(57)【要約】【課題】装置の大型化及びコストの増加を招くことなく、真空紫外領域での吸収が小さい薄膜を成膜することができる成膜装置を提供する。【解決手段】スパッタリング法を用いて基板に膜を成膜する成膜装置であって、前記基板に前記基板の外径よりも小さいビーム径を有するレーザー光を照射する照射手段と、前記レーザー光を前記基板の全面に走査させる走査手段とを有することを特徴とする成膜装置を提供する。【選択図】図１
2007169683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリング法を用いて基板に膜を成膜する成膜装置であって、
前記基板に前記基板の外径よりも小さいビーム径を有するレーザー光を照射する照射手段と、
前記レーザー光を前記基板の全面に走査させる走査手段とを有することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記照射手段は、
前記レーザー光を発振する発振手段と、
前記発振手段から発振された前記レーザー光のビーム形状を整形する整形手段と、
前記整形手段で整形された前記レーザー光のビーム形状を、少なくとも前記基板の外径の半分以上の長さを有する分布に分割する分割手段とを有し、
前記走査手段は、
前記基板の外心を中心として前記基板を回転させる回転手段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】
前記照射手段は、
前記レーザー光を発振する発振手段と、
前記発振手段から発振された前記レーザー光のビーム形状を整形する整形手段と、
前記整形手段で整形された前記レーザー光を、前記基板に集光する集光手段とを有し、
前記走査手段は、
前記基板の外心を中心として前記基板を回転させる回転手段と、
前記基板上において、前記レーザー光が前記基板の外心から前記基板の外周方向及び前記基板の外周から前記基板の外心方向に走査するように、前記集光手段を揺動する揺動手段と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４】
前記レーザー光は、２６０ｎｍ以下の波長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５】
前記基板は、石英又はフッ化カルシウムであることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項６】
前記膜は、フッ化物からなることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項７】
前記フッ化物は、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ランタン、フッ化アルミニウム、フッ化ネオジウム、フッ化ガドリウム、フッ化リチウム、フッ化イットリウム及びフッ化ディスプロシウムのうちの１つ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】
前記膜は、エキシマレーザーを選択的に透過又は反射することを特徴とする請求項７記載の成膜装置。
【請求項９】
スパッタリング法を用いて基板に膜を成膜する成膜方法であって、
前記膜の成膜中において、前記基板に前記基板の外径よりも小さいビーム径を有するレーザー光を照射するステップと、
前記レーザー光を前記基板の全面に走査させるステップとを有することを特徴とする成膜方法。
【請求項１０】
請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の成膜装置で成膜された膜を有する光学素子を有することを特徴とする光学素子。
【請求項１１】
前記膜は、光の反射を低減する反射防止膜であることを特徴とする請求項１０記載の光学素子。
【請求項１２】
紫外光、遠紫外光又は真空紫外光を露光光として利用し、当該露光光を、請求項１０記載の光学素子を含む光学系を介して被処理体に照射して当該被処理体を露光することを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、成膜装置に係り、特に、真空紫外領域の光の吸収が小さいフッ化物からなる薄膜を成膜する成膜装置に関する。本発明は、真空紫外領域の光を露光光とする露光装置に用いられる反射防止膜又は反射膜の成膜に好適である。
【背景技術】
【０００２】
フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）やフッ化カルシウム（ＭｇＦ２）などのフッ化物は、可視光領域における光学素子（レンズやミラー）やかかる光学素子に施される反射防止膜として従来から用いられている。また、フッ化物は、バンドギャップエネルギーが大きいため、近年のリソグラフィー技術の進展に伴って、真空紫外領域で用いられる露光装置の光学系などに用いられる材料（硝材）としても必要不可欠となっている。
