CN1227717C - 光学单元、曝光设备和器件制造法 - Google Patents

光学单元、曝光设备和器件制造法 Download PDF

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Abstract

在光学单元镜筒中整体布置一个环形支撑件，并且三个突起部分分布在支撑件的上表面上。突起部分以直接接触的方式支撑平行平片的下表面。在此支撑态下，平行平片与支撑件的一个表面相对，其间有几微米的间隙。通过这种配置，平行平片一侧中的空间基本上与另一侧的空间隔开。因此，例如即使平行平片一侧空间中的气体环境不同于另一侧，也可以有效地避免气体混合。另外，因为平行平片在三点处被支撑，所以由于平行平片的支撑力而抑制平行平片的变形，由此抑制折射率变化。

Description

光学单元、曝光设备和器件制造法
技术领域
本发明涉及光学单元、曝光设备和器件制造法，并尤其涉及一种在镜筒中具有光路的光学单元、一种包含该光学单元的曝光设备以及一种使用该曝光设备制造电子器件的器件制造法。
背景技术
常规上将各种曝光设备用于光刻过程中制造诸如半导体器件和液晶显示器一类的器件。在这些设备中，近年来主要使用的一种是基于步进-重复法的缩放投影曝光设备(所谓的步进器)，它通过投影光学系统以大约四至五倍的放大比例把形成在掩模(也称作分划板)上的图案缩放并转印到受到曝光的基片如晶片上，还有一种基于步进-扫描法的扫描投影曝光设备(所谓的扫描步进器)，它是步进器的一种改进。
关于这些投影曝光设备，曝光波长移到一个较短的范围以便达到与精密的集成电路相对应的高分辨率。目前主要使用具有248nm波长的KrF准分子激光器，但是在实践中具有193nm较短波长的ArF准分子激光器也逐渐开始使用。另外，近来对于投影曝光设备还提出使用具有157nm较短波长的F2激光器和具有157nm波长的Ar2激光器。
这些在称作真空紫外波段范围内的光束几乎受到所有物质的强烈吸收。例如，氧气、水蒸气和几乎所有的有机物质强烈吸收在此区域内的光。因此，在用真空紫外光作为光源的曝光设备中，需要用一种具有少量吸收真空紫外光特性的特殊气体(以下称作“低吸收气体”)、如稀有气体氮气或氦气来取代沿曝光光束穿过的光路空间的气体，使得把沿光路空间的吸收性气体如上述氧气的浓度抑制到几PPM以下。
甚至当使用波长稍长于真空紫外光的紫外光(波长约为193nm)时，因为紫外光会被氧气吸收，所以最好从光路中消除氧气。
投影光学系统的内部应该用如上所述的稀有气体如氮气或氦气填充。但是，从冷却效果的观点看，氦气对于抑制温度的上升非常有效，而温度上升出现在透镜等构成光学系统如投影光学系统的组件吸收曝光光束时。
投影光学系统的构成组件、如透镜等装在镜筒中。
但是，氦气的折射率(约为1.000038)与氧气或氮气的标准折射率(约为1.000319)极大地不同。因此，当气体、如氮气或氧气从外围进入被氦气填充的镜筒时，镜筒内气体的折射率极大地改变，这大大地衰减了投影光学系统的成象特性。
一般地，因为由固体金属元件构成，所以相当容易确保镜筒的气密性。但是，在分划板一侧以及晶片一侧的光路两端上，布置需要极高表面精确度的透镜。因此不能恰当地牢靠紧固并保持透镜以提高气密性，因为当由于应力而使透镜发生极大变形时，导致表面精确度的降低。
另一方面，通过投影光学系统(投影透镜)将分划板与晶片分开的成象光路可以整个地用氦气填充。但是当更换分划板或晶片时，会耗费大量的氦气(泄漏到外面)，从曝光设备的运行成本来看有问题。另外，需要控制填充到包含吸收性气体的镜筒中的气体，使得吸收性气体的浓度低于镜筒周围气体的浓度。这是因为当镜筒周围的气体进入镜筒时，吸收性气体吸收曝光光束。
本发明是考虑到上述情形而产生的，并且其首要目的是提供一种几乎能够确保分开镜筒内外空间或形成在镜筒内部的两个空间、同时维持其光学特性的光学单元。
另外，本发明的第二个目的在于提供一种能够长时间执行高精度曝光的曝光设备。
并且，本发明的第三个目的在于提供一种能够在制造高集成微器件时提高生产率的器件制造方法。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种在镜筒中具有光束光路的光学单元，光学单元包括：透射光束的片状透射性光学元件；和连接到镜筒的第一支撑件，第一支撑件具有一个与透射性光学元件表面上的光路的外围部分相对的第一相对表面，和至少三个分布在相对表面上的第一突起部分，通过至少在三点处直接支撑透射性光学元件而使得在透射性光学元件的表面和第一相对表面之间具有预定的第一间隙。
在光学单元中，第一支撑件连接到镜筒，并且在部分第一支撑件上设置一个与片状透射性光学元件表面上的光路的外围部分相对的第一相对表面。并且在该第一相对表面上，至少在三点处分布第一突起部分，第一突起部分与至少三个点直接接触地支撑透射性光学元件，并在透射性光学元件的表面和第一相对表面之间形成预定的第一间隙。因此，通过设置较小的第一间隙，几乎可以分开透射性光学元件一侧的空间和相反侧(另一侧)的空间。因此，例如，即使一侧与另一侧透射性光学元件表面上的气体环境不同，也可以有效地防止气体混合。即，透射性光学元件隔离不同的气体环境。另外，透射性光学元件至少用三个第一突起部分直接支撑在三点处。这样通过支撑透射性光学元件的支撑力抑制了透射性光学元件的变形，并且也抑制了折射率的改变。第一支撑件的一侧连接到镜筒的一部分，即连接到镜筒的边缘或镜筒的内部，透射性光学元件布置在第一支撑件的另一侧。在前一种情形中，透射性光学元件连接到镜筒的边缘，而在后一种情形中，透射性光学元件布置在镜筒的内部。因此，几乎可以没有失误地隔开镜筒的内部和外部、或是镜筒内部的两个空间，同时维持光学特性。
在此情况下，可以布置四个或更多第一突起部分，优选三个。在此情况下，可以用三个第一突起部分稳定地支撑透射性光学元件，三个第一突起部分具有共面的顶部。
对于本发明的光学单元，镜筒或透射性光学元件的形状没有特别的限定，但镜筒至少可以是包括一个连接第一支撑件的部分的部分圆柱形，透射性光学元件可以有一个圆形外围。
在此情况下，第一支撑件可以有一个形成光路的圆形开口，透射性光学元件可以布置成环形凸伸部分伸到圆形开口外部的状态。在此状态下，通过减小凸伸部分和第一相对表面之间空间(间隙)的大小，基本上可以避免透射性光学元件一侧空间中的气体与另一侧空间中的气体混合。
对于本发明的光学单元，当透射性光学元件的外围为圆形形状时，透射性光学元件可以是起透镜作用的光学元件。
对于本发明的光学单元，带有第一突起部分的透射性光学元件的接触面可以是平面或曲面中的一种。
对于本发明的光学单元，第一间隙可以约是第一支撑件的第一相对表面的表面处理精度的几倍(如两倍)。第一间隙可以通过调节第一突起部分的高度而很容易地调节。
例如，第一间隙可以约为1～3μm。
对于本发明的光学单元，还包括一个排气单元，通过形成在透射性光学元件一侧上的表面和第一支撑件的第一相对表面之间的一个空间进行气体的强制性排出。
在此情况下，排气单元可以具有一个环形排气槽，形成在第一支撑件的第一相对表面上并构成排气路径的一部分。
对于本发明的光学单元，还包括：一个第二支撑件，与第一支撑件一起夹装透射性光学元件，第二支撑件具有：一个第二相对表面，与透射性光学元件另一侧表面上的光路的外围部分相对；和至少三个分布在第二相对表面上的第二突起部分，通过在与第一突起部分相对的位置与透射性光学元件接触而在透射性光学元件另一侧上的表面和第二相对表面之间形成预定的第二间隙。在这种情况下，可以没有任何困难地支撑透射性光学元件，并且还可以保持不移动。
在此情况下，第一突起部分和第二突起部分可以布置在彼此相对的位置，透射性光学元件位于三个点之间。
对于本发明的光学单元，带有第二突起部分的透射性光学元件的接触面可以是平面和曲面中的一种。
对于本发明的光学单元，当光学单元具有一个与第一支撑件一起夹装透射性光学元件的第二支撑件时，第二间隙可以约是第二支撑件的第二相对表面的表面处理精度的几倍(如两倍)。第二间隙可以通过调节第二突起部分的高度而很容易地调节。
例如，第二间隙可以约为1～3μm。
对于本发明的光学单元，当光学单元具有一个与第一支撑件一起夹装透射性光学元件的第二支撑件时，镜筒可以是至少部分为圆柱形，包括一个连接第一支撑件的部分，透射性光学元件可以有一个圆形外围，在第一支撑件和第二支撑件上分别形成构成光路的圆形开口，透射性光学元件可以布置成形成伸出到每个圆形开口外部的环形突起部分的状态。
在此情况下，透射性光学元件可以是起透镜作用的光学元件。
对于本发明的光学单元，当光学单元具有一个与第一支撑件一起夹装透射性光学元件的第二支撑件时，光学单元还可以包括一个排气单元，通过一个形成在透射性光学元件的另一侧与第二支撑件的第二相对表面之间的空间进行气体的强制性排出。
在此情况下，排气单元可以具有一个环形排气槽，形成在第二支撑件的第二相对表面上并构成排气路径的一部分。
根据本发明的第二方面，提供了一种利用能量束对基片曝光以在基片上形成预定图案的曝光设备，曝光设备包括：一个光学单元，将能量束穿过图案投影到基片上，光学单元包括一个其内部为能量束光路的镜筒，和一个具有片状第一透射性光学元件的第一隔离机构以及连接到镜筒的第一支撑件，片状第一透射性光学元件分布在能量束的光路上，透射能量束，第一支撑件至少在三个第一支撑部分支撑第一透射性光学元件，使得第一支撑件的至少一部分与第一透射性光学元件一个表面上的光路的外围部分相对，二者之间具有预定的第一间隙，第一机构由此隔离第一透射性光学元件一侧表面上的空间与第一透射性光学元件另一侧表面上的空间。
