JP4288411B2 - 光源用反射鏡保持装置、光源装置及び露光装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源用反射鏡保持装置、光源装置及び露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示デバイスや半導体デバイス等のマイクロデバイスを製造する際のフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと、感光基板を支持する基板ステージと、光源から射出された露光光でマスクを照明する照明光学系とを備えており、露光光で照明されたマスクのパターンの像を投影光学系を介して感光基板上に転写するものである。光源が超高圧水銀ランプ等の放電ランプである場合、ランプ近傍にはこのランプから射出された光束を反射集光する楕円鏡(反射鏡)が取り付けられており、これらランプ及び楕円鏡はランプハウス内に収容され温度管理されている。下記特許文献1には、ランプハウスを含む循環経路内をケミカルクリーンなガスを冷却しつつ循環する技術が開示されている。また下記特許文献2には、ランプの位置を調整するランプ位置調整器に関する技術が開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−106076号公報
【特許文献2】
特開平10−284400号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ランプハウス内において、水銀ランプは、過剰な温度上昇による破損を防ぎつつ水銀が蒸発して点灯可能な所定温度範囲(例えば500℃〜600℃程度)に温度管理されことが好ましい。一方、楕円鏡は、露光装置を収容するクリーンルーム内に存在するアンモニアガス、硫黄酸化物あるいは有機珪素化合物等といった化学汚染物質(曇り物質)による曇りの発生を抑えるために、且つ楕円鏡表面に設けられる蒸着膜の耐熱温度以下となるように、上記所定温度範囲とは異なる温度範囲(例えば120℃〜350℃程度の化学物質が付着しない程度の高温度)に温度管理されることが好ましく、水銀ランプの陽極及び陰極の口金部は、変色や劣化を抑えるために例えば200℃程度といった比較的低温度に温度管理されることが好ましい。このように、放電ランプ及び楕円鏡を収容するランプハウス内では、複数の各部材のそれぞれに応じた目標温度を設定し、温度管理することが、所望の照度の露光光を円滑に得られるため好ましい。
【0005】
一方で、放電ランプ及び楕円鏡を有する光源装置において、楕円鏡はランプハウス内において所定の支持部で支持されるが、放電ランプから光束が射出された際、楕円鏡と支持部との接続部分が楕円鏡の他の部分に比べて温度上昇し、楕円鏡に温度分布(熱偏分布)が生じ、この熱偏分布により楕円鏡が破損する可能性があることが解明されてきた。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、放電ランプの光束により発生する熱で反射鏡を破損せずに良好に支持でき、ランプハウス内の複数の各部材のそれぞれを所望の温度に調整できる光源用反射鏡保持装置、光源装置及び露光装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図1〜図14に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の光源用反射鏡保持装置(S)は、放電ランプ(1)を保持する保持部(3)と、放電ランプ(1)の光束を反射する反射鏡(2)を支持する支持手段(4)とを備えた光源用反射鏡保持装置において、支持手段(4)は、反射鏡(2)と接する部分(13)の熱伝導率が反射鏡(2)とほぼ同程度の材質で構成されていることを特徴とする。この場合において、支持手段(4)は、反射鏡(2)と接する部分(13)がセラミックスで構成されていることが好ましい。
本発明によれば、反射鏡を支持する支持手段のうち、反射鏡(楕円鏡)と接する部分の熱伝導率を反射鏡とほぼ同程度の材質で構成したので、放電ランプを駆動した際、この支持手段と反射鏡とはほぼ同程度の温度上昇速度(単位時間あたりの温度上昇率)で温度上昇する。したがって、反射鏡に温度分布(熱偏分布)が生じるのを抑えることができる。そして、温度定常状態となっても楕円鏡の各位置における温度分布の発生を抑制することができ、反射鏡の破損を防止することができる。
【0008】
本発明の光源用反射鏡保持装置(S)において、放電ランプ(1)の光束により発生する熱を気体で冷却する冷却手段を備え、支持手段(4)は、放電ランプ(1)の光束を遮光する遮光機能(10)と、冷却手段(4)の気体の流量又は流速を設定する絞り機能(10、17、18)とを有することを特徴とする。これにより、放電ランプの光束は遮光機能によりランプハウスのハウジング部に殆どあるいは全く達しないため、ハウジング部の加熱を抑えることができる。また、絞り機能を設けたことにより、所謂ノズル効果によって気体の流量又は流速を調整し、高い冷却効果を得ることができる。
【0009】
本発明の光源用反射鏡保持装置(S)において、支持手段(4)とは異なる冷却手段の気体の流量又は流速を設定する設定手段(34)を備えることを特徴とする。これにより、ランプハウス内に導入する気体の流量又は流速を設定でき、所望の冷却条件に調整できる。
【0010】
本発明の光源用反射鏡保持装置(S)において、冷却手段は、放電ランプ(1)又は反射鏡(2)を冷却する第1経路(K1)とは異なる第2経路(K2)と、第2経路(K2)を通過する気体の流量又は流速を設定する第2経路設定手段(42、43)とを備えることを特徴とする。これにより、ランプハウス内の冷却条件を任意に調整・変更することができ、放電ランプを例えば高出力のものから低出力のものに交換した際にも、第2経路設定手段を調整することで最適な冷却条件を得ることができる。
【0011】
本発明の光源用反射鏡保持装置(S)は、反射鏡(2)の裏面に隣接して設けられ、該反射鏡(2)を通過する放電ランプ(1)の光束を遮光する遮光部(10)を備えることを特徴とする。これにより、ランプハウスのハウジング部をはじめとする各部材に対する光束の照射を防止でき、温度上昇を抑制することができる。
【0012】
本発明の光源装置(LS)は、上記記載の光源用反射鏡保持装置(S)を備え、放電ランプ(1)の光束を所定方向に照射することを特徴とする。
本発明によれば、放電ランプの光束により発生する熱で反射鏡を破損せずに良好に支持でき、ランプハウス内の複数の各位置のそれぞれを所望の温度に円滑に調整できる。
【0013】
本発明の光源装置(LS)は、放電ランプ(1)と、放電ランプ(1)を保持する保持部(3)と、放電ランプ(1)の光束を反射する反射鏡(2)と、反射鏡(2)を支持する支持手段(4)とを備えた光源装置において、支持手段(4)は、反射鏡(2)と接する部分(13)の熱伝導率が反射鏡(2)とほぼ同程度の材質で構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、反射鏡に温度分布(熱偏分布)が生じるのを抑え、反射鏡の破損が防止されるので、光束を良好に照射できる。
