KR20030014231A - 막형성방법, 다층막 반사경의 제조방법 및 막형성장치 - Google Patents

Abstract

단시간에 원하는 막두께 분포를 얻을 수 있는 막형성방법 및 막형성장치를 제공한다. 이 막형성장치에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 충분히 감압된 용기 (40) 내에서, 회전대칭형상을 갖는 막형성해야 할 기판 (41) 을 회전대칭축을 중심으로 회전시킨다. 또한, 동 용기 (40) 내에서, 표적재 (42) 에 대해 가열 또는 이온빔 조사를 행함으로써 표적재 (42) 의 원자를 비산시키고, 비산된 원자를 기판 (41) 위에 적층시킨다. 기판 (41) 근방에, 비산된 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판 (10) 이 배치되어 있다. 동 막두께 보정판 (10) 은, 도 3 에 나타내는 고정형 보정판 (11) 과, 도 2 에 나타내는 형상가변형 보정판 (21) 으로 구성되어 있고, 막두께 보정판의 형상은 가변이다.

Description

막형성방법, 다층막 반사경의 제조방법 및 막형성장치{FILM FORMING METHOD, MULTILAYER FILM REFLECTOR MANUFACTURING METHOD, AND FILM FORMING DEVICE}

기술분야

본 발명은 기판표면으로의 막형성을 행하는 막형성장치, 막형성방법 및 다층막 반사경의 제조방법에 관한 것이다.

배경기술

현재, 반도체 집적회로의 제조에서는 마스크 위에 형성된 매우 미세한 패턴을 레지스트를 도포한 실리콘 웨이퍼 위에 가시광 또는 자외광에 의해 축소 투영하여 전사하는 방법이 널리 행해지고 있다. 그러나, 패턴 사이즈의 미세화에 따라 자외광을 사용한 축소투영노광이라도 회절 한계에 가까워지고 있다. 그래서, 자외광보다 더욱 파장이 짧은, 파장 13 ㎚ 또는 11 ㎚ 의 극단자외 (Extreme Ultraviolet; 이하, EUV) 광을 사용한 축소투영노광이 제안되어 있다.

EUV 영역의 광은 거의 모든 물질에 강하게 흡수되어 렌즈 등의 굴절형 광학소자는 사용할 수 없기 때문에 축소 투영을 행하는 광학계는 반사경으로 구성된다. 반사경 표면에는 반사율을 높게 하기 위해 다층막 구조를 갖는 코팅이 이루어져 있다. 파장 13 ㎚ 부근의 광에 대해서는 Mo/Si 다층막에 의해 60 % 이상의 반사율이 얻어지는 것이 보고되어 있다. EUV 리소그래피에서는 이와 같은 다층막 반사경에 의해 광학계를 구성함으로써 0.1 미크론 이하의 패턴을 형성할 수 있어높은 처리능력 (스루풋) 을 갖는 축소투영노광장치를 실현할 수 있는 것으로 알려져 있다.

이와 같은 광학계를 제작하는 경우, 반사경 표면에 코팅되는 다층막의 주기 길이 제어는 매우 중요하다. 다층막이 높은 반사율을 발휘하는 파장은, 그 다층막의 주기 길이와 입사되는 EUV 광의 입사각에 의존하고 있다. 따라서, 다층막의 주기 길이는 노광에 사용하는 파장인 EUV 광에 대해 높은 반사율이 얻어지는 것이어야 하며, 또 광학계를 구성하는 각각의 반사경 위의 각부에서의 EUV 광의 입사각은 1장의 반사경 위에서도 일정하지는 않기 때문에, 입사각에 대응시켜 반사경 위의 다층막의 주기길이분포를 제어하면서 다층막을 형성할 필요가 있다. 또한, 기판 위에 막형성을 행하는 방법으로, 현재 일반적인 진공증착이나 스퍼터에 의해 다층막을 형성한 경우, 기판 위의 다층막에 바람직하지 않은 주기길이분포가 생기게 되는 경우가 있다. 따라서, 막형성시에 어떤 방법에 의해 다층막의 주기길이분포를 제어할 필요가 있다.

축소투영노광장치에 사용되는 광학계는 노광하는 패턴이 묘화된 마스크 위의 일부 윤대영역 (반경방향으로 1∼2 ㎜, 원둘레방향으로 25 ㎜ 정도) 을 웨이퍼 위에 축소투영하도록 구성되어 있고, 각 다층막 반사경의 EUV 광 반사면은 볼록 또는 오목의 회전대칭인 형상을 갖는다. 이 구성에서 각 다층막 반사경으로의 EUV 광의 입사각은 다층막 반사경의 원주 방향으로는 일정하며 반경방향으로는 변화되고 있다. 따라서, 반사경에 요구되는 다층막의 주기길이분포는 회전대칭인 것으로 된다.

막두께분포를 제어하면서 막형성을 행하는 방법의 예를 도면을 참조하면서 설명한다. 이 막형성방법은 다층막의 주기길이분포를 제어하면서 기판 위에 막형성을 행하는 경우에도 적용되고 있는 것이다.

도 7 은 종래의 막형성장치의 주요부의 개요를 나타내는 평면도이다.

도 8 은 종래의 막두께 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 9 는 막두께 보정판의 유무에 의한 막두께분포의 변화의 예를 나타내는 그래프이다.

우선 막형성공정의 개략에 대해 도 7 을 참조하면서 설명한다. 막형성을 행하는 기판 (101) 은 일례로서 중앙에 개구를 갖는 회전대칭인 오목면 기판 (예컨대 Schwaltzschild 경(鏡)의 부경(副鏡)) 이다. 막형성은 감압된 용기 (100) 내에서 막재료로 되는 타깃재 (표적재) (102) 에 이온원 (103) 으로부터 이온빔을 조사함으로써 타깃재 (102) 의 원자를 비산시키고 동 용기 (100) 내에 배치한 기판 (101) 표면에 비산된 타깃재 원자를 퇴적시킴으로써 행해진다. 막형성 중, 기판 (101) 은 대칭축을 중심으로 회전하고 있고 둘레방향으로는 일정한 막두께를 갖는 막형성이 이루어진다. 그러나, 막두께는 기판의 반경방향으로는 일정하지 않고, 예컨대 도 9 에 나타내는 곡선 (111) 과 같은 막두께 분포를 생기게 한다.

이어서, 이 막두께분포의 곡선 (111) 을 목표로 하는 영역 (115) 에 포함되도록 제어하면서 막형성하는 방법에 대해 설명한다. 이 제어를 위해 막형성시 기판 (101) 근방에 막두께 보정판 (106) 을 배치한다. 막두께 보정판 (106) 은 도 8 에 나타내는 바와 같이 개구부 (108) 를 갖는 지지판 (107) 으로 이루어진다.개구부 (108) 안에는 반경방향에 있는 프로필을 갖는 차폐판 (109) 이 형성되어 있다. 이 막두께 보정판 (106) 은 반경방향으로 개구율이 제어된 형상을 갖고 있고, 그 개구율 p(r) 은 다음 식으로 표시된다.

p(r) = (dm(r))/(do(r))

(do(r): 보정판을 배치하지 않는 경우의 기판 위에서의 막두께, dm(r): 기판 위에서의 원하는 막두께, r 은 기판 중심으로부터의 거리를 나타냄)

이 막두께 보정판 (106) 을 사용함으로써 반경위치에서의 막두께를 상대적으로 제어하고, 도 9 의 목표로 하는 영역 (115) 내에 포함되는 곡선 (113) 과 같은 막두께분포를 실현한다.

도 8 에 나타낸 바와 같은 막두께 보정판 (106) 에 의해 원하는 막두께 (주기길이) 분포를 얻기 위해서는 막두께 보정판의 형상에는 높은 정밀도가 요구된다. 예컨대, 중심으로부터 5㎝ 의 위치에서 다층막의 주기길이 (막두께) 을 제어하기 위해 80% 의 개구율이 필요하며, 주기길이 6.9 ㎚ 에 대해 ±0.01 ㎚ 이하의 정밀도로 제어가 필요한 경우, 막두께 보정판의 둘레방향의 형상에는 적어도 ±0.18 ㎜ 의 정밀도가 요구된다. 회전중심에 의해 가까운 부분에서는 더욱 높은 정밀도가 필요해진다.