对于这种配置，由于前述原因，镜筒的内部和外部，或镜筒内部的两个空间几乎可以没有失误地隔开，同时保持光学特性。因此，例如，即使把一种具有吸收少量能量束的特性的低吸收性气体提供给其中一个空间，也可以避免低吸收性气体流进另一个空间，或者可以避免另一个空间内部的气体流进该空间，几乎没有失误。这样使得每个空间的折射率得到维持，反过来，能够利用高精度长时间地曝光，通过具有光学单元有利的成象特性的光学单元把图案转印到基片上。
在此情况下，每个第一支撑部分可以是设置在第一支撑件与第一透射性光学元件的该侧表面相对的一个表面上的突起部分。
对于本发明的曝光设备，第一隔离机构还具有：一个第二支撑件，通过经位于与每个第一支撑部分相对的位置处的第二支撑部分与第一透射性光学元件的另一侧表面直接接触而与第一支撑件一起夹装第一透射性光学元件，并且至少一部分第二支撑件可以与第一透射性光学元件另一侧表面上的光路的外围部分相对，二者之间具有预定的第二间隙。
在此情况下，每个第二支撑部分可以是设置在第二支撑件与第一透射性光学元件的另一侧表面相对的表面上的突起部分。
第一透射性光学元件布置在投影光学系统的物平面一侧或象平面一侧上，把预定的图案投影到基片上。当第一透射性光学元件分布在投影光学系统的物平面一侧上时，第二透射性光学元件最好布置在投影光学系统的象平面一侧上。
关于这种情况下的曝光设备，光学单元还包括一个第二隔离机构，具有一个透射能量束的片状第二透射性光学元件，布置在投影光学系统的象平面一侧上；和一个连接到镜筒的第二支撑件，至少在三个第二支撑部分处支撑第二透射性光学元件，使得至少一部分第二支撑件与第二透射性光学元件的一侧表面上光路的外围部分相对，二者之间有预定的第二间隙，第二机构由此隔离第二透射性光学元件的一侧表面中的空间与第二透射性光学元件另一侧表面中的空间。
在此情况下，每个第二支撑部分可以是设置在第二支撑件与第二透射性光学元件的该侧表面相对的表面上的突起部分。
关于本发明的曝光设备，第二隔离机构还有：一个第三支撑件，通过经位于与每个第二支撑部分相对的位置处的第三支撑部分与第二透射性光学元件的另一侧表面直接接触而与第二支撑件一起夹装第二透射性光学元件，并且至少一部分第三支撑件可以与第二透射性光学元件另一侧表面上的光路的外围部分相对，二者之间具有预定的第三间隙。
在此情况下，每个第三支撑部分可以是设置在第三支撑件与第二透射性光学元件的该侧表面相对的表面上的突起部分。
关于本发明的曝光设备，当光学单元具有第一隔离机构和第二隔离机构时，曝光设备还可包括：一个以密封态连接到镜筒的掩模腔，掩模腔中装着其上形成有图案的掩模；和一个以密封态连接到镜筒的基片腔，基片腔中装着其上固定有基片的基片台，其中可以把对能量束有低吸收性的低吸收性气体供给镜筒、掩模腔和基片腔的每一个中，第一隔离机构可以隔离镜筒内部与掩模腔内部之间的吸收性气体，而第二隔离机构可以隔离镜筒内部和基片腔内部之间的吸收性气体。此处，密封态是指间隙可以存在于结构中的状态，只要从掩模腔泄漏的气体或从基片腔泄漏的气体不进入光学单元的镜筒中。事实上，低吸收性气体只可以提供给镜筒内部。
关于本发明的曝光设备，曝光设备还可以包括：一个以密封态连接到镜筒的掩模腔，掩模腔中装着其上形成有图案的掩模，其中可以把对能量束有低吸收性的低吸收性气体供到镜筒和掩模腔的每一个中，第一隔离机构可以隔离镜筒内部与掩模腔内部之间的吸收性气体。此处，密封态是指间隙可以存在于结构中的状态，只要从掩模腔泄漏的气体不进入光学单元的镜筒中。事实上，低吸收性气体只可以提供给镜筒内部。
在此情况下，使固定件固定镜筒的凸缘部分可以布置在镜筒的周围部分上，掩模腔的隔离壁可以连接到凸缘部分。
关于本发明的曝光设备，当曝光设备包括一个以密封态连接到镜筒的掩模腔时，使固定件固定镜筒的凸缘部分可以布置在镜筒的周围部分上，并且可以经形成在凸缘部分中的供给路径把低吸收性气体供给到镜筒中。
关于本发明的曝光设备，当曝光设备包括一个以密封态连接到镜筒的掩模腔时，可以把同种类型的气体供给到镜筒和掩模腔的内部，或者提供到掩模腔和镜筒中的低吸收性气体可以为不同类型的气体。
关于本发明的曝光设备，曝光设备还可以包括：一个以密封态连接到镜筒的基片腔，基片腔中装着其上固定有基片的基片台，其中可以把对能量束有低吸收性的低吸收性气体供到镜筒和基片腔的每一个中，第一隔离机构可以隔离镜筒内部与基片腔内部之间的吸收性气体。此处，密封态是指间隙可以存在于结构中的状态，只要从基片腔泄漏的气体不进入光学单元的镜筒中。事实上，低吸收性气体只可以提供给镜筒内部。
在此情况下，使固定件固定镜筒的凸缘部分可以布置在镜筒的周围部分上，基片腔的隔离壁可以连接到凸缘部分。
关于本发明的曝光设备，当曝光设备包括一个以密封态连接到镜筒的基片腔时，可以把同种类型的气体供给到镜筒和基片腔的内部，或者提供到基片腔和镜筒中的低吸收性气体可以为不同类型的气体。
关于本发明的曝光设备，能量束可以属于波长在190nm及以下的真空紫外区域的光。
另外，在光刻法中，通过用本发明的曝光设备执行曝光，可以长时间地进行高精度地曝光，并且可以提高高集成度微器件的产量，由此提高生产率。因此，根据本发明的另一个方面，还提供了一种利用本发明曝光设备的器件制造法。
附图简述
图1是涉及本发明一个实施例的曝光设备的整体结构视图；
图2是图1中所示投影光学系统的镜筒部分截面图，还示出了投影光学系统的气体管道；
图3是投影光学系统上端部的部分截面透视图；
图4是第二隔离机构的部分截面透视图；
图5A至5C是隔离壁平行片的改进例；
图6是根据本发明的器件制造法实施例的流程图；和
图7是图6中步骤204的过程流程图。
执行本发明的最佳模式
参见图1～4，下面描述本发明的一个实施例。图1表示与本实施例有关的曝光设备100的整体结构。曝光设备100是一个基于步进-扫描法的投影曝光设备，即所谓的扫描步进器。曝光设备100对用作掩模的分划板R上照射用于曝光、属于真空紫外区域的、的作为能量束的照明光EL(下文称作曝光光束)，并通过用作光学单元的投影光学系统PL把形成在分划板R上的图案转印到用作基片的晶片W上。
曝光设备100包括一个光源1和一个照明单元2。曝光设备100还包括：用曝光光束EL对分划板R照明的照明系统；用于固定分划板R的分划板台RST；用于把从分划板R发射出的曝光光束EL投影到晶片W上的投影光学系统PL；用于固定晶片W的晶片台WST等。
作为光源1，本实施例中采用发射约120nm～190nm波长的真空紫外区域光束的光源，如氟激光器(F2)。当然，也可以采用发射真空紫外区域光束的其它光源，如输出波长为146nm的氪二聚体激光器(Kr2激光器)、输出波长为126nm的氩二聚体激光器(Ar2激光器)，以及发射深紫外区域光束的光源，如输出波长为193nm的ArF准分子激光器，或输出波长为248nm的KrF准分子激光器。
光源1经光透射光学系统(光束行)3连接到组成照明单元2的照明系统腔2a的一端，其中光透射光学系统包括一个称作光束匹配单元的光学系统，用于光轴调节。光源1实际上布置在一个清洁度低于清洁室的服务室中，或布置在清洁室的地板之下可使用的利用空间中，其中清洁室中布置照明单元2和包含投影光学系统PL等的曝光设备主体等。
照明单元2包括：用于隔离内部与外部的照明腔2a；和由均匀照明光学系统构成的照明光学系统，其中均匀照明光学系统包括一个光学积分器，一个中继透镜，一个可变ND滤光片，一个分划盲板，一个二向色镜以及以预定的位置关系分布在照明腔2中的其它组件(均未示出)。此照明光学系统的结构类似于日本专利申请JP10-112433、JP06-349701以及其相应的美国申请US5,534,970中所述的结构。蝇眼透镜、棒状积分器(内反射型积分器)、衍射光学元件等可以用作光学积分器。只要本申请适用的指定国或选定国法律允许，上述申请在此全部引为参考。
照明单元2以基本上均匀的照明光对分划板R上的狭缝状照明区(由分划盲板设置)照明，分划板R上由曝光光束EL形成电路图案等。
当利用波长在真空紫外区域的光作为曝光光束时，需要从光路中去除对此波长范围的光有强吸收性的气体(以下称作“吸收性气体”)、如氧气、水蒸气或包含碳氢化合物的气体。因此，在本实施例中，照明系统腔2a的内部用一种对真空紫外区域的光有低吸收性的特殊气体(以下称作“低吸收性气体”)填充，如氮气、氦气或稀有气体，如氩气、氖气、氪气或包含这些气体的混合气体。结果，照明系统腔2a中的低吸收性气体的浓度低于几ppm。
同样，在本实施例中的照明系统腔2a中，在光源1中并沿光透射光学系统13内部的光路填充低吸收性气体。
分划板台RST固定分划板R并分布在用作掩模腔的分划板腔15内。分划板腔15用一个隔离壁18覆盖，隔离壁18与照明系统腔2a以及设置在投影光学系统PL镜筒中心周围的凸缘部分FLG在高度方向上无任何间隙地结合，使得内部气体与外部隔开。分划板腔15的隔离壁18由一种材料如不锈钢(SUS)形成，当排气时只释放少量的气体。
分划板腔15和投影光学系统PL的隔离壁18出于下列原因连接到投影光学系统PL的凸缘部分FLG。即，凸缘部分FLG的凸出量使得后面将要描述的镜筒支撑床(主框架)114固定投影光学系统PL。它还是投影光学系统PL中机械强度最大的部分，因此，甚至当投影光学系统PL处于连接隔离壁18时的任何类型的应力之下时，也可以将投影光学系统PL的变形减为最小，使凸缘部分FLG为一个优良的连接部分。金属波纹管或膜状软元件也可以用于进一步减小经隔离壁18传递到凸缘部分FLG的震动，这种震动出现在移动分划板台RST时。