【0014】
本発明の露光装置(EX)は、上記記載の光源装置(LS)により照射された照明光(EL)によりマスク(M)のパターンを感光基板(P)に露光することを特徴とする。本発明によれば、反射鏡をはじめとする光源装置の破損を抑え、良好に温度管理された光源装置からの照明光(露光光)で露光処理できるので、高いパターン転写精度で感光基板を露光することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光源用反射鏡保持装置、光源装置及び露光装置について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の光源装置を備えた露光装置の一実施形態を示す概略構成図であって、図1(a)は側断面図、図1(b)は上方から見た平面図である。
図1において、露光装置EXは、マスクMを支持するマスクステージMSTと、感光基板Pを支持する基板ステージPSTと、露光用光束を射出する光源装置LSと、光源装置LSから射出された光束を露光光ELとし、この露光光ELでマスクMを照明する照明光学系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターンの像を感光基板Pに投影する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を統括制御する制御装置CONTとを備えている。露光装置EXはクリーン度が管理されたチャンバ装置CH内部に収容されている。一方、光源装置LSは超高圧水銀ランプ1及び楕円鏡2を保持する光源用反射鏡保持装置Sを備え、これらはチャンバ装置の一部を構成するランプハウスのハウジング部H内部に配置されており、光源装置LSのハウジング部Hは、照明光学系ILを構成する光学素子を保持する照明系ハウジング部IHに対して接続及び分離可能に設けられている。そして、ハウジング部Hと照明系ハウジング部IHとを分離した状態において、ハウジング部Hを含む光源装置LSはチャンバ装置CHの上面に設けられたガイド部Gに沿って移動可能となっている。
【0016】
図2は光源装置LSを示す側断面図である。図2において、光源装置LSは、陰極及び陽極を有する放電ランプとしての超高圧水銀ランプ1と、水銀ランプ1から射出された光束を反射集光する反射鏡としての楕円鏡2と、光源用反射鏡保持装置Sとを備えている。光源用反射鏡保持装置Sは、水銀ランプ1を保持する保持部3と、反射鏡2を支持する支持手段の一部を構成する支持装置4と、これらを収容するハウジング部Hとを備えている。水銀ランプ1は楕円鏡2のほぼ第1焦点付近に設けられている。水銀ランプ1から射出した光は楕円鏡2により楕円鏡2の第2焦点付近に集光する。また陽極と陰極とを結ぶ線が第1焦点と第2焦点とを結ぶ線とほぼ一致するように設けられている。
【0017】
水銀ランプ1は、ガラス部材である発光管内に封入された水銀を蒸発させて発光するものであって、過剰な温度上昇による破損を防ぎつつ水銀が蒸発して点灯可能な例えば500℃〜600℃程度の所定温度範囲となるように温度管理される。水銀ランプ1の陽極及び陰極のそれぞれには口金部1A、1Bが設けられており、ガラス部材である水銀ランプ(発光管)1と金属部材である口金部1A、1Bとが接続されている。口金部1A、1Bは例えばモリブデン等の金属部材であって、水銀ランプ1には口金部1A、1Bを介して電力が供給される。口金部1A、1Bは例えば200℃程度に温度管理される。
【0018】
保持部3は水銀ランプ1の陰極1B側である下端部を保持するものであって、水銀ランプ1を楕円鏡2に対して独立して保持する。また保持部3は、保持した水銀ランプ1の位置を調整可能な位置調整機構5を備えている。位置調整機構5は保持部3に保持されている水銀ランプ1をX軸、Y軸、及びZ軸方向に移動可能となっており、連結部材6を介して保持部3に連結されている。位置調整機構5により、水銀ランプ1の楕円鏡2に対する相対的な、あるいは照明光学系ILに対する相対的な位置決めが可能となっている。
【0019】
位置調整機構5はX軸、Y軸、及びZ軸方向のラックピニオンステージを有しており、ハウジング部H内のベースB上に設けられ、このベースBに対してX軸方向に滑動可能なステージ5Xと、ステージ5X上に設けられ、このステージ5Xに対してY軸方向に滑動可能なステージ5Yと、ステージ5Y上に設けられ、このステージ5Yに対してZ軸方向に滑動可能なステージ5Zとを有している。そして、ステージ5Zと保持部3とが連結部材6を介して連結されている。各ステージ5X、5Y、5Zにはハンドル7が設けられており(但しステージ5Zに対応するハンドルは図示してない)、ハンドル7と各ステージとの間は雄ねじと雌ねじとで連結されており、これらねじのうち一方がハンドルに、他方がステージに設けられている。そして、各ハンドル7を回転して位置調整機構5を駆動することにより、水銀ランプ1はX軸、Y軸、及びZ軸方向へ移動することができ、楕円鏡2(照明光学系IL)に対して位置決め可能となる。
【0020】
ここで、位置調整機構5は、ハウジング部Hのうち水銀ランプ1及び楕円鏡2が設けられている第1空間部AR1とは別の第2空間部AR2に配置されており、第1空間部AR1と第2空間部AR2との間には隔壁50が設けられている。そのため、オペレータがハウジング部Hに設けられた不図示の扉部をあけて第2空間部AR2にアクセスし、位置調整機構5を駆動する際、位置調整機構5を収容する第2空間部AR2は隔壁5等によって水銀ランプ1から射出される光束及びこれに伴う熱を遮断されているので、オペレータは位置調整機構5を駆動可能である。
【0021】
楕円鏡2は水銀ランプ1から射出された光束を反射集光するものであって、水銀ランプ1を配置可能な略円形の開口部7を有している。水銀ランプ1はこの開口部7を介して保持部3に取り付けられる。また、楕円鏡2の反射面8には誘電導膜が蒸着されており、水銀ランプ1から射出された光束のうち、特定波長を有する光束のみを選択的に反射する。ここでは、楕円鏡2は露光に必要な波長のみを反射する。したがって、水銀ランプ1から射出された光束のうち、特定波長以外の波長を有する光束(露光に不要な波長の光束)は楕円鏡2を通過する。この誘電導膜は例えば350℃程度といった耐熱温度を有しており、また、露光装置EXを収容するクリーンルーム内に存在する化学汚染物質(曇り物質)の付着・析出を防止するために、楕円鏡2は例えば120℃〜350℃程度の化学物質が付着しない程度の高温度の温度範囲に温度管理される。楕円鏡2の外側(裏面側)にはこの楕円鏡2を囲むように支持装置4の一部を構成するカバー部材10が設けられている。
【0022】
