A7 528890 ____B7_ 五、發明說明(I ) 【發明之詳細說明】 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種對於基板表面進行成膜之成膜裝置 、成膜方法以及多層膜反射鏡之製造方法。 【習知技術】 現在,在半導體積體電路之製造’廣泛進行以下之方 法:使得形成於光罩上之非常微細的圖案,藉由可見光或 紫外光,來縮小投影及轉印在塗敷有光阻劑之矽晶圓上。 .但是,隨著圖案尺寸之微細化’即使是使用紫外光之縮小投 影曝光,其分解能係接近繞射之極限,因此,提議使用波長 比紫外光更短、波長13nm或llnm之極端紫外光(Extreme Ultraviolet ;以下稱爲EUV)之光線之縮小投影曝光。 EUV區域之光線係被所有之物質強烈地吸收,無法使 用透鏡等之折射型光學元件,因此,進行縮小投影之光學 系統係由反射鏡所構成。在反射鏡之表面具有用以提高反 射率之多層膜構造之塗層。報告指出,在波長13nm附近 藉由Mo/Si多層膜來得到60%以上之反射率。據稱在 EUV微影藉由此種多層膜反射鏡來構成光學系統,能以 0.1微米以下之圖案尺寸進行具有高處理能力(生產率)之 縮小投影曝光。 在製作此種光學系統的情形下,塗敷在表面上之多層 膜之週期長度控制係非常重要。多層膜具有高反射率之波 長,係取決在該多層膜之週期長度和所入射之EUV光線之 __ 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
^ «— — — — — — I— I Awl I - I--------— I---------I A7 528890 _B7__ 五、發明說明(>) 入射角。因此,多層膜之週期長度在曝光所使用之波長下 必須爲可得到高反射率之週期長度,並且,在構成光學系 統之反射鏡上之各個位置之入射角係並非一定,因此,必 須成爲對應於各個位置之入射角之週期長度。所以,必須 控制反射鏡上之週期長度分布,進行多層膜之成膜。此外 ,現在作爲在基板上進行成膜之方法以藉由一般之真空蒸 鍍或濺鍍來形成多層膜的情形下,於基板上會產生不佳之 週期長度分布。因此,必須在成膜時,藉由某種方法,來 控制基板上之週期長度分布。 在縮小投影曝光裝置所使用之光學系統,係以將描繪 有圖案之罩幕上之環帶之一部份區域(在半徑方向寬1〜 2mm、在圓周方向長度25mm左右)縮小投影在晶圓上的 方式所構成,各個多層膜反射鏡係具有凸出或凹陷之旋轉 對稱形狀。在該構成中,EUV光線對於各個多層膜反射鏡 之入射角,在多層膜反射鏡之旋轉對稱之圓周呈一定,在 半徑方向進行變化。因此,反射鏡所求出之多層膜之週期 長度分布呈現旋轉對稱。 參照圖7〜圖9說明控制膜厚分布同時進行成膜之方 法例。該成膜方法係也適用在控制多層膜之週期長度分布 同時在基板上進行成膜的情形。 圖7係顯示習知成膜裝置之主要部位槪要之圖。 圖8係顯示習知之膜厚修正板形狀之圖。 圖9係顯示由於膜厚修正板有無之所造成之膜厚分布 之變化例之圖。 _ _5 ___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 41^--------^---------IAW------------------------ A7 528890 ____B7 _ _ 五、發明說明(;)) 首先,就成膜製程,參照圖7進行說明。進行成膜之 基板71,作爲一例,係在中央具有開口之旋轉對稱之凹面 基板(例如Schwaltschild鏡之副鏡)。成膜係在充分減壓 之容器(未圖示)中,對成爲膜材之標的材72照射來自離 子源73之離子束,來濺擊標的材72之原子,堆積在基板 (配置在相同之容器中)71之表面上,以便於進行成膜。 在成膜中,基板71係以對稱軸爲中心,進行旋轉,成爲在 周圍方向具有一定膜厚之成膜。但是,該成膜之膜厚在基 板之半徑方向上並非一定,產生例如圖9所示之曲線91之 膜厚分布。 接著,就將該膜厚分布曲線91控制在所要求之膜厚分 布區域95內同時進行成膜之方法進行說明。爲了該控制, 因此,在成膜時之基板71附近,配置膜厚修正板76。膜 厚修正板76係正如圖8所示,由具有開口部85之支持板 87所構成。該開口部85係具有在半徑方向控制數値孔徑 之形狀,半徑r位置上之數値孔徑p (〇係以下面公式表 不0 p ( r ) = ( dm ( r ) ) / ( do ( r )) (do (r):未配置修正板的情形之基板上之膜厚、 dm (〇):在基板上之所要求之膜厚) 藉由使用該膜厚修正板76,來相對地控制在半徑位置 上之膜厚,可實現將曲線93控制在圖9所要求之膜厚分布 區域95內之膜厚分布。 作爲控制膜厚分布同時在基板上進行成膜之方法,係 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------f赢 _6 ____ A7 528890 _B7__ 五、發明說明(& ) 也提議使用前述形狀以外之膜厚修正板之方法。