【０００３】
フッ化物からなる反射防止膜（薄膜）は、主に、真空蒸着法によって成膜されてきた。真空蒸着法は、装置構成が単純であり、大きな面積の基板に対して高速に薄膜を成膜することができるという生産性に優れた成膜方法である。一方、真空蒸着法は、膜厚を高精度に制御することや自動生産機の開発などが難しく、また、膜と基板との密着性を強化したり、膜吸収を低減させたりするためには基板を３００℃程度まで加熱しなければならないという欠点も有する。特に、真空紫外領域の硝材として用いられるフッ化カルシウム（ＣａＦ２）基板は、加熱によって露光性能に影響を与える面形状変化を生じてしまう。
【０００４】
そこで、フッ化物からなる反射防止膜（薄膜）の成膜方法として、真空蒸着法と比較して、再現性、膜ムラの制御、低温成膜などの点で優れているスパッタリング法が注目されている。スパッタリング法は、プラズマ等の荷電粒子を利用し、且つ、材料を原子状で飛ばして成膜する。従って、スパッタリング法は、フッ化物からなる反射防止膜を成膜する際に、スパッタ材料とフッ素との反応性や荷電粒子による基板へのダメージを制御することが難しい。その結果、石英やフッ化カルシウムの基板上にフッ化物からなる反射防止膜を成膜した場合、バンドギャップに相当する波長より長波長側で吸収が発生してしまうという問題がある。特に、スパッタリング法によって種類の異なるフッ化物を積層して多層膜（反射防止膜）を成膜する際には、この問題が顕著となる。
【０００５】
これらの問題を解決する技術に関しては、従来から幾つか提案されている（例えば、特許文献１乃至４参照）。例えば、特許文献１は、反応性の問題に着目し、フッ化物をフッ化化合物として化学量論的組成に制御するために、フッ素系ガスを使用することによって、フッ素（Ｆ）を補うスパッタリング法を開示している。特許文献２は、ダメージの問題に着目し、ターゲットを円筒形状に構成し、その底面部からスパッタガスを導入すると共に、基板近傍から反応ガスを導入する反応性スパッタ装置を開示している。特許文献３は、レーザー光を照射することによって薄膜の構成原子を直接励起して結合を強め、光劣化が生じにくい良質な光学薄膜を得るという成膜後の処理方法を開示している。特許文献４は、ターゲットと基板との間の空間にエキシマレーザーを照射することによって、基板表面でのスパッタ粒子と反応性ガスとの反応を促進（光アシスト）し、緻密な薄膜を高い堆積速度で成膜する成膜方法を開示している。
【特許文献１】特開平４−２８９１６５号公報
【特許文献２】特開平１１−２０６５２８号公報
【特許文献３】特開２００１−２９０００１号公報
【特許文献４】特開平１１−１０６９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スパッタリング法によってフッ化物からなる反射防止膜（薄膜）を成膜する際に、真空紫外領域の波長を有するレーザー光を照射することは、真空紫外領域で発生する吸収ロスを低減するために有効である。しかしながら、露光装置の光学系に用いられるような大口径のレンズの全面に対してビーム径の小さいレーザー光を照射しながらレンズ全面に均質な膜を成膜する方法はこれまで提案されていない。
【０００７】
レーザー光とレーザー光が照射されるレンズとの両方を固定したままレンズ全面にレーザー光を照射する場合、レーザー光のビーム径をレンズ（被照射体）と同程度の大きさに拡大するためのビームエキスパンダー光学系が必要となる。しかしながら、このようなビームエキスパンダー光学系は、光路を長くしなければならないため、成膜装置の大型化を招いてしまう。また、ビーム径を拡大したレーザー光を平行光にしてレンズに照射する場合には、レンズ（被照射体）と同程度以上の大きさのコリメーターレンズが必要となる。従って、真空紫外領域において透明な性能を有する硝材が必要となり、コストの増加を招いてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、装置の大型化及びコストの増加を招くことなく、真空紫外領域での吸収が小さい薄膜を成膜することができる成膜装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての成膜装置は、スパッタリング法を用いて基板に膜を成膜する成膜装置であって、前記基板に前記基板の外径よりも小さいビーム径を有するレーザー光を照射する照射手段と、前記レーザー光を前記基板の全面に走査させる走査手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の側面としての成膜方法は、スパッタリング法を用いて基板に膜を成膜する成膜方法であって、前記膜の成膜中において、前記基板に前記基板の外径よりも小さいビーム径を有するレーザー光を照射するステップと、前記レーザー光を前記基板の全面に走査させるステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の更に別の側面としての光学素子は、上述の成膜装置で成膜された膜を有する光学素子を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、紫外光、遠紫外光又は真空紫外光を露光光として利用し、当該露光光を、上述の光学素子を含む光学系を介して被処理体に照射して当該被処理体を露光することを特徴とする。
【００１３】
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装置の大型化及びコストの増加を招くことなく、真空紫外領域での吸収が小さい薄膜を成膜することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての成膜装置１について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の成膜装置１の構成を示す概略断面図である。
【００１７】
成膜装置１は、スパッタリング法を用いて基板２８に薄膜を成膜すると共に、成膜中に基板２８にレーザー光を照射するレーザー光アシスト成膜装置である。
【００１８】
成膜装置１は、内部を真空状態に維持する成膜室１０と、成膜室１０を排気する真空ポンプ等から構成される排気系１２とを有する。
【００１９】
成膜室１０の上部中央には、内部に磁石１４ａを収納し、外部から供給される冷却水を内部に流通させてターゲット２４を冷却する冷却ボックス１４が配置されている。なお、磁石１４ａは、水平方向に磁場を有するように配置されている。
【００２０】
冷却ボックス１４の下面には、カソード電極としてバッキングプレート１６が配置されている。また、バッキングプレート１６の下面には、絶縁材１８を介して、アノード電極として複数の開孔を有する仕切り板（メッシュ板）２０が組み込まれている。なお、メッシュ板２０は、スパッタリングガスと反応性ガスとの分離性を高める機能も有する。
【００２１】
直流電源２２は、バッキングプレート１６とメッシュ板２０との間の空間に対して、直流電圧を印加する。
【００２２】
バッキングプレート１６の下面には、ターゲット２４が２個切り替え可能な構成で配置される。ターゲット２４の材料としては電気抵抗の小さい金属やフッ素添加金属等が好ましい。
【００２３】
ターゲット２４の真下方向には、基板２８を載置するための基板ホルダー２６が配置されている。更に、基板ホルダー２６には、基板ホルダー２６を回転させるための回転機構３０が設けられている。本実施形態では、回転機構３０は、基板２８の外心を中心として基板２８を回転させる。なお、基板２８は、本実施形態では、平行平板のレンズであるが、これに限定されないことはいうまでもない。
【００２４】
基板ホルダー２６とメッシュ板２０との間の空間には、放電が安定するまで基板２８に薄膜が成膜されないように、遮蔽板３２が配置される。なお、基板２８が平行平板のレンズである場合には、平行平板のレンズのレンズ面が水平方向に保持されるように、基板ホルダー２６に基板２８を載置する。
【００２５】
更に、成膜装置１は、成膜中に、基板２８の真下方向から基板２８に向けてレーザー光を照射することができる（即ち、光アシストができる）ように、レーザー発振装置３４を設けている。レーザー発振装置３４は、本実施形態では、真空紫外領域の波長を有するパルスレーザーを発振及び照射する。
【００２６】
レーザー発振装置３４が照射する光は、基板２８や基板２８（例えば、レンズなどの光学素子）を有する光学系を備えた光学装置において利用される波長と同じ波長の光であることが好ましい。例えば、Ｆ２レーザーに用いられる光学素子（基板２８）の場合には、レーザー発振装置３４は、Ｆ２レーザーを照射することが好ましい。Ｆ２レーザーに用いられる光学素子にＦ２レーザーよりも波長の長いレーザー光（ＡｒＦレーザー等）を照射しても、ＡｒＦエキシマレーザーよりも波長が短くエネルギーの高いＦ２レーザーの波長領域のロスを十分に改善することが難しいからである。また、ＡｒＦエキシマレーザーに用いられる光学素子（基板２８）の場合には、ＡｒＦエキシマレーザーを照射することで十分にロスを改善することができるため、出力及び発振周波数で劣るＦ２レーザーを使用することはコスト面で不利となる。
【００２７】