図3は支持装置4の拡大図であり、図4はカバー部材10を示す概略斜視図である。図3及び図4に示すように、支持装置4は楕円鏡2の裏面に隣接して設けられたカバー部材10を有している。カバー部材10は楕円鏡2の形状に沿うすり鉢形状を有しており、下方にむかって窄まるように断面視テーパ状に設けられた側面部10Aと、底面部10Bとを有している。底面部10Bの平面視中央部には気体を流通可能な開口部10Cが形成されている。側面部10Aが断面視テーパ状に形成されたことにより、楕円鏡2と側面部10Aとは複数の各位置のそれぞれにおいてほぼ同じ距離だけ離れた構成となっている。
【0023】
カバー部材10は例えばアルミニウム等の金属により形成されており、カバー部材10の表面には遮光性を有する材料、つまり光を吸収しやすい黒色表面処理のための黒色材料が塗布されている。ここで、ガラス部材である楕円鏡2には、上述したように、特定波長(露光に必要な波長)を有する光束のみを反射する誘電導膜が設けられており、特定波長以外の光束は楕円鏡2を透過するようになっており、黒色材料(遮光性材料)を塗布された支持装置4の一部を構成するカバー部材10は、水銀ランプ1から射出され楕円鏡2を透過した光束を遮光する機能を有している。つまり、支持装置4は、楕円鏡2の裏面に隣接して設けられ、楕円鏡2を通過する水銀ランプ1から射出された光束を遮光する遮光部としてのカバー部材10を有する構成となっている。これにより、楕円鏡2を透過した光束はカバー部材10に遮光されることでハウジング部Hまで殆どあるいは全く達しない。したがって、ハウジング部Hは水銀ランプ1からの光束で過剰に加熱されず、例えば周囲の環境やオペレータに与える影響が抑制される。
【0024】
カバー部材10の上端部にはフランジ部11が接続されている。本実施形態においてフランジ部11は平面視矩形状に形成されており、その内側を楕円鏡2に当接している。このフランジ部11は例えばセラミックスあるいはフッ素樹脂等の合成樹脂等といった断熱性を有する材料により形成された断熱部材である。図2に示すように、フランジ部11はハウジング部Hの内壁部に固定された支持部12に接続されるようになっている。フランジ部11を断熱部材としたことにより、水銀ランプ1の光束の照射により加熱されたカバー部材10や楕円鏡2の熱の支持部12への伝達が抑制される。
【0025】
図3に示すように、カバー部材10の底面部10Bと楕円鏡2の下部との間には第1支持部材13及び第2支持部材14が設けられている。このうち、第1支持部材13は、楕円鏡2の開口部7に対応する環状部材であって楕円鏡2に接しており、その内側に形成された環状凸部13Aを開口部7に嵌合している。第1支持部材13が楕円鏡2の開口部7にその環状凸部13Aを嵌合することで、第1支持部材13と楕円鏡2とが位置決めされつつ接続されている。
【0026】
支持装置4の一部を構成する第1支持部材13は楕円鏡2と接する部分に設けられる部材であって、その熱伝導率が楕円鏡2とほぼ同程度の材質で構成されている。本実施形態において、第1支持部材13はセラミックスで構成されている。楕円鏡2の形成材料である石英ガラスの熱伝導率は常温で約1.4であり、第1支持部材13の形成材料であるセラミックス(磁器で換算)の熱伝導率は常温で約1.5である。なお、一例として、アルミニウムの熱伝導率は約236、鉄の熱伝導率は約83.5、真鍮の熱伝導率は約106である。
【0027】
第2支持部材14はカバー部材10の底面部10Bと第1支持部材13との間に配置されており、底面部10Bとほぼ同じ大きさを有する環状部材である。そして、カバー部材10の側面部10Aと第2支持部材14とがスペーサ部材15Aを介して固定部材であるねじ部材15により固定されている。
【0028】
図5は第2支持部材14の斜視図である。図5に示すように、第2支持部材14は環状部材であって、フランジ部14Aを有している。また第2支持部材14の平面視中央部には開口部17が形成されている。第2支持部材14の開口部17は楕円鏡2の開口部7、及びカバー部材10の底面部10Bに形成された開口部10Cに対応しており、楕円鏡2の上端部の径より小さい径を有している。第2支持部材14の開口部17には、開口の大きさを変更可能である開口部可変機構18が設けられている。開口部可変機構18は複数の羽根部材を組み合わせた構成を有し、これら羽根部材には不図示の駆動装置が接続されており、これら複数の羽根部材を駆動することで、開口部17の大きさが変更される。開口部可変機構18の駆動は制御装置CONTに制御され、制御装置CONTは開口部可変機構18の駆動量を調整することにより開口部17の大きさを任意に設定可能である。なお、開口部17の大きさを変更するには、図6に示すように、それぞれ異なる大きさの開口部17を有する第2支持部材14を複数用意しておき、これらを交換することで開口部17の大きさを変更するようにしてもよい。
【0029】
図7は図3のA−A矢視図である。図3及び図7に示すように、第1支持部材13の周囲には複数の曲げ板部材20が配置されている。本実施形態では、曲げ板部材20は第1支持部材13の周囲に等間隔で3箇所に配置されている。曲げ板部材20は第1支持部材13に対して放射状に配置され、その一端部(内側端部)は第1支持部材13に対して固定部材16により固定され、他端部(外側端部)は付勢部材21に接続されている。
【0030】
付勢部材21は、カバー部材10に固定されたスペーサ部材15Aに接続された棒状部材22と、この棒状部材22に取り付けられた曲げ板部材20とで構成されている。棒状部材22の下端部には雄ねじ部が形成され、スペーサ部材15Aの所定位置には前記雄ねじ部に対応する雌ねじ部が形成されており、これら雄ねじ部と雌ねじ部とを螺合することで棒状部材22がスペーサ部材15Aを介してカバー部材10に対して固定される。また、曲げ板部材20は楕円鏡2を上方に付勢するように板ばねの機能も兼ね備えていることが望ましい。したがって、楕円鏡2は、第1支持部材13を介して付勢部材21によって上方に付勢された状態で支持されている構成となっている。
【0031】
図2及び図3に示すように、上方に付勢されている楕円鏡2の上部には、ハウジング部Hの内壁部の支持部材12に固定された円環状保持部材25が設けられている。そして、上方へ付勢されている楕円鏡2はその上端部を円環状保持部材25に押し当てている。これにより、楕円鏡2の位置が固定される。ここで、楕円鏡2の上端部が円環状保持部材25に押し当てられている状態において、曲げ板部材20の外側端部は、棒状部材22の上端部に設けられているフランジ部22Aまで達しないように設定されている。したがって、楕円鏡2は上方に常時付勢される。本実施形態のように、楕円鏡2を付勢部材21を用いて上方へ付勢しつつ、楕円鏡2の上端部を円環状保持部材25に押し当てることでこの楕円鏡2を支持することにより、楕円鏡2に作用する応力集中を抑えることができる。
【0032】
