成膜装置、露光装置、デバイス製造方法
【課題】部材に形成される膜の膜厚分布を高い精度で制御するために好適な技術を提供する。
【解決手段】膜を形成する成膜装置１は、供給源２０から供給される材料によって部材３０に膜が形成されるように部材３０を保持する保持機構４０と、保持機構４０によって保持された部材３０と供給源２０との間に部材３０から離隔して配置されて、部材３０に形成される膜の膜厚分布を制御する制御板１００とを備える。制御板１００は、少なくとも部材３０に対する膜の形成時は、保持機構４０によって保持された部材３０との相対位置が固定される。
【解決手段】膜を形成する成膜装置１は、供給源２０から供給される材料によって部材３０に膜が形成されるように部材３０を保持する保持機構４０と、保持機構４０によって保持された部材３０と供給源２０との間に部材３０から離隔して配置されて、部材３０に形成される膜の膜厚分布を制御する制御板１００とを備える。制御板１００は、少なくとも部材３０に対する膜の形成時は、保持機構４０によって保持された部材３０との相対位置が固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、露光装置およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、表示デバイス、磁気ヘッドデバイス等のデバイスは、リソグラフィー工程を経て製造されうる。リソグラフィー工程では、原版（マクスまたはレチクルとも呼ばれる）のパターンを、フォトレジスト（感光剤）が塗布された基板（例えば、ウエハ、ガラスプレート）等に転写する露光装置が使用されうる。原版の微細なパターンを基板上に正確に転写するためには、原版および基板を均一な照度分布で露光する必要がある。均一な照度分布を得るためには、例えば、反射防止膜、反射膜、透過率分布補正フィルタ膜などの膜厚分布を高精度に制御する必要がある。特に、透過率分布補正フィルタ膜では、回転対称な膜厚分布を有するだけではなく、レンズの任意の位置に設計された膜厚分布が有することが要求される場合がある。
【０００３】
特許文献１〜６には、膜厚分布を制御する方法が開示されている。これらのうち特許文献１〜４には、蒸発源と処理対象物との間に膜厚分布補正板を配置する方法が開示され、特許文献５、６には、膜厚分布補正板を用いることなく、処理対象物と蒸発源との相対位置を変更することによって膜厚分布を制御することが開示されている。特許文献１、６には、非回転対称な膜厚分布を形成しうることが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−０２６６９８号公報
【特許文献２】特開平１０−０３０１７０号公報
【特許文献３】特開平６−１９２８３５号公報
【特許文献４】特開２００２−２８５３３１号公報
【特許文献５】特開２００１−１５２３３６号公報
【特許文献６】特開２００４−２６９９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜４に記載された方法では、膜厚分布補正板と処理対象物との相対位置を変更することによって膜厚分布を制御するものであるので、その相対位置の変更の制御精度に膜厚分布が強く依存する。特許文献５、６は、蒸発源と処理対象物との相対位置を制御することによって膜厚分布を制御するものであるので、その相対位置の変更の制御精度に膜厚分布が強く依存する。
【０００５】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、部材に形成される膜の膜厚分布を高い精度で制御するために好適な技術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】
【０００６】
本発明の第１の側面は、膜を形成する成膜装置に係り、前記成膜装置は、供給源から供給される材料によって部材に膜が形成されるように前記部材を保持する保持機構と、前記保持機構によって保持された前記部材と前記供給源との間に前記部材から離隔して配置されて、前記部材に形成される膜の膜厚分布を制御する制御板とを備え、前記制御板は、少なくとも前記部材に対する膜の形成時は、前記保持機構によって保持された前記部材との相対位置が固定される。
【０００７】
本発明の第２の側面は、原版を照明する照明光学系と、該原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを有し、該原版および該基板を走査方向に沿って走査しながら該基板を露光する走査露光装置に係り、前記走査露光装置は、前記照明光学系を構成する複数の光学部品および前記投影光学系を構成する複数の光学部品、の少なくとも１つの光学部品は、膜厚が所定厚さよりも厚いドット部が配列された膜厚分布を有し、前記ドット部の配列方向が前記走査方向に対して傾いている。
【０００８】
本発明の第３の側面は、デバイス製造方法に係り、前記デバイス製造方法は、上記の走査露光装置によって基板を露光する工程と、該基板を現像する工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、部材に形成される膜の膜厚分布を高い精度で制御するために好適な技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１１】
図１は、本発明の好適な実施形態の成膜装置の概略構成を示す図である。本発明の好適な実施形態の成膜装置１は、例えば、真空蒸着装置として構成されうる。成膜装置１は、チャンバー１０と、処理対象物である部材３０を保持する保持機構４０と、保持機構４０によって保持された部材３０に膜を形成するための材料を部材３０に供給する供給源２０とを備えている。供給源２０は、図１に示す例では、固体材料を蒸発させて部材３０に供給する蒸発源として、構成されうる。
【００１２】
成膜装置１はまた、保持機構４０によって保持された部材３０と供給源２０との間に部材３０から離隔して配置された制御板１００を備えている。制御板１００は、部材３０に形成される膜の膜厚分布を制御する。制御板１００は、少なくとも部材３０に対する膜の形成時は、保持機構４０によって保持された部材３０との相対位置が固定され。一方、制御板１００は、例えば、部材３０を保持機構４０に保持させるときや、部材３０を保持機構４０から取り去るときなどにおいては、部材３０との相対位置が変更される。
【００１３】
成膜装置１はまた、成膜の終了時等に、供給源２０と部材３０（または、制御板１００）との間の経路を塞ぐためのシャッター６０を備えうる。成膜装置１はまた、チャンバー１０の内部空間を減圧する排気機構５０を備えうる。
【００１４】
図２は、本発明の他の好適な実施形態の成膜装置の概略構成を示す図である。本発明の好適な実施形態の成膜装置２は、例えば、スパッタ装置として構成されうる。成膜装置２は、チャンバー１０と、処理対象物である部材３０を保持する保持機構４０と、保持機構４０によって保持された部材３０に膜を形成するための材料を部材３０に供給する供給源２０とを備えている。供給源２０は、図２に示す例では、ターゲットから材料を放出させるように構成されている。
【００１５】
成膜装置２はまた、保持機構４０によって保持された部材３０と供給源２０との間に部材３０から離隔して配置された制御板１００とを備えている。制御板１００は、部材３０に形成される膜の膜厚分布を制御する。制御板１００は、少なくとも部材３０に対する膜の形成時は、保持機構４０によって保持された部材３０との相対位置が固定され。一方、制御板１００は、例えば、部材３０を保持機構４０に保持させるときや、部材３０を保持機構４０から取り去るときなどにおいては、部材３０との相対位置が変更される。
【００１６】
成膜装置２はまた、成膜の終了時等に、供給源２０と部材３０（または、制御板１００）との間の経路を塞ぐためのシャッター６０を備えうる。成膜装置１はまた、チャンバー１０の内部空間を減圧する排気機構５０を備えうる。
【００１７】
