JP2011086708A - 絞り装置、光学系、露光装置、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の配置構成への制限の少ない、より高性能な光学系を提供する。
【解決手段】光束を規定する開口の形状を調整可能な絞り装置Ｓである。光束を遮光して開口の形状を調整する複数の遮光部材１１１、１１２と、遮光部材１１１、１１２を駆動する形状記憶合金部材４１ａ、４２ａと、を含んでいる。また、遮光部材１１１、１１２と形状記憶合金部材４１ｂ、４２ｂとは別体からなり、複数の遮光部材１１１、１１２に形状記憶合金部材４１ｂ、４２ｂが接続されてなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、絞り装置、光学系、露光装置、及び電子デバイスの製造方法に関するものである。

半導体素子、液晶表示素子などのデバイスを製造するためのリソグラフィ工程では、基板への微細パターンの形成に際し、形成すべきパターンの形状に応じた光量分布を有する露光光を、表面に感光膜（フォトレジスト）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜ウエハともいう）上に露光する露光装置が用いられている。これらの露光装置としては、例えば、レチクル又はマスク（以下、「マスク」と総称する）を照明する照明光学系と、マスクのパターン像を基板上に投影する投影光学系とを備えた露光装置がある（例えば、特許文献１参照）。

近年においては、半導体集積回路の高集積化及び該高集積化に伴うパターンの微細化を図るために、投影光学系の更なる高解像度化が要求されている。さらに最近では、多種多様なパターンを高解像度で基板上に露光できる露光装置が要求されており、そのような露光装置に用いられるマスクのマスクパターンには、近接した周期的なライン・アンド・スペース（Ｌ＆Ｓ）パターン、近接及び周期的な（即ち、ホール径と同レベルの間隔で並べた）コンタクトホール列、近接せずに孤立した孤立コンタクトホール、その他の孤立パターン等がある。

上述のようなマスクパターンを基板上に高解像度で転写するには、マスクパターンの種類に応じて最適な露光条件を選択する必要がある。そのため、投影光学系の開口数ＮＡや、照明光学系の開口数ＮＡｉの開口径が変更可能であり、各々のマスクパターンに応じて最適な露光条件に設定することができる露光装置が実用化されている。また、そのような露光装置の一例としては、開口径が固定の固定型開口絞り（絞り装置）や開口径が可変の可変型開口絞りを照明光学系又は投影光学系に備える露光装置が挙げられる。

国際公開第２００７／００４３５８号

しかしながら、従来の可変型開口絞りは、可変型開口絞りを配置すべき光学系の瞳面の周囲の全部に渡って機械的な機構を配置する必要があった。このため、光学系を構成するレンズやミラーの配置構成への制限があり、光学系の小型化や、開口数（ＮＡ）の拡大に対する制約にもなっていた。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、開口絞りを構成する機械機構の、光学系瞳面に対する配置の自由度を増し、光学系の配置構成への制限が少ない、より高性能の絞り装置を提供することを目的とする。

また、その絞り装置を用いた光学系の提供、露光装置の提供、及び電子デバイスの製造方法を提供することも目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、光束を規定する開口の形状を調整可能な絞り装置において、前記光束を遮光して前記開口の形状を調整する複数の遮光部材と、前記遮光部材を駆動する形状記憶合金部材と、を含む絞り装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、少なくとも１つの反射光学素子と、上記絞り装置とを備える光学系が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、第１面の像を第２面上に露光する露光装置であって、上記光学系を備える露光装置が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、第１面の像を第２面上に投影する投影光学系を備える露光装置であって、前記投影光学系が上記光学系である露光装置が提供される。

本発明の第５の態様に従えば、リソグラフィ工程を含む電子デバイスの製造方法であって、前記リソグラフィ工程にて上記露光装置を用いる電子デバイスの製造方法が提供される。

本発明によれば、配置構成への自由度が高く、高性能な絞り装置を提供できる。

露光装置の概要を示す図である。 絞り装置の一例を示す斜視図である。 図２中Ａ−Ａ線矢視による絞り装置の側断面構造を示す図である。 図２中Ｂ−Ｂ線矢視による絞り装置の側断面構造を示す図である。 第１短冊部材及び第２短冊部材の配置の一例を示す概略図である。 絞り装置の変形例に係る構成を示す概略図である。 第２実施形態に係る絞り装置の断面構成を示す図である。 第２実施形態に係る絞り装置の動作を説明するための図である。 第３実施形態に係る絞り装置の断面構成を示す図である。 第３実施形態に係る絞り装置の動作を説明するための図である。 第４実施形態に係る絞り装置の構成を示す図である。 図１１中Ｃ−Ｃ線矢視による側断面構造を示す図である。 第４実施形態に係る絞り装置の動作を説明するための図である。 電子デバイスの製造方法の一例について説明するための図である。

以下、投影露光装置の投影光学系として、本発明の絞り装置を備えた光学系を適用した実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る露光装置の概要を示す図である。本実施形態の露光装置は、波長５ｎｍ〜１００ｎｍ程度の極紫外線光であるＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を露光光として使用するＥＵＶ露光装置である。本露光装置は、光源装置１からの露光用の照明光（露光光）ＩＬで反射型のマスクＭのパターン面（マスク面）を照明する照明光学系ＩＬＳと、マスクＭを載置し、マスクＭの位置決めを行うマスクステージＭＳと、マスクＭのパターン像をウエハＷ（感光性基板）上に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを載置し、ウエハＷの位置決めを行うウエハステージＷＳを備える。

図１においては、ウエハＷの載置面の法線方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な平面内において図１の紙面に平行な方向をＹ方向、紙面に垂直な方向をＸ方向としている。なお、本露光装置は、マスクＭとウエハＷとを図１のＹ方向（以下、走査方向Ｙともいう）に走査移動させつつ、マスクＭ上のマスクパターンをウエハＷに投影する走査型露光装置である。