図2に戻って、ハウジング部Hの図中、上部及び中部左側のそれぞれには、ハウジング部Hの内部と外部とを連通する第1開口部31及び第2開口部32が形成されている。一方、ハウジング部Hの図中、下部右側にも、ハウジング部Hの内部と外部とを連通する第3開口部33が形成されている。第3開口部33にはファン装置34が設けられており、ファン装置34の駆動は制御装置CONTにより制御される。制御装置CONTはファン装置34を制御し、このファン装置34を単位時間あたり所定の回転数で回転する。ファン装置34が回転することにより、図中、矢印Fで示すように、第1、第2開口部31、32を介してハウジング部H内部に対して外部の気体(クリーンルーム内の気体)が導入され、ハウジング部H内部に気体流が生成される。そして、ハウジング部H内部を流通した気体は第3開口部33を介して外部に排出される。こうして、水銀ランプ1から射出された光束により発生する熱は、ファン装置34の駆動により生成された気体流により冷却される。すなわち、ハウジング部H外部の気体を導入可能な第1、第2開口部31、32、ハウジング部H内部の気体を排出可能な第3開口部33、及び第3開口部33に設けられハウジング部H内部に気体流を生成するファン装置34により、水銀ランプ1の光束により発生する熱を気体で冷却する冷却手段の一部が構成されている。以下の説明において、第1、第2開口部を「第1、第2入口部31、32」と、第3開口部を「出口部33」と適宜称する。なお、出口部33は図1に示すダクト35に接続されている。また、第1、第2入口部31、32には、HEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)やULPAフィルタ(Ultra Low Penetration Air Filter)等のパーティクルを除去するパーティクルフィルタ、及び化学汚染物質を除去可能なケミカルフィルタを組み合わせたフィルタ装置31A、32Aが設けられている。ハウジング部H内部はフィルタ装置31A、32Aにより、クリーンルーム内に存在する化学汚染物質やパーティクルの侵入を防止されており、クリーン度を維持されている。
【0033】
そして、制御装置CONTは、ファン装置34の単位時間当たりの回転数を調整することにより、水銀ランプ1の周囲の温度を調整可能である。具体的には、制御装置CONTはファン装置34を高速回転することによりハウジング部Hに生成される気体流の流速(単位時間あたりの流量)を上げ、水銀ランプ1の周囲の温度を低く設定可能である。一方、制御装置CONTはファン装置34を低速回転することによりハウジング部Hに生成される気体流の流速(単位時間あたりの流量)を下げて水銀ランプ1の周囲の温度を比較的高く設定可能である。このように、ファン装置34は、冷却手段によりハウジング部H内部に導入され水銀ランプ1の周囲を流通する気体の流量又は流速を設定する設定手段の一部を構成している。そして、制御装置CONTは、水銀ランプ1の水銀が蒸発可能、且つ水銀ランプ1が破損しない程度の所定の温度範囲(500℃〜600℃程度)にハウジング部Hの内部(水銀ランプ1の周囲の温度)の温度調整をする。
【0034】
ハウジング部Hは、第1、第2入口部31、32より導入された気体を流通する少なくとも2つの経路を有している。具体的には、図2に示すように、ハウジング部H内部に、水銀ランプ1及び楕円鏡2の周囲を流通する気体流の経路である第1経路K1と、支持装置4の一部を構成するカバー部材10の外側を流通する気体流の経路である第2経路K2とが形成されている。ハウジング部H内部において、水銀ランプ1の上部には、照明光学系ILの一部を構成する光学素子71、72を支持する支持板40が設けられており、支持板40には、第1経路K1に接続する開口部41と、第2経路K2に接続する複数の開口部42とが形成されている。第1入口部31から導入された気体は、開口部41、42を介して第1、第2経路K1、K2に分岐されてそれぞれの気体流F1、F2を形成し、一方、第2入口部32から導入された気体は、第2経路K2を流通する気体流F2を形成する。ここで、第1、第2経路K1、K2も冷却手段の一部を構成しており、水銀ランプ1又は楕円鏡2は第1経路K1を流通する気体流F1により主に冷却される。
【0035】
図8は、照明光学系ILの一部を構成する光学素子を支持する支持板40の平面図である。図8に示すように、第2経路K2に接続する開口部42は本実施形態では4つ設けられている。一方、第1経路K1に接続する開口部41は1つ設けられている。開口部42には、開口の大きさを変更可能である開口部可変機構43がそれぞれ設けられている。開口部可変機構43は複数の羽根部材を組み合わせた構成であって、これら羽根部材には不図示の駆動装置が接続されており、これら複数の羽根部材を駆動することで、開口部42の大きさが変更される。開口部可変機構43それぞれの駆動は制御装置CONTにより独立して制御され、制御装置CONTは開口部可変機構43の駆動量を調整することにより開口部42の大きさをそれぞれ独立して任意に設定可能である。そして、制御装置CONTは開口部可変機構43を用いて開口部42の大きさを調整することで、第2経路K2を通過する気体の流量又は流速を設定可能である。すなわち、第2経路K2に接続する開口部42に設けられた開口部可変機構43により、第2経路K2を通過する気体の流量又は流速を設定する第2経路設定手段の一部が構成されている。
【0036】
また、図2に示すように、ハウジング部H内には、水銀ランプ1の陽極側の口金部1A及び陰極側の口金部1Bに対して気体(圧縮空気)をそれぞれ吹き付けるノズル36、37が設けられている。ノズル36、37は不図示のガス供給装置に接続されており、ノズル36、37のそれぞれから供給される気体により口金部1A、1Bは強制空冷され所定の温度範囲(200℃程度)に調整される。
【0037】
図2に示すように、光源装置LSのハウジング部H内部の複数の所定位置には、この所定位置の温度を検出する複数の温度検出装置60がそれぞれ設けられている。本実施形態において、温度検出装置60は、楕円鏡2とカバー部材10との間の位置、カバー部材10の外側の位置、第1経路K1の所定位置、第2経路K2の所定位置、水銀ランプ1を保持する保持部3の所定位置などに設けられている。温度検出装置60は例えばサーモスタットにより構成されている。これら温度検出装置60の検出結果は制御装置CONTに出力される。
【0038】
ここで、カバー部材10に取り付ける温度検出装置60を、水銀ランプ1の周囲を取り囲むように等間隔で設けることにより、水銀ランプ1の温度異常を精度良く検出可能となる。また、第1、第2経路K1、K2に設けた温度検出装置60の検出結果により、この位置はファン装置34により生成される気体流が発生するところなので、温度異常が生じたら、温度異常の原因がファン装置34の異常(故障)であることを容易に特定できる。また、温度検出装置を、ハウジング部H内部のうち水銀ランプ1と離れた位置に設けることにより、この温度検出装置は水銀ランプ1の熱によるダメージを受けにくくなるので、水銀ランプ1の熱に起因する故障の発生を抑制され、ハウジング部H内部の温度分布などを良好に検出できる。
【0039】
また、光源装置LSのハウジング部H内部の複数の所定位置には、この所定位置を流通する気体の単位時間あたりの流量を検出する複数の流量検出装置62がそれぞれ設けられている。本実施形態において、流量検出装置60は、支持装置4のうち第2支持部材14に形成された開口部17近傍位置、第1経路K1の所定位置、第2経路K2の所定位置、出口部33近傍位置などに設けられている。これら流量検出装置62の検出結果は制御装置CONTに出力される。