図３は、制御板１００の構成例を示す図である。制御板１００は、制御板１００の構造、および、部材３０と制御板１００との相対位置の少なくとも１つによって部材３０に形成される膜の膜厚分布を制御する。制御板１００は、例えば、部材３０の膜形成領域に目標膜厚分布を形成するために、当該膜形成領域に対向する部分に膜厚制御部１１０を有する。膜厚制御部１１０は、部材３０の膜形成領域に形成される膜の膜厚分布を制御するように配置された複数の開口１２０を有しうる。部材３０に形成される膜の膜厚分布は、例えば、開口１２０のサイズ１４０、開口１２０の配置間隔１３０、部材３０と膜厚制御部１１０（制御板１００）との間隔、膜厚制御部１１０（制御板１００）の厚さ等に依存しうる。部材３０に形成される膜の膜厚分布は、例えば、目標とする透過率分布に基づいて設計されうる。
【００１８】
開口１２０のサイズ１４０は、開口１２０を通過する材料の量を調整することによって膜厚を制御する。開口１２０の配置は、周辺の複数の開口１２０を通過する材料が部材３０またはその近傍で重なり合う度合いを調整することによって膜厚を制御する。例えば、図４（ａ）に例示するように開口１２０の配置間隔１３０を狭くすると、供給源２０から放出されそれぞれ複数の開口１２０を経由してきた材料が成膜面（部材３０の表面）Ａで重なり合って平均的な膜厚が厚くなる。また、図４（ａ）に例示するように開口１２０の配置間隔１３０を狭くすると、平均化された膜厚分布が形成される。
【００１９】
一方、図４（ｂ）に例示するように開口１２０の配置間隔１３０を広げると、成膜面Ａでの重なり合いが弱まって平均的な膜厚が薄くなる。また、図４（ｂ）に例示するように配置間隔１３０を広げると、開口１２０に対向する部分に形成される膜が厚くなる。これにより、開口１２０と開口１２０との間の遮蔽部分に対向する部分に対向する部分に形成される膜が薄くなり、開口１２０の配列周期を反映した膜厚分布が形成されうる。
【００２０】
図４に矢印で示されているように供給源２０と制御板１００との相対位置を変更することで、成膜に寄与する材料が様々な角度で制御板１００の開口１２０を通過しうる。部材３０と制御板１００との間隔を制御することにより、各々の開口１２０を通過した材料が部材３０に供給される領域の大きさを制御することができる。部材３０と制御板１００との間隔を成膜面Ａから成膜面Ｂに広げると、各々の開口１２０を通過した材料が部材３０に供給される領域の大きさを広げることができる。よって、部材３０と制御板１００との間隔を成膜面Ａから成膜面Ｂに広げると、平均化された膜厚分布を得ることができる。
【００２１】
制御板１００の厚さは、開口１２０の内壁面で材料を遮蔽する量を調整するので、特に、開口１２０に対して斜めに入射してくる材料が開口１２０を通過することを制限する。制御板１００の厚さの調整は、部材３０と制御板１００との間隔の調整にも寄与し、例えば、制御板１００の一部分の厚みを薄くすることで、部材３０と制御板１００との間隔を広げることができる。以上のような調整要素の調整により、部材３０の表面に目標膜厚分布を有する膜を形成することができる。
【００２２】
次に、目標膜厚分布を得ることができる複数の開口１２０の配置を決定するために好適な膜厚の計算方法を説明する。ここで、一例として、開口１２０が円形である場合を仮定する。図５は、単一の開口を通過する材料によって部材の表面に形成される膜の膜厚分布（これを基本膜厚分布と呼ぶことにする）を例示する図である。横軸は、部材３０の表面における開口１２０の中心に対向する位置からの距離（ｒ）を示し、縦軸は、部材３０の表面における開口１２０の中心に対向する位置での膜厚で正規化した膜厚である。
【００２３】
基本膜厚分布を示す関数を関数ｆ（ｒ）とする。関数ｆ（ｒ）は、例えば、多項式（ｆ（ｒ）＝ａ０＋ａ１ｒ＋ａ２ｒ２＋ａ３ｒ３＋・・・）、または、ガウス関数（ｆ（ｒ）＝ａ・ｅｘｐ（−（ｒ−ｂ）２／２ｃ２））などで表現することができる。
【００２４】
開口の配列が図６に例示される配置である場合、各開口の中心からの距離ｒを関数ｆ（ｒ）に代入し、各々開口について計算される基本膜厚分布を積算することで、部材３０の表面における座標（ｘ、ｙ）における膜厚ｄ（ｘ、ｙ）は、次式で与えられうる。
【００２５】
ｄ（ｘ、ｙ）＝ｆ（ｒ０）＋ｆ（ｒ１）＋ｆ（ｒ２）＋ｆ（ｒ３）＋・・・
ここで、ｒ０、ｒ１、ｒ２、ｒ３・・・は、開口０、１、２、３・・・の中心から座標（ｘ、ｙ）までの距離）。例えば、ｄ（ｘ、ｙ）を単位格子領域１５０について計算し、当該単位格子領域１５０と同様の膜厚分布が部材３０の全面に繰り返して形成されるものと考えることができる。
【００２６】
基本膜厚分布は、例えば、成膜圧力が低く、成膜材料（粒子）の散乱の影響が少ない条件においては、幾何的なシミュレーションによって予測することができる。シミュレーションによる予測が難しい場合は、実験を通して基本膜厚分布を求めてもよい。制御板１００に設ける開口は、円形に限定されるものではなく、例えば、楕円形、四角形、六角形の他、任意の形状とすることができる。この場合は、関数ｆ（ｒ）に代えて、開口の形状に依存する関数ｆ（ｒ、θ）を定義すればよい。なお、θは、開口の中心から見た座標（ｘ、ｙ）の方向（ｘ軸に対する角度）を意味する。
【００２７】
単一の開口を通過する材料によって形成される基本膜厚分布ｆ（ｒ）が基板面内で異なる場合は、それを考慮して各開口についての関数ｆ（ｒ）をそれぞれ設定して膜厚分布を計算してもよい。また、この場合には、単位格子領域１５０の膜厚分布のみならず部材３０の表面の全域における膜厚ｄ（ｘ、ｙ）を算出するべきである。
【００２８】
以下、制御板を有する成膜装置の実施例を説明する。
【００２９】
［第１実施例］
図１に示す成膜装置（真空蒸着装置）の実施例を説明する。部材３０は、直径が２００ｍｍの平行平板のガラス基板であり、チャンバー１０の内部空間における上部に配置され、保持機構４０によって保持されている。保持機構４０は、駆動機構（回転機構）としての遊星回転機構３５によって駆動されて回転（より具体的には、自転および公転）する。
【００３０】
公転軌道の半径は約４００ｍｍである。膜厚分布を制御する制御板１００は、保持機構４０によって保持される部材３０に対して一定の相対位置を維持するように配置され、部材３０と一体となって自転および公転する。これにより、成膜中に供給源２０に対する保持機構４０および制御板１００の相対位置が変更され、部材３０の膜形成領域に目標膜厚分布が形成される。
【００３１】
供給源２０は、固体材料を蒸発させて部材３０に供給するように構成された蒸発源であり、チャンバー１０の内部空間における下部に配置されている。供給源２０としての蒸発源と部材３０との間の高さ方向における距離は、約１０００ｍｍである。供給源２０は、遊星回転機構３５の中心軸に対して２５０ｍｍオフセットした位置に設置されている。このような配置において、供給源２０としての蒸発源から蒸発した材料（粒子）が制御板１００（および、制御板１００の開口を通過して部材３０の表面）に入射する角度は、制御板１００（部材３０の表面）の法線方向に対して約０〜４０°の範囲である。図７（ａ）、（ｂ）は、部材３０としてのガラス基板の膜形成領域２１０に形成される膜の膜厚分布を例示する図である。
【００３２】
この実施例では、制御板１００の厚さは１．０ｍｍであり、部材３０と制御板１００との間隔は約２．０ｍｍである。制御板１００の膜厚制御部１１０には、直径が０．４〜０．８ｍｍの円形の開口１２０が図６（ｂ）のように六方最密状に配列されている。開口１２０の配置間隔は一定値（１．０ｍｍ）とした。１つの開口１２０を通過してきた材料（粒子）が部材３０に付着する領域は、少なくとも隣りの開口１２０を通過してきた材料（粒子）が部材３０に付着する領域と重なり合う。これにより、単位格子領域１５０（開口の中心と該開口に隣接する開口の中心とで画定される領域）における膜厚分布の不均一性は小さくなる。
【００３３】
図８は、制御板１００の開口１２０のサイズ（直径）と平均膜厚比との関係を例示する図である。図８において、平均膜厚比は、開口１２０の直径が０．８ｍｍであるときの平均膜厚で規格化された平均膜厚である。開口１２０のサイズを変化させると膜厚分布が変化すること、即ち開口１２０のサイズを調整することによってより膜厚分布を制御することができることが分かる。