成膜装置１は、レーザー発振装置３４から発振されたパルスレーザーを、均一の強度分布を有するレーザー光として透過させる整形光学系３６を有する。図２は、整形光学系３６によって整形されたレーザー光ＬＬを示す概略断面図である。整形光学系３６は、パルスレーザーを水平方向に光軸（整形光学系）ＯＡを有するように整形する。更に、整形光学系３６は、レーザー光ＬＬを、光軸（整形光学系）ＯＡと垂直に交わる面内において、鉛直方向に長さｄ［ｍｍ］の長辺ＬＤを有する長方形のレーザー光として透過させる。なお、整形光学系３６は、できるだけ長辺ＬＤを長くし、且つ、長方形内でほとんどむらのない均質な強度分布のレーザー光として透過させる。
【００２８】
成膜装置１は、照射光学系３８を設けている。照射光学系３８は、整形光学系３６によって整形されたレーザー光を、少なくとも基板２８の外径の半分以上の長さを有する分布となるようにビーム形状を分割し、分割したレーザー光を基板２８に照射する。
【００２９】
図３は、照射光学系３８の構成の一例を示す概略断面図である。図３は、照射光学系３８を構成する平行平板型半透鏡３８ａの配置を示している。平行平板型半透鏡３８ａは、入射するレーザー光の光軸（整形光学系）ＯＡと対向する位置に、光軸（整形光学系）ＯＡを含む水平面に対しα［°］の角度を有するように配置される。更に、平行平板型半透鏡３８ａは、レーザー光ＬＬを包括できる必要最小限の面積を有する。また、照射光学系３８を経たレーザー光が、基板ホルダー２６で保持することができる最大径の基板２８（レンズ）の中心（外心）から外周部分をくまなく照射できるように、平行平板型半透鏡３８ａを複数並べてビーム形状を分割（整形）する。
【００３０】
本実施形態では、平行平板型半透鏡３８ａによって反射した後のレーザー光の光軸（照射光学系）ＯＡ’が、基板ホルダー２６に載置した基板２８（平行平板のレンズ）に対して垂直になるように、平行平板型半透鏡３８ａを配置している。換言すれば、基板２８（平行平板のレンズ）へのレーザー光の入射角度が０［°］となるように、光軸ＯＡに対して角度α=４５［°］傾けて平行平板型半透鏡３８ａを配置している。また、平行平板型半透鏡３８ａを直径約ｄ／ｓｉｎ４５°［ｍｍ］の円柱形状とし、平行平板型半透鏡３８ａを並べる際の間隔を、図３に示すように、ｄ［ｍｍ］としている。基板ホルダー２６によって保持できる基板２８（レンズ）の最大径をβ［ｍｍ］とすると、平行平板型半透鏡３８ａは、ｎ（=「β／２ｄ＋１」未満の最大の整数）［枚］だけ並べている。
【００３１】
更に、並べられた平行平板型半透鏡３８ａは、それぞれが整形光学系３６によって照射光学系３８に入射する光量に対して同じ光量だけ反射できるように、整形光学系３６に近い側から順次反射率を大きくしたものを使用している。具体的には、平行平板型半透鏡３８ａは、光学的損失がないと仮定し、且つ、整形光学系３６に近い側からＩ（＝１、２、３、・・・、ｎ）番目の平行平板型半透鏡３８ａと称するとする。このとき、Ｉ番目の平行平板型半透鏡３８ａの反射率及び透過率をそれぞれＲｉ［％］及びＴｉ［％］とすると、反射率Ｒｉ［％］及び透過率Ｔｉ［％］は、以下の数式１で示される漸化式を満足する。
【００３２】
【数１】
2007169683.tif 000003
【００３３】
また、並べられた各平行平板型半透鏡３８ａの反射する光量Ｒａ［％］は、以下の数式２で示される。
【００３４】
【数２】
2007169683.tif 000004
【００３５】
並べられた平行平板型半透鏡３８ａの各々の反射率を制御するためには、平行平板型半透鏡３８ａの反射面に、真空紫外領域（２６０ｎｍ以下）の波長を有するレーザーに対して光学的損失の小さいフッ化物の多層膜からなる半透膜を成膜する。また、平行平板型半透鏡３８ａの裏面、即ち、反射面の反対面には反射防止膜を施すことが望ましい。これにより、平行平板型半透鏡３８ａの反射面以外の反射光を取り除くことができ、平行平板型半透鏡３８ａの反射する光量（即ち、平行平板型半透鏡３８ａの反射率）を制御しやすくなる。これらの半透膜及び反射防止膜を施す際には、膜に対するレーザー光の入射角を考慮する必要があり、本実施形態では、４５［°］の入射角度に対して施こすことが好ましい。
【００３６】
レーザー発振装置３６から発振されたレーザー光は、整形光学系３６及び照射光学系３８を介して、基板ホルダー２６によって保持できる最大径の基板２８（レンズ）の中心から外周部分をくまなく照射する。このような状態において、回転機構３０によって基板ホルダー２６を回転させ、基板２８（レンズ）の全面にレーザー光を照射する。
【００３７】
一方、成膜室１０は、下部の片側の側面よりゲートバルブ４０を介して、ロードロック室４２に接続する。ロードロック室４２には、成膜室１０とは別に排気系（ＬＬ室）４４が接続されている。基板ホルダー２６は、移動機構４６を介して、ロードロック室４２と成膜室１０を自在に移動させることが可能である。
【００３８】