本例の露光装置は、その内部が真空雰囲気に維持される真空チャンバ１００を有しており、ＥＵＶ光の発光点からウエハＷまでの光路の全体は、真空チャンバ１００内に収められる。また、マスクステージＭＳには、不図示の静電チャック方式のマスクホルダが設けられ、そのマスクホルダによってマスクＭが保持される。同様に、ウエハステージＷＳには、不図示の静電チャック方式のウエハホルダが設けられ、そのウエハホルダによってウエハＷが保持される。さらに、マスクステージＭＳ及びウエハステージＷＳは、それぞれマスクステージ駆動部（不図示）及びウエハステージ駆動部（不図示）によって、Ｙ方向に所定ストロークで駆動可能であるとともに、Ｘ方向、Ｚ方向、Ｘ方向周りの回転方向であるθＸ方向、Ｙ方向回りの回転方向であるθＹ方向及びＺ方向回りの回転方向であるθＺ方向にも駆動可能である。

なお、不図示の制御部が配置されており、その制御部からマスクステージＭＳやウエハステージＷＳ等の本露光装置の各部に対して各種の指令を与える。

レーザ励起型プラズマ光源又は放電励起型プラズマ光源等の光源装置１から射出された露光光は、コリメータミラー２により略平行光束とされ、照明光学系ＩＬＳに入射される。

照明光学系ＩＬＳに入射した露光光（照明光ＩＬ）は、オプティカルインテグレータ３に入射する。すなわち、照明光ＩＬは、反射型のオプティカルインテグレータ３を構成する第１のフライアイミラー３ａ（第１の均一化光学素子）と第２のフライアイミラー３ｂ（第２の均一化光学素子）とにより順次反射され、第２のフライアイミラー上（又はその近傍）である照明光学系ＩＬＳの瞳面（照明光学系瞳面）に、所定の形状を有する実質的な面光源を形成する。その後、照明光ＩＬは、コンデンサミラー４によって集光され、光路折り曲げ用の平面ミラー５によって偏向されて、マスクＭのパターン面上の露光視野内を円弧スリット状の照明光ＩＬとしてほぼ均一に照明する。

マスクＭのパターン面により反射されて投影光学系ＰＬに入射した照明光ＩＬ（露光光）は、第１ミラーＰＭ１によって反射され、投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰに配置された絞り装置Ｓを介した後、第２ミラーＰＭ２に入射する。第２ミラーＰＭ２で反射された照明光ＩＬ（露光光）は、第３ミラーＰＭ３、第４ミラーＰＭ４、第５ミラーＰＭ５、第６ミラーＰＭ６の順に反射されて、ウエハＷ上の露光領域にマスクパターンの像を形成する。

なお、露光装置に用いられるミラー（例えば、コリメータミラー２、照明光学系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＬの各ミラーＰＭ１〜ＰＭ６）は、ＥＵＶ光を反射させるために、反射面に多層膜が形成されている。例えば、この多層膜は、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜やＭｏ／Ｂｅ多層膜などで構成される。

また、本実施形態の光源装置１から射出されるＥＵＶ光（露光光）の波長は、高解像度を達成するために５０ｎｍ以下とすることが望ましく、一例としては１１．８ｎｍ又は１３．５ｎｍを使用することが望ましい。

また、本実施形態における照明光学系ＩＬＳは、マスクＭのパターン面上の露光視野内を照明する構成であればよく、具体的な構成は特に制限されない。

次に、本発明の特徴的構成である絞り装置Ｓの構成について説明する。
図２は、本実施形態における絞り装置Ｓの一例を示す斜視図であり、図３は図２中Ａ−Ａ線矢視による絞り装置Ｓの側断面構造を示す図であり、図４は図２中Ｂ−Ｂ線矢視による絞り装置Ｓの側断面構造を示す図である。

本実施形態における絞り装置Ｓは、図２に示すように第１可変遮光部ＶＲ１と第２可変遮光部ＶＲ２とを備えており、Ｘ方向における開口部ＳＨの開口幅を後述するように調整可能となっている。なお、Ｙ方向における開口部ＳＨの開口幅は後述するケース部材４０を構成する板状部材４０ｂに形成された開口により一定の値となっている。

第１可変遮光部ＶＲ１は、複数の第１短冊部材（遮光部材）１１１を有し、その複数の第１短冊部材１１１によって絞り装置Ｓの開口形状の輪郭の少なくとも一部を規定するものである。同様に、第２可変遮光部ＶＲ２は、複数の第２短冊部材（絞り部）１１２を有し、その複数の第２短冊部材１１２によって絞り装置Ｓの開口形状の輪郭の少なくとも一部を規定するものである。また、絞り装置Ｓは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向に沿って絞り装置Ｓを移動可能とする駆動装置４３を備えている。

第１短冊部材１１１は、第１面と、第１面とは反対側の第２面に形成された凸部とを有する長尺形の平板であって、その長手方向の一端部が絞り装置Ｓの開口形状の輪郭の少なくとも一部を構成している。そして、複数の第１短冊部材１１１は、その長手方向が第１方向（所定方向）とほぼ平行であり、且つ、短手方向（所定方向と直交する方向）に沿って近接して配置されている。さらに、第１短冊部材１１１の長手方向に他端部のそれぞれには、第１短冊部材１１１をその長手方向にスライド駆動、すなわち押し引き駆動させるための駆動部４１（図３参照）が設けられている。