作为膜状元件，可以使用的元件例如包括：由具有良好的遮挡气体特性的第一材料组成的薄膜；由一种在排气时只释放少量气体的第二材料组成的薄膜，其中这种薄膜布置在第一材料的薄膜的一个表面上(薄膜连接在隔离壁18和凸缘部分FLG之间的状态时的内表面)；和由一种具有良好的膨胀特性的第三材料组成的薄膜，这种薄膜布置在第一材料薄膜的其它表面上(上述连接状态中的外表面)。关于这三种薄膜，由第一和第二材料组成的薄膜层叠(多层处理)，由第三种材料组成的薄膜施加到外表面。例如，可以用具有良好遮挡气体特性以及柔韧性的材料、如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH树脂)、聚酰胺、聚酰亚胺、或聚酯作为由第一材料组成的薄膜。另外，也可以用如铝(AL)、其它种类的金属或陶瓷等对曝光光束如真空紫外光有较低反应的无机物质并在排气时释放少量气体的材料作为由第二材料组成的薄膜。另外，可以用诸如聚乙烯(-(CH2CH2)n-)或聚丙烯作为由第三材料组成的薄膜。
如图1所示，分划板腔15由支撑件110A和110B从下支撑。另外，在分划板腔15隔离壁18的顶部形成一个小的矩形开口，比分划板R稍小。在开口中布置一个光透射窗12，从而分开照明系统腔2a的内部空间与布置要曝光的分划板R的分划板腔15的内部空间。因为光透射窗12布置在从照明单元2向分划板R发射的曝光光束EL的光路上，所以由一种对作为曝光光束的真空紫外光有较高透射性的晶体材料、如萤石制成。
分划板台RST的结构使得其在分划板基底支撑床19上以较大的行程线性驱动分划板R，并且还可以在y轴方向和θz方向(绕z轴旋转的方向)精细地驱动分划板R。
更具体地说，分划板台RST包括一个分划板扫描台14，它由分划板驱动系统(未示出)以在分划板基底支撑床19上预定的行程在x轴方向被驱动，分划板驱动系统包括一个线性电机等，分划板台RST还包括一个分划板支架13，通过吸力固定安置在分划板扫描台14上的分划板R。
低吸收性气体如氮气一直流入到分划板腔15的内部。这是因为在曝光设备中使用真空紫外区域的光曝光，分划板R的附近需要用低吸收性气体更换，从而避免吸收性气体、如氧气吸收曝光光束。因此，分划板腔15中的吸收性气体浓度也小于几PPM。
如图1所示，供气管16和排气管17的一端均连接到分划板腔15的隔离壁18。供气管16和排气管17的另一端均连接到氮气供气单元(未示出)。具有高纯度的氮气经供气管16一直从氮气供气单元供给到分划板腔15，而分划板腔15中的气体经排气管17由氮气供气单元收集。氮气以这种方式循环并使用。氮气供气单元与气体净化单元结合，并且操作气体净化单元，从而维持氮气以外的气体(即诸如氧气、水蒸汽或无机物质的吸收性气体)浓度小于几PPM，甚至当在包括氮气供气单元的循环路径和分划板腔15中长时间循环使用氮气时。传感器、如压力传感器或吸收性气体浓度传感器可以布置在分划板腔15中，并且根据传感器的测量值，可以通过控制单元(未示出)适当地控制组合在氮气供气单元中的泵的启动/停止。
另外，在分划板腔15的部分隔离壁18上布置开口22和23，如图1所示(在图1中x轴方向的两侧)支撑件112A和112B等从外部插入到开口22和23中，水平支撑分划板基底支撑床19。另外，可自由膨胀的金属波纹管24和25均布置在隔离壁18中开口22和23的外部上；以便减少在移动分划板台RST时出现在分划板基底支撑床19中的震动经支撑件112A和112B以及隔离壁18传递到投影光学系统PL的量，并且还可以防止气体从开口22和23中泄漏。顺便说一下，还可以用类似于前述任一种的膜状软元件代替金属波纹管。
在分划板腔15的隔离壁18的-X侧侧壁上布置一个光透射窗71。同样，虽然在附图中被省去了，但光透射窗还布置在隔离壁18中+Y侧(图1中纸面的深度方向)的侧壁上。这些光透射窗通过在隔离壁18中形成窗(开口部分)、并连接透光元件以封闭开口、本实施例中用普通光学玻璃而构成。当形成窗口时，为了避免气体从构成光透射窗71的透光元件的连接部分泄漏到窗开口，用金属密封物如铟或铜密封，或把碳氟树脂施加到连接部分上。作为上述的碳氟树脂，优选使用已通过在80度温度下两小时的热处理而脱气的碳氟树脂。
在分划板支架13的-X侧的边缘部分上，布置一个由平面反射镜组成的X活动反射镜72X，该反射镜在Y轴方向延伸。在X活动反射镜72X上，从布置在分划板腔15外部的X轴激光干涉仪74X以与X活动反射镜72X几乎成直角地发出的测量光束经光透射窗71投射。经光透射窗71接收从X活动反射镜72X反射的光的探测器布置在X轴激光干涉仪74X内，由此探测X活动反射镜72X的位置，即分划板R的X位置，其中以布置在X轴激光干涉仪74X中的参考反射镜的位置为参考。
类似地，虽然在附图中被省去，但在分划板支架13的+Y侧边缘部分上布置一个由平面反射镜组成的Y活动反射镜，该反射镜沿X轴方向延伸。并且与上述类似，通过Y活动反射镜用Y轴干涉仪(未示出)探测Y活动反射镜的位置，即分划板R的Y位置。上述两个激光干涉仪的探测值(测量值)提供给控制单元(未示出)，并且控制单元根据这些干涉仪的探测值控制分划板台RST的位置。
如上所述，在本实施例中，因为在分划板腔15的外部布置激光干涉仪、即激光光源，光学元件如棱镜，和探测器等，所以即使由组成激光干涉仪的部件、如探测器产生少量的吸收性气体，对曝光也没有反作用。
作为投影光学系统PL，采用既是双远心缩放光学系统又是折射光学系统的光学系统，由多个在Z轴方向具有公共光轴的透镜元件(由荧石形成，或由荧石晶体如氟化锂形成)组成。投影光学系统PL具有例如/4或1/5的投影放大率β。如前所述，当用照明单元2发出的曝光光束EL照射分划板R时，投影光学系统PL把形成在分划板R上的电路图案缩小并投影到晶片W的拍摄区，转印并形成电路图案的缩小图象。
投影光学系统PL从横向插入到一个在平面图中为U形的开口中，该U形开口形成在镜筒支撑床(主框架)114中。投影光学系统PL通过上述凸缘部分FLG固定到镜筒支撑床(主框架)114。除了前述的折射光学系统外，反射折射系统或反射系统均可以用作投影光学系统PL。
另外，在本实施例中为了避免震动在支撑分划板腔15的隔离壁18的支撑件110A和110B、支撑分划板基底支撑床19的支撑件112A和112B以及支撑投影光学系统PL的镜筒支撑床114之间传递，在这些元件之间设置一个震动消除机构(未示出)。
另外，在光源1为真空紫外光如输出波长为157nm的F2激光器的本实施例中，需要用稀有气体、如氦气或是对真空紫外光有低吸收性的氮气(低吸收性气体)替换沿投影光学系统PL内部光路的气体。另外，在使用真空紫外光作为光源的曝光设备中，用于投影光学系统PL中透镜的材料限制为晶体材料，如具有较大热膨胀系数的荧石。因此，关于上述的低吸收性气体，因为透镜吸收曝光光束EL时温度的上升很大地影响透镜的成象特性等，所以在本实施例中使用具有较大冷却效果的氦气。
但是，氦气对于氮气和空气有较大的折射率。因此，即使分划板腔15内或晶片腔40(后面描述)中只有少量的氮气进入到用氦气填充的投影光学系统PL内部，投影光学系统内的氦气折射率也会很大的变化，由此减弱投影光学系统PL的成象特性，降低设备的性能。因此，在本实施例中，采用投影光学系统PL中的氦气几乎完全与外部氮气分开的一种结构；在投影光学系统PL的上端部(+Z侧上的一端)和下端部(-Z侧的一端)。下面将详细描述包括用于分开氦气和氮气的机构的投影光学系统PL的结构。
晶片台WST布置在用作基片腔的晶片腔40中。晶片腔40被一个与投影光学系统PL的镜筒无任何间隙地连接的隔离壁41覆盖，隔开内部与外部的气体。晶片腔40的隔离壁41由一种诸如为不锈钢(SUS)的材料制成，在脱气时只释放少量的气体。
与分划板腔15的隔离壁18类似，晶片腔40的隔离壁41与投影光学系统PL在投影光学系统PL的凸缘部分FLG连接。这与分划板腔15的隔离壁18为什么与凸缘部分FLG连接的原因相同。
在晶片腔40的内部，基底BS通过多个震动隔离单元39水平支撑。另外，晶片腔40的隔离壁41通过多个震动隔离单元43被支撑在地面F上。震动隔离单元43隔离地面上微G水平的细微震动，而震动隔离单元39抑制基底BS经隔离壁41向投影光学系统PL传递的震动，而这种震动是由于晶片台WST的运动所至。
晶片台WST例如可以由线性电机等组成的晶片驱动系统(未示出)在基底BS的上表面上XY二维方向中自由驱动。
在本实施例中使用真空紫外区域的曝光光束的曝光设备中，从投影光学系统PL到晶片W的光路也需要用氮气或稀有气体更换，以便防止曝光光束被吸收性气体如氧气吸收。
如图1所示，供气管32和排气管33的一端均与晶片腔40的隔离壁41连接。供气管32和排气管33的另一端均与氮气供气单元(未示出)连接。具有高纯度的氮气经供气管32一直从氮气供气单元供给到晶片腔40，而晶片腔40中的气体经排气管33由氮气供气单元收集。氮气以这种方式循环并使用。氮气供气单元与气体净化单元结合，并且操作气体净化单元，从而维持氮气以外的气体(即，吸收性气体，如氧气、水蒸气或有机物质)浓度小于几PPM，甚至当在包括氮气供气单元的循环路径和晶片腔40的内部中长时间循环使用氮气时。传感器、如压力传感器或吸收性气体浓度传感器可以布置在晶片腔40中，并且根据传感器的测量值，可以通过控制单元(未示出)适当地控制组合在氮气供气单元中的泵的启动/停止操作。
在晶片腔40的隔离壁41的-X侧侧壁上布置一个光透射窗38。同样，虽然在附图中被省去了，但光透射窗还布置在隔离壁41的+Y侧(图1中纸面的深度方向)的侧壁上。这些光透射窗通过在隔离壁41中形成窗(开口部分)、并连接透光元件以封闭开口、本实施例中用普通光学玻璃而构成。当形成窗口时，为了避免气体从构成光透射窗38的透光元件的连接部分泄漏到窗开口，用金属密封物如铟或铜密封，或把碳氟树脂施加到连接部分上。作为上述的碳氟树脂，优选使用已通过在80摄氏度温度下两小时的热处理而脱气的碳氟树脂。