【００３４】
開口のサイズ１４０は、単一の開口を通過する材料によって形成される基本膜厚分布をシミュレーションによって予測し、これに基づいて決定されうる。例えば、膜厚を厚くすべき方向に向かって開口のサイズ１４０を大きくすることによって目標膜厚分布を得ることができる。なお、制御板１００を使用しない状態で成膜した場合には、部材３０の面内の径方向における膜厚分布は、部材３０の中心部から周辺部に向かって薄くなっていた。そこで、開口１２０のサイズ１４０と配置間隔１３０を決定する際に、制御板１００を使用しない状態で成膜した場合の膜厚分布についても考慮することが好ましい。
【００３５】
［第２実施例］
図２で示す成膜装置（スパッタ装置）の実施例を説明する。部材３０は、直径が２５０ｍｍの平行平板のガラス基板であり、チャンバー１０の内部空間における側面側に配置され、保持機構４０によって保持されている。保持機構４０は、回転機構を含む駆動機構３６によって駆動されて自転するとともに第１方向に沿って移動する。膜厚分布を制御する制御板１００は、保持機構４０によって保持される部材３０に対して一定の相対位置を維持するように配置され、部材３０と一体となって自転するとともに第１方向に沿って移動する。これにより、成膜中に供給源２０に対する保持機構４０および制御板１００の相対位置が変更され、部材３０の膜形成領域に目標膜厚分布が形成される。
【００３６】
供給源２０は、ターゲットから材料を放出させるように構成されていて、チャンバー１０の内部空間に設置されている。供給源２０は、駆動機構２１により、部材３０を保持する保持機構４０の移動方向である前記第１方向と直交する第２方向に沿って駆動される。供給源２０は、更に、不図示の駆動機構により、前記第１方向および前記第２方向に直交する回転軸のまわりで回転駆動される。以上のような供給源２０の駆動によっても、成膜中に供給源２０に対する保持機構４０および制御板１００の相対位置が変更され、部材３０の膜形成領域に目標膜厚分布が形成される。
【００３７】
供給源２０と部材３０との距離は、約１００〜１５０ｍｍである。この成膜装置は、制御板１００を取り外して成膜を実施した場合に、部材３０の面内における径方向の膜厚分布が均一になるように調整されている。成膜の材料（粒子）が制御板１００（部材３０）に入射する角度は、制御板１００（部材３０の表面）の法線方向に対して約０〜７０°の範囲である。供給源２０は、ターゲットを支持する金属製の支持部材と、該支持部材の背面に配置された磁石とを有する。ターゲットの近傍に配置されたガス供給部から放電ガス（希ガス）と反応性ガスを流して、ＤＣマグネトロン放電によりターゲットから材料を放出させる。
【００３８】
第１実施例と同様に、図７に示すような膜厚分布を有する膜を形成することを考える。第１実施例のように開口１２０のサイズ１４０で膜厚分布を制御する方法では、目標膜厚分布が部材３０の面内で急峻に変化するものであっても、開口１２０のサイズ１４０を小さくすることによって当該目標膜厚分布を得ることができる。また、開口１２０のサイズ１４０を小さくすると、開口１２０の配置間隔１３０も小さくすることができるので、単位格子領域１５０における膜厚不均一性も小さくすることができる。しかし、その反面、開口のサイズ１４０を小さくすると、制御板１００の加工が容易ではなくなる。その場合は、開口１２０の配置間隔１３０を調整することによって膜厚分布を制御することが好ましい。
【００３９】
この実施例では、制御板１００の厚さは１．０ｍｍであり、部材３０と制御板１００との間隔は約２．０ｍｍである。制御板１００の膜厚制御部１１０には、直径が０．７ｍｍの円形開口が図６（ｂ）のように六方最密状に配列されている。１つの開口１２０を通過してきた材料（粒子）が部材３０に付着する領域は、少なくとも隣りの開口１２０を通過してきた材料（粒子）が部材３０に付着する領域と重な合う。
【００４０】
図９は、制御板１００の開口１２０の配置間隔と平均膜厚比の関係を例示する図である。図９において、平均膜厚比は、最小の配置間隔０．８ｍｍの平均膜厚で規格化された平均膜厚である。開口１２０の配置間隔を変化させると膜厚分布が変化すること、即ち開口１２０の配置間隔を調整することによって膜厚分布を制御することができることが分かる。
【００４１】
［第３実施例］
上記のような成膜装置を用いて製造されうる光学部品の具体例を説明する。ここでは、光学部品は、透過率分布補正フィルタであるとする。部材３０としてのガラス基板の膜形成領域に目標膜厚分布を有する膜を形成することにより、目標透過率分布を有する光学部品を得ることができる。ここで、部材３０としてのガラス基板を石英、成膜する材料をＭｇＦ２、使用する光源の波長を１９３．４ｎｍ（ＡｒＦレーザー波長）とする。この場合、膜厚と透過率との関係は図１０のようになる。ＭｇＦ２の膜厚に応じて３％程度透過率を低減することができる。図１０に示す関係に基づいて目標膜厚分布を計算することができる。この膜厚分布に基づいて第１、第２実施例で示したように制御板１００を設計する。設計した制御板１００を用いてガラス基板の膜形成領域に目標膜厚分布を有する膜を形成することで、目標透過率分布を有する光学部品（透過率分布補正フィルタ）を製造することができる。３％よりも大きな透過率分布を要する場合は、ＭｇＦ２の代わりに高屈折率材料や多層膜を使用すればよい。
【００４２】
［応用例］
図１２は、本発明の好適な実施形態の露光装置である。本発明の好適な実施形態の露光装置３００は、照明装置３１０によって原版３２０を照明して原版３２０のパターンを投影光学系３３０によって基板３４０に投影することによって基板３４０を露光する。
【００４３】
照明装置３１０は、光源部３１２と、照明光学系３１４とを有する。光源部３１２は、例えば、光源部３１２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が、光源の種類はエキシマレーザーに限定されない。例えば、波長約１５７ｎｍ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。また、光源部３１２として、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目標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。或いは、光源部３１２として、水銀ランプまたはキセノンランプなどのランプも使用してもよい。
【００４４】
照明光学系３１４は、複数の光学部品３１４ａを有し、原版３２０を照明する光学系である。光学部品３１４ａ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３１４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。
【００４５】
露光装置３００は、照明装置３１０のほか、原版３２０を保持する原版ステージ３２５と、投影光学系３３０と、基板３４０を保持する基板ステージ３４５とを有する。
【００４６】
露光装置３００は、例えば、ステップ・アンド・リピート方式またはステップ・アンド・スキャン方式で原版３２０のパターンを基板３４０に投影して基板３４０に原版３２０のパターンを転写する。前者の方式の露光装置はステッパ―と呼ばれ、後者の方式の露光装置はスキャナー（走査露光装置）と呼ばれる。
【００４７】
原版３２０は、例えば、石英製で、その上には基板３４０に転写されるべきパターンが形成されている。原版３２０から射出された回折光は、投影光学系３３０を通り基板３４０上に投影される。原版３２０と基板３４０とは、光学的に共役の関係にある。
【００４８】
原版ステージ３２５は、チャックによって原版３２０を保持し、図示しない駆動機構によって駆動される。該駆動機構は、例えば、リニアモーターを含み、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向に原版ステージ３２５を駆動することで原版３２０を移動させることができる。