同様に、上述の第２短冊部材１１２も、第１の面と、第１の面とは反対側の面に形成された凸部とを有する長尺形の平板であって、第１短冊部材１１１とは異なる位置に配置されるとともに、その長手方向の一端部が、絞り装置Ｓの開口形状の輪郭の少なくとも一部を構成している。そして、複数の第２短冊部材１１２は、その長手方向が第１方向とほぼ平行であり、且つ、その短手方向に沿って近接して配置される。さらに、図２に示すように第２短冊部材１１２の長手方向の他端部のそれぞれには、第２短冊部材１１２をその長手方向にスライド駆動、すなわち押し引き駆動させるための駆動部４２（図３参照）が設けられている。

なお、本実施形態においては、第１方向とは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと略直交な方向を意味する。ただし、一般には、第１方向は必ずしも光軸ＡＸと直交する方向である必要はなく、光学系を構成するミラーやレンズ、及びそれらの保持部材との機械的な干渉を避けるのに適した方向に設定すればよい。同様に、本実施形態においては、第２方向とは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと略直交な方向を意味する。ただし、一般には、第２方向は必ずしも光軸ＡＸと直交する方向である必要はなく、光学系を構成するミラーやレンズ、及びそれらの保持部材との機械的な干渉を避けるのに適した方向に設定すればよい。具体的に本実施例では、第１方向及び第２方向が図２に示されるＸ方向に対応している。

図３に示すように、第１可変遮光部ＶＲ１は、第１短冊部材１１１を収容するケース部材（収容部）４０と、第１短冊部材１１１をスライド駆動する駆動部４１を備えている。同様に第２可変遮光部ＶＲ２は、第２短冊部材１１２を収容するケース部材４０と、第２短冊部材１１２をスライド駆動する駆動部４２を備えている。

駆動部４１は、形状記憶合金部材４１ａと、この形状記憶合金部材４１ａの温度を調整する温度調整装置４１ｂとを備えている。同様に、駆動部４２は、形状記憶合金部材４２ａと、この形状記憶合金部材４２ａの温度を変化させる温度調整装置４２ｂとを備えている。形状記憶合金部材４１ａ、４２ａは、例えばＮｉ−Ｔｉ系の形状記憶合金から構成されるものである。

形状記憶合金部材４１ａ、４２ａを構成する形状記憶合金（以下、ＳＭＡ；Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙの略）は、標準状態（大気中、２５℃、加熱させない状態とする）においては柔らかくナイロン糸のようにしなやかだが、温度上昇とともにピアノ線のように強靭になり、強い力で収縮する。そして、再び温度を低下させると、柔らかく元の長さに戻るという性質がある。この可逆的で直線的な変形は、例えば外部周囲温度や通電加熱、光による加熱などで、何度でも繰り返すことができる。

また、温度調整装置４１ｂ、４２ｂは、例えばペルチェ素子と制御部（不図示）とを備えている。これにより、温度調整装置４１ｂ、４２ｂは、制御部によって対応する形状記憶合金部材４１ａ、４２ａをそれぞれ温度調整することが可能となっている。なお、温度調整装置４１ｂ、４２ｂとしてペルチェ素子の代わりに抵抗加熱方式のヒータを用いることもできる。

本実施形態では、ＳＭＡの性質（直線的な変形）を利用することで形状記憶合金部材４１ａ、４２ａに接続される第１短冊部材１１１又は第２短冊部材１１２をその長手方向にスライド駆動し、投影光学系ＰＬの絞り装置Ｓの形状を２段階で調整できるようになっている。

ケース部材４０は、一対の板状部材４０ａ，４０ｂから構成されており、第１短冊部材１１１が板状部材４０ａ，４０ｂ間に挟持された状態で保持されたものとなっている。
図４に示されるように、絞り装置Ｓにおける第１短冊部材１１１は、上面が第１面の第１短冊部材１１１と、上面が第２面の第１短冊部材１１１とが第３方向であるＹ方向に沿って交互に配置される。
板状部材４０ａには、上面が第１面の第１短冊部材１１１のガイド部として機能する第１ガイド溝４４が形成され、板状部材４０ｂには、上面が第２面の第１短冊部材１１１のガイド部として機能する第２ガイド溝４５が形成されている。第１ガイド溝４４及び第２ガイド溝４５は、第１短冊部材１１１の短辺方向に対応する幅を有し、第１短冊部材１１１の延在方向に形成された溝と、第１短冊部材１１１の第２面に設けられた凸部４６に対応するともに、第１短冊部材１１１の延在方向に形成された溝とを有する。

第１ガイド溝４４及び第２ガイド溝４５は、板状部材４０ａ，４０ｂにおける第３方向であるＹ方向に沿って交互に形成されている。本実施形態においては、上述のように隣り合う第１短冊部材１１１の短辺方向における端部がそれぞれ重なった状態に配置されるので、複数の第１短冊部材１１１のお互いの隙間から露光光が漏れることが低減されたものとなっている。また、凸部４６が形成された第２面を第２方向に沿って交互に配置しているので、第１可変遮光部ＶＲ１の厚さ方向の寸法を小さくすることが可能となっている。なお、図４における説明において、第１短冊部材１１１を例として説明したが、第２短冊部材１１２においても、第１短冊部材１１１と同様の構成を有しており、その説明については省略する。

ここで、絞り装置Ｓの動作について説明する。
絞り装置Ｓは、温度調整装置４１ｂ、４２ｂによって形状記憶合金部材４１ａ、４２ａが加熱された状態では、図３に示すように形状記憶合金部材４１ａ、４２ａが縮んだ状態となっている。絞り装置Ｓは、開口部ＳＨの開口幅を調整する際、温度調整装置４１ｂ，４２ｂ（ペルチェ素子）による形状記憶合金部材４１ａ、４２ａへの加熱を中止する。すると、形状記憶合金部材４１ａ，４２ａは、図３中２点鎖線で示されるように標準状態の長さまで延びる。これにより、形状記憶合金部材４１ａ，４２ａに接続された第１短冊部材１１１及び第２短冊部材１１２はスライド駆動する。これにより、絞り装置Ｓは、開口部ＳＨの開口幅を狭めることができる。

