KR101854055B1 - 다층막 반사경, 다층막 반사경의 제조 방법, 투영 광학계, 노광 장치, 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

다층막 반사경, 다층막 반사경의 제조 방법, 투영 광학계, 노광 장치, 디바이스의 제조 방법 Download PDF

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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

고기능이면서 심플한 구성의 다층막 반사경을 제공하기 위해, 본 발명의 다층막 반사경의 일례는, 기판측으로부터 차례로, 제 1 등주기 다층막과, 조정층과, 제 2 등주기 다층막을 가진 다층막 반사경이고, 하기 (a)~(c)의 조합이 반사면 내의 위치마다 또는 영역마다 설정되어 있다. (a) 상기 제 1 등주기 다층막이 단체로 갖는 반사 특성, (b) 상기 제 2 등주기 다층막이 단체로 갖는 반사 특성, (c) 상기 조정층의 막 두께.

Description

다층막 반사경, 다층막 반사경의 제조 방법, 투영 광학계, 노광 장치, 디바이스의 제조 방법{MULTILAYER FILM REFLECTOR, MULTILAYER FILM REFLECTOR MANUFACTURING METHOD, PROJECTION OPTICAL SYSTEM, EXPOSURE APPARATUS, DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 다층막 반사경, 다층막 반사경의 제조 방법, 투영 광학계, 노광 장치, 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
포토리소그래피 공정에서 이용되는 노광 장치로서, 예컨대 하기 특허 문헌에 개시된 EUV 노광 장치가 고안되어 있다. EUV 노광 장치의 투영 광학계에는, 극단 자외(EUV : Extreme Ultra-Violet) 광을 반사 가능한 다층막 반사경이 이용된다.
가장 일반적인 다층막인 등주기(等周期) 다층막은, 굴절률이 상이한 2개의 층(층쌍)이 등주기로 적층된 심플한 구성을 갖고 있다. 단, 투영 광학계의 NA를 크게 하기 위해서는, 넓은 각도 범위의 EUV 광을 반사할 필요가 있는 것에 비하여, 심플한 구성의 등주기 다층막은, EUV 광의 반사 각도 범위를 넓히는 것이 곤란하다.
이것에 비하여 부등주기(不等周期) 다층막은, 모든 층의 막 두께를 임의로 결정할 수 있으므로, 넓은 각도 범위에서 거의 일정한 반사율을 얻는 것도 가능하다. 그렇지만, 부등주기 다층막은 설계 파라미터가 많은 만큼 성막시의 조정 파라미터도 많아지므로, 설계 그대로의 반사 특성을 발생시키기까지 시간과 노력을 요한다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 미국 특허 출원 공개 제 2005/157384호
이상과 같은 사정을 감안하여, 고기능이면서 심플한 구성의 다층막 반사경, 그 다층막 반사경의 제조 방법, 그 다층막 반사경을 사용한 투영 광학계, 그 투영 광학계를 사용한 노광 장치, 고성능 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다층막 반사경의 일례는, 기판측으로부터 차례로, 제 1 등주기 다층막과, 조정층과, 제 2 등주기 다층막을 가진 다층막 반사경으로서, 하기 (a)~(c)의 조합이 반사면 내의 위치마다 또는 영역마다 설정되어 있다.
(a) 상기 제 1 등주기 다층막이 단체(單體)로 갖는 반사 특성,
(b) 상기 제 2 등주기 다층막이 단체로 갖는 반사 특성,
(c) 상기 조정층의 막 두께
본 발명의 다층막 반사경의 제조 방법의 일례는, 본 발명의 다층막 반사경의 일례의 제조 방법으로서, 상기 다층막 반사경을 구성하는 어느 하나의 층의 재료인 입자를 성막 영역을 향해 방출하는 방출 수순과, 상기 다층막 반사경의 상기 기판과 상기 성막 영역을 상대 이동시키는 이동 수순과, 상기 이동 방향에 있어서의 상기 성막 영역의 사이즈와 상기 이동의 속도의 적어도 한쪽을 제어하는 것에 의해, 상기 기판에 형성되는 상기 층의 막 두께 분포를 제어하는 제어 수순을 포함한다.
본 발명의 다층막 반사경의 제조 방법의 다른 예는, 본 발명의 다층막 반사경의 일례의 제조 방법으로서, 상기 다층막 반사경을 구성하는 어느 하나의 층의 재료인 입자를, 상기 다층막 반사경의 상기 기판을 향해 방출하는 방출 수순과, 상기 입자의 경로에 세트되어야 할 마스크로서 개구 패턴이 상이한 복수의 마스크를 구분하여 사용하는 것에 의해, 상기 기판에 형성되는 상기 층의 막 두께 분포를 제어하는 제어 수순을 포함한다.
본 발명의 투영 광학계의 일례는, 본 발명의 다층막 반사경의 일례를 구비한다.
본 발명의 노광 장치의 일례는, 본 발명의 투영 광학계의 일례를 구비한다.
본 발명의 디바이스의 제조 방법의 일례는, 본 발명의 노광 장치의 일례를 사용한다.
도 1은 제 1 실시 형태에 있어서의 다층막 반사경의 기본 구성을 설명하는 모식도이다.
도 2는 제 1 실시 형태에 있어서의 다층막 반사경의 대표 반사점 A-1~A-5를 설명하는 모식도이다.
도 3은 제 1 실시 형태에 있어서의 대표 반사점 A-1~A-5의 구성예이다.
도 4는 제 1 실시 형태에 있어서의 반사율의 각도 특성을 대표 반사점마다 나타낸 그래프이다.
도 5는 제 1 실시 형태에 있어서의 대표 반사점 A-1~A-5의 사이에 있어서의 각 막 두께의 변화를 그래프로 한 것이다.
도 6은 제 1 실시 형태의 변형예에 있어서의 대표 반사점 A-1~A-5의 구성예이다.
도 7은 제 1 실시 형태의 변형예에 있어서의 반사율의 각도 특성을 대표 반사점마다 나타낸 그래프이다.
도 8은 제 2 실시 형태에 있어서의 다층막 반사경의 대표 반사점 E, F, I, J, P, Q를 설명하는 모식도이다.
도 9는 제 2 실시 형태에 있어서의 대표 반사점 A~Q의 구성예이다.
도 10은 대표 반사점 I, J의 간극에 있어서의 스페이서층의 변화를 설명하는 도면이다.
도 11은 제 2 실시 형태에 있어서의 반사율의 각도 특성을 대표 반사점마다 나타낸 그래프이다.
도 12는 제 1 실시 형태 또는 제 2 실시 형태를 설명하기 위한 비교예이다.
도 13은 제 3 실시 형태의 기판을 광의 입사측으로부터 본 도면이다.
도 14는 제 4 실시 형태의 성막 장치의 구성도이다.
도 15는 제 5 실시 형태에 있어서의 성막 방법의 기본을 설명하는 도면이다.
도 16은 제 5 실시 형태의 제 1 실시예를 설명하는 도면이다.
도 17은 제 5 실시 형태의 제 2 실시예를 설명하는 제 1 도면이다.
도 18은 제 5 실시 형태의 제 2 실시예를 설명하는 제 2 도면이다.
도 19는 제 5 실시 형태의 제 2 실시예를 설명하는 제 3 도면이다.
도 20은 제 5 실시 형태의 제 3 실시예를 설명하는 제 1 도면이다.
도 21은 제 5 실시 형태의 제 3 실시예를 설명하는 제 2 도면이다.
도 22는 제 5 실시 형태의 제 3 실시예를 설명하는 제 3 도면이다.
도 23은 제 5 실시 형태의 제 4 실시예를 설명하는 제 1 도면이다.
도 24는 제 5 실시 형태의 제 4 실시예를 설명하는 제 2 도면이다.
도 25는 제 5 실시 형태의 제 4 실시예를 설명하는 제 3 도면이다.
도 26은 제 5 실시 형태의 제 5 실시예를 설명하는 제 1 도면이다.
도 27은 제 5 실시 형태의 제 5 실시예를 설명하는 제 2 도면이다.
도 28은 제 5 실시 형태의 제 5 실시예를 설명하는 제 3 도면이다.
도 29는 제 6 실시 형태의 성막 장치의 구성도이다.
도 30은 제 7 실시 형태의 성막 장치의 구성도이다.
도 31은 제 8 실시 형태의 성막 장치 및 성막 방법을 설명하는 도면이다.
도 32는 제 9 실시 형태의 성막 장치를 설명하는 도면이다.
도 33은 제 10 실시 형태에 있어서의 노광 장치의 구성도이다.
도 34는 제 11 실시 형태에 있어서의 디바이스의 제조 방법의 플로차트이다.
[제 1 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 1 실시 형태로서 다층막 반사경의 실시 형태를 설명한다. 여기서는, 본 실시 형태의 다층막 반사경을 EUV 노광 장치의 투영 광학계에 적용하는 것을 상정한다.
먼저, EUV 노광 장치의 투영 광학계에 적용되는 다층막 반사경에는, 높은 반사율이 기대된다. 왜냐하면, EUV 노광 장치의 스루풋을 향상시키기 위해서는, 투영 광학계의 투과율을 높일 필요가 있기 때문이다. 덧붙여서, 종래의 Mo/Si 등주기 다층막 반사경은, EUV 파장역에 있어서 높은 반사율을 갖는다고는 하더라도 반사율은 65%~70% 정도이기 때문에, 그 다층막 반사경을 10매 구성의 투영 광학계에 적용한 경우, 투영 광학계의 전계(全系)의 투과율은 1~2% 정도였다. 이 때문에, 다층막 반사경의 반사율이 비록 1%라도 향상되면, 투영 광학계의 투과율은 10%나 향상된다.
다음으로, EUV 노광 장치의 투영 광학계에 적용되는 다층막 반사경에는, 넓은 각도 범위의 입사광을 균일한 반사율로 반사하는 것이 기대된다. 왜냐하면, 해상도 향상을 위해 투영 광학계의 개구수(NA)를 크게 하면, 개개의 다층막 반사경이 반사해야 할 광의 각도 범위가 넓어지기 때문이다. 덧붙여서, 종래의 Mo/Si 등주기 다층막 반사경이 파장 13.5㎚ 부근의 광에 대하여 넓은 각도 범위에서 균일한 반사율을 얻는 것은 어려웠다.
단, EUV 노광 장치의 투영 광학계에 적용되는 다층막 반사경이더라도, 막 설계의 파라미터는 가능한 한 억제해야 한다. 덧붙여서, 종래의 부등주기 다층막은, 모든 층의 막 두께를 임의로 결정할 수 있으므로, 높은 반사율로 EUV 광을 반사할 수 있는 각도 범위를 넓히는 것이 가능하지만, 부등주기 다층막은 설계 파라미터가 많은 만큼 성막시의 조정 파라미터도 많아지므로, 설계 그대로의 반사 특성을 발생시키기까지 방대한 시간으로 노력을 요하고 있었다.
그래서, 본 실시 형태의 다층막 반사경의 반사막에는, 등주기 다층막을 기본으로 한 심플한 막 구성이 채용된다.
도 1에 나타내는 바와 같이 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)에는, 기본적으로, 반사경 기판인 광학 기판 P상에, 등주기 다층막으로 이루어지는 복수의 블록 A, B, …를 차례로 형성한 것이고, 서로 인접하는 블록의 사이에는 스페이서층 SA, SB, …가 개재되어 있다.
본 실시 형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이 블록의 수를 「3」으로 한다. 다시 말해, 기판 P상에는, 등주기 다층막으로 이루어지는 블록 A와, 등주기 다층막으로 이루어지는 블록 B와, 등주기 다층막으로 이루어지는 블록 C가 차례로 형성되고, 서로 인접하는 블록 A, B의 사이에는 스페이서층 SA가 개재되고, 서로 인접하는 블록 B, C의 사이에는 스페이서층 SB가 개재되어 있다.
이 다층막 반사경(100)은, 블록 C의 반기판측(反基板側)(표면측)으로부터의 입사광을 반사한다. 본 실시 형태에서는, 이 입사광으로서 파장 11㎚~14㎚ 정도(연X선(soft X rays) 영역)의 EUV 광을 가정한다. 다시 말해, 본 실시 형태에서는, 다층막 반사경(100)의 사용 파장을 11㎚~14㎚ 정도로 가정한다.
또, 다층막 반사경(100)의 사용 파장은, 이것으로 한정되는 일은 없고, 5~50㎚ 정도라도 좋고, 5~20㎚ 정도라도 좋고, 193㎚ 이하라도 좋고, ArF 엑시머 레이저의 파장 193㎚나 F2 레이저의 파장 157㎚ 등의 진공 자외 광(VUV 광)의 파장이라도 좋다.
이하, 각 블록 및 각 스페이서층을 자세하게 설명한다.
먼저, 다층막 반사경(100)의 기판 P는, 예컨대 초저팽창 유리로 형성된다. 이와 같은 기판 P로서는 예컨대 코닝사 제품 ULE, 쇼트사 제품 Zerodur(등록상표) 등을 적용하는 것이 가능하다.
다음으로, 블록 A는, 굴절률이 상이한 막 두께 비 ΓA의 층쌍이 주기 길이 dA로 NA회 적층된 등주기 다층막 블록이다. 블록 A의 단위 구조(즉 층쌍)를 구성하는 한쪽의 층은, 입사광에 대한 굴절률과 진공의 굴절률의 차이가 큰 물질로 형성되고, 그 층쌍을 구성하는 다른 쪽의 층은, 입사광에 대한 굴절률과 진공의 굴절률의 차이가 작은 물질로 형성된다. 여기서는, 그 층쌍의 한쪽의 층(중원자층)을 몰리브덴층(Mo층)으로 하고, 다른 쪽의 층(경원자층)을 실리콘층(Si층)으로 한다.
덧붙여서, 진공의 굴절률 n은 1이고, 파장 13.5㎚의 EUV 광에 대한 Mo층의 굴절률 nMo는 0.92이고, 파장 13.5㎚의 EUV 광에 대한 Si층의 굴절률 nSi=0.998이다.
또, 블록 A에 있어서의 층쌍의 주기 길이 dA는, 그 층쌍을 구성하는 Mo층의 막 두께와 Si층의 막 두께의 합으로 나타내어지고, 블록 A에 있어서의 층쌍의 막 두께 비 ΓA는, 주기 길이 dA에 있어서의 Mo층의 막 두께의 비율이고, 블록 A에 있어서의 층쌍의 적층 횟수 NA는, 블록 A에 있어서의 층쌍의 총수이다. 이하, 블록 A에 있어서의 층쌍의 주기 길이 dA를 「페어 주기 길이 dA」라고 칭하고, 블록 A에 있어서의 층쌍의 막 두께 비 ΓA를 「페어 비 ΓA」라고 칭하고, 블록 A에 있어서의 층쌍의 적층 횟수 NA를 「페어 수 NA」라고 칭한다.
다음으로, 스페이서층 SA는, 입사광에 대한 블록 A의 기여를 조정하는 막 두께 dSA의 조정층이다.
또한, 입사광에 대한 스페이서층 SA의 소쇠 계수는, 입사광에 대한 블록 A의 소쇠 계수(구체적으로는 블록 A 중 소쇠 계수가 가장 큰 물질의 소쇠 계수)보다 작다. 이와 같은 스페이서층 SA는, 예컨대, C, B, Si, Zr, Nb, Ru, Mo의 어느 하나의 물질로 이루어지는 층이더라도 좋고, C, B, Si, Zr, Nb, Ru, Mo 중 적어도 하나의 물질을 포함한 혼합물층이더라도 좋다. 단, 스페이서층 SA의 재료는, 입사광에 대한 소쇠 계수가 가능한 한 작은 재료인 것이 바람직하다. 이하, 스페이서층 SA는 Si층이라고 가정한다. 스페이서층 SA를 Si층으로 하면, 스페이서층 SA의 성막에, 블록 A의 재료의 일부를 공용할 수 있으므로 효율적이다.