また、スパッタリングガス導入ポート４８及び反応性ガス導入ポート５０を介して、マスフローコントローラを含む図示しないガス供給系からガスを供給できるようになっている。スパッタリングガス導入ポート４８からは、スパッタリングガスとして不活性ガス（アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等のガス）と水素が導入される。反応性ガス導入ポート５０からは、反応性ガスとしてフッ素（Ｆ２）、フッ素を含む四フッ化炭素（ＣＦ４）や三フッ化窒素（ＮＦ３）といったガスやフッ素を希ガスで希釈したガスをそれぞれ必要に応じて切り替えて導入することができる。ここで導入するガスは、マスフローコントローラやガス純化器によって流量、純度及び圧力を高精度に制御できるようになっている。
【００３９】
次に、本発明の成膜装置１を用いて、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）基板上に、高屈折率材料（フッ化ランタン（ＬａＦ３））と低屈折率材料（フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２））とを交互に積層した低吸収な多層膜を成膜する方法について説明する。
【００４０】
まず、基板ホルダー２６をロードロック室４２に移動させ、ロードロック室４２をリークする。ロードロック室４２のリークが完了したら、ＣａＦ２からなる基板２８を投入し、排気系（ＬＬ室）４４によってロードロック室４２を排気する。この時、成膜室１０は、排気系（成膜室）１２によって５×１０−５［Ｐａ］程度に排気しておく。排気系（成膜室）１２はＦ２などの腐食性の高いガスを流すため、耐食性の高いポンプを使用し、軸パージ、排気ガスの不活性ガスによる希釈、排気ガス処理設備を設置することが必要である。なお、基板２８は、ＣａＦ２からなる基板に限定されず、例えば、石英からなる基板であってもよい。
【００４１】
ロードロック室４２の圧力が１×１０−４［Ｐａ］程度になったら、ゲートバルブ４０を開けて、移動機構４６によって基板２８を載置した基板ホルダー２６を成膜室１０に移動させる。
【００４２】
基板ホルダー２６の移動が完了したら、遮蔽板３２を閉じた状態でＡｒガスを導入し、バッキングプレート１６に直流電源２２よって直流電源を印加する。これにより、放電（プラズマ）が生じ、Ａｒガスがイオン化する。かかるプラズマは、成膜室１０の圧力がコンマ数Ｐａ程度でも安定している。このような低い圧力でもプラズマを生成することができるのは、冷却ボックス１４に収められた磁石１４ａのマグネトロン効果により、電子が磁場に垂直な面内をサイクロトロン運動し、ターゲット２４近傍の電子密度を上げることができるからである。
【００４３】
そして、放電によってターゲット２４の表面近傍にシースが形成され、プラズマ中のＡｒ＋イオンがシースで加速されてターゲット２４に衝突し、ターゲット２４がスパッタされる。ターゲット２４は、本実施形態では、高純度ランタン（９９．９９９％）、高純度マグネシウム（９９．９９９％）を使用する。ターゲット２８を冷却する（即ち、冷却ボックス１４の）冷却水はチラーによって温度及び流量が管理される。成膜レートを安定させるためには、ターゲット２８の表面温度を一定に保つ必要がある。
【００４４】
次に、反応性ガス導入ポート５０から成膜室１０にＦ２ガスを導入する。フッ化ランタン（ＬａＦ３）を成膜する場合には、Ａｒガスを１５０ＳＣＣＭ、Ｆ２ガスを２０ＳＣＣＭ、直流電源２２を４００Ｗの条件にすることが好ましい。フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）を成膜する場合には、Ａｒガスを１５０ＳＣＣＭ、Ｈ２ガスを２５ＳＣＣＭ、Ｆ２ガスを１６ＳＣＣＭ、直流電源２２を４００Ｗの条件にすることが好ましい。フッ素の流量をこれ以上減らしてしまうと、成膜された膜はそれぞれＭｇＦ２とＬａＦ３の化学量論比を満たすことができず、フッ素が欠陥した膜になってしまう。また、フッ素をこれ以上増やすと、スパッタリングガスのＡｒガスの流量に対して、反応性ガスであるＦ２ガスの流量が増えてしまうため、ガス分離性が悪化する。その結果、ターゲット２４近傍のＦイオンの量が増えてしまう。質量の大きい負イオンは、冷却ボックス１４に収納された磁石１４ａのマグネトロンではほとんど軌道を曲げることができない。従って、数百Ｖのシースにより加速されたＦ−イオンが、ＣａＦ２のからなる基板２８に入射し、基板２８や成膜した膜にダメージを与える原因となる。更に、ターゲット２４の表面がフッ化され、絶縁物のフッ化物が生成されてしまう。その結果、かかる絶縁物がチャージアップされ、それがイオンや電子によって絶縁破壊されて異常放電が起こる。異常放電が発生すると成膜する膜中に異物が混入し、表面の粗い膜になってしまう。なお、数ｋＨｚ程度の交流を直流電圧に重畳すると、ターゲット２８の表面にチャージする電荷をキャンセルすることができ、異常放電を防ぎ安定したスパッタリングを行うことができる。しかしながら、重畳する周波数を上げすぎると、基板セルフバイアス電圧が発生してしまうため、プラズマ中の陽イオンがＣａＦ２からなる基板２８に入射してダメージを与えてしまう。基板２８へのダメージをなくすためには、２０ｋＨｚ以下の周波数の電圧を重畳する必要がある。