また、絞り装置Ｓは、駆動部４１（形状記憶合金部材４１ａ）によって複数の第１短冊部材１１１のそれぞれを独立してスライド可能に構成されている。さらに、絞り装置Ｓは、駆動部４２（形状記憶合金部材４２ａ）によって複数の第２短冊部材１１２のそれぞれを独立してスライド可能に構成されている。よって、絞り装置Ｓは、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡの微調整を容易に行うことができる。

このように、本実施形態における絞り装置Ｓは、その開口形状が複数の第１短冊部材１１１及び複数の第２短冊部材１１２によって構成されているので、投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰの周囲の全面に渡って機械的な機構を配置することなく、所定の２方向に駆動部４１，４２を設ける事で投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを調整可能となっている。

続いて、絞り装置Ｓの配置の一例について説明する。図５は、本実施形態の投影光学系ＰＬにおける第１短冊部材１１１及び第２短冊部材１１２の配置の一例を示す概略図である。図５に示すように、本例の絞り装置Ｓの第１短冊部材１１１、第２短冊部材１１２は、第１ミラーＰＭ１と第２ミラーＰＭ２との光路中に形成される投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰ又はその瞳面ＰＰの近傍に配置される。そして、複数の第１短冊部材１１１は、瞳面ＰＰにおいて光束ＬＡが通過する開口形状の少なくとも一部（第１部分）を形成する。さらに、複数の第２短冊部材１１２は、瞳面ＰＰにおいて光束ＬＡが通過する開口形状の少なくとも一部（第２部分）を形成する。

ここで、本実施形態における投影光学系ＰＬは、図１に示すように、光軸ＡＸに軸対称な共軸反射光学系である。このような光学系に於いては、マスクＭからウエハＷに至る光束は、複数のミラー（第１ミラーＰＭ１〜第６ミラーＰＭ６）によって順次反射されるとともに、その各光路は空間的に相当程度重複して、各ミラーの間を往復するものとなる。また、投影光学系ＰＬを構成するミラーであって光軸上に配置された円形のミラー（例えば第２ミラー）による遮蔽を回避するために、その視野の形状は、物体面上及び像面上において、光軸から所定の半径だけ離れた円弧状の領域の一部であることが一般的である。

本例の投影光学系ＰＬでは、その視野は、物体面（マスクＭ）上で、光軸ＡＸから第３方向である＋Ｙ方向に離れた位置を中心とする円弧状の領域である。そして、投影光学系ＰＬが光軸対称な光学系であることから、各ミラー（第１ミラーＰＭ１〜第６ミラーＰＭ６）で反射された各光束は、光軸ＡＸを中心として収束方向に、または光軸ＡＸを中心として発散する方向に反射されることになる。

その結果、図５に示すように、マスクＭを介して第１ミラーＰＭ１へ入射する光束は瞳面ＰＰに対して＋Ｙ方向に近接した部分Ｐ１を通過し、第２ミラーＰＭ２を介して第３ミラーＰＭ３へ入射する光束は、瞳面ＰＰに対して−Ｙ方向に近接した部分Ｐ２を通過することとなる。

このように、本実施形態における投影光学系ＰＬは共軸な反射光学系であるために、絞り装置を配置すべき瞳面の近傍においては、第３方向（Ｙ方向）に沿っては複数の光路が近接するが、第３方向と直交する方向（Ｘ方向、Ｚ方向）に沿っては、他の光路が近接して配置されることはない。

したがって、各ミラーで反射された各光束が、瞳面ＰＰに近接して配置される場合、瞳面ＰＰの周囲を取り囲むように機械的な機構を配置する必要のある従来の絞り装置は、それらの光束を遮蔽してしまうために、配置することが困難であった。これに対して、本実施例の絞り装置Ｓによれば、図５に示すように、複数の第１短冊部材１１１が第１面Ｆ１上であって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから露光視野に離れる方向と交差する方向（本例ではＸ方向（第１方向））に配置されるため、近接する他の光束を遮蔽することなく配置することができる。

また、複数の第１短冊部材１１１は、第１面Ｆ１上であって、駆動部４１によって投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから露光視野に離れる方向と交差する方向（本例ではＸ方向（第１方向））にそれぞれスライドされる。よって、駆動した第１短冊部材１１１が近接する他の光束を遮蔽するのを防止することができる。

同様に、図５に示すように、複数の第２短冊部材１１２は、第１面Ｆ１上であって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから露光視野に離れる方向と交差する方向（本例ではＸ方向（第１方向））且つ複数の第１短冊部材１１１とは異なる位置に配置されるため、近接する他の光束を遮蔽することが無い。また、複数の第２短冊部材１１２は、第１面Ｆ１上であって、駆動部４２によってＸ方向にそれぞれスライドされるので、駆動時に他の光束を遮蔽するといった不具合を生じさせるおそれが無い。

ところで、投影光学系ＰＬによっては、いわゆる瞳の球面収差により、開口数ＮＡの可変により瞳面ＰＰの位置が光軸方向に若干ずれる場合もある。この場合において、絞り装置Ｓの位置、すなわち、第１短冊部材１１１及び第２短冊部材１１２の位置を厳格に設定するには、投影光学系ＰＬの絞り装置Ｓは、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡの値に応じて光軸方向の位置を移動させる必要がある。
これに対し、本実施例では、図２、３に示したように、絞り装置Ｓは、第１可変遮光部ＶＲ１と第２可変遮光部ＶＲ２とを、光軸方向（Ｚ方向）に一体的に移動可能とする駆動装置４３を備えている。したがって、本実施形態に係る絞り装置Ｓは、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡの値に応じて駆動装置４３を用いることで光軸方向の位置を移動することができる。