【００４９】
露光装置３００は、スキャナー（走査露光装置）として構成される場合、原版３２０と基板３４０とを互いに同期させて走査方向に沿って走査する。ここで、原版３２０又は基板３４０の面内にＸＹ平面をとり、それらの走査方向をＹ方向、それに垂直な方向をＸ方向とする。また、原版３２０又は基板３４０の面に垂直な方向をＺ方向とする。照明光学系３１４は、走査方向（Ｙ方向）に長さが短いスリット状の照明視野を有していて、基板３４０は、スリット状の照明視野の走査方向における幅（スリット幅）で積算露光される。
【００５０】
照明光学系３１４を構成する複数の光学部品の少なくとも１つの光学部品３１４ａとして、前述の成膜装置を使用して製造される光学部品を使用することができる。光学部品３１４ａは、目標透過率分布を有するように製造されるので、照明光学系３１４は、原版３２０のパターンを均一な照明光により照明することができる。
【００５１】
また、第２実施例において説明したように、制御板１００の開口の配置間隔が広くなると１つの開口を通過する材料によって形成される膜厚分布（ドット形状）が顕在化し、全体の膜厚分布に不均一性（凹凸）が生じる。膜厚分布に不均一性が生じると、原版または基板の面上で均一な照度分布が得られなかったり、当該面上で均一な瞳透過率分布が得られなかったりしうる。
【００５２】
図１１は、光学部品３１４ａの透過率分布を例示する図である。この透過率分布は、透過率が所定透過率よりも低いドット部２２０が配列された分布を有しうる。このような透過率分布は、光学部品３１４ａの表面に形成されている膜の膜厚分布に依存し、該膜厚分布は、光学部品３１４ａの製造に使用される制御板１００の開口１２０の配列に依存する。該膜厚分布は、膜厚が所定厚さよりも厚いドット部が配列された分布を有する。
【００５３】
図１１（ａ）のように透過率分布におけるドット部２２０の配列を原版３２０が走査されるＹ方向に平行にすると、Ｘ方向にけるドット部２２０の配置間隔２３０が広くなる。そのため、原版３２０（および基板３４０）における照度分布に配置間隔２３０の周期を有する斑が生じうる。一方、図１１（ｂ）のように、ドット部２２０の配列方向を走査方向に対してαだけ傾けて設計した場合、Ｘ方向における照度分布は、スリット状の照明視野の走査方向における幅（スリット幅）２４０の領域で平均化されるため、実質的な配置間隔２３０は狭くなる。図１１（ｂ）に示す例における実質的な配置間隔２３０は、図１１（ａ）に示す例における配置間隔２３０の約１／４である。これにより、Ｘ方向におけるドット部２２０の配列による照度斑の影響を低減することができる。また、これ以外でも、走査露光した際にＸ方向におけるドット部の実質的な配置間隔を狭くすることで光学部材の透過率分布による照度斑の影響が低減することができればよい。
【００５４】
投影光学系３３０は、複数の光学部品３３０ａを有し、原版３２０のパターンを基板３４０に投影する。投影光学系３３０を構成する複数の光学部品の少なくとも１つの光学部品３３０ａに対しても、前述の成膜装置を使用して製造される光学部品を使用することができる。光学部品３３０ａは、目標透過率分布を有するように製造されるので、投影光学系３３０は、原版３２０のパターンを均一な照度で基板３４０に投影することができる。
【００５５】
照明光学系３１４を構成する複数の光学部品および投影光学系３３０を構成する複数の光学部品の少なくとも１つの光学部品を前述の成膜装置を使用して製造し、ドット部の配列方向を走査方向に対して傾斜させることにより、照度斑を低減することができる。
【００５６】
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイス等のデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の走査露光装置を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の好適な実施形態の成膜装置（真空蒸着装置）の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の他の好適な実施形態に係る成膜装置（スパッタ装置）の概略構成を示す図である。
【図３】膜厚分布を制御する制御板の構成例を示す図である。
【図４】処理対象の部材に膜が形成される領域を模式的に示す図である。
【図５】単一の開口を通過する材料によって形成される膜の膜厚分布（基本膜厚分布）を例示する図である。
【図６】制御板の複数の開口の配列を例示する図である。
【図７】目標膜厚分布を例示する図である。
【図８】制御板の開口のサイズ（直径）と平均膜厚比との関係を例示する図である。
【図９】制御板の開口の配置間隔と平均膜厚比の関係を例示する図である。
【図１０】膜厚と透過率との関係を例示する図である。
【図１１】光学部品が有しうる透過率分布を例示する図である。
【図１２】本発明の好適な実施形態の露光装置である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 成膜装置
２ 成膜装置
１０ チャンバー
２０ 供給源
２１ 供給源側駆動機構
３０ 基板
３５ 遊星回転機構
３６ 部材側駆動機構
４０ 保持機構
５０ 排気機構
６０ シャッター
７０ ガス供給部
１００ 制御板
１１０ 膜厚制御部
１２０ 開口
１３０ 開口の間隔
１４０ 開口のサイズ
１５０ 単位格子領域
２１０ 膜形成領域
３００ 露光装置
３１０ 照明装置
３１２ 光源部
３１３ 照明光学系
３１４ａ 光学部品
３２０ 原版
３２５ 原版ステージ
３３０ 投影光学系
３３０ａ 光学部品
３４０ 基板
３４５ 基板ステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、露光装置およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、表示デバイス、磁気ヘッドデバイス等のデバイスは、リソグラフィー工程を経て製造されうる。リソグラフィー工程では、原版（マクスまたはレチクルとも呼ばれる）のパターンを、フォトレジスト（感光剤）が塗布された基板（例えば、ウエハ、ガラスプレート）等に転写する露光装置が使用されうる。原版の微細なパターンを基板上に正確に転写するためには、原版および基板を均一な照度分布で露光する必要がある。均一な照度分布を得るためには、例えば、反射防止膜、反射膜、透過率分布補正フィルタ膜などの膜厚分布を高精度に制御する必要がある。特に、透過率分布補正フィルタ膜では、回転対称な膜厚分布を有するだけではなく、レンズの任意の位置に設計された膜厚分布が有することが要求される場合がある。
【０００３】
特許文献１〜６には、膜厚分布を制御する方法が開示されている。これらのうち特許文献１〜４には、蒸発源と処理対象物との間に膜厚分布補正板を配置する方法が開示され、特許文献５、６には、膜厚分布補正板を用いることなく、処理対象物と蒸発源との相対位置を変更することによって膜厚分布を制御することが開示されている。特許文献１、６には、非回転対称な膜厚分布を形成しうることが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−０２６６９８号公報
【特許文献２】特開平１０−０３０１７０号公報
【特許文献３】特開平６−１９２８３５号公報
【特許文献４】特開２００２−２８５３３１号公報
【特許文献５】特開２００１−１５２３３６号公報
【特許文献６】特開２００４−２６９９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜４に記載された方法では、膜厚分布補正板と処理対象物との相対位置を変更することによって膜厚分布を制御するものであるので、その相対位置の変更の制御精度に膜厚分布が強く依存する。特許文献５、６は、蒸発源と処理対象物との相対位置を制御することによって膜厚分布を制御するものであるので、その相対位置の変更の制御精度に膜厚分布が強く依存する。