다음으로, 블록 B는, 굴절률이 상이한 막 두께 비 ΓB의 층쌍이 주기 길이 dB로 NB회 적층된 등주기 다층막 블록이다. 블록 B의 단위 구조(즉 층쌍)는, 블록 A의 층쌍과 동일(여기서는 Mo층, Si층)하다.
또, 블록 B에 있어서의 층쌍의 주기 길이 dB는, 그 층쌍을 구성하는 Mo층의 막 두께와 Si층의 막 두께의 합으로 나타내어지고, 블록 B에 있어서의 층쌍의 막 두께 비 ΓB는, 주기 길이 dB에 있어서의 Mo층의 막 두께의 비율이고, 블록 B에 있어서의 층쌍의 적층 횟수 NB는, 블록 B에 있어서의 층쌍의 총수이다. 이하, 블록 B에 있어서의 층쌍의 주기 길이 dB를 「페어 주기 길이 dB」라고 칭하고, 블록 B에 있어서의 층쌍의 막 두께 비 ΓB를 「페어 비 ΓB」라고 칭하고, 블록 B에 있어서의 층쌍의 적층 횟수 NB를 「페어 수 NB」라고 칭한다.
다음으로, 스페이서층 SB는, 입사광에 대한 블록 B의 기여를 조정하는 막 두께 dSB의 조정층이다.
또한, 입사광에 대한 스페이서층 SB의 소쇠 계수는, 입사광에 대한 블록 B의 소쇠 계수(구체적으로는 블록 B 중 소쇠 계수가 가장 큰 물질의 소쇠 계수)보다 작다. 이와 같은 스페이서층 SB는, 예컨대, C, B, Si, Zr, Nb, Ru, Mo 중 어느 하나의 물질로 이루어지는 층이더라도 좋고, C, B, Si, Zr, Nb, Ru, Mo 중 적어도 하나의 물질을 포함한 혼합물층이더라도 좋다. 단, 스페이서층 SB의 재료는, 입사광에 대한 소쇠 계수가 가능한 한 작은 재료인 것이 바람직하다. 이하, 스페이서층 SB는 Si층이라고 가정한다. 스페이서층 SB를 Si층으로 하면, 스페이서층 SB의 성막에, 블록 B의 재료의 일부를 공용할 수 있으므로 효율적이다.
다음으로, 블록 C는, 굴절률이 상이한 막 두께 비 ΓC의 층쌍이 주기 길이 dC로 NC회 적층된 등주기 다층막 블록이다. 블록 C의 단위 구조(즉 층쌍)는, 블록 A의 층쌍과 동일(여기서는 Mo층, Si층)하다.
또한, 블록 C에 있어서의 층쌍의 주기 길이 dC는, 그 층쌍을 구성하는 Mo층의 막 두께와 Si층의 막 두께의 합으로 나타내어지고, 블록 C에 있어서의 층쌍의 막 두께 비 ΓC는, 주기 길이 dC에 있어서의 Mo층의 막 두께의 비율이고, 블록 C에 있어서의 층쌍의 적층 횟수 NC는, 블록 C에 있어서의 층쌍의 총수이다. 이하, 블록 C에 있어서의 층쌍의 주기 길이 dC를 「페어 주기 길이 dC」라고 칭하고, 블록 C에 있어서의 층쌍의 막 두께 비 ΓC를 「페어 비 ΓC」라고 칭하고, 블록 C에 있어서의 층쌍의 적층 횟수 NC를 「페어 수 NC」라고 칭한다(후술하는 실시 형태의 각 블록에 대해서도 동일).
이하, 다층막 반사경(100)의 기본적 기능을 설명한다.
먼저, 입사광에 대한 다층막 반사경(100)의 반사 특성에는, 반기판측(표면측)에 위치하는 블록 C의 단체의 반사 특성이 강하게 반영된다.
단, 다층막 반사경(100)의 반사 특성에는, 블록 C의 기판측에 위치하는 블록 B의 단체의 반사 특성도 반영되고, 블록 B의 기판측에 위치하는 블록 A의 단체의 반사 특성도 반영된다.
더구나, 다층막 반사경(100)의 반사 특성에 대한 블록 B의 기여는, 블록 B의 단체의 반사 특성뿐만 아니라, 블록 B의 반기판측에 위치하는 스페이서층 SB에 의해서도 변화한다. 또한, 다층막 반사경(100)의 반사 특성에 대한 블록 A의 기여는, 블록 A의 단체의 반사 특성뿐만 아니라, 블록 A의 반기판측에 위치하는 스페이서층 SA에 의해서도 변화한다.
왜냐하면, 스페이서층 SA, SB의 두께가 변화하면, 블록 A에 있어서의 반사광, 블록 B에 있어서의 반사광, 블록 C에 있어서의 반사광이 서로 겹쳐서 합쳐질 때의 위상 관계도 변화하기 때문이다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 블록 C의 단체의 반사 특성과, 블록 A의 단체의 반사 특성과, 블록 B의 단체의 반사 특성과, 스페이서층 SA의 두께와, 스페이서층 SB의 두께의 조합을 조정하는 것만으로, 다층막 반사경(100)에 소망하는 반사 특성을 부여할 수 있다.
예컨대, 블록 C의 단체에는, 반사 각도 범위가 좁고, 또한 피크 반사율이 높은 반사 특성을 부여하여 둔다. 반사 각도 범위란, 피크 반사율의 90% 이상의 반사율을 나타내는 각도 범위이다.
이것에 대하여, 블록 A, B, 스페이서층 SA, SB를 부가하는 것에 의해, 다층막 반사경(100)의 반사 특성에 있어서의 피크 반사율을 억제하고, 또한, 그 피크 각도 주변의 반사율을 끌어올리는 조정, 즉 반사율 피크 형상의 조정을 행한다.
이와 같이 하면, 다층막 반사경(100)은, 블록 C의 단체보다 넓은 범위에서 거의 균일한 반사율을 얻는 것(다시 말해 반사율 피크 형상을 완만하게 하는 것)이 가능하다. 반사 각도 범위가 넓은 다층막 반사경(100)은, EUV 노광 장치의 투영 광학계에 적합하다.
그런데, EUV 노광 장치의 투영 광학계에 적용되는 다층막 반사경에는, 반사면 내의 위치마다 개별적인 반사 특성이 부여되는 것이 기대된다. 왜냐하면, 투영 광학계의 반사경이 반사해야 할 입사광의 각도 범위는, 반사경을 배치하는 곳에 따라서 상이할 뿐만 아니라, 1매의 반사경 내의 반사 위치에 따라서도 상이하기 때문이다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 파라미터 dA, ΓA, NA, dSA, dB, ΓB, NB, dSB, dC, ΓC, NC의 조합을, 다층막 반사경(100)의 반사면 내의 위치마다 설정하고, 그 조합의 반사면 내의 분포를, 매끄러운 분포로 설정한다.
또, 다층막 반사경(100)의 「반사면」이란, 다층막 반사경(100) 중 유효한 광속의 반사에 기여하는 유효한 반사면이고, 「매끄러운 분포」란, 「기울기가 연속적인 분포」이다.
도 2는 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)의 반사면 내에 있어서의 5개의 대표 반사점 A-1, A-2, A-3, A-4, A-5를 모식적으로 나타내는 도면이다.
이들 대표 반사점 A-1, A-2, A-3, A-4, A-5의 사이에서는, 파라미터 dA, ΓA, NA, dSA, dB, ΓB, NB, dSB, dC, ΓC, NC의 조합이 서로 상이하다.
또한, 다층막 반사경(100)의 반사면 내에 있어서의 다른 반사점의 막 구성은, 그 반사점에 근접하는 적어도 2개의 대표 반사점의 막 구성의 중간적인 막 구성으로 설정되어 있다. 다시 말해, 그 반사점의 파라미터 dA, ΓA, NA, dSA, dB, ΓB, NB, dSB, dC, ΓC, NC는, 근접하는 적어도 2개의 대표 반사점의 파라미터 dA, ΓA, NA, dSA, dB, ΓB, NB, dSB, dC, ΓC, NC의 중간적인 값으로 설정된다.
이하, 대표 반사점 A-1, A-2, A-3, A-4, A-5를 자세하게 설명한다.
도 3은 대표 반사점 A-1, A-2, A-3, A-4, A-5의 막 구성을 나타내는 표이다. 도 3에 있어서의 수치는, 막 두께(㎚)이고, 각 블록의 층쌍의 수는 「페어 수」이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 대표 반사점 A-1의 파라미터는, 이하와 같이 설정되어 있다.
dA=7.571, ΓA=0.445, NA=4,
dSA=3.670,
dB=7.571, ΓB=0.445, NB=9,
dSB=3.670,
dC=7.571, ΓC=0.445, NC=20
또한, 대표 반사점 A-2의 파라미터는, 이하와 같이 설정되어 있다.
dA=7.4, ΓA=0.2432, NA=4,
dSA=3.3,
dB=7.49, ΓB=0.332, NB=9,
dSB=3.25,
dC=7.571, ΓC=0.445, NC=20
또한, 대표 반사점 A-3의 파라미터는, 이하와 같이 설정되어 있다.
dA=7.4, ΓA=0.0810, NA=4,
dSA=3,
dB=7.43, ΓB=0.219, NB=9,
dSB=2.8,
dC=7.571, ΓC=0.445, NC=20
또한, 대표 반사점 A-4의 파라미터는, 이하와 같이 설정되어 있다.
dA=7.4, ΓA=0.0135, NA=4,
dSA=2.7,
dB=7.39, ΓB=0.1069, NB=9,
dSB=2.3,
dC=7.571, ΓC=0.445, NC=20
또한, 대표 반사점 A-5의 파라미터는, 이하와 같이 설정되어 있다.
dA=7.4, ΓA=0.0135, NA=4,
dSA=2.4,
dB=7.4, ΓB=0.0135, NB=9,
dSB=1.8,
dC=7.571, ΓC=0.445, NC=20
따라서, 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)에서는, 대표 반사점 A-1로부터 대표 반사점 A-5에 걸쳐서는, 블록 A, B의 페어 비 ΓA, ΓB가 서서히 작아지고 있고, 또한, 스페이서층 SA, SB의 막 두께 dSA, dSB가 서서히 얇아지고 있다.
그 한편, 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)에서는, 대표 반사점 A-1로부터 대표 반사점 A-5의 사이에서, 그 외의 파라미터는 공통 또는 가까운 값으로 설정되어 있고, 적어도 블록 C의 페어 주기 길이 dC, 페어 비 ΓC, 페어 수 NC는 공통으로 설정되어 있다. 따라서, 다층막 반사경(100)의 반사면 내에서는, ΓA, ΓB, dSA, dSB 이외의 파라미터는 동일하게 또는 거의 동일하게 설정되어 있다.
도 4는 반사율의 각도 특성을 대표 반사점마다 나타낸 그래프이다. 또, 도 4에 나타내는 각도 특성은, 파장 13.5㎚의 무편광의 EUV 광에 관한 각도 특성이다.
도 4에 나타내는 바와 같이 각도 특성 커브의 형상은, 대표 반사점 A-1로부터 대표 반사점 A-5에 걸쳐서 서서히 변화하고 있다. 대표 반사점 A-1의 각도 특성 커브는, 비교적 넓은 각도 범위에서 균일한 반사율을 나타내고 있는 것에 비하여, 대표 반사점 A-5의 각도 특성 커브는, 비교적 좁은 각도 범위에서 비교적 높은 반사율을 나타내고 있다. 다시 말해, 대표 반사점 A-1로부터 대표 반사점 A-5에 걸쳐서는, 피크 반사율이 서서히 높아지고, 또한, 입사광의 반사 각도 범위의 폭(피크 반사율의 90% 이상의 반사율을 나타내는 각도 범위의 폭)이 서서히 좁아진다. 또한, 대표 반사점 A-1로부터 대표 반사점 A-5에 걸쳐서는, 커브 형상이 치우치거나 비뚤어지거나 하지 않고 연속적으로 변화하고 있다.
또, 도 5는 대표 반사점 A-1~A-5의 사이에 있어서의 각 막 두께의 변화를 그래프로 한 것이다. 도 5에 있어서의 「스페이서 A」는, 스페이서층 SA의 막 두께를 나타내고 있고, 「스페이서 B」는, 스페이서층 SB의 막 두께를 나타내고 있다.
여기서, 이상의 설명에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이 파장 13.5㎚의 EUV 광에 대한 피크 각도(=반사율이 피크가 되는 입사광의 각도)를, 대표 반사점 A-1~A-5의 사이에서 공통(22deg 부근)으로 설정했지만, 적어도 하나의 대표 반사점의 피크 각도를 다른 값으로 시프트시키더라도 좋다.
여기서, 대표 반사점의 피크 각도를 시프트시키려면, 그 대표 반사점의 페어 주기 길이 dA, dB, dC에 대하여 공통의 값을 승산하고, 그 대표 반사점의 막 두께 dSA, dSB에 대하여 공통의 값을 승산하면 된다.
예컨대, 대표 반사점의 페어 주기 길이 dA, dB, dC의 각각을 0.958배로 하고, 그 대표 반사점의 막 두께 dSA, dSB의 각각을 0.967배로 하면, 그 대표 반사점의 피크 각도를, 22deg 부근으로부터 15deg 부근으로 시프트시킬 수 있다.
덧붙여서, 도 6, 도 7에 나타내는 예는, 도 3, 도 4에 나타낸 예에 있어서, 페어 주기 길이 dA, dB, dC의 각각을 0.958배로 하고, 막 두께 dSA, dSB의 각각을 0.967배로 한 것이다. 도 6, 도 7에 나타내는 예에서는, 대표 반사점 A-1~A-5의 각각의 피크 각도가 15deg 부근으로 설정되어 있다.
이상, 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)에서는, 반사율의 각도 특성(반사 각도 범위와 피크 각도의 조합)이 반사면 내의 위치마다 설정되어 있다.
따라서, 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)은, 반사율의 각도 특성(반사 각도 범위와 피크 각도의 조합)의 목표값이 반사면의 위치에 따라서 상이한 광학계, 예컨대, EUV 노광 장치의 투영 광학계에 적합하다.
더구나, 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)에서는, 「기판측 블록의 페어 비와 스페이서층의 막 두께의 조합」 이외의 파라미터는, 반사면 내의 각 위치의 사이에서 공통 또는 거의 공통이다. 또, 「기판측 블록」이란, 반기판측으로부터 세어서 2번째 이후의 블록의 어느 하나이고, 「반기판측 블록」이란, 반기판측으로부터 세어서 1번째의 블록이다.
따라서, 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)에 의하면, 막 설계시의 설계 파라미터의 수, 나아가서는 성막시의 조정 파라미터의 수를 억제할 수 있다.
더구나, 반사면 내의 각 위치의 사이에서는, 모든 층의 재료가 공통하고 있으므로, 모든 층의 성막 공정을 공통화할 수 있다(후술하는 제 4 실시 형태~제 9 실시 형태를 참조).
더구나, 반사면 내의 각 위치의 사이에서는, 막 구성 및 반사 특성이 연속적으로 변화하고 있으므로, 그 성막 공정에서는, 일부의 성막 파라미터를 연속적으로 변화시키는 것만으로, 반사면 내의 각 위치의 반사 특성을 적정하게 할 수 있다(후술하는 제 4 실시 형태~제 9 실시 형태를 참조).
또, 본 실시 형태에서는, 다층막 반사경(100)의 반사면 내의 위치마다 설정되는 주된 파라미터를, 「기판측 블록의 페어 비 ΓA, ΓB 및 스페이서층의 막 두께 dSA, dSB」로 했지만, 다른 파라미터를 추가하더라도 좋은 것은 말할 필요도 없다.
예컨대, 본 실시 형태에서는, 반기판측 블록(블록 C)의 파라미터(페어 주기 길이 dC, 페어 비 ΓC, 페어 수 NC)를 반사면 내의 각 위치의 사이에서 공통으로 했지만, 공통이 아니게 하더라도 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는, 다층막 반사경(100)의 반사 특성에 대한 블록의 기여를 반사면 내의 각 위치의 사이에서 조정하기 위해, 반사면 내의 각 위치의 사이에서 페어 비 Γ를 조정했지만, 블록의 기여를 조정하는 방법은, 페어 비 Γ를 조정하는 방법으로 한정되는 일은 없고, 예컨대, 페어 비 Γ를 조정하는 방법에 더하여, 이하의 방법 (a)~(d)의 적어도 하나를 채용하더라도 좋다.
(a) 블록의 성막 후에 기판 P를 가열하여 계면 확산을 진행시키는 것에 의해, 그 블록의 표면에 열 확산층을 형성하고, 그 열 확산층에 의해 블록의 기여를 조정하는 방법.
(b) 블록을 성막하는 곳인 기판 P의 표면 조도에 의해, 그 블록의 기여를 조정하는 방법.
(c) 블록의 성막 후에 이온 빔 조사 등에 의해 표면을 평탄화하는 것에 의해, 그 블록의 표면 조도를 조정하여, 그 블록의 기여를 조정하는 방법. 단, 그 블록의 성막을 이온 빔 스퍼터링으로 행한 경우 등, 성막시의 평탄화 효과에 의해 표면 조도가 개선되는 경우에는, 재차 평탄화를 행할 필요가 없으므로, 그 블록의 기여의 조정에는, 다른 방법이 채용된다.
(d) 블록의 표면에, 흡수가 큰 물질과 Si로 이루어지는 층을 성막하고, 성막된 층에 의해 블록의 기여를 조정하는 방법. 단, 그 흡수 물질과 Si층을 합친 광학적 두께는, 입사광의 파장의 약 1/4로 설정된다.
또한, 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)에서는, 등주기 다층막 블록의 총수를 3으로 했지만, 이것으로 한정되는 일은 없고, 2 또는 4 이상의 어느 수이더라도 좋다. 예컨대, 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)에 있어서 블록 A(및 스페이서층 SA)를 생략하더라도, 일정한 효과는 얻을 수 있을 것이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 파라미터의 조합을 반사면 내의 위치마다 설정했지만, 파라미터의 조합이 동일한 영역이 반사면 내에 부분적으로 존재하고 있더라도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 그 경우에도, 다층막 반사경(100)의 반사면 내에서는, 파라미터의 조합 분포는 매끄러운 분포로 설정된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 파라미터의 조합을 반사면 내의 위치마다 설정했지만, 파라미터의 조합을 영역마다 설정하더라도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 그 경우에도, 다층막 반사경(100)의 반사면 내에서는, 파라미터의 조합 분포는 매끄러운 분포로 설정된다.
또한, 어느 경우에도, 다층막 반사경(100)의 외형, 반사면의 형상, 반사면에 있어서의 파라미터의 조합 분포 등은, 투영 광학계의 사양과, 투영 광학계에 있어서의 다층막 반사경(100)을 배치하는 곳에 따라서 적절하게 설정된다(예컨대 후술하는 제 3 실시 형태를 참조).
[제 2 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 2 실시 형태로서 다층막 반사경의 실시 형태를 설명한다. 여기서는, 제 1 실시 형태와의 차이점을 주로 설명한다.
제 1 실시 형태에서는, 반사면 내의 위치마다 설정되는 주된 파라미터를, 「기판측 블록의 페어 비와 스페이서층의 막 두께의 조합」으로 했지만, 본 실시 형태에서는, 반사면 내의 위치마다 설정되는 주된 파라미터를, 「기판측 블록의 페어 수와 반기판측 블록의 페어 수의 조합」으로 한다.
도 8은 본 실시 형태의 다층막 반사경의 반사면 내에 있어서의 6개의 대표 반사점 E, F, I, J, P, Q를 모식적으로 나타내는 도면이고, 도 9는 이들 6개의 대표 반사점 E, F, I, J, P, Q를 포함하는 17개의 대표 반사점 A~Q의 막 구성을 나타내는 표이다. 또, 도 9에 있어서의 수치는, 블록의 페어 수 N이고, 도 9에서는, 복수의 블록을 반기판측(표면측)으로부터 차례로 「제 1 블록」, 「제 2 블록」, 「제 3 블록」, 「제 4 블록」이라고 칭했다.
또한, 본 실시 형태의 다층막 반사경의 반사면 내에 있어서의 다른 반사점의 막 구성은, 그 반사점에 근접하는 적어도 2개의 대표 반사점의 막 구성의 중간적인 막 구성으로 설정되어 있다. 다시 말해, 그 반사점의 파라미터는, 근접하는 적어도 2개의 대표 반사점의 파라미터의 중간적인 값으로 설정된다.
이하, 대표 반사점 A~Q를 자세하게 설명한다.
도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 대표 반사점 A로부터 대표 반사점 Q에 걸쳐서, 기판측 블록의 페어 수 N이 서서히 삭감되고, 그 반대로, 반기판측 블록의 페어 수 N이 서서히 증가하고 있다.
또한, 기판측 블록의 페어 수 N이 삭감되어, 그 페어 수가 제로가 되면, 그 블록이 소멸한다. 따라서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 대표 반사점 E로부터 대표 반사점 F에 걸쳐서는 블록 수가 1개 감소하고 있고, 대표 반사점 I로부터 대표 반사점 J에 걸쳐서는 블록 수가 1개 감소하고 있고, 대표 반사점 P로부터 대표 반사점 Q에 걸쳐서는 블록 수가 1개 감소하고 있다.
또한, 도 9에는 나타내지 않았지만, 제 1 블록~제 4 블록의 각각은, Mo층과 Si층으로 이루어지는 등주기 다층막 블록이고, 이들 블록의 각각에 있어서의 Mo층의 두께는 3.1㎚이고, 이들 블록의 각각에 있어서의 Si층의 두께는 4.2㎚이다. 또한, 도 9에는 나타내지 않았지만, 제 2 블록~제 4 블록의 각각의 반기판측에는, 막 두께 3.6㎚의 Si층으로 이루어지는 스페이서층이 형성되어 있다.
또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 복수의 대표 반사점 A~Q의 사이에서, 기판측으로부터 반기판측까지의 전체의 페어 수는, 공통이다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 복수의 대표 반사점 A~Q의 사이에서, 기판측으로부터 반기판측까지의 전체의 막 두께도, 공통이다. 따라서, 다층막 반사경의 반사면 내에서는, 기판측으로부터 반기판측까지의 전체의 막 두께는 동일하게 설정되어 있다.
여기서, 도 8에 부호 (a)로 나타낸 간극부의 막 구성을 자세하게 설명한다.
이 간극부는, 대표 반사점 I와 대표 반사점 J의 간극이고, 반기판측 블록(제 1 블록)과 기판측 블록(제 2, 제 3 블록)의 간극이다. 이 간극부에 있어서, 기판측 블록과 반기판측 블록의 사이에 위치하는 스페이서층은, 대표 반사점 I로부터 대표 반사점 J로 향함에 따라 서서히 변위하고 있다. 이 간극부를 자세하게 설명한 것이 도 10이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 이 간극부에서는, 스페이서층이 배치되는 곳은, 대표 반사점 I로부터 대표 반사점 J로 향함에 따라, 반기판측으로부터 기판측으로 서서히 변위하고 있다.
단, 이 간극부에서는, 스페이서층이 배치되는 곳이 층쌍(Mo/Si)의 사이로 설정되는 일은 없고, 그 대신에, 스페이서층은, 어느 층쌍(Mo/Si)의 기판측에 위치하는 스페이서층(a)과, 반기판측에 위치하는 스페이서층(b)으로 분리된다.
또한, 이 간극부에서는, 반기판측의 스페이서층(b)의 막 두께를 기준으로 한 기판측의 스페이서층(a)의 막 두께의 비는, 대표 반사점 I로부터 대표 반사점 J로 향해 연속적으로 커지고 있다.
더구나, 이 간극부에서는, 기판측의 스페이서층(a)의 막 두께와 반기판측의 스페이서층(b)의 막 두께의 합은, 대표 반사점 I 또는 대표 반사점 J에 있어서의 스페이서층의 막 두께(=3.6㎚)와 동일하게 설정된다.
따라서, 이 간극부에서는, 외관상 스페이서층의 막 두께는 유지되고, 외관상 스페이서층이 배치되는 곳만이 연속적으로 변위한다.
또, 도 8(a)에 나타낸 간극부에 있어서의 스페이서층에 대하여 설명했지만, 본 실시 형태에서는, 다른 간극부에 있어서의 스페이서층도 마찬가지로 조정되는(외관상 배치되는 곳이 연속적으로 변화하는) 것으로 한다.
도 11은 반사율의 각도 특성을 대표 반사점마다 나타낸 그래프이다. 또, 도 11에 나타내는 각도 특성은, 파장 13.5㎚의 무편광 EUV 광에 대한 각도 특성이다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 각도 특성 커브의 형상은, 대표 반사점 A로부터 대표 반사점 Q에 걸쳐서 서서히 변화하고 있다. 대표 반사점 A의 각도 특성 커브는, 비교적 넓은 각도 범위에서 균일한 반사율을 나타내고 있는 것에 비하여, 대표 반사점 Q의 각도 특성 커브는, 비교적 좁은 각도 범위에서 비교적 높은 반사율을 나타내고 있다. 다시 말해, 대표 반사점 A로부터 대표 반사점 Q에 걸쳐서는, 피크 반사율이 서서히 높아지고, 또한, 입사광의 반사 각도 범위(피크 반사율의 90% 이상의 반사율을 나타내는 각도 범위)가 서서히 좁아진다. 또한, 대표 반사점 A로부터 대표 반사점 Q에 걸쳐서는, 커브 형상이 치우치거나 비뚤어지거나 하지 않고 연속적으로 변화하고 있다.
이상, 본 실시 형태의 다층막 반사경에서는, 반사율의 각도 특성(반사 각도 범위, 피크 반사율, 피크 각도의 조합)이 반사면 내의 위치마다 설정되어 있다.
따라서, 본 실시 형태의 다층막 반사경은, 반사율의 각도 특성(반사 각도 범위와 피크 각도의 조합)의 목표값이 반사면의 위치에 따라서 상이한 광학계, 즉 EUV 노광 장치의 투영 광학계에 적합하다.
더구나, 본 실시 형태의 다층막 반사경에 있어서, 「기판측 블록의 페어 수와 반기판측 블록의 페어 수의 조합」 이외의 파라미터는, 반사면 내의 각 위치의 사이에서 공통이다.
따라서, 이 다층막 반사경에 의하면, 설계시의 설계 파라미터의 수, 나아가서는 성막시의 조정 파라미터의 수를 억제할 수 있다.
더구나, 반사면 내의 각 위치의 사이에서는, 많은 층의 재료가 공통되고 있으므로, 많은 성막 공정을 공통화할 수 있다(후술하는 제 4 실시 형태~제 9 실시 형태를 참조).
더구나, 반사면 내의 각 위치의 사이에서는, 막 구성 및 반사 특성이 연속적으로 변화하고 있으므로, 그 성막 공정에서는, 일부의 성막 파라미터를 연속적으로 변화시키는 것만으로, 반사면 내의 각 위치의 반사 특성을 적정하게 할 수 있다(후술하는 제 4 실시 형태~제 9 실시 형태를 참조).
또, 본 실시 형태의 다층막 반사경도, 제 1 실시 형태의 다층막 반사경과 마찬가지로, 여러 가지로 변형하는 것이 가능하다.
예컨대, 본 실시 형태에서는, 다층막 반사경의 반사면 내의 위치마다 설정되는 주된 파라미터를, 「기판측 블록의 페어 수 및 반기판측 블록의 페어 수」로 했지만, 다른 파라미터를 추가하더라도 좋다.
또한, 예컨대, 본 실시 형태의 다층막 반사경에서는, 등주기 다층막 블록의 총수를 최대 4로 했지만(블록 수가 최대인 대표 반사점 A, B의 블록 수는 4이다), 이것으로 한정되는 일은 없고, 2 또는 4 이상의 어느 수이더라도 좋다.
또한, 본 실시 형태의 다층막 반사경에서는, 등주기 다층막 블록의 총수를 최소 1로 했지만(블록 수가 최소인 대표 반사점 Q의 블록 수는 1이다), 이것으로 한정되는 일은 없고, 2 이상의 어느 수이더라도 좋다.
[제 1 실시 형태 또는 제 2 실시 형태의 보충]
또, 도 12는 반사율의 파장 특성을 몇 개의 다층막에 대하여 나타낸 그래프이다. 또, 도 12에 나타내는 파장 특성은, 파장 13.5㎚의 직입사(直入射) EUV 광에 관한 파장 특성이다.
도 12에 있어서의 「등주기」는, 3㎚의 Mo층과 3.935㎚의 Si층으로 이루어지는 층쌍을 34회에 걸쳐 적층한 등주기 구조 다층막이다.
도 12에 있어서의 「스페이서 1.0㎚」는, 상기 등주기 다층막에 있어서, 기판측으로부터 9번째 층쌍과 10번째 층쌍의 사이에 막 두께 1.0㎚의 Si로 이루어지는 스페이서층을 삽입하고, 또한, 기판측으로부터 14번째 층쌍과 15번째 층쌍의 사이에 막 두께 1.0㎚의 Si로 이루어지는 스페이서층을 삽입한 것이다.
도 12에 있어서의 「스페이서 2.0㎚」는, 상기 등주기 다층막에 있어서, 기판측으로부터 9번째 층쌍과 10번째 층쌍의 사이에 막 두께 2.0㎚의 Si로 이루어지는 스페이서층을 삽입하고, 또한, 기판측으로부터 14번째 층쌍과 15번째 층쌍의 사이에 막 두께 2.0㎚의 Si로 이루어지는 스페이서층을 삽입한 것이다.
도 12에 있어서의 「스페이서 3.0㎚」는, 상기 등주기 다층막에 있어서, 기판측으로부터 9번째 층쌍과 10번째 층쌍의 사이에 막 두께 3.0㎚의 Si로 이루어지는 스페이서층을 삽입하고, 또한, 기판측으로부터 14번째 층쌍과 15번째 층쌍의 사이에 막 두께 3.0㎚의 Si로 이루어지는 스페이서층을 삽입한 것이다.
도 12에 있어서의 「스페이서 3.5㎚」는, 상기 등주기 다층막에 있어서, 기판측으로부터 9번째 층쌍과 10번째 층쌍의 사이에 막 두께 3.5㎚의 Si로 이루어지는 스페이서층을 삽입하고, 또한, 기판측으로부터 14번째 층쌍과 15번째 층쌍의 사이에 막 두께 3.5㎚의 Si로 이루어지는 스페이서층을 삽입한 것이다.
여기로부터 알 수 있는 바와 같이, 두께 3.5㎚의 스페이서층의 삽입에 의해 반사 파장 대역의 폭이 넓어지고, 넓은 파장 대역에서 균일한 반사율을 얻을 수 있게 된다.
단, 스페이서층의 막 두께가 0㎚로부터 3.5㎚로 변화하는 과정에서는, 반사율이 피크가 되는 파장(피크 파장)이 장파장측으로 치우쳐, 예컨대 파장 13.2㎚에서는 반사율이 일단 크게 저하한 후 상승한다고 하는 바람직하지 않은 파장 특성을 나타낸다.
따라서, 만일, 반사면 내의 위치마다 설정되는 파라미터를 「스페이서층의 막 두께만」으로 했다면, 반사면 내의 각 위치의 사이에서 피크 파장이 어긋나 버릴 우려가 있다.
그 점, 상술한 제 1 실시 형태에서는, 반사면 내의 위치마다 설정되는 파라미터를 「기판측 블록의 페어 비와 스페이서층의 막 두께의 조합」으로 했으므로, 반사면 내의 각 위치의 사이에서, 높은 반사율을 얻을 수 있는 각도 범위의 중심 각도를 일치시키는 것이 가능하고, 상술한 제 2 실시 형태에서는, 반사면 내의 위치마다 설정되는 파라미터를 「기판측 블록의 페어 수와 반기판측 블록의 페어 수의 조합」으로 했으므로, 반사면 내의 각 위치의 사이에서 피크 파장을 일치시키는 것이 가능하다.