本実施形態によれば、例えば投影光学系ＰＬの光路が各ミラーＰＭ１〜ＰＭ６で折り返されることによって、投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰを含む第１面Ｆ１上において投影光学系ＰＬの光路が近接するような構成であっても、本実施形態における絞り装置Ｓは、投影光学系ＰＬの光路を遮蔽することなく、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを連続的又は段階的に変えることができる。

ところで、一般的に光学系の絞り装置Ｓの開口形状は、光学系の結像性能の観点から、円形形状又は楕円形状であること、さらには、より滑らかな円形形状又は楕円形状が望ましい。そこで、図６に示すように、第１短冊部材１１１及び第２短冊部材１１２の長手方向における少なくとも開口部ＳＨ側の端部３１の形状を、斜線又は曲線形状に形成するようにしてもよい。

図６に示すように、第１短冊部材１１１及び第２短冊部材１１２は、その長手方向における少なくとも開口部ＳＨ側の端部の形状が斜線又は曲線形状となっている。そして、複数の第１短冊部材１１１及び第２短冊部材１１２のそれぞれの端部の形状は、絞り装置Ｓの開口形状をほぼ円形状又は楕円形状に形成させるようにそれぞれ構成される。このように複数の第１短冊部材１１１及び第２短冊部材１１２によって絞り装置Ｓの開口形状の少なくとも一部をより滑らかな円形状又は楕円形状に形成することにより、絞り装置Ｓにより規定される投影光学系ＰＬにおける開口数ＮＡの設定誤差を低減することができる。

なお、第１実施形態では、第１短冊部材１１１及び第２短冊部材１１２が、図５に示すように投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから露光視野に離れる方向と略直交する所定の一方向に沿ってそれぞれ配置されたものとした。しかしながら、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから露光視野に離れる方向と交差する方向であって且つ投影光学系ＰＬの光路を遮蔽しない方向であれば、第１短冊部材１１１及び第２短冊部材１１２は、上記所定の方向とはそれぞれ別々の方向に配置されてもよい。

また、絞り装置Ｓの開口形状をある程度円形に近づける必要がある場合には、上記の例及び以降の実施例における第１短冊部材１１１の短手方向の幅は、製造可能な範囲で且つできる限り狭い方が望ましい。

第１短冊部材１１１の短手方向の幅をより細くして、絞り装置Ｓの開口形状の少なくとも一部を形成するための第１短冊部材１１１の数を多くすることで、複数の第１短冊部材１１１は、絞り装置Ｓの開口形状の少なくとも一部をより高精度に形成することが可能となる。

絞り装置Ｓの開口形状をある程度円形に近づけるためには、例えば、第１短冊部材１１１の本数を５０本程度以上に設定することが望ましい。また、より一層円形に近い開口形状が必要な場合には、７０本程度以上としてもよい。

なお、第１短冊部材１１１の短手方向の幅は、投影光学系ＰＬの絞り装置Ｓの最大径、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを可変とさせる範囲や、開口数ＮＡを可変設定する際の可変ステップ値、さらに第１短冊部材１１１の本数、などを考慮して設定される。なお、第２短冊部材１１２の形状、本数、幅等は、第１短冊部材１１１の形状と同様であるため、説明は省略する。

例えば、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを可変とさせる範囲が０．１〜０．５において開口数ＮＡの可変ステップ値を０．０１にする場合には、第１短冊部材１１１の短手方向の幅は、投影光学系ＰＬの瞳の直径１００ｍｍに対して概ね２〜１０ｍｍである必要がある。同様に、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを可変とさせる範囲が０．１５〜０．３５において開口数ＮＡの可変ステップ値を０．０１にする場合には、第１短冊部材１１１の短手方向の幅は、投影光学系ＰＬの瞳の直径１００ｍｍに対して概ね２．５〜６．６ｍｍである
必要がある。したがって、投影光学系ＰＬの瞳の直径と絞り装置Ｓの開口部ＳＨの第１方向と略直交する方向（第１短冊部材１１１の短手方向）における幅とをほぼ同等とすると、開口数ＮＡの可変ステップ値を０．０１にする際には、第１短冊部材１１１の短手方向の幅は、絞り装置Ｓの開口部ＳＨの第１方向と略直交する方向における幅に対して概ね１／５０〜１／１０である必要がある。

さらに、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを可変とさせる範囲が０．１〜０．５において開口数ＮＡの可変ステップ値を０．００５にする場合には、第１短冊部材１１１の短手方向の幅は、投影光学系ＰＬの瞳の直径１００ｍｍに対して概ね１〜５ｍｍである必要がある。したがって、投影光学系ＰＬの瞳の直径と絞り装置Ｓの開口部ＳＨの第１方向と略直交する方向における幅とをほぼ同等とすると、開口数ＮＡの可変ステップ値を０．００５にする際には、第１短冊部材１１１の短手方向の幅は、絞り装置Ｓの開口部ＳＨの第１方向と略直交する方向における幅に対して概ね１／１００〜１／２０である必要がある。

（第２実施形態）
次に、絞り装置の第２実施形態に係る構成について説明する。図７は本実施形態に係る絞り装置の断面構成を示す図である。なお、図７は上記実施形態における図３に対応する図である。本実施形態と第１実施形態に係る絞り装置Ｓとは、後述するように第１短冊部材及び第２短冊部材がそれぞれ多段に配置されている点で異なっており、それ以外の構成は共通である。そのため、上記実施形態と同一の構成には同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化する。