在晶片支架35的-X侧的边缘部分上，布置一个由平面反射镜组成的X活动反射镜36X，该反射镜在Y轴方向延伸。在X活动反射镜36X上，从布置在晶片腔40外部的X轴激光干涉仪37X以与X活动反射镜36X几乎成直角地发出的测量光束经光透射窗38投射。经光透射窗38接收从X活动反射镜36X反射的光的探测器布置在X轴激光干涉仪37X内，由此探测X活动反射镜36X的位置，即晶片R的X位置，其中以布置在X轴激光干涉仪37X中的参考反射镜的位置为参考。
类似地，虽然在附图中被省去，但在晶片支架35的+Y侧边缘部分上布置一个由平面反射镜组成的Y活动反射镜，该反射镜沿X轴方向延伸。并且与上述类似，通过Y活动反射镜用Y轴干涉仪(未示出)37Y探测Y活动反射镜的位置，即晶片W的Y位置。上述两个激光干涉仪的探测值(测量值)提供给控制单元(未示出)，并且控制单元根据这些干涉仪的探测值控制晶片台WST的位置。
如上所述，在本实施例中，因为在晶片腔40的外部布置激光干涉仪、即激光光源，光学元件如棱镜，和探测器等，所以即使由组成激光干涉仪的部件、如探测器产生少量的吸收性气体，对曝光也没有反作用。
下面参考图2～4详细描述投影光学系统PL的结构。
在图2中，沿气体管道系统以镜筒的部分断面展示了投影光学系统PL的侧视图。图3是投影光学系统PL上端附近的截面透视图。
如图2所示，投影光学系统PL包括一个镜筒50和多个以预定间隔布置在镜筒50中的透镜(图中为五个)L1，L2，L3，L4和L5。
在镜筒50的内周表面上以预定的间隔垂直布置透镜固定机构H1，H2，H3，H4和H5，用于从垂直方向将每个透镜的周围部分固定为点接触。透镜固定机构H1～H5以等间隔分布在镜筒50的内周表面上的多个点处。
在投影光学系统PL的凸缘部分FLG中，供气路径61和排气路径63以连接投影光学系统PL的内部与外部的状态形成，如图2所示。供气管30和排气管31的一端分别从投影光学系统PL的外部连接到供气路径61和排气路径63。供气管30的另一端连接到气体循环装置70的一端，把氦气提供到投影光学系统PL中并排出投影光学系统P1中的气体，而排气管31的另一端连接到气体循环装置70的另一端。
气体循环装置70通过建立氦气经供气管30和排气管31向投影光学系统PL的流动而用高纯度的氦气一直更换投影光学系统PL镜筒50内部的气体。这能使得投影光学系统PL的镜筒50内部的吸收性气体一直维持在小于几PPM的浓度。另外，气体循环装置70与气体净化单元(未示出)结合，将投影光学系统PL的镜筒50内部的吸收性气体一直维持在小于几PPM的浓度，使得可以在包括气体循环装置70的循环路径和投影光学系统PL的镜筒50内部长时间地循环使用氦气。传感器、如压力传感器或吸收性气体浓度传感器可以布置在镜筒50中，并且根据传感器的测量值，可以通过控制单元(未示出)适当地控制组合在气体循环装置70中的泵的启动/停止操作。
通过凸缘部分FLG进行气体供给/排出的原因在于凸缘部分FLG机械强度较强，可以把经供气管30和排气管31传递到投影光学系统PL的震动的影响抑制到最小，其中供气管30和排气管31连接到凸缘部分FLG并载运氦气。
另外，在本实施例中，在镜筒50中的第一隔离机构60(后面描述)和第二隔离机构80之间将镜筒内部的空间相对于外部密封，建立一种密封结构。甚至当镜筒由部分叠置的镜筒构成时，也可以在部分镜筒之间布置一种由碳氟树脂制成的密封件，或者可以布置一个具有排气槽的隔离件，使得镜筒内部的空间与外部隔开。
如图2所示，第一隔离机构60布置在镜筒50的上端部，基本上抑制气体从投影光学系统PL的镜筒50向与投影光学系统PL紧密连接的分划板腔15(参见图1)的流动，并且基本上抑制气体从分划板腔15流进投影光学系统PL。下面参见图3详细描述第一隔离机构60。
如图3所示，第一隔离机构60包括一个整体布置在镜筒50上端部(投影光学系统PL的物面一侧)上的用作支撑件的第一固定件62；一个用作透射性光学元件的隔离壁平行片64，其中平行片由以预定间隙布置在第一固定件62上的圆形平行片组成；和一个用作支撑件的第二固定件66，其中第二固定件以预定的间隙布置在隔离壁平行片64上。
第一固定件62是一个预定厚度的环形件，在其上的中心部位形成一个圆形穿孔62a。穿孔62a是曝光光束EL的光路，并且在第一固定件62的上表面上，在同一圆周上以等角间隔地分布三个突起部分52a，52b和52c。例如突起部分52a～52c在第一固定件62的上端表面上突起，约为2～5μm，正好约为第一固定件62的上端表面处理精度1～2μm的两倍。另外，在第一固定件62上表面上突起部分52a～52c外部的区域中形成一个圆环形排气槽56，光轴AX为其中心。排气槽56经排气路径58连接到排气管59，排气管形成在第一固定件62中。并且排气管59的一端连接到第一固定件的侧表面。
与上述透镜L1～L5类似，隔离壁平行片64由荧石晶体如荧石或氟化锂制成，其表面精确度与第一固定件62相比极高。分布在第一固定件62上表面上的三个突起部分52a～52c以直接接触的方式在三个点处支撑隔离壁平行片64的下表面。因此，在此支撑态，确保了第一固定件62的上端表面与隔离壁平行片64之间的间隙约为第一固定件62处理表面精度的几倍(最好是两倍)。
另外，在此支撑态中，第一固定件62与隔离壁平行片64的下表面接触的部分限制在突起部分52a～52c的顶部，三个顶部决定一个平面，隔离壁平行片64的下表面固定在该平面上。因此，用突起部分52a～52c可以保持隔离壁平行片64的平坦度，下表面形状没有任何变形，如同第一固定件62上端表面的形状一样，而当与第一固定件62的上端表面直接接触地固定隔离壁平行片64时，第一固定件62上端表面有处理误差。因此，可以保持光学特性如折射率而不会在隔离壁平行片64上产生任何不必要的应力。
另外，隔离壁平行片64的半径比形成在第一固定件62中心的穿孔62a的半径大几厘米。因此，当隔离壁平行片64由第一固定件62的突起部分52a～52c以隔离壁平行片64的中心与光轴AX重合的状态支撑时，如图3所示，距离隔离壁平行片64的圆周几厘米的带状区域与第一固定件62的上端表面相对，其间间隙约为几微米(1～3μm)。因此，分划板腔15和投影光学系统PL的内部之间的换气只局限在大约几微米高和几厘米宽的圆形空间，形成一个极高的气密态。
与第一固定件62一样，第二固定件66为一个将第一固定件62与隔离壁平行片64夹装起来的环形件。在第二固定件66上形成一个作为曝光光束EL光路的圆形穿孔66a。并且在第二固定件66的下表面上，以与前述突起部分52a～52c相同的位置关系分布三个突起部分54a、54b和54c(为了图示简便，没有示出突起部分54c)。在组装态，如图3所示，第二固定件66的突起部分54a～54c面对形成在第一固定件62上表面上的突起部分52a～52c，在垂直方向上隔离壁平行片64位于其间。对于这种布局，因为垂直方向的力作用在水平面中相同的位置上(作用点共轴)，所以不产生导致隔离壁平行片64变形的力。
在这种情况下，突起部分54a～54c的高度约为2-5μm，约是第二固定件66下表面的表面处理精度1-2μm的两倍。因此，确保了第二固定件66的下端表面与隔离壁平行片64之间的间隙约为第二固定件66处理表面精度的几倍(最好是两倍)。
另外，在本实施例中，为了用第一固定件62和第二固定件66可靠地固定(夹装)隔离壁平行片64，在第二固定件66中以预定的间隔形成孔76，如图3所示，并且在第一固定件62上与孔76相对的区域形成螺纹孔(具有螺纹的开口，未示出)。然后，螺丝B1和B2通过每个孔76旋进螺纹孔并且适当地上紧，使得第二固定件66固定到第一固定件62。
如图2所示，排气管59的另一端连接到排气单元90。排气单元90连接到储气腔(未示出)，并且通过排气管59将流入到装置中的排放气体排出到储气腔(未示出)。
对于上述结构的第一隔离机构60，因为第一固定件62和第二固定件66固定隔离壁平行片64，其间有几微米的空间，所以可以把经过隔离壁平行片64和第一固定件62之间的空间流进和流出投影光学系统PL(镜筒50)的气体抑制到最少。另外，通过第一固定件62和隔离壁平行片64流入到投影光学系统PL中的氮气以及流出投影光学系统PL的氦气被迫流到投影光学系统PL和分划板腔15的外部。这由排气单元90经排气槽56执行，其中排气槽形成在第一固定件62中与隔离壁平行片64相对的位置。因此，在本实施例中，可以几乎没有失败地避免投影光学系统PL和分划板腔15内的气体混合。
在投影光学系统PL镜筒50的下端附近(投影光学系统PL的象平面一侧)，布置第二隔离机构80，其结构类似于第一隔离机构60。以下参考图4描述第二隔离机构80。图4表示从投影光学系统PL上卸下的第二隔离机构80的截面剖视图。
如图4所示，第二隔离机构80包括：一个用作支撑件的第三固定件82，由一个在底部中心形成穿孔82a(形成曝光光束EL的光路)的柱状元件组成；一个用作透射性光学元件的隔离壁平行片84，由大约以几微米的间隙分布在第三固定件82之上的圆平行片组成；和一个用作支撑件的第四固定件86，以大约几微米的间隙设置在隔离壁平行片84上。
第三固定件82的上端固定到投影光学系统PL的镜筒50的下端部(参见图2)。与第一固定件62一样，第三固定件82在三点处由形成在其下壁上表面上的突起部分92a、92b和92c支撑隔离壁平行片84。另外，隔离壁平行片84为圆形平行平片，由与隔离壁平行片64类似的材料按类似的方式形成。
