JP4586731B2 - 光学素子保持装置、鏡筒、露光装置、及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Description

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、あるいはレチクル、フォトマスク等のマスクの製造プロセスにおけるリソグラフィ工程で使用される露光装置の光学素子を保持する光学素子保持装置に関する。また、本発明は、その光学素子保持装置を備えた鏡筒及び露光装置に関する。さらに、本発明は、その露光装置を用いたデバイスの製造方法に関する。

例えば、特許文献１に示すように、光学素子を保持するレンズ枠体と、そのレンズ枠体を、等間隔で配置されたフレクシャ部材を介して支持する枠体とを備える光学素子保持装置が知られている。フレクシャ部材は、レンズ枠体に接続される接続ブロックと、接続ブロックを支持し、かつ枠体に固定されるフレクシャ固定部とを備える。このフレクシャ部材によって光学素子は、光学素子の略中心を原点とする極座標系内で、光学素子の径方向、周方向、光軸方向の各軸に沿った移動及び回転が可能となる。すなわち、光学素子は、６つの運動自由度が確保された状態、つまりキネマチックに保持されている。

ところで、近年における半導体素子の著しい高度集積化に伴って、配線のパターンがますます微細化してきている。このため、特に半導体装置製造用の露光装置では、波面収差及びディストーションの極めて少ない投影光学系が要求されるようになってきており、鏡筒の内部に収容される各光学素子の相対位置を細かく制御する必要がある。

２００ｎｍ以下の極めて短波長の露光光を使用するような場合には、その露光光が通過する鏡筒内に、例えば水又は酸素などの吸光物質が存在すると、露光光が大きく減衰される。露光装置内には、例えば各種電動機器への給電及びセンサとの間での信号通信のために、被覆線が使用されている。これらの被覆線からは極微量の有機物質が徐々に揮散しており、この有機物質は、汚染物質となり得る。

このため、鏡筒の内部のガスを窒素又は希ガス等の不活性ガスで置換する必要がある。しかしながら、鏡筒には、光学素子の位置調整等のため開口部が多く形成されていることがある。また、１つまたは複数の光学素子を保持する多数の枠体を積層して、鏡筒を構成する場合には、各枠体の接合部分を介して、鏡筒外の気体が鏡筒内に侵入する可能性があった。
米国特許出願公開第２００２／０１６３７４１号明細書

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。その目的としては、光学素子の姿勢を細かく調整しつつ、内部の気密性を高く保つことのできる光学素子保持装置及び鏡筒を提供することにある。

また、本発明のその他の目的は、露光精度が向上された露光装置を提供することにある。
さらに、本発明のその上の目的は、高集積度のデバイスの歩留まりを向上することのできるデバイスの製造方法を提供することにある。

本発明の第１の態様は、枠部材と、枠部材の内側に設けられ、光学素子を保持する保持部材とを備える光学素子保持装置において、保持部材と前記枠部材との間に設けられ、保持部材に保持された光学素子の姿勢を調整する姿勢調整機構と、枠部材に設けられた開口部内に収容される第１の調整部品と、開口部内に収容される第２の調整部品と、第２の調整部品と枠部材との間に設けられた第１のシール部材とを備え、第２の調整部品は、姿勢調整機構に係合し、第１の調整部品は、開口部内における第２の調整部品の変位量を調整する光学素子保持装置を特徴とする。

本発明の第１の態様において、枠部材は、他の枠部材に接合するための接合部を有し、枠部材は、他の枠部材と接合部との間に設けられた第２のシール部材を備えてもよい。さらに、第２のシール部材は、光学素子の光軸を中心とする円に沿って配置されるＯリングを含んでもよい。さらに、Ｏリングは、接合部に密着され、かつ弾性変形可能な中空構造を有してもよい。

本発明の第１の態様において、第１の調整部品及び第２の調整部品は、開口部内に、枠部材の内側から外側に向かって、第２の調整部品、第１の調整部品の順に配置され、第１の調整部品を開口部から取り外した際、第２の調整部品が開口部内に留置されてもよい。さらに、第１の調整部品は、厚さが異なる複数の第１の調整部品の一つであり、第１の調整部品を交換することにより、開口部内における第２の調整部品の変位量が調整されてもよい。さらに、第１の調整部品は、開口部内における第２の調整部品の変位量を粗調整する粗調整部品と、第２の調整部品の変位量を微調整する微調整部品とを含んでもよい。さらに、第１のシール部材は、第２の調整部品の外周面と、開口部の内周面との間に配置されてもよい。さらに、開口部内に設けられ、第２の調整部品を収容する筒状体を備え、第１のシール部材は、第２の調整部品の外周面と筒状体の内周面との間に設けられてもよい。