【０００５】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、部材に形成される膜の膜厚分布を高い精度で制御するために好適な技術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】
【０００６】
本発明の第１の側面は、膜を形成する成膜装置に係り、前記成膜装置は、供給源から供給される材料によって部材に膜が形成されるように前記部材を保持する保持機構と、前記保持機構によって保持された前記部材と前記供給源との間に前記部材から離隔して配置されて、前記部材に形成される膜の膜厚分布を制御する制御板とを備え、前記制御板は、少なくとも前記部材に対する膜の形成時は、前記保持機構によって保持された前記部材との相対位置が固定される。
【０００７】
本発明の第２の側面は、原版を照明する照明光学系と、該原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを有し、該原版および該基板を走査方向に沿って走査しながら該基板を露光する走査露光装置に係り、前記走査露光装置は、前記照明光学系を構成する複数の光学部品および前記投影光学系を構成する複数の光学部品、の少なくとも１つの光学部品は、膜厚が所定厚さよりも厚いドット部が配列された膜厚分布を有し、前記ドット部の配列方向が前記走査方向に対して傾いている。
【０００８】
本発明の第３の側面は、デバイス製造方法に係り、前記デバイス製造方法は、上記の走査露光装置によって基板を露光する工程と、該基板を現像する工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、部材に形成される膜の膜厚分布を高い精度で制御するために好適な技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１１】
図１は、本発明の好適な実施形態の成膜装置の概略構成を示す図である。本発明の好適な実施形態の成膜装置１は、例えば、真空蒸着装置として構成されうる。成膜装置１は、チャンバー１０と、処理対象物である部材３０を保持する保持機構４０と、保持機構４０によって保持された部材３０に膜を形成するための材料を部材３０に供給する供給源２０とを備えている。供給源２０は、図１に示す例では、固体材料を蒸発させて部材３０に供給する蒸発源として、構成されうる。
【００１２】
成膜装置１はまた、保持機構４０によって保持された部材３０と供給源２０との間に部材３０から離隔して配置された制御板１００を備えている。制御板１００は、部材３０に形成される膜の膜厚分布を制御する。制御板１００は、少なくとも部材３０に対する膜の形成時は、保持機構４０によって保持された部材３０との相対位置が固定され。一方、制御板１００は、例えば、部材３０を保持機構４０に保持させるときや、部材３０を保持機構４０から取り去るときなどにおいては、部材３０との相対位置が変更される。
【００１３】
成膜装置１はまた、成膜の終了時等に、供給源２０と部材３０（または、制御板１００）との間の経路を塞ぐためのシャッター６０を備えうる。成膜装置１はまた、チャンバー１０の内部空間を減圧する排気機構５０を備えうる。
【００１４】
図２は、本発明の他の好適な実施形態の成膜装置の概略構成を示す図である。本発明の好適な実施形態の成膜装置２は、例えば、スパッタ装置として構成されうる。成膜装置２は、チャンバー１０と、処理対象物である部材３０を保持する保持機構４０と、保持機構４０によって保持された部材３０に膜を形成するための材料を部材３０に供給する供給源２０とを備えている。供給源２０は、図２に示す例では、ターゲットから材料を放出させるように構成されている。
【００１５】
成膜装置２はまた、保持機構４０によって保持された部材３０と供給源２０との間に部材３０から離隔して配置された制御板１００とを備えている。制御板１００は、部材３０に形成される膜の膜厚分布を制御する。制御板１００は、少なくとも部材３０に対する膜の形成時は、保持機構４０によって保持された部材３０との相対位置が固定され。一方、制御板１００は、例えば、部材３０を保持機構４０に保持させるときや、部材３０を保持機構４０から取り去るときなどにおいては、部材３０との相対位置が変更される。
【００１６】
成膜装置２はまた、成膜の終了時等に、供給源２０と部材３０（または、制御板１００）との間の経路を塞ぐためのシャッター６０を備えうる。成膜装置１はまた、チャンバー１０の内部空間を減圧する排気機構５０を備えうる。
【００１７】
図３は、制御板１００の構成例を示す図である。制御板１００は、制御板１００の構造、および、部材３０と制御板１００との相対位置の少なくとも１つによって部材３０に形成される膜の膜厚分布を制御する。制御板１００は、例えば、部材３０の膜形成領域に目標膜厚分布を形成するために、当該膜形成領域に対向する部分に膜厚制御部１１０を有する。膜厚制御部１１０は、部材３０の膜形成領域に形成される膜の膜厚分布を制御するように配置された複数の開口１２０を有しうる。部材３０に形成される膜の膜厚分布は、例えば、開口１２０のサイズ１４０、開口１２０の配置間隔１３０、部材３０と膜厚制御部１１０（制御板１００）との間隔、膜厚制御部１１０（制御板１００）の厚さ等に依存しうる。部材３０に形成される膜の膜厚分布は、例えば、目標とする透過率分布に基づいて設計されうる。
【００１８】
開口１２０のサイズ１４０は、開口１２０を通過する材料の量を調整することによって膜厚を制御する。開口１２０の配置は、周辺の複数の開口１２０を通過する材料が部材３０またはその近傍で重なり合う度合いを調整することによって膜厚を制御する。例えば、図４（ａ）に例示するように開口１２０の配置間隔１３０を狭くすると、供給源２０から放出されそれぞれ複数の開口１２０を経由してきた材料が成膜面（部材３０の表面）Ａで重なり合って平均的な膜厚が厚くなる。また、図４（ａ）に例示するように開口１２０の配置間隔１３０を狭くすると、平均化された膜厚分布が形成される。
【００１９】
一方、図４（ｂ）に例示するように開口１２０の配置間隔１３０を広げると、成膜面Ａでの重なり合いが弱まって平均的な膜厚が薄くなる。また、図４（ｂ）に例示するように配置間隔１３０を広げると、開口１２０に対向する部分に形成される膜が厚くなる。これにより、開口１２０と開口１２０との間の遮蔽部分に対向する部分に対向する部分に形成される膜が薄くなり、開口１２０の配列周期を反映した膜厚分布が形成されうる。
【００２０】
図４に矢印で示されているように供給源２０と制御板１００との相対位置を変更することで、成膜に寄与する材料が様々な角度で制御板１００の開口１２０を通過しうる。部材３０と制御板１００との間隔を制御することにより、各々の開口１２０を通過した材料が部材３０に供給される領域の大きさを制御することができる。部材３０と制御板１００との間隔を成膜面Ａから成膜面Ｂに広げると、各々の開口１２０を通過した材料が部材３０に供給される領域の大きさを広げることができる。よって、部材３０と制御板１００との間隔を成膜面Ａから成膜面Ｂに広げると、平均化された膜厚分布を得ることができる。
【００２１】
制御板１００の厚さは、開口１２０の内壁面で材料を遮蔽する量を調整するので、特に、開口１２０に対して斜めに入射してくる材料が開口１２０を通過することを制限する。制御板１００の厚さの調整は、部材３０と制御板１００との間隔の調整にも寄与し、例えば、制御板１００の一部分の厚みを薄くすることで、部材３０と制御板１００との間隔を広げることができる。以上のような調整要素の調整により、部材３０の表面に目標膜厚分布を有する膜を形成することができる。
【００２２】
次に、目標膜厚分布を得ることができる複数の開口１２０の配置を決定するために好適な膜厚の計算方法を説明する。ここで、一例として、開口１２０が円形である場合を仮定する。図５は、単一の開口を通過する材料によって部材の表面に形成される膜の膜厚分布（これを基本膜厚分布と呼ぶことにする）を例示する図である。横軸は、部材３０の表面における開口１２０の中心に対向する位置からの距離（ｒ）を示し、縦軸は、部材３０の表面における開口１２０の中心に対向する位置での膜厚で正規化した膜厚である。
