JP2004043880A - Film deposition method, film deposition apparatus, optical element, and projection aligner - Google Patents

Film deposition method, film deposition apparatus, optical element, and projection aligner Download PDF

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Atsunobu Murakami
村上　敦信
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film deposition method, a film deposition apparatus, an optical element, and a projection aligner of high time efficiency for omitting an atmosphere opening step of a vacuum vessel to exchange a masking means, and exchanging the masking means according to a thin film material and a substrate while evacuating the vacuum vessel. <P>SOLUTION: The time efficiency is improved by storing a masking means in a vacuum vessel, and exchanging a masking means according to a thin film material and a substrate with a masking means stored in the vacuum vessel while the vacuum vessel is evacuated. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜の製造方法、薄膜製造装置、光学素子および投影露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来の成膜装置の概念図である。蒸着源Ａ、蒸着源Ｂ、基板を保持する基板ホルダおよびロードロック室が密閉可能な真空容器に設けてある。それぞれの蒸着源には、薄膜を形成する材料を加熱する加熱手段（不図示）が設けられている。真空容器とロードロック室との間およびロードロック室と外界との間には、密閉可能な扉が設けられている。ロードロック室は、真空容器とは独立して内部の気圧を制御できる機構（不図示）を備えている。基板支持部は、真空容器内部とロードロック室内部とに基板ホルダを配置することができる。
【０００３】
蒸着源においては、薄膜を形成する材料が、加熱手段によって加熱されるため蒸発して粒子状になる。薄膜を形成する材料が粒子状になった状態を蒸着粒子と呼ぶ。蒸着粒子は、蒸着源から真空容器内部に放出される。蒸着源から放出された後、蒸着源と基板との間に配置した遮蔽板に設けられた開口部を通過した蒸着粒子が、基板に到達する。遮蔽板は、開口部以外の部分では蒸着粒子を捕獲する。
【０００４】
基板を基板ホルダに取り付ける。また、それぞれの蒸着源に薄膜を形成する材料を取り付ける。さらに、開口部を設けた遮蔽板を、蒸着源と基板との間の空間にある所定の位置に配置する。その後、真空容器とロードロック室との間の扉を閉じ、排気手段を用いて真空容器内部を排気する。その後、薄膜を形成する材料を加熱する。加熱によって蒸着源から放出された蒸着粒子は、基板表面に堆積して薄膜を形成する。
【０００５】
真空容器内に取り付けてある基板ホルダとは別の基板ホルダに基板を取り付け、その基板ホルダをロードロック室に収める。ロードロック室と外界の間の扉を閉じた後、真空容器内部と同じ圧力になるまでロードロック室内部を排気する。真空容器とロードロック室との間の扉を開く。真空容器内の基板ホルダをロードロック室に収め、ロードロック室内の基板ホルダを真空容器内部の所定の位置に配置する。
【０００６】
真空容器とロードロック室との間の扉を閉じ、次にロードロック室を大気開放する。真空容器とロードロック室との間の扉は密閉可能であるから、ロードロック室を大気開放しても、真空容器の内部は減圧状態を保っている。したがって、ロードロック室を大気開放しても真空容器の内部の圧力は変化しないので、真空容器の内部で蒸着を行うことができる。そして、ロードロック室を大気開放している最中に真空容器中で蒸着を行っても、蒸着によって基板表面に形成された薄膜の状態は通常の状態と何ら変化はない。
ロードロック室に薄膜が形成された基板を収めた後、ロードロック室を大気開放すると、薄膜が形成された基板を取り出すことができる。このように、ロードロック室を用いると、真空容器内部を減圧したまま基板を出し入れすることができるので、真空容器内部を大気開放することなく連続して基板に薄膜を形成でき、効率は良好である。
【０００７】
複数の蒸着源を設け、さらに開口部を有する遮蔽板をそれぞれ蒸着源と基板との間に配置するのは、単一の蒸着源を用いて形成した薄膜に比べて、基板に形成する薄膜の膜厚の均一性や屈折率の均一性を向上させるためである。
以下に述べる理由のため、基板に形成する薄膜の膜厚の均一性や屈折率の均一性を向上させる必要がある。
【０００８】
基板と薄膜とで構成される光学素子を組み合わせて光学装置は構成されている。個々の光学素子の光学特性は、光学装置の設計時に規定した設計値に一致させる必要がある。なぜならば、光学素子の光学特性が設計値に一致しないと、それぞれの光学素子で誤差が生じてしまうからである。光学素子を組み合わせた光学装置では個々の光学素子の誤差が集約されるため、光学装置に誤差が生じてしまう。誤差の生じた光学装置の性能は、設計値に比べて低下してしまうからである。
【０００９】
光学装置を設計する際、光学素子に形成する薄膜は、膜厚と屈折率とが均一であると規定して設計する。膜厚や屈折率の均一性が低くなることは、設計値からの誤差が大きくなることである。つまり、膜厚や屈折率の均一性が低い場合には、設計値に対する誤差が生じるので、光学装置の性能が低くなる。光学装置の性能を高くするためには、薄膜の膜厚の均一性や屈折率の均一性の向上が必要になる。
【００１０】
薄膜の膜厚の均一性や屈折率の均一性が向上すると、基板と薄膜とで構成される光学素子の薄膜の膜厚や屈折率が均一であるとして導き出した設計値に対する誤差が少なくなる。光学素子の誤差が少なくなるので、光学素子を使用した光学装置の誤差が少なくなり、光学装置の性能が良好になる。
【００１１】
薄膜の膜厚の均一性や屈折率の均一性は、蒸着粒子の堆積する際の基板表面と蒸着粒子の移動方向との角度（この角度を堆積角度と呼ぶ）の均一性が高いほど良好になる。そして、蒸着源を複数設け、さらに、適切な形状の開口部を有する遮蔽板をそれぞれの蒸着源と基板との間の所定の位置に配置することによって、基板表面への堆積角度の均一性を高くすることができる。
【００１２】
単一の蒸着源の場合には、蒸着源から遠い基板表面では堆積角度が小さい。そこで、堆積角度の小さい基板表面に対して既存の蒸着源よりも近い位置に別の蒸着源を設ける。堆積角度の小さい基板表面の近くに蒸着源を増設したことにより、基板表面全体に対して、堆積角度の大きい部分を増やすことができる。したがって、蒸着源を複数にすることにより基板全体の堆積角度の均一性を高くすることができる。
【００１３】
適切な形状の開口部を設けることにより、蒸着源に対して、堆積させる範囲を選択することができる。そこで、複数の蒸着源を用いた場合には、それぞれの蒸着源から堆積させる範囲を堆積角度の大きい部分のみにすると、基板全体の堆積角度の均一性をさらに高くすることができる。
【００１４】
これは、蒸着粒子の堆積角度を、遮蔽板に設けられた開口部の形状を変更することによって制御することができるからである。つまり、適正な形状の開口部を設けた遮蔽板を配置することによって、堆積角度を適切な範囲にすることができるので、基板に形成される薄膜の膜厚や屈折率の均一性を高くすることができるのである。
【００１５】
開口部を適正な形状にすると、堆積角度が一定の範囲の蒸着粒子のみが開口部を通過する。そして、堆積角度が一定の範囲以外の蒸着粒子は開口部を通過できない。この開口部の適正な形状は、薄膜を形成する材料や、基板の形状などによって変化する。つまり、薄膜を形成する材料や基板の形状を変更した場合には、それぞれの変更に伴って開口部の形状を薄膜を形成する材料の種類や基板の形状に応じた形状にしなければならない。開口部の形状を変更するためには、開口部を設けてある遮蔽板ごと交換しなければならない。そこで、薄膜を形成する材料や基板の形状を変更すると、別の遮蔽板と交換する必要が生じる。
【００１６】
しかし、遮蔽板を交換するためには、真空装置を大気開放する必要がある。なぜならば、現在使用している遮蔽板を取り出し、別の遮蔽板を取り付けるためには、真空容器を大気開放して、真空容器の外から作業しなければならないからである。
【００１７】
真空装置を減圧した状態から、真空装置を大気開放し、再び成膜可能な状態になるまでには、「真空装置・基板の冷却」、「真空装置の大気開放」の工程を経て、遮蔽板を交換した後さらに、「真空装置の排気」、「基板の加熱」の工程を経なければならならない。これらの工程には時間がかかるので、基板に薄膜を形成する効率が非常に悪化するという問題点が生じた。
【００１８】
特に、ロードロック室を用いて基板を交換する際に、基板の形状を変更した場合には、基板の形状の変更に応じて開口部の形状を変更しなければならない。そのためには、真空容器を大気開放する必要がある。そのため、ロードロック室を用いて、効率的に基板を交換しても、遮蔽板を交換するために真空容器を大気開放する必要が生じ、効率が悪化するという問題点とともに、ロードロック室を用いる利点が無くなるという問題点も生じた。
【００１９】
また、遮蔽板の蒸着源側の面には、蒸着粒子が堆積する。この堆積物は、遮蔽板から剥離しやすい。このため、遮蔽板を交換せずに蒸着を多数回行うと、遮蔽板から堆積物が剥離し、蒸着源に落下して蒸着源を汚染する。堆積物によって蒸着源が汚染されると、蒸着粒子が汚染されるので、その蒸着粒子によって形成される薄膜が汚染される。薄膜が汚染されると、光学素子の光学性能が低下するので、その光学素子を使用した光学装置の光学性能も低下してしまう。
【００２０】
したがって、蒸着粒子が堆積した遮蔽板は、堆積物が剥離する前に交換する必要がある。この、交換の際には、真空装置を大気開放する必要があり、効率が悪化するという問題が生じた。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
薄膜を形成する材料や基板の形状を変更する毎に、薄膜を形成する材料や基板の形状に対応した形状の開口部に変更する必要がある。この変更のためには遮蔽板を交換する必要がある。しかし、遮蔽板を交換するためには、真空容器を減圧状態から大気開放して遮蔽板を交換した後に、再び真空容器を減圧するという工程が必要であり、時間効率が低下するという問題点があった。
【００２２】
特に多層膜の薄膜を形成する場合、真空容器を減圧状態から大気開放して遮蔽板を交換した後に、再び真空容器を減圧するという工程が、薄膜用材料を変更する毎に必要になるため、一種類の光学素子を製造するために複数回大気開放を行わなくてはならず、時間効率が非常に低下するという問題点があった。
【００２３】
特に、ロードロック室を有する成膜装置を使用して、減圧状態を保ったまま基板を交換する場合に、基板形状を変更すると遮蔽板の交換が必要になる。遮蔽板の交換には真空容器を大気開放する必要があるので、減圧状態を保ったまま基板を交換するロードロック室を具備していても、時間効率が良くならないという問題点があった。
本発明は、　かかる問題点を解決し、真空容器の内部を減圧状態に保ったまま遮蔽板を交換することによって、効率の高い、成膜方法、成膜装置、光学素子及び投影露光装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、密閉可能な真空容器内の気体を排気する排気工程と、前記排気工程中に、前記真空容器内に配置した薄膜用材料から粒子を放出させ、前記真空容器内に配置した基板表面に前記粒子を堆積させて薄膜を形成する薄膜形成工程とを有する成膜方法であって、前記排気工程中には、前記基板を別の基板に交換する基板交換工程と、前記薄膜用材料を別の薄膜用材料に交換する薄膜用材料交換工程との少なくともどちらか一方の工程を有し、前記排気工程中に、前記薄膜用材料と前記基板との間の所定の位置に、前記基板の形状または前記薄膜用材料に応じた形状の遮蔽板を配置することを特徴としている。
【００２５】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項２の発明は、請求項１に記載の成膜方法において、前記排気工程中には、前記基板を前記真空容器の内部に搬入する基板搬入工程と、前記基板を前記真空容器の外部に搬出する基板搬出工程との少なくともどちらか一方の工程を含むことを特徴としている。
【００２６】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項３の発明は、請求項１に記載の成膜方法において、前記排気工程中には、前記遮蔽板を前記真空容器の内部に搬入する遮蔽板搬入工程と、前記遮蔽板を前記真空容器の外部に搬出する遮蔽板搬出工程との少なくともどちらか一方の工程を含むことを特徴としている。
【００２７】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項４の発明は、請求項１に記載の成膜方法において、前記薄膜形成工程は、蒸着により前記薄膜用材料から粒子を放出させ、前記基板上に薄膜を形成する工程であることを特徴としている。
【００２８】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項５の発明は、請求項１に記載の成膜方法において、前記薄膜形成工程は、スパッタリングにより前記薄膜用材料から粒子を放出させ、前記基板上に薄膜を形成する工程であることを特徴としている。
