、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ2レーザなどの真空紫外光を発生させるレーザを用いることによって、光源の波長が短波長化されている。このため、解像度は向上されている。
【０００５】
一方、線幅均一性の向上によって、ウエハ上に形成される回路パターンに生じる誤差を減少させることができる。ウエハ上に形成される回路パターンに生じる所望の回路パターンに対する誤差は、デザインルールを高精細化するにつれて発生しやすくなる。つまり、線幅均一性の向上によって、デザインルールの高精細化に対応することができる。
【０００６】
線幅均一性は、露光光の露光面内における光強度分布の均一性を高くすることによって向上する。露光光の露光面内における光強度分布は、投影露光装置を構成する光学系の光学特性の組み合わせによって発生するため、投影露光装置毎に異なる。つまり、個々の投影露光装置に応じて光強度分布を調整することによって光強度分布の均一性を良好にすることができる。
【０００７】
図１０1)は、露光面内光強度分布の例を示している。図１０1)に示した例では、露光面内の一部の光強度が弱く、露光面の光強度分布の均一性は低くなっている。この例の様に、光強度分布の均一性が低いと、線幅均一性が低くなり、高精細化に対応することが困難になる。
【０００８】
光強度に応じた減光を行うと、光強度分布の均一性を高くすることができる。つまり、光強度の強い部分ではより多く減光し、光強度の比較的弱い部分では少し減光し、光強度の最も弱い部分では減光しない。このようにして、露光面内のすべての光強度を露光面内で最も弱い光強度と等しい光強度にする。なぜならば、部分的な光の強度の調整においては、光を減光するのは容易であるのに対し、光の強度を強くするのは困難なためである。
【０００９】
図１１は投影露光装置の概念図である。図１１に示した様に、投影露光装置においては、光源から照明光学系を経てマスクに照明光が照射される。その後、マスクを通過したマスクパターンを含む光が、投影光学系を経て投影光としてウェハに照射される。このようにして、ウェハ上に回路パターンが露光される。
【００１０】
投影露光装置において露光面に照射する光を減光する場合は、投影光学系で減光せずに照明系光学で減光するのが一般的である。投影光学系で減光を行うと、マスクパターンを含む光束が減光手段を通過することになり、投影像を劣化させるためである。また投影光学系は、光学素子が密に配置されており、フィルタ等の減光手段を挿入する箇所がほとんど無いのに対し、照明光学系は、フィルタ等の減光手段を配置できる部分が多いためである。さらに、減光手段による投影像に対する影響が投影光学系では大きく、その影響に対する光学系の調整が困難なのに比べて、照明光学系ではその影響が比較的小さく、光学系の調整が容易なためである。
【００１１】
照明光学系内には、露光面に対する共役面が存在し、この共役面において減光を行う。この露光面に対する共役面と露光面とは、面内における相対的に同じ位置同士が対応する関係にある。つまり、共役面のある箇所を通過した光束は、露光面における相対的に同じ箇所に到達する。つまり、共役面において部分的な減光を行うと、露光面における相対的に同じ位置の光強度が弱くなる。
【００１２】
露光面内の露光光の部分的な光強度に対して、共役面の相対的に同じ位置の減光量を対応させる。つまり、露光面内の光強度が強い部分においては、共役面における相対的に同じ部分を通過する光束の減光量を多くし、露光面内の光強度が比較的弱い部分においては、共役面における相対的に同じ部分を通過する光束の減光量を少なくし、露光面内の光強度が最も弱い部分においては、共役面における相対的に同じ部分を通過する光束を減光しない。この様にすると、露光面における露光光の光強度分布の均一性を高くすることができる。
【００１３】
透過型光学フィルタを、照明光学系内の露光面に対する共役面に配置する減光方法が提案されている。この透過型光学フィルタは、面内の透過率を部分的に異なる分布にしたものである。つまり、共役面にこの透過型光学フィルタを配置することによって、共役面を通過する光束を、その通過位置に対応した光量に減光する。
【００１４】
透過型光学フィルタは、露光光の光強度分布に対応した透過率分布を有する必要がある。つまり、共役面を通過する光束を、その通過位置に対応した光量に減光するためには、共役面の位置と減光量に応じた透過率分布である必要がある。したがって、露光光の強度分布に対応した透過率分布を有する透過型光学フィルタを製造する必要がある。
【００１５】
図１０2)は、図１０1)に示した露光面内光強度分布を均一化するための、共役面における減光量の分布を示している。図１０2)に示した減光を共役面で行うと、露光面内の光強度が露光光の最も弱い光強度と等しい光強度になる。そのため、この減光量分布に対応した透過率分布を有する透過型光学フィルタを製造する。
【００１６】
透過型光学フィルタは、光学基板表面に膜厚分布を有する光学薄膜を形成したものである。光学基板表面に形成した光学薄膜は、一般には膜厚に応じた透過率を示す。たとえば、基板上に形成させる薄膜材料に金属や金属酸化物を単独で用いた場合では、これらの物質には光を減少させる特性があるため、膜厚の厚い部分では光の透過率が低く、膜厚の薄い部分では光の透過率が高い。
【００１７】
この様な特性から、光学基板表面に形成する光学薄膜の膜厚分布を制御することにより、所望の透過率分布を有する透過型光学フィルタを作ることができる。したがって、所望の透過率分布を持つ透過型光学フィルタを製造するためには、形成する薄膜の部分的な膜厚を制御する必要がある。
【００１８】
特開平10-26698号公報には、蒸着源と基板との間に配置してある開口部を有する遮蔽板を移動させて、開口部を通過した蒸着粒子を基板上に堆積させる成膜方法が開示されている。この例においては、開口部を二次元方向に移動させ、その位置において、開口部を通過した成膜材料が基板に堆積する時間（この時間を滞在時間と呼ぶ）の長さを制御する。なぜならば、その開口部の位置において形成される薄膜の膜厚は、開口部の滞在時間の長さに対応するからである。つまり、開口部の滞在時間が長ければ膜厚は厚くなり、滞在時間が短ければ膜厚は薄くなる。したがって、位置に対応して膜厚を制御した薄膜を形成することができる。
【００１９】
この方法では、成膜操作が終了するまでに時間がかかる。比較的小さい開口部で基板全域を走査させるためである。そのため、薄膜を形成する時間効率が悪いという問題点があった。
【特許文献１】特開平10-26698号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
所望の膜厚分布を有する薄膜を形成するために、開口部を二次元方向に走査する方法においては、基板上に薄膜を形成するために必要な時間が長いため、薄膜を形成する効率が低いという問題点があった。
【００２１】
本発明では、かかる問題点を解決し、薄膜を形成する時間を短縮することにより、高効率に薄膜を形成することのできる成膜方法および成膜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】
【００２２】
請求項１の発明は、真空容器内に配置された基板上に成膜ソースから発生させた成膜粒子を堆積させて薄膜を形成する成膜工程と、開口部を有する遮蔽手段を用いて前記成膜ソースと前記基板との間の空間の一部を遮蔽する遮蔽工程とを有する薄膜の製造方法において、前記遮蔽工程は、前記開口部を前記成膜工程中に前記基板に対して相対的に移動させる開口部移動工程を含み、前記開口部の形状は、前記成膜工程における前記基板の表面での前記薄膜の形成速度分布と前記基板上に形成する薄膜の所望の膜厚分布との少なくともどちらか一方に基づく形状であることを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１の薄膜の製造方法において、前記開口部が相対的に移動する方向の前記開口部の幅は、前記形成速度分布から導き出される形成速度に基づいているのであって、前記形成速度が速い基板上の箇所に対応する部分では、前記形成速度が遅い基板上の箇所に対応する部分よりも狭く、前記形成速度が遅い基板上の箇所に対応する部分では、前記形成速度が速い基板上の箇所に対応する部分よりも広いことを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００２４】
請求項３の発明は、請求項１の薄膜の製造方法において、前記開口部が相対的に移動する方向の前記開口部の幅は、前記膜厚分布から導き出される膜厚に基づいているのであって、前記膜厚が厚い基板上の箇所に対応する部分では、前記膜厚が薄い基板上の箇所に対応する部分よりも広く、前記膜厚が薄い基板上の箇所に対応する部分では、膜厚が厚い基板上の箇所に対応する部分よりも狭いことを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項１の薄膜の製造方法において、前記開口部が相対的に移動する方向の前記開口部の幅は、前記膜厚分布および前記形成速度分布から導き出される堆積時間に基づいているのであって、前記堆積時間が長い基板上の箇所に対応する部分では、前記堆積時間が短い基板上の箇所に対応する部分よりも広く、前記堆積時間が短い基板上の箇所に対応する部分では、前記堆積時間が長い基板上の箇所に対応する部分よりも狭いことを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００２６】
