JP4333138B2 - Lens barrel, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

Lens barrel, exposure apparatus, and device manufacturing method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスの製造プロセスにおけるリソグラフィー工程で使用される鏡筒及び露光装置、並びに前記デバイスの製造方法に関するものである。
【0002】
[背景技術]
【0003】
【従来の技術】
従来の露光装置は、レチクル等のマスク上に形成されたパターンを所定の露光光で照明し、そのパターンの像を、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光材料の塗布されたウエハ等の基板上に転写する。
【0004】
特に半導体素子製造用の露光装置では、素子の高度集積化が著しく、さらなる解像度の向上が求められている。このような要求に対応するため、露光光は、近年、さらに短波長のものへシフトしており、例えばArFエキシマレーザ(λ=193nm)、F2レーザ(λ=157nm)を使用する露光装置も開発されてきている。このような露光装置において、露光光の光路中に酸素が存在すると、露光光が大きく吸収されてしまい、デバイスの製造効率が大きく低下する。
【0005】
露光装置は一般にクリーンルーム内に設置されるが、クリーンルームとはいえ、その雰囲気中には極微量の、例えばアンモニウムイオン、硝酸イオン、硫酸イオン等を含むイオン性物質が浮遊している。また、露光装置の内部においても、各種駆動部品に電力や信号を送るために多くの被覆線が使用されている。このような被覆線の被覆材からは、極微量ながら有機物質が揮散している。さらに、基板上に塗布された感光材料の飛沫が、露光装置内に浮遊していることもある。これらのイオン性物質、被覆材からの揮散物、感光材料の飛沫等は、投影光学系のレンズ等に付着し、露光光の透過率を低下させる汚染物質となる。その結果、基板に到達する露光光の光量が低下し、デバイスの製造効率が低下する。
【0006】
このような酸素及び汚染物質を露光光の光路外に排除するため、投影光学系を構成する鏡筒内を、化学的に清浄な窒素等の不活性ガスで置換する露光装置も開発されている。
【0007】
[発明の開示]
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、露光装置においては、マスク上のパターンの像をできるだけ忠実に基板上に投影する必要がある。パターンの像を基板上に投影する投影光学系は、多数のレンズ、平行平板等の光学素子が組み合わされて構成される。そして、それら光学素子の相対位置を微妙に調整することにより、投影光学系の残存収差を補正することができる。このため、投影光学系を構成する鏡筒には、前記光学素子の相対位置を調整するためのピエゾ素子等の駆動素子や調整ネジが多数装備されている。
【0009】
このように構成された投影光学系において、鏡筒内を不活性ガスが外部に漏れることを防止するために、鏡筒にカバーを取り付ける構成が考えられる。しかしながら、カバーの内部に装備された前記駆動素子に異常が生じたり、前記調整ネジによる光学素子の位置調整の必要が発生すると、カバーを取り外して、前記駆動素子の点検、調整ネジによる調整を行う必要がある。投影光学系は多数の光学素子が組み合わされており大型のものが多い。このため、前記カバーも必然的に大型化し、そのカバーを取り外す作業は極めて煩わしいものとなる。
【0010】
そこで、カバーの取り外し作業を簡易化するための構成として、例えば蛇腹状のカバーで投影光学系の全周を覆う構成が考えられる。蛇腹状のカバーの材質として、揮散物の少ない金属製の蛇腹を使用することによってカバー自身からの汚染物質の発生を低減することができる。しかしながら、金属製の蛇腹を使用した場合、蛇腹の剛性が高くなって、投影光学系の光軸方向への十分な伸縮量を確保するのが困難となり、作業性に劣るという可能性がある。一方、例えばゴム等の樹脂製の蛇腹を使用する場合においては、蛇腹を構成する材料からの揮散物の発生が避けられない。
【0011】
また、前記カバーを複数に分割し、その分割した分割カバーを多段の筍状に配列させ、その分割カバーの一部を投影光学系の光軸に沿ってスライドさせて調整箇所を露出させる構成も考えられる。しかしながら、この構成では、各分割カバー間に隙間を生じやすくカバーの内部の外気に対するシール性が低下しやすいとともに、カバーの構造が複雑となり設計上の制約事項が増すという問題があった。
【0012】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。本発明の目的は、簡単な構成でもって、その内部に収容された筐体の各部分の点検、調整が可能な鏡筒及び露光装置を提供することにある。また、本発明の目的は、このような露光装置を用いて、デバイスを製造するデバイスの製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求の範囲1に記載の発明は、複数の光学素子を収容する筐体と、前記筐体の外周面から所定間隔離して設けられ、前記外周面を覆うカバーとを備えた鏡筒において、前記カバーに設けられ、前記筐体の所定位置のメンテナンスに用いられる少なくとも1つの開口部と、前記カバーに設けられ、前記少なくとも1つの開口部を開閉する開閉部材とを備えたことを特徴とするものである。
【0014】
請求の範囲1の発明によれば、カバーの内部の筐体の点検、調整等が必要な箇所に対応する開口部のみを、開口部を開閉する開閉部材により開放することにより、カバー全体を開放して鏡筒全体を露出することなく、容易に前記点検、調整等などのメンテナンスが必要な箇所を露出でき、そのメンテナンスが可能になる
【0015】
請求の範囲2の発明は、請求の範囲1の発明において、前記筐体に対して、前記カバーを相対的に回転可能に支持する支持機構を有することを特徴とするものである。
【0016】
請求の範囲2の発明によれば、請求の範囲1の発明の作用に加えて、カバーを回転させて、その開口部がカバーの内部の筐体の点検、調整等が必要な箇所に対応させる。この状態で、開閉部材を開放することにより、カバー全体を取り外すことなく、容易に前記点検、調整等が必要な箇所を露出させることが可能となる。しかも、鏡筒は、カバーを相対的に回転可能に支持する支持機構と、開口部を開閉する開閉部材とを付加的に備えているのみであって、簡素な構成である。
【0017】
請求の範囲3の発明は、請求の範囲2の発明において、前記支持機構は、前記開口部が前記筐体の前記所定位置に対して前記カバーを位置決めする位置決め機構を有することを特徴とするものである。
【0018】
請求の範囲3の発明によれば、請求の範囲2の発明の作用に加えて、内部の点検、調整中にカバーが不用意に回転されることが抑制され、作業が容易なものとなる。
【0019】
請求の範囲4の発明は、請求の範囲3の発明において、前記所定位置は、前記筐体に装備される構成要素配置される位置を含むことを特徴とするものである。
【0020】
請求の範囲4の発明によれば、請求の範囲3の発明の作用に加えて、開口部を、点検、調整の必要が生じた構成要素に対応させた状態で、カバーを保持することができる。このため、内部の点検、調整を、一層容易に行うことが可能となる。
【0021】
請求の範囲5の発明は、請求の範囲4の発明において、前記構成要素は、前記光学素子の姿勢を調整する調整機構を備えることを特徴とするものである。
請求の範囲5の発明によれば、請求の範囲4の発明の作用に加えて、光学素子の姿勢調整を容易に行うことが可能となる。
【0022】
請求の範囲6の発明は、請求の範囲5の発明において、前記調整機構は、前記光学素子を駆動する駆動機構を有することを特徴とするものである。
請求の範囲6の発明によれば、請求の範囲5の発明の作用に加えて、点検、調整の必要が比較的生じやすい駆動機構の点検、調整を容易に行うことが可能となる
【0023】
請求の範囲の発明は、請求の範囲2〜のうちいずれか一つの発明において、前記カバーは、当該カバーの周方向に所定間隔をおいて複数の前記開口部と、前記開口部のそれぞれを開閉する開閉部材と有することを特徴とするものである。
【0024】
請求の範囲の発明によれば、請求の範囲2〜のうちいずれか一つの発明の作用に加えて、鏡筒内に点検、調整の必要な複数の構成要素が位相が異なる位置に設けられているような場合に、それらの構成要素を同時に点検、調整することが容易となる。
【0025】
請求の範囲の発明は、請求の範囲2〜のうちいずれか一つの発明において、前記筐体と前記カバーとの間に、前記カバーの内部を外気に対して気密に区画するシール部材を有し、前記支持機構は前記筐体に対し、前記シール部材の外側に配置されることを特徴とするものである。
【0026】
請求の範囲の発明によれば、請求の範囲2〜のうちいずれか一つの発明の作用に加えて、シール部材によりカバーの内部が外気に対してより確実に区画される。そして、支持機構におけるカバーのより円滑な回転機能を確保するために、その支持機構内の摺動部分に、例えば摺動性改善剤を使用したとしても、その摺動性改善剤がカバーの内部、ひいては筐体内の雰囲気に影響を与えるのが抑制される。
【0027】
請求の範囲の発明は、請求の範囲2〜のうちいずれか一つの発明において、前記筐体と前記カバーとの間に、前記カバーの内部を外気に対して気密に区画するシール部材を有し、前記カバーが所定位置に配置された状態では前記カバーと前記筐体とが前記シール部材を介して接合されるとともに、前記カバーが回転可能な状態となったときには前記シール部材が前記カバーと前記筐体との少なくとも一方と離間されるようにしたことを特徴とするものである。
【0028】
請求の範囲の発明によれば、請求の範囲2〜のうちいずれか一つ載の発明の作用に加えて、カバーが回転されるときに、そのカバーとシール部材とが摺動されることがほとんどない。このため、シール部材の耐久性が向上されるとともに、異物の発生が抑制される。
【0029】
請求の範囲10の発明は、請求の範囲1〜のうちいずれか一つの発明において、前記カバーの内部が所定の雰囲気に達したときに、前記開閉部材の開閉動作を許容する開閉ロック機構を備えたことを特徴とするものである。
【0030】
請求の範囲10の発明によれば、請求の範囲1〜のうちいずれか一つの発明の作用に加えて、例えばカバーの内部を不活性ガスで置換しているような場合において、酸素濃度が所定値に達したときに、開閉部材の開閉動作が許容される。このため、内部の点検、調整作業を、作業しやすい雰囲気下で行うことができる。
【0031】
請求の範囲11の発明は、請求の範囲1〜3のうちいずれか一つの発明において、前記筐体の所定位置には、前記光学素子を駆動する駆動機構が取り付けられており、前記メンテナンスは、前記駆動機構の調整又は点検を含むことを特徴とするものである。
【0032】
請求の範囲11の発明によれば、請求の範囲1〜3のうちいずれか一つの発明の作用に加えて、光学素子を駆動する駆動機構が取り付けられている位置に筐体の開口部を備えるため、開口部から駆動機構の調整又は点検を含むメンテナンスが容易にできる。
【0033】
請求の範囲12の発明は、請求の範囲1〜3のうちいずれか一つの発明において、前記筐体の所定位置には、前記光学素子の姿勢を調整する調整機構が取り付けられており、前記メンテナンスは、前記調整機構を介した前記光学素子の姿勢の調整を含むことを特徴とするものである。
【0034】
請求の範囲12の発明によれば、請求の範囲1〜3のうちいずれか一つの発明の作用に加えて、光学素子の姿勢を調整する調整機構が取り付けられている位置に筐体の開口部が備えられているため、開口部から調整機構を介した光学素子の姿勢の調整を含むメンテナンスを容易にできる。
【0035】
請求の範囲13の発明は、請求の範囲1〜12のうちいずれか一つの発明において、前記開閉部材に設けられ、前記開口部より小さい窓部と、前記窓部を開閉する窓部用開閉部材とを有することを特徴とする。
【0036】
請求の範囲13の発明によれば、請求の範囲1〜12のうちいずれか一つの発明の作用に加えて、前記開口部より小さい窓部と、この窓部を開閉する窓部用開閉部材とが開閉部材に設けられているため、開口部全体を開放することなく、小さい窓部だけを開放することでメンテナンスが容易にできる。
【0037】
請求の範囲14の発明は、マスクに形成されたパターンの像を基板上に転写する露光装置において、請求の範囲1〜13のうちいずれか一つに記載の鏡筒を備えたことを特徴とするものである。
【0038】
請求の範囲14の発明によれば、請求の範囲1〜13のうちいずれか一つの発明の作用に加えて、鏡筒内部の点検、調整を容易かつ迅速に行うことが可能となり、露光装置の停止時間の短縮につながる。
【0039】
請求の範囲15の発明は、請求の範囲14の発明において、前記パターンの像を基板に投影する投影光学系を備え、その投影光学系を請求の範囲1〜11のうちいずれか一つに記載の鏡筒で構成したことを特徴とするものである。
【0040】
投影光学系は、露光装置の露光性能を高める上でもっと重要な役割を担っており、それに含まれる光学素子の姿勢及び相対位置を微妙に調整する必要がある。このため、請求の範囲15の発明によれば、請求の範囲14の発明の作用が特に顕著に発揮される。
【0041】
請求の範囲16の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程で請求の範囲14または15に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするものである。
【0042】
請求の範囲16の発明によれば、請求の範囲14または15の発明の作用に加えて、露光装置における鏡筒内部の点検、調整を容易かつ迅速に行うことが可能となり、デバイスの製造効率が向上される。
【0043】
次に、前記各請求の範囲の発明に、さらに含まれる技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
(1)前記位置決め機構は前記筐体と前記カバーとのいずれか一方に形成された凹所からなり、前記筐体と前記カバーとの他方には、前記カバーが位置決めされた状態では少なくとも一部が前記凹所内に収容される収容体を形成したことを特徴とする請求の範囲3〜7のうちいずれか一つに記載の鏡筒。
【0044】
技術的思想(1)に記載の構成によれば、簡単な構成でカバーを所定位置に保持することができる。
(2)前記位置決め機構は、前記カバーの回転にほぼ同期して前記収容体を前記凹所から離脱させる離脱機構を有することを特徴とする技術的思想(1)に記載の鏡筒。
【0045】
技術的思想(2)に記載の構成によれば、カバーの回転を円滑に行うことができる。
(3)前記筐体には、前記収容体が前記凹所から離脱した状態で、前記カバーを回転可能に案内する案内機構を設けたことを特徴とする技術的思想(1)または(2)に記載の鏡筒。
【0046】
技術的思想(3)に記載の構成によれば、カバーを安定して回転させることができる。
(4)前記開閉部材と前記開口部の周囲との間に配置され、前記カバーの内部を外気に対して気密に区画する開口部シール部材を備えたことを特徴とする請求の範囲1〜のうちいずれか一つに記載の鏡筒。
【0047】
技術的思想(4)に記載の構成によれば、カバーの内部を、例えば不活性ガスで置換した場合、カバーの内部の気密性を高めることができ、外部からの汚染物質の侵入を効果的に抑制することができる。
【0048】
(5)前記開閉部材は、少なくとも1つの窓部と、その窓部を開閉可能に覆う窓部開閉部材を有することを特徴とする請求の範囲1〜、技術的思想(4)のうちいずれか一つに記載の鏡筒。
【0049】
技術的思想(5)に記載の構成によれば、例えばカバーの内部の状態を検出するような場合に、窓部を利用して酸素センサ等の各種センサをカバーの内部に挿入することができる。
【0050】
(6)前記窓部開閉部材と前記窓部の周囲との間に配置され、前記カバーの内部を外気に対して気密に区画する窓部シール部材を備えたことを特徴とする技術的思想(5)に記載の鏡筒。
【0051】
技術的思想(6)に記載の構成によれば、技術的思想(4)の効果とほぼ同様の効果が得られる。
【0052】
【発明の実施の形態】
[発明を実施するための最良の形態]
(第1実施形態)
以下に、本発明を半導体素子製造用の走査露光型の露光装置及びその投影光学系を収容する鏡筒、そして半導体素子の製造方法に具体化した第1実施形態について図1〜図6に基づいて説明する。
【0053】
まず、露光装置の概略構成について説明する。
図1は、露光装置全体の概略構成を示すものである。図1に示すように、露光光源11は、露光光ELとして、例えばKrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ光、F2レーザ光等のパルス光を出射する。露光光ELは、オプティカルインテグレータとして、例えば多数のレンズエレメントからなるフライアイレンズ12に入射し、そのフライアイレンズ12の出射面上には、それぞのレンズエレメントに対応した多数の2次光源像が形成される。なお、オプティカルインテグレータとしては、ロッドレンズであってもよい。フライアイレンズ12から出射された露光光ELは、リレーレンズ13a,13b、レチクルブラインド14、ミラー15、コンデンサレンズ16等の光学素子を介して半導体素子等の回路パターン等が描かれ、レチクルステージRST上に載置されたマスクとしてのレチクルRに入射する。
【0054】
ここで、フライアイレンズ12、リレーレンズ13a,13b、ミラー15、コンデンサレンズ16の合成系は、2次光源像をレチクルR上で重畳させ、レチクルRを均一な照度で照明する照明光学系17を構成している。照明光学系17は、鏡筒18内に収容されている。
【0055】
レチクルブラインド14は、その遮光面がレチクルRのパターン領域とほぼ共役な関係をなすように配置されている。そのレチクルブラインド14は、レチクルブラインド駆動部19により開閉可能な複数枚の可動遮光部(例えば2枚のL字型の可動遮光部)からなっている。そして、それらの可動遮光部により形成される開口部の大きさ(スリット幅等)を調整することにより、レチクルRを照明する照明領域を任意に設定するようになっている。