【0040】
次に、上述した構成を備える光源装置LS及びこの光源装置LSを備えた露光装置EXの動作について説明する。
露光処理をするに際し、制御装置CONTは不図示の電力供給装置を駆動し、水銀ランプ1に電力を供給する。水銀ランプ1は電力を供給され発光する。また、制御装置CONTは、予め設定されている単位時間当たり所定の回転数でファン装置34を回転し、ハウジング部Hの内部に気体流F(F1、F2)を生成し、水銀ランプ1の光束により発生する熱を気体で冷却する。また制御装置CONTは、ファン装置34の単位時間あたりの回転数を調整することで、第1、第2入口部31、32を介してハウジング部H内部に導入する気体の全体の流量を調整可能である。
【0041】
水銀ランプ1を点灯したことにより、この水銀ランプ1の周囲に設けられている楕円鏡2を含む各部材は水銀ランプ1より射出する光束により徐々に加熱される。ここで、支持装置4のうち、楕円鏡2と接する部分である第1支持部材13は、その熱伝導率が楕円鏡2とほぼ同程度である。したがって、加熱される際の温度上昇速度(単位時間あたりに上昇する温度)は、楕円鏡2と第1支持部材13とでほぼ同じであるため、楕円鏡2に熱偏分布(温度分布)がほどんど生じない。また、温度定常状態となっても、楕円鏡2に生じる熱偏分布を抑えることができる。したがって、熱偏分布に起因して楕円鏡2に対して作用する熱応力を抑制でき、楕円鏡2の破損などといった不都合を回避できる。すなわち、第1支持部材13をアルミニウム等の金属といった高熱伝導率材料で構成すると、この第1支持部材は水銀ランプ1を点灯してすぐに高温度(例えば300℃程度)まで達するが、このとき低熱伝導率材料であるガラスからなる楕円鏡2はすぐに高温度にならず、アルミニウムの熱により楕円鏡2の開口部7近傍、すなわち第1支持部材13の接触位置近傍が局所的に温度変化(高温度化)し、楕円鏡2の開口部7近傍と楕円鏡2の上端開口部近傍との間に温度分布が生じ、熱応力が生じて楕円鏡2が破損する可能性が生じる。この不都合の発生は近年における水銀ランプ1の大出力化に伴いますます顕著となっている。しかしながら、本実施形態のように、第1支持部材13を楕円鏡2とほぼ同程度の熱伝導率を有する材質で構成したことによりこの不都合の発生を抑制できる。なお本実施形態では、第1支持部材13はセラミックスにより構成されているが、もちろん他の材質、あるいは楕円鏡2と同じガラスにより構成してもよい。しかしながらガラス部材は支持部材として十分な強度を有していないので、本実施形態のようにセラミックスを用いることが好ましい。
【0042】
水銀ランプ1より射出した光束のうち、特定波長の光束(露光に必要な波長の光束)は楕円鏡2により反射集光され、所定方向である照明光学系ILの一部を構成する光学素子71、72に向かって所定方向に照射される。一方、特定波長以外の光束(露光に不要な波長の光束)は楕円鏡2を通過する。楕円鏡2を通過した水銀ランプ1の光束は、楕円鏡2の裏面に隣接して設けられた遮光部の一部を構成するカバー部材10により遮光されるため、ハウジング部Hに殆どあるいは全く達しない。更に、ハウジング部H内部(第2経路K2)を流通する気体流F(F2)によりハウジング部Hは冷却されるため、所望温度(例えば60℃程度)に維持される。ハウジング部Hを所望温度に維持することにより、ハウジング部Hの熱的負担を少なくし、周囲に対するハウジング部Hの熱の影響を抑えることができ、またオペレータがハウジング部Hにアクセス(接触)可能となる。また、カバー部材10で水銀ランプ1からの光束を遮光することで、ハウジング部H内部に配置されている各種駆動装置(アクチュエータ)や検出装置(センサ)を加熱することがなくなり、熱による前記アクチュエータやセンサ類の故障や破損を防止し、駆動動作や検出動作を精度良く円滑に行うことができる。
【0043】
ここで、カバー部材10は楕円鏡2の裏面に隣接して設けられ、テーパ状の側面部10Aを有している。そのため、このカバー部材10の内側空間を含む第1経路K1の一部に、流入口をカバー部材10の上端開口部とし、流出口を前記上端開口部より小さい開口である第2支持部材14の開口部17とする絞り流路が形成された構成となっている。すなわち、支持手段の一部を構成するカバー部材10及び第2支持部材14を含む支持装置4は、気体流の流速(単位時間あたりの流量)を設定する絞り機能を備えた構成となっている。したがって、制御装置CONTは、第2支持部材14の開口部17に設けられた開口部可変機構18を駆動し、流入口(上端開口部)に対する流出口(開口部17)の大きさを変更することで、所謂ノズル効果により、水銀ランプ1又は反射鏡2を冷却する第1経路K1を流通する気体流F1の流速又は流量を変更し、水銀ランプ1又は反射鏡2に対する冷却条件を変更することができる。ここで具体的には、ファン装置34の単位時間あたりの回転数が一定である場合、開口部可変機構18を用いて開口部17を小さくすることで流速(単位時間あたりの流量)を大きくすることができるため、水銀ランプ1や楕円鏡2の温度を低下することができ、一方、開口部17を大きくすることで水銀ランプ1や楕円鏡2に対する冷却作用を低減することができる。
【0044】
ここで制御装置CONTは、温度検出装置60の検出結果に基づいて可変開口機構18を駆動し、水銀ランプ1の周囲の気体流の流速又は流量を調整することで、水銀ランプ1を破損しない程度且つ水銀が蒸発してリップルを生じずに点灯可能な所望の温度範囲(500℃〜600℃程度)に調整する。
【0045】
また、制御装置CONTは、口金部1A、1B近傍に設けられている温度検出装置60の検出結果に基づいてノズル36、37から供給する気体の流量(単位時間あたりの流量)を調整することで、口金部1A、1Bを、破損したり変色(変質)したり、あるいは電極の溶着部を剥離しない所望の温度範囲(例えば200℃程度)に調整する。また口金部が過剰に加熱されると、金属部材である口金部の温度上昇速度に対してガラス部材である水銀ランプ1の温度上昇速度が追従できずに温度差が生じ、応力が発生して主に水銀ランプ1の破損を引き起こす可能性が生じるが、上記温度範囲(200℃程度)に調整することで、水銀ランプ1の破損を防止できる。なお、ノズル36、37から供給する気体の温度を温度調整装置で調整してから口金部1A、1Bに吹き付けるようにしてもよい。
【0046】