本発明の第１の態様において、開口部と筒状体との間に設けられるＯリングを有してもよい。

本発明の第２の態様は、少なくとも１つの光学素子を収容する鏡筒において、光学素子の少なくとも１つを保持する本発明の第１の態様の光学素子保持装置を備える鏡筒を特徴とする。

本発明の第２の態様において、光学素子は、マスク上に形成された所定のパターンの像を基板上に投影する投影光学系を構成する複数の光学素子の一つであってもよい。
本発明の第３の態様は、マスク上に形成された所定のパターンの像を基板上に転写する露光装置において、所定のパターンの像を基板上に転写するための本発明の第２の態様の鏡筒を備える露光装置を特徴とする。

本発明の第４の態様は、本発明の第３の態様の露光装置を用いて露光を行うリソグラフィ工程を備えるデバイスの製造方法を特徴とする。

本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図。 図１の光学素子保持装置を示す斜視図。 図１の光学素子保持装置を示す平面図。 図３の４−４線に沿う断面図。 図２の枠部材の一対のアームを中心に示す拡大平面図。 図２の枠部材の一対のアームをさらに拡大して示す平面図。 図５の７−７線に沿う断面図。 図２の枠部材における光学素子の光軸との直交平面での断面図。 変更例の変位モジュールを示す断面図。 デバイスの製造例のフローチャート。 半導体デバイスの場合における図１０の基板処理に関する詳細なフローチャート。

以下に、本発明の露光装置及び鏡筒、光学素子保持装置を、半導体素子製造用の露光装置及びその投影光学系を収容する鏡筒、そして投影光学系の一部のレンズを保持する光学素子保持装置に具体化した一実施形態について図１〜図８に基づいて説明する。

図１は、露光装置３１の概略構成を、その投影光学系３５を中心として示している。図１に示すように、この実施形態の露光装置３１は、光源３２と、照明光学系３３と、マスクとしてのレチクルＲｔを保持するレチクルステージ３４と、投影光学系３５と、基板としてのウエハＷを保持するウエハステージ３６とを備える。

光源３２は、例えば波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、あるいは波長１５７ｎｍのＦ_２レーザを発振する。照明光学系３３は、図示しないフライアイレンズ及びロッドレンズ等のオプティカルインテグレータ、リレーレンズ、コンデンサレンズ等の各種レンズ系及び開口絞りを含む。光源３２から出射される露光光ＥＬが、この照明光学系３３を通過することにより、レチクルＲｔ上のパターンを均一に照明するように調整される。

レチクルステージ３４は、照明光学系３３と、後述する投影光学系３５との間において、そのレチクルＲｔの載置面が投影光学系３５の光軸方向とほぼ直交するように配置されている。投影光学系３５は、互いの光軸が一致するように配列された複数のレンズ等の光学素子３７を含む。この投影光学系３５は、各光学素子３７が光学素子保持装置３８によりほぼ水平（いわゆる横置きタイプ）に保持された状態で、鏡筒３９内に収容されている。この鏡筒３９は、複数の鏡筒モジュール３９ａが積層された分割鏡筒構造を有している。

ウエハステージ３６は、投影光学系３５の像面側（露光光ＥＬの射出側）において、ウエハＷの載置面が投影光学系３５の光軸方向と交差するように配置されている。露光光ＥＬにて照明されたレチクルＲｔ上のパターンの像は、投影光学系３５を通して所定の縮小倍率に縮小され、ウエハステージ３６上のウエハＷに転写される。

次に、光学素子保持装置３８の詳細構成について説明する。
図２は、光学素子保持装置３８を示す斜視図であり、図３は、光学素子保持装置３８の平面図であり、図４は、図３の４−４線における断面図である。光学素子３７は、合成石英、蛍石等の所定以上の破壊強度を有する硝材からなり、光学素子３７の周縁部には、図４に示すように、フランジ３７ａが形成されている。図２に示すように、光学素子保持装置３８は、積層される他の鏡筒モジュール３９ａとの接合部としての役割を有する締結部４０を有する枠部材４１と、支持部材４２を介して光学素子３７を保持する保持部材としての役割を有するレンズ枠体４３とを備える。

図２及び図３に示すように、枠部材４１とレンズ枠体４３とは、ともに略円環状に形成されている。図４に示すように、レンズ枠体４３は、枠部材４１の内部（後述するインナリング５１）に取り付けられ、その枠部材４１の内周面上に形成された段部４４に対し複数のボルト４５により固定されている。図３に示すように、そのレンズ枠体４３上には、等角度間隔をおいて３つの支持部材４２が設けられている。

この支持部材４２は、光学素子３７のフランジ３７ａを挟持する基台部材４６（図４参照）と、クランプ部材４７とを含む。この基台部材４６は、支持部材４２の外部の装置から支持部材４２に伝達され、光学素子３７の光学面の状態に影響を与える要因（例えば露光装置３１の本体、枠部材４１の締結部４０等の微小な表面荒れ、表面うねり等）を吸収するためのフレクシャ構造を有する。このため、光学素子３７を支持部材４２を介してレンズ枠体４３に保持した状態では、そのレンズ枠体４３を枠部材４１を介して外部の装置に装着したとしても光学素子３７の光学面が良好な状態に保たれる。