【0056】
レチクルステージRSTは、露光光ELの光路に垂直な平面内においてレチクルRを2次元方向に微動可能に保持している。また、レチクルステージRSTは、リニアモータ等で構成されたレチクルステージ駆動部20により所定の方向(走査方向(Y方向))に移動可能となっている。レチクルステージRSTは、レチクルRの全面が少なくとも投影光学系PLの光軸AXを横切ることができるだけの移動ストロークを有している。なお、図1においては、後述する投影光学系PLの光軸AXに沿う方向をZ方向、投影光学系PLの光軸AX及び紙面と直交する方向をX方向、投影光学系PLの光軸AXに直交し紙面に沿う方向をY方向とする。
【0057】
レチクルステージRSTの端部には、干渉計21からのレーザビームを反射する移動鏡22が固定されている。干渉計21によって、レチクルステージRSTの走査方向の位置が常時検出され、その位置情報はレチクルステージ制御部23に送られる。レチクルステージ制御部23は、レチクルステージRSTの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部20を制御し、レチクルステージRSTを移動させる。
【0058】
レチクルRを通過した露光光ELは、例えば両側テレセントリックな投影光学系PLに入射する。投影光学系PLは、そのレチクルR上の回路パターンを例えば1/5あるいは1/4に縮小した投影像を、表面に前記露光光ELに対して感光性を有するフォトレジストが塗布された基板としてのウエハW上に形成する。
【0059】
ウエハWは、ウエハホルダ30を介してウエハステージWST上に保持されている。ウエハホルダ30は図示しない駆動部により、投影光学系PLの最適結像面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光学系PLの前記光軸AX方向(Z方向)に微動可能になっている。また、ウエハステージWSTは、モータ等のウエハステージ駆動部31により、走査方向(Y方向)の移動のみならず、ウエハ上に区画された複数のショット領域に対し任意に移動できるように走査方向に垂直な方向(X方向)にも移動可能に構成されている。これにより、ウエハW上の各ショット領域毎に走査露光を繰り返すステップ・アンド・スキャン動作が可能になっている。
【0060】
ウエハステージWSTの端部には、干渉計32からのレーザビームを反射する移動鏡33が固定されており、ウエハステージWSTのX方向及びY方向の位置は干渉計32によって常時検出される。ウエハステージWSTの位置情報(または速度情報)はウエハステージ制御部34に送られ、ウエハステージ制御部34は位置情報(または速度情報)に基づいて前記ウエハステージ駆動部31を制御する。
【0061】
ここで、ステップ・アンド・スキャン方式により、レチクルR上の回路パターンをウエハW上のショット領域に走査露光する場合、レチクルR上の照明領域が、レチクルブラインド14で長方形(スリット)状に整形される。照明領域は、レチクルR側の走査方向(+Y方向)に対して垂直方向に長手方向を有するものとなっている。そして、レチクルRを露光時に所定の速度Vrで走査することにより、レチクルR上の回路パターンを前記スリット状の照明領域で一端側から他端側に向かって順次照明する。これにより、照明領域内におけるレチクルR上の回路パターンが、投影光学系PLを介してウエハW上に投影され、投影領域が形成される。
【0062】
ここで、ウエハWはレチクルRとは倒立結像関係にあるため、レチクルRの走査方向とは反対方向(−Y方向)に前記レチクルRの走査に同期して所定の速度Vwで走査される。これにより、ウエハWのショット領域の全面が露光可能となる。走査速度の比Vw/Vrは正確に投影光学系PLの縮小倍率に応じたものになっており、レチクルR上の回路パターンがウエハW上の各ショット領域上に正確に縮小転写される。
【0063】
次に、投影光学系PL及びその投影光学系PLを収容する鏡筒40の構成について説明する。
図4は、鏡筒本体41における可動レンズエレメント43の保持構成及びカバー42の周辺構成を拡大して示すものである。図1に示すように、投影光学系PLは、レチクルRとウエハWとの間に配置され、レンズエレメント43,45からなる複数の光学素子を備えた光学系である。投影光学系PLを収容する鏡筒40は、前記各レンズエレメント43,45を保持する筐体としての鏡筒本体41と、同鏡筒本体41の外周面から所定だけ離間して、その上部から中程に設けられたフランジFLGまでの外周面を覆うカバー42とを備えている。また、鏡筒40は、フランジFLGによって露光装置の架台(図示略)に支持されている。
【0064】
鏡筒本体41は、図2に示すように、複数の部分鏡筒が互いに固定されて構成されている。すなわち、レチクルR側から順に、第1部分鏡筒41a、第2部分鏡筒41b、第3部分鏡筒41c、第4、第5、第6、第7、第8、第9部分鏡筒41d、41e、41f、41g、41h、41iに分割されている。第5部分鏡筒41eと第6部分鏡筒41fとの間にフランジFLGが設けられている。なお、本実施形態では、鏡筒40を9つの部分鏡筒41a〜41iに分割しているが、分割数はこれに限られるものではない。
【0065】
図1に示すように、これらの部分鏡筒及びフランジFLGが設けられている部分鏡筒には、少なくとも一つのレンズエレメント43,45が不図示のレンズ保持部材によって各部分鏡筒にそれぞれ保持されている。また、第1部分鏡筒41aのレチクルR側の端部、及び第9部分鏡筒41iのウエハW側の端部には、カバーガラス46が設けられている。
【0066】
図1及び図2に示すように、フランジFLGが設けられている部分鏡筒及びそれより下側、すなわちウエハW側に配置される第6〜第9部分鏡筒41f〜41iには、静止レンズエレメント45が不図示の保持部材によって保持されている。また、フランジFLGより上側、すなわちレチクルR側に配置される第1〜第5部分鏡筒41a〜41eのそれぞれには、少なくとも一つの可動レンズエレメント43(図2においては1個のみ図示)を備える。また、第1〜第5部分鏡筒41a〜41eには、図1に示すように、可動レンズエレメント43を支持する支持部材47と、駆動機構に含まれるピエゾ素子49とを備える。なお、レンズエレメント43,45は、その外周において、例えば3ヶ所で前記保持部材に保持されるために、部分鏡筒41a〜41iの内壁に対して、レンズエレメント43,45及び前記保持部材の間には隙間が生じる。これにより、カバーガラス46とレンズエレメント43,45と鏡筒本体41とにより区画形成される各空間55〜57は、支持部材47に形成された通路47a(図4参照)、及び前記隙間等を介してそれぞれ連通されている。また、各空間55〜57は、各部分鏡筒間の隙間によって、鏡筒本体41の外面とカバー42の内面との間の空間58と連通している。
【0067】
また、複数の部分鏡筒のうち、可動レンズエレメント43を備える部分鏡筒の側壁には、ピエゾ素子49の伸縮方向が鏡筒の接線方向となるように、該ピエゾ素子49を収容する収容空間が形成されるとともに、ピエゾ素子49の駆動力を可動レンズエレメント43に伝達するリンク機構が形成される。リンク機構は、ピエゾ素子49の変位範囲等を考慮して形成される。収容空間及びリンク機構は、部分鏡筒の側壁に放電加工によって形成されるために、部分鏡筒の側壁は複数の切欠孔を有する。従って、各空間55〜57は、複数の切欠孔を介して、鏡筒本体41の外面とカバー42の内面との間の空間58に連通されている。
【0068】
各支持部材47は、ピエゾ素子49を介して鏡筒本体41に連結されている。各ピエゾ素子49は、各部分鏡筒41a〜41eにおける円周方向の等角度間隔おきに複数、例えば3個設けられている。各ピエゾ素子49が伸縮することにより、部分鏡筒の側壁に形成されたリンク機構を介して、各支持部材47が鏡筒本体41に対して光軸AX方向に微動される。
【0069】
また、各保持部材47は、調整機構及び駆動機構を構成するアクチュエータとしてのピエゾ素子49を介して鏡筒本体41に連結されている。これらの各ピエゾ素子49は、鏡筒本体41における円周方向の等角度間隔おきに複数、例えば3個が、その鏡筒本体41の外周側部分に設けられている。そして、各ピエゾ素子49が伸縮することにより、部分鏡筒の側壁に形成されたリンク機構を介して、各保持部材47が鏡筒本体41に対して光軸AX方向に微動可能にようになっている。また、各ピエゾ素子49の伸縮量を微妙に調整することによって、各保持部材47を鏡筒本体41に対して傾けることができる。そして、これにより、可動レンズエレメント43の姿勢を調整することができるようになっている。
【0070】
図1及び図4に示すように、各ピエゾ素子49を駆動するための電力及び信号を供給する内部配線51aは、各ピエゾ素子49に一端が接続されるとともに、カバー42の下端が支持されるフランジFLG内に配設されたコネクタ52に他端が接続されている。ここで、内部配線51aは、鏡筒本体41とカバー42との間の空間58内に収容されている。そして、そのコネクタ52には、さらに外部配線51bを介して、電力及び信号の供給源としての結像特性制御部53が接続されている。
【0071】
なお、内部配線51aは、不純物質(露光光ELを吸収する有機物など)発生が抑制された材質で被覆される。被覆材は、例えば、ポリ四フッ化エチレン、テトラフルオロエチレン−テルフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体、またはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロペン共重合体などの各種ポリマー樹脂で形成してもよい。また、被覆材を、フッ素コートしてもよい。好ましくは、外部配線51bも同様に構成する。
【0072】
ここで、図1に示すように、結像特性制御部53をはじめとして、露光光源11、レチクルブラインド駆動部19、レチクルステージ制御部23及びウエハステージ制御部34は、主制御系54に接続されている。そして、各構成要素は主制御系54の制御の下で動作され、主制御系54は前記レチクルR上に形成されたパターンの像をウエハW上に転写する一連の露光工程全体を制御している。
【0073】
さて、鏡筒40には、その内部にパージガスを導入するパージガス導入口60と、鏡筒40内のガスを排出するガス排出口61とが設けられている。なお、パージガスとしては、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン及びクリプトン等の不活性ガスが用いられる。
【0074】
パージガス導入口60は、鏡筒本体41のレチクル側及びウエハ側の端部の2ヶ所に形成されており、これらのパージガス導入口60を介してパージガスが直接鏡筒本体41内に供給されるようになっている。一方、ガス排出口61は、鏡筒本体41の上部からフランジFLGの間を覆うカバー42に形成されている。
【0075】
特に、ガス排出口61は、カバー42の中央部分に形成されることが望ましい。鏡筒本体41のレチクル側のパージガス導入口60から導入されたパージガスは、各部分鏡筒間の間隙、ピエゾ素子49の収容空間、複数の切欠孔を介して、空間58に排出される。なお、鏡筒本体41内の気体排出を促進するために、鏡筒本体41に連通孔59を設けてもよい。ここで、露光装置組立て時であれば、各空間55〜57から排出される気体は空気及び汚染物質を含むものであり、露光装置が組立てられた後(例えば、露光装置が稼動可能な状態)であれば、各空間55〜57から排出される気体は、パージガスである。なお、排出されるパージガスには、微量ながら、汚染物質が含まれている場合がある。また、鏡筒本体41のウエハ側のパージガス導入口60から導入されたパージガスは、静止レンズエレメント45を保持する保持部材に形成された通路を介して、空間57に供給される。パージガス供給口60から空間57に供給されたパージガスは、通路を介して第5部分鏡筒41e内の空間57に到達する。
【0076】
その後、第4部分鏡筒41dと第5部分鏡筒41eとの間の隙間や、第4部分鏡筒41d又は第5部分鏡筒41eに形成された前記切欠孔から空間58内に排出される。なお、第9部分鏡筒41iのパージガス供給口60から供給されたパージガスは、その一部が第6〜第9部分鏡筒41f〜41i間の隙間から漏れるが、その漏れ量は、第1〜第5部分鏡筒41a〜41e間の隙間から漏れるパージガス漏れ量よりも少なく、本実施形態では無視できる漏れ量とする。もし、第6〜第9部分鏡筒41f〜41i間の隙間から漏れるガス量が無視できない場合は、第6〜第9部分鏡筒41f〜41iの外側に、所定間隔を離してカバーを設ければよい。同カバーを設ける場合は、カバーの一端をフランジFLGに取付け、他端を第9部分鏡筒41iの側壁に取り付ければよい。ただし、第6〜第9部分鏡筒41f〜41iの外側に同カバーを設ける場合には、そのカバーにもパージガス排出口を設けても良い。
【0077】
次に、カバー42の構成について、詳細に説明する。
図3は、鏡筒18のフランジFLGより上部の側面を示している。図3に示すように、カバー42は、前記鏡筒本体41のフランジFLGより上部の外周面を覆うように設けられている。そして、図4に示すように、カバー42は、鏡筒本体41のフランジFLGと鏡筒本体41のレチクル側の端部に配設された支持部材64との間に、鏡筒本体41に対して全体が相対回転可能に支持されている。
【0078】
図1に示すように、カバー42の外側面には、投影光学系PLの光軸方向において、レチクル側端部とフランジFLGとの間にわたって開口し、上下に2分割された複数(本実施形態においては、3ヶ所)の開口部65が等角度間隔おきに形成されている。開口部65は、カバー42の周方向に、等間隔おきに複数配置されている。本実施形態では、周方向に3つの開口部65が形成されているものとする。各開口部65は、上下で対をなす開閉部材としての蓋体66で閉じられる。
【0079】
図3に示すように、蓋体66は複数のボルト67によりカバー42に対して締め付け固定されたり、各蓋体66をカバー42から取り外すことによって開口部65を開閉することができる。なお、図3においては、3ヶ所のうち1ヶ所の開口部65を閉じる1対の蓋体66のみを示している。また、蓋体66の内側の周縁部と、カバー42における開口部65の周縁部との間には、カバー42の内部を外気に対して気密にシールする開口部シール部材としてのOリング68が介装されている(図4参照)。
【0080】
また、各蓋体66には、それぞれ複数(本実施形態では3ヶ所)の窓部69が形成されている。本実施形態において、窓部69は、蓋体66の下端部に形成されている。なお、窓部69の位置は、特に下端部に限られるものではなく、蓋体66の中央部、または上端部に形成されてもよい。そして、窓部69は窓部開閉部材としての窓部蓋体70で閉じられている。窓部蓋体70はボルト71により蓋体66に締め付け固定されている。また、窓部蓋体70の内側の周縁部と、蓋体66に形成された窓部69の周縁部との間には、カバー42の内部を外気に対して気密にシールする窓部シール部材としてのOリング72が介装されている(図4参照)。次に、カバー42の支持構成について説明する。
【0081】
図4に示すように、カバー42は、上端の折曲部75が鏡筒本体41に取着された支持部材64の段部76に対して、シール部材としてのVリング77を介して係合するようになっている。Vリング77は、段部76の外周面上にしまり嵌めにより取り付けられている。ただし、Vリング77は、支持部材64の段部76に取り付けられる基底部77aと、その基底部77aに対して、変位可能に一体成形され、カバー42に接触する変位部77bとを備える。基底部77aに対して変位部77bは弾性変形する。
【0082】
また、カバー42の下端部78は、鏡筒本体41のフランジFLGの上面に形成された収容凹部79に収容されている。また、その下端部78の内周縁の近傍に突設された支持突片80と収容凹部79の底部との間には、シール部材としてのVリング81が介装されている。Vリング81も、収容凹部79の底部上にしまり嵌めにより取り付けられている。ただし、Vリング81は、フランジFLGに取り付けられる基底部81aと、その基底部81aに対して、変位可能に一体成形され、カバー42に接触する変位部81bとを備える。基底部81aに対して変位部81bは弾性変形する。
【0083】
また、図3、図4及び図6に示すように、カバー42の下端部78の外側面には、支持機構及び収容体をなす複数(本実施形態では3個)の回転可能な支持ローラ82が、カバー42の周方向において等角度間隔おきに設けられている。なお、図6は、カバー42の下端側の支持構成の概略を、鏡筒本体41及びカバー42を展開した状態で示している。ここで、図3には1つのみ、図6には2つのみの支持ローラ82を示している。
【0084】
収容凹部79を形成する外側壁の上面には、支持ローラ82の回動軌跡に対応するように平面円環状の案内機構をなすガイドレール83が形成されている。ガイドレール83には、支持ローラ82に対応して位置決め機構をなす複数(例えば12個)の凹部84が所定の間隔をおいて設けられている。図6において実線で示すように、カバー42が所定位置に配置された状態では、凹部84内に支持ローラ82が落ち込む。
【0085】
支持ローラ82が凹部84内に落ち込んだ状態では、カバー42の各開口部65が、鏡筒本体41に取着された各ピエゾ素子49と対向配置される他、その中間の位相にも配置されるようになっている。また、この状態では、カバー42の下端部78が前記Vリング81を介して鏡筒本体41のフランジFLGに接合するとともに、カバー42の上端の折曲部75が前記Vリング77を介して前記支持部材64に接合するようになっている。これにより、カバー42の内部の外気に対する気密性が保たれる。
【0086】
また、フランジFLGには、複数の凹部84のうち1ヶ所に対応するように、アングル状の留め具85と、ボルト86とからなる離脱阻止機構87が設けられている。離脱阻止機構87は、その留め具85が支持ローラ82に当接して、その支持ローラ82が不用意に凹部84内から離脱しないようにするためのものである。すなわち、支持ローラ82を凹部84に落とし込んだ状態で、留め具85の先端折曲片85aを支持ローラ82に当接させ、留め具85の基端側のスライド溝85bに挿通したボルト86を締め付ける。これにより、支持ローラ82の上方への移動が規制され、支持ローラ82における凹部84からの離脱が阻止される。
【0087】
これに対して、カバー42を回転させる場合には、離脱阻止機構87のボルト86をゆるめ、図6において一点鎖線で示すように、留め具85を全体的に上方に移動させる。これにより、その留め具85の先端折曲片85aを支持ローラ82から離間させ、カバー42を鏡筒本体41の周方向に移動させる。
【0088】
すると、支持ローラ82は、ガイドレール83上において離脱機構をなす凹部84の斜面に沿って浮き上がるように転動していき、やがて図6において二点鎖線で示すように凹部84を離脱してガイドレール83の頂面を転動していくことになる。このように、凹部84の斜面は、カバー42の回転にほぼ同期して支持ローラ82を凹部84から離脱させる離脱機構をなしている。
【0089】
そして、支持ローラ82が次の凹部84に達すると、支持ローラ82は凹部84の斜面に沿ってその凹部84内に落ち込む。このように、カバー42の開口部65が所望の位置に達するまで、支持ローラ82は凹部84に対する落ち込みと離脱(浮き上がり)とを繰り返しながらガイドレール83上を転動していくことになる。
【0090】
ここで、支持ローラ82が凹部84から離脱した状態、すなわち支持ローラ82がガイドレール83の頂面上を転動している状態では、図4に二点鎖線で示すように、カバー42は鏡筒本体41に対してわずかに上方に移動された状態となる。状態では、カバー42の折曲部75及び支持突片80が、それぞれ前記Vリング77,81から離間するようになっている。これにより、カバー42を回転させる際に、カバー42の折曲部75及び支持突片80とVリング77,81とが摺動されることがないようになっている。また、支持ローラ82がガイドレール83の頂面上を転動している状態でも、カバー42の下端部78が収容凹部79から離脱しないようになっている。
【0091】
以上のように構成された鏡筒40において、鏡筒40内部の点検、整備する手順を、その鏡筒本体41に装備されたピエゾ素子49を調整する場合を例にとって説明する。
【0092】
まず、鏡筒40内へのパージガスの供給を停止し、少なくともカバー42の内部の空間58がクリーンルーム内とほぼ同等の雰囲気となるようにする。やがて、その空間58内のパージガスがクリーンルーム内の空気と置換され、同空間58内とクリーンルーム内とがほぼ同様の空間となって時点で、離脱阻止機構87のボルト86を緩め、いずれかの開口部65が調整の必要なピエゾ素子49に対応するようにカバー42を回転させる。そして、ボルト67を緩めて蓋体66を取り外し、開口部65を開放させる。これにより、前記ピエゾ素子49を露出させ調整を行う。
【0093】
そして、ピエゾ素子49の調整が終了すると、前記の手順とは逆の手順で、開口部65を蓋体66で覆うとともに、その蓋体66をカバー42に対して締め付け固定する。そして、支持ローラ82が離脱阻止機構87の装備された凹部84に落ち込むまでカバー42を回転させ、その支持ローラ82に離脱阻止機構87の留め具85を当接させてカバー42を固定する。そして、鏡筒40内へのパージガスの供給を再開し、鏡筒40内の各空間55〜58をパージガスで置換する。この際、例えばカバー42の蓋体66に装着された窓部蓋体70の1つを取り外して、開放された窓部69内に酸素センサを挿入して、空間58がパージガスで置換されたことを確認することが望ましい。
【0094】
従って、第1実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(A)投影光学系PLの鏡筒40では、鏡筒本体41の外周面の一部を覆うカバー42が、その鏡筒本体41に対して相対回転可能に支持する支持ローラ82が設けられている。カバー42は、複数の開口部65と、その開口部65を開閉可能に覆う蓋体66とを備えている。このため、鏡筒40におけるカバー42の内部の鏡筒本体41すなわち光学素子の位置調整及びピエゾ素子49等に点検の必要が生じた場合には、カバー42を回転させて開口部65が点検、調整等が必要な箇所に対応させる。この状態で、蓋体66を取外すことにより、カバー42全体を取り外すことなく、容易に前記点検、調整等のメンテナンスが必要な箇所を露出させることができる。しかも、鏡筒40は、カバー42を相対回転可能にするために、支持ローラ82と開口部65と蓋体66とを付加的に備えているのみであって、簡素な構成である。従って、簡単な構成でもって、カバー42の内部の点検、調整等を容易かつ迅速に行うことができる。
【0095】
(B)投影光学系PLの鏡筒40では、支持ローラ82は凹部84に落ち込むことにより、開口部65が鏡筒本体41の周方向の所定位置に配置された状態でカバー42が保持されるようになっている。このため、カバー42の内部の点検、調整等の作業中に、そのカバー42が不用意に回転されることが抑制され、作業を容易に行うことができる。
【0096】
(C)投影光学系PLの鏡筒40では、凹部84が、カバー42の開口部65が鏡筒本体41に装備されるピエゾ素子49に対応する位置でカバー42を保持する位置に設けられている。このため、開口部65を、点検、調整の必要なピエゾ素子49に対応させた状態で、カバー42を保持することができる。このため、ピエゾ素子49の点検、調整を、一層容易かつ迅速に行うことができる。特に、ピエゾ素子49は、鏡筒本体41に装備される構成要素のうちで、比較的点検、調整の必要が生じやすいものである。従って、カバー42の内部の点検、調整を容易かつ迅速に行うことができるという効果が特に好適に発揮され、露光装置の停止時間を効果的に短縮することができる。
【0097】
(D)投影光学系PLの鏡筒40では、可動レンズエレメント43を駆動するピエゾ素子49に動力供給及び信号供給を行う内部配線51aは、鏡筒本体41のフランジFLGに設けられたコネクタ52を介して結像特性制御部53に接続されている。このため、内部配線51aがカバー42の回転につられて回転されることがなく、その内部配線51aに断線等の不具合の発生したり、カバー42が回転されにくくなったりするのを抑制することができる。また、カバー42の内部のピエゾ素子49と、鏡筒40の外部に配置された結像特性制御部53との接続作業を容易に行うことができる。
【0098】
(E)投影光学系PLの鏡筒40では、カバー42の周方向に所定間隔をおいて複数の開口部65が設けられている。このため、鏡筒40内に点検、調整の必要な複数のピエゾ素子49等の構成要素が位相が異なる位置に設けられているような場合に、それらの構成要素を同時に点検、調整することが容易なものとなる。
【0099】
(F)投影光学系PLの鏡筒40では、鏡筒本体41とカバー42との間に、そのカバー42の内部を外気に対して気密に区画するVリング77,81が設けられている。そして、カバー42を支持する支持ローラ82は、鏡筒本体41に対して、カバー42の外側に配置されている。このため、Vリング77,81によりカバー42の内部が外気に対してより確実に区画される。従って、支持ローラ82の摺動部分に、例えば摺動性改善剤を使用したとしても、その摺動性改善剤がカバー42の内部、ひいては鏡筒本体41の内部の雰囲気に影響を与えるのを抑制することができる。これにより、各レンズエレメント43,45が汚染されにくいものとすることができる。
【0100】
(G)投影光学系PLの鏡筒40では、カバー42が所定位置に配置された状態ではそのカバー42と鏡筒本体41とがVリング77,81を介して接合されるとともに、前記カバー42が回転可能な状態となったときにはVリング77,81がカバー42と離間されるようになっている。このため、カバー42が回転されるときに、そのカバー42とVリング77,81とが摺動されることがほとんどない。このため、Vリング77,81の耐久性が向上できるとともに、異物の発生を抑制することができる。
【0101】
(H)投影光学系PLの鏡筒40では、鏡筒本体41のフランジFLGに形成された凹部84と、カバー42に形成されその凹部84内に収容される支持ローラ82とで、カバー42の位置決めがなされるようになっている。このような簡素な構成で、カバー42を所定位置に保持することができ、鏡筒40の製造コストを低く抑えることができる。
【0102】
(I)投影光学系PLの鏡筒40では、カバー42を所定位置に保持する凹部84には斜面が形成され、カバー42の回転にほぼ同期して支持ローラ82がその斜面に沿って凹部84から離脱するようになっている。このため、カバー42を回転させる際に、その回転を円滑に行うことができる。
【0103】
(J)投影光学系PLの鏡筒40では、その鏡筒本体41のフランジFLG上に、支持ローラ82が凹部84から離脱した状態で、カバー42の回転を案内するガイドレール83が設けられている。このため、カバー42を安定して回転させることができる。
【0104】
(K)投影光学系PLの鏡筒40では、蓋体66の周縁部と開口部65の周囲との間に、カバー42の内部を外気に対して気密に区画するOリング68が配設されている。このため、カバー42の内部を、例えば不活性ガスで置換した場合、カバー42の内部の気密性を高めることができ、外部からの汚染物質の侵入を効果的に抑制することができる。
【0105】
(L)投影光学系PLの鏡筒40では、カバー42の蓋体66に、複数の窓部69と、その窓部69を開閉可能に覆う窓部蓋体70とが設けられている。このため、例えばカバー42の内部の空間58の状態を検出するような場合に、窓部69を利用して酸素センサ等の各種センサをカバー42の内部に挿入することができて、便利である。
【0106】
(M)投影光学系PLの鏡筒40では、カバー42の窓部蓋体70の周縁と窓部69の周囲との間にカバー42の内部を外気に対して気密に区画するOリング72が配設されている。このため、前記(K)に記載したのとほぼ同様の効果が得られる。
【0107】
(N)露光装置の投影光学系PLは、露光装置の露光性能を高める上でもっと重要な役割を担っており、それを構成する各レンズエレメント43,45の姿勢及び相対位置を微妙に調整する必要がある。これに対して、この露光装置では、投影光学系PLが前記(A)〜(M)に記載の作用効果を有する鏡筒40内に収容されている。このため、微妙な調整を必要とする投影光学系PL及びそれを構成する各レンズエレメント43,45の点検、調整を容易かつ迅速に行うことが可能となり、露光装置の停止時間の短縮につながる。従って、スループットが向上され、デバイスの製造の効率を向上することができる。
【0108】
(第2実施形態)
次に、本発明の露光装置及びその投影光学系を収容する鏡筒に関する第2実施形態について、前記第1実施形態とは異なる部分を中心に、図7に基づいて説明する。
【0109】
すなわち、第2実施形態の鏡筒91では、カバー42の蓋体66に設けられた複数の窓部蓋体70の一部に、酸素センサ92が、その酸素センサ92の先端がカバー42と鏡筒本体41との間の空間58内に位置するように配設されている。酸素センサ92は、露光装置全体を制御する主制御系54に接続されている。また、蓋体66には、主制御系54に接続された電磁式の開閉ロック機構93が取着されている。
【0110】
そして、第2実施形態の鏡筒91においては、鏡筒91内に不活性ガスからなるパージガスが供給されている状態では、前記蓋体66を開放不能に保持するようになっている。そして、蓋体66を取り外して開口部65を開放すべく、鏡筒91内へのパージガスの供給が停止されると、酸素センサ92が空間58の雰囲気の1つの代表的指標として酸素濃度を検出する。酸素センサ92の検出値は主制御系54に入力され、主制御系54はその検出値が所定値を超えた時に開閉ロック機構93に蓋体66のロックの解除を指令するようになっている。
【0111】
このように、鏡筒91では、カバー42と鏡筒本体41との空間58内の雰囲気の酸素濃度が所定値を超えたときに、開閉ロック機構93による蓋体66のロックが解除され、開口部65の開放が許容される。このため、カバー42の内部の点検、調整作業を、作業しやすい雰囲気下で行うことができる。
【0112】
(変形例)
なお、本発明の実施形態は、以下のように変形してもよい。
・ 各実施形態において、カバー42を鏡筒本体41に固定してもよい。このように、カバー42を鏡筒本体41に固定した場合は、カバー42に鏡筒本体41における点検または調整を行う箇所に対応する箇所に開口部65を形成しておけばよい。鏡筒本体41に複数の点検または調整箇所がある場合には、その数に応じて、カバー42に開口部65を形成すればよい。また、複数の点検または調整箇所が近接して配置されている場合には、それらに対応する大きさの開口部65を形成してもよい。なお、変形例における開口部65には、各実施形態で説明した窓部69を形成してもよい。また、開口部65及び窓部69にも、各実施形態における蓋体66または窓部蓋体70をそれぞれ適用することができる。
【0113】
この変形例においては、支持ローラ82及びその周辺構成が不要となるため、構成がさらに簡素化される。
・ 各実施形態において、カバー42が鏡筒本体41に対してわずかに上方に移動したときに、Vリング77,81から離間することなく、Vリング77,81の各変位部77b,81bが常時、接触するようにしてもよい。この場合、Vリング77,81としては、カバー42が鏡筒本体41に対する移動に追従する弾性力を備えることが望ましい。そして、Vリング77,81またはカバー42の折曲部75及び支持突片80の少なくとも一方が、互いに摺動しやすいように、摺動材、例えば、テフロンなどをコーティングしておくことが望ましい。
【0114】
・ 各実施形態において、保持部材47を、例えば保持部材47と鏡筒本体41とを複数の調整ねじを介して連結し、その各調整ねじの締め込み量を変化させることで、可動レンズエレメント43の姿勢を調整するようにしてもよい。また、例えば保持部材47と鏡筒本体41との間に、ワッシャ等の介装部材を介装し、これらの介装部材の枚数、厚さ等を調整することにより、可動レンズエレメント43の姿勢を調整するようにしてもよい。
【0115】
これらのように、可動レンズエレメント43の姿勢を機械的な調整機構にて調整するようにした場合においても、カバー42の開口部65が調整機構に対応する位置でカバー42を保持する位置に凹部84を設けることが好ましい。このようにすることで、開口部65を、点検、調整の必要な調整機構に対応させた状態でカバー42を保持することができて、可動レンズエレメント43の姿勢の調整を、容易かつ迅速に行うことができる。
【0116】
・ 各実施形態において、ピエゾ素子49に代えて、例えばモータ等で可動レンズエレメント43を駆動する構成としてもよい。その他に、流体圧アクチュエータ、磁歪アクチュエータを用いてもよい。
【0117】
・ 各実施形態において、フランジFLGより下部側(ウエハ側)にカバー42を設けるものとしてもよい。
・ 各実施形態において、静止レンズエレメント45を、例えば機械的な調整機構を介して、一連の露光工程では鏡筒本体41内に所定の姿勢での静止した状態で鏡筒本体41に保持し、必要に応じてその姿勢を変更可能なように設けてもよい。
【0118】
・ 各実施形態において、鏡筒本体41のフランジFLGに設けた凹部84を省略して、カバー42が鏡筒本体41の外周における任意の位置で保持されるようにしてもよい。この場合、例えば支持ローラ82を任意の位置でフランジFLGに押し付けるなどして、カバー42の回転を規制する回転規制部材を設けることが望ましい。また、凹部84の数を各実施形態とは異なる数、すなわち2〜11または13以上としてもよい。
【0119】
・ 各実施形態において、離脱阻止機構87をフランジFLGの全周にわたって設けてもよい。
・ 前記各実施形態において、開口部65及び蓋体66の数を前記各実施形態とは異なる数、すなわち1,2また4以上としてもよい。また、1つの開口部65を1枚または3枚以上の蓋体66で開閉するようにしてもよい。また、1つの開口部65を、例えば巻取自在のシャッタ状の開閉部材で開閉する構成としてもよい。
【0120】
・ 各実施形態において、窓部69及び窓部蓋体70を、省略またはその数を前記実施形態とは異なる数、すなわち1,2また4以上としてもよい。
・ 各実施形態において例えばガス排出口61を鏡筒本体41のレチクル側及びウエハ側の両端部にそれぞれ設け、パージガス導入口60を鏡筒本体41における両端部の間に設ける構成としてもよい。また、例えば鏡筒本体41のウエハ側またはレチクル側の端部のみにパージガス導入口60を設ける構成としてもよい。
【0121】
・ 各実施形態において、カバー42を照明光学系17を収容する鏡筒18にも設けることができる。
・ 本発明の露光装置は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。また、本発明の露光装置に適用される投影光学系PLは、屈折型の投影光学系に限定されるものではなく、例えば反射屈折型、屈折型等の投影光学系であってもよい。
【0122】
また、半導体素子などのデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、DUV(深紫外)やVUV(真空紫外)光などを用いる露光装置では一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のX線露光装置や電子線露光装置などでは、透過型マスク(ステンシルマスク、メンバレンマスク)が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【0123】
もちろん、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子(LCD)などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用することができる。
【0124】
さらに、本発明は、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の一括露光型の露光装置にも適用することができる。