請求項５の発明は、請求項１の薄膜の製造方法において、前記開口部移動工程は、前記開口部の前記基板に対する相対的な移動速度を移動中に変更する工程であることを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項５の薄膜の製造方法において、前記開口部移動工程は、前記形成速度分布から導き出される形成速度に基づいて前記移動速度を変更する工程であって、前記形成速度が速い基板上の箇所を通過する部分では、形成速度が遅い基板上の箇所を通過する部分よりも速く、前記形成速度が遅い基板上の箇所を通過する部分では、形成速度が速い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く開口部を移動させる工程であることを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００２８】
請求項７の発明は、請求項５の薄膜の製造方法において、前記開口部移動工程は、前記膜厚分布から導き出される膜厚に基づいて前記移動速度を変更する工程であって、前記膜厚が薄い基板上の箇所を通過する部分では、前記膜厚が厚い基板上の箇所を通過する部分よりも速く、前記膜厚が厚い基板上の箇所を通過する部分では、前記膜厚が薄い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く開口部を移動させる工程であることを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００２９】
請求項８の発明は、請求項５の薄膜の製造方法において、前記開口部移動工程は、前記膜厚分布および前記形成速度分布から導き出される堆積時間に基づいているのであって、
前記堆積時間が長い基板上の箇所を通過する部分では、前記堆積時間が短い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く、前記堆積時間が短い基板上の箇所を通過する部分では、前記堆積時間が長い基板上の箇所を通過する部分よりも速く開口部を移動させる工程であることを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００３０】
請求項９の発明は、基板を保持する基板保持手段と、薄膜の材料から成膜粒子を発生させる成膜ソースと、前記基板保持手段と前記成膜ソースとの間に開口部を設けた遮蔽手段とを真空容器内に設置した薄膜製造装置において、前記開口部を前記基板に対し相対的に移動させる駆動手段を有し、前記開口部は前記基板上の前記薄膜の形成速度分布と前記基板上に形成する所望の膜厚分布との少なくともどちらか一方に基づく形状であることを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００３１】
請求項１０の発明は、請求項９の薄膜製造装置において、前記開口部の基板に対する相対的な移動方向の前記開口部の幅は、前記形成速度分布から導き出される形成速度に基づいているのであって、前記形成速度が速い基板上の箇所に対応する部分では、前記形成速度が遅い基板上の箇所に対応する部分よりも狭く、前記形成速度が遅い基板上の箇所に対応する部分では、前記形成速度が速い基板上の箇所に対応する部分よりも広いことを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００３２】
請求項１１の発明は、請求項９の薄膜製造装置において、前記開口部の基板に対する相対的な移動方向の前記開口部の幅は、前記膜厚分布から導き出される膜厚に基づいているのであって、前記膜厚が厚い基板上の箇所に対応する部分では、前記膜厚が薄い基板上の箇所に対応する部分よりも広く、前記膜厚が薄い基板上の箇所に対応する部分では、膜厚が厚い基板上の箇所に対応する部分よりも狭いことを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００３３】
請求項１２の発明は、請求項９の薄膜製造装置において、前記開口部の基板に対する相対的な移動方向の前記開口部の幅は、前記膜厚分布および前記形成速度分布から導き出される堆積時間に基づいているのであって、前記堆積時間が長い基板上の箇所に対応する部分では、前記堆積時間が短い基板上の箇所に対応する部分よりも広く、前記堆積時間が短い基板上の箇所に対応する部分では、前記堆積時間が長い基板上の箇所に対応する部分よりも狭いことを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００３４】
請求項１３の発明は、請求項９の薄膜製造装置において、前記駆動手段は、前記開口部を移動させる移動手段と前記開口部の移動速度を変更できる移動速度制御手段とを含むことを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００３５】
請求項１４の発明は、請求項９の薄膜製造装置において、前記駆動手段は、前記基板保持手段を移動させる移動手段と前記基板保持手段の移動速度を変更できる移動速度制御手段とを含むことを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００３６】
請求項１５の発明は、請求項１の薄膜製造装置において、前記駆動手段は、前記形成速度分布から導き出される形成速度に基づいて開口部の移動速度を制御する手段であって、前記開口部の移動速度を、前記形成速度が速い基板上の箇所を通過する部分では、前記形成速度が遅い基板上の箇所を通過する部分よりも速く、前記形成速度が遅い基板上の箇所を通過する部分では、前記形成速度が速い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く制御する手段であることを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００３７】
請求項１６の発明は、請求項１の薄膜製造装置において、前記駆動手段は、前記膜厚分布から導き出される膜厚に基づいて開口部の移動速度を制御する手段であって、前記開口部の移動速度を、前記膜厚が厚い基板上の箇所を通過する部分では、前記膜厚が薄い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く、前記膜厚が薄い基板上の箇所を通過する部分では、前記膜厚が厚い基板上の箇所を通過する部分よりも速く制御する手段であることを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００３８】
請求項１７の発明は、請求項１の薄膜製造装置において、前記駆動手段は、前記膜厚分布および前記形成速度分布から導き出される堆積時間に基づいて制御する手段であって、前記開口部の移動速度を、前記堆積時間が長い基板上の箇所を通過する部分では、前記堆積時間が短い基板上の箇所を通過する部分よりも遅く、前記堆積時間が短い基板上の箇所を通過する部分では、前記堆積時間が長い基板上の箇所を通過する部分よりも速く制御する手段であることを特徴としている。これにより、薄膜を形成する効率が向上する。
【００３９】
請求項１８の発明は、請求項１乃至８に記載の製造方法のうちいずれか１つの方法によって形成されたことを特徴としている。これにより、素子を製造する効率が向上する。
請求項１９の発明は、露光量補正フィルタを有する投影露光装置において、
前記露光量補正フィルタは、請求項１８に記載の素子を含むことを特徴としている。これにより、投影露光装置を製造する効率が向上する。
【発明の効果】
【００４０】
以上の様に、本発明によれば、所望の透過率分布を有する薄膜を、短い時間で基板上に形成することができる。特に、透過率分布の精度が同等の薄膜を形成する場合には、従来の方法と比べて、薄膜を形成するのに必要な時間の長さが短いため,光学素子を製造する効率が良好になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１は、第一の実施形態の概念図である。
【実施例１】
【００４２】
図１に示すように、真空容器４の内部に、遮蔽機構１、遮蔽機構移動制御手段３、ターゲット５、圧力計１３、基板２を保持する基板保持部（不図示）およびイオンガンが設けられている。遮蔽機構１には、開口部が設けられている。圧力計１３には、真空容器４の内部の圧力を表示する圧力表示部が真空容器４の外部に設けられている。また、真空容器４には、排気バルブ９を介して排気系１２が接続されている。
【００４３】
図１に沿って、基板２の表面に薄膜を形成する方法を説明する。真空容器４内の基板保持部に基板２を固定する。基板２は平行平板加工した石英ガラスである。また、ターゲット５は、光学薄膜材料のAl2O3である。基板２とターゲット５等を配置するために設置した扉（不図示）を閉じて真空容器４内部を減圧可能な状態にする。その後、排気系１２を作動させ、つぎにバルブ９を開け、真空容器４の内部を減圧する。圧力計１３による測定値が１０-6Torr以下になった後、イオンビームに用いるArガスをイオンガンに導入する。イオンガン内でプラズマを発生させ、導入したArガスからArイオンを生成する。生成したArイオンのイオンビームをターゲット５に照射する。イオンビームがターゲット５に衝突した衝撃で、スパッタリング粒子６がターゲット５から放出される。
【００４４】