【００４５】
また、ＭｇＦ２を成膜する際には、Ｈ２を流入することが好ましい。マグネシウム（Ｍｇ）は、ゲッターとして用いられるように、スパッタされると成膜室１０の残留水分等に起因する水（Ｈ２Ｏ）、酸素（Ｏ２）等の気体分子と反応及び結合して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）として基板２８に成膜されやすい。ＭｇＯは、真空紫外領域で大きな吸収を有するため、ＭｇＯが取り込まれたＭｇＦ２は、膜吸収が大きくなってしまう。そこで、Ｈ２を加える。これにより、水素ラジカル等の活性水素による還元反応によってＭｇＯの生成を抑える効果が生まれ、低吸収なＭｇＦ２を成膜することができる。
【００４６】
次に、レーザー発振装置３４によってレーザー光を発振させ、基板２８（レンズ）にレーザー光を照射する。この場合、０．１［ｍＪ／ｃｍ２／ｐｌｓ］以上の照度と、３００［ｋＨｚ］以上の発振周波数を有するレーザー光を照射させることが好ましい。この状態のまま直流電源２２で確認されるターゲット電圧が安定するまで待つ。
【００４７】
ターゲット電圧が安定したら遮蔽板３２を開いて、成膜を開始する。このときのターゲット電圧は、ＬａＦ３を成膜する際は３３０Ｖ程度、ＭｇＦ２を成膜する際は３２０Ｖ程度である。そして、回転機構３０を介して、基板２８を回転させる。これにより、レーザー光が基板２８の全面に走査される。換言すれば、基板２８への膜（本実施形態では、ＬａＦ３とＭｇＦ２との多層膜）の成膜中は、基板２８の全面にレーザー光が照射される（即ち、光アシストが行われる）。
【００４８】
成膜装置１によって成膜したＬａＦ３とＭｇＦ２との多層膜（２層膜）の膜吸収を図４に示す。図４では、光アシストを行いながら（即ち、基板２８にレーザー光を照射しながら）２層膜を成膜した場合と、光アシストを行わずに２層膜を成膜した場合とを示している。図４は、横軸に２層膜に入射する光の波長［ｎｍ］を、縦軸に吸収率［％］を採用している。図４を参照するに、波長１５５ｎｍ乃至１９５ｎｍにおいて、光アシストを行いながら成膜した２層膜は、光アシストを行わずに成膜した２層膜と比較して、膜吸収が改善されていることがわかる。
【００４９】
なお、照射光学系３８は、図３に示す構成に限定されない。例えば、照射光学系３８は、図５に示す構成であってもよい。図５は、照射光学系３８の構成の一例を示す概略断面図である。
【００５０】
図５を参照するに、レーザー発振装置３４から発振され、整形光学系３６によって均一の強度分布のレーザー光として透過されたパルスレーザーは、偏向ミラー３８ｂ及び集光レンズ３８ｃを介して集光される。偏向ミラー３８ｂ及び集光レンズ３８ｃを介して集光されたレーザー光は、基板ホルダー２６に保持された基板２８に照射される。
【００５１】
基板２８にレーザー光を照射する際には、回転機構３０を介して基板ホルダー２６（基板２８）を回転させた状態で、基板２８の回転中心から外周方向、外周から回転中心方向に基板２８の外径の半分以上の距離を繰り返し走査させる。具体的には、偏向ミラー３８ｂに接続されたミラー駆動装置５４が、偏向ミラー３８ｂを揺動する。これにより、レーザー光と基板２８とが相対運動することになり、基板２８の全面にレーザー光が照射（走査）される。また、これらの光学系を構成する光学部材は防振台に搭載され、レーザー光の照射位置の精度が確保されている。
【００５２】
このように、成膜装置１は、基板２８よりも小さいビーム径を有するレーザー光を有効に活用して、即ち、ビーム径と比較して大きな面積を有する基板にレーザー光を照射すると共に、かかるレーザー光を基板全面に走査させながら成膜する。これにより、成膜装置１は、装置の大型化及びコストの増加を招くことなく、基板全面に真空紫外領域での吸収が小さい均質な膜を成膜することができる。
【００５３】
成膜装置１は、例えば、真空紫外領域の光を露光光とする露光装置に用いられるフッ化物からなる反射防止膜又は反射膜を成膜する際に好適である。かかるフッ化物は、例えば、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ランタン、フッ化アルミニウム、フッ化ネオジウム、フッ化ガドリウム、フッ化リチウム、フッ化イットリウム及びフッ化ディスプロシウムのうちの１つである。成膜装置１によって成膜された反射防止膜又は反射膜を有する光学素子は、膜吸収が小さいため、優れた反射防止特性又は反射特性を有し、露光装置の露光性能の向上に大きく寄与する。