【0125】
・ 露光装置の光源としては、例えばg線(λ=436nm)、i線(λ=365nm)、Kr2レーザ(λ=146nm)、Ar2レーザ(λ=126nm)等を用いてもよい。また、DFB半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(またはエルビウムとイッテルビウムの双方)がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。
【0126】
なお、各実施形態の露光装置は、例えば次のように製造される。
すなわち、まず、投影光学系PLを構成する複数のレンズエレメント43,45及びカバーガラス46等を本実施形態の鏡筒40,91に収容する。また、複数のレンズ12,13a,13b,16、ミラー15等の光学素子からなる照明光学系17を鏡筒18内に収容する。そして、これらの照明光学系17及び投影光学系PLを露光装置本体に組み込み、光学調整を行う。
【0127】
次いで、多数の機械部品からなるウエハステージWST(スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージRSTも含む)を露光装置本体に取り付けて配線を接続する。そして、露光光ELの光路内にパージガスを供給するパージガス供給系の配管を接続した上で、さらに総合調整(電気調整、動作確認など)を行う。
【0128】
ここで、鏡筒40を構成する各部品は、超音波洗浄などにより、加工油や、金属物質などの不純物を落としたうえで、組み上げられる。なお、露光装置の製造は、温度、湿度や気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。
【0129】
次に、上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図8は、デバイス(ICやLSI等の半導体素子、液晶表示素子、撮像素子(CCD等)、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートを示す図である。
【0130】
図8に示すように、まず、ステップS101(設計ステップ)において、デバイス(マイクロデバイス)の機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS102(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レクチルR等)を製作する。一方、ステップS103(基板製造ステップ)において、シリコン、ガラスプレート等の材料を用いて基板(シリコン材料を用いた場合にはウエハWとなる)を製造する。
【0131】
次に、ステップS104(基板処理ステップ)において、ステップS101〜S103で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS105(デバイス組立ステップ)において、ステップS104で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。ステップS105には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程(チップ封入等)等の工程が必要に応じて含まれる。
【0132】
最後に、ステップS106(検査ステップ)において、ステップS105で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【0133】
図9は、半導体デバイスの場合における、図8のステップS104の詳細なフローの一例を示す図である。図9において、ステップS111(酸化ステップ)では、ウエハWの表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)では、ウエハW表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)では、ウエハW上に電極を蒸着によって形成する。ステップS114(イオン打込みステップ)では、ウエハWにイオンを打ち込む。以上のステップS111〜S114のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【0134】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。後処理工程では、まず、ステップS115(レジスト形成ステップ)において、ウエハWに感光剤を塗布する。引き続き、ステップS116(露光ステップ)において、先に説明したリソグラフィシステム(露光装置)によってマスク(レチクルR)の回路パターンをウエハW上に転写する。
【0135】
次に、ステップS117(現像ステップ)では露光されたウエハWを現像し、ステップS118(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS119(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【0136】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハW上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程(ステップS116)において、前記(N)の効果を有する前述の露光装置が用いられ、鏡筒40,91内部の点検、調整を容易かつ迅速に行うことができ、露光装置の停止時間の短縮して、デバイスの製造の効率を向上することができる。しかも、鏡筒40,91内の可動レンズエレメント43等構成要素の調整を行うことで、露光量制御を高精度に行うことができるようになる。従って、露光精度を向上することができて、最小線幅が0.1μm程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。
【0137】
本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明が他の代替例に具体化され得ることは当業者にとって明らかである。
本発明の新規であると思われる特徴は、特に添付した請求の範囲において明らかとなる。目的及び利点を伴う本発明は、以下に示す現時点における好ましい実施の形態の説明を添付の図面を参照することにより理解される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に従う露光装置の全体構成を示す概略図。
【図2】図1の露光装置の鏡筒の拡大図。
【図3】図1の鏡筒のフランジより上部の部分側面図。
【図4】図1の鏡筒の部分拡大断面図。
【図5】図4の鏡筒の部分拡大断面図。
【図6】図1の鏡筒の支持ローラ及び離脱阻止機構の動作に関する説明図。
【図7】本発明の第2実施形態に従う露光装置の鏡筒の部分拡大断面図。
【図8】デバイスの製造方法を示すフローチャート。
【図9】半導体素子の製造方法を示すフローチャート。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a lens barrel and an exposure apparatus used in a lithography process in a manufacturing process of a device such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, an imaging element, and a thin film magnetic head, and a method for manufacturing the device.
[0002]
  [Background technology]
[0003]
[Prior art]
  A conventional exposure apparatus illuminates a pattern formed on a mask such as a reticle with predetermined exposure light, and an image of the pattern is applied to a wafer or the like coated with a photosensitive material such as a photoresist via a projection optical system. Transfer onto the substrate.
[0004]
  In particular, in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element, high integration of elements is remarkable, and further improvement in resolution is required. In order to meet such demands, the exposure light has been shifted to a shorter wavelength in recent years. For example, an exposure apparatus using an ArF excimer laser (λ = 193 nm) or F2 laser (λ = 157 nm) has been developed. Has been. In such an exposure apparatus, if oxygen is present in the optical path of the exposure light, the exposure light is greatly absorbed, and the manufacturing efficiency of the device is greatly reduced.
[0005]
  Although the exposure apparatus is generally installed in a clean room, although it is a clean room, an extremely small amount of an ionic substance including, for example, ammonium ion, nitrate ion, sulfate ion, etc. is suspended in the atmosphere. Also, many coated wires are used in the exposure apparatus to send electric power and signals to various drive components. An organic substance is volatilized from the covering material of such a covered wire, although it is extremely small. Further, the droplets of the photosensitive material applied on the substrate may float in the exposure apparatus. These ionic substances, volatilized substances from the coating material, and droplets of the photosensitive material adhere to the lenses of the projection optical system and become contaminants that reduce the transmittance of exposure light. As a result, the amount of exposure light that reaches the substrate decreases, and the manufacturing efficiency of the device decreases.
[0006]
  In order to exclude such oxygen and contaminants from the optical path of the exposure light, an exposure apparatus that replaces the inside of the lens barrel constituting the projection optical system with an inert gas such as chemically clean nitrogen has also been developed. .
[0007]
  [Disclosure of the Invention]
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  By the way, in the exposure apparatus, it is necessary to project the pattern image on the mask onto the substrate as faithfully as possible. A projection optical system that projects a pattern image onto a substrate is configured by combining a number of optical elements such as lenses and parallel plates. The residual aberration of the projection optical system can be corrected by finely adjusting the relative positions of these optical elements. For this reason, the lens barrel constituting the projection optical system is equipped with a number of drive elements such as piezo elements and adjustment screws for adjusting the relative positions of the optical elements.
[0009]
  In the projection optical system configured as described above, a configuration in which a cover is attached to the lens barrel is conceivable in order to prevent the inert gas from leaking outside the lens barrel. However, when an abnormality occurs in the drive element installed in the cover or when the position of the optical element needs to be adjusted with the adjustment screw, the cover is removed, and the drive element is inspected and adjusted with the adjustment screw. There is a need. Many projection optical systems are combined with a large number of optical elements. For this reason, the cover is inevitably increased in size, and the operation of removing the cover is extremely troublesome.
[0010]
  Therefore, as a configuration for simplifying the cover removal operation, for example, a configuration in which the entire circumference of the projection optical system is covered with a bellows-like cover is conceivable. By using a metal bellows with less volatilization as the material for the bellows-like cover, the generation of contaminants from the cover itself can be reduced. However, when a metal bellows is used, the stiffness of the bellows becomes high, and it becomes difficult to secure a sufficient amount of expansion and contraction in the optical axis direction of the projection optical system, which may result in poor workability. On the other hand, for example, when using a resin bellows such as rubber, volatilization from the material constituting the bellows is inevitable.