スパッタリング粒子６がターゲット５から放出されている間に、遮蔽機構移動制御手段３によって遮蔽機構１を往復運動させる。この往復運動によって、遮蔽機構１に設けてある開口部は、基板２の表面の近傍を往復運動する。ターゲット５から放出されたスパッタリング粒子６の中で、この往復運動する開口部を通過したものだけが基板２の表面に堆積することができる。遮蔽機構１の往復運動を終了した後、ターゲット５へのイオンビームの照射を停止してスパッタリングを終了する。その後、真空容器４を大気開放する。このようにして、基板２の表面に薄膜を形成することができる。
【００４５】
ところで、投影露光装置は、所望の透過率分布を有する透過型光学フィルタを使用する必要がある。そのような透過型光学フィルタは、所望の透過率分布を実現できる光学薄膜を基板表面に形成することにより製造することができる。本実施形態を用いて、所望の透過率分布を実現する薄膜を基板表面に形成する方法を説明する。
【００４６】
薄膜の透過率は、膜厚に対応する。例えば、Al2O3ヲ薄膜材料とした場合には、膜厚が厚い場合には透過率が低くなり、膜厚が薄い場合には透過率が高くなる。つまり、所望の透過率分布の値に応じて、透過率を低くする部分には膜厚を厚く形成し、透過率を高くする部分には膜厚を薄く形成する。このようにすると、基板２に形成する薄膜の透過率分布を所望の透過率分布にすることができる。したがって、所望の透過率分布に応じた膜厚分布を有する薄膜を基板２の表面に形成することによって、所望の透過率分布を有する透過型光学フィルタを製造することができる。
【００４７】
基板２の表面に形成される薄膜の膜厚は、スパッタリング粒子６が基板２の表面に堆積した量に比例する。また、スパッタリング粒子６が基板２の表面に堆積した量は、堆積する速度が一定の場合、スパッタリング粒子６が堆積した時間の長さに比例する。
【００４８】
つまり、薄膜の膜厚の値は、スパッタリング粒子６が堆積した時間の長さに比例した値になる。したがって、基板２の表面の各部分にスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さを、それぞれの部分における所望の膜厚に比例した長さにすることによって、所望の膜厚分布を有する薄膜を基板２の表面に形成することができる。
【００４９】
基板２の表面の各部分にスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さを、それぞれの部分における所望の膜厚に比例した長さにすることは、遮蔽機構１に設けた開口部の形状と遮蔽機構１の速度とを制御することによって実現できる。遮蔽機構１に設けた開口部の形状と遮蔽機構１の速度とを制御することによって、スパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さを制御する方法を説明する。
【００５０】
図２は、遮蔽機構１と基板２の表面に形成される薄膜との関係を示した概念図である。図２(1)は、基板２と遮蔽機構１および開口部との位置関係を示している。図２(1)に示したように、基板２の表面のある点を点Ｐとする。図２(2)〜(4)は、遮蔽機構１が往復運動している時に、開口部を通過したスパッタリング粒子６が基板２の表面のどこに到達するかを模式的に示している。また、図２(5)〜(7)は、図２(2)〜(4)にそれぞれ対応しており、遮蔽機構１の開口部と基板２とをターゲット５側から見た図である。
【００５１】
図２(3)および(6)に示すように、往復運動している遮蔽機構１の開口部が点Ｐとターゲット５を結ぶ直線上に存在しているときのみ、スパッタリング粒子６は開口部を通過して点Ｐに到達できる。図２(2)および(5)、(4)および(7)のように遮蔽機構１の開口部が点Ｐとターゲット５との間の直線上に存在していない場合には、スパッタリング粒子６は点Ｐに到達しない。つまり、スパッタリング粒子６を点Ｐに堆積させる時間は、点Ｐとターゲット５との間の直線上に開口部が存在している時間に相当する。
【００５２】
既に説明したように、点Ｐ上に形成される薄膜の膜厚は、スパッタリング粒子６を点Ｐ上に堆積させる時間の長さに比例する。したがって、点Ｐ上に形成される薄膜の膜厚は、点Ｐとターゲット５との間に開口部が存在している時間の長さに比例する。点Ｐとターゲット５との間の直線上に開口部が存在している時間の長さは、次式
（点P通過部分の開口部の幅）／（開口部が点Pを通過中の遮蔽機構１の平均速度）・・(1)
で示すことができる。つまり、点Pを通過する部分の開口部の幅と開口部が点Pを通過する間の遮蔽機構１の速度とを制御することによって、点Ｐ上に形成される薄膜の膜厚を制御することができる。
【００５３】
図３は、形成される薄膜の膜厚分布と開口部との関係を説明する概念図である。説明の便宜上、図３に示すように、遮蔽機構１の往復運動方向をＸ方向、Ｘ方向に直角な方向をＹ方向と呼ぶことにする。基板２の表面のある点を点Ｐとする。点Ｑは、点Ｐに対してＸ方向にある点である。点Ｒは、点Ｐに対してＹ方向にある点である。点Ｐ、点Ｑおよび点Ｒにおける所望の膜厚を、それぞれｈｐ、ｈｑおよびｈｒとする。点Ｐおよび点Qを通過する部分の開口部の幅をＷｐとし、点Ｒを通過する部分の開口部の幅をＷｒとする。
【００５４】
図３の開口部に示した一点鎖線は、開口部の幅の中心線を示している。本実施例においては、開口部の形状を開口部の幅の中心線に対して線対称の形状にする。そのようにすると、遮蔽機構１の速度制御を容易に行うことができるからである。
【００５５】
また、開口部の幅の中心線が点Ｐおよび点Rを通過する時の遮蔽機構１の速度をｖｐとし、開口部の幅の中心線が点Ｑを通過する時の遮蔽機構１の速度をｖｑとする。さらに、開口部が点Ｐを通過する間の遮蔽機構１の平均速度をｖｐとし、開口部が点Ｑを通過する間の遮蔽機構１の平均速度をｖｑとし、開口部が点Ｒを通過する間の遮蔽機構１の平均速度をｖｒとする。また、スパッタリング粒子６が堆積する速度は、基板２上の位置および時間経過によらず一定であるとする。
【００５６】
説明の便宜上、WpおよびWrは非常に小さい値と仮定する。ＷｐおよびＷｒが非常に小さいとすれば、各点P、Q、Rを開口部が通過する間の遮蔽機構１の速度は変化しないとしても差し支えない。
【００５７】
まず、遮蔽機構１の速度の分布について説明する。既に説明したように、点Ｐにおける膜厚は、点Pとターゲット５との間に開口部が存在している時間の長さ(Ｗｐ／ｖｐ)に比例し、点Ｑにおける膜厚は、点Ｑとターゲット５との間に開口部が存在している時間の長さ(Ｗｐ／ｖｑ)に比例する。
【００５８】
点Pおよび点Qにおいて所望の膜厚を実現するためには、Ｗｐ、ｖｐおよびｖｑは、それぞれ次の式を満たす必要がある。（ｋを比例定数とする）
ｈｐ＝ｋ・Ｗｐ／ｖｐ      ・・・・・・・ (2)
ｈｑ＝ｋ・Ｗｐ／ｖｑ      ・・・・・・・ (3)
これらの式に対して（ｋ・Wp）をKとおき、それぞれ変形すると、
ｖｐ＝K／ｈｐ
ｖｑ＝K／ｈｑ
となる。つまり、それぞれの点を開口部が通過する間の遮蔽機構１の平均速度を、それぞれの点の所望の膜厚に反比例する値にすると、所望の膜厚分布を有する薄膜を形成することができる。
【００５９】
それぞれの点を開口部が通過している間の遮蔽機構１の速度は変化しないとしても差し支えないのであるから、開口部の幅の中心線がそれぞれの点を通過する時の遮蔽機構１の速度と、それぞれの点を開口部が通過する間の遮蔽機構１の平均速度とは等しいとして差し支えない。そこで、それぞれの点を開口部の幅の中心線が通過する時の速度の値は、所望の膜厚の薄膜を形成するために求めた遮蔽機構１の平均速度の値に置き換えても差し支えない。つまり、点Pおよび点Qにおいては、上記の２式のｖｐおよびｖｑをｖｐおよびｖｑへ、それぞれ置き換えることができる。置き換える操作を行うと上記２式は、以下の２式、
ｖｐ＝K／ｈｐ
ｖｑ＝K／ｈｑ
となる。したがって、点Pおよび点Qを開口部の幅の中心線が通過する時の遮蔽機構１の速度を、それぞれ点Pおよび点Qに形成する薄膜の膜厚に反比例する値にすると、所望の膜厚分布の薄膜を形成することができる。
【００６０】
点PからX方向にある直線上の全ての点Qについて同様に計算を行うことによって、所望の膜厚分布の薄膜を形成するための同一直線上における遮蔽機構１の速度の分布を求めることができる。このようにして求めた遮蔽機構１の速度の分布は、X方向の所望の膜厚分布に反比例している。
【００６１】
次に、開口部の形状を得るために必要な、開口部の幅の分布について説明する。(1)式から、点Ｐにおける膜厚は、(Ｗｐ／ｖｐ)に比例し、点Ｒにおける膜厚は、(Ｗｒ／ｖｒ)に比例する。したがって、点Pおよび点Qにおいて所望の膜厚を実現するためには、Ｗｐ、Ｗｒ、ｖｐおよびｖｒは、それぞれ次の式を満たす必要がある。（ｋを比例定数とする）
ｈｐ＝k・Ｗｐ／ｖｐ
ｈｒ＝k・Ｗｒ／ｖｒ
と表せる。
【００６２】
ここで、点Pと点RとはＹ方向の同一直線上にあり、開口部は開口部の幅の中心が同一直線上にある形状であるため、それぞれの開口部の幅の中心線は、点Pと点Rを同時に通過する。つまり、開口部の幅の中心線が点Ｐを通過しているときの遮蔽機構１の速度は、開口部の幅の中心線が点Ｒを通過しているときの遮蔽機構１の速度と一致する。すなわち、ｖｐ＝ｖｒとなる。すでに説明している通り、ｖｐ＝ｖｐおよびｖｒ＝ｖｒとして差し支えないため、ｖｐ＝ｖｒとして差し支えない。これにより、2式は、
ｈｐ＝k・Ｗｐ／ｖｐ
ｈｒ＝k・Ｗｒ／ｖｐ
と示すことができる。（ｖｐ／k）をK’とおき、それぞれ変形すると、
Wｐ＝K'・ｈｐ
Wｒ＝K'・ｈｒ
となる。つまり、所望の膜厚を基板２の表面上に形成するためには、それぞれの点を通過する開口部の幅を、それぞれの点の所望の膜厚に比例させる必要がある。