枠部材４１には、インナリング５１と、アウタリング５２と、アーム５３ａ１，５３ａ２，５３ｂ１，５３ｂ２，５３ｃ１，５３ｃ２と、レバー５４と、支持リンク５５とが形成されている。アーム５３ａ１，５３ａ２，５３ｂ１，５３ｂ２，５３ｃ１，５３ｃ２とレバー５４とは、インナリング５１の姿勢を調整することにより、光学素子３７の姿勢を調節する姿勢調整機構５０を形成している。これらインナリング５１、アウタリング５２、アーム５３ａ１，５３ａ２，５３ｂ１，５３ｂ２，５３ｃ１，５３ｃ２、レバー５４及び支持リンク５５は、ワイヤカット及び放電加工により一つの構造体からなる枠部材４１に形成されている。インナリング５１とアウタリング５２とは、アーム５３ａ１，５３ａ２，５３ｂ１，５３ｂ２，５３ｃ１，５３ｃ２とレバー５４と支持リンク５５とを介して、相対移動可能に連結されている。

図５は、枠部材４１における一対のアーム５３ａ１，５３ａ２とその周辺を示す拡大平面図である。図６は、そのアーム５３ａ１をさらに拡大して示した平面図であり、図７は、図５の７−７線における断面図である。

図３に示すように、枠部材４１には、６つのアーム５３ａ１，５３ａ２，５３ｂ１，５３ｂ２，５３ｃ１，５３ｃ２が、３つの対をなすように設けられている。アーム５３ａ１とアーム５３ａ２とが第１のリンク機構５３ａを構成し、アーム５３ｂ１とアーム５３ｂ２とが第２のリンク機構５３ｂを構成し、アーム５３ｃ１とアーム５３ｃ２とが第３のリンク機構５３ｃを構成している。これら３個のリンク機構５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、光学素子３７の光軸ＡＸを中心とする円の円周上において等角度間隔をおいて配置されている。

なお、第１〜第３のリンク機構５３ａ，５３ｂ，５３ｃは同様の構成をなしているため、以下、第１のリンク機構５３ａを例にとって説明する。図５及び図６に示すように、各アーム５３ａ１，５３ａ２の第１端部には、一対の貫通孔５６が形成され、その貫通孔５６から一対のスリット５７が延びている。一対の貫通孔５６と一対のスリット５７は素子側ピボット５８を形成する。各アーム５３ａ１，５３ａ２の第１端部は、素子側ピボット５８を介してインナリング５１に対して回転可能に連結されている。各アーム５３ａ１，５３ａ２の第２端部には、一対の貫通孔５６が形成され、その一対の貫通孔５６と、一対の貫通孔５６と連通する一対のスリット５７とにより枠側ピボット５９が形成される。各アーム５３ａ１，５３ａ２の第２端部は、枠側ピボット５９を介してレバー５４に対して回転可能に連結されている。

図５の７−７線に沿った断面図である図７に示すように、枠部材４１における光学素子３７の光軸ＡＸに対して略直交する第１面６０には、素子側ピボット５８と対応して、放電加工により掘り込まれた小開口凹部６１ａが形成されている。また、その第１面６０には、枠側ピボット５９と対応して、小開口凹部６１ａより大きな開口部を有する大開口凹部６２ａが形成されている。枠部材４１において、第１面６０と平行で第１面６０と反対側の第２面６３には、素子側ピボット５８と対応して、第１面６０に形成された大開口凹部６２ａと同様のサイズの大開口凹部６２ｂが形成されている。また、その第２面６３には、枠側ピボット５９と対応して、第１面６０に形成された小開口凹部６１ａと同様のサイズの小開口凹部６１ｂが形成されている。

小開口凹部６１ａ，６１ｂは、第１面６０または第２面６３から浅く掘り込まれているのに対し、大開口凹部６２ａ，６２ｂは、第２面６３または第１面６０から深く掘り込まれている。従って、素子側ピボット５８は、第１面６０の近傍に首部として形成され、枠側ピボット５９は、第２面６３の近傍に首部として形成されている。このため、各アーム５３ａ１，５３ａ２は、枠部材４１の厚さの範囲内において、光学素子３７の光軸ＡＸに対して傾斜した状態で配置された剛体と等価である。