또한, 상술한 제 1 실시 형태 또는 제 2 실시 형태에서는, 등주기 다층막의 층쌍으로서 Mo층 및 Si층을 사용했지만, 등주기 다층막의 층쌍의 재료는 EUV 광의 파장 대역 등에 따라서 적당하게 변경할 수 있다. 예컨대, 사용 파장을 11.3㎚ 부근의 EUV 파장역으로 하는 경우에는, 등주기 다층막의 층쌍으로서 몰리브덴층(Mo층) 및 베릴륨층(Be층)을 사용하는 것에 의해, 높은 반사율을 얻을 수 있다.
또한, 상술한 제 1 실시 형태 또는 제 2 실시 형태에서는, 등주기 다층막의 층쌍을 구성하는 한쪽의 층의 재료로서, 루테늄(Ru), 탄화몰리브덴(Mo2C), 산화몰리브덴(MoO2), 규화몰리브덴(MoSi2) 등을 이용하더라도 좋다. 또한, 등주기 다층막의 층쌍을 구성하는 다른 쪽의 층의 재료로서, 탄화실리콘(SiC)을 이용하더라도 좋다.
또한, 상술한 제 1 실시 형태 또는 제 2 실시 형태에서는, 등주기 다층막의 층쌍을 구성하는 한쪽의 층과 다른 쪽의 층의 사이에, 그들 다층막을 구성하는 물질의 확산을 억제하는 확산 억제층이 형성되더라도 좋다. 또한, 그 다층막의 표층에 산화 억제층이 형성되더라도 좋다.
[제 3 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 3 실시 형태로서, 다층막 반사경의 더욱 구체적인 실시 형태를 설명한다. 여기서는, 제 1 실시 형태 또는 제 2 실시 형태에서 설명이 끝난 사항의 설명을 생략한다.
도 13은 본 실시 형태의 다층막 반사경의 기판 P를 광의 입사측으로부터 본 도면이다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 기판 P의 외형은 예컨대 6각형 형상이고, 이 기판 P의 외주부에는, 기판 P를 유지하는 구조(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 기판 P의 표면은, 예컨대 요면(凹面)의 회전 대칭인 비구면 형상을 하고 있고, 0.1㎚rms보다 작은 조도로 연마되어 있다. 도 13에 있어서 부호 900으로 나타내는 것이 연마 영역이다. 그 연마 영역(900)보다 한 단계 작은 원 테두리 범위 내가 다층막의 성막 영역(901)이고, 그 성막 영역(901)의 내부에 있어서의 타원 테두리 내가 유효 영역(902)이다.
본 실시 형태에서는, 이 유효 영역(902)에 대한 EUV 광(λ=13.5㎚)의 입사 각도 범위는, 도면 중의 점 a에서는 21~23도, 점 b, c에서는 18도~25도, 점 d에서는 14~16도, 점 e, f에서는 10~19도이다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 유효 영역(902)에 있어서의 대표 반사점 이에 있어서의 파라미터의 조합은, 전술한 대표 반사점 A-5(도 3 참조)와 동일한 조합으로 설정되고, 대표 반사점 로, 하에 있어서의 파라미터의 조합은, 전술한 대표 반사점 A-1(도 3 참조)과 동일한 조합으로 설정되고, 대표 반사점 니, 호, 헤에 있어서의 파라미터의 조합은, 전술한 대표 반사점 B-5(도 6 참조)와 동일한 조합으로 설정된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 유효 영역(902)에 있어서의 대표 반사점 a, b, c, d, e 이외의 반사점의 파라미터는, 그 반사점에 근접하는 적어도 2개의 대표 반사점의 파라미터의 중간적인 값으로 설정된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 유효 영역(902)에 있어서의 파라미터의 조합 분포는, 매끄러운 분포로 설정된다.
그 결과, EUV 광(파장 13.5㎚)에 대한 유효 영역(902)의 반사율은, 50%~61%가 된다. 따라서, 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)은, 투영 광학계의 동공 내의 투과율 불균일성을 억제하고, 투영 광학계의 성능을 향상시킬 수 있다.
덧붙여서, 동일한 유효 영역(902)에 페어 수가 50인 등주기 다층막을 형성하고, 그 페어 주기 길이에만 분포를 덧붙였다면, 유효 영역(902)의 반사율은 40%~70%가 된다. 따라서, 이 경우의 다층막 반사경은, 투영 광학계의 동공 내의 투과율 불균일성을 악화시켜, 투영 광학계의 광학 성능을 열화시킨다.
또한, 만일, 유효 영역(902)의 전역의 파라미터를 대표 반사점 A-1의 파라미터와 동일하게 설정했다면, 유효 영역(902)의 반사율은 50%~54%가 된다. 따라서, 이 경우의 다층막 반사경은, 투영 광학계의 동공 내의 투과율 불균일성을 악화시키는 일은 없지만, 동공 내의 평균 투과율을 저하시킨다.
따라서, 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)이 투영 광학계에 적합한 것은 명백하다.
또, 본 실시 형태의 다층막 반사경(100)에서는, 각 층의 막 두께에 분포가 덧붙여져 있으므로, 그 분포의 영향으로 EUV 광의 파면 형상이 변형할 우려도 있다. 그 경우는, 그 변형을 상쇄하는 막 두께 분포의 층을, 기판측의 베이스로서 부가하더라도 좋다. 단, 여기서 말하는 「변형」은, 기판 P의 면 형상(여기서는 요면의 비구면 형상)에 기인하는 적정한 변형 이외의 변형을 가리킨다.
[제 4 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 4 실시 형태로서 성막 장치의 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태의 성막 장치는, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나에서 설명한 다층막 반사경의 제조에 적용하는 것이 가능하다.
도 14(A)는 본 실시 형태의 성막 장치의 구성도이다. 도 14(A)에 나타내는 바와 같이 성막 장치는, 기판 스테이지(102), 마그네트론 캐소드(105), 가변 조절 기구(200) 등을 진공 용기(101) 내에 수용한 마그네트론 스퍼터 성막 장치이다.
캐소드(105)에는, Mo 타겟 등의 타겟(106)이 설치된다. 또, 도 14에서는 1기의 캐소드(105)밖에 나타내지 않았지만, 실제의 진공 용기(101)에는, 기판(104)에 형성해야 할 층의 종류 수에 따른 수의 캐소드(예컨대 4기의 캐소드)가 수용되고, 그들 캐소드에는, 서로 상이한 종류의 타겟이 설치된다.
기판 스테이지(102)상에는, 성막 대상이 되는 기판(104)이 홀더(103)를 사이에 두고 설치되어 있고, 그 기판(104)의 표면은, 캐소드(105)측으로 향하고 있다. 이 기판 스테이지(102)는, 소정의 회전축의 주위로 기판(104)을 자전시키는 것이 가능함과 아울러, X축 방향, Y축 방향, Z축 방향의 각각으로의 기판(104)을 직선 이동시키는 것이 가능하다.
가변 조절 기구(200)는, 타겟(106)의 기판측에 설치되어 있고, 직사각형에 가까운 형상의 개구(200A)를 갖고 있다. 그 개구(200A)의 짧은 쪽 방향은 기판 스테이지(102)의 X축 방향에 일치하고 있고, 그 개구(200A)의 긴 쪽 방향은 기판 스테이지(102)의 Y축 방향에 일치하고 있다. 또, 개구(200A)의 Y축 방향의 폭은, 기판(104)의 Y축 방향의 폭보다 충분히 큰 것으로 한다.
기판(104)의 표면에 있어서의 성막 영역의 형상은, 이 개구(200A)의 형상에 의해 규정된다. 여기서, 성막 영역이란, 타겟(106)으로부터 방출된 스퍼터 입자가 도달하는 영역이고, 기판(104)의 표면 중 개구(200A)에 정면으로 마주하는 영역과 거의 동일하다. 이 성막 영역을 기판(104)이 통과(주사)하면, 기판(104)의 표면 중 성막 영역에서 주사된 부분에 막이 형성된다.
도 14(B)는 가변 조절 기구(200)를 설명하는 도면이다. 도 14(B)에 나타내는 바와 같이 가변 조절 기구(200)에는, 개구(200A)의 사이즈보다 충분히 작은 직사각형 형상의 다수의 차폐판(遮蔽板)(108)과, 그들 차폐판(108)을 개별적으로 유지하고, 또한 X축 방향으로 이동 가능한 다수의 차폐판 스테이지(도시하지 않음)와, 그들 차폐판 스테이지를 개별적으로 구동하는 개구 폭 가변 기구(107)가 구비된다.
개구 폭 가변 기구(107)는, 다수의 차폐판(108)의 X축 방향의 위치를 독립적으로 설정하는 것에 의해, 개구(200A)의 형상(즉, 개구(200A)의 X축 방향의 폭의 Y축 방향 분포)을 자유롭게 설정할 수 있다. 또한, 개구 폭 가변 기구(107)는, 다수의 차폐판(108)의 X축 방향의 위치를 독립적으로 시간 변화시키는 것에 의해, 개구(200A)의 형상(즉, 개구(200A)의 X축 방향의 폭의 Y축 방향 분포)을 자유롭게 시간 변화시킬 수 있다.
이상의 구성의 성막 장치에서는, 성막 중, 기판 스테이지(102)는, 기판(104)을 자전시키는 일 없이 X축 방향으로 평행 이동시키고, 개구 폭 가변 기구(107)는, 개구(200A)의 형상(개구(200A)의 X축 방향의 폭의 Y축 방향 분포)을 시간 변화시킨다.
여기서, 기판(104)상의 어느 점의 성막 시간은, 그 점이 성막 영역을 통과하는데 걸리는 시간에 의존한다.
그래서, 개구 폭 가변 기구(107)는, 개구(200A)의 X축 방향의 폭을, Y축 방향에 걸쳐서 변화시키는 것에 의해 Y축 방향의 막 두께 분포를 제어하고, 개구(200A)의 X축 방향의 폭을 시간 변화시키는 것에 의해 X축 방향의 막 두께 분포를 제어한다.
따라서, 본 실시 형태의 성막 장치는, X축 방향 및 Y축 방향의 양쪽에 걸쳐서 자유로운 막 두께 분포의 층을 기판(104)의 표면에 형성할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 성막 장치는, 기판(104)에 정면으로 마주하는 타겟을 변경하고, 그 변경의 전후에 있어서 전술한 제어를 행하면, 기판(104)에 적층되는 복수의 층의 사이에서 막 두께 분포를 상이하게 할 수도 있다.
따라서, 본 실시 형태의 성막 장치에 의하면, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나에서 설명한 다층막을 기판(104)에 성막하는 것이 가능하다.
또, 본 실시 형태에서는, 회전 비대칭인 분포의 층을 기판(104)에 형성하는 것을 상정하고, 기판 스테이지(102)가 기판(104)을 자전시키지 않았지만, 회전 대칭인 분포의 층을 기판(104)에 형성하는 경우는, 기판 스테이지(102)가 기판(104)을 충분한 속도로 자전시키면 되는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 본 실시 형태의 성막 장치에 있어서, 서로 상이한 종류의 타겟을 유지한 복수의 캐소드(105)를 준비하고, 그들 복수의 캐소드(105)를 X축 방향으로 늘어놓아 배치하면, 재료가 상이한 복수의 층을 기판(104)에 순차적으로 적층할 수 있다(그 경우, 가변 조절 기구(200)는, 복수의 캐소드(105)의 각각에 마련되는 것이 바람직하다).
또한, 본 실시 형태의 성막 장치에서는, 타겟(106)으로부터 기판(104)까지의 거리를 가변으로 하더라도 좋고, 타겟(106) 또는 기판(104)의 자세를 가변으로 하더라도 좋다.
또한, 본 실시 형태의 성막 장치에서는, 기판 스테이지(102)의 이동 속도를 등속(等速)으로 하더라도 좋고, 부등속(不等速)으로 하더라도 좋다.
또한, 본 실시 형태의 성막 장치에서는, 캐소드(105)의 개구 폭을 가변으로 하기 위해, 차폐판(108)의 위치를 가변으로 했지만, 차폐판(108)의 위치를 가변으로 하는 대신에, 혹은 차폐판(108)의 위치를 가변으로 하는 것에 더하여, 차폐판(108)의 자세를 가변으로 하더라도 좋다(그 경우, 예컨대, 차폐판(108)을 소정의 축의 주위로 회전 가능하게 하면 된다).
또한, 본 실시 형태에서는, 마그네트론 스퍼터 방식의 성막 장치를 설명했지만, 이온 빔 방식의 성막 장치 또는 증착 방식의 성막 장치에도 본 발명은 적용이 가능하다.
[제 5 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 5 실시 형태로서 성막 방법의 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태의 성막 방법은, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나에서 설명한 다층막 반사경의 제조에 적용하는 것이 가능하다. 본 실시 형태에서도 제 4 실시 형태와 마찬가지로 스퍼터링법을 상정하지만, 본 실시 형태에서는, 개구 형상이 가변인 조절 기구(가변 조절 기구) 대신에, 개구 형상이 고정된 차폐 마스크를 사용한다.
(제 5 실시 형태의 기본적인 성막 방법)
도 15는 본 실시 형태의 기본적인 성막 방법을 설명하는 도면이다. 또, 여기서는, 성막 대상이 되는 기판(104)의 면 형상을 회전 대칭 비구면이라고 가정한다.
도 15(a)에 나타내는 바와 같이, 기본적인 성막 방법에서는, 타겟(106)으로부터 발한 스퍼터 입자를 기판(104)의 표면에 도달시키는 것에 의해, 그 표면에 성막을 실시한다. 이 성막 중에, 기판(104)과 타겟(106)의 사이에는, 예컨대 도 15(b)에 나타내는 바와 같은 차폐 마스크(300)가 배치되고, 예컨대 도 15(a)에 나타내는 바와 같이 기판(104)의 비구면축을 자전축으로 하여 기판(104)이 자전한다. 또, 기본적인 성막 방법에서는, 차폐 마스크(300)의 개구 중심과 기판(104)의 자전축을 일치시킨다. 또한, 차폐 마스크(300)로서는, 예컨대, 금속 등으로 이루어지는 마스크 기판에 대하여 부분적으로 개구를 마련한 것이 사용된다.
(제 5 실시 형태의 제 1 실시예)
도 16은 제 5 실시 형태의 제 1 실시예를 설명하는 도면이다. 제 1 실시예에서는, 기판(104)에 형성되는 층의 막 두께 분포를, 축에서 벗어난 회전 대칭 분포로 한다. 「축에서 벗어난 회전 대칭 분포」란, 기판(104)의 비구면축으로부터 벗어난 축의 주위로 회전 대칭인 분포를 가리킨다.
본 실시예에서는, 예컨대 도 16(b)에 나타내는 바와 같이 기판(104)의 자전축에 대하여 차폐 마스크(300)의 개구 중심을 오프셋시킨다. 이와 같이 차폐 마스크(300)를 오프셋시키면, 기판(104)에 형성되는 층의 막 두께 분포의 대칭축을, 기판(104)의 비구면축으로부터 벗어나게 할 수 있다.
또, 여기서는 차폐 마스크(300)를 오프셋시켰지만, 차폐 마스크(300)를 오프셋시키는 대신에, 도 16(d)에 나타내는 바와 같이, 기판(104)을 틸트시킨 상태에서 성막을 행하더라도 좋다.
단, 기판(104)이 틸트한 상태이더라도, 기판(104)의 표면의 근사 구면의 곡률 중심은, 기판(104)의 자전축으로부터 벗어나지 않는 것으로 한다. 그를 위해서는, 기판(104)의 표면이 그 근사 구면을 따르도록 기판(104)을 틸트시키면 된다.
여기서, 기판(104)에 형성되는 층의 막 두께 분포는, 기판(104)과 타겟(106)의 간격 분포에 의해 정해진다. 이 때문에, 만일, 도 16(e)에 나타내는 바와 같이, 기판(104)의 비구면축을 기판(104)의 자전축과 평행하게 유지한 채로 기판(104)을 시프트시키면, 기판(104)과 타겟(106)의 간격 분포, 나아가서는 막 두께 분포가, 기판(104)의 비구면축에 관하여 회전 비대칭이 되어 버린다.