第四固定件86是一个环形件，具有形成在其下表面上的突起部分94a、94b和94c(为了图示方便，未示出突起部分94c)，用于在垂直方向与第三固定件82的突起部分92a、92b和92c夹装隔离壁平行片84。在第四固定件86上，形成一个作为曝光光束EL光路的圆形穿孔86a。这使得垂直方向的力能作用到水平面的相同位置(作用点共轴)；因此，不产生导致隔离壁平行片84变形的力。第四固定件86以类似于上述的方式用螺丝B1’和B2’固定到第三固定件82。
在这种情况下，突起部分92a～92c的高度约为2-5μm，大约是第三固定件82上表面表面处理精度1-2μm的两倍。类似地，突起部分94a～94c的高度约为2-5μm，大约是第四固定件86下表面表面处理精度1-2μm的两倍。因此，在第三固定件82的上表面和隔离壁平行片84之间以及在第四固定件86的下表面和隔离壁平行片84之间形成大约1-3μm的间隙。
另外，隔离壁平行片84的半径比形成在第三固定件82中心的穿孔82a的半径大几厘米。因此，当隔离壁平行片84由第三固定件82的突起部分92a～92c以隔离壁平行片84的中心与光轴AX重合的状态支撑时，如图4所示，隔离壁平行片84与第三固定件82的上表面相对，其间间隙约为几微米(1～3μm)。因此，晶片腔40和投影光学系统PL的内部之间的换气只局限在大约几微米高和几厘米宽的圆形空间，形成一个极高的气密态。
另外，在第三固定件82上表面上的突起部分92a～92c的外部区域中，形成一个圆环形排气槽46，光轴AX作为其中心。排气槽46经排气路径48连接到排气管49，排气路径48形成在第三固定件82中。并且排气管49的一端连接到第三固定件82的侧表面，另一端连接到前述的排气单元90。
关于具有上述结构的第二隔离机构80，因为第三固定件82和第四固定件86以其间大约几微米的垂直间隔固定隔离壁平行片84，所以可以把经过隔离壁平行片84和第三固定件82之间的空间流进和流出投影光学系统PL的气体抑制到最少。另外，通过第三固定件82和隔离壁平行片84流入到投影光学系统PL中的气体以及流出投影光学系统PL(进入晶片腔40)的气体经形成在第三固定件82中与隔离壁平行片84相对位置处的排气槽46排出到投影光学系统PL和晶片腔40的外部。因此，在本实施例中，可以几乎没有失败地避免投影光学系统PL和晶片腔40内的气体混合。
另外，在本实施例中，因为在第一固定件和第三固定件中与隔离壁平行片相对的表面上设置环形排气槽，所以可以通过经环形槽排气而均匀地排出由隔离壁平行片和固定件围合的空间内的气体。结果，可以以少量的排气量获得较好的密封效果。
到目前为止清楚地看出，在本实施例中，排气槽56、排气路径58、排气管59和排气单元90组成一个用于消除气体的排气单元。同样，排气槽46、排气路径48、排气管49和排气单元90也组成一个用于消除气体的排气单元。
顺便说一下，至少隔离壁平行片64和84中的一个是多个构成投影光学系统的光学元件之一。考虑到由于前面隔离壁平行片64和84的连接所致的象差之后设计投影光学系统。
另外，在上述说明中，采用分划板腔15和晶片腔40的氮气供气单元中组合气体净化单元的结构。但是，本发明不限于此，从分划板腔15和晶片腔40中排出的气体可以经工厂管道排出，代替组合进的气体净化单元。对于设置在投影光学系统PL中的气体循环装置70，可以采用类似的配置。
另外，在本实施例中，镜筒50的内表面以及第一固定件至第四固定件的内部表面例如优选用碳氟树脂涂覆。或者，在镜筒50的内表面以及第一固定件至第四固定件的内部表面上优选通过等离子溅射涂覆而形成一个硬膜(如陶瓷膜或不锈钢膜)，该膜在脱气时只释放少量的气体，或者优选通过电场抛光进行化学清洁处理。或者，作为镜筒50的内表面以及第一固定件至第四固定件内部的表面材料，可以使用化学清洁材料，如不锈钢或特氟隆(注册商标)。
另外，四个间隙，即形成在隔离壁平行片64和84的上下侧表面上的间隙可以相同或不同。即，与本发明有关的第一至第三间隙可以相同或不同。
接下来，简要描述具有上述布局的曝光设备100执行的曝光操作。
首先，设置各项曝光条件。完成设置之后，利用设备，如分划板显微镜(未示出)和偏轴校准传感器(也未示出)进行预备操作，如分划板校准和基线测量。然后，利用校准传感器在晶片W上进行精细校准(如EGA(增强的整体校准))，并且获得晶片W上多个拍摄区的分布坐标。
上述预备操作如分划板校准和基线测量的详细内容在日本专利申请JP04-324923及其相应的美国申请US5,243,195中给予了描述。在日本专利申请JP61-44429以及相应的美国专利US4,780,617中公开了预备操作之后的EGA的详情。只要该国际申请应用的指定国或选定国的国家法律允许，上述的公开在此全部引为参考。
当以上述方式完成曝光晶片W的预备操作时，控制单元(未示出)把晶片台WST移到起始位置，通过晶片驱动系统根据校准结果扫描曝光晶片W上的第一拍摄区，同时监视晶片一侧上X轴激光干涉仪37X和Y轴激光干涉仪37Y的测量值。
然后，控制单元开始通过分划板驱动系统和晶片驱动系统在X方向扫描分划板台RST和晶片台WST。当两个台RST和WST达到它们的目标扫描速度时，曝光光束EL开始对分划板R的图案区照明。由此开始扫描曝光。
控制单元通过分划板驱动系统和晶片台驱动系统同步控制分划板台RST和晶片台WST，使得分划板台RST在X轴方向的移动速度Vr和晶片台WST在X轴方向的移动速度Vw维持在与投影光学系统PL的投影放大率相对的速度比，尤其在上述扫描曝光期间。
然后，连续用紫外脉冲光束对分划板R的图案区的不同区域照明，并且当整个图案区被照明时，结束晶片W上第一拍摄区的扫描曝光。并且对于上述操作，通过投影光学系统缩小分划板R的电路图案并转印到第一拍摄区。
当以上述方式完成对第一拍摄区的扫描曝光时，控制单元在X轴和Y轴方向步进晶片台WST，从而将晶片台WST移到扫描起始位置，对第二拍摄区曝光。在步进操作期间，控制单元根据X轴激光干涉仪37X和Y轴激光干涉仪37Y在晶片侧的测量值实时测量晶片台WST在X，Y和θz方向的位置移动。并且根据测量结果，控制单元控制晶片台WST的位置，使得XY位置移动处于预定的状态。
然后，控制单元以上述方式对第二拍摄区进行扫描曝光。
通过这种方式，重复进行对晶片W上拍摄区的扫描曝光以及对下一个拍摄区曝光的步进操作，并且把分划板R的电路图案连续转印到受到曝光的晶片W上的所有拍摄区。
当以上述方式对晶片上的每个拍摄区进行扫描曝光时，由于第一隔离机构60和第二隔离机构80，曝光设备可以完全显示其光学特性。即，因为给投影光学系统PL提供氦气，而给分划板腔15和晶片腔40提供氮气，并且几乎完全避免了氮气流进投影光学系统PL中，所以投影光学系统PL内部的气体折射率几乎恒定。因此，可以长时间地维持投影光学系统PL的成象特性。另外，因为几乎可以完全避免流出投影光学系统PL的氦气进入分划板腔15和晶片腔40，所以台腔15和40二者内部的气体折射率维持在一个恒定的水平。而且，因为隔离壁平行片64和84的变形得到抑制，所以可以长时间地维持隔离壁平行片64和84的光学特性、如折射率，因此，隔离壁平行片64和84对曝光精确度几乎没有任何反作用。
另外，甚至随着时间延长，投影光学系统PL的成象特性几乎不衰减，并且填充分划板腔15和晶片腔40的气体的折射率变化得到抑制。因此，可以避免转印到晶片W上的图案的衰减。
如目前所述，关于本实施例的曝光设备100，通过成象特性得到很好地保持的投影光学系统PL把图案转印到晶片W的每个拍摄区。另外，因为利用曝光光束EL进行曝光，该光束是真空紫外区域的光，所以投影光学系统PL可以有较高的分辨率，使得能够把精细的图案精确地转印到晶片上。因此，可以长时间高精度地曝光。
可以在位于隔离壁平行片之上的第二和第四固定件中设置排气单元，即在第二和第四固定件的下侧表面上形成凹槽，用于排气。或者，为了增强密封效果，可以在透光元件的上下表面上布置这些凹槽。
在上述实施例中，第一隔离机构60布置在投影光学系统PL上端的最顶端，第二隔离机构布置在最低端，从而将镜筒50内部的气体环境与镜筒50外部的气体环境隔开。但是，本发明不局限于此，第一隔离机构60例如不必一定在投影光学系统PL的上端的最顶端，可以布置在从分划板R一侧向内几个透镜的位置。类似地，第二隔离机构80可以布置在投影光学系统PL晶片W一侧向内几个透镜的位置。
关于此种配置，如上所述，标准透镜的固定机构通过点接触局部固定透镜，从而防止了透镜变形。因此，布置在第一隔离机构60之上的透镜周围的空间以及布置在第二隔离机构80之下的透镜周围的空间中用氮气填充，象分划板腔15和晶片腔40的内部一样。甚至在这种情况下，镜筒50内部的两个空间也可以几乎没有失败地被隔开。
晶片W的位置可控性比分划板R的位置可控性紧缩投影光学系统的缩小率(例如1/4或1/5)。这意味着测量其上安置晶片W的晶片台WST位置的干涉仪需要较高的精确度。因此，测量晶片W位置的干涉仪的光路可以用氦气更换，氦气具有较小的折射率，并减小与压力或温度的变化(涨落)相应的波长变化。因此，在上述实施例中，晶片腔W可以用氦气填充，如同投影光学系统PL一样，并且在此情况下，因为投影光学系统PL和晶片腔40内的气体相同，所以如上述实施例一样的布置第二隔离机构80的必要性减小。但是，最好保持第二隔离机构80的布置以维持投影光学系统PL中更换气体的纯净度，因为晶片腔40的气体环境频繁地受到环境条件如晶片台WST的维护操作等和晶片更换的干扰。同样地，分划板腔15可以用氦气填充，同样在此情况下，不必一定设置第一隔离机构60。然而，优选保持第一隔离机构60的设置以维持投影光学系统PL中更换气体的纯净度，因为分划板腔15的气体环境频繁地受到环境条件如分划板台RST等和分划板更换的干扰。