そして、各アーム５３ａ１，５３ａ２の剛体が、光学素子３７の光軸ＡＸを中心とする円の接線を含みかつ光軸ＡＸに平行な面に対して実質的に平行な接平面内に配置されている。また、アーム５３ａ１の剛体とアーム５３ａ２の剛体とは、光学素子３７の光軸ＡＸを含み、かつ接平面Ｐｔと直交する放射平面Ｐｒ（つまり光学素子３７の径方向に延びる第２平面）に対して、略対称に配置されている。

図３に示すように、レバー５４は、隣接するリンク機構５３ａ，５３ｂ，５３ｃの間に配置されており、略直方体状をなしている。図５に示すように、このレバー５４の第１端部における枠部材４１の内周に近接する部分は、枠側ピボット５９を介して各アーム５３ａ１，５３ａ２の第２端部に回転可能に連結されている。また、このレバー５４の第１端部における枠部材４１の外周に近接する部分は、支点ピボット６６を介してアウタリング５２に対し回転可能に連結されている。この支点ピボット６６は、枠部材４１に形成された一対の貫通孔６７と、各貫通孔６７から延びる一対のスリット６８とにより形成される。この支点ピボット６６は、各アーム５３ａ１，５３ａ２の枠側ピボット５９と素子側ピボット５８とを結ぶ直線と直交する直線上に配置されている。

図８は、枠部材４１を光学素子３７の光軸ＡＸに直交する平面で切った断面図である。図８に示すように、レバー５４の第２端部の近傍には、支持リンク５５が連結されている。この支持リンク５５は、第１支持リンク６９と第２支持リンク７０とを備える。第１及び第２支持リンク６９，７０は、枠部材４１に形成された複数対の貫通孔７１と、貫通孔７１から延びる複数のスリット７２とにより形成される。

第１支持リンク６９の第１端部は、一対の貫通孔７１と一対のスリット７２とにより形成される先端側支持ピボット７３を介して、レバー５４の第２端部のへこみ部分に回転可能に連結されている。また、第１支持リンク６９の第２端部は、一対の貫通孔７１と一対のスリット７２とにより形成される中間支持ピボット７４を介して、第２支持リンク７０の第１端部に回転可能に連結されている。この第２支持リンク７０は、第１支持リンク６９に対し、直角方向に延びるように配置されている。なお、先端側支持ピボット７３と中間支持ピボット７４と支点ピボット６６とは、一直線上に並んでいる。

第２支持リンク７０の第２端部は、一対の貫通孔７１と一対のスリット７２とにより形成される基端側支持ピボット７５を介して、枠部材４１に回転可能に連結されている。基端側支持ピボット７５は、先端側支持ピボット７３及び中間支持ピボット７４に比べて肉厚に形成されている。

図３に示すように、枠部材４１の第１面６０及び第２面６３上において、レバー５４の第２端部の近傍には、ばね収容凹部７６が設けられている。このばね収容凹部７６内において、レバー５４の第２端部をアウタリング５２に向かって付勢する一対の付勢ばね７７が、レバー５４とアウタリング５２との間に掛け渡されている。

図２に示すように、アウタリング５２の外周縁から一対の締結部４０が所定間隔をおいて突出している。この締結部４０には、複数のボルト孔８０が穿設されており、このボルト孔８０を利用して、複数の鏡筒モジュール３９ａが図示しないボルトにより締結され、積層される。枠部材４１の第１面６０における締結部４０の内周部分には、環状溝８１が形成されている。この環状溝８１には、複数の鏡筒モジュール３９ａが積層された状態で鏡筒３９の内部の気密性を維持するための第２のシール部材としての中空Ｏリング８１ａが収容される。つまり、中空Ｏリング８１ａは、光学素子３７の光軸ＡＸを中心とする円に沿って配置されている。

図２に示すように、アウタリング５２の側面には、付勢ばね７７と対応する位置に、調整部材及び変位機構を構成する変位モジュール８２を収容するための開口部としての変位モジュール取付孔８３（図８参照）が透設されている。図８に示すように、変位モジュール８２は、第２の調整部品としての変位ロッド８４と、微調整部品としての役割を有する調整ワッシャ８５と、粗調整部品としての役割を有する調整ボタン８６と、調整ベース板８７とを含む。調整ワッシャ８５と調整ボタン８６は、第１の調整部品を形成する。

変位モジュール取付孔８３内には、その外周面上に一対のＯリング８８が装着された変位ロッドハウジング８９（筒状体）が挿嵌されている。変位ロッド８４は、第１のシール部材としてのＯリング９０を介して摺動可能に変位ロッドハウジング８９内に挿入されている。これらのＯリング８８，９０により、枠部材４１の内部の気密性が維持される。変位ロッド８４は、平面状の両端面を有する略円柱状に形成されている。レバー５４の第２端部の近傍には、スタッドボルト９１を介して、球面ボス９２が取付けられており、変位ロッド８４の先端面は、その球面ボス９２に当接している。