[0011]
  Further, the cover is divided into a plurality of parts, the divided covers are arranged in a multi-stage bowl shape, and a part of the divided cover is slid along the optical axis of the projection optical system to expose the adjustment portion. Conceivable. However, with this configuration, there is a problem in that a gap is easily generated between the divided covers, and the sealing performance against the outside air inside the cover is liable to be lowered, and the structure of the cover is complicated and design restrictions are increased.
[0012]
  The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide a lens barrel and an exposure apparatus that can inspect and adjust each part of a housing housed in the housing with a simple configuration. Another object of the present invention is to provide a device manufacturing method for manufacturing a device using such an exposure apparatus.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the object, the invention described in claim 1 includes a housing that houses a plurality of optical elements, and an outer peripheral surface of the housing.Provided at a predetermined interval from the outer peripheral surface.And a cover for covering at least one opening provided in the cover and used for maintenance at a predetermined position of the housing, and provided in the cover for opening and closing the at least one opening. An opening / closing member is provided.
[0014]
  According to the invention of claim 1, it corresponds to a place where inspection, adjustment, etc. of the housing inside the cover are necessary.Only the opening,Opening and closing member that opens and closes the openingByBy openingWithout opening the entire cover and exposing the entire lens barrel,Easily check, adjust, etc.Maintenance such asExposes where necessaryCan be maintained..
[0015]
  The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, it has a support mechanism for supporting the cover so as to be relatively rotatable with respect to the casing.
[0016]
  According to the invention of claim 2, in addition to the action of the invention of claim 1, the cover is rotated so that the opening corresponds to a place where inspection or adjustment of the housing inside the cover is necessary. . In this state, by opening the opening / closing member, it is possible to easily expose a portion requiring the inspection, adjustment, etc. without removing the entire cover. In addition, the lens barrel simply includes a support mechanism that rotatably supports the cover and an opening / closing member that opens and closes the opening, and has a simple configuration.
[0017]
  The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the support mechanism is configured such that the opening is formed on the housing.AboveIt has a positioning mechanism for positioning the cover with respect to a predetermined position.
[0018]
  According to the invention of claim 3, in addition to the operation of the invention of claim 2, inadvertent rotation of the cover during internal inspection and adjustment is suppressed, and the work is facilitated.
[0019]
  The invention of claim 4 is the invention of claim 3, wherein the predetermined position is,in frontComponents installed in the enclosureButArrangementBe doneThe position is included.
[0020]
  According to the invention of claim 4, in addition to the action of the invention of claim 3, the cover can be held in a state where the opening corresponds to the component requiring inspection and adjustment. . For this reason, it becomes possible to perform internal inspection and adjustment more easily.
[0021]
  The invention of claim 5 is characterized in that, in the invention of claim 4, the component includes an adjustment mechanism for adjusting the posture of the optical element.
  According to the invention of claim 5, in addition to the action of the invention of claim 4, it is possible to easily adjust the posture of the optical element.
[0022]
  The invention of claim 6 is characterized in that, in the invention of claim 5, the adjustment mechanism has a drive mechanism for driving the optical element.
  According to the sixth aspect of the invention, in addition to the operation of the fifth aspect of the invention, it is possible to easily perform inspection and adjustment of the drive mechanism that is relatively likely to require inspection and adjustment..
[0023]
  The scope of the claims7The invention of claim 26In any one of the inventions, the cover isOf the coverThe plurality of openings at predetermined intervals in the circumferential directionAnd an opening / closing member that opens and closes each of the openings.TheHaveIt is characterized by this.
[0024]
  The scope of the claims7According to the present invention, claims 2 to6In addition to the operation of any one of the inventions, in the case where a plurality of components that need to be inspected and adjusted in the lens barrel are provided at different positions, inspect those components at the same time. It is easy to adjust.
[0025]
  The scope of the claims8The invention of claim 27In any one of the inventions, between the housing and the cover,AboveIt has a seal member that hermetically partitions the inside of the cover with respect to the outside air, and the support mechanism is arranged outside the seal member with respect to the housing.
[0026]
  The scope of the claims8According to the present invention, claims 2 to7In addition to the action of any one of the inventions, the inside of the cover is more reliably partitioned from the outside air by the seal member. In order to ensure a smoother rotation function of the cover in the support mechanism, for example, even if a slidability improver is used for the sliding portion in the support mechanism, the slidability improver is As a result, the influence on the atmosphere in the housing is suppressed.
[0027]
  The scope of the claims9The invention of claim 27In any one of the inventions, between the housing and the cover,AboveA seal member for airtightly partitioning the inside of the cover with respect to outside air, and the cover and the housing are joined via the seal member in a state where the cover is disposed at a predetermined position; The seal member is configured to be separated from at least one of the cover and the housing when the state becomes rotatable.
[0028]
  The scope of the claims9According to the present invention, claims 2 to7In addition to the operation of any one of the inventions, when the cover is rotated, the cover and the seal member are hardly slid. For this reason, the durability of the seal member is improved and the generation of foreign matters is suppressed.
[0029]
  The scope of the claims10The invention of claim 1 to claim 19In any one of the inventions, an opening / closing lock mechanism is provided that permits the opening / closing operation of the opening / closing member when the inside of the cover reaches a predetermined atmosphere.
[0030]
  The scope of the claims10According to the invention of claims 1 to9In addition to the action of any one of the inventions, for example, in the case where the inside of the cover is replaced with an inert gas, when the oxygen concentration reaches a predetermined value, the opening / closing operation of the opening / closing member is permitted. The For this reason, internal inspection and adjustment work can be performed in an atmosphere where it is easy to work.
[0031]
  The invention of claim 11 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein a drive mechanism for driving the optical element is attached to a predetermined position of the housing, and the maintenance is performed as follows: Adjustment or inspection of the drive mechanism is included.
[0032]
  According to the invention of claim 11, in addition to the action of any one of claims 1 to 3, the opening of the housing is provided at a position where the drive mechanism for driving the optical element is attached. Therefore, maintenance including adjustment or inspection of the drive mechanism can be easily performed from the opening.
[0033]
  The invention of claim 12 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein an adjustment mechanism for adjusting the posture of the optical element is attached to a predetermined position of the housing, and the maintenance is performed. Includes adjustment of the posture of the optical element via the adjustment mechanism.
[0034]
  According to the invention of claim 12, in addition to the action of any one of claims 1 to 3, the opening of the housing is located at a position where an adjustment mechanism for adjusting the attitude of the optical element is attached. Therefore, maintenance including adjustment of the attitude of the optical element through the adjustment mechanism from the opening can be facilitated.
[0035]
  The invention of claim 13 is the invention according to any one of claims 1 to 12, wherein the opening / closing member is provided on the opening / closing member and is smaller than the opening, and an opening / closing member for window that opens and closes the window. It is characterized by having.
[0036]
  According to the invention of claim 13, in addition to the action of any one of claims 1 to 12, a window part smaller than the opening part, and an opening / closing member for a window part for opening and closing the window part, Since the opening and closing member is provided, maintenance can be facilitated by opening only the small window without opening the entire opening.
[0037]
  The invention of claim 14 is an exposure apparatus for transferring an image of a pattern formed on a mask onto a substrate, comprising the lens barrel according to any one of claims 1 to 13. To do.
[0038]
  According to the invention of claim 14, in addition to the operation of any one of claims 1 to 13, it is possible to easily and quickly inspect and adjust the inside of the lens barrel. It leads to reduction of stop time.
[0039]
  The invention of claim 15 is the invention of claim 14, further comprising a projection optical system that projects the image of the pattern onto a substrate, and the projection optical system according to any one of claims 1 to 11. It is characterized by comprising a lens barrel.
[0040]
  The projection optical system plays a more important role in improving the exposure performance of the exposure apparatus, and it is necessary to finely adjust the posture and relative position of the optical elements included in the projection optical system. For this reason, according to the invention of Claim 15, the effect of the invention of Claim 14 is particularly remarkably exhibited.
[0041]
  The invention of claim 16 is characterized in that, in a device manufacturing method including a lithography process, exposure is performed using the exposure apparatus according to claim 14 or 15 in the lithography process.
[0042]
  According to the invention of the sixteenth aspect, in addition to the action of the invention of the fourteenth or fifteenth aspect, it becomes possible to easily and quickly inspect and adjust the inside of the lens barrel in the exposure apparatus, and the device manufacturing efficiency is improved. Be improved.
[0043]
  Next, the technical ideas further included in the inventions of the claims will be described below together with their effects.
  (1) The positioning mechanism includes a recess formed in one of the housing and the cover, and the other of the housing and the cover is at least partially in a state where the cover is positioned. The lens barrel according to any one of claims 3 to 7, wherein an accommodation body is accommodated in the recess.
[0044]
  According to the configuration described in the technical idea (1), the cover can be held at a predetermined position with a simple configuration.
  (2) The lens barrel according to the technical idea (1), wherein the positioning mechanism includes a detachment mechanism that detaches the container from the recess substantially in synchronization with the rotation of the cover.
[0045]
  According to the configuration described in the technical idea (2), the cover can be smoothly rotated.
  (3) Technical idea (1) or (2) characterized in that the casing is provided with a guide mechanism for guiding the cover to be rotatable in a state where the container is detached from the recess. The lens barrel described in 1.
[0046]
  According to the configuration described in the technical idea (3), the cover can be stably rotated.
  (4) An opening seal member which is disposed between the opening / closing member and the periphery of the opening and partitions the inside of the cover in an airtight manner with respect to the outside air is provided.7The lens barrel according to any one of the above.
[0047]
  According to the configuration described in the technical idea (4), when the inside of the cover is replaced with, for example, an inert gas, the airtightness of the inside of the cover can be improved, and the entry of contaminants from the outside is effective. Can be suppressed.
[0048]
  (5) The opening / closing member includes at least one window portion and a window portion opening / closing member that covers the window portion so as to be openable / closable.7The lens barrel according to any one of the technical ideas (4).
[0049]
  According to the configuration described in the technical idea (5), various sensors such as an oxygen sensor can be inserted into the cover using the window when, for example, the state inside the cover is detected. .
[0050]
  (6) A technical idea characterized by comprising a window seal member that is disposed between the window opening / closing member and the periphery of the window and partitions the inside of the cover in an airtight manner against the outside air ( The lens barrel according to 5).
[0051]
  According to the configuration described in the technical idea (6), substantially the same effect as the technical idea (4) can be obtained.
[0052]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  [Best Mode for Carrying Out the Invention]
  (First embodiment)
  1 to 6 show a first embodiment in which the present invention is embodied in a scanning exposure type exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element, a lens barrel for housing the projection optical system, and a method for manufacturing a semiconductor element. I will explain.
[0053]
  First, a schematic configuration of the exposure apparatus will be described.
  FIG. 1 shows a schematic configuration of the entire exposure apparatus. As shown in FIG. 1, the exposure light source 11 emits pulsed light such as, for example, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, and F2 laser light as the exposure light EL. The exposure light EL is incident as an optical integrator on, for example, a fly-eye lens 12 composed of a large number of lens elements, and on the exit surface of the fly-eye lens 12, respectively.ThisMany secondary light source images corresponding to the lens elements are formed. Note that the optical integrator may be a rod lens. The exposure light EL emitted from the fly-eye lens 12 has a circuit pattern such as a semiconductor element drawn through optical elements such as the relay lenses 13a and 13b, the reticle blind 14, the mirror 15 and the condenser lens 16, and the reticle stage RST. The light is incident on a reticle R as a mask placed thereon.
[0054]
  Here, the synthesis system of the fly-eye lens 12, the relay lenses 13a and 13b, the mirror 15, and the condenser lens 16 superimposes the secondary light source image on the reticle R, and illuminates the reticle R with uniform illuminance 17. Is configured. The illumination optical system 17 is accommodated in the lens barrel 18.
[0055]
  The reticle blind 14 is arranged so that its light shielding surface has a substantially conjugate relationship with the pattern area of the reticle R. The reticle blind 14 includes a plurality of movable light-shielding portions (for example, two L-shaped movable light-shielding portions) that can be opened and closed by a reticle blind drive unit 19. And the illumination area which illuminates reticle R is arbitrarily set by adjusting the magnitude | size (slit width etc.) of the opening part formed by those movable light-shielding parts.
[0056]
  Reticle stage RST holds reticle R so that it can be finely moved in a two-dimensional direction in a plane perpendicular to the optical path of exposure light EL. The reticle stage RST can be moved in a predetermined direction (scanning direction (Y direction)) by a reticle stage driving unit 20 constituted by a linear motor or the like. Reticle stage RST has a moving stroke that allows the entire surface of reticle R to cross at least optical axis AX of projection optical system PL. In FIG. 1, the direction along the optical axis AX of the projection optical system PL, which will be described later, is the Z direction, the optical axis AX of the projection optical system PL and the direction orthogonal to the paper surface are the X direction, and the optical axis AX of the projection optical system PL. A direction perpendicular to the plane and along the paper surface is defined as a Y direction.
[0057]
  A movable mirror 22 that reflects the laser beam from the interferometer 21 is fixed to the end of the reticle stage RST. The interferometer 21 constantly detects the position of the reticle stage RST in the scanning direction, and the position information is sent to the reticle stage controller 23. The reticle stage control unit 23 controls the reticle stage driving unit 20 based on the position information of the reticle stage RST, and moves the reticle stage RST.
[0058]
  The exposure light EL that has passed through the reticle R is incident on, for example, a bilateral telecentric projection optical system PL. The projection optical system PL uses a projection image obtained by reducing the circuit pattern on the reticle R to 1/5 or 1/4, for example, as a substrate coated with a photoresist having photosensitivity to the exposure light EL. Formed on the wafer W.
[0059]
  Wafer W is held on wafer stage WST via wafer holder 30. The wafer holder 30 can be tilted in an arbitrary direction with respect to the optimal imaging plane of the projection optical system PL by a drive unit (not shown) and can be finely moved in the optical axis AX direction (Z direction) of the projection optical system PL. . Wafer stage WST is moved not only in the scanning direction (Y direction) but also in a scanning direction so that it can be arbitrarily moved with respect to a plurality of shot areas defined on the wafer by wafer stage driving unit 31 such as a motor. It is also configured to be movable in the vertical direction (X direction). As a result, a step-and-scan operation in which scanning exposure is repeated for each shot area on the wafer W is possible.
[0060]
  A movable mirror 33 that reflects the laser beam from the interferometer 32 is fixed to the end of wafer stage WST, and the position of wafer stage WST in the X direction and the Y direction is always detected by interferometer 32. Position information (or speed information) of wafer stage WST is sent to wafer stage control unit 34, and wafer stage control unit 34 controls wafer stage drive unit 31 based on the position information (or speed information).