カバー部材10は楕円鏡2に沿うようにテーパ状に形成され、楕円鏡2の裏面に隣接して設けられている。そのため、水銀ランプ1から射出された光束の熱を楕円鏡2に保持させることができ、この楕円鏡2を化学汚染物質が付着しない程度の高温度に設定することができる。つまり、露光装置EXを収容するクリーンルーム内には、感光基板Pに塗布されているフォトレジスト等に起因する例えばアンモニアガスや硫黄酸化物、あるいは有機珪素化合物等といった化学汚染物質(曇り物質)がガス状に浮遊しており、これが楕円鏡2に付着して曇りを生じさせる場合があり、これにより光反射率の低下を招いて露光装置EXの露光性能を低下させるおそれが生じるが、楕円鏡2を化学物質が付着しないような所定の温度以上に温度管理することで曇りの発生を抑えることができる。そして、楕円鏡2に設けられている誘電導膜の耐熱温度(例えば350℃程度)を考慮して、制御装置CONTは楕円鏡2を120℃〜350℃程度の温度範囲に管理する。なお、カバー部材10と楕円鏡2との距離やカバー部材10のテーパ角度を調整することで、楕円鏡2の温度を調整することができる。
【0047】
また、制御装置CONTは、第2経路K2に接続する開口部42の開口部可変機構43を駆動することで、第2経路K2の気体流の流量又は流速を調整できる。第2経路K2の気体流の流量又は流速を調整することで、ハウジング部Hの温度を調整することができる。また、制御装置CONTは、第2経路K2に接続する開口部42の開口部可変機構43を駆動して開口部42の大きさを変えることにより、これに伴って開口部41を介して第1経路K1を流通する気体流の流量又は流速を変更できる。したがって、第2経路K2に接続する開口部42の開口部可変機構43を駆動することで、水銀ランプ1や楕円鏡2の温度調整を行うこともできる。すなわち、支持装置4の一部を構成する第2支持部材14の開口部可変機構18の駆動と、第2経路設定手段の一部を構成する開口部可変機構43の駆動とをそれぞれ調整することで、水銀ランプ1及び楕円鏡2の温度調整を行うことができる。
【0048】
このように、開口部可変機構43を用いて開口部42の大きさを調整し、第2経路K2を通過する気体の流量又は流速を調整することにより、気体流を制御し、ハウジング部H(光源装置LS)全体の冷却条件(温度条件)を調整・変更することができる。これにより、水銀ランプ1を例えば高出力のものから低出力のものに交換した際にも、開口部42の大きさを調整して第2経路K2を通過する気体流を制御することで最適な冷却条件を得ることができる。
【0049】
そして、上記開口部17、42の大きさ調整やファン装置34の単位時間あたりの回転数調整は、制御装置CONTの制御のもとで行われ、制御装置CONTは、ハウジング部Hに設けられた温度検出装置60や流量検出装置62の検出結果に基づいて制御を行うことで、ハウジング部H内部の各部材のそれぞれを所望の温度に良好に調整することができる。
【0050】
なお本実施形態では、光源装置LSは複数の温度検出装置60を備えているので、ある温度検出装置が故障して温度検出不能となった場合でも、別の温度検出装置は正常であって温度検出可能であるため、水銀ランプ1やハウジング部Hの内部に温度異常が生じても、この温度異常を前記正常な温度検出装置で検出可能である。したがって、水銀ランプ1の破損といった不都合の発生を未然に防止することができる。また、本実施形態では、複数の温度検出装置を互いに離間して設置するように説明したが、1つの所定位置に対して複数の温度検出装置を互いに近接して設置するようにしてもよい。こうすることにより、1つの所定位置に設置された複数の温度検出装置のうちのある温度検出装置が故障しても他の温度検出装置で前記所定位置の温度検出を行うことができる。
【0051】
なお本実施形態では、ハウジング部Hに気体流を生成するためにファン装置34を回転する構成であるが、ファン装置34の回転によらずに、例えば不図示のガス供給装置により楕円鏡2の周囲に直接ガスを吹き付けるようにしてもよい。また、本実施形態におけるファン装置34はハウジング部Hの出口部33に設けられ、気体を吸い込む方向に回転する構成であるが、もちろん、ファン装置34を入口部31、32に設け、ハウジング部Hに対して気体を供給する方向に回転する構成であっても構わない。
【0052】
なお、本実施形態において、楕円鏡2を支持する支持装置4は付勢部材21の上方への付勢力により楕円鏡2の上端部を円環状保持部材25に押し当てて保持する構成であるが、図9に示すように、一端部を第1支持部材13に接続し、他端部をカバー部材10に接続した板ばね部材29により、楕円鏡2を上方に付勢する構成であってもよい。また、圧縮ばねを用いるようにしてもよい。
【0053】
図10は本発明の光源装置LSを有する露光装置EXの構成例を示す模式図である。図10において、露光装置EXは、マスクMを支持するマスクステージMSTと、感光基板Pを支持する基板ステージPSTと、露光用光束を射出する光源装置LSと、光源装置LSからの露光光ELでマスクMを照明する照明光学系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターンの像を感光基板Pに投影する投影光学系PLとを備えている。図10に示す露光装置EXは複数(7つ)並んだ投影光学モジュールPLa〜PLgからなる投影光学系PLを有しており、マスクMと感光基板Pとを所定方向に移動しつつ露光する所謂マルチレンズスキャン型露光装置である。
【0054】
照明光学系ILは、光源装置LSから射出した光束のうち露光光ELとして用いる波長を有する光束を照明対象であるマスクMの方向(所定方向)へ反射しその他の一部の波長の光を透過するダイクロイックミラー71と、ダイクロイックミラー71で反射した光束が照射されるレンズ系72と、楕円鏡2の第2焦点付近に配置されダイクロイックミラー71で反射した光の光路を遮蔽・開放するシャッタ73と、シャッタ73の位置に結像した水銀ランプ1からの光束を平行光にするコリメータレンズ74と、入射した光束の光量に対して射出する光束の光量を調整可能な光量調整フィルタ75と、コリメータレンズ74及び光量調整フィルタ75を通過した光のうち所定の波長光(本実施形態ではi線(365nm))を選択的に透過する波長選択フィルタ(干渉フィルタ)76と、波長選択フィルタ76を透過したした光が入射するリレーレンズ系77と、リレーレンズ系77からの光束を複数本(本実施形態では7本)に分岐して複数(7つ)の照明系モジュールIMのそれぞれに入射させる1つの入射端78A及び複数(7つ)の射出端78Bを有するライトガイド78とを備えている。照明系モジュールIMは投影光学モジュール7つ配置されており(但し、図10においては便宜上手前4つの照明系モジュールIMのみ示している)、照明系モジュールIMのそれぞれは、X軸方向とY軸方向とに一定の間隔を持って配置されている。そして、マスクステージMSTに支持されているマスクMはこれら複数の照明系モジュールIMのそれぞれから射出した露光光ELにより複数の照明領域を照明される。
【0055】