本実施形態の絞り装置Ｓは、図７に示されるように、例えば第１可変遮光部ＶＲ１を構成する第１短冊部材１１１ａ、１１１ｂがその厚さ方向（本実施例ではＺ方向又は光軸方向）に配置されている。これら第１短冊部材１１１ａ、１１１ｂは、ケース部材（収容部）１４０に収容されている。ケース部材１４０は、板状部材１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃから構成されるものである。

具体的には、第１短冊部材１１１ａ、１１１ｂは、板状部材１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃに挟持された状態で保持されている。また、板状部材１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃには、図４を用いて説明したように第１短冊部材１１１ａ、１１１ｂをガイドするためのガイド溝（不図示）が形成されている。なお、板状部材１４０ａによって形成される開口の幅Ｗ１は、他の板状部材１４０ｂ，１４０ｃによって形成される開口の幅（後述するＷ２，Ｗ３）よりも小さくなっている。第２可変遮光部ＶＲ２は、第２短冊部材１１２ａ、１１２ｂがケース部材１４０に収容されており、上記第１可変遮光部ＶＲ１と同様の構成を有していることからその詳細な説明については省略する。

以下、第１可変遮光部ＶＲ１の構成を例に挙げて説明する。
第１短冊部材１１１ａ、１１１ｂには、駆動部１４２，１４３が設けられている。駆動部１４２は、形状記憶合金部材１４２ａと、この形状記憶合金部材１４２ａの温度を調整する温度調整装置１４４とを備えている。同様に、駆動部１４３は、形状記憶合金部材１４３ａと、この形状記憶合金部材１４３ａの温度を調整する温度調整装置１４４とを備えている。なお、温度調整装置１４４は、第１の実施形態と同様、例えばペルチェ素子と制御部（不図示）とを備えるものである。

本実施形態においては、第１短冊部材１１１ａに対応する形状記憶合金部材１４２ａと、第１短冊部材１１１ｂに対応する形状記憶合金部材１４３ａとが異なる変位特性を備えたものとなっている。例えば第１短冊部材１１１ａに対応する形状記憶合金部材１４２ａの方が、第１短冊部材１１１ｂに対応する形状記憶合金部材１４３ａに比べて温度調整装置１４４によって同一の温度変化が付与された際の変位量が大きくなっている。

続いて、本実施形態の絞り装置Ｓの動作について図８を参照しつつ説明する。
絞り装置Ｓは、第１短冊部材１１１ａに対応する温度調整装置１４４（ペルチェ素子）による加熱を中止することで形状記憶合金部材１４２ａを縮んだ状態から標準状態へと変化させる。これにより、第１短冊部材１１１ａは、図８（ａ）に示すように開口を狭める方向へとスライド駆動する。よって、絞り装置Ｓによって規定される開口部ＳＨの開口幅がＷ２となる。

一方、第１短冊部材１１１ｂに対応する温度調整装置１４４（ペルチェ素子）による加熱を中止することで形状記憶合金部材１４３ａのみを縮んだ状態から標準状態へと変化させる。これにより、第１短冊部材１１１ｂは、図８（ｂ）に示すように開口を狭める方向へとスライド駆動する。これにより、絞り装置Ｓによって規定される開口部ＳＨの開口幅がＷ３となる。

以上、述べたように本実施形態によれば、第１短冊部材１１１ａ、１１１ｂをスライド駆動することで開口幅Ｗ１の他に、２種類の開口幅（Ｗ２，Ｗ３）を設定することができる。なお、本実施形態では、第１短冊部材をその厚さ方向に２段配置する場合について説明したが、本発明はこれに限定されることは無く、絞り装置Ｓを設置するスペースが確保できる場合には、第１短冊部材をその厚さ方向に３段以上配置するようにしてもよい。この場合、より多数の開口幅に対応した高機能な絞り装置Ｓを提供できる。

（第３実施形態）
次に、絞り装置の第３実施形態に係る構成について説明する。図９は本実施形態に係る絞り装置の断面構成を示す図である。なお、図９は第１実施形態における図３に対応する図である。本実施形態と上記第１、第２実施形態に係る絞り装置とは、後述するように第１短冊部材及び第２短冊部材がそれぞれ第１方向に複数配置されている点で異なっており、それ以外の構成は共通である。以下の説明では、上記実施形態と同一の構成には同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化する。

本実施形態の絞り装置は、図９に示されるように、例えば第１可変遮光部ＶＲ１を構成する第１短冊部材１２１ａ、１２１ｂが、その長さ方向（第１方向）に配置されていている。これら第１短冊部材１２１ａ、１２１ｂは、ケース部材１５０に収容されている。具体的には、第１短冊部材１２１ａ、１２１ｂがケース部材１５０を構成する板状部材１５１ａ，１５１ｂによって挟持された状態で保持されている。また、板状部材１５１ａ，１５１ｂには、図４を用いて説明したように第１短冊部材１２１ａ、１２１ｂをガイドするためのガイド溝（不図示）が形成されている。なお、第２可変遮光部ＶＲ２については、上記第１可変遮光部ＶＲ１と同様の構成であることから説明については省略するものとする。