此種報告 係藉由在加工爲球面之基板上進行已控制分布之成膜來得 到精度高之非球面形狀之方法(W.C.Sweatt et.al· OSA TOPS on Extreme Ultraviolet Lithography, 149 ( 1996 ) Vol.4,Glenn D.Kubiak and Don Kaia eds·)。就該方法,參 照圖10〜圖12進行說明。 圖10係顯示習知之膜厚修正板之其他形狀之圖。 圖11係說明產生於基板上之膜厚修正板之半影之示意 圖。 圖12係說明基板上之膜厚均一性之示意圖。 圖10之膜厚修正板101,係在整體施加微細之開口 103,而直徑0.03〜0.07mm之圓形開口 103係以0.1mm之 間隔排列。在對應於進行較厚成膜之區域之部分,開口變 大,在進行較薄成膜之部分,開口變小。其中,正如圖11 (A)所示,由於在標的材111上,粒子飛出之區域係具 有限之大小,因此,膜厚修正板101在進行成膜之基板 113上會產生所謂半影115。該半影115之擴寬a係隨著標 的材之大小、或者標的材、膜厚修正板和基板間之位置關 係等而變化。此外,在基板上之半影產生方式係隨著膜厚 修正板之開口間隔而變化,正如圖11 (B)所示,在開口 103之間隔小於半影擴張之時,則半影115係相互重疊地 產生。一般在進行成膜的情形下,比起產生於基板上之半 影擴張,膜厚修正板101係以讓各個開口 1〇3相互接近的 方式來配置。像這樣,正如圖12所示,藉由通過各個開口 7_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------f赢 A7 528890 ___ 五、發明說明(< ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 103之職擊粒子121所進行之成膜膜厚分布’係相互地重 疊,而膜厚修正板101之因影子所造成之面內膜厚不均一 性完全不會成爲問題。因此,若藉由於膜厚修正板101上 所開之開口 103大小或開口 103數目密度之變化來對膜厚 修正板101半徑方向之數値孔徑賦予分布’則能夠在基板 上,產生平順之分布。 【發明所欲解決之課題】 惟,並不容易藉由圖8所示之膜厚修正板,來控制具 有旋轉狀對稱形狀之基板之對稱軸附近(基板中央部)之 膜厚。正如前述記載,由於在濺擊標的材上’粒子飛出之 區域係具有限之大小,因此,膜厚修正板係在進行成膜之 基板上會產生所謂半影。在成爲半影(佔有在全圓周上) 之部分之比例大之基板中央部,該半影之影響係非常大, 不容易正確地進行預測。爲了考量該影響而控制所成膜之 厚度,因此,必須正確地知道自濺擊標的材之何處起以怎 樣之角度分布來使得濺擊粒子飛出。但是,由於在現實上 ,不容易在標的材上之所有位置,測定濺擊粒子之分布, 因此,會有在基板中央部無法控制膜厚的情形發生。 但是,最好在EUV微影等也可利用多層膜反射鏡之中 央部,乃必須使得基板中央部也以高精度控制膜厚同時進 行成膜。圖13係顯示在膜厚控制不完全的情形下之膜厚分 布例之圖。在基板中央部無法充分控制膜厚的情形下,基 板上之膜厚分布如曲線133般在中央部之膜厚變厚或者如 _8____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 528890 ___ _B7 __ 五、發明說明(k ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 曲線135般在中央部之膜厚變薄之危險性高。一般在EUV 微影用之多層膜反射鏡所求出之多層膜之週期長度分布, 係例如以斜線所示之區域131,基板中央部係比較均勻之 分布,但在圖8所示之膜厚修正板並不容易這樣控制膜厚 。此外,此種形狀之膜厚修正板係藉由薄板所構成,但是 ,在板厚度過薄之時,則會有由於所形成之膜的應力而導 致膜厚修正板變形之此種問題發生。 此外,爲了藉由圖8所示之膜厚修正板76來得到所要 求之膜厚(週期長度)分布,因此,在膜厚修正板之形狀 ,要求高精度。例如由中心開始5cm之位置,爲了控制多 層膜之週期長度,因此,80%之數値孔徑係必須,在需要 對於週期長度6.9nm以±0.01mn以下之週期長度精度來控 制週期長度的情形下,於膜厚修正板之開口方向之形狀上 ,要求至少±0.18mm之精度。在更加接近旋轉中心之部分 ,要求更高之精度。膜厚修正板之形狀,係由靶材所釋放 出之濺擊粒子之分布以及在基板上所求出之膜厚分布來預 測最適當形狀所決定,但是,即使是以此種所得到之形狀 之膜厚修正板進行成膜,一般仍無法得到所要求之膜厚分 布。此係由於不容易正確地知道由靶材所釋放出之濺擊粒 子分布而使得最初之預測變得不正確。因此,必須以某種 形狀之膜厚修正板,實際地進行成膜.,評價此時之膜厚分 布,調整及改變膜厚修正板之形狀,進行多次之製作。此 外,即使是在曾經得到具所要求之膜厚分布的膜厚修正板 之形狀的情形下,也無法使用該膜厚修正板永久地得到所 __9_ _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 528890 ___B7___ . 