照明系モジュールIMのそれぞれは、光量調整機構の一部を構成するフィルタ80と、インプットレンズ81と、射出面に2次光源を形成するオプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ82と、マスクMを均一な照度で照明するコンデンサレンズ83とを備えている。フィルタ80を備えた光量調整機構は光路毎に光束の照度を設定することによって各光路の露光量を調整するものである。図11に示すように、フィルタ80は、ガラス板80A上に濃度傾斜を持ったNDフィルタであって、透過率がX軸方向に沿って所定範囲で線形に漸次変化するように形成されており、照明系モジュールIMのそれぞれの光路中に配置されている。フィルタ80はフィルタ駆動部により光路に対して進退方向に移動可能となっており、制御装置CONTはフィルタ駆動部を制御することで各光路毎の光量を調整する。また、不図示であるが、光量調整機構はハーフミラーとディテクタとを備えている。ハーフミラーはフィルタ80の光路下流側に配置され、フィルタ80を透過した光束の一部をディテクタへ入射させる。それぞれのディテクタは、常時、入射した光束の照度を独立して検出し、検出した照度信号を制御装置CONTへ出力し、制御装置CONTは検出信号に基づいて、光量を調整するためにフィルタ駆動部を駆動する。
【0056】
また、図10において、照明光学系ILの一部を構成する光量調整フィルタ75により、例えば感光基板PあるいはマスクMを所定の位置に対して位置合わせする処理であるアライメント処理時等において、マスクMや感光基板Pに照射される露光光ELの光量を低下することで、アライメント処理を円滑に行うことができる。すなわち、アライメント処理時など露光処理以外の処理を行う際、露光光の光量を低減することが円滑な処理を行うことができるため望ましいが、水銀ランプ1は一度消灯してしまうと、再度点灯する際、水銀の蒸発が安定するまでの待ち時間を設定する必要があるため、上記アライメント処理などを行う際にもなるべく水銀ランプ1を消灯(あるいは出力低下)しないことがスループット向上の観点から好ましい。したがって、本実施形態のように、照明光学系ILに光量調整フィルタ75を設けておくことにより、水銀ランプ1を消灯することなく露光光を減光することができる。
【0057】
マスクMを透過した露光光ELは、投影光学系PLの各投影光学モジュールPLa〜PLgにそれぞれ入射する。この投影光学モジュールPLa〜PLgは、マスクMの照射範囲に存在するパターン像を感光基板Pに結像させ、感光基板Pの特定領域にパターン像を投影露光するものであって、各照明系モジュールIMに対応して配置されている。そして、光源装置LSより射出された露光光ELで照明されたマスクMのパターンは投影光学系PLを介して感光基板Pに投影露光される。
【0058】
なお、図10を参照して説明した露光装置EXは、1つの光源装置LSから射出された光束(露光光)をライトガイドで複数(7つ)に分岐する構成であるが、複数の光源装置を設け、これら各光源装置から射出された光束のそれぞれを一旦混合してから、複数の光路に分岐して各照明系モジュールに供給する構成であってもよいし、複数の照明系モジュールに対応するように複数の光源装置を設け、各光源装置から射出された光束のそれぞれをこれに対応する照明系モジュールに供給する構成であってもよい。
【0059】
ところで、本実施形態における水銀ランプ1は上述した位置調整機構5によりその位置を調整可能である。そして、本実施形態における露光装置EXは、図12に示すように、水銀ランプ1の位置を確認・表示するためのモニタ装置90を備えている。図12において、モニタ装置90は、ダイクロイックミラー71を透過した光の光路中のうち楕円鏡2のほぼ第2焦点の位置に設けられたリレーレンズ91と、リレーレンズ91を通過した光を偏向する反射ミラー92と、反射ミラー92からの光が入射するフィールドレンズ93と、結像レンズ系94と、モニタ部95とを備えている。モニタ部95でモニタされた光源像は表示装置100に表示される。結像レンズ系94は2系統の組み合わせレンズにより構成されている。これら2系統の組み合わせレンズはフィールドレンズ93の光軸AXの方向からモニタ部を見たときに、その光軸まわりに90°の角度ピッチで光軸から等距離に配置されている。そして、ダイクロイックミラー71を透過した光は反射ミラー92で反射し、フィールドレンズ93及び結像レンズ系94を通過し、モニタ部95上に光源ランプ1の像を投影する。
【0060】
図13は、結像レンズ系94の2系統の組み合わせレンズを介してモニタ部95上に投影される光源像を、図12のC矢視図から見た拡大図である。2系統の組み合わせレンズがフィールドレンズ93の光軸まわりに90°の角度ピッチで光源からほぼ等距離に配置されているので、モニタ部95上にはフィールドレンズ93の光軸AXとモニタ部95との交点のまわりに90°の角度ピッチで、その交点からほぼ等距離に投影される円形視野96内に結像される。
【0061】
図13において、正方形の枠97は表示装置における観察領域であり、光源像を囲む円形の枠96は結像レンズ系94の結像領域を表示する領域である。そして、観察領域97のうち左下部分に示す十字はモニタ部95とフィールドレンズ71の光軸AXとの交点(AXで示す)である。また、観察領域97のうち右下部分には、結像レンズ系94によって結像された陰極を左方向即ちAX方向、陽極をその反対方向においた光源の像が表示されており、左上部分には、陰極を下方向即ちAX方向、陽極をその反対方向においた光源の像が表示されている。このように、表示装置によってX軸及びY軸方向から光源ランプ1の光源像の位置を観察することができる。そして、表示装置100を観察しながら、例えばオペレータが位置調整機構5を駆動し、水銀ランプ1の位置を調整する。
【0062】
なお、結像レンズ系94に結像倍率を変更できる倍率調整機構を設け、モニタ部95に投影する光源像の大きさを適宜変更するようにしてもよい。倍率調整機構を用いて結像レンズ系94の倍率を大きく設定することにより、モニタ部95上の拡大された光源像を表示装置100に表示しながら水銀ランプ1の陰極及び陽極の位置決めを容易に行うことができる。一方、倍率調整機構を用いて結像レンズ系94の倍率を小さく設定することにより、モニタ部95上の比較的縮小された光源像を観察しながら光源ランプ1全体の傾きやアーク像のゆらぎなどを観察できる。そして、図13には倍率を大きく設定した場合の例が示されており、表示装置100における領域96には等長の破線の線分からなる十文字の指標パターンが設けられている。こうすることにより、拡大光源像において陰極と陽極の位置出しが容易になる。
【0063】
なお、本実施形態の露光装置EXとして、マスクMと感光基板Pとを同期移動してマスクMのパターンを露光する走査型露光装置の他に、マスクMと感光基板Pとを静止した状態でマスクMのパターンを露光し感光基板Pを順次ステップ移動するステップ・アンド・リピート型の露光装置にも適用することができる。 本実施形態の露光装置EXとして、投影光学系PLを用いることなくマスクMと感光基板Pとを密接させてマスクMのパターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用することができる。また、露光装置EXの用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。また、本実施形態の露光装置EXの光源は、i線(365nm)のみならず、g線(436nm)、h線(405nm)でもよい。投影光学系PLの倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。