【００２３】
基本膜厚分布を示す関数を関数ｆ（ｒ）とする。関数ｆ（ｒ）は、例えば、多項式（ｆ（ｒ）＝ａ０＋ａ１ｒ＋ａ２ｒ２＋ａ３ｒ３＋・・・）、または、ガウス関数（ｆ（ｒ）＝ａ・ｅｘｐ（−（ｒ−ｂ）２／２ｃ２））などで表現することができる。
【００２４】
開口の配列が図６に例示される配置である場合、各開口の中心からの距離ｒを関数ｆ（ｒ）に代入し、各々開口について計算される基本膜厚分布を積算することで、部材３０の表面における座標（ｘ、ｙ）における膜厚ｄ（ｘ、ｙ）は、次式で与えられうる。
【００２５】
ｄ（ｘ、ｙ）＝ｆ（ｒ０）＋ｆ（ｒ１）＋ｆ（ｒ２）＋ｆ（ｒ３）＋・・・
ここで、ｒ０、ｒ１、ｒ２、ｒ３・・・は、開口０、１、２、３・・・の中心から座標（ｘ、ｙ）までの距離）。例えば、ｄ（ｘ、ｙ）を単位格子領域１５０について計算し、当該単位格子領域１５０と同様の膜厚分布が部材３０の全面に繰り返して形成されるものと考えることができる。
【００２６】
基本膜厚分布は、例えば、成膜圧力が低く、成膜材料（粒子）の散乱の影響が少ない条件においては、幾何的なシミュレーションによって予測することができる。シミュレーションによる予測が難しい場合は、実験を通して基本膜厚分布を求めてもよい。制御板１００に設ける開口は、円形に限定されるものではなく、例えば、楕円形、四角形、六角形の他、任意の形状とすることができる。この場合は、関数ｆ（ｒ）に代えて、開口の形状に依存する関数ｆ（ｒ、θ）を定義すればよい。なお、θは、開口の中心から見た座標（ｘ、ｙ）の方向（ｘ軸に対する角度）を意味する。
【００２７】
単一の開口を通過する材料によって形成される基本膜厚分布ｆ（ｒ）が基板面内で異なる場合は、それを考慮して各開口についての関数ｆ（ｒ）をそれぞれ設定して膜厚分布を計算してもよい。また、この場合には、単位格子領域１５０の膜厚分布のみならず部材３０の表面の全域における膜厚ｄ（ｘ、ｙ）を算出するべきである。
【００２８】
以下、制御板を有する成膜装置の実施例を説明する。
【００２９】
［第１実施例］
図１に示す成膜装置（真空蒸着装置）の実施例を説明する。部材３０は、直径が２００ｍｍの平行平板のガラス基板であり、チャンバー１０の内部空間における上部に配置され、保持機構４０によって保持されている。保持機構４０は、駆動機構（回転機構）としての遊星回転機構３５によって駆動されて回転（より具体的には、自転および公転）する。
【００３０】
公転軌道の半径は約４００ｍｍである。膜厚分布を制御する制御板１００は、保持機構４０によって保持される部材３０に対して一定の相対位置を維持するように配置され、部材３０と一体となって自転および公転する。これにより、成膜中に供給源２０に対する保持機構４０および制御板１００の相対位置が変更され、部材３０の膜形成領域に目標膜厚分布が形成される。
【００３１】
供給源２０は、固体材料を蒸発させて部材３０に供給するように構成された蒸発源であり、チャンバー１０の内部空間における下部に配置されている。供給源２０としての蒸発源と部材３０との間の高さ方向における距離は、約１０００ｍｍである。供給源２０は、遊星回転機構３５の中心軸に対して２５０ｍｍオフセットした位置に設置されている。このような配置において、供給源２０としての蒸発源から蒸発した材料（粒子）が制御板１００（および、制御板１００の開口を通過して部材３０の表面）に入射する角度は、制御板１００（部材３０の表面）の法線方向に対して約０〜４０°の範囲である。図７（ａ）、（ｂ）は、部材３０としてのガラス基板の膜形成領域２１０に形成される膜の膜厚分布を例示する図である。
【００３２】
この実施例では、制御板１００の厚さは１．０ｍｍであり、部材３０と制御板１００との間隔は約２．０ｍｍである。制御板１００の膜厚制御部１１０には、直径が０．４〜０．８ｍｍの円形の開口１２０が図６（ｂ）のように六方最密状に配列されている。開口１２０の配置間隔は一定値（１．０ｍｍ）とした。１つの開口１２０を通過してきた材料（粒子）が部材３０に付着する領域は、少なくとも隣りの開口１２０を通過してきた材料（粒子）が部材３０に付着する領域と重なり合う。これにより、単位格子領域１５０（開口の中心と該開口に隣接する開口の中心とで画定される領域）における膜厚分布の不均一性は小さくなる。
【００３３】
図８は、制御板１００の開口１２０のサイズ（直径）と平均膜厚比との関係を例示する図である。図８において、平均膜厚比は、開口１２０の直径が０．８ｍｍであるときの平均膜厚で規格化された平均膜厚である。開口１２０のサイズを変化させると膜厚分布が変化すること、即ち開口１２０のサイズを調整することによってより膜厚分布を制御することができることが分かる。
【００３４】
開口のサイズ１４０は、単一の開口を通過する材料によって形成される基本膜厚分布をシミュレーションによって予測し、これに基づいて決定されうる。例えば、膜厚を厚くすべき方向に向かって開口のサイズ１４０を大きくすることによって目標膜厚分布を得ることができる。なお、制御板１００を使用しない状態で成膜した場合には、部材３０の面内の径方向における膜厚分布は、部材３０の中心部から周辺部に向かって薄くなっていた。そこで、開口１２０のサイズ１４０と配置間隔１３０を決定する際に、制御板１００を使用しない状態で成膜した場合の膜厚分布についても考慮することが好ましい。
【００３５】
［第２実施例］
図２で示す成膜装置（スパッタ装置）の実施例を説明する。部材３０は、直径が２５０ｍｍの平行平板のガラス基板であり、チャンバー１０の内部空間における側面側に配置され、保持機構４０によって保持されている。保持機構４０は、回転機構を含む駆動機構３６によって駆動されて自転するとともに第１方向に沿って移動する。膜厚分布を制御する制御板１００は、保持機構４０によって保持される部材３０に対して一定の相対位置を維持するように配置され、部材３０と一体となって自転するとともに第１方向に沿って移動する。これにより、成膜中に供給源２０に対する保持機構４０および制御板１００の相対位置が変更され、部材３０の膜形成領域に目標膜厚分布が形成される。
【００３６】
供給源２０は、ターゲットから材料を放出させるように構成されていて、チャンバー１０の内部空間に設置されている。供給源２０は、駆動機構２１により、部材３０を保持する保持機構４０の移動方向である前記第１方向と直交する第２方向に沿って駆動される。供給源２０は、更に、不図示の駆動機構により、前記第１方向および前記第２方向に直交する回転軸のまわりで回転駆動される。以上のような供給源２０の駆動によっても、成膜中に供給源２０に対する保持機構４０および制御板１００の相対位置が変更され、部材３０の膜形成領域に目標膜厚分布が形成される。
【００３７】
供給源２０と部材３０との距離は、約１００〜１５０ｍｍである。この成膜装置は、制御板１００を取り外して成膜を実施した場合に、部材３０の面内における径方向の膜厚分布が均一になるように調整されている。成膜の材料（粒子）が制御板１００（部材３０）に入射する角度は、制御板１００（部材３０の表面）の法線方向に対して約０〜７０°の範囲である。供給源２０は、ターゲットを支持する金属製の支持部材と、該支持部材の背面に配置された磁石とを有する。ターゲットの近傍に配置されたガス供給部から放電ガス（希ガス）と反応性ガスを流して、ＤＣマグネトロン放電によりターゲットから材料を放出させる。
【００３８】
第１実施例と同様に、図７に示すような膜厚分布を有する膜を形成することを考える。第１実施例のように開口１２０のサイズ１４０で膜厚分布を制御する方法では、目標膜厚分布が部材３０の面内で急峻に変化するものであっても、開口１２０のサイズ１４０を小さくすることによって当該目標膜厚分布を得ることができる。また、開口１２０のサイズ１４０を小さくすると、開口１２０の配置間隔１３０も小さくすることができるので、単位格子領域１５０における膜厚不均一性も小さくすることができる。しかし、その反面、開口のサイズ１４０を小さくすると、制御板１００の加工が容易ではなくなる。その場合は、開口１２０の配置間隔１３０を調整することによって膜厚分布を制御することが好ましい。