【００６３】
点PからY方向にある直線上の全ての点Rについて同様に計算を行うことによって、所望の膜厚分布を実現するために必要な開口部の幅の比率の分布を求めることができる。このようにして求めた開口部の幅の分布は、Ｙ方向における所望の膜厚分布に比例している。
【００６４】
以上の説明では、遮蔽機構１の速度の分布および開口部の幅の分布は、比例係数が含まれた式で表されている。つまり、それぞれの分布においては、分布中の値の相対的な比率が明らかになっているだけで、分布全体の絶対的な値が定まっていない。
【００６５】
開口部の形状を定めるには、開口部の幅の分布の絶対的な値が定まっている必要がある。また、遮蔽機構１の速度を制御するためには、遮蔽機構１の速度の分布の絶対的な値が定まっている必要がある。これら分布全体の値を定めるためには、それぞれの分布のどこか一点の値を定める必要がある。
【００６６】
基板２の中で、任意の点における開口部の幅と遮蔽機構１の速度とを定めれば、それぞれの分布のどこか一点の値を定めることができる。そこで、基板２上に基準となる点を１点設け、その点における開口部の幅と遮蔽機構１の速度を求めることにより、開口部の幅の分布すなわち開口部の形状と遮蔽機構１の速度分布とを求めることができる。
【００６７】
遮蔽機構１の速度を速くすると、薄膜を形成するのに必要な時間を短縮することができる。つまり、遮蔽機構１の速度を速くすることができれば、透過型光学フィルタを製造する時間効率を向上させることができる。また、理由は後述するが、開口部の幅を狭くすると、形成する薄膜の膜厚分布の精度を高くすることができる。したがって、薄膜形成の時間効率を向上させるためには、遮蔽機構１の速度を速くした方が良く、膜厚の精度を向上させるためには、開口部の幅を狭くした方がよい。
【００６８】
薄膜を形成する際には、遮蔽機構１を複数回往復運動させてスパッタリング粒子６を基板２上に堆積させる。つまり、薄膜の形成が終了するまでに、基板２上を開口部が複数回移動することになる。そのため、開口部が１回基板２上を移動するごとに基板２上に形成される薄膜の膜厚は、（所望の膜厚／全移動回数）になっている必要がある。全移動回数は、往復回数×２であるから、遮蔽機構１が一回移動する毎に（所望の膜厚／（往復回数×２））で示される膜厚の薄膜を形成する必要がある。
【００６９】
点Ｐを通過する部分の開口部の幅Ｗｐと開口部の幅の中心線が点Ｐを通過する際の速度ｖｐとの関係は、一回の移動において形成する膜厚の値から求めることができる。一回の移動において点Pに形成する薄膜の膜厚は、（ｈｐ／（往復回数×２））である。この膜厚から、一回の移動でスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さを求めると、
｛ｈｐ／（往復回数×２）｝／（薄膜が形成される速度）
となる。この時間の長さを、一回の移動で開口部が点Pを通過する時間の長さと等しくする必要がある。したがって、
（一回の移動で開口部が点Pを通過する時間の長さ）
＝（Ｗｐ／ｖｐ）
＝（一回の移動でスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さ）
＝｛ｈｐ／（往復回数×２）｝／（薄膜が形成される速度）
と表せる。この式を変形すると、
（Ｗｐ／ｖｐ）・（薄膜が形成される速度）・（往復回数×２）＝ｈｐ
となる。ここで、｛（薄膜が形成される速度）・（往復回数×２）｝を定数Ｃとすると、
Ｗｐ／ｖｐ＝ｈｐ／Ｃ
Ｗｐ＝（ｈｐ／Ｃ）・ｖｐ
となる。
【００７０】
したがって、Ｗｐとｖｐは比例関係にあり、Ｗｐもしくはｖｐのどちらか一方の値を定めると、他方の値もその値に比例した値に定まる。つまり、開口部の幅を狭くするためには、遮蔽機構１の速度を遅くする必要があり、遮蔽機構１の速度を速くするためには、開口部の幅を広くする必要がある。
【００７１】
基板に形成される薄膜には、所望の膜厚分布に対する誤差を許容できる範囲が透過型光学フィルタの仕様によって定められている。つまり、所望の膜厚分布に対する差として生じる、基板に形成される薄膜の膜厚分布の誤差をこの許容範囲内に収める必要がある。そのためには、所望の膜厚分布に対する誤差が許容範囲に収まるところまで、開口部の幅を狭くする必要がある。
【００７２】
以上の説明の様に、遮蔽機構１の速度を速くすることによって薄膜を形成する時間効率を高くするためには、開口部の幅を広くする必要がある。一方、形成される薄膜の膜厚の誤差を許容範囲に収めるためには、開口部の幅を狭くする必要がある。そこで、形成される薄膜の膜厚分布に生じる膜厚の誤差が誤差の許容範囲に収まる開口部の幅の値を求め、その幅の最大値に開口部の幅の値を設定すると、仕様を満たした薄膜を最も良好な時間効率で形成することができる。
【００７３】
開口部の幅と膜厚分布の誤差との関係について説明する。これまでの説明では、開口部の幅を非常に小さい値と仮定した。しかし、遮蔽機構１の速度を大きな値にするためには、開口部の幅も大きな値にする必要がある。そこで、以降の説明においては、開口部の幅は、大きい値とする。
【００７４】
これまでは、開口部の幅が非常に小さい値であるから、開口部がある点上を通過する間の速度は変化しないとして説明した。つまり、開口部の幅の中心線が基板２上の点を通過する際の速度と、開口部が通過する間の遮蔽機構１の速度の平均とは一致するとして差し支えなかった。
【００７５】
しかし、開口部の大きさは有限の大きな値とするのであるから、基板上のある点上を開口部が通過している間には、遮蔽機構１の速度は、通常の場合変化する。変化しない場合には、これまでの説明と同じであるから、説明は省略する。
【００７６】
点Ｐ上を開口部が通過している間の速度の平均は、ｖｐである。点Ｐ上を開口部が通過している間の速度は変化しているのであるから、点Ｐ上を開口部の幅の中心線が通過中の速度ｖｐとｖｐとは同じ値であるとは限らない。したがって、
ｖｐ＝ｖｐ+Δｖ
と表すことができる。ｖｐの値は、既に説明したように
ｖｐ＝  Ｗｐ／（点Ｐに所望の膜厚の薄膜を形成させるためにスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さ）
で求めた値である。そこで、点Ｐにスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さＴは、次式
Ｔ＝Ｗｐ／ｖｐ
＝Ｗｐ／（ｖｐ+Δｖ）
≠Ｗｐ／ｖｐ＝（点Ｐに所望の膜厚の薄膜を形成させるためにスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さ）
で表される。
【００７７】
したがって、Δｖが零でない限り、点Ｐにスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さは、点Ｐに所望の膜厚の薄膜を形成させるためにスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さと異なる値になる。つまり、Δｖが零でない限り、点Pに形成される薄膜の膜厚は、所望の膜厚とは異なってしまう。
【００７８】
点Pを開口部が通過中の速度の平均と開口部の中心線が点Pを通過する時の速度とが等しい時にΔｖは零になる。Ｗｐが大きい値の場合には、点Pを開口部が通過中には速度が変動し、Δｖが零ではなくなる場合がほとんどである。したがって、点Pには所望の膜厚と異なる膜厚の薄膜が形成されるため、膜厚に誤差が生じることになる。
【００７９】
このように、開口部の幅の値が大きい値の場合には、形成される薄膜の膜厚分布の精度が低下し、誤差が生じるようになる。そこで、この誤差を低減し適切な膜厚分布にする方法を以下に説明する。
【００８０】
開口部が点Ｐを通過する時間と、所望の膜厚の薄膜を形成するための時間に対する差をΔｔｐとすると、
Δｔｐ  ＝ ｛Ｗｐ／（ｖｐ+Δｖ）｝―(Ｗｐ／ｖｐ)
＝  Ｗｐ・｛１／（ｖｐ+Δｖ）―１／ｖｐ｝  ・・・・・・・・・(4)
と表せる。Ｗｐを大きくしていくと、開口部が点Ｐを通過中の速度の変動量は一般的に大きくなる。このため、ほとんどの場合においてはΔｖの値が大きくなる。
【００８１】
Δｖが大きくなると、(4)式の右辺における｛１／（ｖｐ+Δｖ）―１／ｖｐ｝の絶対値は大きい値になる。Wpが大きくなると、｛１／（ｖｐ+Δｖ）―１／ｖｐ｝の絶対値も大きくなるのであるから、(4)式の右辺の絶対値は大きくなる。つまり、Ｗｐを大きくしていくと、一般的にΔｔｐの絶対値は大きくなる。
【００８２】
開口部が点Ｐを通過する時間の長さと所望の膜厚を形成するための時間の長さとが異なる場合には、形成される薄膜の膜厚は所望の膜厚とは異なる値になる。つまり、Δｔｐは、形成される薄膜の膜厚に生じる所望の膜厚に対する誤差を表している。したがって、Δｔｐの絶対値が大きくなるということは、所望の膜厚に対する誤差が大きくなることを示している。したがって、Δｔｐの絶対値を小さくすることができれば、膜厚の誤差を小さくすることができる。Wpを大きくすると、Δｔｐは大きくなるのであるから、Δｔｐを小さくするには、Wpを小さくすれば良い。
【００８３】
つまり、開口部の幅を狭くすると、形成される薄膜の膜厚分布に生じる所望の膜厚に対する誤差は小さくなり、開口部の幅を広くすると、誤差は大きくなる。開口部の幅と形成される薄膜の膜厚に生じる所望の膜厚に対する誤差との関係は、以上説明したとおりである
図６は、開口部の形状と遮蔽機構１の速度の求め方を示した概念図である。図６に示した方法に沿って、開口部の形状と遮蔽機構１の速度分布とを求める方法を説明する。