另外，因为驱动部分如台机构位于晶片腔40或分划板腔15中，所以晶片腔40和分划板腔15内吸收性气体的浓度控制得高于投影光学系统PL内部的气体浓度。在此情况下，当至少设置第一隔离机构60和第二隔离机构80中任何一个时，即使晶片腔40或分划板腔15内低吸收性气体的类型与投影光学系统PL内的低吸收性气体相同，也可以保持投影光学系统PL内的吸收性气体浓度低于晶片腔40和分划板腔15内的吸收性气体浓度。
当把KrF准分子激光器或ArF准分子激光器用作光源时，不必一定要布置分划板腔15或晶片腔40。甚至通过这种配置，第一隔离机构60和第二隔离机构80也可以有效地起作用，使得投影光学系统PL中更换的气体纯净度得到维持。
不必一定设置从上方夹装(固定)隔离壁平行片64和84的第一隔离机构60和第二隔离机构80中的第二和第四固定件66和86，并且第一和第三固定件62和82可以仅从下方支撑透光元件64和84。
另外，在上述实施例中，隔离壁平行片的形状是平面的。但本发明不限于此，隔离壁平行片也可以是平凸或平凹透镜164，如图5A所示地具有轻微的曲率。在此情况下，当平面表面布置在下方时，可以不用任何改型地使用第一固定件62，使得观察固定件的处理更方便。或者，可以如图5B所示地使用在两表面上有曲率的透镜164’，假设固定隔离壁平行片的固定件(62’和66’)被加工成具有几乎与透镜曲率相同的曲率。另外，可以使用一种这样的元件164”，总的来说是平的，但在曝光的光路上局部加工成不规则状，如图5C所示。在这种情况下，用在上述实施例中的固定件(62和66)可以不用改型地使用。所谓的象差校正元件(片)典型的是具有这种形状的元件，并且通过利用象差校正元件可以很好地校正成象特性(如畸变这样的象差)。当使用不规则形状的象差校正元件时，提前测量投影光学系统PL的象差，如畸变，并且处理象差校正元件的表面，使得根据测量结果校正象差。
另外，在上述实施例中，形成在第一固定件和第三固定件中的排气槽46和56为一个单槽。但是，为了单独地去除气体，可以同心形成两个或多个排气槽，从而避免气体进一步混合。而且，当设置多个排气槽时，槽可以分布在突起部分52a～52c的内部和外部，使得突起部分52a～52c出现在槽之间。
另外，在上述实施例中，描述了第一隔离机构和第二隔离机构设置在投影光学系统中的情形，但不限于投影光学系统，隔离机构也可以用在照明光学系统中。在此情况下，可以布置隔离机构代替图1中所示的光透射窗12。
另外，在上述实施例中，圆形件用作隔离壁平行片。但本发明不限于此，隔离壁平行片可以有不同于圆形的形状，只要它大到足以覆盖形成在第一和第三固定件中的排气槽即可。另外，排气槽的形状不限于上述实施例中所述的环形，可以是椭圆形或多边形，或者是跑道形。另外，槽的形状不限于没有任何边缘的这些形状(闭合的形状)，可以是有一个边缘的形状，如字母C的形状；即局部被切开的如上所述没有任何边缘的形状。在此情况下，从均匀排气的观点出发，切开部分的大小最好很小，以致于槽可以是一种没有任何边缘的形状。
构成第一和第二隔离机构的隔离壁平行片64和84分别用三个突起部分支撑。因此，可以提前预测隔离壁平行片64和84的变形，并且可以调节投影光学系统由于变形形成的成象状态(作为调节机构，移动构成投影光学系统的多个光学元件的一部分)。另外，甚至当隔离壁平行片64和84互换(特别必须定期地更换隔离壁平行片84，因为排出的气体、如由抗蚀剂产生的有机材料会黏附到隔离壁平行片84上)时，因为隔离壁平行片64和84每个都用三个突起部分支撑，所以可以得到对镜筒的连接再现性。
另外，在上述实施例中，在所有情况下在三点处设置固定透镜和隔离壁平行片的突起部分，但不限于此，并且突起部分可以设置在四处。
另外，在本实施例中，作为用于去除气体的排气单元，采用在第一和第三固定件中面对隔离壁平行片的位置形成排气槽并利用该槽去除气体的结构。但与本发明有关的排气单元不限于此。如果可以通过缩窄隔离壁平行片和每个固定件之间的空间并增大彼此面对的面积大小来实现足够的气密性，就可以省去利用排气槽等的排气机构。另外，在投影光学系统PL内的气压设置得高于掩模腔或晶片腔中的气压达到隔离壁平行片不变形的程度的情况下，可以省去排气机构。
另外，构成投影光学系统PL的透镜的材料(玻璃材料)也需要依据光源而不同。当使用ArF准分子光源或KrF准分子光源时，可以用合成石英及荧石作为透镜，但是，当使用真空紫外区域的光源如F2激光光源时，所有的透镜必须由荧石制成。
也可以用除荧石以外的下列材料：晶体，如氟化锂、氟化镁、氟化锶、锂-钙-铝氟化物或锂-锶-铝氟化物；由锗-钡-镧-铝制成的氟化玻璃；改进的石英，如掺氟的硅玻璃，掺氟和氢的硅玻璃，含羟基的硅玻璃、含氟和羟基的硅玻璃等。
另外，本实施例曝光设备的光源不限于F2激光光源、ArF准分子激光源和KrF准分子激光源。例如，也可以使用谐波，它通过带掺铒(或铒和钇)的光纤放大器的DFB半导体激光器或光纤激光器的振荡来放大红外或可见光波段的单波长激光束、并通过利用非线性光学晶体将该波长转换成紫外光而获得。另外，投影光学系统的放大率不限于缩小系统，也可以使用等放大率系统或扩大放大系统。
另外，当把反射折射型投影光学系统用作投影光学系统时，例如可以使用具有分束器和用作反射光学元件的凹面镜的反射折射系统，在日本专利申请JP08-171054及其相应的美国专利申请US5,668,672、日本专利申请JP10-20195及其相应的美国专利申请US5,835,275中有详细的说明。或者，也可以使用反射折射系统，该系统不使用分束器但有一个用作反射光学元件的凹面镜，在日本专利申请JP08-334695及其相应的美国专利申请US5,689,377、国际申请WO01/65296及相应的美国专利申请US769,832(提交日：2001年1月26日)中有详细的说明。只要该国际申请应用的指定国或选定国的法律允许，上述公开全部在此引为参考。
或者，可以使用反射折射系统，这在美国专利申请US5,031,976，US5,488,229和US5,717,518中有详细的说明。该系统有共轴分布的多个折射光学元件和两个反射镜(一个主反射镜和一个次反射镜；主反射镜是凹面镜，次反射镜是反射面形成在折射元件或一个平行平片入射面的相反侧上的后反射镜)，并且可以通过主反射镜和次反射镜把通过多个折射光学元件形成的分划板图案的中间图象重新成象到晶片上。在此反射折射系统中，主反射镜和次反射镜相继设置给多个折射光学元件。照明光穿过主反射镜的一部分并再从次反射镜和主反射镜反射，并继续穿过一部分次反射镜，然后到达晶片。只要该国际申请应用的指定国或选定国法律允许，上述公开全部在此引为参考。
另外，作为反射折射型投影光学系统，例如可以使用一种缩小系统，它有一个圆形象场，在物侧和象平面侧均为远心，并且投影放大率为1/4或1/5。另外，当扫描曝光设备包括此反射折射型投影光学系统时，投影光学系统可以是这种类型，即照明光的辐射区位于投影光学系统的场内，其中心围绕光轴，辐射区设置为沿几乎垂直于分划板或晶片扫描方向的方向延伸的矩形狭缝状。关于包括此反射折射型投影光学系统的扫描曝光设备，可以精确地转印大约100nm/L/S的精细图案，甚至例如当使用波长为157nm的F2激光束作为曝光的照明光时也是如此。
在上述实施例中，已经描述了根据步进-扫描法将本发明应用到扫描曝光设备的情形，但是，本发明的范围不限于此。即本发明可以适当地应用到基于步进-重复法的缩小投影曝光设备。
另外，作为代替磁悬浮的晶片台WST和分划板台RST的漂浮法，事实上，可以采用利用气流漂浮力的方法。在这种情况下，用于漂浮台座的气体最好用填充每个台腔的氮气。
本发明涉及的曝光设备，如上述实施例中的曝光设备100可以这样建立：把由多个透镜及投影光学系统组成的照明光学系统组合到曝光设备的主体内并进行光学调节，同时把由各种机械元件制成的晶片台(和扫描曝光设备情形中的分划板台)结合到曝光设备的主体内，连接线路和管道，组装构成分划板腔和晶片腔的每个隔离壁，连接气体管道系统，将每个部分连接到控制系统如主控制器，并且进行总调节(电调节，操作调节)。曝光设备最好在温度、清洁度等受到控制的清洁室内制造。
<器件制造法>
下面描述在光刻法中利用上述曝光设备的器件制造法实施例。
图6是制造器件(半导体芯片，如IC或LSI，液晶板，CCD，薄磁头，微机械等)的一个实例流程图。如图6所示，在步骤201(设计步骤)中，设计器件的功能/性能(如半导体器件的电路设计)，并设计执行功能的图案。在步骤202(掩模制造步骤)，制造一个在其上形成设计的电路图案的掩模。在步骤203(晶片制造步骤)，通过利用硅材料等制造晶片。
在步骤204(晶片处理步骤)，通过光刻或利用在步骤201至203步骤中制备的掩模和晶片而在晶片上形成实际电路等，后面再叙。接下来，在步骤205(器件组装步骤)，利用步骤204处理的晶片组装一个器件。如果需要，步骤205包括这种过程，如削切、粘接和封装(芯片封装)。
最后，在步骤206(检测步骤)，进行对器件的操作、耐用性进行测试。这些步骤之后，完成并装运器件。
图7是半导体器件的制造中上述步骤204的详细实例流程图。参见图7，在步骤211(氧化步骤)氧化晶片的表面。在步骤212(CVD步骤)，在晶片表面上形成一个绝缘膜。在步骤213(电极形成步骤)，通过蒸汽沉积在晶片上形成一个电极。在步骤214(离子植入步骤)，把离子植入到晶片中。上述的步骤211～214构成晶片处理中各个步骤的预处理，并且根据各个步骤所需的处理选择性地执行。
当在晶片处理的各个步骤中完成上述预处理时，如下执行后处理。在此后处理中，首先在步骤215(抗蚀剂形成步骤)，用光敏剂涂覆晶片。接下来，在步骤216中，通过实施例中所述的曝光设备把掩模上的图案转印到晶片上。然后，在步骤217(显影步骤)，对曝光的晶片显影。在步骤218(蚀刻步骤)，通过蚀刻去除剩余抗蚀剂的区域以外的区域的曝光元件。最后，在步骤219(抗蚀剂去除步骤)，当蚀刻结束时，去除不再需要的抗蚀剂。