그러나, 도 16(d)에 나타내는 바와 같이 기판(104)을 틸트시키면, 기판(104)의 표면과 타겟(106)의 간격 분포, 나아가서는 막 두께 분포가, 기판(104)의 자전축에 관하여 회전 대칭이 된다(도 16(c)에 나타낸 기본 배치에 있어도 동일하다).
따라서, 기판(104)을 적정하게 틸트시키는 본 실시예에서는, 기판(104)의 표면에 형성되는 층의 막 두께 분포 오차는, 작게 억제된다.
(제 5 실시 형태의 제 2 실시예)
도 17, 도 18, 도 19는 제 5 실시 형태의 제 2 실시예를 설명하는 도면이다. 여기서는, 제 1 실시예와의 차이점을 설명한다.
본 실시예에서는, 기판(104)에 형성되는 층의 막 두께 분포를, 틸트 분포로 한다. 「틸트 분포」란, 특정 방향에 있어서의 막 두께 분포가 그 방향에 있어서의 위치의 1차 함수로 나타내어지는 분포를 가리킨다. 막 두께 분포를 면 형상에 비유하면, 「틸트 분포」는 틸트 성분에 상당한다.
먼저, 본 실시예에서는, 차폐 마스크(300)의 개구 패턴을, 예컨대, 도 17(a)에 나타내는 바와 같은 패턴으로 한다. 이 개구 패턴은, 개구 중심의 양측에 위치하는 2개의 개구로 이루어지고, 그들 2개의 개구의 형상은, 서로 상이하다. 이하, 차폐 마스크(300)의 개구 중심의 주위의 각도를 「θ」로 나타내고, 개구 중심으로부터의 거리를 「r」로 나타낸다(다른 실시예도 마찬가지).
다음으로, 본 실시예에서는, 차폐 마스크(300)의 개구 중심과 기판(104)의 자전축을 일치시키고, 기판(104)의 자전 속도를 비등속으로 한다. 왜냐하면, 본 실시예의 막 두께 분포(=틸트 분포)는, 제 1 실시예의 막 두께 분포와는 달리, θ의 기함수이다. 기판(104)의 자전 속도를 비등속으로 하면, 기판(104)의 표면에 있어서 r이 공통이고 θ가 상이한 2개의 점의 막 두께에, 차이를 마련할 수 있다.
예컨대, 기판(104)의 자전 속도를 비등속으로 하고, 도 17(b)에 나타내는 바와 같이 기판(104)의 좌단부가 도 17(a)의 우측 개구를 통과할 때에 자전 속도를 빠르게 하고, 기판(104)의 우단부가 도 17(a)의 우측 개구를 통과할 때에 자전 속도를 느리게 했다면, 기판(104)의 좌단부의 막 두께를 작게 하고, 기판(104)의 우단부의 막 두께를 크게 할 수 있다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 기판(104)의 자전 속도를 도 17(c)에 나타내는 바와 같이 제어한다. 즉, 기판(104)의 자전 속도는, 1/cosθ에 따른 속도로 제어된다. 왜냐하면, 틸트 분포는 cosθ로 나타내어지므로, 개구에 의한 기판(104)의 개방 기간은 cosθ에 따른 기간으로 설정될 필요가 있다. 또한, 개구에 의한 기판(104)의 개방 기간은, 기판(104)의 자전 속도의 역수가 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 차폐 마스크(300)의 개구 형상을 도 17(d)에 나타내는 바와 같이 설정한다. 즉, 2개의 개구의 각각의 에지 각도는, r의 1차 함수로 설정된다. 왜냐하면, 틸트 분포는, 기판(104)의 특정 방향에 있어서의 r의 1차 함수로 나타내어지므로, 이 틸트 분포를 만들기 위해서는, 차폐 마스크(300)의 2개의 개구의 합계 에지 각도를 r의 1차 함수로 하면 되고, 2개의 개구의 합계 에지 각도를 r의 1차 함수로 하기 위해서는, 2개의 개구의 각각의 에지 각도를 r의 1차 함수로 하면 된다.
도 18은 본 실시예의 시뮬레이션 결과이다. 도 18(a)는 r 방향의 막 두께 분포를 θ마다 나타낸 것이다. 이들 도 18(a)로부터는, 본 실시예의 막 두께 분포가 θ=0도의 방향으로 경사하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 18(b)는 θ 방향의 막 두께 분포를 r마다 나타낸 것이고, 이들 막 두께 분포는 모두 cosθ로 나타내어진다.
또, 도 19는 시뮬레이션의 목표 막 두께 분포이다. 도 19(a)는 r 방향의 막 두께 분포를, 도 19(b)는 θ 방향의 막 두께 분포를 나타낸다. 또, 도 19(a), (b)에 있어서의 막 두께의 값은, 최대 막 두께로 규격화한 값이다.
또, 본 실시예에 있어서 기판(104)에 형성되는 층의 막 두께 분포는, 기판(104)의 자전 속도 및 차폐 마스크(300)의 개구 패턴 이외의 영향도 받는다. 예컨대, 기판(104)의 표면의 곡률이나, 타겟(106)으로부터 비산한 스퍼터 입자의 공간 분포 등의 영향이다. 이들의 영향에 대해서는 후술하지만, 본 실시예의 시뮬레이션에서는, 기판(104)의 표면을 평면이라고 가정하고, 스퍼터 입자는 균일하게 존재한다(비산한다)고 가정했다.
(제 5 실시 형태의 제 3 실시예)
도 20, 도 21, 도 22는 제 5 실시 형태의 제 3 실시예를 설명하는 도면이다. 여기서는, 제 2 실시예와의 차이점을 설명한다.
본 실시예에서는, 기판(104)에 형성되는 층의 막 두께 분포를, 코마 분포로 한다. 막 두께 분포를 면 형상에 비유하면, 「코마 분포」는 코마 성분에 상당한다.
본 실시예에 있어서의 기판(104)의 자전 속도는, 도 20(b)에 나타내는 바와 같이 설정된다. 즉, 제 2 실시예와 마찬가지로, 본 실시예에 있어서의 기판(104)의 자전 속도는 1/cosθ에 따른 속도로 설정된다.
한편, 본 실시예에 있어서의 차폐 마스크(300)의 개구 형상은, 도 20(a), (c)에 나타내는 바와 같이 설정된다. 즉, 차폐 마스크(300)의 개구의 에지 각도는, r의 3차 함수로 설정된다. 왜냐하면, 코마 분포는, r의 3차 함수(예컨대, 3r3-2r)로 나타내어지기 때문이다.
도 21은 본 실시예의 시뮬레이션 결과이다. 도 21(a)는 r 방향의 막 두께 분포를 θ마다 나타낸 것이고, 도 21(b)는 θ 방향의 막 두께 분포를 r마다 나타낸 것이다.
또, 도 22는 시뮬레이션의 목표 막 두께 분포이다. 도 22(a)는 r 방향의 막 두께 분포를, 도 22(b)는 θ 방향의 막 두께 분포를 나타낸다. 또, 도 22(a), (b)에 있어서의 막 두께의 값은, 최대 막 두께로 규격화한 값이다.
(제 4 실시예)
도 23, 도 24, 도 25는 제 5 실시 형태의 제 4 실시예를 설명하는 도면이다. 여기서는, 제 3 실시예와의 차이점을 설명한다.
본 실시예에서는, 기판(104)에 형성되는 층의 막 두께 분포를, 아스 분포로 한다. 막 두께 분포를 면 형상에 비유하면, 「아스 분포」는 아스 성분에 상당한다.
본 실시예에 있어서의 기판(104)의 자전 속도는, 도 23(b)에 나타내는 바와 같이 1/cos2θ에 따른 속도로 설정된다. 왜냐하면, 아스 분포는, cos2θ로 나타내어지기 때문이다.
한편, 본 실시예에 있어서의 차폐 마스크(300)의 개구 형상은, 도 23(a), (c)에 나타내는 바와 같이 설정된다. 즉, 차폐 마스크(300)의 개구의 에지 각도는, r의 2차 함수로 설정된다. 왜냐하면, 아스 분포는, r의 2차 함수로 나타내어지기 때문이다.
도 24는 본 실시예의 시뮬레이션 결과이다. 도 24(a)는 r 방향의 막 두께 분포를 θ마다 나타낸 것이고, 도 24(b)는 θ 방향의 막 두께 분포를 r마다 나타낸 것이다.
또, 도 25는 시뮬레이션의 목표 막 두께 분포이다. 도 25(a)는 r 방향의 막 두께 분포를, 도 25(b)는 θ 방향의 막 두께 분포를 나타낸다. 또, 도 25(a), (b)에 있어서의 막 두께의 값은, 최대 막 두께로 규격화한 값이다.
또, 도 24(a)의 분포와 도 25(a)의 분포는 외관상 상이하지만, 이것은 양자의 곡률 성분의 양이 상이하기 때문이다. 미리 기판(104)의 곡률에 오프셋을 가하는 등의 처치를 실시하면, 양자의 분포는 일치한다.
(제 5 실시 형태의 제 5 실시예)
도 26, 도 27, 도 28은 제 5 실시 형태의 제 5 실시예를 설명하는 도면이다. 여기서는, 제 4 실시예와의 차이점을 설명한다.
본 실시예에서는, 기판(104)에 형성되는 층의 막 두께 분포를, 제로 θ 분포로 한다. 막 두께 분포를 면 형상에 비유하면, 「제로 θ 분포」는 제로 θ 성분에 상당한다.
또, 제로 θ 분포의 층의 성막은, 종래의 성막 방법에 따라서도 행하는 것이 가능하지만, 본 실시예에서는, 제 2 실시예~제 4 실시예의 성막 방법에 대응한 성막 방법으로 행한다.
먼저, 본 실시예에 있어서의 기판(104)의 자전 속도는, 도 26(b)에 나타내는 바와 같이 설정된다.
한편, 본 실시예에 있어서의 차폐 마스크(300)의 개구 형상은, 도 26(a), (c)에 나타내는 바와 같이 설정된다.
도 27은 본 실시예의 시뮬레이션 결과이다. 도 27(a)는 r 방향의 막 두께 분포를 θ마다 나타낸 것이고, 도 27(b)는 θ 방향의 막 두께 분포를 r마다 나타낸 것이다.
도 28은 시뮬레이션의 목표 막 두께 분포이다. 도 28(a)는 r 방향의 막 두께 분포를, 도 28(b)는 θ 방향의 막 두께 분포를 나타낸다. 또, 도 28(a), (b)에 있어서의 막 두께의 값은, 최대 막 두께로 규격화한 값이다.
이상, 제 5 실시 형태의 제 1 실시예~제 5 실시예에서는, 막 두께 분포가 서로 상이한 성분 「축에서 벗어난 회전 대칭 분포」, 「틸트 분포」, 「코마 분포」, 「아스 분포」, 「제로 θ 분포」를 실현하는 5가지의 성막 방법을 설명했다. 이들 「축에서 벗어난 회전 대칭 분포」, 「틸트 분포」, 「코마 분포」, 「아스 분포」, 「제로 θ 분포」는, 서로 직교 관계에 있고, 더구나, 광학 소자의 표면에 형성되는 층의 막 두께 분포를 기술하는 주요 성분이기도 하다. 다시 말해, 이들 「축에서 벗어난 회전 대칭 분포」, 「틸트 분포」, 「코마 분포」, 「아스 분포」, 「제로 θ 분포」는, 성분의 수가 적은 것에 비해서는, 광학 소자에 요구되는 많은 막 두께 분포를 기술하는 것이 가능하다.
따라서, 제 5 실시 형태의 5가지의 성막 방법을 조합하여 실행하면, 광학 소자에 요구될 수 있는 여러 가지의 막 두께 분포의 층을, 기판(104)에 성막할 수 있다.
더구나, 제 5 실시 형태의 5가지의 성막 방법에는, 공통의 성막 장치를 사용하는 것이 가능하다. 5가지의 차폐 마스크의 변경 기구를 성막 장치에 탑재하여 두면, 5가지의 성막 방법을 임의의 수순으로 실행할 수 있다.
또, 말할 필요도 없지만, 기판(104)에 형성해야 할 층의 목표 막 두께 분포가 심플한 경우에는, 이들 5가지의 성막 방법의 일부에 따라서만 필요한 층을 기판(104)에 성막할 수 있는 일도 있다.
예컨대, 어느 층의 목표 막 두께 분포가 아스 분포와 코마 분포의 선형합(linear sum)으로 나타내어지는 경우는, 그 층의 일부를 제 4 실시예의 성막 방법으로 형성하고, 그 층의 나머지를 제 3 실시예의 성막 방법으로 형성하면 된다.
또, 성막 장치에서 발생하는 막 두께 분포는, 기판(104)의 형상이나 스퍼터 입자의 공간 분포의 영향도 받는다. 제 5 실시 형태에 있어서의 적어도 하나의 성막 방법은, 이 영향을 보정하기 위한 보정층의 성막에도 적용할 수 있다.
또한, EUV 광에서 사용되는 다층막은, 각 층의 막 두께가 수 ㎚로 극히 얇고, 또한 층의 총수는 약 100층이나 된다. 이것을 제 5 실시 형태의 성막 방법으로 성막하면, 성막 프로세스가 복잡하게 되고, 성막 시간도 길어질 우려가 있다.
그래서, 제 5 실시 형태에서는, 예컨대, 성막 장치에 있어서의 스퍼터 입자의 공간 분포를 균일화하기 위해, 예컨대, 타겟(106)에 조사하는 이온의 입사 각도나 공간 분포 혹은 타겟(106)의 표면 형상 등을 최적화하여 두는 것이 바람직하다.
이와 같은 최적화를 제 5 실시 형태의 성막 방법에 적용하면, 비대칭인 막 두께 분포의 층의 성막도 높은 정밀도로 행할 수 있다.
또한, 기판(104)의 표면의 곡률도 막 두께 분포의 오차가 되기 때문에, 그 영향을 가능한 한 저감하는 고안을 실시하는 것이 바람직하다. 예컨대, 타겟(106)을 기판(104)의 곡률 중심 위치 부근에 배치하면, 기판(104)의 표면 위치와 타겟(106)의 거리가 균일화되므로, 막 두께 분포 오차가 생기기 어려워진다.
또한, 제 5 실시 형태에서는, 막 설계의 단계에서 목표 막 두께 분포를 가능한 한 단일의 저차 성분(심플한 막 두께 분포)으로 표현하고, 성막 프로세스의 간소화를 도모하는 것도 중요하다.
[제 6 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 6 실시 형태로서 성막 장치의 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태의 성막 장치는, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나에서 설명한 다층막 반사경의 제조에 적용하는 것이 가능하다.
도 29는 본 실시 형태의 성막 장치의 구성도이다. 도 29에 나타내는 바와 같이 성막 장치는, 성막실(1)의 내부에 피성막물(기판)(2)과 스퍼터원(타겟 및 캐소드)(3)을 대향 배치하고 있다. 피성막면(21)의 방향은, 연직 아래 방향, 위 방향, 혹은 수평 방향이더라도 상관없지만, 스퍼터원(3)은, 피성막면(21)을 보는 것이 가능한 위치에 배치된다.
스퍼터원(3)은, 3차원적으로 임의의 방향으로 향하는 것이 가능하고, 또한, 임의의 위치로 병진(竝進)하는 것이 가능한 6축 구동 스테이지(31)에 의해 유지되어 있다. 또, 이 6축 구동 스테이지(31)는, 3축 병진 및 3축 회전이 가능한 스테이지이다. 단, 요구를 만족시키는 것이라면 구동 스테이지(31)의 축의 수는 6 미만이더라도 상관없다.
스퍼터원(3)으로부터의 스퍼터 입자(32)의 출사 방향에는, 성막 시간을 조정하기 위한 셔터(33)와 차폐 마스크(34)가 설치되어 있다. 따라서, 이와 같은 스퍼터원(3)을 이용하면, 피성막물(2)상의 임의의 영역에 국소적으로 성막을 행할 수가 있기 때문에, 피성막면(21)에 형성되는 층의 막 두께 분포를 자유롭게 컨트롤하는 것이 가능하게 된다.