【００８４】
まず、開口部の幅の比率の分布を求める（S1）。開口部の幅の比率の分布は、所望の膜厚分布から求める。開口部の幅の比率の分布は、所望の膜厚分布におけるＹ方向の膜厚の分布と比例することから、求めることができる。
【００８５】
次に、遮蔽機構１の速度の比率の分布を求める（S2）。遮蔽機構１の速度の比率の分布は、所望の膜厚分布から求める。遮蔽機構１の速度の比率の分布は、所望の膜厚分布におけるX方向の膜厚の分布に反比例することから求めることができる。
【００８６】
基準となる点を通過する開口部の幅の値をある値に設定する（S3）。この値は、任意の値である。
S3で設定した基準となる点を通過する開口部の幅の値から、開口部の幅の分布を求める（S4）。S1で求めた開口部の幅の比率の分布に、S3で設定した基準となる点を通過する開口部の幅の値を当てはめると、開口部の幅の分布を求めることができる。
【００８７】
S4で求めた幅の分布から開口部の形状を求める（S5）。開口部の形状は、各部分における開口部の幅の中心をＹ方向の同一直線上に並べた形状にする。つまり、開口部の形状は、開口部の中心線に対して線対称の形状になる。各部分における開口部の幅の値は、S4で求めた開口部の幅の分布から得ることができる。
【００８８】
S1で設定した開口部の幅の値から、基準となる点を開口部の中心線が通過する際の遮蔽機構１の速度を求める（S6）。既に説明したように、ｖｐ＝（スパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さ）／Ｗｐで示す速度で遮蔽機構１を制御すると、所望の膜厚分布の薄膜を形成することができる。
【００８９】
ただし、遮蔽機構１に複数回往復運動をさせて薄膜を形成する場合には、一回の移動に対する速度分布を求める必要がある。したがって、複数回の往復運動をさせる場合においては、基準となる点を開口部の中心が通過している際の遮蔽機構１の速度は、
ｖｐ＝｛所望の膜厚の薄膜を基準となる点に形成するためにスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さ／（往復回数×２）｝／Ｗｐ
を計算すると求めることができる。
【００９０】
S6で求めた基準となる点における遮蔽機構１の速度から、遮蔽機構１の速度の分布を求める（S7）。S2で求めた遮蔽機構１の速度の比率の分布に、S6で求めた基準となる点を開口部の中心が通過する時の遮蔽機構１の速度を当てはめると、遮蔽機構１の速度の分布を求めることができる。
【００９１】
S7で求めた遮蔽機構１の速度の分布と、S5で求めた開口部の形状とから、基板２に形成される薄膜の膜厚分布を求める（S8）。膜厚分布は、後述するシミュレーションによって算出する。
【００９２】
S8で求めた膜厚分布の所望の膜厚分布に対する誤差を求める（S9）。基板２表面に便宜上の点を複数個設定し、S8で求めた膜厚分布から導かれる膜厚と所望の膜厚分布から導かれる膜厚とのそれぞれの点における差を求める。この差は、それぞれの点における所望の膜厚に対する誤差である。
【００９３】
S9で求めた誤差の最大値を求める（S10）。S9で求めた、基板２表面の点における所望の膜厚に対する誤差のなかで、最大の値を求める。
求めた基準となる点を通過する開口部の幅の値が、与えられた条件を満たした最大値であるかどうかを検討する（S11）。詳細は後述するが、開口部の幅の値が与えられた条件を満たす真の最大値に対する許容範囲内に入っていると判断できた場合（YES）に、この操作は終了する。その結果、適切な開口部の形状と適切な遮蔽機構１の速度の分布とを求めることができる。開口部の幅の値が、与えられた条件を満たす真の最大値に対する許容範囲内に入っていると判断できない場合（NO）には、以下の操作を行う。
【００９４】
S10で求めた誤差の最大値が、誤差の許容範囲に収まっているかどうかを確認する（S12）。求めた誤差の最大値が、誤差の許容範囲に収まっていない場合（NO）には、開口部の幅の値を小さい値に設定しなおし（S13）、再びS4以降の操作を行う。求めた誤差の最大値が誤差の許容範囲内に収まっている場合（YES）には、設定した開口部の幅の値を大きい値に設定しなおし（S13'）、再びS4以降の操作を行う。
【００９５】
これらの操作は、図６に示したようにS11でYESの方向へ進み、終了するまで繰り返す。S11において行う判断の詳細について、以下に説明する。
基準となる点を通過する開口部の幅の値を、便宜上２種の集合に分ける。一方の集合を集合Ａとし、集合Ａに属する値をＷａとする。集合Ａは、形成される薄膜の膜厚分布に生じる所望の膜厚分布に対する誤差の値が、誤差の許容範囲に収まっている集合である。つまり、基準となる点を通過する開口部の幅がWaであった場合には、形成される薄膜の膜厚分布の誤差は許容範囲に収まっている。
【００９６】
他方の集合を集合Ｂとし、集合Ｂに属する値をＷｂとする。集合Bは、形成される薄膜の膜厚分布に生じる所望の膜厚分布に対する誤差の値が、誤差の許容範囲に収まらない集合である。つまり、基準となる点を通過する開口部の幅がWbであった場合には、形成される薄膜の膜厚分布の誤差は許容範囲に収まらない。
【００９７】
開口部の幅が小さいと誤差が小さくなるのであるから、誤差が小さい開口部の幅（Wa）は、誤差が大きい開口部の幅（Wｂ）よりも小さい値である（Ｗａ＜Ｗｂ）。つまり、集合Ａの最大値は、集合Ｂの最小値より小さい値である。
【００９８】
図６に示した操作は、基板上に形成される薄膜の膜厚分布に生じる所望の膜厚分布に対する誤差の値が、誤差の許容範囲に収まる条件を満たし、かつ遮蔽機構１の速度が最大になる開口部の幅の値を求める操作である。誤差が許容範囲に収まる条件を満たしている場合には、開口部の幅の値は全て集合Aに属している。開口部の幅の値が大きくなると、遮蔽機構１の速度も速くすることができる。したがって、遮蔽機構１の速度が最大になるには、開口部の幅が最大であればよい。つまり、集合Ａの最大値が求める値である。
【００９９】
ところで、遮蔽機構１は遮蔽機構移動制御手段３によって制御されているため、遮蔽機構移動制御手段３で制御できる精度よりも高い精度で制御することはできない。したがって、求める遮蔽機構１の速度の最大値は、この制御精度から導かれる精度まで求められていればよく、それ以上細かい精度まで求める必要はない。遮蔽機構１の速度と開口部の幅の値とは比例関係にあるため、開口部の幅の最大値についても、この制御精度から導かれる精度に比例した精度まで求められていればよい。したがって、開口部の幅の最大値は、遮蔽機構移動制御手段３の制御精度に比例した精度まで求めればよい。
【０１００】
つまり、開口部の幅の厳密な最大値に対してこの制御精度から求められるある所定の範囲に求めた値が入っていれば良いことになる。したがって、集合Ａの厳密な最大値を求める必要は無く、厳密な最大値に対して，ある所定の範囲に入っている値を求めればよい。
【０１０１】
集合Ａの最大値を厳密に求めた場合の値をＷmaxとする。遮蔽機構移動制御手段３による速度の制御精度から導き出した、求める基準となる点を通過する開口部の幅の厳密な最大値に対して許容できる範囲をｄＷとする。すると、求めた集合Ａの最大値が、
（Ｗmax―ｄＷ）≦（集合Ａの最大値）≦Ｗmax
の範囲にあれば、その値が条件を満たす開口部の幅の最大値であるとみなすことができる。
【０１０２】
ここで、集合Ａと集合Ｂとの関係は（Ｗａ＜Ｗｂ）であるから、集合ＢとＷmaxとの関係は（Ｗmax＜Ｗｂ）である。集合Ａの最大値と集合Ｂの最小値とを比較して、
（集合Ｂの最小値−ｄＷ）≦（集合Ａの最大値）
となった場合には、
（Ｗmax―ｄＷ）＜（集合Ｂの最小値−ｄＷ）≦（集合Ａの最大値）≦Ｗmax＜（集合Ｂの最小値）
となる。すなわち、（集合Ａの最大値）は、許容範囲に入っていることが分かる。つまり、このときの（集合Ａの最大値）が求める値である。したがって、上の式を変形すると、
（集合Ｂの最小値−集合Ａの最大値）≦ｄＷ
であれば、集合Ａの最大値は、許容範囲に入っていることがわかる。
【０１０３】
したがって、上式を満足する場合の集合Ａの最大値が、基準となる点を通過する開口部の幅の値である。また、この条件を満たしたときに、図６に示した操作は終了することができる。そして、この集合Ａの最大値を用いて求めた開口部の形状が、適切な開口部の形状である。さらに、この集合Ａの最大値を用いて求めた遮蔽機構１の速度分布が、適切な遮蔽機構１の速度分布である。
【０１０４】
図６に示した操作のうち、S8の操作は、薄膜を形成するシミュレーションを用いることによって、薄膜の膜厚分布を求める。シミュレーションを用いて膜厚分布を求める方法を以下に説明する。
【０１０５】
シミュレーションでは、基板２の表面に便宜上の測定点を設け、形成される薄膜のそれぞれの点における膜厚を算出する。そのために、それぞれの点にスパッタリング粒子６が堆積する時間を計算する。基板２の表面に互いに直交する格子を便宜的に設け、その格子同士の交点を測定点とする方法を用いる。
【０１０６】
開口部の形状と遮蔽機構１の速度分布とから、それぞれの測定点に対してスパッタリング粒子６を堆積させる時間を計算する。遮蔽機構１の移動中におけるそれぞれの測定点、開口部およびターゲット５の位置関係の時間変化を求める。この位置関係の時間変化から、ターゲット５と測定点とを結ぶ直線上に開口部が存在する時間の長さを算出する。この時間は、スパッタリング粒子６がそれぞれの測定点に堆積する時間の長さである。
【０１０７】