【００２９】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項６の発明は、密閉可能な真空容器と、前記真空容器内の気体を排気する排気機構とを有し、基板を保持する基板保持部と、前記基板上に形成すべき薄膜の材料である薄膜用材料とを前記真空容器内に配置した成膜装置において、前記基板を別の基板に交換する基板交換手段と、前記薄膜用材料を別の薄膜用材料に交換する薄膜用材料移動手段との少なくともどちらか一方と、前記基板と前記薄膜用材料との間の所定の位置に、前記基板または前記薄膜用材料に応じた形状の遮蔽板を配置する遮蔽板配置手段とを前記真空容器内に設け、前記遮蔽板配置手段は、前記真空容器の内部の圧力が大気圧より低い圧力の時に動作することを特徴としている。
【００３０】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項７の発明は、請求項６に記載の成膜装置において、前記真空容器内に前記遮蔽板を保管する遮蔽板保管庫を設け、前記遮蔽板配置手段は、前記遮蔽板を前記所定の位置と前記遮蔽板保管庫との間で移動させる手段を含むことを特徴としている。
【００３１】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項８の発明は、請求項６に記載の成膜装置において、前記遮蔽板配置手段は、前記遮蔽板を保持する遮蔽板保持部を複数有していることを特徴としている。
【００３２】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項９の発明は、請求項６に記載の成膜装置において、前記薄膜用材料を加熱する加熱部を設けたことを特徴としている。
【００３３】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項１０の発明は、請求項６に記載の成膜装置において、前記薄膜用材料からスパッタリングによって成膜粒子を放出させるスパッタリング機構を設けたことを特徴としている。
【００３４】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項１１の発明は、請求項６に記載の成膜装置において、前記真空容器と独立して内部の圧力を制御可能なロードロック室を前記真空容器に隣接して設け、前記ロードロック室は、前記真空容器との間に密閉可能な扉を設けたことを特徴としている。
【００３５】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の成膜装置において、前記基板交換手段は、前記扉を介して前記基板を前記ロードロック室と前記真空容器との間で移動させる機構を含むことを特徴としている。
【００３６】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項１３の発明は、請求項１１に記載の成膜装置において、前記遮蔽板配置手段は、前記扉を介して前記遮蔽板を前記ロードロック室と前記真空容器との間で移動させる機構を含むことを特徴としている。
【００３７】
この構成により、薄膜形成の効率が向上する。
請求項１４の発明は、請求項１乃至５に記載の成膜方法のうちいずれか１つの方法によって成膜されたことを特徴としている。
【００３８】
この構成により、光学素子製造の効率が向上する。
請求項１５の発明は、請求項１４に記載の光学素子を使用したことを特徴としている。
この構成により、投影露光装置製造の効率が向上する。
【００３９】
【発明の実施の形態】
【００４０】
【実施例１】
図１は、本発明における第一の実施例を示す概念図である。真空容器１の内部に蒸着源２、基板３を固定する基板ホルダ３０および遮蔽板を納める遮蔽板保管庫５が設けられている。そして、基板３は、基板ホルダ３０に取り付けられている。基板ホルダ３０は公転中心軸を中心に公転しており、基板ホルダ３０に取り付けられた基板３は自転中心軸を中心に自転している。
【００４１】
蒸着源２と基板３との間の所定の位置には、遮蔽板４ａが配置されている。遮蔽板４ａには、開口部が設けられている。遮蔽板配置手段６は、遮蔽板４ａを、真空容器１内部の所定の位置と遮蔽板保管庫５とに配置することができる。
【００４２】
図１に示した装置を用いて基板に薄膜を形成する方法は、以下のとおりである。図１に示した様に、真空容器１の内部に、基板３を取り付けた基板ホルダ３０、蒸着源２および遮蔽板４ａを配置する。大気と真空容器１の内部を隔てる扉（不図示）を閉じ、排気機構によって、真空容器１内部の気体を排気する。図には示していない加熱装置によって基板３を所定の温度まで加熱する。真空容器１内部の気圧が所定の圧力以下になった後、蒸着源２を加熱する。蒸着源２の加熱によって、蒸着源２から蒸着粒子７が放出される。蒸着源２から放出された蒸着粒子７のうち、蒸着源２に対して配置された遮蔽板４ａの開口部を通過した蒸着粒子７ａが基板３に到達することができる。
【００４３】
基板３表面に堆積した蒸着粒子７ａによって、基板３表面に薄膜が形成される。蒸着源２を加熱し、基板３に蒸着粒子７ａを堆積させて薄膜を形成する工程を薄膜形成工程と呼ぶ。
【００４４】
図８は、蒸着源２の詳細を示した図である。図８（ａ）は、蒸着源２を遮蔽板側から見た図であり、図８（ｂ）は、蒸着源２の構成要素を示した図である。図８（ｂ）に示したように、蒸着源２には、回転中心を中心に回転する機構である薄膜用材料移動手段および電子銃が設けてある。また、薄膜用材料Ａと薄膜用材料Ｂは、回転する機構である薄膜用材料移動手段に取り付けられている。薄膜用材料Ａ，薄膜用材料Ｂは、複数種の薄膜用材料を交互に堆積させて形成する多層膜を構成する薄膜用の材料である。
【００４５】
電子銃は、薄膜用材料に電子線を照射して加熱する手段である。電子銃により加熱された薄膜用材料は、蒸発して蒸着粒子を放出する。図８（ｂ）では、薄膜用材料Ａに電子線を照射しており、薄膜用材料Ａの粒子が蒸着粒子として放出される。薄膜用材料移動手段を回転させ、電子銃で加熱する加熱箇所に、薄膜用材料Ａに替えて薄膜用材料Ｂを配置させる。この後、電子銃で電子線を照射すると、薄膜用材料Ｂの粒子を蒸着粒子として放出させることができる。この操作は、真空容器１を減圧中に行うことができる。
【００４６】
このように、真空容器１を減圧したまま、薄膜用材料Ａと薄膜用材料Ｂとを任意に選択して蒸着粒子として放出させることができる。薄膜用材料Ａと薄膜用材料Ｂの組み合わせは様々である。たとえば、薄膜用材料ＡがＭｇＦ２などのフッ化物で、薄膜用材料ＢがＡｌ２Ｏ３などの酸化物という組み合わせが代表的である。また、薄膜用材料移動手段を２分割した２種類の薄膜用材料を用いる例で説明したが、薄膜用材料移動手段の分割数を増やせば、３種類以上の薄膜用材料を用いることが可能である。
【００４７】
このように、真空容器１を大気開放せずに、堆積させようとする薄膜用材料の種類を変更して、基板３上に既に形成されている薄膜とは別の材質の薄膜を既に形成されている薄膜の上に形成することができる。つまり、真空容器１を大気開放せずに多層膜を形成することができる。
【００４８】
しかし、薄膜用材料の種類を変更しても、遮蔽版４ａの開口部の形状を変更せず同一形状のままで使用すると、薄膜の膜厚や薄膜の屈折率の分布が不均一になる。なぜならば、薄膜用材料の種類によって、堆積する速度や形成された薄膜の密度が、蒸着粒子の放出角度によって異なるためである。つまり、薄膜用材料の種類によって、適切な開口部の形状は異なる。このため、薄膜用材料の種類に応じて開口部の形状を変更する必要がある。開口部の形状を変更するためには、異なる形状の開口部を有する別の遮蔽板と、現在使用している遮蔽板とを交換しなければならない。そこで、多層膜を形成するためには、形成する薄膜の材料を変更する毎に、薄膜用材料の種類に応じて、遮蔽板４ａを別の形状の開口部を有する遮蔽板４と交換する。
【００４９】
薄膜用材料の種類に応じた形状の開口部を有する遮蔽板４を、あらかじめ真空容器１の内部に設けた遮蔽板保管庫５に収めておく。薄膜用材料を交換する時に、薄膜用材料の種類に応じて、適切な形状の開口部を有する遮蔽板４を遮蔽板保管庫５から移動させ、真空容器１内の所定の位置に配置する。
【００５０】
図９は、遮蔽板の交換操作を示す概念図である。図９に示した様に、遮蔽板配置手段６の保持部は、遮蔽板４ａを保持する。そして、遮蔽板配置手段６は、基板３と蒸着源２との間の所定の位置から遮蔽板保管庫５に遮蔽板４ａを収める。また、遮蔽板配置手段６は、遮蔽板保管庫５に収めてあった別の遮蔽板４を保持部で保持し、基板３と蒸着源２との間の所定の位置に配置する。この別の遮蔽板４には、交換した薄膜用材料に応じた開口部を設けてある。
【００５１】
この遮蔽板の交換操作は、真空容器１の内部で行われる。そしてその操作の間も、真空容器１の内部は、蒸着操作を行っている状態と同一の気圧を保つように排気機構で排気を継続している。
【００５２】
遮蔽板４ａを遮蔽板４に交換した後、再び蒸着を行う。この操作により、既に形成されている薄膜の上に、別の種類の薄膜が形成される。薄膜用材料に応じた最適な形状の開口部を通過した蒸着粒子７ａが基板３に堆積するので、基板３に形成される薄膜の状態は良好である。
【００５３】
薄膜用材料の種類の変更と、薄膜用材料の種類に応じて遮蔽板の交換を行って、蒸着を繰り返し行うことにより、真空容器１を大気開放する事無く、多層膜を形成することができる。したがって、多層膜形成の効率は良好である。
【００５４】
また、遮蔽板４ａの遮蔽部に捕獲された蒸着粒子７ｂは、遮蔽板４ａの蒸着源側に堆積する。この堆積物の層が厚くなると、剥離して蒸着源２や真空容器１内部を汚染することがある。そこで、この捕獲された蒸着粒子の堆積物の層がある所定の厚さ以上になったときに、別の堆積物の付着していない遮蔽板４と既に述べた方法により交換する。この場合には、遮蔽板４ａと遮蔽板４とに設けてある開口部の形状は同一形状である。蒸着源２や真空容器１内部が汚染がなく、真空容器１を大気開放せずに遮蔽板４ａを交換することができるので、効率はさらに良好である。
【００５５】
【実施例２】
図３は、本発明における第二の実施例を示す概念図である。真空容器１内部にロードロック室３１が設けられており、真空容器１とロードロック室３１との間に、密閉可能な扉１６が設けられている。ロードロック室３１は、真空容器１とは独立して内部の気圧を制御できる機構を備えている。基板支持部３３は、基板ホルダ３０を支持している。そして、基板３は、基板ホルダ３０に取り付けられている。基板支持部３３は、真空容器１内部の所定の位置とロードロック室３１内部の所定の位置とに基板ホルダ３０を配置することができる。実施例１と同様に、基板ホルダ３０は公転中心軸を中心に公転しており、基板ホルダ３０に取り付けられた基板３は自転中心軸を中心に自転している。
【００５６】
蒸着源２と基板３との間の所定の位置には、遮蔽板４ａが配置されている。遮蔽板４ａには、開口部が設けられている。蒸着源１２と基板３との間の所定の位置には、遮蔽板４ｂが配置されている。遮蔽板４ｂには、開口部が設けられている。
【００５７】
遮蔽板配置手段６は、遮蔽板４ａおよび遮蔽板４ｂを、真空容器１内部の所定の位置とロードロック室３１内部の所定の位置とに配置することができる。
図３に示した装置を用いて基板に薄膜を形成する方法は、以下のとおりである。図３に示した様に、真空容器１の内部に、基板３を取り付けた基板ホルダ３０、蒸着源２、１２、遮蔽板４ａおよび４ｂを配置する。扉１６を閉じ、排気機構によって、真空容器１内部の気体を排気する。図には示していない加熱装置によって基板３を所定の温度まで加熱する。真空容器１内部の気圧が所定の圧力以下になった後、蒸着源２および蒸着源１２をそれぞれ加熱する。蒸着源２および蒸着源１２の加熱によって、それぞれの蒸着源から蒸着粒子が放出される。蒸着源から放出された蒸着粒子のうち、それぞれの蒸着源に対して配置された遮蔽板の開口部を通過した蒸着粒子が基板３に到達することができる。蒸着粒子７ａは、蒸着源２から放出され、遮蔽板４ａに設けられた開口部を通過した蒸着粒子である。蒸着粒子７ｃは、蒸着源１２から放出され、遮蔽板４ｂに設けられた開口部を通過した蒸着粒子である。蒸着粒子７ａは、基板３表面の自転中心軸付近に主に堆積する。蒸着粒子７ｃは、基板３表面の周辺部に堆積する。蒸着源を複数設けた理由および基板の形状に応じた形状の開口部を設けた理由は、後に説明する。
【００５８】
基板３表面に堆積した蒸着粒子７ａと基板３表面に堆積した蒸着粒子７ｃは、基板３表面に一つの層の薄膜を形成する。蒸着源２および蒸着源１２を加熱し、基板３に蒸着粒子７ａおよび蒸着粒子７ｃを堆積させて薄膜を形成する工程を薄膜形成工程と呼ぶ。
【００５９】
基板３に薄膜が形成された後、蒸着源２および蒸着源１２の加熱を停止する。その後、真空容器１内部と同じ圧力までロードロック室３１の内部を減圧する（ロードロック室減圧工程）。扉１６を開き、基板支持部３３を用いて、基板ホルダ３０をロードロック室３１内部の所定の位置へ収める。基板ホルダ３０をロードロック室３１内部に収めた後、ロードロック室３１内部に収めてある基板ホルダ３２を、基板支持部３３を用いて、真空容器１内部の所定の位置に配置する（基板交換工程）。基板ホルダ３２には、基板１３が取り付けられている。
【００６０】
基板ホルダ３０に取り付けてある基板３と基板ホルダ３２に取り付けてある基板１３との形状が異なる場合には、遮蔽板４ａおよび遮蔽板４ｂを、それぞれ基板１３の形状に応じた形状の開口部を設けた遮蔽板と交換する。遮蔽板の交換には、遮蔽板配置手段６を用いる。ロードロック室減圧工程の後、扉１６を開き、遮蔽板配置手段６を用いて、遮蔽板４ａおよび遮蔽板４ｂを保管庫１５の所定の位置に収める。そして、保管庫１５に収められている遮蔽板４の中から、基板１３の形状に対応した形状の開口部が設けられている遮蔽板を保管庫１５から取り出し、真空容器１内部の所定の位置に配置する（遮蔽板交換工程）。
【００６１】
基板ホルダ交換工程や遮蔽板交換工程の後、蒸着源２および蒸着源１２を加熱して再び薄膜形成工程を開始する。
基板ホルダ交換工程や遮蔽板交換工程の後、扉１６を閉じ、次にロードロック室３１を大気開放する（ロードロック室大気開放工程）。扉１６は密閉可能であるから、ロードロック室３１を大気開放しても、真空容器１の内部は減圧状態を保っている。したがって、真空容器１の内部で蒸着を行っている間に、ロードロック室３１を大気開放しても真空容器１の内部の圧力は変化しないので、蒸着によって基板表面に形成された薄膜の状態は通常の状態と何ら変化はない。
【００６２】