[0061]
  Here, when the circuit pattern on the reticle R is scanned and exposed to the shot area on the wafer W by the step-and-scan method, the illumination area on the reticle R is shaped into a rectangle (slit) by the reticle blind 14. The The illumination area has a longitudinal direction perpendicular to the scanning direction (+ Y direction) on the reticle R side. Then, by scanning the reticle R at a predetermined speed Vr during exposure, the circuit pattern on the reticle R is sequentially illuminated from one end side to the other end side in the slit-like illumination region. Thereby, the circuit pattern on the reticle R in the illumination area is projected onto the wafer W via the projection optical system PL, thereby forming a projection area.
[0062]
  Here, since the wafer W is in an inverted imaging relationship with the reticle R, the wafer W is scanned at a predetermined speed Vw in the direction opposite to the scanning direction of the reticle R (the −Y direction) in synchronization with the scanning of the reticle R. . As a result, the entire shot area of the wafer W can be exposed. The scanning speed ratio Vw / Vr accurately corresponds to the reduction magnification of the projection optical system PL, and the circuit pattern on the reticle R is accurately reduced and transferred onto each shot area on the wafer W.
[0063]
  Next, the configuration of the projection optical system PL and the lens barrel 40 that houses the projection optical system PL will be described.
  FIG. 4 is an enlarged view showing the holding structure of the movable lens element 43 and the peripheral structure of the cover 42 in the lens barrel body 41. As shown in FIG. 1, the projection optical system PL is an optical system that is disposed between the reticle R and the wafer W and includes a plurality of optical elements including lens elements 43 and 45. The lens barrel 40 that houses the projection optical system PL is separated from the lens barrel main body 41 as a housing for holding the lens elements 43 and 45 by a predetermined distance from the outer peripheral surface of the lens barrel main body 41, and from above. And a cover 42 covering the outer peripheral surface up to the flange FLG provided in the middle. The lens barrel 40 is supported on a frame (not shown) of the exposure apparatus by a flange FLG.
[0064]
  As shown in FIG. 2, the lens barrel body 41 is configured by fixing a plurality of partial lens barrels to each other. That is, in order from the reticle R side, the first partial barrel 41a, the second partial barrel 41b, the third partial barrel 41c, the fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, and ninth partial barrels 41d. , 41e, 41f, 41g, 41h, 41i. A flange FLG is provided between the fifth partial barrel 41e and the sixth partial barrel 41f. In this embodiment, the lens barrel 40 is divided into nine partial lens barrels 41a to 41i. However, the number of divisions is not limited to this.
[0065]
  As shown in FIG. 1, at least one lens element 43, 45 is held in each partial barrel by a lens holding member (not shown) in the partial barrel provided with the partial barrel and the flange FLG. ing. Further, a cover glass 46 is provided at the end of the first partial barrel 41a on the reticle R side and the end of the ninth partial barrel 41i on the wafer W side.
[0066]
  As shown in FIGS. 1 and 2, the partial lens barrel provided with the flange FLG and the sixth to ninth partial lens barrels 41 f to 41 i arranged on the lower side thereof, that is, on the wafer W side include stationary lenses. The element 45 is held by a holding member (not shown). Each of the first to fifth partial lens barrels 41a to 41e arranged above the flange FLG, that is, on the reticle R side, includes at least one movable lens element 43 (only one is shown in FIG. 2). . Further, as shown in FIG. 1, the first to fifth partial barrels 41 a to 41 e include a support member 47 that supports the movable lens element 43 and a piezo element 49 included in the drive mechanism. In addition, since the lens elements 43 and 45 are held by the holding member at, for example, three locations on the outer periphery thereof, the lens elements 43 and 45 and the holding member are interposed between the inner walls of the partial barrels 41a to 41i. There is a gap. As a result, the spaces 55 to 57 defined by the cover glass 46, the lens elements 43 and 45, and the lens barrel main body 41 have a passage 47 a (see FIG. 4) formed in the support member 47, the gap, and the like. Are communicated with each other. Further, the spaces 55 to 57 communicate with the space 58 between the outer surface of the barrel main body 41 and the inner surface of the cover 42 by a gap between the partial barrels.
[0067]
  Further, among the plurality of partial lens barrels, a housing space for accommodating the piezoelectric element 49 is arranged on the side wall of the partial lens barrel including the movable lens element 43 so that the expansion / contraction direction of the piezoelectric element 49 is a tangential direction of the lens barrel. And a link mechanism for transmitting the driving force of the piezo element 49 to the movable lens element 43 is formed. The link mechanism is formed in consideration of the displacement range of the piezo element 49 and the like. Since the housing space and the link mechanism are formed on the side wall of the partial barrel by electric discharge machining, the side wall of the partial barrel has a plurality of cutout holes. Accordingly, the spaces 55 to 57 are communicated with the space 58 between the outer surface of the barrel main body 41 and the inner surface of the cover 42 through a plurality of cutout holes.
[0068]
  Each support member 47 is connected to the lens barrel body 41 via a piezo element 49. A plurality of, for example, three piezo elements 49 are provided at equal angular intervals in the circumferential direction of the partial lens barrels 41a to 41e. When each piezo element 49 expands and contracts, each support member 47 is finely moved in the optical axis AX direction with respect to the barrel main body 41 via a link mechanism formed on the side wall of the partial barrel.
[0069]
  Each holding member 47 is connected to the barrel main body 41 via a piezo element 49 as an actuator constituting an adjustment mechanism and a drive mechanism. A plurality, for example, three of these piezo elements 49 are provided on the outer peripheral side portion of the barrel main body 41 at regular angular intervals in the circumferential direction of the barrel main body 41. Each piezoelectric element 49 expands and contracts, so that each holding member 47 can be finely moved in the optical axis AX direction with respect to the lens barrel body 41 via a link mechanism formed on the side wall of the partial lens barrel. ing. Further, each holding member 47 can be tilted with respect to the barrel main body 41 by finely adjusting the amount of expansion / contraction of each piezo element 49. Thereby, the posture of the movable lens element 43 can be adjusted.
[0070]
  As shown in FIGS. 1 and 4, the internal wiring 51 a that supplies power and signals for driving each piezoelectric element 49 has one end connected to each piezoelectric element 49 and the lower end of the cover 42 supported. The other end is connected to a connector 52 disposed in the flange FLG. Here, the internal wiring 51 a is accommodated in a space 58 between the barrel main body 41 and the cover 42. The connector 52 is further connected to an imaging characteristic control unit 53 as a power and signal supply source via an external wiring 51b.
[0071]
  The internal wiring 51a is covered with a material in which the generation of impurities (such as organic substances that absorb the exposure light EL) is suppressed. The covering material may be formed of various polymer resins such as polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-terfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer, or tetrafluoroethylene-hexafluoropropene copolymer. Further, the coating material may be coated with fluorine. Preferably, the external wiring 51b is configured similarly.
[0072]
  Here, as shown in FIG. 1, the exposure light source 11, reticle blind drive unit 19, reticle stage control unit 23, and wafer stage control unit 34 as well as the imaging characteristic control unit 53 are connected to the main control system 54. ing. Each component is operated under the control of the main control system 54. The main control system 54 controls the entire series of exposure processes for transferring the pattern image formed on the reticle R onto the wafer W. Yes.
[0073]
  The lens barrel 40 is provided with a purge gas inlet 60 for introducing purge gas therein and a gas outlet 61 for discharging the gas in the lens barrel 40. As the purge gas, an inert gas such as nitrogen, helium, argon, neon, or krypton is used.
[0074]
  The purge gas inlets 60 are formed at two positions on the reticle side and the wafer side of the lens barrel main body 41, and the purge gas is supplied directly into the lens barrel main body 41 through these purge gas inlets 60. It has become. On the other hand, the gas discharge port 61 is formed in the cover 42 that covers the space between the flange FLG from the upper part of the lens barrel body 41.
[0075]
  In particular, it is desirable that the gas outlet 61 is formed in the central portion of the cover 42. The purge gas introduced from the purge gas introduction port 60 on the reticle side of the lens barrel main body 41 is discharged into the space 58 through the gap between the partial lens barrels, the accommodating space for the piezo elements 49, and the plurality of cutout holes. Note that a communication hole 59 may be provided in the barrel main body 41 in order to promote gas discharge in the barrel main body 41. Here, when the exposure apparatus is assembled, the gas discharged from each of the spaces 55 to 57 contains air and contaminants. After the exposure apparatus is assembled (for example, in a state where the exposure apparatus can be operated). If so, the gas discharged from each of the spaces 55 to 57 is a purge gas. Note that the purge gas that is discharged may contain a contaminant even though it is in a small amount. Further, the purge gas introduced from the purge gas introduction port 60 on the wafer side of the lens barrel body 41 is supplied to the space 57 via a passage formed in a holding member that holds the stationary lens element 45. The purge gas supplied from the purge gas supply port 60 to the space 57 reaches the space 57 in the fifth partial barrel 41e via the passage.
[0076]
  Thereafter, the space 58 is discharged into the space 58 from the gap between the fourth partial barrel 41d and the fifth partial barrel 41e or the cutout hole formed in the fourth partial barrel 41d or the fifth partial barrel 41e. . A part of the purge gas supplied from the purge gas supply port 60 of the ninth partial barrel 41i leaks from the gap between the sixth to ninth partial barrels 41f to 41i. The amount of leakage is less than the amount of purge gas leaking from the gap between the fifth partial barrels 41a to 41e, and the amount of leakage is negligible in this embodiment. If the amount of gas leaking from the gaps between the sixth to ninth partial lens barrels 41f to 41i cannot be ignored, a cover is provided outside the sixth to ninth partial lens barrels 41f to 41i with a predetermined interval. That's fine. When the cover is provided, one end of the cover may be attached to the flange FLG and the other end may be attached to the side wall of the ninth partial barrel 41i. However, when the same cover is provided outside the sixth to ninth partial lens barrels 41f to 41i, a purge gas discharge port may also be provided in the cover.
[0077]
  Next, the configuration of the cover 42 will be described in detail.
  FIG. 3 shows the side surface above the flange FLG of the lens barrel 18. As shown in FIG. 3, the cover 42 is provided so as to cover the outer peripheral surface above the flange FLG of the lens barrel body 41. As shown in FIG. 4, the cover 42 is located between the flange FLG of the barrel main body 41 and the support member 64 disposed at the reticle side end of the barrel main body 41 with respect to the barrel main body 41. The whole is supported so as to be relatively rotatable.
[0078]
  As shown in FIG. 1, on the outer surface of the cover 42, in the optical axis direction of the projection optical system PL, an opening is formed between the reticle side end portion and the flange FLG, and a plurality of portions divided in the vertical direction (this embodiment). In FIG. 3, three openings 65 are formed at equal angular intervals. A plurality of openings 65 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the cover 42. In the present embodiment, it is assumed that three openings 65 are formed in the circumferential direction. Each opening 65 is closed by a lid 66 serving as an opening / closing member that forms a pair in the vertical direction.
[0079]
  As shown in FIG. 3, the lid 66 can be fastened and fixed to the cover 42 by a plurality of bolts 67, or the opening 65 can be opened and closed by removing each lid 66 from the cover 42. FIG. 3 shows only a pair of lids 66 that close one of the three openings 65. Further, an O-ring 68 as an opening seal member that seals the inside of the cover 42 against the outside air between the inner peripheral edge of the lid 66 and the peripheral edge of the opening 65 in the cover 42. Is interposed (see FIG. 4).
[0080]
  Each lid 66 is formed with a plurality of (three in this embodiment) window portions 69. In the present embodiment, the window 69 is formed at the lower end of the lid 66. The position of the window 69 is not particularly limited to the lower end, and may be formed at the center or upper end of the lid 66. The window 69 is closed by a window lid 70 as a window opening / closing member. The window lid 70 is fastened and fixed to the lid 66 by bolts 71. Further, a window seal member that seals the inside of the cover 42 against the outside air between the inner periphery of the window cover 70 and the periphery of the window 69 formed in the cover 66. An O-ring 72 is interposed (see FIG. 4). Next, the support structure of the cover 42 will be described.
[0081]
  As shown in FIG. 4, the cover 42 is engaged with the stepped portion 76 of the support member 64 having the upper end bent portion 75 attached to the lens barrel body 41 via a V ring 77 as a seal member. It is supposed to be. The V ring 77 is attached to the outer peripheral surface of the stepped portion 76 by an interference fit. However, the V-ring 77 includes a base portion 77 a attached to the stepped portion 76 of the support member 64, and a displacement portion 77 b that is integrally formed so as to be displaceable with respect to the base portion 77 a and that contacts the cover 42. The displacement portion 77b is elastically deformed with respect to the base portion 77a.
[0082]
  Further, the lower end portion 78 of the cover 42 is accommodated in an accommodation recess 79 formed on the upper surface of the flange FLG of the lens barrel body 41. Further, a V ring 81 as a seal member is interposed between a support protrusion 80 projecting in the vicinity of the inner peripheral edge of the lower end portion 78 and the bottom portion of the accommodating recess 79. The V ring 81 is also attached to the bottom of the housing recess 79 by an interference fit. However, the V ring 81 includes a base portion 81a attached to the flange FLG, and a displacement portion 81b that is integrally formed with the base portion 81a so as to be displaceable and that contacts the cover 42. The displacement portion 81b is elastically deformed with respect to the base portion 81a.
[0083]
  As shown in FIGS. 3, 4, and 6, a plurality of (three in this embodiment) rotatable support rollers 82 that form a support mechanism and a container are provided on the outer surface of the lower end portion 78 of the cover 42. Are provided at equal angular intervals in the circumferential direction of the cover 42. FIG. 6 shows an outline of the support structure on the lower end side of the cover 42 in a state where the lens barrel body 41 and the cover 42 are unfolded. Here, only one support roller 82 is shown in FIG. 3, and only two support rollers 82 are shown in FIG.
[0084]
  A guide rail 83 that forms a planar annular guide mechanism is formed on the upper surface of the outer wall that forms the housing recess 79 so as to correspond to the turning trajectory of the support roller 82. The guide rail 83 is provided with a plurality of (for example, twelve) recesses 84 that form a positioning mechanism corresponding to the support roller 82 at a predetermined interval. As shown by a solid line in FIG. 6, the support roller 82 falls into the recess 84 in a state where the cover 42 is disposed at a predetermined position.
[0085]
  In a state where the support roller 82 falls into the recess 84, each opening 65 of the cover 42 is disposed opposite to each piezo element 49 attached to the lens barrel body 41, and is also disposed in an intermediate phase therebetween. It has become so. In this state, the lower end portion 78 of the cover 42 is joined to the flange FLG of the lens barrel body 41 via the V ring 81, and the bent portion 75 at the upper end of the cover 42 is joined to the flange portion FLG via the V ring 77. The support member 64 is joined. Thereby, the airtightness with respect to the external air inside the cover 42 is maintained.