スパッタリング粒子６を堆積させる時間にスパッタリング粒子６が堆積する速度を掛けた値が薄膜の膜厚に比例することは既に述べた。つまり、それぞれの測定点にスパッタリング粒子６を堆積させる時間を算出することによって、それぞれの測定点に形成される薄膜の膜厚を求めることができる。このようにして、開口部の形状と遮蔽機構１の速度分布とを用いて、基板２に形成される薄膜の膜厚分布を求めることができる。
【０１０８】
以上説明した方法によって、形成される膜厚分布の誤差が許容範囲に収まる条件を満たす中で、遮蔽機構１の速度が最大になる開口部の形状と遮蔽機構１の速度分布とを求めることができる。したがって、求めた開口部の形状と遮蔽機構１の速度分布とを用いて薄膜を形成する時間の効率は良好である。
【０１０９】
以上説明した方法を具体的な例を用いて説明する。
図４は透過型光学フィルタの例を示す概念図である。図４(1)は、透過率分布を示す図である。図４(1)の下方に示されている実線は、フィルタの中心を通るＸ方向の直線上の透過率分布である。この例では、Ｘ方向の透過率分布は、フィルタの中心を通るＸ方向の直線上の透過率分布に比例している。また、Ｙ方向の透過率分布は、フィルタの中心点を通るＹ方向の直線上の透過率分布に比例している。
【０１１０】
図４(2)は図４(1)に示した透過率分布に対応した膜厚分布を示す図である。図４(2)の下方および右方に示されている実線は、それぞれフィルタの中心を通るＸ方向およびＹ方向の直線上の膜厚分布である。図４(2)に示した例では、薄膜材料にAl2O3を用いている。Al2O3を薄膜材料に使用した場合には、透過率の高い部分では膜厚を薄くし、透過率の低い部分では膜厚を厚くする。図４(1)と図４(2)とを比較すると分かるように、透過率の最も高い基板２の周辺部で最も薄く（１０Å）、透過率の最も低い基板２の中心で最も厚い（１００Å）。図４(1)に示した透過率分布と同様に、基板２のX方向の膜厚分布は、基板２の中心点を通るX方向の直線上の膜厚分布に比例している。また、基板２のY方向の膜厚分布は、基板２の中心を通るY方向の直線上の膜厚分布に比例している。
【０１１１】
この透過型光学フィルタにおける膜厚に対する誤差の許容範囲は、±3％である。この値は、投影露光装置の仕様から求めたものである。また、開口部の幅の最大値を求める際の、開口部の幅の厳密な最大値に対する許容範囲は、±５％である。この値は、遮蔽機構移動制御手段３の制御精度から求めたものである。この実施例に示した成膜装置では、基板２の表面に薄膜を形成する速度は、0.1Å/secである。遮蔽機構１の往復回数を５回とし、基準となる点を基板２の中心部とする。
【０１１２】
図６に示した方法に沿って、開口部の形状と遮蔽機構１の速度分布を求める方法を説明する。
まず、開口部の幅の比率の分布を求める（Ｓ１）。図４（２）において基板の中心を通るＹ方向の直線上における膜厚は中心部が100Åであり、両端部が10Åである。つまり、比率としては中心部を１とすると、両端部は0.1である。したがって、開口部の幅の比率は膜厚分布に比例するため、中心部の幅を１とすると、両端の部分の幅は0.1という比率である。他の部分においては、同様に中心部の膜厚に対して比例する関係であるため、開口部の比率の値は、中心部の膜厚に対する各部分の膜厚の比率と等しいことから求められる。
【０１１３】
次に、遮蔽機構１の速度の比率の分布を求める（S2）。図４（２）において基板の中心を通るX方向の直線上における膜厚は中心部が100Åであり、両端部が10Åである。つまり、比率としては中心部を１とすると、両端部は0.1である。したがって、遮蔽機構１の速度の比率の分布は膜厚分布に反比例するため、中心部を開口部の中心線が通過する遮蔽機構１の速度を0.１とすると、両端の部分を開口部の中心線が通過する遮蔽機構１の速度は1という比率である。他の部分においては、同様に中心部の膜厚に対して反比例する関係であるため、遮蔽機構１の速度の比率の分布は、中心部の膜厚に対する各部分の膜厚の比率に反比例する値である。
【０１１４】
基準となる点を通過する開口部の幅の値を、まず10ｍｍに設定する（S3）。
基準となる点を通過する開口部の幅の値（＝10ｍｍ）から、開口部の幅の分布を求める（S4）。S1で求めた開口部の幅の比率の分布に、基準となる点を通過する開口部の幅の値（＝10ｍｍ）を当てはめる。すると、基板２の中心部を通過する部分の開口部の幅は、設定した１０ｍｍである。両端の部分は、中心部に対する比率（0.1）から、１ｍｍと求められる。その他の部分に関しても、膜厚分布に比例した幅を求めることができる。
【０１１５】
求めた幅の分布から開口部の形状を求める（S5）。開口部の形状は、既に述べたように、各部分における開口部の幅の中心をＹ方向の同一直線上に並べた形状にする。
基準となる点を通過する開口部の幅（＝10ｍｍ）から、基準となる点を開口部の中心線が通過する際の遮蔽機構１の速度を求める（S6）。速度を求める式は、
Ｗｐ(=10mm) ／｛（所望の膜厚の薄膜を形成するためにスパッタリング粒子６を堆積させるための時間（＝｛100Å／（0.1Å/sec）｝＝1000sec））／（往復回数(=5回)×２）｝
である。これを計算すると、基準となる点を開口部の中心線が通過する時の遮蔽機構１の速度は、0.1ｍｍ／secと求めることができる。
【０１１６】
求めた遮蔽機構１の速度から、遮蔽機構１の速度の分布を求める（S7）。S2で求めた遮蔽機構１の速度の比率の分布に、基準となる点を開口部の中心が通過する時の遮蔽機構１の速度（＝0.1ｍｍ／sec）を当てはめると、遮蔽機構１の速度の分布を求めることができる。
【０１１７】
S5で求めた開口部の形状と、S7で求めた遮蔽機構１の速度の分布とから、基板２に形成される薄膜の膜厚分布をシミュレーションによって求める（S8）。図７(3)は、シミュレーションの測定点の配置を示す概念図である。シミュレーションでは、図７(3)に示すように、便宜上、基板２の表面に１ｍｍ間隔の二次元の格子を設け、その格子の交点を測定点とした。開口部が５往復した際に形成される薄膜の膜厚は、各測定点にスパッタリング粒子６が堆積する時間の長さを、それぞれの測定点ごとに計算すると求めることができる。つまり、それぞれの測定点において、図２（３）に示したように、ターゲット５と点Pとの間に開口部が存在している時間の長さを計算する。図７(1)は、シミュレーションによって求めた膜厚分布の一例を示す概念図である。膜厚分布を求めると、図７(1)に示したようになった。
【０１１８】
所望の膜厚分布に対するS8で求めた膜厚分布の誤差を求める（S9）。図４（２）に示した所望の膜厚分布と図７(1)に示した膜厚分布とを比較する。図７(1)下方に、求めた膜厚分布のうち、基板の中心を通るＸ方向の直線上の膜厚分布を実線で示している。また、比較のため、S8で求めた膜厚分布を破線で示している。実線と破線とを比較すると、膜厚の差を求めることができる。この二つの分布の差が所望の膜厚分布に対する誤差である。
【０１１９】
求めた誤差の最大値を求める（S10）。S9で求めた、基板２表面の点における所望の膜厚に対する誤差のなかで、最大の値は、10.2％であった。
求めた基準となる点を通過する開口部の幅の値が、求める値の許容範囲にはいっているかどうかを検討する（S11）。集合Ａの最大値と集合Ｂの最小値を比較する操作であるから、値が一個の場合は省略しS12の操作を行う。
【０１２０】
求めた誤差の最大値と、誤差の許容範囲とを比較し、誤差の最大値が誤差の許容範囲に収まっているかどうかを確認する（S12）。誤差の許容範囲は、３％であり、求めた誤差の最大値は10.2％であるため、誤差の許容範囲に収まっていない。したがって、NOを選択する。
【０１２１】
開口部の幅の値を10ｍｍよりも小さい値に設定しなおす（S13）。基準となる点を通過する部分の開口部の幅を５ｍｍと設定し、再びS4以降の操作を行う。詳細は省略するが、薄膜の膜厚分布の所望の膜厚分布に対する誤差の最大値は、５％であった。この値も、誤差の許容範囲に入っていない。したがって、開口部の幅の値を５ｍｍよりも小さい値に設定しなおす（S13）。
【０１２２】
基準となる点を通過する部分の開口部の幅を２.５ｍｍと設定し、再びS4以降の操作を行う。詳細は省略するが、薄膜の膜厚分布の所望の膜厚分布に対する誤差の最大値は、2.5％であった。この値は、誤差の許容範囲に入っている。そこで、開口部の幅の値を、許容範囲内における最大値を求めるため、2.5mmよりも大きい値にする。
【０１２３】
開口部の幅の値を、３ｍｍと設定し、再びS4以降の操作を行う。薄膜の膜厚分布の所望の膜厚分布に対する誤差の最大値は、3％であった。この値は誤差の許容範囲に収まっているため、開口部の幅3.0ｍｍは、集合Ａに属し、その集合Ａの最大値である。そこで、開口部の幅の値を、許容範囲内における最大値を求めるため、3mmよりも大きい値にする。
【０１２４】
基準となる点を通過する部分の開口部の幅の値を3.15ｍｍと設定し、再びS4以降の操作を行う。詳細は省略するが、薄膜の膜厚分布の所望の膜厚分布に対する誤差の最大値は、3.2％であった。この値は誤差の許容範囲に収まっていないため、開口部の幅3.15ｍｍは、集合Ｂに属し、その集合Ｂの最小値である。
【０１２５】
この時点で、求めた集合Ａの最大値である3.0mmと集合Ｂの最小値である3.15mmとを比較する（S11）。(3.15mm-3.0mm)=0.15mmであり、（0.15/3.0）=5%である。この値は、（集合Ｂの最小値−集合Ａの最大値）≦ｄＷ（＝5％）を満たしている。つまり、開口部の幅の許容範囲に入っていることが確認できた。したがって、S11はYESであり、図６の操作はこの時点で終了する。