막두께 보정판의 형상은 타깃재 (표적재) 로부터 방출되는 스퍼터입자 (비산된 원자) 의 분포와, 기판 위에서 요구되는 막두께 분포로부터 최적인 형상을 예상하여 정할 수 있다. 그러나, 이와 같이 하여 얻어지는 형상의 막두께 보정판으로 막형성을 행해도 원하는 막두께분포를 얻기는 일반적으로는 곤란하다. 이것은 타깃재로부터 방출되는 스퍼터입자의 분포를 정확하게 알기가 어렵고 최초의 예상이 정확하지 않기 때문이다. 이를 위해, 소정 형상의 막두께 보정판을 사용하여 실제로 막형성을 행하고 그 때의 막두께분포를 평가하여 막두께 보정판의 형상을 조정ㆍ변경하여 몇 번 제작할 필요가 있다.

또한, 한번 원하는 막두께분포가 얻어지는 막두께 보정판의 형상이 얻어진 경우라도 그 막두께 보정판을 사용하여 원하는 막두께분포를 항구적으로 얻을 수 있는 것은 아니다. 이것은 막형성장치의 특성이 약간씩이기는 하지만 변동하기 때문이다. 그로 인한 막두께분포의 변동이 허용범위를 초과한 경우에는 막두께 보정판의 형상을 변경할 필요가 있고, 이 경우에도 상기 순서로 막두께를 제어할 필요가 있다. 이 때 막두께 보정판은 상기 서술한 요구에서 적어도 0.1㎜ 의 정밀도로 제조해야 하기 때문에 그 제조에는 어느 정도의 시간이 필요하다. 따라서, 원하는 막두께분포에서의 막형성이나 원하는 주기길이분포를 갖는 다층막 반사경의 제조에 필요한 시간이 길어진다는 문제가 있었다.

이어서, 다른 배경기술에 대해 설명한다.

막두께분포를 제어하면서 기판 위에 막형성을 행하는 다른 방법으로서, 상기 방법과 다른 형태의 막두께 보정판을 사용하는 방법 (W.C.Sweatt et.al. OSA TOPS on Extreme Ultraviolet Lithography, 149 (1996) Vol.4, Glenn D. Kubiak and Don Kaia eds.) 도 제안되어 있다. 동 제안은 구면으로 가공한 기판 위에 분포를 제어한 막형성을 행함으로써 정밀도가 높은 비구면형상을 얻는 방법에 관한 것이다. 이 방법에 대해 도 15∼도 17 을 참조하면서 설명한다.

도 15 는 종래의 막두께 보정판의 다른 형태를 나타내는 평면도로 도 15a 는 전체도이며, 도 15b 는 개구의 확대도이다.

도 16 은 기판 위에 생기는 막두께 보정판의 반영(半影) 에 대해 설명하는 개념도이다.

도 17 은 기판 위에서의 막두께 균일성을 설명하는 개념도이다.

도 15 의 막두께 보정판 (121) 은 원판형상으로 전체에 미세한 개구 (123) 가 형성되어 있다. 각 개구 (123) 는 도 15b 에 확대하여 나타내는 바와 같이 직경 0.03∼0.07 ㎜ 의 원형의 개구이며, 각 개구 (123) 의 중심간 피치는 0.1 ㎜ 이다. 보다 두껍게 막형성을 행하는 영역에 대응하는 부분에서는 개구가 크게 얇게 막형성을 행하는 부분에서는 개구가 작게 되어 있다.

그런데, 도 16a 에 나타내는 바와 같이 타깃재 (102) 위의 입자가 방출되는 영역은 유한의 크기를 갖고 있기 때문에, 막두께 보정판 (121) 에 의해 기판 (101) 위에 소위 반영 (125) 이 생긴다. 이 반영 (125) 의 확산 (a) 은 타깃재 (102) 의 크기나, 타깃재 (102) 와 막두께 보정판 (121), 기판 (101) 과의 위치관계 등에 따라 변화된다. 또, 기판 위에서의 반영의 발생모양은 막두께 보정판 (121) 의 개구 (123) 의 간격에 따라 변화되고, 도 16b 에 나타내는 바와 같이 반영의 확산에 비해 개구 (123) 의 간격이 작으면 반영 (125) 은 서로 겹쳐 생긴다.

막형성을 행하는 경우, 일반적으로는 기판 위에 생기는 반영의 확산에 비해 막두께 보정판 (121) 의 개구 (123) 사이의 간격을 좁게 하고 있다. 이와 같이 하면 도 17 에 나타낸 바와 같이 막두께 보정판 (121) 의 각각의 개구 (123) 를 통과하는 비산입자 (126) 에 의한 막형성의 막두께분포 (127) 는 서로 겹쳐져, 막두께 보정판 (121) 의 반영이 생김으로 인한 기판면내의 막두께 불균일성은 전혀 문제가 되지 않는다. 따라서, 막두께 보정판 (121) 위에 형성된 개구 (123) 의 크기나 개구 (123) 수의 밀도를 기초로 하여 막두께 보정판 (121) 의 반경방향의 개구율에 분포를 갖게 하면 기판 위에 매끄러운 막두께분포를 생기게 할 수 있다.

상기 서술한 반영의 확산을 고려하면, 도 8 에 나타낸 바와 같은 프로파일 차폐판을 갖는 막두께 보정판 (106) 에 의해 회전대칭형상을 갖는 기판의 대칭축 부근 (기판 중앙부) 의 막두께를 제어하는 것은 쉽지 않다. 상기와 같이 타깃재 위에서 입자가 방출되는 영역은 유한의 크기를 갖고 있기 때문에, 막두께 보정판은 막형성을 행하는 기판 위에 반영을 생기게 한다. 이 반영의 영향은 전체 원주에 차지하는 반영되는 부분의 비율이 큰 기판 중앙부에서는 매우 커서 정확하게 예측하기가 어렵다. 이 영향을 고려하여 막형성하는 막두께를 제어하기 위해서는 표적재 위의 소정 위치로부터 어떤 각도분포에서 스퍼터입자가 튀어나오는지를 정확하게 알 필요가 있다. 그러나, 현실적으로는 스퍼터입자의 분포를 표적재 위의 모든 위치에서 측정하기는 곤란하므로 기판 중앙부에서는 막두께를 완전히 제어할 수 없는 경우가 있다.

그러나, EUV 리소그래피 등에서는 다층막 반사경의 중앙부도 이용하는 것이 바람직하여 기판 중앙부도 높은 정밀도로 막두께를 제어하면서 막형성할 필요가 생긴다.

도 18 은 막두께제어가 불완전한 경우의 막두께분포의 예를 나타내는 그래프이다. 종축은 기판 위의 막두께, 횡축은 기판 중앙부로부터의 거리를 나타낸다.

기판 중앙부의 막두께를 완전히 제어할 수 없는 경우, 기판 위의 막두께분포는 곡선 (133) 과 같이 중앙부의 막두께가 두꺼워지거나 또는 곡선 (135) 과 같이 전체 영역에서 막두께가 얇아짐과 동시에 중앙부의 막두께가 국소적으로 얇아질 위험성이 높다. 일반적으로 EUV 리소그래피용 다층막 반사경에 요구되는 다층막의 주기길이분포는, 예컨대 사선으로 나타낸 바와 같은 영역 (131) 으로, 기판 중앙부는 비교적 균일하지만 도 8 에 나타낸 막두께 보정판 (106) 으로 이와 같이 막두께를 제어하는 것은 쉽지 않다. 또, 이와 같은 형상의 막두께 보정판은 얇은 판으로 구성되지만, 판두께가 지나치게 얇으면 막형성된 막의 응력에 의해 막두께 보정판이 변형하게 된다는 문제가 있었다.

한편, 도 15 에 나타낸 바와 같은 다공식 막두께 보정판 (121) 의 경우에는 중앙부를 포함하여 기판 위 전체에 걸쳐 막두께의 제어가 가능하다. 그러나, 이와 같은 막두께 보정판은 그 구조가 복잡하기 때문에 도 8 의 보정판에 비해 제작에 시간과 비용을 필요로 한다. 또, 구조상, 개구율을 크게 하기 위해서는 개구와 개구 사이의 부분을 가늘게 할 필요가 있기 때문에, 강도를 고려하면 개구율을 높게 하는 것은 쉽지 않다. 예컨대, 도 15 에 나타낸 막두께 보정판에서는 그 개구율은 직경 0.07 ㎜ 의 개구를 간격이 0.1㎜ 로 배치한 경우에 38% 정도이다. 개구율이 낮으면 목적으로 하는 막형성을 얻기 위해 긴 막형성시간이 필요로 된다. 따라서, 원하는 막두께분포에서의 막형성이나, 원하는 주기길이분포를 갖는 다층막 반사경의 제조에 필요로 하는 시간이 길어진다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 단시간에 원하는 막두께분포를 얻을 수 있는 막형성방법 및 막형성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 원하는 주기길이분포를 갖는 다층막 반사경을 단시간에 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 개시

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 제 1 막형성방법은, 충분히 감압한 용기내에서 회전대칭형상을 갖는 막형성해야 할 기판을 회전대칭축을 중심으로 회전시키면서, 상기 용기내에서 표적재에 대해 가열 또는 이온빔조사를 행함으로써 상기 표적재의 원자를 비산시키고, 비산된 상기 원자를 상기 기판 위에 적층시키는 막형성방법으로서, 상기 기판 근방에, 비산된 상기 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판을 배치하고, 이 보정판의 형상을 가변으로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 1 막형성장치는, 충분히 감압한 용기내에서, 회전대칭형상을 갖는 막형성해야 할 기판을 회전대칭축을 중심으로 회전시키면서, 상기 용기내에서 표적재에 대해 가열 또는 이온빔 조사를 행함으로써 상기 표적재의 원자를 비산시키고, 비산된 상기 원자를 상기 기판 위에 적층시키는 막형성장치로서, 상기 기판 근방에, 비산된 상기 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판이 배치되어 있고, 이 보정판의 형상이 가변인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 1 막형성장치는, 보다 구체적으로 표현하면 감압이 가능한 용기와, 이 용기내에 배치된 막형성해야 할 기판을 회전시키는 수단과, 상기 용기내에 배치된 표적재료 유지대와, 상기 표적재료의 원자를 비산시키는 수단과, 상기 기판회전수단과 상기 표적재료 유지대 사이에 배치되어, 비산된 상기 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판을 구비하고 이 보정판의 형상이 가변인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 막두께 보정판의 형상 변경을 시간을 들이지 않고 자유롭게 행할 수 있게 된다. 그로 인해, 원하는 막두께분포를 얻기까지 필요로 하는 시간 중, 보정판의 제조에 필요한 시간이 단축되어 원하는 막두께분포의 막을 보다 신속하게 얻을 수 있다.

본 발명의 막형성장치에서는 상기 막두께 보정판이 고정형 보정판과 형상가변형 보정판으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또, 상기 형상가변형 보정판이 차폐부재와 구동장치를 구비하고 있고, 상기 구동장치는 상기 차폐부재의 위치를 적어도 0.01㎜ 의 정밀도로 구동시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 막두께 보정판 전체의 형상을 적어도 0.1㎜ 의 정밀도로 변화시킬 수 있어 보다 신속하고 정밀도있게 원하는 형상의 보정판을 얻을 수 있다. 그 결과, 요구되는 다층막의 주기길이분포를 보다 신속하게 얻을 수 있다.

본 발명의 다층막 반사경의 제조방법은 상기 막형성방법을 이용하여 굴절율이 다른 적어도 2 종류 이상의 물질이 교대로 적층된 다층막구조를 기판 위에 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 막두께 보정판의 형상 변경을 시간을 들이지 않고 자유롭게 행할 수 있게 된다. 그로 인해, 다층막의 주기길이분포를 얻기까지 필요로하는 시간 중, 보정판의 제조에 필요한 시간이 단축되어 원하는 주기길이분포를 갖는 다층막 반사경을 보다 신속하게 얻을 수 있다.

본 발명의 제 2 양태의 막형성방법은, 충분히 감압한 용기내에서 회전대칭형상을 갖는 기판을 회전대칭축을 중심으로 회전시키면서, 상기 용기내에서 표적재에 대해 가열 또는 이온빔조사를 행함으로써 상기 표적재의 원자를 비산시키고, 비산된 상기 원자를 상기 기판 위에 적층시키는 막형성방법으로서, 상기 기판 근방에, 비산된 상기 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판을 배치하고, 이 보정판은 상기 기판의 회전대칭축에 대응하는 부분의 근방에서, 상기 비산된 표적재 원자가 형성하는 입자선이 기판 위에 생성시키는 상기 보정판의 반영의 확산의 절반 이하의 간격으로 산점(散点) 형상으로 배열된 다수의 개구와, 상기 기판의 주변부에 대응하는 부분에서 반경방향으로 부분적으로 배치된 비교적 소수의 차폐판에 의해 개구율이 제어된 개구를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 막형성장치는, 충분히 감압한 용기내에서 막형성해야 할 회전대칭형상을 갖는 기판을 회전대칭축을 중심으로 회전시키면서, 상기 용기내에서 표적재에 대해 가열 또는 이온빔조사를 행함으로써 상기 표적재의 원자를 비산시키고, 비산된 상기 원자를 상기 기판 위에 적층시키는 막형성장치로서, 상기 기판 근방에, 비산된 상기 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판이 배치되어 있고, 이 보정판은 상기 기판의 회전대칭축에 대응하는 부분의 근방에서, 상기 비산된 표적재 원자가 형성하는 입자선이 기판 위에 생성시키는 상기 보정판의 반영의 확산의 절반 이하의 간격으로 산점 형상으로 배열된 다수의 개구와, 상기 기판의 주변부에대응하는 부분에서 반경방향으로 부분적으로 배치된 비교적 소수의 차폐판에 의해 개구율이 제어된 개구를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 막형성장치는, 보다 구체적으로 표현하면 감압이 가능한 용기와, 이 용기내에 배치된 막형성해야 할 기판을 회전시키는 수단과, 상기 용기내에 배치된 표적재료 유지대와, 상기 표적재료의 원자를 비산시키는 수단과, 상기 기판회전수단과 상기 표적재료 유지대 사이에 배치되어, 비산된 상기 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판을 구비하고, 이 보정판은 상기 기판의 회전대칭축에 대응하는 부분의 근방에서, 상기 비산된 표적재 원자가 형성하는 입자선이 기판 위에 생성시키는 이 보정판의 반영의 확산의 절반 이하의 간격으로 산점 형상으로 배열된 다수의 개구와, 상기 기판의 주변부에 대응하는 부분에서 반경방향으로 부분적으로 배치된 비교적 소수의 차폐판에 의해 개구율이 제어된 개구를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 막두께 보정판의 중앙부에 산점 형상의 개구를 배치함으로써 기판 중앙부의 막두께분포 제어를 용이하게 행할 수 있다. 또, 막두께 보정판의 주변부의 구조는 비교적 단순하며 개구율도 자유롭게 변화시킬 수 있어 기판 주변부에서도 단시간에 원하는 막두께분포를 얻을 수 있다.

본 발명의 막형성장치에서는 상기 산점 형상의 개구는 상기 막두께 보정판의 반경방향의 개구율분포가 같아지도록 배치할 수 있다. 이 경우, 말하자면 기판 중앙부에서는 막두께분포의 의도적인 보정을 행하지 않고 막형성작업을 행한다. 일반적으로 기판을 회전시켜 막형성을 행하는 경우에 막두께보정을 하지 않으면 (막두께 보정판의 개구율 분포가 같으면), 기판 중앙부에서는 막두께분포가 균일해진다. 실제의 EUV 리소그래피에서 다층막 반사경에 요구되는 막두께분포는 중앙부에서는 균일하기 때문에, 상기와 같이 기판 중앙부에서는 막두께분포가 균일해지는 것은 바람직하다. 그래서, 막두께 보정판의 중앙부에서 막두께 보정판의 반경방향의 개구율이 같아지도록 산점 형상의 개구를 배치함으로써 기판 중앙부에 형성되는 막의 두께를 균일하게 저하시킬 수 있다.

또, 상기 산점 형상의 개구는 상기 막두께 보정판의 반경방향에 개구율이 의도적으로 제어되어 배치되어 있는 것으로 해도 된다. 상기 서술한 바와 같은 막두께분포 보정을 행하지 않는 경우에 있어서, 기판 위의 대칭축 (중심) 근방에 생기는 상대적인 막두께분포가 원하는 상태로 되지 않는 경우에는 산점 형상의 개구가 형성된 보정판의 개구율을 대칭축으로부터의 거리에 따라 변화시킴으로써 원하는 막두께분포를 실현할 수 있다. 이 경우에는 원하는 막두께분포가 기판 중앙부에서 균일하지 않은 경우라도 막형성할 수 있다.

본 발명에서는 상기 막두께 보정판이 상기 기판의 회전대칭축에 대응하는 부분의 근방에 배치된 산점 형상의 개구를 갖는 중앙부 보정판과, 상기 기판 주변부에 배치된 반경방향으로 개구율이 제어된 개구를 갖는 주변부 보정판으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 중앙부 보정판과 주변부 보정판을 별개로 함으로써 각 보정판의 구조를 비교적 단순한 것으로 할 수 있다. 따라서, 막두께 보정판을 용이하게 작성할 수 있다.

본 발명에서는 상기 막두께 보정판의 두께가 0.5㎜ 이상인 것이 바람직하다.또는 상기 막두께 보정판이 0.5㎜ 이상의 두께를 갖는 유지프레임에 의해 유지되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 막두께 보정판은 비개구부에 차폐되는 원자가 퇴적되어도 퇴적막의 응력에 의해 쉽게 변형되지 않고 원하는 막두께분포를 안정적으로 얻을 수 있다.

또, 상기 막두께 보정판이 상기 기판에 대해 0.1㎜ 이하의 정밀도로 위치결정이 가능한 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 기판에 대해 막두께 보정판을 정확하게 위치결정할 수 있어 최적인 막두께분포에서의 막형성이 가능해진다. 막두께 보정판의 기판에 대한 위치가 어긋나면 동 보정판의 개구율분포의 중심 (회전대칭축) 이 기판의 중심에 대해 어긋나기 때문에, 최적인 막두께 분포에서의 막형성이 곤란해진다. 그래서, 막두께 보정판의 정밀한 위치결정이 가능한 구조로 함으로써 막두께 보정판을 떼낸 후 다시 장착하는 경우 등에서도 막두께 보정판을 정확하게 배치할 수 있다.

본 발명의 다른 다층막 반사경의 제조방법은 상기 막형성방법을 사용하여 굴절율이 다른 적어도 2 종류 이상의 물질이 교대로 적층된 다층막구조를 기판 위에 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 기판 중앙부의 막두께분포 제어를 용이하게 할 수 있고, 또한 단시간에 원하는 막두께분포를 얻을 수 있다. 따라서, 원하는 주기길이분포를 갖는 다층막 반사경을 보다 신속하게 얻을 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 막형성장치에 사용하는 막두께보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 2a 는 도 1 의 막두께 보정판의 일부인 형상가변형 보정판의 형상을 나타내는 평면도이며, 도 2b 는 형상가변형 보정판의 부분확대 평면도이다.

도 3 은 도 1 의 막두께 보정판의 일부인 고정형 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 4 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 막형성장치의 주요부의 개요를 나타내는 도면이다.

도 5 는 본 발명의 실시형태에 관련되는 다층막 반사경의 제조방법에 의해 제조된 Mo/Si 다층막 반사경의 개략 단면도이다.

도 6 은 본 발명의 실시형태에 관련되는 막형성장치에 사용하는 막두께 보정판의 일부인 형상가변형 보정판의 다른 예를 나타내는 평면도이다.

도 7 은 종래의 막형성장치의 주요부의 개요를 나타내는 도면이다.

도 8 은 종래의 막두께 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 9 는 막두께 보정판의 유무에 의한 막두께분포의 변화의 예를 나타내는 그래프이다.

도 10 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 막형성장치에 사용하는 막두께 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 11 은 도 10 의 막두께 보정판의 일부인 중앙부 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 12 는 도 10 의 막두께 보정판의 일부인 주변부 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 13 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 막형성장치의 주요부의 개요를 나타내는 도면이다.

도 14 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 막형성방법에 의한 막두께분포의 변화의 예를 나타내는 그래프이다.

도 15 는 종래의 막두께 보정판의 다른 형태를 나타내는 평면도로, 도 15a 는 전체도이며, 도 15b 는 개구의 확대도이다.

도 16 은 기판 위에 생기는 막두께 보정판의 반영을 설명하는 개념도이다.

도 17 은 기판 위에서의 막두께 균일성을 설명하는 개념도이다.

도 18 은 막두께제어가 불완전한 경우의 막두께분포의 예를 나타내는 그래프이다.

발명을 실시하기 위한 형태

이하 도면을 참조하면서 EUV 반사경에서의 다층막의 형성을 예로 설명한다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 막형성장치에 사용하는 막두께 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 2a 는 도 1 의 막두께 보정판의 일부인 형상가변형 보정판의 형상을 나타내는 평면도이며, 도 2b 는 형상가변형 보정판의 부분확대 평면도이다.

도 3 은 도 1 의 막두께 보정판의 일부인 고정형 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 4 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 막형성장치의 주요부의 개요를나타내는 도면이다.

도 5 는 본 발명의 실시형태에 관련되는 다층막 반사경의 제조방법에 의해 제조된 Mo/Si 다층막 반사경의 모식적 단면도이다.

우선, 기판 위에 원하는 주기길이 (막두께) 분포로 Mo/Si 다층막을 형성하는 경우에 대해 도 4 및 도 5 를 참조하여 설명한다. 도 5 에 나타내는 다층막 반사경 (51) 은 기판 (53) 의 상면에 Mo 층 (55) 과 Si 층 (57) 이 교대로 적층된 구조를 하고 있고, 파장 13㎚ 의 X 선을 반사시킨다. Mo 층 (55) 과 Si 층 (57) 으로 이루어지는 다층막은 Si 층 (57) 을 최상층으로 하고, 예컨대 50 층쌍 (Mo 층 1 층과 Si 층 1 층을 1 층쌍으로 함) 이 막형성되어 있다.

막형성은 도 4 에 나타내는 바와 같이 감압한 용기 (40) 내에서 막재료로 되는 타깃재 (표적재) (42) 에 이온원 (43) 으로부터 이온빔을 조사시킴으로써 타깃재 (42) 의 원자를 비산시키고 동 용기 (40) 내에 배치한 기판 (41) 표면에 비산된 타깃재 원자를 퇴적시킴으로써 행해진다. 타깃재 (42) 는 타깃재 유지대 (표적재료 유지대) (48) 위에 유지되어 있다. 타깃재 (42) 로는 Mo 와 Si 가 구비되어 있고, 한쪽씩 선택하면서 교대로 적층함으로써 다층막을 형성한다. 기판 (41) 은 대칭축 (중심축) 을 따라 회전하는 회전홀더 (회전수단) (47) 에 유지되어 있다. 막형성중에 회전홀더 (47) 가 중심축을 따라 회전하고 기판 (41) 위에는 비산된 타깃재가 기판 (41) 의 둘레방향으로 일정한 주기길이 (막두께) 를 갖도록 막형성된다. 본 실시형태에 관련되는 막형성장치에서는 고정형 보정판 (11) 과 형상가변형 보정판 (21) 의 2 개의 부분으로 이루어지는 막두께 보정판 (10) 을 사용하여 다층막의 주기길이분포를 제어하고 있다. 막두께 보정판 (10) 은 타깃재 (42) 와 기판 (41) 사이에 배치되어 있다.

이어서, 막두께 보정판 (10) 의 상세에 대해 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 관련되는 막두께 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

이 예의 막두께 보정판 (10) 은 도 2 에 나타내는 형상가변형 보정판 (21) 과, 도 3 에 나타내는 고정형 보정판 (11) 을 겹친 것이다.

우선, 도 3 을 참조하면서 고정형 보정판 (11) 에 대해 설명한다. 고정형 보정판 (11) 은 링형상의 지지판 (12) 과, 반경방향으로 일정한 프로파일을 갖는 차폐판 (17) 으로 이루어진다. 두 판 (12, 17) 사이에는 대략 반원형상의 2 개소의 개구부 (13) 가 형성되어 있다. 이 개구부 (13) 의 반경방향의 개구율은 차폐판 (17) 의 둘레방향의 폭치수에 의해 제어되고 있다. 이 고정형 보정판 (11) 은 몇가지의 형상이 준비되어 있다. 그 형상의 종류는 일반적인 막형성작업에서 필요로 되는 개구율의 종류를 대략적으로 망라하고 있다. 이 종류 중에서 최적 형상의 고정형 보정판을 기준으로 하여 이것과 5 mm 이내의 편차를 갖는 고정형 보정판을 선택한다.

이어서, 형상가변형 보정판 (21) 에 대해 설명한다. 도 2a 는 막두께 보정판 (10) 의 다른 구성부분인 형상가변형 보정판 (21) 의 형상을 나타낸다. 형상가변형 보정판 (21) 은 개구부 (23) 의 골격을 형성하는 외주지지판 (22) 과, 외주지지판 (22) 으로부터 중심방향으로 신장되는 2 개의 반경방향 지지판 (26) 을갖는다. 반경방향 지지판 (26) 에는 미소한 차폐부재 (27) 및 동 부재 (27) 의 기초부에 장착된 구동장치 (압전소자 등) (25) 가 반경방향으로 나열되도록 장착되어 있다. 각 반경방향 지지판 (26) 에 장착된 차폐부재 (27) 는 지지판 (26) 의 폭방향 (보정판 (21) 의 둘레방향) 으로 신장되는 혀모양의 부재이다. 각 차폐부재는 각각의 구동장치 (25) 에 의해 개구부 (23) 의 면내를 둘레방향으로 구동한다 (출입함). 또한, 차폐부재 (27) 는 동 지지판 (26) 의 표리면에 겉쪽과 안쪽으로 반정도 폭만큼 어긋나게 배치되어 있다 (안쪽의 차폐부재는 도 2B 에서 부호 27' 로 나타냄). 외주지지판 (22) 내의 지지판 (26) 및 차폐부재 (27) 가 없는 부분이 개구부 (23) 로 되어 있다. 도면의 상하 지지판 (26) 에서는 차폐부재 (27) 가 출입하는 방향은 역방향 (원둘레방향에서는 동일 둘레방향) 으로 되어 있다.

도 2B 는 이 형상가변형 보정판 (21) 의 일부를 확대한 도면이다. 차폐부재 (27, 27') 는 각각 폭이 2 ㎜ 이며 선단 부분은 반구형상으로 가공되어 있다. 차폐부재 (27, 27') 는 반경방향 지지판 (26) 의 표리면에 겉쪽과 안쪽으로 이 부재 (27, 27') 의 반정도 폭만큼 어긋나게 배치되어 있어 평면적으로는 각 차폐부재 (27, 27') 의 반구형상 선단이 1 ㎜ 간격으로 나열되게 된다. 이들 차폐부재 (27, 27') 의 기단에는 구동장치 (25) 가 장착되어 있고, 차폐부재 (27, 27') 는 구동장치 (25) 로 구동되고 개구부 (23) 의 면내를 도면 중의 횡방향 (개구를 개폐하는 방향) 으로 0.01 ㎜ 의 위치정밀도로 변위한다. 구동장치 (25) 는 압전소자나 소형 모터로 이루어지고 각각 제어장치 (도시생략) 에 의해 제어된다.

막두께 보정판 (10) 은 도 1 에 나타내는 바와 같이 형상가변형 보정판 (21) 과 고정형 보정판 (11) 을 겹친 것이다. 이 때, 두 보정판 (11, 21) 이 겹쳐져 형성된 2 개의 개구 (13 (23)) 의 반경방향의 하나의 경계 (단) 는 고정형 보정판 (11) 의 차폐판 (17) 의 반경방향으로 프로파일을 갖는 변 (17a) 으로 이루어지고, 다른 경계가 형상가변형 보정판 (21) 의 가동 차폐부재 (27) 의 각각 선단의 포락선으로 이루어지는 변이 된다.

막형성을 행하는 경우에는, 우선, 막형성의 대상인 기판 (41) (도 4 참조) 의 형상과, 타깃재 (42) 로부터 방출되는 비산원자 (스퍼터입자) 의 이 기판 (41) 위에서의 대략적인 비산량의 분포로부터, 기판 (41) 위에서 원하는 다층막 주기길이 (막두께) 분포를 얻을 수 있는 막두께 보정판의 형상을 계산에 의해 구한다. 이어서, 그 형상에 가장 가까운 형상의 고정형 보정판 (11) 을 선택한다. 그리고, 이 고정형 보정판 (11) 과 형상가변형 보정판 (21) 을 조합한 막두께 보정판 (10) 을, 막형성장치 (40) 내의 소정 위치에 배치한다. 그리고, 형상가변형 보정판 (21) 의 형상을 계산에 의해 최적으로 예상한 형상이 되도록 제어한다. 형상가변형 보정판 (21) 의 형상은 미소한 차폐부재 (27) 의 각각을 제어장치 (도시생략) 로 제어되는 구동장치 (25) 에 의해 구동시킴으로써 변경할 수 있다.

이 막두께 보정판 (10) 에서는 차폐부분의 일방의 경계부가 반경방향 지지판 (26) 에 1 ㎜ 간격으로 배치된 복수의 차폐부재 (27) 의 반구형상 선단부의 일부를 연결한 요철모양의 형상이 되지만, 이 형상이 주기길이 (막두께) 분포에 영향을 끼치지는 않는다. 이것은, 본 실시형태의 막형성장치의 스퍼터원 (43) 은 적어도직경 10㎝ 정도의 면적을 갖고 있기 때문에 전술한 바와 같이 반영(半影) 헤이즈(haze)가 발생하지만 (도 17 참조), 전술한 1 ㎜ 주기의 요철형상의 경계선의 변위는 이 반영 헤이즈의 헤이즈량 이하이고, 헤이즈에 흡수되어 버린다. 한편, 기판 위의 막두께분포에 영향을 끼치는 것은 도 2b 중에 점선으로 나타낸 경계부분 (각 차폐부재 (27) 의 반구형상 선단부 위의 일점을 근사적으로 연결한 선) 의 형상 (29) 이다. 이 형상 (29) 을 목표로 하는 형상 (위치) 으로부터의 편차가 0.05㎜ 이하가 되도록 형상가변형 보정판 (21) 의 구동장치 (25) 로 구동시킨다. 이렇게 함으로써 목표로 한 형상의 막두께 보정판 (10) 을 얻을 수 있다. 이 막두께 보정판 (10) 을 사용하여 막형성을 행함으로써 목적으로 한 주기길이분포에 가까운 막두께분포를 얻을 수 있다.

그러나, 처음부터 원하는 주기길이분포를 얻기는 곤란하며 일반적으로 실제로 얻어지는 주기길이분포는 목표로 하는 주기길이분포로부터 벗어나 있다. 이로 인해, 한번 막형성한 다층막의 주기길이분포를 평가하고 그 분포를 기초로 막두께 보정판의 형상 변경량을 계산하고, 상기 서술과 동일한 방법으로 막두께 보정판 (10) 의 형상을 변경할 필요가 있다. 이 변경에서는 형상가변형 보정판 (21) 의 미소한 차폐부재 (27) 를 제어장치로 제어하는 구동장치 (25) 로 구동시키기 때문에 보정판의 형상 변경은 단시간에 종료되어 다음 막형성작업을 신속하게 개시할 수 있다. 이 작업을 몇번 반복함으로써 원하는 막두께분포를 얻을 수 있다. 또한, 막두께 보정판의 형상을 변경할 때 보정판을 새롭게 다시 만들 필요가 없기 때문에 원하는 주기길이분포를 더욱 단시간에 얻을 수 있다.

상기 서술한 본 발명의 실시형태에서는 형상가변형 보정판 (21) 의 형상을 변경하기 위해 평면적으로 간격 1㎜ 로 차폐부재를 구동시키고 있지만, 형상가변형 보정판 (21) 의 형상을 변경하는 기구는 이것에 한정되는 것은 아니다.

도 6 은 본 발명의 다른 실시형태에 관련되는 막형성장치에 사용하는 막두께 보정판의 일부인 형상가변형 보정판의 다른 예를 나타내는 평면도이다.

이 예의 형상가변형 보정판은 도 2 의 가변형 보정판과 거의 동일한 구성이지만, 차폐부재의 형상이 다르다. 이 예의 차폐부재 (31) 는 봉형상부재 (33) 와, 이 봉형상부재 (33) 의 기단에 장착된 구동장치 (35) 와, 동 부재 (33) 의 선단에 장착된 차폐플레이트 (37) 로 이루어진다. 차폐플레이트 (37) 는 인접하는 봉형상부재 (33) 의 선단간에 핀 (39) 에 의해 회전운동이 가능하게 장착되어 있다. 구동장치 (35) 는 반경방향 지지판 (26) (도 2 참조) 의 일면에 5㎜ 간격으로 배치되어 있다. 구동장치 (35) 는 봉형상부재 (33) 를 0.01㎜ 의 정밀도로 이동시킬 수 있다. 이 봉형상부재 (33) 의 이동에 의해 차폐플레이트 (37) 의 개구부측 변이 이동하고 막두께 보정판의 차폐부재 (31) 의 경계 (윤곽) 가 변화된다.

이 예의 형상가변형 보정판에서는 봉형상부재 (33) 는 5㎜ 간격으로 배치되어 있기 때문에, 막두께 보정판의 윤곽을 5㎜ 간격으로밖에 제어할 수 없다. 그러나, 일반적으로 막두께 보정판에는 동 판의 윤곽이 반경방향으로 비교적 완만하게 변화하는 형상이 요구되기 때문에, 5㎜ 간격으로 제어해도 목표로 하는 곡선형상으로부터의 편차는 매우 미약하다. 5㎜ 간격으로 배치된 봉형상부재 (33)의 선단의 2 점을 연결하는 선분과, 이들 2 점을 통과하는 원호와의 간격은 원호의 곡률반경이 30㎜ 이상이면 0.1㎜ 이하이다. 도 1 의 막두께 보정판에서는 100 개 이상의 미소한 차폐부재를 구동시킬 필요가 있었지만, 본 실시형태의 구성으로 함으로써 필요한 정밀도를 그다지 상실시키지 않고 구성하는 부품이나 구동장치의 수를 반정도 이하로 감소시킬 수 있다.

본 발명의 실시형태에서는 형상가변형 보정판의 형상 변경을 제어할 수 있는 구동장치에 의해 행하고 있지만, 구동 방법은 이것에 한정되는 것은 아니고 요구되는 정밀도를 달성할 수 있는 것이면 예컨대 수동이어도 된다.

도 10 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 막형성장치에 사용하는 막두께 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 11 은 도 10 의 막두께 보정판의 일부인 중앙부 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 12 는 도 10 의 막두께 보정판의 일부인 주변부 보정판의 형상을 나타내는 평면도이다.

도 13 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 막형성장치의 주요부의 개요를 나타내는 도면이다.

도 14 는 본 발명의 실시형태에 관련되는 막형성방법에 의한 막두께분포의 변화의 예를 나타내는 그래프이다. 종축은 막두께 (주기길이) 를 나타내고, 횡축은 기판 위의 위치를 나타낸다.

우선, 기판 위에 원하는 주기길이분포로 Mo/Si 다층막을 형성하는 경우에 대해 도 13 을 참조하면서 설명한다. 또한, 막형성하는 다층막은 도 5 에 나타내는 다층막 반사경 (51) 과 동일 구성이다.

막형성은 감압한 용기 (80) 내에서 막재가 되는 타깃재 (표적재) (82) 에 이온원 (83) 으로부터 이온빔을 조사시킴으로써 타깃재 (82) 원자를 비산시키고 마찬가지로 용기내에 배치한 기판 (81) 표면에 비산된 타깃 원자를 퇴적시킴으로써 행해진다. 타깃재 (82) 는 타깃 (표적재료) 유지대 (88) 위에 유지되어 있다. 타깃재 (82) 에는 Mo 와 Si 가 구비되어 있고, 일방씩 선택하면서 교대로 적층함으로써 다층막을 형성한다. 기판 (81) 은 중앙부에 구멍이 없는 회전대칭형상을 갖고, 중심축의 둘레를 회전하는 회전홀더 (회전수단) (87) 에 유지되어 있다. 막형성중에 기판 (81) 은 대칭축을 중심으로 회전하고 있고, 기판 (81) 위에는 타깃재와 동일 물질로 이루어지는 막이 둘레방향으로 일정한 주기길이 (막두께) 를 갖도록 막형성된다. 막두께 보정판 (60) 은 타깃재 (82) 와 기판 (81) 사이에 배치되어 있고 주기길이 (막두께) 분포를 제어한다.

이어서, 도 10 을 참조하여 막두께 보정판 (60) 의 상세에 대해 설명한다.

막두께 보정판 (60) 은 중앙부 보정판 (61) (도 11 참조) 과 주변부 보정판 (71) (도 12 참조) 을 조합하여 구성되어 있다. 중앙부 보정판 (61) 은 기판 (81) 중앙부의 막두께분포를 제어하고, 주변부 보정판 (71) 은 기판 (81) 위의 중심축으로부터 떨어진 주변부의 막두께분포를 제어한다.

우선, 도 11 을 참조하여 중앙부 보정판 (61) 에 대해 설명한다. 중앙부 보정판 (61) 은 개구부 (63) 를 갖는 링형상의 지지판 (62) 을 갖는다. 개구부(63) 의 중앙영역에는 지지판 (62) 으로부터 중심방향으로 신장되는 2 개의 지지부 (64) 에 비스 (68) 로 고정된 정방형상의 메시부 (65) 가 형성되어 있다. 이 메시부 (65) 에 의해 기판 중앙부의 막두께분포가 제어된다. 또, 지지판 (62) 에는 2 개소에 위치결정용 구멍 (67) 이 형성되어 있다. 이 위치결정용 구멍 (67) 은 후술하는 바와 같이 막두께 보정판의 위치결정시에 사용된다.

메시부 (65) 에는 일변 1.8㎜ 의 정방형상의 개구 (66) 가 2㎜ 의 피치로 격자형상으로 나열되어 있다. 각 개구 (66) 는 막형성시에 기판 위에 생기는 막두께 보정판의 반영의 확산 (일례로 약 8㎜) 의 반정도 이하의 간격으로 배치되어 있다. 또, 막두께 보정판의 메시부 (65) 의 개구율은 약 80% 로 균일하게 되어 있다.

이 막형성장치에서 막두께 보정판을 사용하지 않고 막형성한 경우, 그 막두께는 반경방향에 대해 도 14a 의 곡선 (93) 과 같은 분포를 나타내고, 기판의 중앙부에 비해 주변부에서는 막두께가 15% 정도 얇아지고 또한 특히 중앙부 부근에서 원하는 막두께 (91) 보다 두껍게 되어 있다. 또한, 도면 중 부호 91 은 원하는 막두께분포 영역을 나타낸다 (이하 동일). 이에 비해 중앙부 보정판 (61) 을 사용하면 막두께분포는 도 14b 의 곡선 (95) 과 같은 분포가 되고 기판의 중앙부만이 그 주변부에 비해 얇아짐과 동시에 거의 일정해져 원하는 막두께분포 영역에 포함된다.

본 실시형태의 막형성장치 (도 13 참조) 에서는 기판 (81) 과 막두께 보정판 (60) 의 거리는 20∼30㎜ 이다. 이 거리는 기판 (81) 에 막두께 보정판 (60)이 닿을 위험성을 피하기 위해 타당한 거리이다. 한편, 막두께 보정판 (60) 이 기판 (81) 으로부터 지나치게 멀면 반영헤이즈에 의해 목표로 한 영역을 충분한 정밀도로 보정할 수 없게 될 우려가 있기 때문에, 20㎜ 정도가 바람직하다.

본 실시형태의 막형성장치에서는 이온원 (83) 의 크기는 직경 약 20㎝, 타깃재 (82) 와 기판 (81) 의 거리는 50㎝ 이며, 기판 (81) 위에 생기는 막두께 보정판 (60) 의 반영의 확산은 약 8㎜ 가 된다. 상기 서술한 바와 같이 중앙부 보정판 (61) 의 메시부 (65) 의 개구 (66) 의 피치는 2㎜ 이며, 이 반영의 확산의 반정도 이하의 간격으로 배치되어 있기 때문에, 막두께 보정판의 그림자 (메시부의 메시의 그림자) 를 따른 분포가 형성되지 않는다. 또, 중앙부 보정판 (61) 의 메시부 (65) 의 개구율은 약 80% 이므로 기판 (81) 위에 도달하는 스퍼터입자량은 메시부 (65) 에 도달한 스퍼터입자량의 약 80% 가 된다. 한편, 기판의 중심으로부터 떨어진 영역 (주변부) 에서는 막두께 보정판이 없는 경우과 마찬가지로, 주변부일수로 막두께가 얇아지는 막두께분포를 만든다 (도 14B 참조). 도 14B 의 그래프에서 막두께를 나타내는 곡선 (95) 이 막두께가 얇은 기판의 중앙부와, 막두께가 두꺼운 주변부 사이에서 완만하게 연결되어 있는 것은 비산된 입자가 메시부의 외측의 개구부로부터 메시부내로 옮겨감으로써 경계부에서의 막두께의 차가 완만해졌기 때문으로 여겨진다. 또, 메시부의 형상이 정방형으로 기판의 대칭축을 중심으로 한 원이 아니기 때문에 메시부의 외연 부근에서 회전하는 기판 표면에 대해 고정된 메시부가 직경방형으로 입자를 불균일하게 차폐하였기 때문으로 여겨진다.

이어서, 도 12 를 참조하여 주변부 보정판 (71) 에 대해 설명한다.

주변부 보정판 (71) 은 개구부 (73) 를 갖는 링형상의 지지판 (72) 을 갖는다. 개구부 (73) 안에는 지지판 (72) 으로부터 2 개의 차폐판 (74) 이 대향되도록 (중심을 향해) 돌출되어 있다. 차폐판 (74) 은 개구부 (73) 중심까지 도달하고 있지 않다. 차폐판 (74) 은 반경방향으로 일정한 프로파일을 갖도록 형성되어 있고 반경방향으로 개구율 (원둘레방향의 개구율) 이 제어되고 있다.

또, 지지판 (72) 에는 위치결정용 구멍 (77) 이 형성되어 있다. 이 위치결정용 구멍 (77) 은 후술하는 바와 같이 막두께 보정판의 위치결정시에 사용된다. 이 주변부 보정판 (71) 과 같은 형상에서는 기판 중앙부의 막두께는 보정할 수 없지만, 본 실시형태에서는 기판 중앙부의 막두께는 중앙부 보정판 (61) 에 의해 원하는 막두께분포의 범위로 제어되기 때문에, 주변부 보정판 (71) 에서 중앙부를 보정할 필요는 없다. 또한, 중심부분으로부터 떨어진 위치에서는 반경방향으로 떨어질수록 (외측일수록) 반영의 영향은 작아지므로 반영의 영향에 대해 보정할 필요는 없고, 이와 같은 형상의 주변부 보정판으로도 기판 주변부에서 통상 생기는 막두께분포를 보정할 수 있다.

막두께 보정판 (60) 은 도 10 에 나타내는 바와 같이 중앙부 보정판 (61) 과 주변부 보정판 (71) 을 겹친 것이다. 이 때, 두 보정판 (61, 71) 은 주변부 보정판 (71) 의 차폐부 (74) 의 직선부가 중앙부 보정판 (61) 의 지지부 (64) 에 일치하도록 겹쳐진다. 이 막두께 보정판 (60) 을 사용하여 형성한 막의 막두께분포는 도 14c 에 나타내는 곡선 (97) 으로, 기판의 전체 영역에 걸쳐 원하는 막두께 그리고 막두께분포 영역 (91) 내에 포함되는 막두께분포를 실현하고 있다.

본 실시형태에서의 중앙부 보정판 (61) 의 메시부 (65) 의 개구율은 약 80% 이다. 그런데, 이 구성의 막형성장치는 막두께분포가 중앙부에서 두껍고 주변부에서 얇다는 특성을 원래 갖고 있다. 일반적으로 주변부는 중앙부에 비해 15% 얇은 것이 알려져 있고, 이 비율에 기초하여 메시부 (65) 의 개구율이 선택되고 있다. 중앙부 보정판 (61) 에 의해 막두께분포는 도 14b 와 같이 중앙부 부근만이 얇아져 원하는 막두께가 되므로, 주변부 보정판 (71) 에서는 막두께가 중앙부 부근에서 최대 20%, 최외주부에서는 5% 얇아지도록 막두께분포를 제어하면 된다. 그러나, 예컨대 중앙부 보정판 (61) 의 메시부 (65) 의 개구율이 50% 이면 주변부 보정판 (71) 에서 제어해야 할 막두께 폭은 증대되고 최외주부에서도 35% 보정할 필요가 있다. 이것은 메시부 (65) 의 개구율이 커질수록 비산원자 (스퍼터입자) 중 막두께 보정판으로 차단되는 입자의 비율이 커서 기판의 막형성속도가 저하되는 것에 의한다.

원하는 막두께를 얻기 위해서는 가능한 한 중앙부 보정판 (61) 의 메시부 (65) 의 개구율을 높게 하여 단시간에 막형성을 행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 중앙부 보정판 (61) 의 메시부 (65) 의 개구율을 80% 로 함으로써 막두께 보정판 전체적으로 큰 개구율을 실현하고 보다 단시간에서의 막형성을 가능하게 하고 있다.

상기 서술과 같이 중앙부 보정판 (61) 과 주변부 보정판 (71) 의 지지부 (62, 72) 에는 위치결정용 구멍 (67, 77) 이 뚫려 있고, 이 구멍에 평행핀을 통과시킴으로써 0.1㎜ 이하의 정밀도로 두 보정판 (61, 71) 을 기판에 대해 위치결정할수 있다. 두 보정판 (61, 71) 의 위치가 기판과 어긋나면 막두께분포가 변화하여 원하는 막두께분포를 얻을 수 없지만, 막두께 보정판의 위치를 정밀도 있게 결정할 수 있어 기판형상의 막두께 제어가 가능해진다.

본 실시형태에서는 중앙부 보정판 (61) 의 메시부 (65) 및 동 부에 형성된 개구 (66) 는 정방형상이다. 그러나, 개구 (66) 의 형상은 이것에 한정되지 않고 충분한 개구율 (일례로 70% 이상) 과 보정판의 강도를 유지할 수 있는 것이면 불규칙한 형상이어도 된다. 또, 메시부 (65) 를 가는 선형상의 부재를 엮어 형성한 메시로 해도 된다. 또한, 기판 중앙부의 막두께분포도 고려하여 막형성하기 위해 중앙부 보정판 (61) 의 메시부 (65) 에서 반경방향으로 개구율을 변경한 복수의 개구를 배치해도 된다. 또, 중앙부 보정판 (61) 의 메시부 (65) 의 형상도 이 형상에 한정되는 것은 아니다.

본 실시형태에서는 막두께 보정판 (60) 의 두께는 0.5㎜ 이지만, 두께는 이것에 한정되는 것은 아니며 0.1∼1.0㎜ 정도이면 된다. 그러나, 막형성이 이루어졌을 때 막의 응력에 의해 보정판이 변형되어 분포 제어의 정밀도에 문제가 생기는 것을 피하기 위해 막두께 보정판 (60) 의 두께가 0.5㎜ 이하인 경우에는 두께가 0.5㎜ 이상인 유지부재에 의해 막형성된 다층막의 응력에 의한 변형을 억제하는 구조로 되어 있는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는 막두께 보정판 (60) 은 중앙부 보정판 (61) 과 주변부 보정판 (71) 을 조합한 것으로 되어 있지만, 중앙부 보정판 (61) 과 주변부 보정판 (71) 을 반드시 개별적으로 할 필요는 없고 1 개의 막두께 보정판으로 구성되어 있어도 된다. 또, 중앙부 보정판 (61) 과 주변부 보정판 (71) 을 조합하는 구성으로 하는 경우, 양쪽의 보정판을 반드시 기판으로부터 동일 정도의 거리에 배치할 필요는 없다.

또, 주로 다층막의 주기길이분포를 제어하면서 막형성하는 장치 및 방법에 대해 설명하였지만, 막은 다층막에 한정되는 것은 아니고 예컨대 단층막이어도 되고, 본 발명은 막두께 제어를 필요로 하는 모든 막형성에 적용할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 관련되는 막형성방법에 대해 설명하였는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며 다양한 변경을 가할 수 있다.

산업상의 이용 가능성

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 기판 중앙부의 막두께분포 제어를 용이하게 할 수 있고 또한 단시간에 원하는 막두께분포를 얻을 수 있는 막형성방법 및 막형성장치를 제공할 수 있다. 또한, 이와 같은 막형성방법 및 막형성장치를 사용하여 최적인 주기길이분포를 갖는 다층막 반사경을 단시간에 얻을 수 있다.

Claims (16)

1. 충분히 감압된 용기내에서, 회전대칭형상을 갖는 막형성해야 할 기판을 회전대칭축을 중심으로 회전시키면서,

   상기 용기내에서, 표적재에 대하여 가열 또는 이온빔 조사를 행함으로써 상기 표적재의 원자를 비산시키고,

   비산된 상기 원자를 상기 기판 위에 적층시키는 막형성방법으로서,

   상기 기판의 근방에, 비산된 상기 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판을 배치하고,

   상기 보정판의 형상을 가변으로 하는 것을 특징으로 하는 막형성방법.
2. 제 1 항에 기재된 막형성방법을 이용하여, 굴절율이 상이한 적어도 2 종류 이상의 물질이 교대로 적층된 다층막구조를 기판 위에 형성하는 것을 특징으로 하는 다층막 반사경의 제조방법.
3. 충분히 감압된 용기내에서, 회전대칭형상을 갖는 막형성해야 할 기판을 회전대칭축을 중심으로 회전시키면서,

   상기 용기내에서, 표적재에 대하여 가열 또는 이온빔 조사를 행함으로써 상기 표적재의 원자를 비산시키고,

   비산된 상기 원자를 상기 기판 위에 적층시키는 막형성장치로서,

   상기 기판의 근방에, 비산된 상기 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판이 배치되어 있고,

   상기 보정판의 형상이 가변인 것을 특징으로 하는 막형성장치.
4. 감압 가능한 용기;

   상기 용기내에 배치된, 막형성해야 할 기판을 회전시키는 수단;

   상기 용기내에 배치된 표적재료 유지대;

   상기 표적재료의 원자를 비산시키는 수단; 및

   상기 기판회전수단과 상기 표적재료 유지대와의 사이에 배치된, 비산된 상기 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판을 구비하고,

   상기 보정판의 형상이 가변인 것을 특징으로 하는 막형성장치.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 막두께 보정판이, 고정형 보정판과 형상가변형 보정판으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 형상가변형 보정판이, 차폐부재와 구동장치를 구비하고 있고,

   상기 구동장치는 상기 차폐부재의 위치를 적어도 0.01 ㎜ 의 정밀도로 구동시키는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
7. 충분히 감압된 용기내에서, 회전대칭형상을 갖는 기판을 회전대칭축을 중심으로 회전시키면서,

   상기 용기내에서, 표적재에 대하여 가열 또는 이온빔 조사를 행함으로써 상기 표적재의 원자를 비산시키고,

   비산된 상기 원자를 상기 기판 위에 적층시키는 막형성방법으로서,

   상기 기판의 근방에, 비산된 상기 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판을 배치하고,

   상기 보정판은,

   상기 기판의 회전대칭축에 대응하는 부분의 근방에 있어서, 상기 비산된 표적재 원자가 형성하는 입자선이 기판 위에 생성시키는 상기 보정판의 반영(半影)의 확산의 절반 이하의 간격으로 산점(散点) 형상으로 배열된 다수의 개구; 및

   상기 기판의 주변부에 대응하는 부분에 있어서, 반경 방향으로 부분적으로 배치된 비교적 소수의 차폐판에 의해 개구율이 제어된 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 막형성방법.
8. 제 7 항에 기재된 막형성방법을 이용하여, 굴절률이 상이한 적어도 2 종류 이상의 물질이 교대로 적층된 다층막 구조를 기판 위에 형성하는 것을 특징으로 하는 다층막 반사경의 제조방법.
9. 충분히 감압된 용기내에서, 막형성해야 할 회전대칭형상을 갖는 기판을 회전대칭축을 중심으로 회전시키면서,

   상기 용기내에서, 표적재에 대하여 가열 또는 이온빔 조사를 행함으로써 상기 표적재의 원자를 비산시키고,

   비산된 상기 원자를 상기 기판 위에 적층시키는 막형성장치로서,

   상기 기판의 근방에, 비산된 상기 원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판이 배치되어 있고,

   상기 보정판은,

   상기 기판의 회전대칭축에 대응하는 부분의 근방에 있어서, 상기 비산된 표적재 원자가 형성하는 입자선이 기판 위에 생성시키는 상기 보정판의 반영의 확산의 절반 이하의 간격으로 산점 형상으로 배열된 다수의 개구; 및

   상기 기판의 주변부에 대응하는 부분에 있어서, 반경 방향으로 부분적으로 배치된 비교적 소수의 차폐판에 의해 개구율이 제어된 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
10. 감압 가능한 용기;

    상기 용기내에 배치된, 막형성해야 할 기판을 회전시키는 수단;

    상기 용기내에 배치된 표적재료 유지대;

    상기 표적재료의 원자를 비산시키는 수단; 및

    상기 기판회전수단과 상기 표적재료 유지대와의 사이에 배치된, 비산된 상기원자의 일부를 차폐하는 막두께 보정판을 구비하고,

    상기 보정판은,

    상기 기판의 회전대칭축에 대응하는 부분의 근방에 있어서, 상기 비산된 표적재 원자가 형성하는 입자선이 기판 위에 생성시키는 상기 보정판의 반영의 확산의 절반 이하의 간격으로 산점 형상으로 배열된 다수의 개구; 및

    상기 기판의 주변부에 대응하는 부분에 있어서, 반경 방향으로 부분적으로 배치된 비교적 소수의 차폐판에 의해 개구율이 제어된 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 복수의 개구는, 상기 막두께 보정판의 반경방향의 개구율이 같아지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 복수의 개구는, 상기 막두께 보정판의 반경방향으로 개구율이 제어되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 막두께 보정판이,

    상기 기판의 회전대칭축에 대응하는 부분의 근방에 배치된, 산점 형상의 개구를 갖는 중앙부 보정판과,

    상기 기판의 주변부에 배치된, 반경방향으로 개구율이 제어된 개구를 갖는 주변부 보정판으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
14. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 막두께 보정판의 두께가 0.5 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 막형성장치.
15. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 막두께 보정판이, 0.5 ㎜ 이상의 두께를 갖는 유지 프레임에 의해 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
16. 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 막두께 보정판이, 상기 기판에 대하여 0.1 ㎜ 이하의 정밀도로 위치결정이 가능한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 막형성장치.