이와 같은 스퍼터원(3)에 의한 성막 영역(35)의 형상 및 사이즈는, 차폐 마스크(34)를 이용하여 자유롭게 변경이 가능하다. 이 차폐 마스크(34)는 카메라의 조리개와 같은 자유롭게 개구를 제어할 수 있는 가변 마스크이더라도 상관없다.
또한, 스퍼터원(3)으로서 소형의 스퍼터원을 이용하면, 차폐 마스크(34)의 유무에 관계없이 성막 영역(35)을 제한할 수 있다. 혹은, 소형의 스퍼터원(3)을 복수 배치하여 다원 스퍼터원화하고, 그들 스퍼터원의 출력 분포를 제어하더라도 동일한 이점을 얻을 수 있다.
또, 스퍼터원(3)은 마그네트론 스퍼터 방식의 스퍼터원이더라도 이온 빔 방식의 스퍼터원이더라도 증착원이더라도 상관없다. 어느 쪽이든, 스퍼터원(3)의 타겟은, 성막 물질의 수에 따른 복수의 타겟의 사이에서 전환이 가능하다.
이상, 본 실시 형태의 성막 장치는, 비회전 대칭 막 두께 분포의 층을 피성막물(기판)(2)에 성막하는 것이 가능하다. 또한, 이 성막 장치는, 그 층의 막 두께 분포를 자유롭게 제어할 수 있으므로, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경의 제조에 적합하다.
또한, 본 실시 형태의 성막 장치는, 비교적 작은 스퍼터원(3)으로 피성막물(기판)(2)을 직접적으로 주사하므로, 피성막물(기판)(2)의 대형화에도 대응 가능하다.
또한, 본 실시 형태의 성막 장치는, 스퍼터원(3)과 피성막물(기판)(2)의 거리를 가까이 할 수 있으므로, 성막 레이트가 향상되고, 다층막 성막의 총 시간 단축으로 이어지고, 반사율 저하의 한 요인인 막중 산화의 악영향을 줄이는 것도 가능하다.
[제 7 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 7 실시 형태로서 성막 장치의 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태의 성막 장치는, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나에서 설명한 다층막 반사경의 제조에 적용하는 것이 가능하다.
도 30은 본 실시 형태의 성막 장치의 구성도이다. 도 30에 나타내는 바와 같이 성막 장치는, 성막실(4)의 내부에 성막 타겟(5)과 피성막물(기판)(6)을 대향 배치하고 있다. 피성막면(61)의 방향은, 연직 아래 방향, 위 방향, 혹은 수평 방향이더라도 상관없지만, 성막 타겟(5)은, 피성막면(61)을 보는 것이 가능한 위치에 배치된다.
피성막물(6)은 회전 스테이지(62)에 의해 유지되어 있고, 회전 스테이지(62)는 피성막물(6)을 성막 중에 자전시킨다. 이렇게 하는 것에 의해 피성막물(6)의 회전 방향에 있어서의 막 두께 균일성을 보장한다.
여기서, 본 실시 형태의 성막 장치는, 성막 타겟(5)과 피성막물(6)의 사이에 가변 마스크(7)가 설치되어 있다.
따라서, 이 가변 마스크(7)의 개구 형상을 성막 중에 제어하면, 피성막물(6)에 성막되는 층의 막 두께 분포를 제어할 수 있다.
도 30의 우측에 나타내는 바와 같이, 가변 마스크(7)는, 다수의 마스크 요소(71)를 소정 방향으로 배열하고 있고, 개개의 요소(71)의 형상은, 가늘고 긴 직사각형 형상을 하고 있다. 또한, 다수의 마스크 요소(71)의 각각은, 상기 소정 방향에 수직인 방향에 걸쳐서 이동 가능하다. 덧붙여서, 이 가변 마스크(7)의 구성은, 이른바 본뜨기 게이지와 같은 공구의 구성과 유사하다.
따라서, 이상의 성막 장치를 사용한 성막 방법에서는, 피성막면(61)에 대한 층의 성막 공정 중에, 예컨대 이하와 같은 조정을 행하는 것에 의해, 그 층의 막 두께 분포를 목표 막 두께 분포에 가까이 할 수 있다.
(1) 피성막면(61)에 대한 층의 성막 후, 그 층의 막 두께 분포를 평가하고, 목표의 막 두께 분포가 얻어지는 가변 마스크(7)의 새 형상을 계산한다.
(2) 가변 마스크(7)의 선단부가 그 새 형상이 되도록, 본뜨기 게이지의 사용 요령으로 다수의 마스크 요소(71)의 각각의 요철의 위치 결정을 행한다. 가변 마스크(7)는, 모터 등의 구동 기구를 갖는 것은 아니므로, 성막 장치 내의 공간 절약에 도움이 된다. 또한, 가변 마스크(7)의 제어에 관해서는 전기적인 구동 기구가 없으므로 고장의 걱정이 없다.
또, 도 30에서는, 하나의 성막 타겟(5)밖에 그려져 있지 않지만, 실제로는, 성막해야 할 층의 종류 수에 따른 수의 성막 타겟이 준비된다. 그래서, 본 실시 형태의 성막 장치는, 성막 타겟(5)의 수와 동일한 수만큼 가변 마스크(7)를 준비하더라도 좋다. 이것에 의해, 복수의 층의 각각의 막 두께 분포를 임의로 제어하는 것이 가능하게 된다.
단, 성막 타겟(5) 및 가변 마스크(7)의 수를 복수로 한 경우는, 교환 기구가 성막실(4) 내에 탑재된다.
이상, 본 실시 형태의 성막 장치에 의하면, 높은 레이트로 성막을 행할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 성막 장치는, 고정 마스크 방식에 의한 막 두께 제어의 메리트와, 가변 마스크 방식의 메리트의 양쪽을 겸비한다. 또한, 본 실시 형태의 성막 장치에 의하면, 성막 공정의 단축과, 막 두께 분포의 높은 정밀도의 조정이 실현된다.
[제 8 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 8 실시 형태로서 성막 장치 및 그것을 사용한 성막 방법의 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태의 성막 장치 및 성막 방법은, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나에서 설명한 다층막 반사경의 제조에 적용하는 것이 가능하다. 본 실시 형태에서는, 비회전 대칭인 막 두께 분포의 층을 기판에 성막한다.
도 31은 본 실시 형태의 성막 장치를 설명하는 도면이다. 도 31(A)에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 성막 장치는, 진공 용기(도시하지 않음) 내에, EUV 노광 장치의 투영 광학계에 탑재되는 반사경의 기판(102)과, 그 기판(102)을 고정하는 스테이지(101)와, Mo 타겟 및 Si 타겟을 설치한 타겟 스테이지(104)와, 이온 빔을 발생시키는 이온원(105)과, 막 두께 보정의 기능을 갖는 차폐판(103)을 배치하고 있다.
이온원(105)으로부터 발생된 이온 빔(106)이 Mo 타겟에 조사되면, 스퍼터 현상에 의해 Mo 타겟으로부터 Mo 원자(107)가 방출되고, 기판(102)의 표면에 도달한 Mo 원자는, 그 표면에 Mo층을 형성한다.
또한, 타겟 스테이지(104)를 180도 회전시키면, 이온원(105)으로부터 발생된 이온 빔(106)은 Si 타겟에 조사되고, 기판(102)의 표면에 Si층이 형성된다.
이와 같은 Mo층의 형성과 Si층의 형성을 반복하면, 기판(102)의 표면에 Mo/Si 다층막이 성막된다.
여기서, 차폐판(103)을 사용하지 않는 종래의 성막 장치에서는, 기판(102)에 있어서의 Mo층의 막 두께 분포 및 Si층의 막 두께 분포는, 타겟에 조사되는 이온 빔의 분포, 타겟과 기판(102)의 위치 관계, 기판(102)의 표면 형상 등에 의존하고 있었다.
그래서, 본 실시 형태의 성막 장치는, 타겟과 기판(102)의 사이에 차폐판(103)을 배치하고, 또한, 그 차폐판(103)을 성막 중에 이동시키는 것에 의해, Mo층의 막 두께 분포 및 Si층의 막 두께 분포를 제어한다.
도 31(B)에 나타내는 바와 같이, 차폐판(103)의 형상은, 예컨대 원반 형상이고, 그 원반의 직경은, 기판(102)의 유효 영역의 직경의 1/10 정도이다.
또한, 이 차폐판(103)은, 충분히 가는 와이어(도시하지 않음)에 의해 지지되고 있고, 그 와이어를 통해서 도시하지 않는 구동부에 의해 이동 가능하게 되어 있다. 차폐판(103)의 이동 방향은, 기판(102)의 표면의 법선 또는 회전 대칭축에 수직인 면 내에 있어서 서로 수직인 X 방향 및 Y 방향이다. 또한, 차폐판(103)의 이동 범위는, 기판(102)의 유효 영역에 정면으로 마주하는 범위의 전역을 커버하고 있다.
성막 중, 차폐판(103)은, 도 31(B)에 나타내는 바와 같이, 기판(102)의 유효 영역에 정면으로 마주하는 범위의 전역을, 극간 없이 래스터 스캔한다.
이상의 성막 장치에 의해 성막을 행할 때에는, 차폐판(103)을 사용하지 않고서 성막한 층의 막 두께 분포와, 등속도의 차폐판(103)을 사용하여 성막한 층의 막 두께 분포를 각각 평가하고, 양자의 평가 결과를 비교하는 것에 의해, 차폐판(103)에 의한 막 두께의 삭감량을 기지(旣知)로 할 수 있다.
또한, 차폐판(103)을 사용하지 않고서 성막한 층의 막 두께 분포와, 목표 막 두께 분포를 비교하는 것에 의해, 층의 어느 부분을 얼마나 얇게 하지 않으면 안 되는지(목표 삭감량 분포)를 계산할 수 있다.
또한, 차폐판(103)을 사용하지 않고서 성막한 층의 막 두께 분포와, 등속도의 차폐판(103)으로 성막한 층의 막 두께 분포를 비교하는 것에 의해, 등속도의 차폐판(103)에 의한 막 두께의 삭감량을 기지로 할 수 있다.
여기서, 어느 성막 영역의 근방에서 차폐판(103)의 이동 속도가 빨라지면 차폐되는 시간이 줄어들기 때문에 그 성막 영역의 막 두께는 두꺼워지고, 그 이동 속도가 느려지면 막 두께는 얇아진다.
그래서, 이상의 성막 장치에 의해 성막을 행할 때에는, 미리 계산된 목표 삭감량 분포로부터, 차폐판(103)의 최적의 속도 패턴을 계산하여 둔다. 그리고, 성막시에는, 성막 중에 있어서의 차폐판(103)의 속도 패턴을, 계산한 최적의 속도 패턴으로 제어하는 것에 의해, 층의 막 두께 분포를 소망하는 분포로 한다.
이상, 본 실시 형태의 성막 장치에 의하면, 차폐판(103)의 속도 패턴을 적절하게 설정하는 것만으로, 층의 막 두께 분포를 임의로 설정할 수 있다.
또, 여기서는 차폐판(103)의 수를 1로 했지만, 차폐판(103)의 수를 복수로 하고, 그들 복수의 차폐판(103)의 각각을 성막 중에 개별적으로 이동시키는 것에 의해, 층의 막 두께 분포를 제어하더라도 좋다.
단, 복수의 차폐판(103)을 동시에 이동시킬 때에는, 성막 중의 층에 있어서 복수의 차폐판(103)이 동시에 영향을 주고 있는 부분 영역끼리 서로 중복되지 않도록, 그들 차폐판(103)의 사이에는 일정하게 간격이 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 여기서는, 차폐판(103)의 형상을 원반 형상으로 하고, 원반의 직경을 기판(102)의 유효 영역의 직경의 1/10 정도로 했지만, 차폐판(103)의 형상 및 사이즈의 조합은 이것으로 한정되는 일은 없다.
[제 9 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 9 실시 형태로서 성막 장치의 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태의 성막 장치는, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나에서 설명한 다층막 반사경의 제조에 적용하는 것이 가능하다.
도 32는 본 실시 형태의 성막 장치를 설명하는 도면이다. 도 32(A)에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 성막 장치는, 진공 용기(도시하지 않음) 내에, EUV 노광 장치의 투영 광학계에 탑재되는 반사경의 기판(201)과, 그 기판(201)을 고정하는 스테이지(202)와, Mo 타겟 및 Si 타겟을 설치한 타겟 스테이지(205)와, 이온 빔을 발생시키는 이온원(206)과, 막 두께 보정의 기능을 갖는 차폐판(204-1, 204-2)을 배치하고 있다.
이온원(206)으로부터 발생된 이온 빔(207)이 Mo 타겟에 조사되면, 스퍼터 현상에 의해 Mo 타겟으로부터 Mo 원자(208)가 방출되고, 기판(201)의 표면에 도달한 Mo 원자는, 그 표면에 Mo층을 형성한다.
또한, 타겟 스테이지(205)를 180도 회전시키면, 이온원(206)으로부터 발생된 이온 빔(207)이 Si 타겟에 조사되고, 기판(201)의 표면에 Si층이 형성된다.
이와 같은 Mo층의 형성과 Si층의 형성을 반복하면, 기판(201)의 표면에 Mo/Si 다층막이 성막된다.
또, 본 실시 형태의 성막 장치에서는, 성막 중, 기판 스테이지(202)는, 소정의 자전축을 중심으로 기판(201)을 자전시킨다.
여기서, 차폐판(204-1, 204-2)을 사용하지 않는 종래의 성막 장치에서는, 기판(201)의 표면의 Mo층의 막 두께 분포, Si층의 막 두께 분포는, 타겟에 조사되는 이온 빔의 조건, 타겟과 기판(201)의 위치 관계, 기판(201)의 표면 형상 등에 의존하고 있었다.
그래서, 본 실시 형태의 성막 장치는, 타겟과 기판(201)의 사이에 2매의 차폐판(204-1, 204-2)을 차례로 배치하는 것에 의해, Mo층의 막 두께 분포 및 Si층의 막 두께 분포를 제어한다.
먼저, 타겟측에 배치된 차폐판(204-1)은, 성막 장치 내에 고정되어 있고, 기판(201)이 자전하더라도 차폐판(204-1)은 자전하지 않는다.
이 차폐판(204-1)의 기본 구조는, 도 32(B)에 나타내는 바와 같이, 기판(201)에 정면으로 마주하는 영역의 전면에 폭 0.5㎜의 빔을 종횡 4㎜의 간격으로 메시 형상으로 배열한 것이다.
단, 차폐판(204-1)의 개구율 분포(빔의 폭 분포에 의해 정해진다)는, 기판(201)의 표면에 형성되는 층의 막 두께 분포를 균일화하기 위한 분포로 설정되어 있다. 기판(201)은 성막 중에 자전하기 때문에, 그 자전축의 둘레 방향에 있어서의 개구율은 균일하고, 자전축의 지름 방향에 있어서의 개구율은 자전축으로부터의 거리에 따라서 상이하다.
한편, 기판측에 배치된 차폐판(204-2)은, 차폐판 스테이지(203)를 통해서 기판 스테이지(202)에 고정되어 있고, 기판(201)과 함께 자전한다.
이 차폐판(204-2)의 기본 구조도, 도 32(C)에 나타내는 바와 같이, 기판(201)에 정면으로 마주하는 영역의 전면에 폭 0.5㎜의 빔을 종횡 4㎜의 간격으로 메시 형상으로 배열한 것이다.
단, 차폐판(204-2)의 개구율 분포(빔의 폭 분포에 의해 정해진다)는, 기판(201)에 성막해야 할 층의 목표 막 두께 분포에 따른 분포로 설정된다. 이 차폐판(204-2)은, 기판(201)과 함께 자전하기 때문에, 성막되는 층의 막 두께 분포를, 회전 대칭인 분포로 하는 것도, 비회전 대칭인 분포로 하는 것도 가능하다.