五、發明說明() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 要求之膜厚分布。此係由於成膜裝置之特性每次些微地發 生變動,因此,當其所造成之膜厚分布之變動超過容§午範 圍的情形下,必須改變膜厚修正板之形狀’在該情形’也 必須以前述順序來控制膜厚。此時,基於前述要求,膜厚 修正板係必須以至少0.1mm之精度來製造,在該製造中需 要某些程度之時間。因此,會有在所要求之膜厚分布之成 膜或者多層膜反射鏡(具有所要求之週期長度分布)之製 造所需要之時間變長之此種問題發生。 另一方面,在圖10所示之膜厚修正板的情形,可在包 含中央部之基板整體進行膜厚控制。但是,由於此種膜厚 修正板之構造複雜,因此,比起圖8之修正板,在製作上 ,更需要時間和費用。此外,在該構造上,爲了增大數値 孔徑,而必須使得開口和開口間之部分變細’因此’不容 易提高數値孔徑。例如在圖10所示之膜厚修正板’其數値 孔徑係直徑〇.〇7mm開口的情形之38%左右。在數値孔徑 低之時,爲了藉由成膜來得到目的之膜厚,因此’需要更 長之時間。所以,會有在所要求之膜厚分布之成膜或者多 層膜反射鏡(具有所要求之週期長度分布)之製造所需要 之時間變長之此種問題發生。 本發明係有鑑於此種問題點而完成的;本發明之目的 係提供一種能夠容易進行基板中央部之膜厚分布控制並且 在短時間得到所要求之膜厚分布的成膜裝置以及成膜方法 。此外,本發明之目的係提供一種能夠在短時間製造多層 膜反射鏡(具有所要求之週期長度分布)之方法。 10 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 B7 528890 五、發明說明(今) 【用以解決課題之手段】 (請先聞讀背面之注意事項存填寫本頁) 爲了解決前述課題,因此,本發明第一在於提供:「 一種成膜裝置,係在充分減壓之容器內,藉由對於標的材 進行加熱或離子束照射,來讓該標的材之原子飛散,另使 得待成膜、具有旋轉對稱形狀之基板以旋轉對稱軸爲中心 進行旋轉,並在該基板之附近配置膜厚修正板,而讓該原 子積層在該基板上;其特徵在於,該膜厚修正板係具有: 複數開口,其在與該基板之旋轉對稱軸對應之部分附近’ 以成膜時粒子線於基板上所產生之該膜厚修正板之半影擴 張之一半以下的間隔來配置;以及,位於周邊部之沿半徑 方向之數値孔徑受到控制之開口(申請專利範圍第1項) j ° 依據本發明,可以藉由在膜厚修正板之中央部’配置 複數開口,以容易控制基板中央部之膜厚分布。此外,膜 厚修正板之周邊部之構造係比較單純,數値孔徑也能夠自 由變化,因此,即使是在基板周邊部’也把於短時間內’ 得到所要求之膜厚分布。 此外,本發明第二在於提供:「如申請專利範圍第1 項之成膜裝置,其中,該複數開口係以讓該膜厚修正板之 半徑方向之數値孔徑成爲相同的方式所配置。(申請專利 範圍第2項)。」 依據本發明,則可以在保持基板中央部不進行修正之 狀態之膜厚分布下進行膜厚之控制。一般在旋轉基板且進 行成膜的情形下,不修正膜厚之時,在基板中央部之膜厚 11 ^ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公爱) 528890 B7 五、發明說明(’) 係成爲均一。此外,對實際之EUV微影而言’在多層膜反 射鏡所要求之週期長度分布,在中央部爲均一之週期長度 分布,因此,最好在該部分,一直保持於不進行修正之狀 態下之週期長度分布,同時,進行週期長度之控制。所以 ,可以藉由在膜厚修正板之中央部,以使得膜厚修正板之 半徑方向之數値孔徑成爲相同的方式來配置複數之開口’ 以便於均一地降低成膜於基板中央部上之膜厚。 此外,本發明第三在於提供:「如申請專利範圍第1 項之成膜裝置,其中,該複數開口,係以在該膜厚修正板 之半徑方向之數値孔徑受到控制的方式所配置(申請專利 範圍第3項)」。 依據本發明,在不進行修正的情形下,產生於基板上 之對稱軸附近之相對膜厚分布,在滿足所要求分布之區域 過小的情形下,可藉由讓形成有複數開口之板狀構件之數 値孔徑依據離開對稱軸之距離來變化,以擴大滿足所要求 分布之區域。此外,在不修正膜厚的情形下,基板中央部 之膜厚分布係均一,即使是在所要求之膜厚分布在基板中 央部具有分布的情形下,也可以進行成膜。 此外,本發明第四在於提供:「如申請專利範圍第1 至3項中任一項之成膜裝置,其中,該膜厚修正板係由中 央部修正板(在與該基板之旋轉對稱軸對應之部分附近具 有複數開口)和周邊部修正板(在周邊部具有半徑方向之 數値孔徑受到控制之開口)所構成(申請專利範圍第4項 )j ° __12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線' A7 528890 _____B7____ 五、發明說明(θ ) 依據本發明,能夠藉由區分出中央部修正板和周邊部 修正板,來使得各個修正板之構造變得比較單純。