ロードロック室大気開放工程の後には、ロードロック室３１内部に収められた基板ホルダ３０を取り出すことができる（基板搬出工程）。また、ロードロック室３１内部の保管庫１５から、使用済みの遮蔽板４ａおよび遮蔽板４ｂを取り出すことができる（遮蔽板搬出工程）。遮蔽板には薄膜形成工程中に蒸着粒子が堆積する。そして、遮蔽板に堆積した蒸着粒子は遮蔽板から剥離しやすい。そのため、遮蔽板から剥離した蒸着粒子が真空容器１の内部を汚染することがある。そこで、真空容器１から使用済みの遮蔽板を新しい遮蔽板と交換することによって、真空容器１の内部の汚染を防止することができる。
【００６３】
さらに、別の基板ホルダ用意する。そして、この基板ホルダに、基板３および基板１３とは別の基板を取り付ける。この基板ホルダをロードロック室３１内部に収める（基板搬入工程）。そして、遮蔽板４ａおよび遮蔽板４ｂとは別の遮蔽板をロードロック室３１内部の保管庫１５に収め（遮蔽板搬入工程）、扉１７を閉める。この保管庫１５に収めた遮蔽板には、ロードロック室３１に収めた基板ホルダに取り付けた基板の形状に応じた形状の開口部を設けてある。
【００６４】
このように、ロードロック室３１を使用すると、真空容器１の内部の圧力が減圧された状態のまま、遮蔽板や基板ホルダに取り付けられた基板を交換することができる。そして、基板搬入工程、遮蔽板搬入工程、ロードロック室減圧工程、基板交換工程、遮蔽板交換工程、薄膜形成工程およびロードロック室大気開放工程、基板搬出工程、遮蔽板搬出工程を繰り返すことにより、真空容器１の減圧状態を保持したまま、真空容器１内に遮蔽板や基板を搬入し、搬入した基板に薄膜を形成し、遮蔽板や薄膜を形成した基板を真空容器１から搬出することができる。基板や遮蔽板を交換するために、真空容器１を大気開放する工程を省略できるので、基板に薄膜を形成する効率は良好である。
【００６５】
図３に示した様に、本実施例において、蒸着源を複数設けた理由および基板の形状に応じた形状の開口部を設けた理由を、図１０を用いて説明する。
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、蒸着源と基板表面との角度を表す堆積角度を示した図である。堆積角度とは、蒸発粒子が基板の表面に堆積するときの、蒸着粒子の移動方向と基板表面との角度である。具体的には、蒸着源と基板表面上の点とを結んだ直線と、基板表面上の点における基板表面に対する接平面とのなす角のことである。
【００６６】
基板３は基板ホルダに取り付けられている。基板３の自転中心軸と蒸着源２の中心とが一致する位置に蒸着源２を設置する。基板３は凸レンズの形状である。図１０（ａ）は蒸着源が一個の場合を示しており、図１０（ｂ）は蒸着源が二個の場合を示している。図１０（ａ）に示した様に、開口部を設けた遮蔽板４が蒸着源２に対応した位置に配置されている。
【００６７】
図１０（ａ），（ｂ）において、θ１、θ２、θ１’、θ２’、θ２”およびθ２｀“は、堆積角度を示している。基板表面に形成される薄膜には、堆積角度が異なると、密度や屈折率が異なるという特性がある。そのため、基板表面に形成される薄膜の堆積角度が不均一であると、基板表面に形成される薄膜の密度や屈折率が不均一になる。そして、基板表面に形成される薄膜の密度や屈折率が不均一であると、基板と薄膜とで構成される光学素子の光学特性が、薄膜の密度や屈折率が均一であるとして導き出した設計値に到達しない。光学素子の光学性能を設計値に到達させるためには、基板表面に形成する薄膜の密度や屈折率の均一性を高くする必要がある。したがって、基板表面に形成する薄膜の堆積角度の均一性を高くする必要がある。
【００６８】
図１０（ａ）において、基板３表面の自転中心軸における蒸着源２に対する堆積角度をθ１とし、基板３表面の最外縁部における蒸着源２に対する堆積角度をθ２とする。
【００６９】
θ１の大きさは直角であり、θ２の大きさは直角よりも小さな角度である。基板３における堆積角度の大きさは、基板３表面の自転中心軸から基板３表面の最外縁部に向って、θ１からθ２の間で連続的に減少している。
【００７０】
基板３全体の堆積角度の均一性を高くするためには、堆積角度の小さい部分である基板３表面の最外縁部を含む周辺部における堆積角度をθ１に近づける。また、蒸着源２からの蒸着粒子７ａを基板３表面の最外縁部を含む周辺部にはほとんど堆積させないようにする。そのようにすると、基板３表面に形成される薄膜の堆積角度の最小値がθ１に近くなるので、薄膜の堆積角度の最大値と最小値の差が小さくなり、堆積角度の均一性が高くなる。
【００７１】
そこで、図１０（ｂ）に示した様に、蒸着源１２を蒸着源２よりも基板３の周辺部に近いところに設置する。基板３表面における、蒸着源２に対する堆積角度をθ、蒸着源１２に対する堆積角度をθ’とする。基板の形状が凸レンズの場合においては、同じ蒸着源に対して最も大きい堆積角度になる基板の表面は、蒸着源に最も近い部分である。つまり、蒸着源２に対する堆積角度θは、基板３表面と蒸着源２とが最も近い自転中心軸で最も大きな角度になり、基板３の外側に行くにしたがって小さな角度になって行く。蒸着源１２に対する堆積角度θ´は、基板３表面と蒸着源１２とが最も近い部分に当たる、最外縁の近傍または最外縁で最も大きな角度になり、基板３の自転中心軸に行くにしたがって次第に小さい角度になって行く。
基板３表面全体でθとθ´の大きさを比較すると、θ＝θ´となる部分を境界にして、自転中心軸側がθ＞θ´であり、外縁部側がθ＜θ´である。θ＝θ´となる部分を境界にして、堆積角度の大きな方の蒸着源は、自転中心軸側では蒸着源２であり、外縁部側では蒸着源１２である。そこで、外縁部側の堆積角度をθ１に近づけるためには、蒸着源１２からの蒸着粒子７ｃを外縁部側に堆積させるとともに、蒸着源２からの蒸着粒子７ａが堆積するのを制限するとよい。
【００７２】
図１０（ｃ）に示した様に、基板３表面において、前述したθ＞θ´である領域、つまり自転中心軸から蒸着源２に対する堆積角度がθ２’　である部分までを領域Ａとする。また、基板３表面において、前述したθ＜θ´である領域、つまり最外縁部から蒸着源１２に対する堆積角度がθ２”　である部分までを領域Ｂとする。蒸着源２からの蒸着粒子を、領域Ａに主に堆積させる形状の開口部を遮蔽板４ａに設ける。蒸着源１２からの蒸着粒子を、領域Ｂのみに堆積させる形状の開口部を遮蔽板４ｂに設ける。
【００７３】
蒸着源２に対応した位置に遮蔽板４ａを配置し、蒸着源１２に対応した位置に遮蔽板４ｂを配置する。この様にすると、領域Ａに堆積する蒸着粒子は、蒸着源２からの蒸着粒子７ａのみであり、領域Ｂに堆積する蒸着粒子は、主に蒸着源１２からの蒸着粒子７ｃである。つまり、領域Ｂにおける堆積角度が大きくなり、基板３表面全体の堆積角度の差が小さくなるので、蒸着源が一個の場合に比べて、基板３の表面に形成される薄膜の密度や屈折率の均一性が高くなる。このため、基板３の表面に形成される薄膜の密度や屈折率が均一であるとして導き出した光学素子の設計値に対する誤差が減少する。したがって、基板と薄膜で構成される光学素子の光学性能が良好になる。蒸着源の数は二個に限らず、三個以上にすると、光学素子の光学性能はより良好になる。
【００７４】
さて、ロードロック室３１を使用して、基板ホルダ３０を基板ホルダ３２と交換する際に、基板ホルダ３２に取り付けてある基板１３の形状を、基板ホルダ３０に取り付けてある基板３と異なる形状にする場合があることは既に述べた。このような場合には、基板１３の形状が基板３と異なる形状であるため、遮蔽板４ａと遮蔽板４ｂとを別の遮蔽板に交換する必要が生じる。なぜならば、遮蔽板４ａおよび遮蔽板４ｂに設けられている開口部の形状は、基板３の形状には対応しているが基板１３の形状には対応していないからである。
【００７５】
図１０（ｄ）は基板の形状の変更に対応して、異なる形状の開口部を有する遮蔽板に交換することを説明する図である。基板１３の形状は、基板３よりも直径が小さく、基板３と相似形である凸レンズである。基板３表面を領域Ａおよび領域Ｂに分けた方法と同様に、２個の蒸着源からの堆積角度が等しくなる箇所を境界として、基板１３の表面を２つの領域に分ける。蒸着源２からの蒸着粒子のみを堆積させる（基板３においては領域Ａに相当する）領域を領域Ｃとし、蒸着源１２からの蒸着粒子を主に堆積させる（基板３においては領域Ｂに相当する）領域を領域Ｄとする。具体的には、領域Ａと領域Ｂとの境界は基板３の中心を中心とする円形であるので、領域Ａの形状は円形であり、領域Ｂの形状はドーナツ状である。また、領域Ｃと領域Ｄとの境界は、基板１３の中心を中心とする円形であるので、領域Ｃの形状は円形であり、領域Ｄの形状はドーナツ状である。
【００７６】
基板１３の直径は基板３の直径よりも小さいから、蒸着源１２からみると、基板１３の最外縁部は、基板３の最外縁部のあった位置よりも基板１３の中心方向にずれている。また、基板３と基板１３は相似形であるので、領域Ａの形状と領域Ｃの形状は相似形の円形であり、領域Ｂの形状と領域Ｄの形状はほぼ相似形のドーナツ状である。つまり、領域Ｃと領域Ｄとは、領域Ａと領域Ｂとを基板３と基板１３の直径の比率に応じて縮小した形状にほぼ等しい。したがって、領域Ｄは、領域Ｂと異なる形状であり、しかも領域Ｂに対して中心軸側に位置がずれている。このため、領域Ｄの蒸着源１２に対する位置と領域Ｄの形状は、領域Ｂの蒸着源１２に対する位置と領域Ｂの形状とは異なっている。そのため、領域Ｂに対応した開口部を有する遮蔽板４ｂを配置したままだと、蒸着減１２から放出された蒸着粒子は、領域Ｂに到達することはできる。しかし、領域Ｂとは異なる形状である領域Ｄには、蒸着減１２から放出された蒸着粒子を到達させることができない。そこで、蒸着源１２から放出された蒸着粒子を領域Ｄに到達させるためには、遮蔽板４ｂ（図１０（ｄ）では、分かりやすいように、下方に少しずらして図示している。）に設けてある開口部とは異なる形状の開口部を有する遮蔽板４ｂ’を配置する必要がある。遮蔽板４ｂ’に設けるべき開口部の形状は、領域Ｄの蒸着源１２に対する位置と領域Ｄの形状とに対応している。
【００７７】
また、基板１３における領域Ｃの形状は、既に述べたように、領域Ａよりも直径の小さい円形の形状である。そのため、領域Ａに対応した形状の開口部を有する遮蔽板４ａを配置したままでは、領域Ｃよりも広い範囲に蒸着源２から放出された蒸着粒子が堆積してしまう。そこで、領域Ｃの形状に対応した開口部を有する遮蔽板４ａ’を、蒸着源２に対応した位置に配置する必要がある。
【００７８】
このように、基板の形状に応じて、それぞれ蒸着源に対するの開口部の形状を変更する必要がある。しかし、遮蔽板４ａにすでに設けてある開口部の形状は、変形させることはできない。また、遮蔽板４ｂにすでに設けてある開口部も変形させることはできない。したがって、開口部を変更するためには、遮蔽板ごと交換する以外方法が無い。そのため、基板３から、形状が異なる基板１３に基板を変更した場合には、これまで使用していた遮蔽板４ａ、４ｂを、基板１３の形状に対応した形状の開口部を有する遮蔽板４ａ’、４ｂ’にそれぞれ交換しなければならない。つまり、基板の形状を変更した場合には、現在使用している遮蔽板を、変更した基板の形状に対応した形状の開口部を有する遮蔽板に交換する必要がある。
【００７９】
既に述べたように、ロードロック室３１を使用すると、真空容器１の内部を減圧したまま基板を交換することができる。この際基板の形状を変更すると、遮蔽板を交換する必要が生じるが、本実施例では、真空容器１の内部を減圧したまま基板の形状に応じて遮蔽板を交換することができるので、薄膜を形成する効率は良好になる。
【００８０】
【実施例３】
図４は、本発明における第三の実施例を示す概念図である。図４は蒸着源２と、遮蔽板配置手段１８を示した概念図である。
遮蔽板配置手段１８に、遮蔽板４ａ，４ｂ，４ｃおよび４ｄが取り付けてある。遮蔽板配置手段１８を、回転中心を中心として回転させる。また、遮蔽板配置手段１８を用いて、蒸着源２と基板３との間の所定の位置に、遮蔽板４ａ，４ｂ，４ｃおよび４ｄのいずれか１個を配置させる。遮蔽板を配置させるには、遮蔽板配置手段１８を回転させることによって所定の位置に適正な遮蔽板を移動させた後、遮蔽板配置手段１８の回転を止めて遮蔽板を所定の位置に固定させる。遮蔽板４ａ，４ｂ，４ｃおよび４ｄは、基板３の形状や薄膜用材料の種類に対応した開口部を設けた遮蔽板である。
【００８１】
薄膜用材料の変更や基板３の交換等に応じて開口部を変更する場合には、遮蔽板配置手段１８を回転させて適切な形状の開口部を有する遮蔽板（たとえば４ｂ）を所定の位置まで移動させた後、遮蔽板配置手段１８の回転を停止させる。
【００８２】
図５は蒸着源が２個の構成を示す概念図である。図５に示した様に、遮蔽板配置手段１８は、図４に示したものと同一の構成である。蒸着源２から放出され、遮蔽板の開口部を通過した蒸着粒子７ａが、遮蔽板配置手段２８の中央部に設けた蒸着粒子通過部を通過できる位置に、遮蔽板配置手段２８を設置する。
【００８３】
こうすると、蒸着源２から放出される蒸着粒子７ａを遮蔽板配置手段２８がさえぎることはない。また、遮蔽板配置手段１８は、蒸着源１２から放出される蒸着粒子７ｃをさえぎらない位置に設けてある。このため、各蒸着源から放出される蒸着粒子７ａおよび７ｃは、どちらも他の遮蔽板配置手段等に遮られずに、基板３に到達できる。
【００８４】
それぞれの蒸着源に対して適切な開口部を有する遮蔽板が、それぞれの蒸着源と基板との間にある所定の位置に配置されるように、遮蔽板配置手段を適切な位置で停止させる。その他の構成については、実施例２と同様であるので、説明は省略する。
【００８５】
蒸着源と基板との間に設ける開口部を有する遮蔽板の個数は、１個に限らず複数個でも良い。また、１枚の遮蔽板に設ける開口部の個数は、１個に限らず複数個でも良い。特に、蒸着源が複数個の場合には、遮蔽板１枚に対して開口部を複数個設け、その複数個の開口部が、それぞれの蒸着源と基板とに対応した位置に配置されるようにしても良い。
【００８６】
薄膜を形成する方法は、スパッタリング等の蒸着以外の方法でも良い。
図６はスパッタリングによる薄膜形成の方法を示す概念図である。一例として、マグネトロンスパッタによる薄膜形成方法について説明する。基板ホルダおよび遮蔽板を交換する構成については、実施例２と同一の構成であるので、説明を省略する。
【００８７】
薄膜用材料で構成されているスパッタリングターゲット２０は、真空容器１内に設けられたカソード電極２１に取り付けられている。カソード電極２１には、マグネットが設けられている（不図示）。カソード電極２１は、絶縁機構２７を介してＲＦ電源２３に接続されている。また、電極２１は、絶縁機構２７によって、真空容器１から電気的に絶縁されている。真空容器１には、ガス流量を制御するマスフローコントローラ２２を介してガスボンベが接続されている。ガスボンベからは、Ａｒガスが供給される。真空容器１には、排気流量を制御する排気制御バルブ２４を介して排気ポンプが接続されている。ガス圧力制御手段２５に、真空容器１内の圧力を測る圧力計２６が接続されている。