[0086]
  Further, the flange FLG is provided with a detachment prevention mechanism 87 including an angle-shaped fastener 85 and a bolt 86 so as to correspond to one of the plurality of recesses 84. The disengagement prevention mechanism 87 is for preventing the support roller 82 from inadvertently disengaging from the concave portion 84 by the contact of the fastener 85 with the support roller 82. That is, in a state where the support roller 82 is dropped into the recess 84, the distal end bent piece 85 a of the fastener 85 is brought into contact with the support roller 82, and the bolt 86 inserted into the slide groove 85 b on the proximal end side of the fastener 85 is tightened. . Accordingly, the upward movement of the support roller 82 is restricted, and the separation of the support roller 82 from the recess 84 is prevented.
[0087]
  On the other hand, when the cover 42 is rotated, the bolt 86 of the separation preventing mechanism 87 is loosened, and the fastener 85 is moved generally upward as shown by a one-dot chain line in FIG. As a result, the tip bent piece 85 a of the fastener 85 is separated from the support roller 82, and the cover 42 is moved in the circumferential direction of the barrel main body 41.
[0088]
  Then, the support roller 82 rolls so as to float along the inclined surface of the concave portion 84 that forms the separation mechanism on the guide rail 83, and eventually separates from the concave portion 84 as shown by a two-dot chain line in FIG. The top surface of the rail 83 rolls. As described above, the inclined surface of the concave portion 84 forms a detachment mechanism for detaching the support roller 82 from the concave portion 84 almost in synchronization with the rotation of the cover 42.
[0089]
  When the support roller 82 reaches the next recess 84, the support roller 82 falls into the recess 84 along the slope of the recess 84. As described above, the support roller 82 rolls on the guide rail 83 while repeatedly dropping and separating (raising) from the recess 84 until the opening 65 of the cover 42 reaches a desired position.
[0090]
  Here, in a state in which the support roller 82 is detached from the concave portion 84, that is, in a state in which the support roller 82 rolls on the top surface of the guide rail 83, the cover 42 is mirrored as shown by a two-dot chain line in FIG. 4. The cylinder body 41 is moved slightly upward. In the state, the bent portion 75 and the support protrusion 80 of the cover 42 are separated from the V-rings 77 and 81, respectively. Thus, when the cover 42 is rotated, the bent portion 75 and the support protrusion 80 of the cover 42 and the V rings 77 and 81 are prevented from sliding. Further, even when the support roller 82 rolls on the top surface of the guide rail 83, the lower end portion 78 of the cover 42 is not separated from the housing recess 79.
[0091]
  In the lens barrel 40 configured as described above, the procedure for inspecting and maintaining the inside of the lens barrel 40 will be described by taking as an example the case of adjusting the piezo element 49 provided in the lens barrel main body 41.
[0092]
  First, the supply of purge gas into the lens barrel 40 is stopped so that at least the space 58 inside the cover 42 has an atmosphere substantially equivalent to that in the clean room. Eventually, the purge gas in the space 58 is replaced with the air in the clean room, and when the space 58 and the clean room become substantially the same space, the bolt 86 of the separation preventing mechanism 87 is loosened, and any opening is opened. The cover 42 is rotated so that the portion 65 corresponds to the piezo element 49 that needs to be adjusted. Then, the bolt 67 is loosened, the lid body 66 is removed, and the opening 65 is opened. Thereby, the piezo element 49 is exposed and adjusted.
[0093]
  When the adjustment of the piezo element 49 is completed, the opening 65 is covered with the lid body 66 and the lid body 66 is fastened and fixed to the cover 42 by a procedure reverse to the above procedure. Then, the cover 42 is rotated until the support roller 82 falls into the recess 84 equipped with the separation preventing mechanism 87, and the cover 42 is fixed by bringing the fastener 85 of the separation prevention mechanism 87 into contact with the support roller 82. Then, the supply of the purge gas into the lens barrel 40 is resumed, and the spaces 55 to 58 in the lens barrel 40 are replaced with the purge gas. At this time, for example, one of the window lids 70 attached to the lid 66 of the cover 42 was removed, and an oxygen sensor was inserted into the opened window 69, so that the space 58 was replaced with the purge gas. It is desirable to confirm.
[0094]
  Therefore, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
  (A) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, a cover 42 that covers a part of the outer peripheral surface of the lens barrel body 41 is provided with a support roller 82 that supports the lens barrel body 41 so as to be relatively rotatable. Yes. The cover 42 includes a plurality of openings 65 and a lid body 66 that covers the openings 65 so as to be openable and closable. Therefore, when the lens barrel body 41 inside the cover 42 in the lens barrel 40, that is, the position adjustment of the optical element and the piezo element 49 need to be inspected, the cover 65 is rotated to inspect the opening 65. Correspond to the location where adjustment is required. In this state, by removing the cover 66, it is possible to easily expose a portion requiring maintenance such as inspection and adjustment without removing the entire cover 42. Moreover, the lens barrel 40 has only a support roller 82, an opening 65, and a lid 66 in order to make the cover 42 relatively rotatable, and has a simple configuration. Therefore, it is possible to easily and quickly check and adjust the inside of the cover 42 with a simple configuration.
[0095]
  (B) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, the support roller 82 falls into the recess 84, whereby the cover 42 is held in a state where the opening 65 is disposed at a predetermined position in the circumferential direction of the lens barrel body 41. It is like that. For this reason, inadvertent rotation of the cover 42 during operations such as inspection and adjustment inside the cover 42 is suppressed, and the operation can be easily performed.
[0096]
  (C) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, the concave portion 84 is provided at a position where the opening 65 of the cover 42 holds the cover 42 at a position corresponding to the piezo element 49 provided in the lens barrel main body 41. Yes. Therefore, the cover 42 can be held in a state where the opening 65 corresponds to the piezo element 49 that needs to be inspected and adjusted. For this reason, the inspection and adjustment of the piezo element 49 can be performed more easily and quickly. In particular, the piezo element 49 is relatively easy to inspect and adjust among the components provided in the lens barrel body 41. Therefore, the effect that inspection and adjustment of the inside of the cover 42 can be performed easily and quickly is particularly suitably achieved, and the stop time of the exposure apparatus can be effectively shortened.
[0097]
  (D) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, the internal wiring 51 a that supplies power and signals to the piezo element 49 that drives the movable lens element 43 includes a connector 52 provided on the flange FLG of the lens barrel body 41. And is connected to the imaging characteristic control unit 53. For this reason, the internal wiring 51a is not rotated by the rotation of the cover 42, and it is possible to suppress the occurrence of problems such as disconnection in the internal wiring 51a or the difficulty in rotating the cover 42. it can. Further, it is possible to easily connect the piezo element 49 inside the cover 42 and the imaging characteristic control unit 53 arranged outside the lens barrel 40.
[0098]
  (E) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, a plurality of openings 65 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the cover 42. Therefore, when a plurality of components such as a plurality of piezo elements 49 that need to be inspected and adjusted are provided in positions with different phases, the components can be inspected and adjusted simultaneously. It will be easy.
[0099]
  (F) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, V-rings 77 and 81 are provided between the lens barrel body 41 and the cover 42 to partition the inside of the cover 42 in an airtight manner with respect to the outside air. The support roller 82 that supports the cover 42 is disposed outside the cover 42 with respect to the barrel main body 41. For this reason, the inside of the cover 42 is more reliably partitioned from the outside air by the V rings 77 and 81. Therefore, for example, even if a slidability improving agent is used for the sliding portion of the support roller 82, the slidability improving agent has an influence on the atmosphere inside the cover 42 and thus the inside of the barrel main body 41. Can be suppressed. Thereby, each lens element 43 and 45 can be made difficult to be contaminated.
[0100]
  (G) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, the cover 42 and the lens barrel main body 41 are joined via V rings 77 and 81 in a state where the cover 42 is disposed at a predetermined position, and the cover 42 When V is in a rotatable state, the V-rings 77 and 81 are separated from the cover 42. For this reason, when the cover 42 is rotated, the cover 42 and the V rings 77 and 81 are hardly slid. For this reason, the durability of the V-rings 77 and 81 can be improved, and the generation of foreign matters can be suppressed.
[0101]
  (H) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, the concave portion 84 formed in the flange FLG of the barrel main body 41 and the support roller 82 formed in the cover 42 and accommodated in the concave portion 84, Positioning is made. With such a simple configuration, the cover 42 can be held at a predetermined position, and the manufacturing cost of the lens barrel 40 can be kept low.
[0102]
  (I) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, an inclined surface is formed in the recess 84 that holds the cover 42 in a predetermined position, and the support roller 82 is recessed along the inclined surface almost in synchronization with the rotation of the cover 42. It has come to leave. For this reason, when rotating the cover 42, the rotation can be performed smoothly.
[0103]
  (J) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, a guide rail 83 for guiding the rotation of the cover 42 is provided on the flange FLG of the lens barrel body 41 in a state where the support roller 82 is detached from the recess 84. Yes. For this reason, the cover 42 can be rotated stably.
[0104]
  (K) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, an O-ring 68 that partitions the inside of the cover 42 in an airtight manner with respect to the outside air is disposed between the peripheral edge of the lid 66 and the periphery of the opening 65. ing. For this reason, when the inside of the cover 42 is replaced with, for example, an inert gas, the airtightness of the inside of the cover 42 can be increased, and entry of contaminants from the outside can be effectively suppressed.
[0105]
  (L) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, the cover 66 of the cover 42 is provided with a plurality of window portions 69 and a window portion cover body 70 that covers the window portions 69 so as to be opened and closed. For this reason, for example, when detecting the state of the space 58 inside the cover 42, various sensors such as an oxygen sensor can be inserted into the cover 42 using the window 69, which is convenient. .
[0106]
  (M) In the lens barrel 40 of the projection optical system PL, an O-ring 72 that partitions the inside of the cover 42 in an airtight manner with respect to the outside air between the periphery of the window cover 70 of the cover 42 and the periphery of the window 69. It is arranged. For this reason, substantially the same effect as described in (K) can be obtained.
[0107]
  (N) The projection optical system PL of the exposure apparatus plays a more important role in improving the exposure performance of the exposure apparatus, and finely adjusts the posture and relative position of the lens elements 43 and 45 constituting the exposure optical system PL. There is a need. On the other hand, in this exposure apparatus, the projection optical system PL is accommodated in the lens barrel 40 having the effects described in (A) to (M). Therefore, it is possible to easily and quickly inspect and adjust the projection optical system PL that requires fine adjustment and the lens elements 43 and 45 constituting the projection optical system PL, leading to a reduction in the stop time of the exposure apparatus. Therefore, the throughput is improved and the efficiency of device manufacture can be improved.
[0108]
  (Second Embodiment)
  Next, a second embodiment relating to the exposure apparatus of the present invention and a lens barrel that accommodates the projection optical system will be described with reference to FIG. 7, focusing on the differences from the first embodiment.
[0109]
  That is, in the lens barrel 91 of the second embodiment, the oxygen sensor 92 is provided on a part of the plurality of window lids 70 provided on the lid 66 of the cover 42, and the tip of the oxygen sensor 92 is connected to the cover 42 and the mirror. It arrange | positions so that it may be located in the space 58 between the cylinder main bodies 41. FIG. The oxygen sensor 92 is connected to a main control system 54 that controls the entire exposure apparatus. An electromagnetic opening / closing lock mechanism 93 connected to the main control system 54 is attached to the lid 66.
[0110]
  In the lens barrel 91 of the second embodiment, the lid 66 is held unopenable in a state where purge gas made of an inert gas is supplied into the lens barrel 91. When the supply of purge gas into the lens barrel 91 is stopped to remove the lid 66 and open the opening 65, the oxygen sensor 92 detects the oxygen concentration as one representative index of the atmosphere in the space 58. To do. The detection value of the oxygen sensor 92 is input to the main control system 54, and the main control system 54 instructs the open / close lock mechanism 93 to unlock the lid 66 when the detection value exceeds a predetermined value. .
[0111]
Thus, in the lens barrel 91, when the oxygen concentration in the atmosphere in the space 58 between the cover 42 and the lens barrel body 41 exceeds a predetermined value, the lid 66 is unlocked by the open / close lock mechanism 93 and the opening is opened. The opening of the portion 65 is allowed. For this reason, the inside of the cover 42 can be inspected and adjusted in an easy-to-work atmosphere.
[0112]
  (Modification)
  The embodiment of the present invention may be modified as follows.
  In each embodiment, the cover 42 may be fixed to the lens barrel body 41. As described above, when the cover 42 is fixed to the barrel main body 41, an opening 65 may be formed in the cover 42 at a location corresponding to a location where inspection or adjustment is performed on the barrel main body 41. When there are a plurality of inspection or adjustment points on the lens barrel main body 41, the opening portion 65 may be formed in the cover 42 in accordance with the number. Further, when a plurality of inspection or adjustment points are arranged close to each other, an opening 65 having a size corresponding to them may be formed. Note that the window 69 described in each embodiment may be formed in the opening 65 in the modification. Further, the lid 66 or the window lid 70 in each embodiment can be applied to the opening 65 and the window 69, respectively.
[0113]
  In this modification, the support roller 82 and its peripheral configuration are not required, and the configuration is further simplified.
  In each embodiment, when the cover 42 moves slightly upward with respect to the lens barrel body 41, the displacement portions 77b and 81b of the V rings 77 and 81 are always kept apart from the V rings 77 and 81. You may make it contact. In this case, as the V rings 77 and 81, it is desirable that the cover 42 has an elastic force that follows the movement with respect to the barrel main body 41. Then, it is desirable to coat a sliding material such as Teflon so that at least one of the bent portions 75 of the V-rings 77 and 81 or the cover 42 and the support protrusion 80 can slide easily.
[0114]
  In each embodiment, the movable lens element 43 is configured by connecting the holding member 47, for example, the holding member 47 and the barrel main body 41 via a plurality of adjustment screws, and changing the tightening amount of each adjustment screw. You may make it adjust the attitude | position of. Further, for example, an interposition member such as a washer is interposed between the holding member 47 and the lens barrel main body 41, and the number of the interposition members, the thickness, and the like are adjusted, whereby the attitude of the movable lens element 43 is adjusted. May be adjusted.
[0115]
  As described above, even when the posture of the movable lens element 43 is adjusted by a mechanical adjustment mechanism, the opening 65 of the cover 42 is recessed at a position where the cover 42 is held at a position corresponding to the adjustment mechanism. 84 is preferably provided. In this way, the cover 42 can be held in a state where the opening 65 corresponds to an adjustment mechanism that requires inspection and adjustment, and the adjustment of the posture of the movable lens element 43 can be easily and quickly performed. It can be carried out.
[0116]
  In each embodiment, the movable lens element 43 may be driven by, for example, a motor instead of the piezo element 49. In addition, a fluid pressure actuator or a magnetostrictive actuator may be used.