因此, 能夠容易製作膜厚修正板。 此外,本發明第五在於提供:「如申請專利範圍第1 至3項中任一項之成膜裝置,其中,該膜厚修正板之厚度 係0.5mm以上(申請專利範圍第5項)」。 此外,本發明係在第6提供:「如申請專利範圍第i 至3項中任一項之成膜裝置,其中,該膜厚修正板係藉由 具有0_5mm以上厚度之保持框所保持著(申請專利範圍第 6項)」。 依據本發明,即使形成薄膜,膜厚修正板係也不易受 到該成膜之應力影響而發生變形,能夠穩定地得到所要求 之膜厚分布。 此外,本發明第七在於提供:「如申請專利範圍第1 至3項中任一項之成膜裝置,其中,該膜厚修正板相對於 該基板具有能以0.1mm以下之精度來進行定位之構造(申 請專利範圍第7項)」。 依據本發明,能夠將膜厚修正板相對於基板之位置做 正確地配置,可以進行在最適當膜厚分布下之成膜。在膜 厚修正板之位置偏離之時,由於膜厚修正板所具最適當數 値孔徑之位置,係自基板偏離,因此,無法進行在最適當 膜厚分布下之成膜。是以,藉由設置可定位之構造’貝^即 使卸下膜厚修正板後而再度進行安裝的情形下’也能夠正 確地配置膜厚修正板。 _ 13___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------手爲 A7 528890 _ B7_ 五、發明說明(“) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外,本發明係在第8提供:「一種成膜裝置’係在 充分減壓之容器內,藉由對於標的材進行加熱或離子束照 射,來讓該標的材之原子飛散’另使得待成膜、具有旋轉 對稱形狀之基板以旋轉對稱軸爲中心進行旋轉’並在該基 板之附近配置膜厚修正板,而讓該原子積層在該基板上; 其特徵在於,該膜厚修正板之形狀係可變的(申請專利範 圍第8項)」。 依據本發明,則無須花費過多時間即可自由地進行膜 厚修正板之形狀變更。因此,在得到所要求之膜厚分布爲 止之需要時間中,修正板製造之所需時間被縮短,能夠更 加迅速地得到所要求之膜厚分布。 此外,本發明第九在於提供:「如申請專利範圍第8 項之成膜裝置,其中,該膜厚修正板係由固定型修正板和 形狀可變型修正板所構成(申請專利範圍第9項)」。 此外,本發明第十在於提供:「如申請專利範圍第9 項之成膜裝置,其中,該形狀可變型修正板,係具備遮蔽 構件和驅動裝置,該驅動裝置係以至少0.01mm之精度, 來驅動該遮蔽構件之位置(申請專利範圍第10項)」。 依據本發明,能夠以至少0.1mm之精度,來改變膜厚 修正板整體之形狀,可以更加迅速且精度良好地得到所要 求形狀之修正板。結果,能夠更加迅速地得到所要求之多 層膜之週期長度分布。 此外,本發明第十一在於提供:「一種成膜方法,係 在充分減壓之容器內,藉由對於標的材進行加熱或離子束 ___ 14 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 B7 528890 五、發明說明(/,) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 照射,來讓該標的材之原子飛散,另使得待成膜、具有旋 轉對稱形狀之基板以旋轉對稱軸爲中心進行旋轉,並在該 基板之附近配置膜厚修正板,而讓該原子積層在該基板上 ;其特徵在於,該膜厚修正板係具有··複數開口,其在與 該基板之旋轉對稱軸對應之部分附近,以成膜時粒子線於 基板上所產生之該膜厚修正板之半影擴張之一半以下的間 隔來配置;以及,位於周邊部之沿半徑方向之數値孔徑受 到控制之開口(申請專利範圍第11項)」。 此外,本發明第十二在於提供:「一種成膜方法,係 在充分減壓之容器內,藉由對於標的材進行加熱或離子束 照射’來讓該標的材之原子飛散,另使得待成膜、具有旋 轉對稱形狀之基板以旋轉對稱軸爲中心進行旋轉,並在該 基板之附近配置膜厚修正板,而讓該原子積層在該基板上 ;其特徵在於,該膜厚修正板之形狀係可變的(申請專利 範圍第12項)」。 此外,本發明第十三在於提供:「一種多層膜反射鏡 之製造方法,其特徵在於,使用申請專利範圍第1至10項 中任一項之成膜裝置,在基板上形成多層膜構造(由折射 率不同之至少2種物質所交互積層而成)」。 依據本發明,則能夠容易進行基板中央部之膜厚分布 控制’並且,在短時間內,得到所要求之膜厚分布。因此 ’能夠更加迅速地得到具有所要求之週期長度分布之多層 膜反射鏡。 —------ —__ 15_________ 本紙張尺度適標準(CNS)A4規格(21〇 χ四7公釐厂 ' " " 528890 A7 _____B7_ 五、發明說明(Η ) 【發明之實施形態】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下,以多層膜之成膜爲例’參照圖式進行說明。 圖1係顯示在本發明之實施形態之成膜裝置所使用之 膜厚修正板形狀之圖。 圖2係顯示成爲圖1膜厚修正板一部分之中央部修正 板形狀之圖。 