【００８８】
マスフローコントローラ２２は、真空容器１に流入するＡｒガスの流量を制御し、真空容器１の内部の雰囲気を一定にする。また、排気制御バルブ２３は、真空容器１から排気する流量を調整することによって、真空容器１の内部の雰囲気を一定にする。ガス圧力制御手段２５は、圧力計２６の信号を基に、マスフローコントローラ２２と排気制御バルブ２４を制御し、スパッタリング中に真空容器１内部の圧力を適正な圧力に保つ。
【００８９】
電源２３は、基板３とカソード電極２１との間に所定の電圧を供給することにより、スパッタリングターゲット２０上にプラズマを生成させる。生成したプラズマにより、スパッタリングターゲット２０から叩き出されたスパッタ粒子３７が基板３の方向へ放出される。スパッタ粒子３７のうち、遮蔽板４ａの遮蔽部に接触した物は捕獲され、遮蔽板４ａに設けられた開口部を通過したスパッタ粒子３７ａは基板３に到達する。
【００９０】
基板３を既に述べた方法で交換し、その際基板３の形状を異なる形状に変更した場合に、遮蔽板４ａを基板３の形状に応じた開口部をもつ遮蔽板４と交換する。遮蔽板４ａと遮蔽板４を交換する方法は、既に述べたとおりであるので省略する。
【００９１】
スパッタリングの方式は、本実施例に限らず、イオンビームによってスパッタ粒子を叩き出すイオンビームスパッタリングを用いても良い。
また、ターゲットに金属を用いて、真空容器１の内部にＡｒガスに反応性ガスを混入させた雰囲気で行うリアクティブスパッタによって薄膜を形成しても良い。
【００９２】
このように、スパッタリングを用いる場合においても薄膜形成の効率は良好である。
【００９３】
【実施例４】
図７は、本発明に係る上記方法、装置で得られた光学素子を用いた露光装置の基本構造であり、フォトレジストでコートされたウェハー上にレチクルのパターンのイメージを投影するための、ステッパと呼ばれるような投影露光装置に特に応用される。
【００９４】
図７に示すように、本発明の露光装置は少なくとも、表面３０１ａに置かれた感光剤を塗布した基板Ｗを置くことのできるウェハーステージ３０１，露光光として用意された波長の真空紫外光を照射し、基板Ｗ上に用意されたマスクのパターン（レチクルＲ）を転写するための照明光学系１０１，照明光学系１０１に露光光を供給するための光源１００，基板Ｗ上にマスクＲのパターンのイメージを投影するためのマスクＲが配された最初の表面Ｐ１（物体面）と基板Ｗの表面と一致させた二番目の表面（像面）との間に置かれた投影光学系５００、を含む。照明光学系１００は、マスクＲとウェハーＷとの間の相対位置を調節するための、アライメント光学系１１０も含んでおり、マスクＲはウェハーステージ３０１の表面に対して平行に動くことのできるレチクルステージ２０１に配置される。レチクル交換系２００は、レチクルステージ２０１にセットされたレチクル（マスクＲ）を交換し運搬する。レチクル交換系２００はウェハーステージ３０１の表面３０１ａに対してレチクルステージ２０１を平行に動かすためのステージドライバーを含んでいる。投影光学系５００は、スキャンタイプの露光装置に応用されるアライメント光学系を持っている。
【００９５】
そして、本発明の露光装置は、実施例１〜３のいずれかの方法で製造された光学素子を使用したものである。
【００９６】
【発明の効果】
以上の様に本発明によれば、減圧している真空容器を大気開放したのち遮蔽手段を交換し、その後再び真空容器を減圧するという工程を行わずに、真空容器を減圧したまま遮蔽手段を交換できるので、薄膜形成の時間効率を向上することができる。
【００９７】
また、真空容器を減圧したまま基板を交換し、基板に応じて遮蔽手段を交換する際においても真空容器を大気開放し再び減圧する工程を省くことができるので、薄膜形成の時間効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す概念図である。
【図２】従来の技術を示す概念図である。
【図３】本発明の第二の実施例を示す概念図である。
【図４】本発明の第三の実施例を示す概念図である。
【図５】本発明の第三の実施例の変形例を示す概念図である。
【図６】本発明の実施例のうち、スパッタリングを用いて成膜する例を示す概念図である。
【図７】本発明の実施例のうち、投影露光装置を示す概念図である。
【図８】複数種の薄膜用材料を交換する蒸着源を示す概念図である。
【図９】本発明の実施例の遮蔽板移動機構を示す概念図である。
【図１０】基板と遮蔽板との関係を示す概念図である。
【記号の説明】
１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　真空容器
２、１２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　蒸着源
３、１３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基板
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ　　　　　　　　遮蔽板
５、１５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　遮蔽板保管庫
６、１８，２８　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　遮蔽板配置手段
７，７ａ，７ｂ，７ｃ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　蒸発粒子
１６，１７　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　扉
３１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ロードロック室
３０、３２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基板ホルダ
３３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基板支持部
３７、３７ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　スパッタ粒子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a thin film, a thin film manufacturing apparatus, an optical element, and a projection exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 is a conceptual diagram of a conventional film forming apparatus. An evaporation source A, an evaporation source B, a substrate holder for holding a substrate, and a load lock chamber are provided in a sealable vacuum container. Each of the evaporation sources is provided with a heating means (not shown) for heating the material for forming the thin film. Sealable doors are provided between the vacuum vessel and the load lock chamber and between the load lock chamber and the outside world. The load lock chamber has a mechanism (not shown) capable of controlling the internal pressure independently of the vacuum container. The substrate holder can arrange the substrate holder inside the vacuum vessel and inside the load lock chamber.
[0003]
In the evaporation source, the material for forming the thin film is heated by the heating means and evaporates into particles. The state in which the material forming the thin film is in the form of particles is called vapor deposition particles. The deposition particles are released from the deposition source into the inside of the vacuum vessel. After being emitted from the evaporation source, the evaporation particles that have passed through the opening provided in the shielding plate disposed between the evaporation source and the substrate reach the substrate. The shielding plate captures the deposited particles in portions other than the opening.
[0004]
Attach the substrate to the substrate holder. Further, a material for forming a thin film is attached to each evaporation source. Further, the shielding plate provided with the opening is disposed at a predetermined position in the space between the evaporation source and the substrate. Thereafter, the door between the vacuum vessel and the load lock chamber is closed, and the inside of the vacuum vessel is evacuated using the exhaust means. After that, the material for forming the thin film is heated. The deposition particles emitted from the deposition source by heating deposit on the substrate surface to form a thin film.
[0005]
The substrate is mounted on a substrate holder different from the substrate holder mounted in the vacuum vessel, and the substrate holder is housed in the load lock chamber. After closing the door between the load lock chamber and the outside world, the inside of the load lock chamber is evacuated until the pressure becomes the same as the inside of the vacuum vessel. Open the door between the vacuum vessel and the load lock chamber. The substrate holder in the vacuum container is housed in the load lock chamber, and the substrate holder in the load lock chamber is arranged at a predetermined position inside the vacuum container.
[0006]
The door between the vacuum vessel and the load lock chamber is closed, and then the load lock chamber is opened to the atmosphere. Since the door between the vacuum container and the load lock chamber can be sealed, even if the load lock chamber is opened to the atmosphere, the inside of the vacuum container maintains a reduced pressure state. Therefore, even if the load lock chamber is opened to the atmosphere, the pressure inside the vacuum vessel does not change, so that vapor deposition can be performed inside the vacuum vessel. And, even if vapor deposition is performed in a vacuum vessel while the load lock chamber is open to the atmosphere, the state of the thin film formed on the substrate surface by vapor deposition does not change at all from the normal state.