調整ベース板８７の中央には、支持ボルト９３がその調整ベース板８７を貫くように螺着されている。この支持ボルト９３の先端は、調整ワッシャ８５及び調整ボタン８６に挿嵌されている。この調整ボタン８６の先端は略球面状に形成されいる。調整ベース板８７は位置決めピン９４により枠部材４１に取着され、調整ボタン８６の先端が変位ロッド８４の基端面に当接している。

１μｍ単位で厚さの異なる複数の調整ワッシャ８５が用意されている。また、０．１ｍｍ単位で高さの異なる複数の調整ボタン８６が用意されている。これら複数の調整ワッシャ８５及び複数の調整ボタン８６から変位ロッド８４に所定の変位量を設定可能なものを適宜選択して、支持ボルト９３の先端に嵌合する。ここで、変位ロッド８４は、変位モジュール取付孔８３の長手方向に沿って移動可能であり、この変位ロッド８４の移動によりレバー５４に加えられる変位力を変更することができる。ここで、変位力とは、変位モジュール８２において、既に装着されている調整ワッシャ８５及び調整ボタン８６を別の調整ワッシャ８５及び調整ボタン８６に交換して変位ロッド８４を移動させたときに発生する力であり、以降「駆動力Ｆ」とする。調整ボタン８６はその駆動力Ｆを粗調整し、調整ワッシャ８５はその駆動力Ｆを微調整する役割を担っている。

図８に示すように、アウタリング５２の側面には、変位モジュール取付孔８３に隣接して、ジャッキアップモジュール（以下「ＪＵモジュール」という）９７を収容するためのＪＵモジュール取付孔９８が形成されている。ＪＵモジュール９７は、ジャッキアップロッド（以下「ＪＵロッド」という）９９と、ジャッキアップハウジング（以下「ＪＵハウジング」という）１００と、位置調整ねじ１０１とを含む。

ＪＵロッド９９は、ＪＵモジュール取付孔９８内に複数のＯリング１０２を介して摺動可能に挿通されている。このＯリング１０２により、枠部材４１の内部の気密性が維持される。このＪＵロッド９９の先端は球面状をなしており、ＪＵロッド９９がレバー５４に向かって移動された時に、ＪＵロッド９９の先端がレバー５４の側面に当接する。ＪＵロッド９９には、その軸線に沿って基端側からねじ孔１０３が穿設されている。ＪＵロッド９９の基端部には、ＪＵモジュール取付孔９８の内周面に係合してＪＵロッド９９の回転を阻止する回り止め部１０４が形成されている。

ＪＵハウジング１００は、位置調整ねじ１０１を保持する保持板１０５と、その位置調整ねじ１０１の脱落を阻止する止め板１０６とを備える。保持板１０５の中央部には、段付きの収容孔１０７が形成されている。位置調整ねじ１０１は、その頭部１０１ａが収容孔１０７の段部１０８に収容されるように保持板１０５に回転可能に挿通されている。位置調整ねじ１０１の頭部１０１ａには、六角レンチ等のジグが係合されるレンチ孔１０１ｂが凹設されている。止め板１０６の中央部には、開口１１０が透設されている。その止め板１０６と保持板１０５とが接合され、ボルト１０９により枠部材４１に固定される。この状態で、開口１１０を介してレンチ孔１０１ｂへジグを挿入することができる。この開口１１０の直径は、位置調整ねじ１０１の頭部１０１ａの直径よりも小さく、止め板１０６を保持板１０５に接合した状態で枠部材４１に固定することにより、位置調整ねじ１０１の脱落が阻止される。

従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） この光学素子保持装置３８では、光学素子３７の位置を調整する変位モジュール８２と枠部材４１との間にＯリング８８，９０が設けられている。このため、光学素子３７の位置調整を行う際に、枠部材４１の内部の気密性を維持することができる。これにより、露光装置３１においては、露光精度を向上させることができる。

（２） この光学素子保持装置３８では、枠部材４１が、隣接する他の枠部材４１との接合に使用される締結部４０が設けられ、隣接する枠部材４１の締結部４０間に介装される中空Ｏリング８１ａが設けられている。このため、積層される枠部材４１間における気密性を高めることができる。

（３） この光学素子保持装置３８では、中空Ｏリング８１ａが、光学素子３７の光軸ＡＸを中心とする円に沿って配置されている。このため、枠部材４１の全周にわたって気密性を高く維持することができる。

（４） この光学素子保持装置３８では、光学素子３７に変位を与える変位モジュール８２が、枠部材４１に形成された変位モジュール取付孔８３に収容され、その変位モジュール取付孔８３の長手方向に沿って移動可能である。このため、変位モジュール取付孔８３の開口径を小さくすることができて、小さなＯリング８８で枠部材４１の気密性を確保することができる。