圖3係顯示成爲圖1膜厚修正板一部分之周邊部修正 板形狀之圖。 圖4係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之主要部位 槪要之圖。 圖5係藉由本發明之實施形態之多層膜反射鏡之製造 方法所製造之Mo/Si多層膜反射鏡之示意截面圖。 圖6係顯示藉由本發明之實施形態之成膜方法所造成 之膜厚分布變化之例子之圖。 首先,就在基板上以所要求之週期長度分布來形成 Mo/Si多層膜薄膜的情形,參照圖4及圖5說明。圖5所 示之多層膜反射鏡51,係成爲在基板53之上面交互地積 層Mo層55和Si層57之構造,用以反射波長13nm之X 射線。由Mo層55和Si層57所構成之多層膜,係以Si層 作爲最上層,進行例如50層對之成膜。成膜係藉由在減壓 之容器(並未圖示出)中,對於成爲膜材之標的材42,由 離子源43照射離子束,以便於濺擊標的材42之原子,堆 積在基板41 (配置在相同之容器中)之表面上,來進行成 膜。基板41係中央部不具有孔洞而具有旋轉對稱形狀者。 16 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 528890 ____ B7 _ 五、發明說明(⑷) 此外,在標的材42具備Mo和Si,藉由每次選擇一種做交 互地積層,來形成多層膜。在成膜中,基板41係以對稱軸 爲中心而進行旋轉,在周圍方向上,進行著具有一定週期 長度之成膜。在本發明之成膜裝置中,使用圖1所示之膜 厚修正板46,控制週期長度分布。 接著,就膜厚修正板46之細節,進行說明。膜厚修正 板46,係組合中央部修正板44和周邊部修正板45所構成 。成爲膜厚修正板46 —部分之中央部修正板44之形狀, 係顯示在圖2。中央部修正板44係由具有中央區域之網孔 部23和開口部25之支持板27所構成,使用該中央部修正 板44,控制基板中央部之膜厚分布。此外,在支持板27, 設有定位用孔29。該定位用孔29係如後面敘述,使用在 膜厚修正板之定位時。 網孔部23係一邊1.8mm之正方形形狀之開口,以 2mm之間距呈格子狀排列,開口係以成膜時粒子線於基板 上所產生之膜厚修正板之半影的擴張之一半以下的間隔來 配置。又,膜厚修正板在半徑方向之數値孔徑約80%。在 該成膜裝置中,於不使用膜厚修正板而進行成膜的情形下 ,該膜厚係對於半徑方向顯示圖6 (A)曲線63之分布, 比起中央部,在周邊部之膜厚係變薄15%左右。相對於該 情形,在使用中央部修正板44之時,則膜厚分布係變化爲 圖6 (B)曲線65之分布。在本實施形態中,基板和膜厚 修正板之距離係爲20〜30mm。爲了避免膜厚修正板不慎 接觸到基板之危險性,因此,基板和膜厚修正板係必須保 _ 17 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # I I I 1 I I I — — — — — — — — — — III — —— — — — — — — — — —— — — — — — — A7 528890 _ B7___________ 五、發明說明((亨) 持某種程度之距離。此外,在膜厚修正板過度離開基板之 時,則可能會由於半影模糊,而無法以充分之精度,修正 作爲目的之區域,因此,以2〇mm左右爲適當。在本實施 形態中,濺擊源之大小係直徑大約20cm,靶材和基板間之 距離係50cm,產生於基板上之膜厚修正板之半影擴張係大 約8mm。正如前面敘述,開口之間距係2mm,係以該半影 擴張之一半以下間隔來進行配置,因此,不會由於膜厚修 正板之影子而形成局部之分布。在基板中央部,藉由數値 孔徑大約80%之膜厚修正板來到達之濺擊粒子量係成爲大 約80%。另一方面,在離開中心之區域(周邊部),係產 生與無膜厚修正板的情形相同之膜厚分布。再者,在交界 部分,由於受到網孔部之外側區域之捲入影響以及網孔部 區域之形狀並非以對稱軸爲中心之圓,因此,內側、外側 區域之分布得以平順地變化。 成爲膜厚修正板46 —部分之周邊部修正板45之形狀 ,係顯示在圖3。周邊部修正板45係藉由具有開口部35 之支持板37所構成,使用該周邊部修正板45,控制離開 基板上之對稱軸之區域之膜厚分布。此外,在支持板37設 置有定位用孔39。該定位用孔39,係如後面敘述,使用在 膜厚修正板之定位時。以此種周邊部修正板之形狀而言’ 基板中央部之膜厚係無法修正,但是,在本實施形態中, 由於已經藉由中央部修正板,來控制基板中央部之膜厚在 所要求之膜厚分布之範圍內,因此,周邊部修正板不需要 進行中央部之修正。在離開中心部分之位置上,因爲對於 __ 18__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 528890 五、發明說明(乂) 周圍方向之距離,半影之影響係變小,所以,即使是此種 形狀之周邊部修正板,也容易進行修正。藉由該周邊部修 正板,進行中央部修正板無法修正之區域之膜厚分布控制 ,正如圖6 (C)所示,涵蓋基板之全區域,可實現將曲線 67控制在所要求之膜厚分布區域61內之膜厚分布。 