After the substrate on which the thin film is formed is placed in the load lock chamber and the load lock chamber is opened to the atmosphere, the substrate on which the thin film is formed can be taken out. As described above, when the load lock chamber is used, the substrate can be taken in and out while the inside of the vacuum vessel is depressurized, so that a thin film can be continuously formed on the substrate without opening the inside of the vacuum vessel to the atmosphere, and the efficiency is good. is there.
[0007]
Providing a plurality of vapor deposition sources and further arranging a shielding plate having an opening between the vapor deposition source and the substrate, compared to a thin film formed using a single vapor deposition source, the thin film formed on the substrate. This is for improving the uniformity of the film thickness and the uniformity of the refractive index.
For the reasons described below, it is necessary to improve the uniformity of the thickness of the thin film formed on the substrate and the uniformity of the refractive index.
[0008]
An optical device is configured by combining optical elements composed of a substrate and a thin film. The optical characteristics of the individual optical elements need to match the design values specified when designing the optical device. This is because, if the optical characteristics of the optical elements do not match the design values, errors occur in each optical element. In an optical device in which optical elements are combined, errors in individual optical elements are aggregated, and errors occur in the optical device. This is because the performance of the optical device in which the error has occurred is lower than the design value.
[0009]
When designing an optical device, a thin film formed on an optical element is designed so as to have a uniform thickness and a uniform refractive index. Decreasing the uniformity of the film thickness and the refractive index means that the error from the design value increases. That is, when the uniformity of the film thickness or the refractive index is low, an error with respect to the design value occurs, so that the performance of the optical device is lowered. In order to enhance the performance of the optical device, it is necessary to improve the uniformity of the thickness of the thin film and the uniformity of the refractive index.
[0010]
When the uniformity of the film thickness and the uniformity of the refractive index of the thin film are improved, the error with respect to the design value derived assuming that the film thickness and the refractive index of the thin film of the optical element composed of the substrate and the thin film are uniform is reduced. Since the error of the optical element is reduced, the error of the optical device using the optical element is reduced, and the performance of the optical device is improved.
[0011]
The better the uniformity of the film thickness and the uniformity of the refractive index of the thin film, the higher the uniformity of the angle between the substrate surface and the moving direction of the deposited particles when depositing the deposited particles (this angle is called the deposition angle), the better. Become. Then, a plurality of deposition sources are provided, and furthermore, a shielding plate having an opening of an appropriate shape is arranged at a predetermined position between each deposition source and the substrate, so that the uniformity of the deposition angle on the substrate surface is improved. Can be higher.
[0012]
In the case of a single deposition source, the deposition angle is small on the substrate surface far from the deposition source. Therefore, another deposition source is provided at a position closer to the substrate surface having a smaller deposition angle than the existing deposition source. By increasing the number of deposition sources near the substrate surface having a small deposition angle, a portion having a large deposition angle can be increased over the entire substrate surface. Therefore, by using a plurality of evaporation sources, the uniformity of the deposition angle over the entire substrate can be increased.
[0013]
By providing an opening having an appropriate shape, a deposition range can be selected for a deposition source. Therefore, when a plurality of deposition sources are used, the uniformity of the deposition angle over the entire substrate can be further increased by setting the range of deposition from each deposition source to only a portion having a large deposition angle.
[0014]
This is because the deposition angle of the vapor deposition particles can be controlled by changing the shape of the opening provided in the shielding plate. That is, by arranging a shielding plate provided with an opening having an appropriate shape, the deposition angle can be set in an appropriate range, so that the uniformity of the thickness and the refractive index of the thin film formed on the substrate is increased. You can do it.
[0015]
When the opening is formed in an appropriate shape, only vapor deposition particles having a deposition angle within a certain range pass through the opening. Then, vapor deposition particles having a deposition angle outside the fixed range cannot pass through the opening. The appropriate shape of the opening varies depending on the material for forming the thin film, the shape of the substrate, and the like. In other words, when the material for forming the thin film and the shape of the substrate are changed, the shape of the opening must be made in accordance with the type of the material for forming the thin film and the shape of the substrate. In order to change the shape of the opening, the entire shielding plate provided with the opening must be replaced. Therefore, if the material for forming the thin film or the shape of the substrate is changed, it is necessary to replace it with another shielding plate.
[0016]
However, in order to replace the shielding plate, it is necessary to open the vacuum device to the atmosphere. This is because, in order to take out the currently used shielding plate and attach another shielding plate, the vacuum container must be opened to the atmosphere and work must be performed from outside the vacuum container.
[0017]
From the state in which the vacuum device is depressurized, the vacuum device is released to the atmosphere, and before the film can be formed again, the shielding plate is subjected to the steps of “cooling the vacuum device / substrate” and “opening the vacuum device to the atmosphere”. After the replacement, the steps of “evacuating the vacuum device” and “heating the substrate” must be further performed. Since these steps take time, there has been a problem that the efficiency of forming a thin film on a substrate is extremely deteriorated.
[0018]
In particular, when the substrate is changed using the load lock chamber and the shape of the substrate is changed, the shape of the opening must be changed according to the change in the shape of the substrate. For that purpose, it is necessary to open the vacuum container to the atmosphere. Therefore, even if the substrate is efficiently exchanged by using the load lock chamber, it is necessary to open the vacuum container to the atmosphere in order to exchange the shielding plate, and the load lock chamber is used together with the problem that the efficiency is deteriorated. There is also a problem that the advantage is lost.
[0019]
Further, vapor deposition particles are deposited on the surface of the shielding plate on the side of the vapor deposition source. This deposit tends to peel off from the shielding plate. For this reason, if vapor deposition is performed many times without replacing the shielding plate, the deposits are peeled off from the shielding plate and fall to the deposition source to contaminate the deposition source. When the deposition source is contaminated by the deposit, the deposition particles are contaminated, so that the thin film formed by the deposition particles is contaminated. When the thin film is contaminated, the optical performance of the optical element is reduced, so that the optical performance of an optical device using the optical element is also reduced.
[0020]
Therefore, the shield plate on which the deposited particles are deposited needs to be replaced before the deposit is peeled off. At the time of replacement, it is necessary to open the vacuum device to the atmosphere, and there is a problem that efficiency is deteriorated.
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
Every time the material for forming the thin film or the shape of the substrate is changed, it is necessary to change the opening to a shape corresponding to the material for forming the thin film or the shape of the substrate. For this change, it is necessary to replace the shielding plate. However, in order to replace the shielding plate, it is necessary to perform a step of depressurizing the vacuum container again after exchanging the shielding plate by opening the vacuum container from the depressurized state to the atmosphere, and the time efficiency is reduced. there were.
[0022]
In particular, when forming a thin film of a multilayer film, a step of depressurizing the vacuum container again after exchanging the shielding plate by releasing the vacuum container from the depressurized state to the atmosphere is required every time the material for the thin film is changed, In order to manufacture one kind of optical element, it is necessary to open to the atmosphere a plurality of times, and there is a problem that the time efficiency is greatly reduced.
[0023]
In particular, when a substrate is replaced while maintaining a reduced pressure using a film forming apparatus having a load lock chamber, a change in the shape of the substrate requires replacement of the shielding plate. Since it is necessary to open the vacuum container to the atmosphere to replace the shielding plate, there is a problem that the time efficiency is not improved even if a load lock chamber for replacing the substrate while maintaining the reduced pressure is provided.
The present invention solves the above problems, and provides a highly efficient film forming method, a film forming apparatus, an optical element, and a projection exposure apparatus by exchanging a shield plate while keeping the inside of a vacuum vessel in a reduced pressure state. The purpose is to do.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an exhausting step of exhausting gas in a sealable vacuum vessel, and, during the exhausting step, discharging particles from a thin film material arranged in the vacuum vessel and disposing the particles in the vacuum vessel. A thin film forming step of depositing the particles on the surface of the substrate to form a thin film, wherein during the evacuation step, a substrate replacing step of replacing the substrate with another substrate; At least one of a thin film material exchange step of replacing the material for another thin film material, during the evacuation step, at a predetermined position between the thin film material and the substrate, A shielding plate having a shape corresponding to the shape of the substrate or the material for the thin film is disposed.
[0025]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to a second aspect of the present invention, in the film forming method according to the first aspect, during the evacuation step, a substrate loading step of loading the substrate into the vacuum vessel, and the substrate is moved outside the vacuum vessel. The method is characterized by including at least one of a substrate unloading step and an unloading substrate unloading step.
[0026]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to a third aspect of the present invention, in the film forming method according to the first aspect, during the evacuation step, a shielding plate loading step of loading the shielding plate into the vacuum container, and the shielding plate is placed in the vacuum container. And at least one of a shielding plate unloading step of unloading to outside.
[0027]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to a fourth aspect of the present invention, in the film forming method according to the first aspect, the thin film forming step is a step of releasing particles from the thin film material by vapor deposition to form a thin film on the substrate. And
[0028]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to a fifth aspect of the present invention, in the film forming method according to the first aspect, the thin film forming step is a step of releasing particles from the thin film material by sputtering to form a thin film on the substrate. And
[0029]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
The invention according to claim 6 has a vacuum vessel that can be hermetically closed, an exhaust mechanism that exhausts gas in the vacuum vessel, a substrate holding section that holds a substrate, and a thin film material to be formed on the substrate. In a film forming apparatus in which a certain thin film material is disposed in the vacuum vessel, a substrate exchange means for exchanging the substrate for another substrate, and a thin film material moving means for exchanging the thin film material for another thin film material And a shielding plate disposing means for disposing a shielding plate having a shape corresponding to the substrate or the thin film material at a predetermined position between the substrate and the thin film material. And the shielding plate arranging means is operated when the pressure inside the vacuum vessel is lower than the atmospheric pressure.
[0030]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to a seventh aspect of the present invention, in the film forming apparatus according to the sixth aspect, a shielding plate storage for storing the shielding plate in the vacuum vessel is provided, and the shielding plate arranging means stores the shielding plate in the predetermined position. It is characterized by including means for moving between a position and the shielding plate storage.
[0031]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to an eighth aspect of the present invention, in the film forming apparatus according to the sixth aspect, the shield plate arranging means has a plurality of shield plate holders for holding the shield plate.
[0032]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to a ninth aspect of the present invention, in the film forming apparatus of the sixth aspect, a heating unit for heating the thin film material is provided.
[0033]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to a tenth aspect of the present invention, in the film forming apparatus according to the sixth aspect, a sputtering mechanism for emitting film-forming particles from the thin film material by sputtering is provided.
[0034]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the film forming apparatus according to the sixth aspect, a load lock chamber capable of controlling an internal pressure independently of the vacuum vessel is provided adjacent to the vacuum vessel, and the load lock chamber is , A sealable door is provided between the vacuum container and the vacuum container.
[0035]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the film forming apparatus according to the eleventh aspect, the substrate exchange unit includes a mechanism for moving the substrate between the load lock chamber and the vacuum container via the door. It is characterized by.
[0036]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the film forming apparatus according to the eleventh aspect, the shielding plate disposing means includes a mechanism for moving the shielding plate between the load lock chamber and the vacuum container via the door. It is characterized by including.
[0037]
With this configuration, the efficiency of forming a thin film is improved.
According to a fourteenth aspect, a film is formed by any one of the film forming methods according to the first to fifth aspects.
[0038]
With this configuration, the efficiency of manufacturing the optical element is improved.
According to a fifteenth aspect, the optical element according to the fourteenth aspect is used.
With this configuration, the efficiency of manufacturing the projection exposure apparatus is improved.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0040]
Embodiment 1
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of the present invention. Inside the vacuum vessel 1, a vapor deposition source 2, a substrate holder 30 for fixing the substrate 3, and a shielding plate storage 5 for storing the shielding plate are provided. The substrate 3 is mounted on the substrate holder 30. The substrate holder 30 revolves around the center axis of revolution, and the substrate 3 attached to the substrate holder 30 revolves around the center axis of rotation.
[0041]
At a predetermined position between the evaporation source 2 and the substrate 3, a shielding plate 4a is disposed. An opening is provided in the shielding plate 4a. The shielding plate arrangement means 6 can arrange the shielding plate 4 a at a predetermined position inside the vacuum vessel 1 and at the shielding plate storage 5.
[0042]
A method for forming a thin film on a substrate using the apparatus shown in FIG. 1 is as follows. As shown in FIG. 1, a substrate holder 30 on which a substrate 3 is mounted, a vapor deposition source 2 and a shielding plate 4a are arranged inside a vacuum vessel 1. A door (not shown) separating the atmosphere from the inside of the vacuum vessel 1 is closed, and the gas inside the vacuum vessel 1 is exhausted by an exhaust mechanism. The substrate 3 is heated to a predetermined temperature by a heating device not shown. After the internal pressure of the vacuum vessel 1 becomes equal to or lower than a predetermined pressure, the evaporation source 2 is heated. By the heating of the deposition source 2, the deposition particles 7 are emitted from the deposition source 2. Among the vapor deposition particles 7 emitted from the vapor deposition source 2, the vapor deposition particles 7 a that have passed through the opening of the shielding plate 4 a arranged with respect to the vapor deposition source 2 can reach the substrate 3.