[0117]
  In each embodiment, the cover 42 may be provided on the lower side (wafer side) than the flange FLG.
  In each embodiment, the stationary lens element 45 is held in the lens barrel body 41 in a stationary state in a predetermined posture in the lens barrel body 41 in a series of exposure processes, for example, via a mechanical adjustment mechanism, You may provide so that the attitude | position can be changed as needed.
[0118]
  In each embodiment, the concave portion 84 provided in the flange FLG of the lens barrel main body 41 may be omitted, and the cover 42 may be held at an arbitrary position on the outer periphery of the lens barrel main body 41. In this case, for example, it is desirable to provide a rotation restricting member that restricts the rotation of the cover 42 by pressing the support roller 82 against the flange FLG at an arbitrary position. Moreover, it is good also considering the number of the recessed parts 84 as a number different from each embodiment, ie, 2-11, or 13 or more.
[0119]
  In each embodiment, the separation preventing mechanism 87 may be provided over the entire circumference of the flange FLG.
  In each of the above embodiments, the number of openings 65 and lids 66 may be different from those in each of the above embodiments, that is, 1, 2, or 4 or more. One opening 65 may be opened and closed by one or three or more lids 66. Moreover, it is good also as a structure which opens and closes one opening part 65 with the shutter-shaped opening-and-closing member which can be wound up, for example.
[0120]
  In each embodiment, the window 69 and the window lid 70 may be omitted, or the number thereof may be different from that in the above embodiment, that is, 1, 2, or 4 or more.
  In each embodiment, for example, the gas discharge ports 61 may be provided at both ends of the lens barrel body 41 on the reticle side and the wafer side, and the purge gas introduction ports 60 may be provided between both ends of the lens barrel body 41. Further, for example, the purge gas inlet 60 may be provided only at the wafer-side or reticle-side end of the lens barrel body 41.
[0121]
  In each embodiment, the cover 42 can also be provided on the lens barrel 18 that houses the illumination optical system 17.
  The exposure apparatus of the present invention is not limited to a reduction exposure type exposure apparatus, and may be, for example, a 1 × exposure type or an expansion exposure type exposure apparatus. Further, the projection optical system PL applied to the exposure apparatus of the present invention is not limited to a refraction type projection optical system, and may be, for example, a catadioptric type or a refraction type projection optical system.
[0122]
  Further, in order to manufacture reticles or masks used not only in devices such as semiconductor elements but also in light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, and electron beam exposure apparatuses, a glass substrate or silicon is used from a mother reticle. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a wafer or the like. Here, in an exposure apparatus using DUV (deep ultraviolet) or VUV (vacuum ultraviolet) light, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, quartz glass doped with fluorine, fluorite, fluoride, and the like are used. Magnesium or quartz is used. Further, in proximity type X-ray exposure apparatuses and electron beam exposure apparatuses, a transmission type mask (stencil mask, member mask) is used, and a silicon wafer or the like is used as a mask substrate.
[0123]
  Of course, not only for exposure devices used for manufacturing semiconductor devices, but also for manufacturing exposure devices, thin film magnetic heads, etc., which are used for manufacturing displays including liquid crystal display elements (LCD), etc., to transfer device patterns onto glass plates. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that is used to transfer a device pattern to a ceramic wafer or the like, and an exposure apparatus that is used to manufacture an image sensor such as a CCD.
[0124]
  Furthermore, the present invention can be applied to a step-and-repeat batch exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a substrate while the mask and the substrate are stationary, and sequentially moves the substrate stepwise. .
[0125]
  As a light source of the exposure apparatus, for example, g-line (λ = 436 nm), i-line (λ = 365 nm), Kr2 laser (λ = 146 nm), Ar2 laser (λ = 126 nm), or the like may be used. In addition, a single wavelength laser beam oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is amplified by, for example, a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium), and a nonlinear optical crystal is obtained. It is also possible to use harmonics that have been converted into ultraviolet light.
[0126]
  In addition, the exposure apparatus of each embodiment is manufactured as follows, for example.
  That is, first, a plurality of lens elements 43 and 45, a cover glass 46 and the like constituting the projection optical system PL are accommodated in the lens barrels 40 and 91 of the present embodiment. An illumination optical system 17 including optical elements such as a plurality of lenses 12, 13 a, 13 b, 16 and a mirror 15 is housed in a lens barrel 18. Then, the illumination optical system 17 and the projection optical system PL are incorporated in the exposure apparatus main body, and optical adjustment is performed.
[0127]
  Next, a wafer stage WST (including a reticle stage RST in the case of a scan type exposure apparatus) made up of a large number of mechanical parts is attached to the exposure apparatus main body, and wiring is connected. Then, after connecting a purge gas supply system pipe for supplying the purge gas into the optical path of the exposure light EL, further comprehensive adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.) is performed.
[0128]
  Here, the components constituting the lens barrel 40 are assembled after removing impurities such as processing oil and metal substances by ultrasonic cleaning or the like. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room in which the temperature, humidity, and pressure are controlled and the cleanness is adjusted.
[0129]
  Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus in a lithography process will be described.
  FIG. 8 is a flowchart showing a manufacturing example of a device (a semiconductor element such as an IC or LSI, a liquid crystal display element, an imaging element (CCD or the like), a thin film magnetic head, a micromachine, or the like).
[0130]
  As shown in FIG. 8, first, in step S101 (design step), function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) of a device (microdevice) is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Do. Subsequently, in step S102 (mask manufacturing step), a mask (such as a reticle R) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S103 (substrate manufacturing step), a substrate (wafer W when silicon material is used) is manufactured using a material such as silicon or glass plate.
[0131]
  Next, in step S104 (substrate processing step), using the mask and substrate prepared in steps S101 to S103, an actual circuit or the like is formed on the substrate by lithography or the like, as will be described later. Next, in step S105 (device assembly step), device assembly is performed using the substrate processed in step S104. Step S105 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation or the like) as necessary.
[0132]
  Finally, in step S106 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the device manufactured in step S105 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
[0133]
  FIG. 9 is a diagram showing an example of a detailed flow of step S104 of FIG. 8 in the case of a semiconductor device. In FIG. 9, in step S111 (oxidation step), the surface of the wafer W is oxidized. In step S112 (CVD step), an insulating film is formed on the surface of the wafer W. In step S113 (electrode formation step), an electrode is formed on the wafer W by vapor deposition. In step S114 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer W. Each of the above steps S111 to S114 constitutes a pretreatment process at each stage of the wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.
[0134]
  At each stage of the wafer process, when the above pre-process is completed, the post-process is executed as follows. In the post-processing process, first, a photosensitive agent is applied to the wafer W in step S115 (resist formation step). Subsequently, in step S116 (exposure step), the circuit pattern of the mask (reticle R) is transferred onto the wafer W by the lithography system (exposure apparatus) described above.
[0135]
  Next, in step S117 (developing step), the exposed wafer W is developed, and in step S118 (etching step), the exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. In step S119 (resist removal step), the resist that has become unnecessary after the etching is removed.
[0136]
  Multiple circuit patterns are formed on the wafer W by repeatedly performing these pre-processing and post-processing steps.
  If the device manufacturing method of the present embodiment described above is used, the above-described exposure apparatus having the effect (N) is used in the exposure step (step S116), and the inspection and adjustment inside the lens barrels 40 and 91 are easy. In addition, it can be performed quickly, and the stop time of the exposure apparatus can be shortened to improve the efficiency of device manufacture. In addition, by adjusting the components such as the movable lens element 43 in the lens barrels 40 and 91, the exposure amount can be controlled with high accuracy. Therefore, the exposure accuracy can be improved, and a highly integrated device having a minimum line width of about 0.1 μm can be manufactured with a high yield.
[0137]
  It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other alternatives without departing from the spirit and scope of the invention.
  The features believed to be novel of the invention will be apparent particularly from the appended claims. The present invention, together with objects and advantages, will be understood by reference to the accompanying drawings in the following description of the presently preferred embodiments.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a lens barrel of the exposure apparatus in FIG.
3 is a partial side view above the flange of the lens barrel of FIG. 1;
4 is a partially enlarged sectional view of the lens barrel of FIG. 1;
5 is a partially enlarged cross-sectional view of the lens barrel of FIG. 4;
6 is an explanatory diagram relating to the operation of the support roller and the detachment prevention mechanism of the lens barrel of FIG. 1;
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view of a lens barrel of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a device manufacturing method.
FIG. 9 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor element.

Claims (16)

複数の光学素子を収容する筐体と、前記筐体の外周面から所定間隔離して設けられ、前記外周面を覆うカバーとを備えた鏡筒において、
前記カバーに設けられ、前記筐体の所定位置のメンテナンスに用いられる少なくとも1つの開口部と、
前記カバーに設けられ、前記少なくとも1つの開口部を開閉する開閉部材とを備えたことを特徴とする鏡筒。
In a lens barrel that includes a housing that houses a plurality of optical elements, and a cover that is provided at a predetermined interval from the outer peripheral surface of the housing and covers the outer peripheral surface ,
At least one opening provided in the cover and used for maintenance of a predetermined position of the housing;
A lens barrel comprising an opening / closing member provided on the cover and opening / closing the at least one opening.
前記筐体に対して、前記カバーを相対的に回転可能に支持する支持機構を有することを特徴とする請求の範囲1に記載の鏡筒。  The lens barrel according to claim 1, further comprising a support mechanism that rotatably supports the cover with respect to the housing. 前記支持機構は、前記開口部が前記筐体の前記所定位置に対して前記カバーを位置決めする位置決め機構を有することを特徴とする請求の範囲2に記載の鏡筒。The support mechanism, a lens barrel according to claim 2, wherein, characterized in that it comprises a positioning mechanism in which the opening for positioning the cover relative to the predetermined position of the housing. 前記所定位置は、前記筐体に装備される構成要素配置される位置を含むことを特徴とする請求の範囲3に記載の鏡筒。Wherein the predetermined position is the lens barrel according to claim 3, wherein the components to be mounted before Kikatamitai is characterized in that it comprises a position disposed. 前記構成要素は、前記光学素子の姿勢を調整する調整機構を備えることを特徴とする請求の範囲4に記載の鏡筒。  The lens barrel according to claim 4, wherein the component includes an adjustment mechanism that adjusts a posture of the optical element. 前記調整機構は、前記光学素子を駆動する駆動機構を有することを特徴とする請求の範囲5に記載の鏡筒。  The lens barrel according to claim 5, wherein the adjustment mechanism includes a drive mechanism that drives the optical element. 前記カバーは、当該カバーの周方向に所定間隔をおいて複数の前記開口部と、前記開口部のそれぞれを開閉する開閉部材と有することを特徴とする請求の範囲2〜のうちいずれか一つに記載の鏡筒。The cover, one of the ranges 2-6 claims, characterized in that it comprises a plurality of said openings at predetermined intervals in the circumferential direction of the cover, and a closing member for opening and closing each of the openings The lens barrel according to one. 前記筐体と前記カバーとの間に、前記カバーの内部を外気に対して気密に区画するシール部材を有し、前記支持機構は、前記筐体に対し、前記シール部材の外側に配置されることを特徴とする請求の範囲2〜のうちいずれか一つに記載の鏡筒。Between the cover and the housing has a seal member partitioning airtightly inside of the cover relative to the outside air, the support mechanism, said housing relative, it is disposed outside the sealing member The lens barrel according to any one of claims 2 to 7 , wherein 前記筐体と前記カバーとの間に、前記カバーの内部を外気に対して気密に区画するシール部材を有し、前記カバーが所定位置に配置された状態では前記カバーと前記筐体とが前記シール部材を介して接合されるとともに、前記カバーが回転可能な状態となったときには前記シール部材が前記カバーと前記筺体との少なくとも一方と離間されるようにしたことを特徴とする請求の範囲2〜のうちいずれか一つに記載の鏡筒。Between the cover and the housing has a seal member partitioning airtightly inside of the cover relative to the outside air, said housing and said and said cover in a state where the cover is in place The sealing member is joined via a seal member, and the seal member is separated from at least one of the cover and the housing when the cover is in a rotatable state. The lens barrel according to any one of 7 to 7 . 前記カバーの内部が所定の雰囲気に達したときに、前記開閉部材の開閉動作を許容する開閉ロック機構を備えたことを特徴とする請求の範囲1〜のうちいずれか一つに記載の鏡筒。The mirror according to any one of claims 1 to 9 , further comprising an open / close lock mechanism that allows an open / close operation of the open / close member when the inside of the cover reaches a predetermined atmosphere. Tube. 前記筐体の所定位置には、前記光学素子を駆動する駆動機構が取り付けられており、  A drive mechanism for driving the optical element is attached to a predetermined position of the housing,
前記メンテナンスは、前記駆動機構の調整又は点検を含むことを特徴とする請求の範囲1〜3のうちいずれか一つに記載の鏡筒。  The lens barrel according to any one of claims 1 to 3, wherein the maintenance includes adjustment or inspection of the drive mechanism.
前記筐体の所定位置には、前記光学素子の姿勢を調整する調整機構が取り付けられており、  An adjustment mechanism for adjusting the posture of the optical element is attached to a predetermined position of the housing,
前記メンテナンスは、前記調整機構を介した前記光学素子の姿勢の調整を含むことを特徴とする請求の範囲1〜3のうちいずれか一つに記載の鏡筒。  The lens barrel according to any one of claims 1 to 3, wherein the maintenance includes adjustment of an attitude of the optical element via the adjustment mechanism.
前記開閉部材に設けられ、前記開口部より小さい窓部と、前記窓部を開閉する窓部用開閉部材とを有することを特徴とする請求の範囲1〜12のうちいずれか一つに記載の鏡筒。  The opening / closing member is provided with a window portion smaller than the opening portion, and a window opening / closing member that opens and closes the window portion. A lens barrel. マスクに形成されたパターンの像を基板上に転写する露光装置において、前記請求の範囲1〜13のうちいずれか一つに記載の鏡筒を備えたことを特徴とする露光装置。In an exposure apparatus for transferring an image of a pattern formed on the mask onto a substrate, the exposure apparatus comprising the lens barrel according to any one of the range from 1 to 13 of the claims. 前記パターンの像を基板に投影する投影光学系を備え、
前記投影光学系は、請求の範囲1〜11のうちいずれか一つに記載の鏡筒を備えることを特徴とする請求の範囲14に記載の露光装置。
It includes a projection optical system for projecting an image of the pattern on the board,
The exposure apparatus according to claim 14 , wherein the projection optical system includes the lens barrel according to any one of claims 1 to 11.
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
前記リソグラフィ工程で請求の範囲14または15に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイスの製造方法。
In a device manufacturing method including a lithography process,
16. A device manufacturing method, wherein exposure is performed using the exposure apparatus according to claim 14 or 15 in the lithography process.
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