本實施形態中之中央部修正板之數値孔徑係大約80% 。該成膜裝置,係原本就具有中央部厚、周邊部薄之成膜 膜厚分布,周邊部係比中央部薄15%,因此,選擇上述數 値孔徑。由於藉由中央部修正板,來使得膜厚分布如圖6 (B)般變化,因此,在周邊部修正板,只要進行於基板 上各半徑位置最大20%、在最外圍部5%之膜厚分布控制 即可。但是,若中央部修正板之數値孔徑爲50%的話,則 藉由周邊部修正板所進行之控制範圍會增大,即使在最外 圍部也必須修正35%。此顯示在濺擊粒子中,藉由膜厚修 正板所遮蔽之粒子比例大,對於基板之成膜速度降低。爲 了得到所要求之膜厚,因此,最好儘可能使得膜厚修正板 之開口變大,在短時間內進行成膜,而在本實施形態,係 藉由將中央部修正板之數値孔徑設定成爲80%,來實現整 體之大數値孔徑,能夠在更短之時間內,進行成膜。 在膜厚修正板係穿設著定位用孔,藉由對該孔通過平 行銷,來以0.1mm以下之精度,決定膜厚修正板之位置。 一旦膜厚修正板之位置改變,則膜厚分布會發生變化,無 法得到所要求之膜厚分布,但是,由於能夠精度良好地決 定膜厚修正板之位置,因此,可以進行基板狀之膜厚控制。 — _19 ___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------------1T---------^ —^wi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 528890 _B7___ 五、發明說明(1 ) 雖然在本實施形態中,中央部修正板之開口係正方形 狀,但是,開口之形狀不限於此。只要能保持充分之數値 孔徑和修正板之強度的話,則亦可爲例如不規則之形狀。 此外,也可以爲藉由編織細線狀構件所形成之網孔。並且 ,即使是在基板中央部,爲了改變膜厚分布同時進行成膜 ,因此,可以在中央部修正板,於半徑方向上控制數値孔 徑,配置複數開口。此外,雖然在中央部修正板形成開口 之區域係成爲正方形狀,但是,不限於該形狀。 雖然在本實施形態,膜厚修正板之厚度係〇.5mm,但 是,厚度係不限於此,也可以比該厚度更厚或更薄。但是 ,爲了避免在成膜時,由於膜應力導致修正板變形,而在 分布控制之精度上發生問題,因此,在膜厚修正板之厚度 爲0.5mm以下的情形下,藉由厚度0.5mm以上之保持構件 來抑制所成膜之多層膜之應力所造成之變形乃爲所希望者。 在本實施形態,膜厚修正板係組合中央部修正板和周 邊部修正板而成者,但是,不一定需要各別地分開中央部 修正板和周邊部修正板,也可以由1個膜厚修正板所構成 。此外,在組合中央部修正板和周邊部修正板之構成的情 形下,不一定需要使得兩邊之修正板配置在離開基板相同 程度之距離。 接著,就本發明之其他實施形態之成膜裝置、成膜方 法,進行說明。 圖14係顯示在本發明之實施形態之成膜裝置所使用之 膜厚修正板形狀之圖。 __ 20 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 528890 _B7_____ 五、發明說明(|多) 圖15 (A)係顯示成爲圖14之膜厚修正板一部分之形 狀可變型修正板形狀之圖,圖15 (B)係形狀可變型修正 板之部分放大圖。 圖16係顯示成爲圖14之膜厚修正板一部分之固定型 修正板形狀之圖。 圖17係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之主要部位 槪要之圖。 首先,就在基板上以所要求之週期長度分布形成Mo /Si多層膜薄膜的情形,參照圖17及圖5進行說明。圖5 所示之多層膜反射鏡51,係成爲在基板53之上面交互地 積層Mo層55和Si層57之構造,用以反射波長13nm之 X射線。由Mo層55和Si層57所構成之多層膜,係以Si 層作爲最上層,進行例如50層對之成膜。成膜係藉由在減 壓之容器(並未圖示出)中,對於成爲膜材之靶材172, 由離子源173照射離子束,以便於濺擊靶材172之原子, 堆積在基板171 (配置在相同之容器中)之表面上,來進 行成膜。在靶材172具備Mo和Si,藉由每次選擇一種做 交互地積層,來形成多層膜。在成膜中,基板171係以對 稱軸爲中心而進行旋轉,在周圍方向上,進行著具有一定 週期長度之成膜。在本發明之成膜裝置中,使用由固定型 修正板174和形狀可變型修正板175之2個部分所構成之 膜厚修正板Π6,控制週期長度分布。 接著,就膜厚修正板176之細節,進行說明。成爲膜 厚修正板176 —部分之固定型修正板174之形狀,係顯示 _________21 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 訂--------叙」 -n ϋ n n ϋ n ϋ ϋ I ϋ n i_i n ϋ ϋ n ϋ -ϋ - 528890 A7 B7 五、發明說明(if ) 在圖16。固定型修正板174係由具有開口部163之支持板 161所構成。