[0043]
A thin film is formed on the surface of the substrate 3 by the deposited particles 7a deposited on the surface of the substrate 3. The step of heating the deposition source 2 and depositing the deposition particles 7a on the substrate 3 to form a thin film is called a thin film forming step.
[0044]
FIG. 8 is a diagram showing details of the evaporation source 2. FIG. 8A is a diagram of the vapor deposition source 2 as viewed from the shielding plate side, and FIG. 8B is a diagram illustrating components of the vapor deposition source 2. As shown in FIG. 8B, the evaporation source 2 is provided with a thin-film material moving means and an electron gun, which are mechanisms for rotating around a rotation center. Further, the thin film material A and the thin film material B are attached to a thin film material moving means which is a rotating mechanism. The thin film material A and the thin film material B are thin film materials constituting a multilayer film formed by alternately depositing a plurality of types of thin film materials.
[0045]
An electron gun is a means for irradiating a thin film material with an electron beam to heat it. The thin film material heated by the electron gun evaporates and emits deposited particles. In FIG. 8B, the material A for a thin film is irradiated with an electron beam, and particles of the material A for a thin film are emitted as vapor-deposited particles. The thin film material moving means is rotated, and the thin film material B is disposed in place of the thin film material A at the heating location where the heating is performed by the electron gun. Thereafter, when the electron gun irradiates an electron beam, the particles of the thin film material B can be emitted as vapor-deposited particles. This operation can be performed while the vacuum vessel 1 is being depressurized.
[0046]
As described above, the thin film material A and the thin film material B can be arbitrarily selected and released as vapor-deposited particles while the vacuum chamber 1 is depressurized. There are various combinations of the thin film material A and the thin film material B. For example, if the thin film material A is MgF 2 And the thin film material B is Al 2 O 3 Typical examples are combinations of such oxides. In addition, although an example has been described in which two types of thin film materials are used as the thin film material moving means, three or more thin film materials can be used if the number of divisions of the thin film material moving means is increased. is there.
[0047]
As described above, without exposing the vacuum container 1 to the atmosphere, the type of the thin film material to be deposited is changed to form a thin film of a different material from the thin film already formed on the substrate 3. Can be formed on a thin film. That is, a multilayer film can be formed without exposing the vacuum container 1 to the atmosphere.
[0048]
However, even if the type of the material for the thin film is changed, if the same shape is used without changing the shape of the opening of the shielding plate 4a, the thickness of the thin film and the distribution of the refractive index of the thin film become uneven. This is because the deposition speed and the density of the formed thin film differ depending on the kind of the thin film material, depending on the emission angle of the vapor deposition particles. That is, the appropriate shape of the opening differs depending on the type of the thin film material. For this reason, it is necessary to change the shape of the opening according to the type of the material for the thin film. In order to change the shape of the opening, another shielding plate having an opening of a different shape must be replaced with a shielding plate currently used. Therefore, in order to form a multilayer film, each time the material of the thin film to be formed is changed, the shielding plate 4a is replaced with a shielding plate 4 having an opening of a different shape according to the type of the thin film material.
[0049]
The shielding plate 4 having an opening having a shape corresponding to the type of the material for the thin film is stored in a shielding plate storage 5 provided inside the vacuum vessel 1 in advance. When exchanging the thin film material, the shielding plate 4 having an opening having an appropriate shape is moved from the shielding plate storage 5 in accordance with the type of the thin film material, and placed at a predetermined position in the vacuum vessel 1.
[0050]
FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating an operation of replacing the shielding plate. As shown in FIG. 9, the holding portion of the shielding plate arrangement means 6 holds the shielding plate 4a. Then, the shielding plate arrangement means 6 stores the shielding plate 4a in the shielding plate storage 5 from a predetermined position between the substrate 3 and the evaporation source 2. Further, the shield plate disposing means 6 holds another shield plate 4 stored in the shield plate storage 5 by a holding portion, and arranges the shield plate 4 at a predetermined position between the substrate 3 and the evaporation source 2. The other shielding plate 4 is provided with an opening corresponding to the replaced thin film material.
[0051]
This replacement operation of the shielding plate is performed inside the vacuum vessel 1. During the operation, the inside of the vacuum vessel 1 is continuously evacuated by the evacuation mechanism so as to maintain the same atmospheric pressure as in the state where the vapor deposition operation is being performed.
[0052]
After replacing the shielding plate 4a with the shielding plate 4, vapor deposition is performed again. By this operation, another kind of thin film is formed on the already formed thin film. Since the vapor deposition particles 7a that have passed through the opening having the optimum shape according to the material for the thin film are deposited on the substrate 3, the state of the thin film formed on the substrate 3 is good.
[0053]
By changing the type of the material for the thin film and replacing the shielding plate according to the type of the material for the thin film, and repeating the deposition, a multilayer film can be formed without opening the vacuum vessel 1 to the atmosphere. . Therefore, the efficiency of forming the multilayer film is good.
[0054]
Further, the vapor deposition particles 7b captured by the shielding portion of the shielding plate 4a are deposited on the evaporation source side of the shielding plate 4a. When the layer of the deposit becomes thick, it may peel off and contaminate the inside of the evaporation source 2 and the inside of the vacuum vessel 1 in some cases. Therefore, when the layer of the sediment of the captured vapor-deposited particles reaches a certain thickness or more, the shielding plate 4 to which another sediment is not attached is replaced by the method described above. In this case, the shapes of the openings provided in the shielding plate 4a and the shielding plate 4 are the same. Since the inside of the evaporation source 2 and the vacuum vessel 1 is free from contamination and the shield plate 4a can be replaced without opening the vacuum vessel 1 to the atmosphere, the efficiency is further improved.
[0055]
Embodiment 2
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the present invention. A load lock chamber 31 is provided inside the vacuum vessel 1, and a sealable door 16 is provided between the vacuum vessel 1 and the load lock chamber 31. The load lock chamber 31 has a mechanism capable of controlling the internal pressure independently of the vacuum vessel 1. The substrate support 33 supports the substrate holder 30. The substrate 3 is mounted on the substrate holder 30. The substrate holder 33 can arrange the substrate holder 30 at a predetermined position inside the vacuum vessel 1 and at a predetermined position inside the load lock chamber 31. As in the first embodiment, the substrate holder 30 revolves around the revolving center axis, and the substrate 3 attached to the substrate holder 30 revolves about the revolving center axis.
[0056]
At a predetermined position between the evaporation source 2 and the substrate 3, a shielding plate 4a is disposed. An opening is provided in the shielding plate 4a. At a predetermined position between the evaporation source 12 and the substrate 3, a shielding plate 4b is arranged. An opening is provided in the shield plate 4b.
[0057]
The shielding plate arrangement means 6 can arrange the shielding plates 4a and 4b at predetermined positions inside the vacuum vessel 1 and at predetermined positions inside the load lock chamber 31.
The method of forming a thin film on a substrate using the apparatus shown in FIG. 3 is as follows. As shown in FIG. 3, a substrate holder 30 on which a substrate 3 is mounted, evaporation sources 2 and 12, and shielding plates 4a and 4b are arranged inside the vacuum vessel 1. The door 16 is closed, and the gas inside the vacuum vessel 1 is exhausted by the exhaust mechanism. The substrate 3 is heated to a predetermined temperature by a heating device not shown. After the internal pressure of the vacuum vessel 1 becomes equal to or lower than a predetermined pressure, the evaporation source 2 and the evaporation source 12 are heated. By the heating of the deposition source 2 and the deposition source 12, deposition particles are emitted from the respective deposition sources. Of the vapor deposition particles emitted from the vapor deposition source, vapor deposition particles that have passed through the openings of the shielding plates arranged for the respective vapor deposition sources can reach the substrate 3. The vapor-deposited particles 7a are vapor-deposited particles emitted from the vapor deposition source 2 and passed through an opening provided in the shielding plate 4a. The vapor deposition particles 7c are vapor deposition particles emitted from the vapor deposition source 12 and having passed through an opening provided in the shielding plate 4b. The vapor-deposited particles 7a mainly accumulate on the surface of the substrate 3 near the rotation center axis. The vapor deposition particles 7c are deposited on the periphery of the surface of the substrate 3. The reason for providing a plurality of evaporation sources and the reason for providing an opening having a shape corresponding to the shape of the substrate will be described later.
[0058]
The deposited particles 7a deposited on the surface of the substrate 3 and the deposited particles 7c deposited on the surface of the substrate 3 form a single-layer thin film on the surface of the substrate 3. The step of heating the deposition source 2 and the deposition source 12 and depositing the deposition particles 7a and 7c on the substrate 3 to form a thin film is referred to as a thin film forming step.
[0059]
After the thin film is formed on the substrate 3, the heating of the evaporation source 2 and the evaporation source 12 is stopped. Thereafter, the pressure inside the load lock chamber 31 is reduced to the same pressure as the inside of the vacuum vessel 1 (load lock chamber depressurizing step). The door 16 is opened, and the substrate holder 30 is placed at a predetermined position inside the load lock chamber 31 by using the substrate support 33. After the substrate holder 30 is housed in the load lock chamber 31, the substrate holder 32 housed in the load lock chamber 31 is arranged at a predetermined position inside the vacuum vessel 1 using the substrate support 33 (substrate exchange). Process). The substrate 13 is mounted on the substrate holder 32.
[0060]
When the shape of the substrate 3 attached to the substrate holder 30 is different from the shape of the substrate 13 attached to the substrate holder 32, the shielding plates 4 a and 4 b are each formed with an opening having a shape corresponding to the shape of the substrate 13. Replace with the provided shielding plate. For the replacement of the shield plate, the shield plate arrangement means 6 is used. After the load lock chamber depressurizing step, the door 16 is opened, and the shield plate 4 a and the shield plate 4 b are stored at predetermined positions in the storage 15 by using the shield plate disposing means 6. Then, the shielding plate provided with an opening having a shape corresponding to the shape of the substrate 13 is taken out of the shielding plate 4 from the shielding plate 4 stored in the storage 15, and is removed from the shielding plate 4 at a predetermined position inside the vacuum vessel 1. (Shield plate replacement step).
[0061]
After the substrate holder replacing step and the shield plate replacing step, the evaporation source 2 and the evaporation source 12 are heated to start the thin film forming step again.
After the substrate holder replacing step and the shield plate replacing step, the door 16 is closed, and then the load lock chamber 31 is opened to the atmosphere (load lock chamber open to air). Since the door 16 can be closed, even if the load lock chamber 31 is opened to the atmosphere, the inside of the vacuum vessel 1 maintains a reduced pressure state. Therefore, the pressure inside the vacuum vessel 1 does not change even if the load lock chamber 31 is opened to the atmosphere during the deposition inside the vacuum vessel 1, so that the state of the thin film formed on the substrate surface by the vapor deposition is as follows. There is no change from the normal state.
[0062]
After the load lock chamber air release step, the substrate holder 30 housed in the load lock chamber 31 can be taken out (substrate unloading step). Further, the used shield plate 4a and used shield plate 4b can be taken out from the storage 15 inside the load lock chamber 31 (shield plate unloading step). Evaporated particles are deposited on the shielding plate during the thin film forming process. Then, the deposited particles deposited on the shielding plate are easily separated from the shielding plate. Therefore, the deposition particles peeled from the shielding plate may contaminate the inside of the vacuum vessel 1. Therefore, by replacing the used shielding plate from the vacuum container 1 with a new shielding plate, it is possible to prevent the inside of the vacuum container 1 from being contaminated.
[0063]
Further, another substrate holder is prepared. Then, a substrate different from the substrate 3 and the substrate 13 is attached to the substrate holder. The substrate holder is housed in the load lock chamber 31 (substrate loading step). Then, a shield plate different from the shield plate 4a and the shield plate 4b is stored in the storage 15 inside the load lock chamber 31 (shield plate loading step), and the door 17 is closed. The shielding plate housed in the storage 15 has an opening having a shape corresponding to the shape of the substrate attached to the substrate holder housed in the load lock chamber 31.
[0064]
As described above, when the load lock chamber 31 is used, the substrate attached to the shielding plate or the substrate holder can be replaced while the pressure inside the vacuum vessel 1 is reduced. Then, by repeating the substrate loading step, the shielding plate loading step, the load lock chamber depressurizing step, the substrate replacing step, the shielding plate replacing step, the thin film forming step and the load lock chamber air release step, the substrate discharging step, and the shielding plate discharging step, It is possible to carry a shielding plate or a substrate into the vacuum container 1 while maintaining the reduced pressure state of the vacuum container 1, form a thin film on the loaded substrate, and carry out the substrate on which the shielding plate or the thin film is formed from the vacuum container 1. it can. Since the step of exposing the vacuum vessel 1 to the atmosphere for exchanging the substrate and the shield plate can be omitted, the efficiency of forming a thin film on the substrate is good.