（５） この光学素子保持装置３８では、変位モジュール８２が、変位モジュール取付孔８３の長手方向に並んで配置される変位ロッド８４、調整ボタン８６及び調整ワッシャ８５を有している。調整ボタン８６及び調整ワッシャ８５を変位モジュール取付孔８３から取り外した際、変位ロッド８４が変位モジュール取付孔８３内に留置される。このように変位ロッド８４が変位モジュール取付孔８３内に留置されるため、変位モジュール取付孔８３を介して枠部材４１の内外でガスが流通することがない。このため、例えば光学素子３７の位置調整で、調整ボタン８６及び調整ワッシャ８５を交換するために取り外したとしても、枠部材４１の内部の気密性を保つことができる。

（６） この光学素子保持装置３８では、Ｏリング８８，９０が、変位モジュール取付孔８３内に留置される変位ロッド８４と、変位モジュール取付孔８３の内周面との間に配置されている。このため、調整ボタン８６及び調整ワッシャ８５を交換するために取り外したとしても、枠部材４１の内部の気密性を確実に保つことができる。

（７） この光学素子保持装置３８では、変位モジュール８２が、光学素子３７の変位を粗調整する調整ボタン８６と、光学素子３７の変位を微調整する調整ワッシャ８５とを有している。このため、これら調整ボタン８６及び調整ワッシャ８５を用いて枠部材４１内の光学素子３７の位置を細かく調整することができる。

（８） この光学素子保持装置３８では、変位モジュール８２を、Ｏリング９０を介して変位ロッドハウジング８９の内部に収容し、その変位ロッドハウジング８９を、Ｏリング８８を介して枠部材４１に取着している。Ｏリング９０の存在により、枠部材４１の内部の気密性を保ちつつ、調整ボタン８６及び調整ワッシャ８５を交換して、変位ロッド８４を変位させることができる。また、変位ロッド８４を変位させても、Ｏリング８８が摺動されることがなく、Ｏリング８８の耐久性を向上させることができる。

（９） この光学素子保持装置３８では、中空Ｏリング８１ａが、締結部４０の全周にわたって密着され、弾性変形される中空構造を有している。このため、各枠部材４１の締結部４０に対する中空Ｏリング８１ａの密着性を高めることができる。また、中空Ｏリング８１ａはつぶれやすく、複数の鏡筒モジュール３９ａを積み重ねる際に、各鏡筒モジュール３９ａの芯出し作業を容易に行うことができる。

（１０） この光学素子保持装置３８では、調整ボタン８６及び調整ワッシャ８５を取り外した状態では、光学素子３７を変位させるレバー５４を所定位置に復帰させる付勢ばね７７が設けられている。このため、調整ボタン８６及び調整ワッシャ８５を取り外した状態では、レンズ枠体４３を基準位置に配置することができて、光学素子３７が安定して保持される。

（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。
・ 前記実施形態では、変位モジュール８２における駆動力Ｆを調整するために、調整ワッシャ８５及び調整ボタン８６を適宜選択して、調整ワッシャ８５及び調整ボタン８６を交換し、変位ロッド８４を変位させる。これに対して、変位モジュール８２内に、例えばマイクロメータを装備して、そのマイクロメータの進退により変位ロッド８４を変位させてもよい。このようにした場合、駆動力Ｆの調整作業が容易なものとなるとともに、微調整も容易なものとすることができる。

また、図９に示すように、調整部材及び変位機構をなす変位モジュール１２１内に、ピエゾ素子等のアクチュエータ１２２を装備して、そのアクチュエータ１２２の駆動により変位ロッド８４を変位させてもよい。このようにした場合、アクチュエータ１２２を遠隔操作することにより、光学素子３７の姿勢制御を離れた位置で行うことができ便利である。また、例えば露光装置３１の稼働中に、得られる収差情報、光学素子３７の照射履歴、露光装置３１の配置される環境条件の変化、照明条件等の露光条件の変化等に基づく所定の制御信号の入力により、光学素子３７の姿勢を制御して、収差の補正をより細かく行うことができる。これにより、露光装置３１における露光精度の向上と、ダウンタイムの短縮によるスループットの向上を図ることができる。

なお、アクチュエータとしては、流体圧アクチュエータ等を採用してもよい。
・ 前記実施形態において、光学素子３７の姿勢を検出するセンサを光学素子保持装置３８に設けてもよい。このようにした場合、光学素子３７のより正確な姿勢制御ができる。

特に、鏡筒３９内の気密性を確保する必要がある場合には、枠部材４１の外周面上に光学窓を設け、その光学窓介して光学素子３７またはレンズ枠体４３に取着したスケールを、鏡筒３９外に配置したヘッドで読みとるような光学エンコーダ式、静電容量式等のセンサが好ましい。このように構成ことで、センサに接続されるコード及びセンサの基板を鏡筒３９内に配置する必要がなくなり、鏡筒３９内を清浄に保つことができる。