【００５４】
以下、図６を参照して、成膜装置１によって反射防止膜が成膜された光学素子を有する光学系を搭載した露光装置１００について説明する。ここで、図６は、本発明の一側面としての露光装置１００の構成を示す概略断面図である。
【００５５】
露光装置１００は、レチクル１２０を照明する照明装置１１０と、照明されたレチクルパターンから生じる回折光を被処理体１４０に投影する投影光学系１３０と、被処理体１４０を支持するウェハステージ１４５とを有する。
【００５６】
露光装置１００は、例えば、ステップ・アンド・リピート方式又はステップ・アンド・スキャン方式でレチクル１２０に形成された回路パターンを被処理体１４０に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【００５７】
照明装置１１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル１２０を照明し、光源部１１２と、照明光学系１１４とを有する。
【００５８】
光源部１１２は、例えば、光源としては、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができる。但し、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５３ｎｍのＦ２レーザーを使用してもよいし、その光源の個数も限定されない。さらにスペックルを低減するために光学系を直線的又は回動的に揺動させてもよい。また、光源部１１２にレーザーが使用される場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部１１２に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００５９】
照明光学系１１４は、複数の光学素子１１４ａを有し、レチクル１２０を照明する光学系である。光学素子１１４ａは、例えば、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。照明光学系１１４は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。
【００６０】
照明光学系１１４のレンズなどの光学素子１１４ａに、成膜装置１によって反射防止膜が成膜された光学素子を使用することができ、優れた反射防止特性を発揮し、所定の光学性能を維持することができる。
【００６１】
レチクル１２０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、図示しないレチクルステージに支持及び駆動される。レチクル１２０から発せられた回折光は、投影光学系１３０を通り被処理体１４０上に投影される。レチクル１２０と被処理体１４０は、光学的に共役の関係にある。本実施形態の露光装置１００はスキャナーであるため、レチクル１２０と被処理体１４０を縮小倍率比の速度比でスキャンすることによりレチクル１２０のパターンを被処理体１４０上に転写する。なお、ステッパーの場合は、レチクル１２０と被処理体１４０を静止させた状態で露光が行われる。
【００６２】
投影光学系１３０は、複数の光学素子１３０ａを有し、レチクル１２０上のパターンを反映する光を被処理体１４０上に投影する光学系である。投影光学系１３０に色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００６３】
投影光学系１３０のレンズなどの光学素子１３０ａに、成膜装置１によって反射防止膜が成膜された光学素子を使用することができ、優れた反射防止特性を発揮し、所定の光学性能（結像性能）を維持することができる。
【００６４】
処理体１４０は、本実施形態では、ウェハであるが、液晶基板、その他の被処理体を広く含む。被処理体１４０には、フォトレジストが塗布されている。
【００６５】
ウェハステージ１４５は、被処理体１４０を支持する。ウェハステージ１４５は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、ウェハステージ１４５は、リニアモーターを利用してＸＹ方向に被処理体１４０を移動することができる。レチクル１２０と被処理体１４０は、例えば、同期走査され、ウェハステージ１４５と図示しないレチクルステージの位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウェハステージ１４５は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられる。レチクルステージ及び投影光学系１３０は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