[0065]
As shown in FIG. 3, the reason why a plurality of evaporation sources are provided and the reason why an opening having a shape corresponding to the shape of the substrate is provided in this embodiment will be described with reference to FIG.
FIGS. 10A and 10B are diagrams showing deposition angles representing angles between the evaporation source and the substrate surface. The deposition angle is the angle between the direction in which the evaporated particles move and the surface of the substrate when the evaporated particles are deposited on the surface of the substrate. Specifically, it is an angle between a straight line connecting the evaporation source and a point on the substrate surface and a tangent plane to the substrate surface at the point on the substrate surface.
[0066]
The substrate 3 is mounted on a substrate holder. The evaporation source 2 is installed at a position where the rotation center axis of the substrate 3 matches the center of the evaporation source 2. The substrate 3 has the shape of a convex lens. FIG. 10A shows a case where there is one evaporation source, and FIG. 10B shows a case where there are two evaporation sources. As shown in FIG. 10A, a shielding plate 4 provided with an opening is disposed at a position corresponding to the evaporation source 2.
[0067]
In FIGS. 10A and 10B, θ 1 , Θ 2 , Θ 1 ' , Θ 2 ' , Θ 2 " And θ 2 ｀ "Indicates a deposition angle. The thin film formed on the substrate surface has a characteristic that the density and the refractive index are different when the deposition angle is different. Therefore, the deposition angle of the thin film formed on the substrate surface is reduced. If the density and refractive index of the thin film formed on the substrate surface are non-uniform, the density and the refractive index of the thin film formed on the substrate surface are non-uniform. The optical characteristics of the constructed optical element do not reach the design values derived assuming that the density and refractive index of the thin film are uniform.In order to achieve the optical performance of the optical element to the design value, the thin film formed on the substrate surface Therefore, it is necessary to increase the uniformity of the density and the refractive index of the thin film, and therefore, to increase the uniformity of the deposition angle of the thin film formed on the substrate surface.
[0068]
In FIG. 10A, the deposition angle of the rotation center axis of the surface of the substrate 3 with respect to the deposition source 2 is θ. 1 And the deposition angle at the outermost edge of the surface of the substrate 3 with respect to the deposition source 2 is θ 2 And
[0069]
θ 1 Is a right angle and θ 2 Is smaller than a right angle. The magnitude of the deposition angle on the substrate 3 is θ θ from the rotation center axis of the substrate 3 surface to the outermost edge of the substrate 3 surface. 1 From θ 2 Is continuously decreasing between.
[0070]
In order to increase the uniformity of the deposition angle of the entire substrate 3, the deposition angle in the peripheral portion including the outermost edge of the surface of the substrate 3, which is the portion where the deposition angle is small, is set to θ. 1 Approach. The deposition particles 7a from the deposition source 2 are hardly deposited on the peripheral portion including the outermost edge of the surface of the substrate 3. In this case, the minimum value of the deposition angle of the thin film formed on the surface of the substrate 3 is θ 1 , The difference between the maximum value and the minimum value of the deposition angle of the thin film becomes small, and the uniformity of the deposition angle becomes high.
[0071]
Therefore, as shown in FIG. 10B, the evaporation source 12 is installed closer to the peripheral portion of the substrate 3 than the evaporation source 2 is. The deposition angle with respect to the deposition source 2 on the surface of the substrate 3 is θ, and the deposition angle with respect to the deposition source 12 is θ ′. In the case where the shape of the substrate is a convex lens, the surface of the substrate that has the largest deposition angle with respect to the same deposition source is the portion closest to the deposition source. In other words, the deposition angle θ with respect to the deposition source 2 becomes the largest angle at the rotation center axis where the surface of the substrate 3 and the deposition source 2 are closest to each other, and becomes smaller toward the outside of the substrate 3. The deposition angle θ ′ with respect to the vapor deposition source 12 is the largest angle near or at the outermost edge where the surface of the substrate 3 and the vapor deposition source 12 are closest to each other, and gradually decreases toward the rotation center axis of the substrate 3. Going to an angle.
Comparing the magnitudes of θ and θ ′ over the entire surface of the substrate 3, the rotation center axis side is θ> θ ′ and the outer edge side is θ <θ ′, with the portion where θ = θ ′ as a boundary. With the portion where θ = θ ′ as a boundary, the vapor deposition source with the larger deposition angle is the vapor deposition source 2 on the rotation center axis side and the vapor deposition source 12 on the outer edge side. Therefore, the deposition angle on the outer edge side is θ 1 In order to approach the above, the deposition particles 7c from the deposition source 12 should be deposited on the outer edge side, and the deposition of the deposition particles 7a from the deposition source 2 should be limited.
[0072]
As shown in FIG. 10C, on the surface of the substrate 3, the above-mentioned region where θ> θ ′, that is, the deposition angle with respect to the deposition source 2 from the rotation center axis is θ. 2 ' Is defined as a region A. Further, on the surface of the substrate 3, the deposition angle with respect to the deposition source 12 from the region where θ <θ ′ described above, that is, the outermost edge portion is θ 2 " Is defined as a region B. The shielding plate 4a is provided with an opening having a shape for mainly depositing the deposition particles from the deposition source 2 in the region A. The shielding plate 4b is provided with an opening having a shape for depositing the deposition particles from the deposition source 12 only in the region B.
[0073]
The shielding plate 4 a is arranged at a position corresponding to the evaporation source 2, and the shielding plate 4 b is arranged at a position corresponding to the evaporation source 12. In this case, the deposition particles deposited in the region A are only the deposition particles 7a from the deposition source 2, and the deposition particles deposited in the region B are mainly the deposition particles 7c from the deposition source 12. In other words, the deposition angle in the region B becomes large, and the difference in the deposition angle on the entire surface of the substrate 3 becomes small. High uniformity. For this reason, the error with respect to the design value of the optical element derived assuming that the density and the refractive index of the thin film formed on the surface of the substrate 3 are uniform is reduced. Therefore, the optical performance of the optical element composed of the substrate and the thin film is improved. The number of vapor deposition sources is not limited to two, but if the number is three or more, the optical performance of the optical element becomes better.
[0074]
Now, when replacing the substrate holder 30 with the substrate holder 32 using the load lock chamber 31, the shape of the substrate 13 attached to the substrate holder 32 is changed to a shape different from that of the substrate 3 attached to the substrate holder 30. You may have already mentioned. In such a case, since the shape of the substrate 13 is different from that of the substrate 3, it is necessary to replace the shielding plate 4a and the shielding plate 4b with another shielding plate. This is because the shapes of the openings provided in the shield plates 4a and 4b correspond to the shape of the substrate 3 but do not correspond to the shape of the substrate 13.
[0075]
FIG. 10D is a diagram for explaining that the shield plate having an opening of a different shape is replaced in response to a change in the shape of the substrate. The shape of the substrate 13 is a convex lens having a diameter smaller than that of the substrate 3 and similar to the substrate 3. Similarly to the method in which the surface of the substrate 3 is divided into the region A and the region B, the surface of the substrate 13 is divided into two regions with a boundary where the deposition angles from the two evaporation sources are equal. A region where only the vapor deposition particles from the vapor deposition source 2 is deposited (corresponding to the region A in the substrate 3) is defined as a region C, and vapor deposition particles from the vapor deposition source 12 are mainly deposited (corresponding to the region B in the substrate 3). ) The area is defined as area D. Specifically, since the boundary between the region A and the region B is circular with the center of the substrate 3 as the center, the shape of the region A is circular and the shape of the region B is donut-shaped. Since the boundary between the region C and the region D is a circle centered on the center of the substrate 13, the shape of the region C is circular and the shape of the region D is donut-shaped.
[0076]
Since the diameter of the substrate 13 is smaller than the diameter of the substrate 3, the outermost edge of the substrate 13 is shifted toward the center of the substrate 13 from the position where the outermost edge of the substrate 3 was viewed from the evaporation source 12. . Further, since the substrate 3 and the substrate 13 have similar shapes, the shape of the region A and the shape of the region C are similar circular shapes, and the shape of the region B and the shape of the region D are substantially similar donut shapes. That is, the area C and the area D are substantially equal to the shape obtained by reducing the area A and the area B in accordance with the ratio of the diameters of the substrate 3 and the substrate 13. Therefore, the region D has a shape different from that of the region B, and is shifted from the region B toward the central axis. For this reason, the position of the region D with respect to the deposition source 12 and the shape of the region D are different from the position of the region B with respect to the deposition source 12 and the shape of the region B. Therefore, if the shielding plate 4b having the opening corresponding to the region B is left, the vapor deposition particles released from the vapor deposition reduction 12 can reach the region B. However, the vapor deposition particles released from the vapor deposition reduction 12 cannot reach the region D having a shape different from that of the region B. Therefore, in order to allow the vapor deposition particles emitted from the vapor deposition source 12 to reach the region D, the vapor deposition particles are provided on the shielding plate 4b (in FIG. 10 (d), slightly shifted downward for easy understanding). It is necessary to arrange a shielding plate 4b 'having an opening having a shape different from that of the opening. The shape of the opening to be provided in the shielding plate 4b 'corresponds to the position of the region D with respect to the deposition source 12 and the shape of the region D.
[0077]
As described above, the shape of the region C on the substrate 13 is a circular shape having a smaller diameter than that of the region A. Therefore, if the shielding plate 4 a having the opening corresponding to the region A is arranged, vapor deposition particles emitted from the vapor source 2 are deposited in a wider area than the region C. Therefore, it is necessary to dispose a shielding plate 4 a ′ having an opening corresponding to the shape of the region C at a position corresponding to the evaporation source 2.
[0078]
As described above, it is necessary to change the shape of the opening with respect to the evaporation source in accordance with the shape of the substrate. However, the shape of the opening already provided in the shielding plate 4a cannot be changed. Further, the opening already provided in the shielding plate 4b cannot be deformed. Therefore, there is no other way to change the opening except to replace the entire shielding plate. Therefore, when the substrate is changed from the substrate 3 to the substrate 13 having a different shape, the shielding plates 4a and 4b which have been used so far are replaced with the shielding plate 4a 'having an opening having a shape corresponding to the shape of the substrate 13. , 4b '. That is, when the shape of the substrate is changed, it is necessary to replace the currently used shielding plate with a shielding plate having an opening having a shape corresponding to the changed shape of the substrate.
[0079]
As described above, when the load lock chamber 31 is used, the substrate can be replaced while the pressure inside the vacuum vessel 1 is reduced. At this time, if the shape of the substrate is changed, the shield plate needs to be replaced. In this embodiment, the shield plate can be replaced according to the shape of the substrate while the inside of the vacuum vessel 1 is depressurized. Is more efficient.
[0080]
Embodiment 3
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a conceptual diagram showing the vapor deposition source 2 and the shielding plate arranging means 18.
The shielding plates 4a, 4b, 4c and 4d are attached to the shielding plate arrangement means 18. The shielding plate arrangement means 18 is rotated about the center of rotation. Further, one of the shielding plates 4a, 4b, 4c and 4d is arranged at a predetermined position between the evaporation source 2 and the substrate 3 by using the shielding plate arrangement means 18. In order to dispose the shielding plate, the appropriate shielding plate is moved to a predetermined position by rotating the shielding plate disposing unit 18, and then the rotation of the shielding plate disposing unit 18 is stopped and the shielding plate is fixed at the predetermined position. Let it. The shielding plates 4a, 4b, 4c and 4d are shielding plates provided with openings corresponding to the shape of the substrate 3 and the type of thin film material.
[0081]
When the opening is changed in accordance with the change of the material for the thin film, the exchange of the substrate 3, etc., the shielding plate arranging means 18 is rotated to place the shielding plate (for example, 4b) having an opening of an appropriate shape at a predetermined position. After that, the rotation of the shield plate disposing means 18 is stopped.
[0082]
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a configuration having two evaporation sources. As shown in FIG. 5, the shielding plate arrangement means 18 has the same configuration as that shown in FIG. The shielding plate arranging means 28 is installed at a position where the vapor deposition particles 7a emitted from the evaporation source 2 and passing through the opening of the shielding plate can pass through the evaporation particle passing portion provided at the center of the shielding plate arranging means 28.
[0083]
In this case, the shielding plate arrangement means 28 does not block the vapor deposition particles 7a emitted from the vapor deposition source 2. Further, the shielding plate arrangement means 18 is provided at a position where the shielding plate arrangement means 18 does not block the vapor deposition particles 7c emitted from the vapor deposition source 12. For this reason, the deposition particles 7a and 7c emitted from each deposition source can reach the substrate 3 without being blocked by other shielding plate arrangement means or the like.
[0084]
The shielding plate arranging means is stopped at an appropriate position such that a shielding plate having an appropriate opening for each evaporation source is arranged at a predetermined position between each evaporation source and the substrate. The other configuration is the same as that of the second embodiment, and the description is omitted.
[0085]
The number of shielding plates having openings provided between the evaporation source and the substrate is not limited to one, and may be plural. The number of openings provided in one shielding plate is not limited to one, and may be plural. In particular, when there are a plurality of deposition sources, a plurality of openings are provided for one shielding plate, and the plurality of openings are arranged at positions corresponding to the respective deposition sources and the substrate. You may do it.