・ 前記実施形態では、互いに接合される鏡筒モジュール３９ａの枠部材４１の締結部４０間で押圧されるように中空Ｏリング８１ａを設けている。これに対して、締結部４０の接合面を高精度に加工及び仕上げすることにより、中空Ｏリング８１ａを省略してもよい。また、例えば締結部４０の接合面間にガスケットを介装するとともに、締結部４０の接合部分をカバーで覆い、そのカバーと締結部４０の外周面との間にＯリングを配置してもよい。

また、この締結部４０間に介装されるＯリングを、中実構造のものとしてもよい。
・ 前記実施形態において、レンズ枠体４３を省略して、アーム５３ａ１，５３ａ２，５３ｂ１，５３ｂ２，５３ｃ１，５３ｃ２の第１端部を、素子側ピボット５８を介して支持部材４２に直接連結してもよい。

・ 前記実施形態では、変位ロッド８４の外周面と変位ロッドハウジング８９との間、及び変位ロッドハウジング８９の外周面と変位モジュール取付孔８３の内周面との間にＯリング９０，８８が介装されている。このＯリング９０，８８に代えて、例えば磁性流体シールを用いてもよい。このようにした場合、ヒステリシス要素が排除されるため、露光装置３１の動作中に光学素子３７の姿勢を制御するような構成において、特に有効である。

・ 前記実施形態では、変位ロッド８４を変位ロッドハウジング８９内に収容した状態で枠部材４１の変位モジュール取付孔８３内に収容したが、変位ロッドハウジング８９を省略して、変位ロッド８４を直接変位モジュール取付孔８３内に装着してもよい。

・ 前記実施形態では、変位ロッド８４の光学素子３７の径方向への移動（並進運動）により、レバー５４に駆動力Ｆを与える。これに対して、例えば変位ロッド８４を、回転させること、または光軸方向またはその他の方向に移動させること、または枠部材４１の周方向に回動させることにより、レバー５４に駆動力を与えてもよい。

・ 前記実施形態では、光学素子３７としてレンズが例示されているが、この光学素子３７は平行平板、ミラー、ハーフミラー等の他の光学素子であってもよい。
・ この発明の光学素子保持装置３８は、前記実施形態の露光装置３１の投影光学系３５における横置きタイプの光学素子３７の保持構成に限定されるものではない。例えば露光装置３１の照明光学系３３における光学素子の保持構成、縦置きタイプの光学素子３７の保持構成に本発明を具体化してもよい。さらに、他の光学機械、例えば顕微鏡、干渉計等の光学系における光学素子の保持構成に本発明を具体化してもよい。

・ また、露光装置として、投影光学系を用いることなく、マスクと基板とを密接させてマスクのパターンを基板に転写するするコンタクト露光装置、マスクと基板とを近接させてマスクのパターンを基板に転写するプロキシミティ露光装置の光学系にも本発明を適用することができる。また、投影光学系としては、全屈折タイプに限らず、反射屈折タイプであってもよい。

さらに、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。
半導体素子などのマイクロ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又はシリコンウエハ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。例えば、ＤＵＶ（深紫外）又はＶＵＶ（真空紫外）光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。例えば、プロキシミティ方式のＸ線露光装置又は電子線露光装置では、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が用いられる。

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にも、本発明を適用することができる。また、薄膜磁気ヘッド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にも本発明を適用することができる。

さらに、本発明は、マスクと基板とが相対移動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キャニング・ステッパに適用することができる。また、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・リピート方式のステッパにも適用することができる。

・ 露光装置の光源としては、前記実施形態に記載のＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）の他、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ（１２６ｎｍ）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、増幅されたレーザ光を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光源として用いてもよい。

なお、前記実施形態の露光装置３１は、例えば次のように製造される。
すなわち、まず、照明光学系３３、投影光学系３５を構成する複数のレンズまたはミラー等の光学素子３７の少なくとも一部を前記実施形態または前記各変形例の光学素子保持装置３８で保持し、この照明光学系３３及び投影光学系３５を露光装置３１の本体に組み込み、光学調整を行う。次いで、多数の機械部品からなるウエハステージ３６（スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージ３４も含む）を露光装置３１の本体に取り付けて配線を接続する。そして、露光光の光路内にガスを供給するガス供給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。

光学素子保持装置３８を構成する各部品は、超音波洗浄により、加工油、及び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。露光装置３１の製造は、温度、湿度及び気圧が制御され、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。

前記実施形態における硝材として、蛍石、石英などが使用される例を説明したが、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、リチウム−カルシウム−アルミニウム−フロオライド、及びリチウム−ストロンチウム−アルミニウム−フロオライド等の結晶、ジルコニウム−バリウム−ランタン−アルミニウムからなるフッ化ガラス、フッ素をドープした石英ガラス、フッ素に加えて水素もドープされた石英ガラス、ＯＨ基を含有させた石英ガラス、フッ素に加えてＯＨ基を含有した石英ガラス等の改良石英を用いてもよい。