【0064】
基板ステージPSTやマスクステージMSTにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット(永久磁石)と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側(ベース)に設ければよい。基板ステージPSTの移動により発生する反力は、特開平8−166475号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。マスクステージMSTの移動により発生する反力は、特開平8−330224号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【0065】
半導体デバイスは、図14に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板(ウエハ、ガラスプレート)を製造するステップ203、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に露光する基板処理ステップ204、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、パッケージ工程を含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。
【0066】
【発明の効果】
反射鏡を支持する支持手段のうち、反射鏡と接する部分の熱伝導率が反射鏡とほぼ同程度の材質で構成されているので、放電ランプから射出される光束により加熱されても、反射鏡の温度分布(熱偏分布)の発生を抑えることができる。したがって、反射鏡の破損を防止し、光束を良好に射出できる光源装置及びこれを備えた露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光源装置を備えた露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】本発明の光源用反射鏡保持装置及び光源装置の一実施形態の概略構成を示す側断面図である。
【図3】支持手段を示す要部拡大図である。
【図4】支持手段の一部を構成する遮光部を示す斜視図である。
【図5】絞り機能を有する第2支持部材を示す斜視図である。
【図6】第2支持部材の実施例を示す斜視図である。
【図7】図3のA−A線矢視図である。
【図8】第2経路設定手段の一部を構成する開口部を示す平面図である。
【図9】支持手段の他の実施例を示す模式図である。
【図10】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図11】照明光学系に設けられた光量調整機構を説明するための模式図である。
【図12】放電ランプの位置をモニタするモニタ部の概略構成図である。
【図13】モニタ部上に投影される光源像を示す図である。
【図14】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
1…水銀ランプ(放電ランプ)、2…楕円鏡(反射鏡)、3…保持部、
4…支持装置(支持手段)、10…カバー部材(遮光部、遮光機能)、
13…第1支持部材、14…第2支持部材(絞り機能)、
17…開口部(第1経路、絞り機能)、18…開口部可変機構(絞り機能)、
31、32…入口部(冷却手段)、33…出口部(冷却手段)、
34…ファン装置(冷却手段、設定手段)、42…開口部(第2経路)、
43…開口部可変機構(第2経路設定手段)、EX…露光装置、
H…ハウジング部(ランプハウス)、IL…照明光学系、
K1…第1経路、K2…第2経路、LS…光源装置、M…マスク、
P…感光基板、PL…投影光学系、S…光源用反射鏡保持装置
Claims (13)
- 放電ランプから射出された光束を反射する反射鏡を保持する光源用反射鏡保持装置において、
前記反射鏡を支持する部材であって前記反射鏡と接する部分が該反射鏡とほぼ同程度の熱伝導率を有する材質で構成された支持部材を備えることを特徴とする光源用反射鏡保持装置。 - 前記支持部材は、ガラスと同程度の熱伝導率を有する材質で構成されることを特徴とする請求項1記載の光源用反射鏡保持装置。
- 前記支持部材は、ガラスと同程度の熱伝導率を有するセラミックスで構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の光源用反射鏡保持装置。
- 前記反射鏡は、前記放電ランプが配置される開口部を有し、
前記支持部材は、前記開口部の近傍で前記反射鏡に接して該反射鏡を支持することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の光源用反射鏡保持装置。 - 前記支持部材は、前記開口部に嵌合する凸部を有し、該凸部を前記開口部に嵌合させた状態で前記反射鏡を支持することを特徴とする請求項4記載の光源用反射鏡保持装置。
- 前記反射鏡は、前記放電ランプから射出された光束のうち特定波長の光束を選択的に反射することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の光源用反射鏡保持装置。
- 前記反射鏡に接続された前記支持部材を介して該反射鏡を所定方向に付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の光源用反射鏡保持装置。
- 前記放電ランプの光束により発生する熱を気体で冷却する冷却手段と、
前記放電ランプの光束を遮光する遮光部材と、
前記冷却手段の気体の流量又は流速を設定する絞り機構と、を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載の光源用反射鏡保持装置。 - 前記冷却手段は、前記放電ランプ又は前記反射鏡を冷却する第1経路とは異なる第2経路と、前記第2経路を通過する気体の流量又は流速を設定する第2経路設定手段とを備えることを特徴とする請求項8記載の光源用反射鏡保持装置。
- 前記反射鏡の裏面に隣接して設けられ、前記放電ランプからの光束のうち前記反射鏡を通過した光束を遮光する遮光部を備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項記載の光源用反射鏡保持装置。
- 前記遮光部は、前記支持部材を支持する部分を有することを特徴とする請求項10記載の光源用反射鏡保持装置。
- 放電ランプからの光束を射出する光源装置において、
前記放電ランプからの光束を反射する反射鏡と、
前記反射鏡を保持する請求項1〜請求項11のいずれか一項記載の光源用反射鏡保持装置と、を備えることを特徴とする光源装置。 - 請求項12記載の光源装置により照射された照明光によりマスクのパターンを感光基板に露光することを特徴とする露光装置。
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