【００６６】
露光において、光源部１１２から発せられた光束は、照明光学系１１４によりレチクル１２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル１２０を通過しレチクルパターンを反映する光は、投影光学系１３０により被処理体１４０に結像される。露光装置１００が使用する照明光学系１１４及び／又は投影光学系１３０を構成する光学素子１１４ａ及び１３０ａに施される反射防止膜は、優れた反射防止特性を発揮し、優れた光学性能を達成する。従って、露光装置１００は、高いスループットで経済性よく従来よりも高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００６７】
次に、図７及び図８を参照して、上述の露光装置１００を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００６８】
図８は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、上述の露光装置１００によってレチクルの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一側面としての成膜装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す成膜装置が有する整形光学系によって整形されたレーザー光を示す概略断面図である。
【図３】図１に示す成膜装置が有する照射光学系の構成の一例を示す概略断面図である。
【図４】図１に示す成膜装置によって成膜したＬａＦ３とＭｇＦ２との多層膜（２層膜）の膜吸収を示すグラフである。
【図５】図１に示す成膜装置が有する照射光学系の構成の一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図７】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１                    成膜装置
１０                  成膜室
１２                  排気系
１４                  冷却ボックス
１４ａ                磁石
１６                  バッキングプレート
１８                  絶縁材
２０                  メッシュ板
２２                  直流電源
２４                  ターゲット
２６                  基板ホルダー
２８                  基板
３０                  回転機構
３２                  遮蔽板
３４                  レーザー発振装置
３６                  整形光学系
３８                  照射光学系
３８ａ                平行平板型半透鏡
３８ｂ                偏向ミラー
３８ｃ                集光レンズ
４０                  ゲートバルブ
４２                  ロードロック室
４４                  排気系
４６                  移動機構
４８                  スパッタリングガス導入ポート４８
５０                  反応性ガス導入ポート
５４                  ミラー駆動装置
１００                露光装置
１１０                照明装置
１１４                照明光学系
１１４ａ              光学素子
１３０                投影光学系
１３０ａ              光学素子
【図８】
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【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】
2007169683.tif 000010
【図６】
2007169683.tif 000011
【図７】
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