【００３９】
この実施例では、制御板１００の厚さは１．０ｍｍであり、部材３０と制御板１００との間隔は約２．０ｍｍである。制御板１００の膜厚制御部１１０には、直径が０．７ｍｍの円形開口が図６（ｂ）のように六方最密状に配列されている。１つの開口１２０を通過してきた材料（粒子）が部材３０に付着する領域は、少なくとも隣りの開口１２０を通過してきた材料（粒子）が部材３０に付着する領域と重な合う。
【００４０】
図９は、制御板１００の開口１２０の配置間隔と平均膜厚比の関係を例示する図である。図９において、平均膜厚比は、最小の配置間隔０．８ｍｍの平均膜厚で規格化された平均膜厚である。開口１２０の配置間隔を変化させると膜厚分布が変化すること、即ち開口１２０の配置間隔を調整することによって膜厚分布を制御することができることが分かる。
【００４１】
［第３実施例］
上記のような成膜装置を用いて製造されうる光学部品の具体例を説明する。ここでは、光学部品は、透過率分布補正フィルタであるとする。部材３０としてのガラス基板の膜形成領域に目標膜厚分布を有する膜を形成することにより、目標透過率分布を有する光学部品を得ることができる。ここで、部材３０としてのガラス基板を石英、成膜する材料をＭｇＦ２、使用する光源の波長を１９３．４ｎｍ（ＡｒＦレーザー波長）とする。この場合、膜厚と透過率との関係は図１０のようになる。ＭｇＦ２の膜厚に応じて３％程度透過率を低減することができる。図１０に示す関係に基づいて目標膜厚分布を計算することができる。この膜厚分布に基づいて第１、第２実施例で示したように制御板１００を設計する。設計した制御板１００を用いてガラス基板の膜形成領域に目標膜厚分布を有する膜を形成することで、目標透過率分布を有する光学部品（透過率分布補正フィルタ）を製造することができる。３％よりも大きな透過率分布を要する場合は、ＭｇＦ２の代わりに高屈折率材料や多層膜を使用すればよい。
【００４２】
［応用例］
図１２は、本発明の好適な実施形態の露光装置である。本発明の好適な実施形態の露光装置３００は、照明装置３１０によって原版３２０を照明して原版３２０のパターンを投影光学系３３０によって基板３４０に投影することによって基板３４０を露光する。
【００４３】
照明装置３１０は、光源部３１２と、照明光学系３１４とを有する。光源部３１２は、例えば、光源部３１２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が、光源の種類はエキシマレーザーに限定されない。例えば、波長約１５７ｎｍ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。また、光源部３１２として、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目標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。或いは、光源部３１２として、水銀ランプまたはキセノンランプなどのランプも使用してもよい。
【００４４】
照明光学系３１４は、複数の光学部品３１４ａを有し、原版３２０を照明する光学系である。光学部品３１４ａ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３１４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。
【００４５】
露光装置３００は、照明装置３１０のほか、原版３２０を保持する原版ステージ３２５と、投影光学系３３０と、基板３４０を保持する基板ステージ３４５とを有する。
【００４６】
露光装置３００は、例えば、ステップ・アンド・リピート方式またはステップ・アンド・スキャン方式で原版３２０のパターンを基板３４０に投影して基板３４０に原版３２０のパターンを転写する。前者の方式の露光装置はステッパ―と呼ばれ、後者の方式の露光装置はスキャナー（走査露光装置）と呼ばれる。
【００４７】
原版３２０は、例えば、石英製で、その上には基板３４０に転写されるべきパターンが形成されている。原版３２０から射出された回折光は、投影光学系３３０を通り基板３４０上に投影される。原版３２０と基板３４０とは、光学的に共役の関係にある。
【００４８】
原版ステージ３２５は、チャックによって原版３２０を保持し、図示しない駆動機構によって駆動される。該駆動機構は、例えば、リニアモーターを含み、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向に原版ステージ３２５を駆動することで原版３２０を移動させることができる。
【００４９】
露光装置３００は、スキャナー（走査露光装置）として構成される場合、原版３２０と基板３４０とを互いに同期させて走査方向に沿って走査する。ここで、原版３２０又は基板３４０の面内にＸＹ平面をとり、それらの走査方向をＹ方向、それに垂直な方向をＸ方向とする。また、原版３２０又は基板３４０の面に垂直な方向をＺ方向とする。照明光学系３１４は、走査方向（Ｙ方向）に長さが短いスリット状の照明視野を有していて、基板３４０は、スリット状の照明視野の走査方向における幅（スリット幅）で積算露光される。
【００５０】
照明光学系３１４を構成する複数の光学部品の少なくとも１つの光学部品３１４ａとして、前述の成膜装置を使用して製造される光学部品を使用することができる。光学部品３１４ａは、目標透過率分布を有するように製造されるので、照明光学系３１４は、原版３２０のパターンを均一な照明光により照明することができる。
【００５１】
また、第２実施例において説明したように、制御板１００の開口の配置間隔が広くなると１つの開口を通過する材料によって形成される膜厚分布（ドット形状）が顕在化し、全体の膜厚分布に不均一性（凹凸）が生じる。膜厚分布に不均一性が生じると、原版または基板の面上で均一な照度分布が得られなかったり、当該面上で均一な瞳透過率分布が得られなかったりしうる。
【００５２】
図１１は、光学部品３１４ａの透過率分布を例示する図である。この透過率分布は、透過率が所定透過率よりも低いドット部２２０が配列された分布を有しうる。このような透過率分布は、光学部品３１４ａの表面に形成されている膜の膜厚分布に依存し、該膜厚分布は、光学部品３１４ａの製造に使用される制御板１００の開口１２０の配列に依存する。該膜厚分布は、膜厚が所定厚さよりも厚いドット部が配列された分布を有する。
【００５３】
図１１（ａ）のように透過率分布におけるドット部２２０の配列を原版３２０が走査されるＹ方向に平行にすると、Ｘ方向にけるドット部２２０の配置間隔２３０が広くなる。そのため、原版３２０（および基板３４０）における照度分布に配置間隔２３０の周期を有する斑が生じうる。一方、図１１（ｂ）のように、ドット部２２０の配列方向を走査方向に対してαだけ傾けて設計した場合、Ｘ方向における照度分布は、スリット状の照明視野の走査方向における幅（スリット幅）２４０の領域で平均化されるため、実質的な配置間隔２３０は狭くなる。図１１（ｂ）に示す例における実質的な配置間隔２３０は、図１１（ａ）に示す例における配置間隔２３０の約１／４である。これにより、Ｘ方向におけるドット部２２０の配列による照度斑の影響を低減することができる。また、これ以外でも、走査露光した際にＸ方向におけるドット部の実質的な配置間隔を狭くすることで光学部材の透過率分布による照度斑の影響が低減することができればよい。
【００５４】
投影光学系３３０は、複数の光学部品３３０ａを有し、原版３２０のパターンを基板３４０に投影する。投影光学系３３０を構成する複数の光学部品の少なくとも１つの光学部品３３０ａに対しても、前述の成膜装置を使用して製造される光学部品を使用することができる。光学部品３３０ａは、目標透過率分布を有するように製造されるので、投影光学系３３０は、原版３２０のパターンを均一な照度で基板３４０に投影することができる。
【００５５】
照明光学系３１４を構成する複数の光学部品および投影光学系３３０を構成する複数の光学部品の少なくとも１つの光学部品を前述の成膜装置を使用して製造し、ドット部の配列方向を走査方向に対して傾斜させることにより、照度斑を低減することができる。