第１短冊部材１２１ａ、１２１ｂには、それぞれ駆動部１５２，１５３が設けられている。第１短冊部材１２１ａに対応する駆動部１５２の形状記憶合金部材１５２ａと、第１短冊部材１２１ｂに対応する駆動部１５３の形状記憶合金部材１５３ａとは異なる変位特性を備えている。本実施例では、例えば第１短冊部材１２１ａに対応する形状記憶合金部材１５２ａの方が、第１短冊部材１２１ｂに対応する形状記憶合金部材１５３ａに比べて温度調整装置１５４によって同一の温度変化が付与された際の変位量が小さくなっている。なお、標準状態においては、上記形状記憶合金部材１５２ａ、１５３ａが縮んだ状態となっており、開口部ＳＨの開口幅がＷ４となっている。

続いて、本実施形態の絞り装置の動作について図１０を参照しつつ説明する。
第１短冊部材１２１ａに対応する温度調整装置１５４（ペルチェ素子）による加熱を中止することで形状記憶合金部材１５２ａを縮んだ状態から標準状態へと変化させる。これにより、第１短冊部材１２１ａは、図１０（ａ）に示すように開口を狭める方向へとスライド駆動する。よって、絞り装置によって規定される開口部ＳＨの開口幅がＷ５となる。

また、第１短冊部材１２１ｂに対応する温度調整装置１５４（ペルチェ素子）による加熱を中止することで形状記憶合金部材１５３ａのみを縮んだ状態から標準状態へと変化させる。これにより、第１短冊部材１２１ｂは、図１０（ｂ）に示すように開口を狭める方向へとスライド駆動する。これにより、絞り装置Ｓによって規定される開口部ＳＨの開口幅がＷ６となる。

さらに、第１短冊部材１２１ａ，１２１ｂに対応する温度調整装置１５４（ペルチェ素子）による加熱を中止することで形状記憶合金部材１５２ａ、１５３ａを縮んだ状態から標準状態へと変化させる。これにより、第１短冊部材１２１ａ，１２１ｂは、図１０（ｃ）に示すようにそれぞれ開口を狭める方向へとスライド駆動する。これにより、絞り装置Ｓによって規定される開口部ＳＨの開口幅がＷ７となる。

以上、述べたように本実施形態によれば、第１短冊部材１２１ａ、１２１ｂを独立してスライド駆動させることで標準状態における開口幅Ｗ４の他に、３種類の開口幅（Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７）を設定することができる。なお、本実施形態では、第１短冊部材をその長さ方向に２つ配置する場合について説明したが、本発明はこれに限定されることは無く、絞り装置を設置するスペースが確保できる場合には、第１短冊部材をその長さ方向に３つ以上配置するようにしてもよい。この場合、より多数の開口幅に対応した高機能な絞り装置を提供できる。

（第４実施形態）
次に、絞り装置の第４実施形態に係る構成について説明する。図１１（ａ）は本実施形態に係る絞り装置の概略構成を示す平面図であり、図１１（ｂ）は絞り装置の要部構成を示す斜視図である。図１２は図１１（ａ）におけるＣ−Ｃ線矢視による側断面構造を示す図である。

本実施形態と上記第１〜３実施形態に係る絞り装置とは、後述するように複数の遮光部材が近接した状態でリング状に配置される点で異なっており、それ以外の構成は共通である。以下の説明では、上記実施形態と同一の構成には同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化する。

本実施形態の絞り装置Ｓ´は、図１１（ｂ）に示されるように、第１面と、第１面と反対側の第２面とを備える絞り板（遮光部材）１６０を備える。なお、第２面には、凸部１８５が設けられている。そして、絞り装置Ｓ´は、図１１（ａ）に示されるように、複数の絞り板１６０が、互いに近接した状態でリング状に配置されることで開口部ＳＨの一部を構成している。具体的には、隣り合う絞り板１６０の短辺方向における端部がそれぞれ重なった状態で、複数の絞り板１６０のお互いの隙間から露光光が漏れることが防止されている。なお、図１１（ｂ）においては、図を見やすくするため、後述する絞り板１６０を収容するケース部材１７０の図示を省略している。

また、絞り板１６０の各々は、上記実施形態と同様、駆動部１９０が設けられている。駆動部１９０は、形状記憶合金部材１９１ａと、この形状記憶合金部材１９１ａの温度を変化させる温度調整装置１９１ｂとを備えている。このように本実施形態に係る絞り装置Ｓ´は、駆動部１９１（形状記憶合金部材１９１ａ）によって複数の絞り板１６０のそれぞれが独立してスライド可能に構成されることで、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡの微調整を容易に行うことができるようになっている。

複数の絞り板１６０は、図１１（ａ）、図１２に示されるようにケース部材１７０に収容されている。絞り板１６０は、ケース部材１７０を構成する一対の板状部材１７０ａ，１７０ｂ間に挟持された状態で保持されたものとなっている。板状部材１７０ａは、上面が第１面の絞り板１６０のガイド部として機能する第１ガイド溝１８１と、絞り板１６０の凸部に対応するとともに、第1短冊部材１１１の延在方向に形成された第２ガイド溝１８２とが形成されている。板状部材１７０ｂは、上面が第２面の絞り板のガイド部として機能する第１ガイド溝１８１と、凸部に対応する第２ガイド溝１８２とが形成されている。第１ガイド溝１８１は、開口部ＳＨの中心部に向かって形成された溝である。また、第２ガイド溝１８２は、絞り板１６０の第２面に形成された凸部１８５に対応する幅を有し、開口部ＳＨの中心部に向かって形成された溝である。また、凸部１８５が形成された面を内側に向けるようにして絞り板１６０が配置されるので、絞り装置Ｓ´の厚さ方向の寸法を小さくしている。

続いて、本実施形態の絞り装置Ｓ´の動作について図１３を参照しつつ説明する。なお、図１３においては、絞り板１６０がスライド駆動して開口部ＳＨの開口径が拡がった状態を２点鎖線で示し、開口径が縮んだ状態を実線で示している。なお、開口径が縮んだ状態を標準状態とし、この標準状態における開口部ＳＨの開口幅をＷ８とした。