通过重复进行这些预处理和后处理步骤，在晶片上形成多个电路图案。
当利用本实施例中所述的器件制造法时，因为上述实施例中的曝光设备用在曝光过程(步骤216)中，所以可以长时间把分划板图案精确地转印到晶片上。因此，可以提高高集成器件的生产率。
工业实用性
如上所述，本发明的光学单元适于基本上隔离镜筒的内外部，或镜筒内部的两个空间。另外，本发明的曝光设备适于长时间执行高精度的曝光。另外，本发明的器件制造法适于制造高集成度微器件。

Claims (38)

1.一种在镜筒内具有光束光路的光学单元，所述光学单元包括：
一个透射所述光束的透射性光学元件，它安装在所述镜筒中；和
一个连接到所述镜筒的第一支撑件，所述第一支撑件具有
一个与所述透射性光学元件的表面上所述光路的外围部分相对的第一相对表面，和
至少三个分布在所述相对表面上的第一突起部分，使得在所述透射性光学元件的所述表面和所述第一相对表面之间形成预定的第一间隙，该间隙隔开形成在所述透射性光学元件一侧表面上的空间与形成在所述透射性光学元件另一侧表面上的空间。
2.如权利要求1所述的光学单元，其特征在于
所述镜筒至少部分为圆柱形，包含一个连接所述第一支撑件的部分，和
所述透射性光学元件具有一个圆形外围。
3.如权利要求2所述的光学单元，其特征在于
所述第一支撑件具有一个形成所述光路的圆形开口，和
所述透射性光学元件布置成环形凸伸部分伸到所述圆形开口外部的状态。
4.如权利要求1所述的光学单元，其特征在于所述透射性光学元件是透镜元件。
5.如权利要求1所述的光学单元，其特征在于所述透射性光学元件是一个片状透射性光学元件。
6.如权利要求1所述的光学单元，还包括一个排气单元，通过所述透射性光学元件和所述第一支撑件的所述第一相对表面之间的空间进行气体的强制性排出。
7.如权利要求6所述的光学单元，其特征在于所述排气单元具有一个环形排气槽，所述排气槽形成在所述第一支撑件的所述第一相对表面上并构成排气路径的一部分。
8.如权利要求1所述的光学单元，还包括：
一个第二支撑件，与所述第一支撑件一起夹装所述透射性光学元件，所述第二支撑件具有：
一个第二相对表面，与所述透射性光学元件另一侧表面上的所述光路的外围部分相对，和
至少三个分布在所述第二相对表面上的第二突起部分，通过在与所述第一突起部分相对的位置与所述透射性光学元件接触而在透射性光学元件另一侧上的所述表面和所述第二相对表面之间形成预定的第二间隙。
9.如权利要求8所述的光学单元，其特征在于所述第一突起部分和所述第二突起部分布置在彼此相对的位置，所述透射性光学元件位于其间。
10.如权利要求8所述的光学单元，其特征在于所述透射性光学元件是片状透射性光学元件。
11.如权利要求8所述的光学单元，其特征在于
所述镜筒至少部分为圆柱形，包含一个连接所述第一支撑件的部分，和
所述透射性光学元件具有一个圆形外围，
构成所述光路的圆形开口分别形成在所述第一支撑件和所述第二支撑件上，和
所述透射性光学元件布置成形成伸出到每个所述圆形开口外部的环形凸伸部分的状态。
12.如权利要求11所述的光学单元，其特征在于所述透射性光学元件是透镜元件。
13.如权利要求8所述的光学单元，还包括一个排气单元，通过所述透射性光学元件和所述第二支撑件的所述第二相对表面之间的空间进行气体的强制性排出。
14.如权利要求13所述的光学单元，其特征在于所述排气单元具有一个环形排气槽，所述排气槽形成在所述第二支撑件的所述第二相对表面上并构成排气路径的一部分。
15.如权利要求8所述的光学单元，其特征在于所述第一间隙和所述第二间隙是抑制气体在所述透射性光学元件一侧上的空间和所述透射性光学元件另一侧上的空间之间流动的间隙。
16.一种利用能量束对基片曝光以在所述基片上形成预定图案的曝光设备，所述曝光设备包括：
一个光学单元，它包括一个镜筒和一个布置在所述镜筒处的第一隔离机构，所述光学单元布置在所述图案和所述基片之间，将所述能量束穿过所述图案投影到所述基片上，所述第一隔离机构包括：
一个透射所述能量束的第一透射性光学元件，它安装在所述镜筒中；和
一个第一支撑件，它具有至少三个第一支撑部分，其中
所述第一支撑部分位于所述镜筒和所述第一透射性光学元件的一个表面上的所述能量束的光路的外围部分之间，使得在所述镜筒和所述第一透射性光学元件的一个表面上的所述光路的外围部分之间形成预定的第一间隙，该间隙隔开所述第一透射性光学元件所述一个表面一侧的空间与所述第一透射性光学元件另一个表面一侧的空间。
17.如权利要求16所述的曝光设备，其特征在于每个所述第一支撑部分是设置在所述第一支撑件与所述第一透射性光学元件的所述表面一侧相对的一个表面上的突起部分。
18.如权利要求16所述的曝光设备，其特征在于所述第一隔离机构还具有：
一个第二支撑件，通过经位于与每个所述第一支撑部分相对的位置处的第二支撑部分与所述第一透射性光学元件的另一个表面一侧接触而与所述第一支撑件一起夹装所述第一透射性光学元件，和
至少一部分所述第二支撑件与所述第一透射性光学元件另一个表面一侧的所述光路的外围部分相对，二者之间具有预定的第二间隙。
19.如权利要求18所述的曝光设备，其特征在于每个第二支撑部分是设置在所述第二支撑件与所述第一透射性光学元件的另一个表面一侧相对的表面上的突起部分。
20.如权利要求16所述的曝光设备，其特征在于
所述镜筒中安装一个把所述预定的图案投影到所述基片上的投影光学系统，和
所述第一透射性光学元件布置在所述投影光学系统的物面一侧。
21.如权利要求20所述的曝光设备，其特征在于所述光学单元还包括：一个第二隔离机构，所述第二隔离机构包括：
一个第二透射性光学元件，它安装在所述镜筒中，并且布置在所述投影光学系统的象平面一侧上，和
一个第二支撑件，它具有至少三个第二支撑部分，其中
所述第二支撑部分位于所述镜筒和所述第二透射性光学元件的一个表面上的所述光路的外围部分之间，使得在所述镜筒和所述第二透射性光学元件的一个表面上的所述光路的外围部分之间形成预定的第二间隙，该间隙隔开所述第二透射性光学元件的所述一侧表面中的空间与所述第二透射性光学元件另一侧表面中的空间。
22.如权利要求21所述的曝光设备，其特征在于每个所述第二支撑部分是设置在所述第二支撑件与所述第二透射性光学元件的所述一侧表面相对的表面上的突起部分。
23.如权利要求21所述的曝光设备，其特征在于所述第二隔离机构还具有：
一个第三支撑件，通过经位于与每个所述第二支撑部分相对的位置处的第三支撑部分与所述第二透射性光学元件的另一侧表面接触而与所述第二支撑件一起夹装所述第二透射性光学元件，和
至少一部分所述第三支撑件与所述第二透射性光学元件另一侧表面上的所述光路的外围部分相对，二者之间具有预定的第三间隙。
24.如权利要求23所述的曝光设备，其特征在于每个所述第三支撑部分是设置在所述第三支撑件与所述第二透射性光学元件的所述一侧表面的另一侧相对的表面上的突起部分。
25.如权利要求21所述的曝光设备，所述曝光设备还包括：
一个以密封状态连接到所述镜筒的掩模腔，所述掩模腔中装着其上形成有所述图案的掩模；和
一个以密封状态连接到所述镜筒的基片腔，所述基片腔中装着其上保持有所述基片的基片台，
其中可以把对所述能量束有低吸收性的低吸收性气体供给所述镜筒、掩模腔和基片腔的每一个中，和
所述第一隔离机构隔离所述镜筒内部与所述掩模腔内部之间的所述吸收性气体，而所述第二隔离机构可以隔离所述镜筒内部和所述基片腔内部之间的所述吸收性气体。
26.如权利要求16所述的曝光设备，所述曝光设备还包括：
一个以密封状态连接到所述镜筒的掩模腔，所述掩模腔中装着其上形成有所述图案的掩模，其中
把对所述能量束有低吸收性的低吸收性气体供到所述镜筒和掩模腔的每一个中，所述第一隔离机构隔离所述镜筒内部与所述掩模腔内部之间的所述吸收性气体。
27.如权利要求26所述的曝光设备，其特征在于
使保持件保持所述镜筒的凸缘部分布置在镜筒的周围部分上，和
所述掩模腔的隔离壁连接到所述凸缘部分。
28.如权利要求26所述的曝光设备，其特征在于
使保持件保持所述镜筒的凸缘部分布置在所述镜筒的周围部分上，和
将所述低吸收性气体通过形成在所述凸缘部分中的供气路径供给到所述镜筒中。
29.如权利要求26所述的曝光设备，其特征在于提供到所述掩模腔和镜筒中的所述低吸收性气体为不同类型的气体。
30.如权利要求16所述的曝光设备，所述曝光设备还包括：
一个以密封状态连接到所述镜筒的基片腔，所述基片腔中装着其上保持有所述基片的基片台，其中
可以把对所述能量束有低吸收性的低吸收性气体供到所述镜筒和基片腔的每一个中，所述第一隔离机构可以隔离所述镜筒内部与所述基片腔内部之间的所述吸收性气体。
31.如权利要求30所述的曝光设备，其特征在于
使保持件保持所述镜筒的凸缘部分布置在所述镜筒的周围部分上，和
所述基片腔的隔离壁连接到所述凸缘部分。
32.如权利要求30所述的曝光设备，其特征在于提供到所述基片腔和所述镜筒中的所述低吸收性气体为不同类型的气体。
33.如权利要求16所述的曝光设备，其特征在于所述能量束属于波长在190nm及以下的真空紫外区域的光。
34.如权利要求18所述的曝光设备，其特征在于所述第一间隙和所述第二间隙是抑制气体在所述第一透射性光学元件一侧上的空间和所述第一透射性光学元件另一侧上的空间之间流动的间隙。
35.如权利要求23所述的曝光设备，其特征在于所述第二间隙和所述第三间隙是抑制气体在所述第二透射性光学元件一侧上的空间和所述第二透射性光学元件另一侧上的空间之间流动的间隙。
36.如权利要求21所述的曝光设备，其特征在于所述第一透射性光学元件和所述第二透射性光学元件各包括透镜元件。
37.如权利要求21所述的曝光设备，其特征在于所述第一透射性光学元件和所述第二透射性光学元件包括片状透射性光学元件。
38.一种包括光刻法的器件制造法，其特征在于在所述光刻法中，利用权利要求16～33中任一所述的曝光设备进行曝光。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003231381A1 (en) 2002-04-22 2003-11-03 Nikon Corporation Support apparatus, optical apparatus, light exposure apparatus, and method for producing device
JP3973605B2 (ja) * 2002-07-10 2007-09-12 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及びこれに使用する原料供給装置、成膜方法
JP2004363559A (ja) * 2003-05-14 2004-12-24 Canon Inc 光学部材保持装置
KR101281357B1 (ko) † 2003-06-06 2013-07-02 가부시키가이샤 니콘 광학 소자 유지 장치, 경통, 노광 장치, 및 디바이스의제조방법
US7193722B2 (en) * 2003-12-30 2007-03-20 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus with disturbance correction system and device manufacturing method
DE102004018659A1 (de) * 2004-04-13 2005-11-03 Carl Zeiss Smt Ag Abschlussmodul für eine optische Anordnung
US7369332B2 (en) 2004-04-13 2008-05-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Closing module for an optical arrangement
US20060119811A1 (en) * 2004-12-07 2006-06-08 Asml Netherlands B.V. Radiation exposure apparatus comprising a gas flushing system
US7362413B2 (en) * 2004-12-09 2008-04-22 Asml Netherlands B.V. Uniformity correction for lithographic apparatus
CN101084471B (zh) * 2004-12-23 2012-08-29 Asml荷兰有限公司 支持结构与光刻设备
JP4554378B2 (ja) * 2005-01-21 2010-09-29 富士通セミコンダクター株式会社 窒化膜の形成方法、半導体装置の製造方法及びキャパシタの製造方法
KR101353868B1 (ko) 2005-09-13 2014-01-20 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 노출 공정을 위한 광학 요소 유닛
US20080073596A1 (en) * 2006-08-24 2008-03-27 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method
US7875987B2 (en) * 2007-09-26 2011-01-25 International Business Machines Corporation Method and apparatus for measurement and control of photomask to substrate alignment
DE102008036573B3 (de) * 2008-07-31 2010-04-29 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Optische Vorrichtung und Vorrichtung zum Aufschmelzen von Schichten
US8710461B2 (en) * 2011-09-12 2014-04-29 Mapper Lithography Ip B.V. Assembly for providing an aligned stack of two or more modules and a lithography system or a microscopy system comprising such an assembly
CN105807567A (zh) * 2014-12-29 2016-07-27 上海微电子装备有限公司 一种投影物镜倍率调整系统和方法
US10838312B2 (en) * 2017-02-27 2020-11-17 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, lithographic projection apparatus and device manufacturing method

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4733945A (en) * 1986-01-15 1988-03-29 The Perkin-Elmer Corporation Precision lens mounting
US5428482A (en) * 1991-11-04 1995-06-27 General Signal Corporation Decoupled mount for optical element and stacked annuli assembly
US5559584A (en) * 1993-03-08 1996-09-24 Nikon Corporation Exposure apparatus
JPH08234313A (ja) * 1995-02-23 1996-09-13 Fuji Photo Film Co Ltd 画像焼付方法及び装置
US6545746B1 (en) * 1996-03-04 2003-04-08 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
JPH1167651A (ja) * 1997-08-25 1999-03-09 Nikon Corp 投影露光装置
US6043863A (en) * 1996-11-14 2000-03-28 Nikon Corporation Holder for reflecting member and exposure apparatus having the same
JPH10144602A (ja) * 1996-11-14 1998-05-29 Nikon Corp 反射ミラー保持装置及び投影露光装置
JP3037163B2 (ja) * 1996-11-26 2000-04-24 キヤノン株式会社 光学素子支持装置、光学機器及びステッパー
AU7552498A (en) * 1997-06-10 1998-12-30 Nikon Corporation Optical device, method of cleaning the same, projection aligner, and method of producing the same
US5973764A (en) 1997-06-19 1999-10-26 Svg Lithography Systems, Inc. Vacuum assisted debris removal system
JPH11211958A (ja) * 1998-01-29 1999-08-06 Canon Inc 光学装置、投影露光装置およびデバイス製造方法
JP3031375B2 (ja) * 1998-04-23 2000-04-10 キヤノン株式会社 レンズ鏡筒及びそれを用いた投影露光装置
JP3775772B2 (ja) * 1998-12-28 2006-05-17 キヤノン株式会社 露光装置、鏡筒および筐体ならびにそれらの運送方法
US6239924B1 (en) * 1999-08-31 2001-05-29 Nikon Corporation Kinematic lens mounting with distributed support and radial flexure
DE10000193B4 (de) * 2000-01-05 2007-05-03 Carl Zeiss Smt Ag Optisches System
JP2001345263A (ja) * 2000-03-31 2001-12-14 Nikon Corp 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

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