또, 본 실시 형태의 성막 장치에서는, 차폐판 스테이지(203)가 차폐판(204-2)을 성막 중에 진동시키는 것이 바람직하다. 그 진동의 스트로크는, 차폐판(204-2)의 메시 간격의 반 정도이다. 이것에 의해, 메시의 빔의 그림자가 기판(201)에 비치는 것을 방지할 수 있다. 물론, 빔의 그림자의 영향이 충분히 작은 경우에는, 그 진동을 생략하더라도 좋다.
또한, 본 실시 형태의 성막 장치에는, 성막 중에 타겟과 기판(201)의 사이로부터 차폐판(204-1)을 다른 위치로 일시적으로 퇴피시키는 기구가 구비되는 것이 바람직하다. 장기간에 걸쳐서 성막을 계속하면, 타겟이 이온 빔 조사에 의해 깎여 분포가 변화한다고 하는 문제가 생길 수 있지만, 이 기구에 의해 차폐판(204-1)을 삽탈시키면, 이 분포 변화를 상쇄하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태의 성막 장치에는, 복수의 차폐판이 구비되고, 그들 차폐판을 전환 사용하더라도 좋은 것은 말할 필요도 없다.
또한, 본 실시 형태의 차폐판(204-1, 204-2)의 기본 구조를, 기판(201)에 정면으로 마주하는 영역의 전면에 폭 0.5㎜의 빔을 종횡 4㎜의 간격으로 메시 형상으로 배열한 것으로 했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 기판상의 막 두께를 소망하는 정밀도로 제어할 수 있다면, 다른 기본 구조로 하더라도 좋다.
또한, 본 실시 형태의 성막 장치에서는, 차폐판(204-1, 204-2)의 기본 구조를 공통으로 했지만, 비공통으로 하더라도 좋은 것은 말할 필요도 없다.
[제 10 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 10 실시 형태로서 노광 장치의 실시 형태를 설명한다. 하기의 투영 광학계의 적어도 하나의 미러에는, 상술한 어느 하나의 실시 형태의 다층막 반사경이 적용된다.
도 33은 본 실시 형태와 관련되는 노광 장치 EX의 일례를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태의 노광 장치 EX는, EUV 광으로 기판 P를 노광하는 EUV 노광 장치이다.
도 33에 있어서, 노광 장치 EX는, 마스크 M을 유지하면서 이동 가능한 마스크 스테이지(111)와, 노광광 EL이 조사되는 기판 P를 유지하면서 이동 가능한 기판 스테이지(112)와, EUV 광을 포함하는 광(노광광) EL을 발생시키는 광원 장치(113)와, 광원 장치(113)로부터 사출되는 노광광 EL로 마스크 스테이지(111)에 유지되어 있는 마스크 M을 조명하는 조명 광학계 IL과, 노광광 EL로 조명된 마스크 M의 패턴의 상을 기판 P에 투영하는 투영 광학계 PL과, 적어도 노광광 EL이 통과하는 소정 공간을 형성하고, 그 소정 공간을 진공 상태(예컨대, 1.3×10-3㎩ 이하)로 하는 진공 시스템을 갖는 챔버 장치 VC를 구비하고 있다.
기판 P는, 반도체 웨이퍼 등의 기재상에 감광막이 형성된 것을 포함한다. 마스크 M은, 기판 P에 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다. 본 실시 형태에서는, 노광광 EL로서 EUV 광이 이용되고, 마스크 M은, EUV 광을 반사 가능한 다층막을 갖는 반사형 마스크이다. 반사형 마스크의 다층막은, 예컨대 Mo/Si 다층막, Mo/Be 다층막을 포함한다. 노광 장치 EX는, 다층막이 형성된 마스크 M의 반사면(패턴 형성면)을 노광광 EL로 조명하고, 그 마스크 M에서 반사된 노광광 EL의 반사광으로 기판 P를 노광한다.
본 실시 형태의 광원 장치(113)는, 레이저 여기형 플라즈마 광원 장치이고, 레이저광을 사출하는 레이저 장치(115)와, 크세논 가스 등의 타겟 재료를 공급하는 공급 부재(116)를 포함한다. 레이저 장치(115)는, 적외 영역 및 가시 영역의 파장의 레이저광을 발생시킨다. 레이저 장치(115)는, 예컨대 반도체 레이저 여기에 의한 YAG 레이저, 엑시머 레이저, 탄산가스 레이저 등을 포함한다.
또한, 광원 장치(113)는, 레이저 장치(115)로부터 사출된 레이저광을 집광하는 제 1 집광 광학계(117)를 구비하고 있다. 제 1 집광 광학계(117)는, 레이저 장치(115)로부터 사출된 레이저광을 위치(119)에 집광한다. 공급 부재(116)는, 위치(119)에 타겟 재료를 공급하는 공급구를 갖는다. 제 1 집광 광학계(117)에서 집광된 레이저광은, 공급 부재(116)로부터 공급되는 타겟 재료에 조사된다. 레이저광이 조사된 타겟 재료는, 레이저광의 에너지에 의해 고온이 되고, 플라즈마 상태로 여기되고, 낮은 포텐셜 상태로 천이할 때에, EUV 광을 포함하는 광을 발생시킨다. 또, 광원 장치(113)는, 방전형 플라즈마 광원 장치이더라도 좋다.
광원 장치(113)는, 극단 자외 영역의 스펙트럼을 갖는 광(EUV 광)을 발생시킨다. 노광 장치 EX는, 위치(119)의 주위에 배치된 제 2 집광 미러(118)를 구비하고 있다. 제 2 집광 미러(118)는, 타원경을 포함한다. 타원경을 포함하는 제 2 집광 미러(118)는, 그 제 1 초점과 위치(119)가 거의 일치하도록 배치되어 있다.
제 2 집광 미러(118)에 의해 제 2 초점에 집광된 EUV 광(노광광) EL은, 조명 광학계 IL에 공급된다. 조명 광학계 IL은, 광원 장치(113)로부터의 노광광 EL이 공급되는 복수의 광학 소자(120, 121, 122, 123, 124)를 포함하고, 광원 장치(113)로부터의 노광광 EL로 마스크 M을 조명한다. 조명 광학계 IL의 광학 소자(120, 121, 122, 123, 124)의 적어도 하나가, 상술한 광학 소자(100)이더라도 좋다.
조명 광학계 IL의 광학 소자(120)는, 콜리메이터 미러로서 기능하는 제 3 집광 미러이고, 제 2 집광 미러(118)로부터의 노광광 EL이 공급된다. 제 2 집광 미러(118)로부터의 노광광 EL은, 제 3 집광 미러(120)에 유도된다.
제 3 집광 미러(120)는, 포물면 거울을 포함한다. 제 3 집광 미러(120)는, 그 초점과 제 2 집광 미러(118)의 제 2 초점이 거의 일치하도록 배치되어 있다.
또한, 조명 광학계 IL은, 옵티컬 인터그레이터(125)를 갖는다. 본 실시 형태에 있어서, 옵티컬 인터그레이터(125)는, 반사형 플라이아이 미러 광학계를 포함한다. 옵티컬 인터그레이터(125)는, 입사측 플라이아이 미러(121) 및 사출측 플라이아이 미러(122)를 포함한다. 제 3 집광 미러(120)는, 노광광 EL을, 거의 콜리메이트 상태에서, 옵티컬 인터그레이터(125)의 입사측 플라이아이 미러(121)에 공급한다.
입사측 플라이아이 미러(121)는, 예컨대 미국 특허 제 6452661호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 병렬로 배열된 조야(illumination field)와 실질적으로 상사(相似)인 원호 형상의 반사면을 갖는 복수의 단위 미러(반사 소자군)를 포함한다. 입사측 플라이아이 미러(121)는, 마스크 M의 반사면 및 기판 P의 표면과 광학적으로 공역인 위치 또는 그 근방에 배치되어 있다.
또한, 사출측 플라이아이 미러(122)는, 입사측 플라이아이 미러(121)의 복수의 단위 미러와 대응하는 복수의 단위 미러(반사 소자군)를 포함한다. 사출측 플라이아이 미러(122)의 단위 미러의 각각은, 직사각형 형상이고, 병렬로 배열되어 있다. 사출측 플라이아이 미러(122)는, 투영 광학계 PL의 동공 위치와 광학적으로 공역인 위치 또는 그 근방에 배치되어 있다.
제 3 집광 미러(120)로부터의 콜리메이트된 광은, 입사측 플라이아이 미러(121)에 입사하고, 그 입사측 플라이아이 미러(121)에 의해 파면 분할된다. 입사측 플라이아이 미러(121)의 단위 미러의 각각은, 입사한 광을 집광하고, 복수의 집광점(광원상)을 형성한다. 그들 복수의 집광점이 형성되는 위치 근방의 각각에는, 사출측 플라이아이 미러(122)의 복수의 단위 미러가 배치되어 있다. 사출측 플라이아이 미러(122)의 사출면 또는 그 근방에는, 사출측 플라이아이 미러(122)의 단위 미러의 수에 따른 복수의 집광점(2차 광원)이 형성된다.
또한, 조명 광학계 IL은, 콘덴서 미러(123)를 갖는다. 콘덴서 미러(123)는, 콘덴서 미러(123)의 초점 위치와 옵티컬 인터그레이터(125)에 의해 형성되는 2차 광원의 위치 근방이 거의 일치하도록 배치되어 있다. 옵티컬 인터그레이터(125)에 의해 형성된 2차 광원으로부터의 광은, 콘덴서 미러(123)에서 반사됨과 아울러 집광되고, 광로 절곡 미러(124)를 통해서, 마스크 M에 공급된다.
이와 같이, 복수의 광학 소자(120~124)를 포함하는 조명 광학계 IL은, 광원 장치(113)로부터 사출되는 노광광 EL로 마스크 M상의 조명 영역을 균일하게 조명한다. 조명 광학계 IL에 의해 조명되고, 마스크 M에서 반사된 노광광 EL은, 투영 광학계 PL에 입사한다.
또, 마스크 M에 공급되는 광과, 마스크 M에서 반사되어 투영 광학계 PL에 입사하는 광의 광로 분리를 공간적으로 행하기 위해, 본 실시 형태의 조명 광학계 IL은, 비(非) 텔레센트릭(telecentric) 계(系)이다. 또한, 투영 광학계 PL도 마스크측 비 텔레센트릭 계이다.
마스크 스테이지(111)는, 마스크 M을 유지하면서, X축, Y축, Z축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6개의 방향으로 이동 가능한 6 자유도 스테이지이다. 본 실시 형태에 있어서는, 마스크 스테이지(111)는, 마스크 M의 반사면과 XY 평면이 거의 평행이 되도록, 마스크 M을 유지한다. 마스크 스테이지(111)(마스크 M)의 위치 정보는, 레이저 간섭계(141)에 의해 계측된다. 레이저 간섭계(141)는, 마스크 스테이지(111)에 마련된 계측 미러를 이용하여, 마스크 스테이지(111)의 X축, Y축, 및 θZ 방향에 관한 위치 정보를 계측한다.
또한, 마스크 스테이지(111)에 유지되어 있는 마스크 M의 표면의 면 위치 정보(Z축, θX, 및 θY에 관한 위치 정보)는, 도시하지 않는 포커스 레벨링 검출 시스템에 의해 검출된다. 레이저 간섭계(141)의 계측 결과 및 포커스 레벨링 검출 시스템의 검출 결과에 근거하여, 마스크 스테이지(111)에 유지되어 있는 마스크 M의 위치가 제어된다.
또한, 본 실시 형태의 노광 장치 EX는, 예컨대 일본 특허 공개 2004-356415호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같은, 마스크 M의 반사면의 적어도 일부와 대향하는 위치에 배치되고, 마스크 M의 반사면에서의 노광광 EL의 조명 영역을 제한하는 블라인드 부재(160)를 구비하고 있다. 블라인드 부재(160)는, 노광광 EL이 통과 가능한 개구를 갖고, 마스크 M의 반사면에서의 노광광 EL의 조명 영역을 규정한다.
투영 광학계 PL은, 마스크 M으로부터의 노광광 EL이 공급되는 복수의 광학 소자(131, 132, 133, 134, 135, 136)를 포함하고, 노광광 EL로 조명된 마스크 M의 패턴의 상을 기판 P에 투영한다. 투영 광학계 PL의 광학 소자(131, 132, 133, 134, 135, 136)의 적어도 하나가, 상술한 광학 소자(100)이더라도 좋다.
투영 광학계 PL은, 오목면 형상의 반사면을 갖는 제 1 반사 미러(131) 및 오목면 형상의 반사면을 갖는 제 2 반사 미러(132)를 포함하는 제 1 미러쌍과, 소정 형상의 반사면을 갖는 제 3 반사 미러(133) 및 오목면 형상의 반사면을 갖는 제 4 반사 미러(134)를 포함하는 제 2 미러쌍과, 볼록면 형상의 반사면을 갖는 제 5 반사 미러(135) 및 오목면 형상의 반사면을 갖는 제 6 반사 미러(136)를 포함하는 제 3 미러쌍을 구비하고 있다.
각각의 미러쌍 중, 제 1 반사 미러(131), 제 3 반사 미러(133), 및 제 5 반사 미러(135)의 각각은, 반사면이 투영 광학계 PL의 물체면측(마스크 M측)을 향하도록 배치되어 있고, 제 2 반사 미러(132), 제 4 반사 미러(134), 및 제 6 반사 미러(136)의 각각은, 반사면이 투영 광학계 PL의 상면측(기판 P측)을 향하도록 배치되어 있다.
마스크 M으로부터의 노광광 EL은, 제 1 반사 미러(131) 및 제 2 반사 미러(132)의 차례로 제 1 미러쌍에서 반사된 후에 중간상을 형성한다. 중간상으로부터의 광은, 제 3 반사 미러(133) 및 제 4 반사 미러(134)의 차례로 제 2 미러쌍에서 반사된다. 제 2 미러쌍에서 반사된 광은, 제 5 반사 미러(135) 및 제 6 반사 미러(136)의 차례로 제 3 미러쌍에서 반사되어 기판 P에 유도된다. 중간상이 형성되는 위치에는, 기판 P상의 투영 영역을 제한하는 시야 조리개 FS가 배치되어 있다.
제 1 미러쌍의 제 1 반사 미러(131)와 제 2 반사 미러(132)의 사이에는, 투영 광학계 PL의 개구수 NA를 제한하는 개구 조리개 AS가 배치되어 있다. 개구 조리개 AS는, 크기(구경)가 가변인 개구를 갖는다. 개구의 크기(구경)는, 개구 조리개 제어 유닛(151)에 의해 제어된다.
기판 스테이지(112)는, 기판 P를 유지하면서, X축, Y축, Z축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6개의 방향으로 이동 가능한 6 자유도 스테이지이다. 본 실시 형태에 있어서는, 기판 스테이지(112)는, 기판 P의 표면과 XY 평면이 거의 평행이 되도록, 기판 P를 유지한다. 기판 스테이지(112)(기판 P)의 위치 정보는, 레이저 간섭계(142)에 의해 계측된다. 레이저 간섭계(142)는, 기판 스테이지(112)에 마련된 계측 미러를 이용하여, 기판 스테이지(112)의 X축, Y축, 및 θZ 방향에 관한 위치 정보를 계측한다. 또한, 기판 스테이지(112)에 유지되어 있는 기판 P의 표면의 면 위치 정보(Z축, θX, 및 θY에 관한 위치 정보)는, 도시하지 않는 포커스 레벨링 검출 시스템에 의해 검출된다. 레이저 간섭계(142)의 계측 결과 및 포커스 레벨링 검출 시스템의 검출 결과에 근거하여, 기판 스테이지(112)에 유지되어 있는 기판 P의 위치가 제어된다.
기판 P를 노광할 때에는, 조명 광학계 IL이 마스크 M상의 소정의 조명 영역을 노광광 EL로 조명하면서, 마스크 M을 유지한 마스크 스테이지(111)의 Y축 방향으로의 이동과 동기하여, 기판 P를 유지한 기판 스테이지(112)가 Y축 방향으로 이동한다. 이것에 의해, 마스크 M의 패턴의 상이, 투영 광학계 PL을 통해서 기판 P에 투영된다.