絞り装置Ｓ´は、温度調整装置１９１ｂ（ペルチェ素子）により加熱された形状記憶合金部材１９１ａが標準状態から縮んだ状態へと変化する。これにより、各絞り板１６０は、図１３に示されるように、開口部ＳＨの中心Ｃに向かってスライド駆動することで開口径が拡がり、開口幅がＷ９となる。

以上の述べたように本実施形態によれば、絞り板１６０をスライド駆動させることで標準状態における開口幅Ｗ８の他に、開口幅Ｗ９を設定することができる。また、絞り板１６０を駆動する機構としてペルチェ素子を含む駆動部１９０を採用しているため、従来のように投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰの周囲の全面に渡って機械的な機構を配置することがなく、設置スペースを抑えることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に係る構成に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、本発明では、投影光学系ＰＬが上述の６枚の非球面の各ミラーＰＭ１〜ＰＭ６で構成される光学系に限られるものではなく、８枚のミラーや１０枚のミラーなど、他の枚数のミラーからなる反射光学系を用いることもできる。

上記絞り装置Ｓ，Ｓ´は、照明光学系に対しても適用することができる。すなわち、図１において、上記の絞り装置Ｓ，Ｓ´を、照明光学系ＩＬＳの瞳面又は瞳面近傍に適用することもできる。

また、上記説明においては、露光対象となる基板として半導体ウエハＷを想定したが、露光対象となる基板は半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）、又はフィルム部材などであってもよい。また、その基板は、その形状が円形に限られるものではなく、矩形など他の形状でもよい。

また、本実施形態の光学系を適用する露光装置の形態は、上述したマスクＭとウエハＷとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）に限らず、マスクＭとウエハＷとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）であってもよい。

また、上記実施形態の走査型露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることは言うまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が完了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

次に、上記露光装置を用いた電子デバイスの製造方法について説明する。

上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図１４に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２１１、この設計ステップ２１１に基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２１２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造するステップ２１３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板へ露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２１４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージング工程などの加工プロセスを含む）２１５、並びに検査ステップ２１６等を経て製造される。言い換えると、このデバイスの製造方法は、リソグラフィ工程を含み、そのリソグラフィ工程で上記の実施形態の露光装置を用いて感光性基板を露光している。

なお、上述のように本発明における実施形態の一例を説明したが、本発明は上述した全ての構成要素を適宜組み合わせて用いる事が可能であり、また、一部の構成要素を用いない場合もある。

ＬＡ…光束、ＳＨ…開口部、Ｓ、Ｓ´…絞り装置、ＰＭ１…第１ミラー、ＰＭ２…第２ミラー、ＰＭ３…第３ミラー、ＰＭ４…第４ミラー、ＰＭ５…第５ミラー、ＰＭ６…第６ミラー、４０、１４０、１５０、１７０…ケース部材（収容部）、４３…駆動装置、４４…第１ガイド溝（ガイド部）、４５…第２ガイド溝（ガイド部）、１１１、１１１ａ、１１１ｂ…第１短冊部材（遮光部材）、１１２、１１２ａ…第２短冊部材（遮光部材）、１２１ａ、１２１ｂ…第１短冊部材（遮光部材）、１４２ａ、１４３ａ、１５２ａ、１５３ａ、１９１ａ…形状記憶合金部材、１４４、１５４、１９１ｂ…温度調整装置、１８１…第１ガイド溝（ガイド部）、１８２…第２ガイド溝（ガイド部）

Claims (15)

1. 光束を規定する開口の形状を調整可能な絞り装置において、
   前記光束を遮光して前記開口の形状を調整する複数の遮光部材と、前記遮光部材を駆動する形状記憶合金部材と、を含むことを特徴とする絞り装置。
2. 前記遮光部材と前記形状記憶合金部材とは別体からなり、前記複数の遮光部材に前記形状記憶合金部材が接続されることを特徴とする請求項１に記載の絞り装置。
3. 前記形状記憶合金部材の温度を調整する温度調整装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の絞り装置。
4. 前記温度調整装置がペルチェ素子を含むことを特徴とする請求項３に記載の絞り装置。
5. 前記複数の遮光部材は、所定方向に沿って延在するとともに前記所定方向と直交する方向に沿って、それぞれが近接した状態に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の絞り装置。
6. 隣り合う前記遮光部材は、互いが一部重なった状態で配置されることを特徴とする請求項５に記載の絞り装置。
7. 前記遮光部材が、その厚さ方向において多段に配置されており、多段に配置された前記遮光部材の各々に対応する前記形状記憶合金部はそれぞれ異なる変位特性を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の絞り装置。
8. 前記遮光部材は、その厚さ方向において多段に配置されており、多段に配置された前記遮光部材は、移動方向に沿う長さがそれぞれ異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の絞り装置。
9. 前記遮光部材を収容する収容部を有し、該収容部には前記遮光部材をガイドするガイド部が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の絞り装置。
10. 前記光学系の光軸方向に沿って移動可能とする駆動装置を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の絞り装置。
11. 少なくとも１つの反射光学素子と、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の絞り装置とを備えることを特徴とする光学系。
12. 第１面の像を第２面上に露光する露光装置であって、
    請求項１１に記載の光学系を備えることを特徴とする露光装置。
13. 第１面の像を第２面上に投影する投影光学系を備える露光装置であって、
    前記投影光学系は、請求項１１に記載の光学系であることを特徴とする露光装置。
14. 前記光束を供給するＥＵＶ光源装置をさらに備えることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の露光装置。
15. リソグラフィ工程を含む電子デバイスの製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程は、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とする電子デバイスの製造方法。

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