【０１２６】
このように、図４に示した透過型光学フィルタの例では、基準となる点を通過する開口部の幅の値は、3.0ｍｍであることが求められた。また、この開口部の幅の値から、基準となる点を開口部の中心線が通過する時の遮蔽機構１の速度は、0.03mm／secである。これらの値をそれぞれ、基板２の中心部を通過する部分の開口部の幅と、基板２の中心部を開口部の中心線が通過する時の遮蔽機構１の速度に当てはめ、それぞれの分布の他の値を決定する。
【０１２７】
図５は、本実施例において求めた、開口部の形状および遮蔽機構１の速度の分布の一例を示す概念図である。図４に示した透過型光学フィルタの例に対して求めた開口部の形状を図５(1)に示す。開口部の幅は、中心部で３ｍｍで最も外側で0.3ｍｍである。また、開口部の形状は、その中心線に対して、線対称の形状である。
【０１２８】
求めた遮蔽機構１の速度分布を図５(3)に示す。基板２の中心部を開口部の中心線が通過する際の遮蔽機構１の速度は、0.03ｍｍ／secであり、基板２の最外縁部を開口部の中心線が通過する際の遮蔽機構１の速度は、0.3mm/secである。図５(1)に示した形状の開口部を用いて、図５(3)に示した速度分布で遮蔽機構１を制御すると、図５(2)に示した薄膜を形成することができる。
【０１２９】
薄膜を形成するのに要する時間の長さは、遮蔽機構１の一回の移動に要する時間の長さから求められる。遮蔽機構１の一回の移動に要する時間の長さを求めると、約１７分であった。薄膜形成には５往復させるため、薄膜を形成するのに必要な時間の長さは、１７分×５×２＝１７０分である。
【０１３０】
特開平10-26698号公報に開示された従来の方法によって、図４に示した膜厚分布の薄膜を基板上に形成する場合において必要な時間を比較のために求める。この方法では、開口部を２次元方向に移動させて薄膜を形成する方法のため、開口部の大きさによって形成される薄膜の膜厚分布の精度が決まる。
【０１３１】
前述した本実施例と同等の精度で、薄膜を形成するためには、３ｍｍ角の開口部の大きさが必要である。この方法では、開口部を所定の位置に移動させ、その箇所に形成する薄膜の膜厚に比例した時間だけ開口部を滞留させる必要がある。その後、隣接する部分に開口部を移動させ、移動させた箇所に応じた時間だけ滞留させる。
【０１３２】
この操作を繰り返すため、その滞留時間を積算した時間が、薄膜形成に必要な時間である。図４に示した基板２の表面を３ｍｍ角の開口部で埋め尽くす操作においては、約１２００箇所に開口部を滞留させる必要がある。また、開口部を滞留させる時間の長さは最も短い箇所で１００秒である。この３ｍｍ角の開口部を用いて、前述した条件と同等の装置によって、図４に示した薄膜を基板上に形成するためには、約５０００分の時間がかかる（詳細は省く）。
【０１３３】
これに対し、既に説明したように、本実施例では、図４に示した薄膜を形成するために必要な時間は、約170分である。従来の方法の約５０００分に比べると、薄膜を形成する時間が非常に短縮され、時間効率は良好である。
【０１３４】
ところで、ターゲット５から放出されたスパッタリング粒子６を基板２に堆積させて薄膜を形成する際、基板２の表面上の位置によってスパッタリング粒子６が堆積する速度が異なる場合がある。スパッタリング粒子６が堆積する位置とターゲット５との距離によって、スパッタリング粒子６が堆積する速度が異なるからである。その距離が短い場合には堆積する速度が速くなり、距離が長い場合には堆積する速度が遅くなる。ターゲット５と基板２の表面との距離は等距離ではない場合が多いため、堆積する速度が基板２表面上で不均一な場合が多い。
【０１３５】
このように、基板２上の位置に応じてスパッタリング粒子６が堆積する速度が異なる場合には、これまで説明した方法に加えて、基板２上にスパッタリング粒子６が堆積する速度に対する補正を行う必要がある。スパッタリング粒子６が堆積する速度が不均一である場合には、これまで説明した方法で薄膜を形成させると、形成される薄膜の膜厚が、所望の膜厚と部分的に異なってしまうからである。つまり、堆積する速度が速い部分では、所望の膜厚よりも厚い薄膜が形成され、堆積する速度が遅い部分では、所望の膜厚よりも薄い薄膜が形成されてしまう。
【０１３６】
本実施形態によれば、スパッタリング粒子６が堆積する速度が不均一な場合に対する補正を行うことが可能である。以下にその補正方法を説明する。
基板２上の任意の点Pにおいて、点P上にスパッタリング粒子６が堆積する速度をspとし、点Pに形成する薄膜の所望の膜厚をhpとする。点Pに所望の膜厚の薄膜を形成するために必要な、スパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さは、(hp／sp)である。つまり、点Pに(hp／sp)から算出される時間の長さだけスパッタリング粒子６を堆積させると、点Pに形成される薄膜の膜厚は、所望の膜厚になる。既に説明した方法の中では、スパッタリング粒子６が堆積する速度が基板２上でいたるところ一定としていた。つまりspが定数であることから、堆積する時間（hp/sp）は、基板２上のどの部分においても所望の膜厚分布に比例するとして計算していた。
【０１３７】
しかし、スパッタリング粒子６が堆積する速度（sp）が不均一な場合には、基板２上において、spは定数ではない。そのため、（hp/sp）はhpに比例しない。すなわち、堆積する時間の長さは、所望の膜厚分布に比例しないことになる。
【０１３８】
したがって、スパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さの分布を求める必要がある。基板２上のそれぞれの部分における（hp/sp）から、それぞれの部分にスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さを算出する。この値から、スパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さの分布を求める。この分布に応じた時間の長さで、スパッタリング粒子６を堆積させることができれば、所望の膜厚分布の薄膜を基板２上に形成することができる。
【０１３９】
基板２上のそれぞれの部分におけるスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さは、既に述べた方法と同様に、開口部の形状と遮蔽機構１の速度分布とから制御することができる。図８は基板２に形成する薄膜に関する値の分布を示す概念図である。図８(1)は所望の膜厚分布、図８(2)はスパッタリング粒子６が基板２に堆積する速度の分布、図８(3)はスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さの分布を示している。図８(2)の右方に示したグラフは、基板２の中心部を通る直線上にスパッタリング粒子６が堆積する速度の分布を示している。
【０１４０】
図８(1)および図８(2)に示した分布から、スパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さ(h/s)を計算すると、図８(3)に示す分布となる。図８(3)の右方および下方に示したグラフは、基板２の中心部を通るＸ方向およびＹ方向の直線上にスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さの分布をそれぞれ示している。細い実線が、所望の膜厚分布の比率であり、太い実線が、スパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さの比率の分布である。
【０１４１】
スパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さの分布から、開口部の幅の比率の分布および遮蔽機構１の速度の比率の分布を求める。既に説明したように、開口部の幅の分布は、Ｙ方向におけるスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さの分布に比例する。また、遮蔽機構１の速度の分布は、Ｘ方向におけるスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さの分布に反比例する。この関係から、それぞれの比率の分布を求めることができる。
【０１４２】
開口部の形状と、遮蔽機構１の速度分布の求め方は、図６を用いて説明した方法とほぼ同様である。そこで、図６に示した方法を用いて、基準となる点における開口部の幅の値と遮蔽機構１の速度の値を求め、その他の部分の分布の値を決定する。この場合、所望の膜厚分布に比例または反比例する値は、スパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さの分布に比例または反比例する値と読み替えて処理する。
【０１４３】
このようにして求めた、開口部の形状と遮蔽機構１の速度分布を基に、薄膜を形成すると、適切な膜厚分布の薄膜を形成することができた。スパッタリング粒子６が堆積する速度が基板２上の位置に対して不均一である場合でも、適切な膜厚分布の薄膜を形成することができ、薄膜を形成する時間効率は良好である
【実施例２】
【０１４４】
図９は、本実施例の第二の実施形態を示す概略図である。図９に示したように、遮蔽機構２１、基板２２、基板移動制御手段２３が真空容器４内に配置されている。その他の構成については、実施例１と同様であるので省略する。