[0086]
The method for forming the thin film may be a method other than vapor deposition such as sputtering.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a method of forming a thin film by sputtering. As an example, a method of forming a thin film by magnetron sputtering will be described. The configuration for exchanging the substrate holder and the shield plate is the same as that of the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0087]
A sputtering target 20 made of a thin film material is attached to a cathode electrode 21 provided in the vacuum vessel 1. The cathode electrode 21 is provided with a magnet (not shown). The cathode electrode 21 is connected to an RF power supply 23 via an insulating mechanism 27. Further, the electrode 21 is electrically insulated from the vacuum vessel 1 by an insulating mechanism 27. A gas cylinder is connected to the vacuum vessel 1 via a mass flow controller 22 for controlling a gas flow rate. Ar gas is supplied from the gas cylinder. An exhaust pump is connected to the vacuum vessel 1 via an exhaust control valve 24 for controlling an exhaust flow rate. A pressure gauge 26 for measuring the pressure in the vacuum vessel 1 is connected to the gas pressure control means 25.
[0088]
The mass flow controller 22 controls the flow rate of Ar gas flowing into the vacuum vessel 1 to make the atmosphere inside the vacuum vessel 1 constant. Further, the exhaust control valve 23 regulates the flow rate exhausted from the vacuum vessel 1 to make the atmosphere inside the vacuum vessel 1 constant. The gas pressure control means 25 controls the mass flow controller 22 and the exhaust control valve 24 based on the signal of the pressure gauge 26 to keep the pressure inside the vacuum vessel 1 at an appropriate pressure during sputtering.
[0089]
The power supply 23 generates a plasma on the sputtering target 20 by supplying a predetermined voltage between the substrate 3 and the cathode electrode 21. The generated plasma causes the sputtered particles 37 hit from the sputtering target 20 to be emitted toward the substrate 3. Of the sputtered particles 37, those that have come into contact with the shielding portion of the shielding plate 4a are captured, and the sputtered particles 37a that have passed through the openings provided in the shielding plate 4a reach the substrate 3.
[0090]
When the substrate 3 is replaced by the above-described method, and the shape of the substrate 3 is changed to a different shape, the shielding plate 4a is replaced with a shielding plate 4 having an opening corresponding to the shape of the substrate 3. The method of exchanging the shielding plate 4a with the shielding plate 4 is as described above, and thus the description is omitted.
[0091]
The method of sputtering is not limited to this embodiment, and ion beam sputtering in which sputter particles are hit by an ion beam may be used.
Alternatively, a thin film may be formed by reactive sputtering performed in an atmosphere in which a reactive gas is mixed with Ar gas inside the vacuum vessel 1 using a metal as a target.
[0092]
Thus, even when sputtering is used, the efficiency of forming a thin film is good.
[0093]
Embodiment 4
FIG. 7 shows a basic structure of an exposure apparatus using an optical element obtained by the above method and apparatus according to the present invention, and a stepper for projecting an image of a reticle pattern onto a wafer coated with a photoresist. In particular, the present invention is applied to a projection exposure apparatus such as the one described above.
[0094]
As shown in FIG. 7, the exposure apparatus of the present invention irradiates at least a wafer stage 301 on which a substrate W coated with a photosensitive agent placed on a surface 301a can be placed, and vacuum ultraviolet light having a wavelength prepared as exposure light. Then, an illumination optical system 101 for transferring a mask pattern (reticle R) prepared on the substrate W, a light source 100 for supplying exposure light to the illumination optical system 101, and a pattern of the mask R on the substrate W A projection optical system 500 placed between a first surface P1 (object plane) on which a mask R for projecting an image is arranged and a second surface (image plane) matched with the surface of the substrate W; Including. The illumination optical system 100 also includes an alignment optical system 110 for adjusting a relative position between the mask R and the wafer W, and the mask R is a reticle that can move parallel to the surface of the wafer stage 301. It is arranged on the stage 201. The reticle exchange system 200 exchanges and transports the reticle (mask R) set on the reticle stage 201. The reticle exchange system 200 includes a stage driver for moving the reticle stage 201 parallel to the surface 301a of the wafer stage 301. The projection optical system 500 has an alignment optical system applied to a scan type exposure apparatus.
[0095]
The exposure apparatus of the present invention uses an optical element manufactured by any one of the first to third embodiments.
[0096]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the shielding means is exchanged after opening the depressurized vacuum vessel to the atmosphere, and thereafter, without performing the step of depressurizing the vacuum vessel again, the shielding means is maintained while the vacuum vessel is depressurized. Since it can be replaced, the time efficiency of thin film formation can be improved.
[0097]
In addition, when the substrate is replaced while the vacuum container is depressurized and the shielding means is changed according to the substrate, the step of opening the vacuum container to the atmosphere and reducing the pressure again can be omitted, further improving the time efficiency of thin film formation. Can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a conventional technique.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a modification of the third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an example of forming a film using sputtering in the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a projection exposure apparatus in an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a conceptual diagram showing an evaporation source for exchanging a plurality of types of thin film materials.
FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a shield moving mechanism according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a relationship between a substrate and a shielding plate.
[Explanation of symbols]
1 vacuum container
2,12 evaporation source
3,13 substrate
4,4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h shielding plate
5, 15 Shield plate storage
6, 18, 28 Shielding plate arrangement means
7,7a, 7b, 7c Evaporated particles
16, 17 door
31 Load lock room
30, 32 Substrate holder
33 Substrate support
37, 37a Sputtered particles

Claims (15)

密閉可能な真空容器内の気体を排気する排気工程と、前記排気工程中に、前記真空容器内に配置した薄膜用材料から粒子を放出させ、前記真空容器内に配置した基板表面に前記粒子を堆積させて薄膜を形成する薄膜形成工程とを有する成膜方法であって、
前記排気工程中には、前記基板を別の基板に交換する基板交換工程と、前記薄膜用材料を別の薄膜用材料に交換する薄膜用材料交換工程との少なくともどちらか一方の工程を有し、
前記排気工程中に、前記薄膜用材料と前記基板との間の所定の位置に、前記基板の形状または前記薄膜用材料に応じた形状の遮蔽板を配置することを特徴とする成膜方法。An evacuation step of exhausting gas in a sealable vacuum vessel, and during the evacuation step, particles are released from a thin film material arranged in the vacuum vessel, and the particles are discharged onto a substrate surface arranged in the vacuum vessel. A thin film forming step of depositing to form a thin film, comprising:
The evacuation step includes at least one of a substrate exchange step of exchanging the substrate for another substrate and a thin film material exchange step of exchanging the thin film material for another thin film material. ,
A film forming method, wherein a shielding plate having a shape corresponding to the shape of the substrate or the thin film material is disposed at a predetermined position between the thin film material and the substrate during the evacuation step. 請求項１に記載の成膜方法において、
前記排気工程中には、前記基板を前記真空容器の内部に搬入する基板搬入工程と、前記基板を前記真空容器の外部に搬出する基板搬出工程との少なくともどちらか一方の工程を含むことを特徴とする成膜方法。The film forming method according to claim 1,
The evacuation step includes at least one of a substrate carrying-in step of carrying the substrate into the vacuum vessel and a substrate carrying-out step of carrying the substrate out of the vacuum vessel. Film forming method. 請求項１に記載の成膜方法において、
前記排気工程中には、前記遮蔽板を前記真空容器の内部に搬入する遮蔽板搬入工程と、前記遮蔽板を前記真空容器の外部に搬出する遮蔽板搬出工程との少なくともどちらか一方の工程を含むことを特徴とする成膜方法。The film forming method according to claim 1,
During the evacuation step, at least one of a shielding plate loading step of loading the shielding plate into the vacuum vessel and a shielding plate unloading step of loading the shielding plate out of the vacuum vessel. A film forming method comprising: 請求項１に記載の成膜方法において、
前記薄膜形成工程は、蒸着により前記薄膜用材料から粒子を放出させ、前記基板上に薄膜を形成する工程であることを特徴とする成膜方法。The film forming method according to claim 1,
The film forming method is characterized in that the thin film forming step is a step of forming a thin film on the substrate by releasing particles from the thin film material by vapor deposition. 請求項１に記載の成膜方法において、
前記薄膜形成工程は、スパッタリングにより前記薄膜用材料から粒子を放出させ、前記基板上に薄膜を形成する工程であることを特徴とする成膜方法。The film forming method according to claim 1,
The film forming method is characterized in that the thin film forming step is a step of releasing particles from the thin film material by sputtering to form a thin film on the substrate. 密閉可能な真空容器と、前記真空容器内の気体を排気する排気機構とを有し、基板を保持する基板保持部と、前記基板上に形成すべき薄膜の材料である薄膜用材料とを前記真空容器内に配置した成膜装置において、
前記基板を別の基板に交換する基板交換手段と、前記薄膜用材料を別の薄膜用材料に交換する薄膜用材料移動手段との少なくともどちらか一方と、
前記基板と前記薄膜用材料との間の所定の位置に、前記基板または前記薄膜用材料に応じた形状の遮蔽板を配置する遮蔽板配置手段とを前記真空容器内に設け、前記遮蔽板配置手段は、前記真空容器の内部の圧力が大気圧より低い圧力の時に動作することを特徴とする成膜装置。A sealable vacuum container, having an exhaust mechanism for exhausting gas in the vacuum container, a substrate holding portion for holding a substrate, and a thin film material that is a thin film material to be formed on the substrate. In a film forming apparatus arranged in a vacuum vessel,
Substrate exchange means for exchanging the substrate for another substrate, and at least one of thin film material transfer means for exchanging the thin film material for another thin film material,
Shielding plate disposing means for disposing a shielding plate having a shape corresponding to the substrate or the thin film material at a predetermined position between the substrate and the thin film material is provided in the vacuum vessel; The means operates when the pressure inside the vacuum vessel is lower than the atmospheric pressure. 請求項６に記載の成膜装置において、
前記真空容器内に前記遮蔽板を保管する遮蔽板保管庫を設け、前記遮蔽板配置手段は、前記遮蔽板を前記所定の位置と前記遮蔽板保管庫との間で移動させる手段を含むことを特徴とする成膜装置。The film forming apparatus according to claim 6,
Providing a shielding plate storage for storing the shielding plate in the vacuum vessel, wherein the shielding plate disposing means includes means for moving the shielding plate between the predetermined position and the shielding plate storage. Characteristic film forming apparatus. 請求項６に記載の成膜装置において、
前記遮蔽板配置手段は、前記遮蔽板を保持する遮蔽板保持部を複数有していることを特徴とする成膜装置。The film forming apparatus according to claim 6,
The said shielding board arrangement | positioning means has the some shielding board holding part which hold | maintains the said shielding board, The film-forming apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項６に記載の成膜装置において、
前記薄膜用材料を加熱する加熱部を設けたことを特徴とする成膜装置。The film forming apparatus according to claim 6,
A film forming apparatus comprising a heating unit for heating the thin film material. 請求項６に記載の成膜装置において、
前記薄膜用材料からスパッタリングによって成膜粒子を放出させるスパッタリング機構を設けたことを特徴とする成膜装置。The film forming apparatus according to claim 6,
A film forming apparatus, further comprising a sputtering mechanism for releasing film forming particles from the thin film material by sputtering. 請求項６に記載の成膜装置において、
前記真空容器と独立して内部の圧力を制御可能なロードロック室を前記真空容器に隣接して設け、
前記ロードロック室は、前記真空容器との間に密閉可能な扉を設けたことを特徴とする成膜装置。The film forming apparatus according to claim 6,
A load lock chamber capable of controlling the internal pressure independently of the vacuum vessel is provided adjacent to the vacuum vessel,
A film forming apparatus, wherein the load lock chamber has a sealable door provided between the load lock chamber and the vacuum container. 請求項１１に記載の成膜装置において、
前記基板交換手段は、前記扉を介して前記基板を前記ロードロック室と前記真空容器との間で移動させる機構を含むことを特徴とする成膜装置。The film forming apparatus according to claim 11,
The film forming apparatus, wherein the substrate exchange unit includes a mechanism for moving the substrate between the load lock chamber and the vacuum container via the door. 請求項１１に記載の成膜装置において、
前記遮蔽板配置手段は、前記扉を介して前記遮蔽板を前記ロードロック室と前記真空容器との間で移動させる機構を含むことを特徴とする成膜装置。The film forming apparatus according to claim 11,
The film forming apparatus, wherein the shield plate disposing means includes a mechanism for moving the shield plate between the load lock chamber and the vacuum vessel via the door. 請求項１乃至５に記載の成膜方法のうちいずれか１つの方法によって成膜されたことを特徴とする光学素子。An optical element formed by any one of the film forming methods according to claim 1. 請求項１４に記載の光学素子を使用したことを特徴とする投影露光装置。A projection exposure apparatus using the optical element according to claim 14.
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