이상의 노광 장치에서는, 투영 광학계 PL의 적어도 하나의 미러, 예컨대, 광 EL의 입사 각도가 가장 큰 미러에 대하여, 상술한 어느 하나의 실시 형태의 다층막 반사경이 적용된다.
따라서, 투영 광학계 PL의 투과율은 높아지고, 노광 장치 EX의 성능(구체적으로는 노광 장치 EX의 스루풋)은 높아진다.
또, 본 실시 형태의 기판 P로서는, 반도체 디바이스 제조용의 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용의 유리 기판, 박막 자기 헤드용의 세라믹 웨이퍼, 혹은 노광 장치에서 이용되는 마스크 또는 레티클의 원판(합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.
또한, 노광 장치 EX로서는, 마스크 M과 기판 P를 동기 이동하여 마스크 M의 패턴을 주사 노광하는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광 장치(스캐닝 스텝퍼) 외에, 마스크 M과 기판 P를 정지한 상태에서 마스크 M의 패턴을 일괄 노광하고, 기판 P를 순차적으로 스텝 이동시키는 스텝 앤드 리피트 방식의 투영 노광 장치(스텝퍼)에도 적용할 수 있다.
또한, 스텝 앤드 리피트 방식의 노광에 있어서, 제 1 패턴과 기판 P를 거의 정지한 상태에서, 투영 광학계를 이용하여 제 1 패턴의 축소상을 기판 P상에 전사한 후, 제 2 패턴과 기판 P를 거의 정지한 상태에서, 투영 광학계를 이용하여 제 2 패턴의 축소상을 제 1 패턴과 부분적으로 겹쳐서 기판 P상에 일괄 노광하더라도 좋다(스티치 방식의 일괄 노광 장치).
또한, 스티치 방식의 노광 장치로서는, 기판 P상에서 적어도 2개의 패턴을 부분적으로 겹쳐서 전사하고, 기판 P를 순차적으로 이동시키는 스텝 앤드 스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 예컨대 미국 특허 제 6611316호에 개시되어 있는 바와 같이, 2개의 마스크의 패턴을, 투영 광학계를 통해서 기판상에서 합성하고, 1회의 주사 노광에 의해 기판상의 하나의 샷 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 미국 특허 6341007호, 미국 특허 6400441호, 미국 특허 6549269호, 및 미국 특허 6590634호, 미국 특허 6208407호, 미국 특허 6262796호 등에 개시되어 있는 바와 같은 복수의 기판 스테이지를 구비한 트윈 스테이지형의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 예컨대 미국 특허 제 6897963호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 기판을 유지하는 기판 스테이지와 기준 마크가 형성된 기준 부재 및/또는 각종 광전 센서를 탑재한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 복수의 기판 스테이지와 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 적용할 수 있다.
노광 장치 EX의 종류로서는, 기판 P에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용의 노광 장치로 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용의 노광 장치, 박막 자기 헤드, 촬상 소자(CCD), 마이크로 머신, MEMS, DNA 칩, 혹은 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
본원 실시 형태의 노광 장치 EX는, 본원 청구의 범위에 거론된 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록, 조립하는 것에 의해 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립의 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 각종 서브시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정은, 각종 서브시스템 상호의, 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정 전에, 각 서브시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브시스템의 노광 장치로의 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 행해지고, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또, 노광 장치의 제조는 온도 및 청정도 등이 관리된 클린룸에서 행하는 것이 바람직하다.
[제 11 실시 형태]
이하, 본 발명의 제 11 실시 형태로서 디바이스의 제조 방법의 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태의 디바이스의 제조 방법에는, 제 10 실시 형태의 어느 하나의 노광 장치가 적용된다.
반도체 디바이스 등의 디바이스는, 도 34에 나타내는 바와 같이, 디바이스의 기능ㆍ성능 설계를 행하는 스텝 201, 이 설계 스텝에 근거한 마스크(레티클)를 제작하는 스텝 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 스텝 203, 마스크의 패턴으로부터의 노광광으로 기판 P를 노광하는 것, 및 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는 기판 처리(노광 처리)를 갖는 기판 처리 스텝 204, 디바이스 조립 스텝(다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정 등의 가공 프로세스를 포함한다) 205, 검사 스텝 206 등을 거쳐 제조된다.
단, 본 실시 형태에서는, 기판 P를 노광하는 노광 처리에 제 10 실시 형태의 어느 하나의 노광 장치를 사용한다. 이 노광 장치는, 전술한 바와 같이 고성능화되어 있다. 따라서, 본 실시 형태의 제조 방법은, 디바이스의 제조를 높은 스루풋으로 행할 수 있다.
[실시 형태의 작용 효과]
제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경은, 기판(P)측으로부터 차례로, 제 1 등주기 다층막(기판측 블록)과, 조정층(스페이서층 등)과, 제 2 등주기 다층막(반기판측 블록)을 가진 다층막 반사경이고, 하기 (a)~(c)의 조합이 반사면 내의 위치마다 또는 영역마다 설정되어 있다.
(a) 상기 제 1 등주기 다층막(기판측 블록)이 단체로 갖는 반사 특성.
(b) 상기 제 2 등주기 다층막(반기판측 블록)이 단체로 갖는 반사 특성.
(c) 상기 조정층(스페이서층 등)의 막 두께.
따라서, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경은, 심플한 막 구성임에도 불구하고, 상기 반사면 내의 위치마다 또는 영역마다 반사 특성을 부여할 수 있다.
그러므로, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경은, 필요한 반사 특성(예컨대, 반사해야 할 입사광의 각도 범위)이 반사면 내의 위치 또는 영역에 따라 상이한 광학계, 예컨대, EUV 노광 장치의 투영 광학계에 적합하다.
또한, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경에 있어서, 하기 파라미터 Γ1, d1, N1, Γ2, d2, N2, d3의 조합은, 상기 반사면 내의 위치마다 또는 영역마다 설정되어 있다.
상기 제 1 등주기 다층막을 구성하는 층쌍의 막 두께 비 Γ1,
상기 제 1 등주기 다층막을 구성하는 상기 층쌍의 주기 길이 d1,
상기 제 1 등주기 다층막에 있어서의 상기 층쌍의 적층 횟수 N1,
상기 제 2 등주기 다층막을 구성하는 층쌍의 막 두께 비 Γ2,
상기 제 2 등주기 다층막을 구성하는 상기 층쌍의 주기 길이 d2,
상기 제 2 등주기 다층막에 있어서의 상기 층쌍의 적층 횟수 N2,
상기 조정층의 막 두께 d3
예컨대, 제 1 실시 형태의 다층막 반사경의 상기 반사면 내에는, 파라미터 Γ1, d3의 조합이 상이한 적어도 2개의 반사점 또는 반사 영역이 존재한다. 또한, Γ1, d3 이외의 파라미터는 상기 반사면 내에서 동일하거나 또는 거의 동일하다.
예컨대, 제 2 실시 형태의 다층막 반사경의 상기 반사면 내에는, 파라미터 N1, N2의 조합이 상이한 적어도 2개의 반사점 또는 반사 영역이 존재한다. 또한, N1, N2 이외의 파라미터는 상기 반사면 내에서 동일하다.
또한, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경에 있어서, 상기 반사면 내에 있어서의 상기 조합의 분포는, 매끄러운 분포로 설정되어 있다.
따라서, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경에 의하면, 설계시의 설계 파라미터의 수, 나아가서는 성막시의 조정 파라미터의 수를 억제할 수 있다. 더구나, 상기 반사면 내의 각 위치의 사이에서는, 기본적인 막 구성이 공통되므로, 많은 성막 공정을 공통화할 수 있다(제 4 실시 형태~제 9 실시 형태를 참조).
또한, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경에 있어서, 상기 조정층은, 상기 제 1 등주기 다층막을 구성하는 물질 중, 사용 파장에 있어서의 소쇠 계수가 가장 큰 물질의 소쇠 계수보다 작은 소쇠 계수를 갖는 스페이서층, 믹싱층, 열 확산층의 어느 하나이다.
또한, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경에 있어서, 상기 조정층은, C, B, Zr, Nb, Ru, Mo, Si 중 어느 하나의 물질로 이루어지는 스페이서층, 또는, C, B, Zr, Nb, Ru, Mo, Si 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 혼합물층으로 이루어지는 스페이서층이다.
또한, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경에 있어서, 상기 제 1 등주기 다층막 또는 상기 제 2 등주기 다층막을 구성하는 상기 층쌍은, Mo층과 Si층의 조합으로 이루어지고, 상기 스페이서층은 Si층 또는 Mo층으로 이루어진다.
따라서, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경은, 고기능이고 또한 심플함에도 불구하고, 특수 재료를 필요로 하지 않는다.
또한, 제 4 실시 형태~제 9 실시 형태의 어느 하나의 성막 방법은, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경의 제조 방법이고, 상기 다층막 반사경을 구성하는 어느 하나의 층의 재료인 입자를 성막 영역을 향해서 방출하는 방출 수순과, 상기 다층막 반사경의 상기 기판과 상기 성막 영역을 상대 이동시키는 이동 수순과, 상기 이동 방향에 있어서의 상기 성막 영역의 사이즈와 상기 이동의 속도의 적어도 한쪽을 제어하는 것에 의해, 상기 기판에 형성되는 상기 층의 막 두께 분포를 제어하는 제어 수순을 포함한다.
따라서, 제 4 실시 형태~제 9 실시 형태의 어느 하나의 성막 방법에 의하면, 재료가 공통이고 막 두께 분포가 동일하지 않은 층을, 상기 기판에 형성할 수 있다.
또한, 제 5 실시 형태의 성막 방법은, 상기 다층막 반사경을 구성하는 어느 하나의 층의 재료인 입자를, 상기 다층막 반사경의 상기 기판을 향해서 방출하는 방출 수순과, 상기 입자의 경로에 세트되어야 할 마스크로서 개구 패턴이 상이한 복수의 마스크를 구분하여 사용하는 것에 의해, 상기 기판에 형성되는 상기 층의 막 두께 분포를 제어하는 제어 수순을 포함한다.
또한, 상기 제어 수순에서는, 상기 입자의 방출 중에 상기 기판을 축 주위로 회전시키고, 상기 기판의 회전 속도를, 상기 기판의 회전 각도의 함수로서 제어한다.
또한, 제 5 실시 형태의 성막 방법에 있어서, 상기 복수의 마스크가 상기 기판에 개별적으로 형성하는 각 층의 막 두께 분포는, 서로 직교 관계에 있다.
따라서, 제 5 실시 형태의 성막 방법에 의하면, 여러 가지의 막 두께 분포의 층을 상기 기판에 형성할 수 있다.
따라서, 제 4 실시 형태~제 9 실시 형태의 어느 하나의 성막 방법은, 제 1 실시 형태~제 3 실시 형태의 어느 하나의 다층막 반사경의 제조에 적합하다.
또한, 제 10 실시 형태의 투영 광학계는, 상술한 어느 하나의 실시 형태의 다층막 반사경을 구비한다.
따라서, 제 10 실시 형태의 투영 광학계는, 고성능화된다.
또한, 제 10 실시 형태의 노광 장치는, 상술한 어느 하나의 투영 광학계를 구비한다.
따라서, 제 10 실시 형태의 노광 장치는, 고성능화된다.
또한, 제 11 실시 형태의 디바이스의 제조 방법은, 상술한 노광 장치를 사용한다.
따라서, 제 11 실시 형태의 디바이스의 제조 방법은, 높은 스루풋으로 디바이스를 제조할 수 있다.
[그 외]
또, 상술한 각 실시 형태의 요건은, 적당하게 조합할 수 있다. 또한, 일부의 구성 요소를 이용하지 않는 경우도 있다. 또한, 법령으로 허용되는 한, 상술한 각 실시 형태 및 변형예에서 인용한 장치 등에 관한 모든 공개 공보 및 미국 특허의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
본 발명의 기술 범위는 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적당하게 변경을 가할 수 있다.
도 1의 부호 P : 기판
도 1의 부호 A~C : 등주기 다층막 블록
도 1의 부호 SA, SB : 스페이서층

Claims (16)

  1. 기판측으로부터 차례로, 제 1 등주기(等周期) 다층막 및 조정층의 적어도 1개의 세트와, 제 2 등주기 다층막을 가진 다층막 반사경으로서,
    상기 제 1 등주기 다층막을 구성하는 층쌍의 막 두께비 및 상기 조정층의 막 두께의 조합과, 상기 제 1 등주기 다층막에 있어서의 층쌍의 적층 횟수 및 상기 제 2 등주기 다층막에 있어서의 층쌍의 적층 횟수의 조합의 적어도 한쪽을, 반사면 내의 복수의 상이한 위치마다 또는 상기 반사면 내의 복수의 상이한 영역마다 각각 상이하게 함으로써, 상기 반사면 내의 복수의 각 위치 또는 상기 반사면 내의 복수의 각 영역의 각각이 개별의 반사 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 다층막 반사경.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 조정층은, 상기 제 1 등주기 다층막을 구성하는 물질 중, 사용 파장에 있어서의 소쇠 계수가 가장 큰 물질의 소쇠 계수보다 작은 소쇠 계수를 갖는 스페이서층, 믹싱층, 열 확산층의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다층막 반사경.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 조정층은, C, B, Zr, Nb, Ru, Mo, Si 중 어느 하나의 물질로 이루어지는 스페이서층, 또는, C, B, Zr, Nb, Ru, Mo, Si 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 혼합물층으로 이루어지는 스페이서층인 것을 특징으로 하는 다층막 반사경.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 등주기 다층막 또는 상기 제 2 등주기 다층막을 구성하는 상기 층쌍은, Mo층과 Si층의 조합으로 이루어지고,
    상기 스페이서층은, Mo층 또는 Si층으로 이루어지는
    것을 특징으로 하는 다층막 반사경.

  9. 청구항 1, 6, 7, 8 중 어느 한 항에 기재된 다층막 반사경의 제조 방법으로서,
    상기 다층막 반사경을 구성하는 어느 하나의 층의 재료인 입자를 성막 영역을 향해서 방출하는 방출 수순과,
    상기 다층막 반사경의 상기 기판과 상기 성막 영역을 상대 이동시키는 이동 수순과,
    상기 상대 이동의 이동 방향에 있어서의 상기 성막 영역의 사이즈와 상기 이동의 속도의 적어도 한쪽을 제어하는 것에 의해, 상기 기판에 형성되는 상기 층의 막 두께 분포를 제어하는 제어 수순
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층막 반사경의 제조 방법.
  10. 청구항 1, 6, 7, 8 중 어느 한 항에 기재된 다층막 반사경의 제조 방법으로서,
    상기 다층막 반사경을 구성하는 어느 하나의 층의 재료인 입자를, 상기 다층막 반사경의 상기 기판을 향해서 방출하는 방출 수순과,
    상기 입자의 경로에 세트되어야 할 마스크로서 개구 패턴이 상이한 복수의 마스크를 구분하여 사용하는 것에 의해, 상기 기판에 형성되는 상기 층의 막 두께 분포를 제어하는 제어 수순
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층막 반사경의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 수순에서는, 상기 입자의 방출 중에 상기 기판을 축 주위로 회전시키고, 상기 기판의 회전 속도를, 상기 기판의 회전 각도의 함수로서 제어하는 것을 특징으로 하는 다층막 반사경의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 마스크가 상기 기판에 개별적으로 형성하는 각 부분층의 막 두께 분포는, 서로 직교 관계에 있는 것을 특징으로 하는 다층막 반사경의 제조 방법.
  13. 청구항 1, 6, 7, 8 중 어느 한 항에 기재된 다층막 반사경을 구비하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
  14. 청구항 13에 기재된 투영 광학계를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  15. 청구항 14에 기재된 노광 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 마스크가 상기 기판에 개별적으로 형성하는 각 부분층의 막 두께 분포는, 축에서 벗어난 회전 대칭 분포, 틸트 분포, 코마 분포, 아스 분포 및 제로 θ 분포의 적어도 1개의 조합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층막 반사경의 제조 방법.
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