【００５６】
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイス等のデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の走査露光装置を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の好適な実施形態の成膜装置（真空蒸着装置）の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の他の好適な実施形態に係る成膜装置（スパッタ装置）の概略構成を示す図である。
【図３】膜厚分布を制御する制御板の構成例を示す図である。
【図４】処理対象の部材に膜が形成される領域を模式的に示す図である。
【図５】単一の開口を通過する材料によって形成される膜の膜厚分布（基本膜厚分布）を例示する図である。
【図６】制御板の複数の開口の配列を例示する図である。
【図７】目標膜厚分布を例示する図である。
【図８】制御板の開口のサイズ（直径）と平均膜厚比との関係を例示する図である。
【図９】制御板の開口の配置間隔と平均膜厚比の関係を例示する図である。
【図１０】膜厚と透過率との関係を例示する図である。
【図１１】光学部品が有しうる透過率分布を例示する図である。
【図１２】本発明の好適な実施形態の露光装置である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 成膜装置
２ 成膜装置
１０ チャンバー
２０ 供給源
２１ 供給源側駆動機構
３０ 基板
３５ 遊星回転機構
３６ 部材側駆動機構
４０ 保持機構
５０ 排気機構
６０ シャッター
７０ ガス供給部
１００ 制御板
１１０ 膜厚制御部
１２０ 開口
１３０ 開口の間隔
１４０ 開口のサイズ
１５０ 単位格子領域
２１０ 膜形成領域
３００ 露光装置
３１０ 照明装置
３１２ 光源部
３１３ 照明光学系
３１４ａ 光学部品
３２０ 原版
３２５ 原版ステージ
３３０ 投影光学系
３３０ａ 光学部品
３４０ 基板
３４５ 基板ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜を形成する成膜装置であって、
供給源から供給される材料によって部材に膜が形成されるように前記部材を保持する保持機構と、
前記保持機構によって保持された前記部材と前記供給源との間に前記部材から離隔して配置されて、前記部材に形成される膜の膜厚分布を制御する制御板とを備え、
前記制御板は、少なくとも前記部材に対する膜の形成時は、前記保持機構によって保持された前記部材との相対位置が固定される、
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記制御板は、前記部材に形成される膜の膜厚分布を制御するように配置された複数の開口を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記供給源に対する前記保持機構および前記制御板の相対位置を変更する駆動機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、前記保持機構を前記制御板とともに回転させる回転機構を含むことを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記制御板は、前記制御板の構造、および、前記部材と前記制御板との相対位置の少なくとも１つによって前記部材に形成される膜の膜厚分布を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記供給源は、固体材料を蒸発させて前記部材に供給するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記供給源は、ターゲットから材料を放出させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項８】
原版を照明する照明光学系と、該原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを有し、該原版および該基板を走査方向に沿って走査しながら該基板を露光する走査露光装置であって、
前記照明光学系を構成する複数の光学部品および前記投影光学系を構成する複数の光学部品、の少なくとも１つの光学部品は、膜厚が所定厚さよりも厚いドット部が配列された膜厚分布を有し、前記ドット部の配列方向が前記走査方向に対して傾いている、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項８に記載の走査露光装置によって基板を露光する工程と、
該基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１】
膜を形成する成膜装置であって、
供給源から供給される材料によって部材に膜が形成されるように前記部材を保持する保持機構と、
前記保持機構によって保持された前記部材と前記供給源との間に前記部材から離隔して配置されて、前記部材に形成される膜の膜厚分布を制御する制御板とを備え、
前記制御板は、少なくとも前記部材に対する膜の形成時は、前記保持機構によって保持された前記部材との相対位置が固定される、
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記制御板は、前記部材に形成される膜の膜厚分布を制御するように配置された複数の開口を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記供給源に対する前記保持機構および前記制御板の相対位置を変更する駆動機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、前記保持機構を前記制御板とともに回転させる回転機構を含むことを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記制御板は、前記制御板の構造、および、前記部材と前記制御板との相対位置の少なくとも１つによって前記部材に形成される膜の膜厚分布を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記供給源は、固体材料を蒸発させて前記部材に供給するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記供給源は、ターゲットから材料を放出させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項８】
原版を照明する照明光学系と、該原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを有し、該原版および該基板を走査方向に沿って走査しながら該基板を露光する走査露光装置であって、
前記照明光学系を構成する複数の光学部品および前記投影光学系を構成する複数の光学部品、の少なくとも１つの光学部品は、膜厚が所定厚さよりも厚いドット部が配列された膜厚分布を有し、前記ドット部の配列方向が前記走査方向に対して傾いている、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項８に記載の走査露光装置によって基板を露光する工程と、
該基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１０６３２５（Ｐ２０１０−１０６３２５Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８０２７６（Ｐ２００８−２８０２７６）
【出願日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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