次に、上述した露光装置３１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１０は、デバイス（例えば、ＩＣ又はＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（例えば、ＣＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例を示すフローチャートである。図１０に示すように、まず、ステップＳ２０１（設計ステップ）において、デバイス（マイクロデバイス）の機能及び性能設計（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Ｓ２０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを有するマスク（レクチルＲｔ等）を製作する。ステップＳ２０３（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）を製造する。

次に、ステップＳ２０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３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Ｓ２０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ２０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ２０５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）等の複数の工程が必要に応じて含まれる。

最後に、ステップＳ２０６（検査ステップ）において、ステップＳ２０５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。

図１１は、半導体デバイスの場合における、図１０のステップＳ２０４の一例を詳細に示すフローチャートである。図１１において、ステップＳ２１１（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Ｓ２１２（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Ｓ２１３（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Ｓ２１４（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Ｓ２１１〜Ｓ２１４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。

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。この後処理工程では、まず、ステップＳ２１５（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Ｓ２１６（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３１）によってマスク（レチクルＲｔ）の回路パターンをウエハＷ上に転写する。次に、ステップＳ２１７（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Ｓ２１８（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ウエハＷの部分をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２１９（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。

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Ｓ２１６）において上記の露光装置３１が用いられ、真空紫外域の露光光ＥＬにより解像力の向上が可能となり、しかも露光量制御を高精度に行うことができる。従って、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく生産することができる。

Claims (14)

1. 枠部材と、該枠部材の内側に設けられ、光学素子を保持する保持部材とを備える光学素子保持装置において、
   前記保持部材と前記枠部材との間に設けられ、前記保持部材に保持された前記光学素子の姿勢を調整する姿勢調整機構と、前記枠部材に設けられた開口部内に収容される第１の調整部品と、前記開口部内に収容される第２の調整部品と、前記第２の調整部品と前記枠部材との間に設けられた第１のシール部材とを備え、
   前記第２の調整部品は、前記姿勢調整機構に係合し、前記第１の調整部品は、前記開口部内における前記第２の調整部品の変位量を調整することを特徴とする光学素子保持装置。
2. 前記枠部材は、他の枠部材に接合するための接合部を有し、前記枠部材は、前記他の枠部材と前記接合部との間に設けられた第２のシール部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持装置。
3. 前記第２のシール部材は、前記光学素子の光軸を中心とする円に沿って配置されるＯリングを含むことを特徴とする請求項２に記載の光学素子保持装置。
4. 前記Ｏリングは、前記接合部に密着され、かつ弾性変形可能な中空構造を有することを特徴とする請求項３に記載の光学素子保持装置。
5. 前記第１の調整部品及び前記第２の調整部品は、前記開口部内に、前記枠部材の内側から外側に向かって、前記第２の調整部品、前記第１の調整部品の順に配置され、前記第１の調整部品を前記開口部から取り外した際、前記第２の調整部品が前記開口部内に留置されることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
6. 前記第１の調整部品は、厚さが異なる複数の第１の調整部品の一つであり、前記第１の調整部品を交換することにより、前記開口部内における前記第２の調整部品の変位量が調整されることを特徴とする請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
7. 前記第１の調整部品は、前記開口部内における前記第２の調整部品の変位量を粗調整する粗調整部品と、前記第２の調整部品の変位量を微調整する微調整部品とを含むことを特徴とする請求項６に記載の光学素子保持装置。
8. 前記第１のシール部材は、前記第２の調整部品の外周面と、前記開口部の内周面との間に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
9. 前記開口部内に設けられ、前記第２の調整部品を収容する筒状体を備え、前記第１のシール部材は、前記第２の調整部品の外周面と前記筒状体の内周面との間に設けられることを特徴とする請求項１〜請求項８のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
10. 前記開口部と前記筒状体との間に設けられるＯリングを有することを特徴とする請求項９に記載の光学素子保持装置。
11. 少なくとも１つの光学素子を収容する鏡筒において、
    前記光学素子の少なくとも１つを保持する、請求項１〜請求項１０のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置を備えることを特徴とする鏡筒。
12. 前記光学素子は、マスク上に形成された所定のパターンの像を基板上に投影する投影光学系を構成する複数の光学素子の一つであることを特徴とする請求項１１に記載の鏡筒。
13. マスク上に形成された所定のパターンの像を基板上に転写する露光装置において、
    前記所定のパターンの像を前記基板上に転写するための請求項１２に記載の鏡筒を備えることを特徴とする露光装置。
14. デバイスの製造方法において、
    請求項１３に記載の露光装置を用いて露光を行うリソグラフィ工程を備えることを特徴とするデバイスの製造方法。

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