【０１４５】
第二の実施形態は、開口部を有する遮蔽機構２１を固定し、基板移動制御手段２３を用いて基板２２を移動させる構成である。つまり、遮蔽機構２１に設けられた開口部は移動しないため、ターゲット５に対して常に同じ位置にある。また、基板２２は、固定されている開口部に対して相対的に移動する。
【０１４６】
基板２２表面のある点にスパッタリング粒子６が堆積するには、基板２２表面のある点とターゲット５とを結ぶ直線上に開口部が存在する必要がある。これは実施例１と同様である。基板２２表面のある点とターゲット５とを結ぶ直線は、基板２２に伴って移動する。開口部に対する基板２２の相対的な位置関係と開口部の形状によって、基板２２表面のある点とターゲット５とを結ぶ直線上に開口部が存在するか否かが決まる。開口部に対する基板２２の相対的な位置関係は、開口部に対する相対的な基板２２の移動速度分布によって制御することができる。
【０１４７】
つまり、開口部の形状および開口部に対する相対的な基板２２の移動速度分布を制御することによって、スパッタリング粒子６を基板２２に堆積させる時間の長さの分布を制御することができる。薄膜の膜厚はスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さに比例する。そのため、堆積させる時間の長さの分布を制御することによって基板２２に形成する薄膜の膜厚分布を制御することができる。
【０１４８】
所望の膜厚分布の薄膜を形成するための開口部の形状および基板２２の移動速度分布は、実施例１で説明した方法と同様の方法によって求めることができる。まず、基板２２表面にスパッタリング粒子６が堆積する速度が均一な場合について説明する。
【０１４９】
開口部を通してスパッタリング粒子６が基板２２表面に堆積する際には、ターゲット５を原点として開口部の形状を基板２２表面に投影した部分に、スパッタリング粒子６が堆積する。開口部の中心線を基板２２表面のある点Oが通過する際の、基板２２の速度の平均値をｖoとし、点Oが通過する開口部の幅をWoとする。スパッタリング粒子６が点Oに堆積する時間の長さは、Wo/ｖoである。この式は、実施例１における点Pに対するスパッタリング粒子６を堆積させる時間の長さの式と同一である。
【０１５０】
したがって、所望の膜厚分布の薄膜を形成するために必要な、基板２２の移動速度の分布および開口部の形状は、実施例１における、遮蔽機構１の速度の分布および開口部の形状と相違ないとして差し支えない。このためこれらの値は、実施例１の方法で求めた遮蔽機構１の移動速度の分布を基板２２の移動速度の分布として用い、実施例１の方法で求めた開口部の形状を本実施例の開口部の形状として用いればよい。
【０１５１】
図４(2)に示した膜厚分布の薄膜を形成する場合には、開口部の形状および基板２２の速度分布は、実施例１で求めたものと同一である。つまり、開口部の形状は、図  (1)に示されたものと同じであり、基板２２の速度分布は、図  (2)に示されたものと同じである。これらの算出結果を、それぞれ、開口部の形状および基板２２の速度分布として用いて薄膜を形成する。そのようにすると、所望の膜厚分布を有する薄膜を基板２上に形成することができる。
【０１５２】
この例においては、実施例１の場合と同様に、約170分で薄膜を形成することができる。実施例２においても、薄膜を形成するために必要な時間を従来に比べて短くすることができるので、時間効率は良好である。
【０１５３】
実施例２においては、基板２２上の位置に応じてスパッタリング粒子６が堆積する速度が異なる場合には、基板２２上にスパッタリング粒子６が堆積する速度に対する補正を行う必要がある。スパッタリング粒子６が堆積する速度の不均一性に対する補正操作を行うことにより、適切な膜厚分布の薄膜を形成することができる。
【０１５４】
実施例１で述べた通り、スパッタリング粒子６が堆積する速度は、ターゲット５と堆積する箇所との距離によって異なる。本実施形態では、開口部とターゲット５との位置関係は固定されている。また、基板２２の表面はその表面と同一の平面上を移動する。そのため、開口部を通過して基板２２の表面に堆積するスパッタリング粒子６は、基板２２の表面と同一の平面上に堆積する。この堆積箇所は、ターゲット５との位置関係は常に同じである。つまり、堆積箇所とターゲット５との距離は、時間変化せず、開口部の対応する箇所に応じた長さの分布になっている。したがって、スパッタリング粒子６の堆積する速度の補正には、開口部内の位置に対応した堆積時間の補正を行う。
【０１５５】
適切な膜厚の薄膜を形成するために、スパッタリング粒子６を堆積させる時間を調整させる必要がある。開口部のある部分点Aを通過する基板２上のある点を点Pとする。点Pに形成させる薄膜の所望の膜厚をｈｐとする。点Aを通過して基板２上に堆積する速度をsaとする。基板２上に堆積する速度が均一な速度ｓであるとして算出した開口部の幅をWAとする。その条件で求めた基板２の移動速度をvaとする。
【０１５６】
点Pに堆積させる時間の長さは、(hp/s)から求めている。この時間の長さから開口部の幅WAを求めると、
WA＝｛（hp/s）×va｝
となる。ところが、点Aを通して堆積する速度はｓではなく、saである。この条件では、形成される薄膜の膜厚は、
(WA／va)×sa≠(WA／va)×s=hp
となる。つまり、s≠saであると、点Ｐに形成される薄膜の膜厚は所望の膜厚hpとは異なる膜厚になる。
【０１５７】
そこで、開口部の幅を堆積させる速度に反比例した値、すなわち
｛WA×(s/sa)｝
にすると、
｛WA×(s/sa)｝／va×sa＝(WA／va)×s=hp
となり、所望の膜厚を形成することができる。つまり、スパッタリング粒子６が通過する堆積する速度に応じて、そのスパッタリング粒子６が通過する位置の開口部の幅を、堆積する速度に反比例させると、所望の膜厚に補正することができる。
【０１５８】
このようにして求めた開口部の幅の分布から、開口部の形状を求める。求めた形状の開口部を遮蔽機構に設け、薄膜を形成する。このようにすると、堆積する速度が不均一な場合でも、適切な膜厚分布の薄膜を形成することができ、薄膜を形成する時間効率も良好である。
【実施例３】
【０１５９】
図１１は、本発明の光学系を用いた投影露光装置の概念図である。投影露光装置は、フォトレジストを表面に塗布したウェハ上にレチクルのマスクパターンを縮小投影露光する装置である。
【０１６０】
図１１で、１００はエキシマレーザ等の真空紫外光を射出する光源、Ｒはマスクパターンを備えたレチクル、１０１は光源１００からの光をレチクルＲに照射する照明光学系、Ｗはフォトレジスト７０１を表面に塗布したウェハ、５００はレチクルＲのマスクパターンをウェハＷ上に縮小投影露光する投影光学系、３０１はウェハＷを移動させるウェハステージ、２０１はレチクルＲを移動させるレチクルステージである。
【０１６１】
光源１００から射出された真空紫外光は、照明光学系１０１で整形・均一化された後、レチクルＲに照射され、レチクルＲを透過する。投影光学系５００は、レチクルＲを透過した光をウェハＷに照射することによって、レチクルＲのマスクパターンをウェハＷの表面に縮小投影露光する。
【０１６２】
透過型光学フィルタは、照明光学系において、露光面に共役な面に配置する。本発明により基板上に所望の透過率分布を実現する薄膜を形成した透過型光学フィルタを配置すると、露光面における光強度分布の均一性は良好になる。また、透過型光学フィルタを製造する時間は、従来の方法に比べて短縮されるので、投影露光装置を製造する際の時間効率が良好になる。
【０１６３】
さらに、補正すべき光強度分布が変化した場合には、透過型光学フィルタを変更する必要が生じる。その場合においても、異なる透過率分布を有する透過型光学フィルタを製造する時間が短いので、その対応が早い。したがって、メンテナンスにおける時間効率も良好である。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明の実施例を示す概念図である。
【図２】本発明の膜厚制御の概念を示す概念図である。
【図３】本発明の膜厚制御の概念を示す概念図である。
【図４】透過型光学フィルタの一例を示す概念図である。
【図５】開口部の形状と、遮蔽機構１の速度分布の一例を示す概念図である。
【図６】開口部の形状と遮蔽機構１の最適値を求める操作のフローを示す概念図である。
【図７】開口部の最適値を求める過程で得られる状態を示す概念図である。
【図８】薄膜を形成する速度が不均一な場合を説明する概念図である。
【図９】本発明の実施例を説明する概念図である。
【図１０】透過型光学フィルタを説明する概念図である。
【図１１】投影露光装置を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１６５】
１、２１        遮蔽機構
２、２２        基板
３、２３        遮蔽機構移動手段
４              真空容器
５              ターゲット
６              スパッタリング粒子
９              バルブ
１２            真空ポンプ
１３            圧力計
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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