該固定型修正板係準備數種形狀。該形狀之 種類,可大幅地囊括一般所考量之成膜中可形成必要之分 布的形狀,選出相對於最適當形狀偏離在5mm以內之固定 型修正板。成爲膜厚修正板176其他部分之形狀可變型修 正板175之形狀,係顯示在圖15 (A)。形狀可變型修正 板175係由形成骨架之支持板151、安裝在支持板151上 之複數驅動裝置155、以及藉由驅動裝置155所驅動之微 小遮蔽構件157來構成,且具有開口部153。放大該形狀 可變型修正板175 —部分之圖,係顯示在圖15 (B)。微 小遮蔽構件157之寬係2mm,前端部分係加工爲半圓形。 在這些遮蔽用構件157係安裝有驅動裝置155,可在圖中 之橫方向以0.01mm之位置精度進行位移。驅動裝置155 係安裝在支持板151之表裏兩面上,結果上,微小之遮蔽 構件157係以1mm之間隔來進行排列。組合固定型修正板 174和形狀可變型修正板175之膜厚修正板176之形狀, 係顯示在圖1。 在進行成膜的情形下,由靶材所放出之濺擊粒子之大 致分布和基板之形狀,藉由計算,來求出修正板之形狀( 可在基板上得到所要求之多層膜週期長度分布)。接著, 選擇形狀最接近該形狀之固定型修正板174,和形狀可變 型修正板175進行組合。形狀可變型修正板175,係以在 和固定型修正板174進行組合時可藉由計算而成爲預測最 適當之形狀的方式進行控制同時改變其形狀。形狀可變型 22 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 528890 __B7________ 五、發明說明(,) 修正板175之形狀,係藉由驅動裝置155驅動所安裝之微 小遮蔽構件157來進行變化。此時,驅動裝置155之動作 ,係藉由控制裝置(並未圖示)來控制。此種形狀雖爲遮 蔽部分之交界部與圓的一部分相連之形狀,但是,該形狀 係不會對於週期長度分布,造成影響。此乃由於本發明之 實施形態中之濺鍍源具有至少直徑10cm左右之擴張,而 這種擴張會產生半影模糊,結果,前述1mm週期之微細構 造不會對於基板上之週期長度分布造成影響。對於基板上 之週期長度分布造成影響者係在圖15 (B)中以虛線所示 之交界部分之平均形狀159。該平均形狀159自目標形狀 之偏離爲〇.〇5mm以下。藉由使用該形狀可變型修正板175 ,來得到成爲目標形狀之膜厚修正板176。藉由使用該膜 厚修正板176來進行成膜,以便於得到接近目的之週期長 度分布之分布。但是,要從一開始即精度良好地得到所要 求之週期長度分布有其困難,實際上所得到之週期長度分 布,一般係自目標之週期長度分布偏離。因此,必須評價 所成膜之多層膜之週期長度分布,以該分布作爲基礎,計 算膜厚修正板之形狀變更量,改變膜厚修正板之形狀。在 改變膜厚修正板之形狀中,由於藉由控制裝置所控制之驅 動裝置155來驅動形狀可變型修正板175之微小遮蔽用構 件157,因此,膜厚修正板之形狀改變係可以在短時間內 結束,而可迅速地開始下一次之成膜。可以藉由多次反覆 進行該作業,來得到所要求之週期長度分布,但是,由於 在膜厚修正板之形狀改變中,不需要重新製作修正板之時 23 尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) "" " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線—座 -·1 ϋ ϋ I n ϋ ϋ ϋ ϋ ·ϋ ϋ n ϋ ϋ ϋ I ^1 ϋ H ϋ n · 528890 a7 __B7______ 五、發明說明(A ) 間,因此,能夠在更短之時間內,得到所要求之週期長度 分布。 在本發明之實施形態,爲了改變形狀可變型修正板 175之形狀,係以間隔2mm驅動微小構件,但是,改變形 v狀可變型修正板175形狀之機構,係不限定於此。在圖18 ,顯示形狀可變型修正板175之其他例子。在該例子中’ 形狀可變型修正板175係成爲以5mm間隔配置驅動裝置( 驅動棒狀之微小構件189) 185,並安裝有遮蔽用構件(使 \得該微小構件189之前端部分與相鄰之微小構件之前端部 分連結)187之構造。棒狀之微小構件189係能夠以 0.01mm之精度來進行移動,讓膜厚修正板之輪廓發生變化 。在此種構造,僅能夠以5mm間隔,來控制膜厚修正板之 輪廓,但是,一般在膜厚修正板所要求之形狀對於半徑方 向係以比較平順的方式變化,因此,即使以5mm間隔進行 控制,自目標之曲線形狀之偏離仍非常小。若圓弧之曲率 半徑爲30mm以上的話,則聯結間隔5mm之2點之線和通 過這2點之圓弧距離,係成爲0.1mm以下。在前述週期長 度修正板,需要驅動100個以上之微小遮蔽構件,但是, 藉由此種構成,並不會喪失需要之精度,而能夠減少遮蔽 構件之數目至一半以下。 在本發明之實施形態,藉由所控制之驅動裝置,來進 行形狀可變型修正板之形狀變更,但是,驅動方法係不限 於此,若能夠達成所要求之精度的話,也可以例如爲手動 〇 ____24 本紙張國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) " -- --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 528890 A7 五、發明說明( 此外’雖主要就控制多層膜之週期長度分布並且進行 成膜之裝置及方法進行說明,但是,膜係不限定於多層膜 ’也可以例如爲單層膜,本發明係可以適用在需要膜厚控 制之全部成膜上。 以上’就本發明之實施形態之成膜方法,進行說明, 但是’本發明係不限定於此,也能夠增加各種之變化。 【發明之效果】 正如以上所說明的,若使用本發明之成膜裝置及成膜 方法’則能夠容易進行基板中央部之膜厚分布控制,並且 ’在短時間內,得到所要求之膜厚分布。此外,能夠在短 時間內’得到具有最適當週期長度分布之多層膜反射鏡。 【圖式之簡單說明】 圖1係顯示在本發明之實施形態之成膜裝置所使用之 膜厚修正板形狀之圖。 圖2係顯示成爲圖1膜厚修正板一部分之中央部修正 板形狀之圖。 圖3係顯示成爲圖1膜厚修正板一部分之周邊部修正 板形狀之圖。 圖4係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之主要部位 槪要之圖。 圖5係藉由本發明之實施形態之多層膜反射鏡之製造 方法所製造之Mo/Si多層膜反射鏡之示意截面圖。 25 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 訂---------線· A7 528890 _ _ _El 五、發明說明(乃) 圖6係顯示藉由本發明之實施形態之成膜方法所造成 之膜厚分布變化之例子之圖。 圖7係顯示習知成膜裝置之主要部位槪要之圖。 圖8係顯示習知之膜厚修正板形狀之圖。 圖9係顯示由於膜厚修正板有無之所造成之膜厚分布 之變化例之圖。 圖10係顯示習知之膜厚修正板之其他形狀之圖。 圖11係說明產生於基板上之膜厚修正板半影之示意圖 〇 圖12係說明基板上之膜厚均一性之示意圖。 圖13係顯示在膜厚控制不完全的情形下之膜厚分布例 之圖。 圖14係顯示在本發明之實施形態之成膜裝置所使用之 膜厚修正板形狀之圖。 圖15 (A)係顯示成爲圖14之膜厚修正板一部分之形 狀可變型修正板形狀之圖,圖15 (B)係形狀可變型修正 板之部分放大圖。 圖16係顯示成爲圖14之膜厚修正板一部分之固定型 修正板形狀之圖。 圖17係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之主要部位 槪要之圖。 圖18係顯示成爲膜厚修正板(使用在本發明之實施形 態之成膜裝置)一部分之形狀可變型修正板之其他形狀之 圖。 26 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------------訂---------線 w^. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 528890 五、發明說明(A) 【元件符號之說明】 23 :網孔部 25,35 :開口部 27,37 :支持板 29,39 :定位用孔 41,71 :基板 42,72 :靶材 43,73 :離子源 44 :中央部修正板 45 :周邊部修正板 46,76 :膜厚修正板 51 :多層膜反射鏡 53 :基板 55 : Mo 層 57 : Si 層 61 :所要求之膜厚分布區域 63 :不使用膜厚修正板而進行成膜時之膜厚分布曲線 64 :使用中央部修正板來進行成膜時之膜厚分布曲線 67 ··使用膜厚修正板來進行成膜時之膜厚分布曲線 85 :開口部 87 :支持板 91 :不使用膜厚修正板而進行成膜時之膜厚分布曲線 93 :使用膜厚修正板來進行成膜時之膜厚分布曲線 95 :所要求之膜厚分布區域 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • — — — — — — — II - ΙΙΙΙΙΙΙ - - - - - - - - II --- — A7 528890 _B7_ 五、發明說明(〆) 1〇1 :膜厚修正板 103 :開口 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 111 :標的材 113 :基板 115 :半影 121 :濺擊粒子 131 :所要求之膜厚分布區域 133 :中央部膜厚爲厚之膜厚分布區域 135 :中央部膜厚爲薄之膜厚分布區域 151,161 :支持板 153,163 ··開口部 155,185 :驅動裝置 157,187 :遮蔽構件 159 :交界部分之平均形狀 171 :基板 172 :靶材 173 :離子源 174 :固定型修正板 Π5 :形狀可變型修正板 176 :膜厚修正板 189 :微小構件 a :半影之擴張 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐)