JP5251869B2 - 光学素子保持装置、鏡筒及び露光装置ならびにデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態の光学素子保持装置は、光学素子(28)を保持する光学素子保持装置(29)において、前記光学素子の表面のうち、少なくとも一部の表面に対して、非接触の状態で設けられ、前記光学素子に生じた振動を減衰させる振動減衰部材(41)を有する。
(第1実施形態)
以下に、本発明の露光装置と光学素子保持装置と鏡筒は、図1〜図6に示すように、例えば半導体素子製造用の露光装置、レンズ等の光学素子を保持する光学素子保持装置、投影光学系を収容する鏡筒として具体化できる。
図2は、光学素子保持装置29を示す断面図である。なお、図2は、後述する保持部材を含まない部分の断面を示している。図2の例では、レンズ28は、合成石英や蛍石等の硝材からなり、円形状(図3参照)である。レンズ28の周縁部にはフランジ部28aが形成されている。光学素子保持装置29は、金属材料の加工によって円環状に形成された枠体45を有している。そして、鏡筒27は、この枠体45が複数積み重なって構成される。枠体45の内周部には、レンズ28のフランジ部28aを保持する保持部44(図3参照)が固定されている。
図6は光学素子保持装置29の平面図である。図6に示すように、光学素子保持装置29には、振動減衰部材が設けられている。本実施形態の振動減衰部材は、例えばレンズ28の外周側部分を覆う円環状の振動減衰板41である。この振動減衰板41は、レンズ28における露光光ELの入射領域の外側に、非接触の状態、すなわち、レンズの表面に対して、所定の間隔(制御された距離)をおいて離間した状態で配置されている。露光光ELは、振動減衰板41の開口部41aを通過してレンズ28に入射する。
外乱の影響を受け、レンズ28に振動が生じると、レンズ28の表面と振動減衰板41との間の隙間Cの大きさが変化し、その隙間C内に存在する窒素ガスに圧力の変化が発生する。ここで、隙間C内に存在する窒素ガスは、窒素ガス自身が持つ粘性によって、隙間C内に発生した圧力の変化に抵抗し、隙間Cの外への流出に抗した状態が生じる。このため、レンズ28と振動減衰板41との間の隙間C内に存在する窒素ガスがダンパとして働き、レンズ28に生じた振動を減衰させるスクイーズフィルム作用が発生することになる。すなわち、レンズ28の表面に対して、非接触状態で振動減衰板41を設けることによって、レンズ28と振動減衰板41との間に存在する窒素ガスが、スクイーズフィルムダンパとして機能することになる。
(1)この光学素子保持装置29では、レンズ28の表面の一部に対して、非接触の状態で振動減衰板41が設けられている。このため、レンズ28に振動が生じたとしても、その振動は、振動減衰板41とレンズ28との間の流体の圧力変動により減衰される。しかも、振動減衰板41は、レンズ28の表面に対して直接接触することなく所定間隔離して設けられているため、振動減衰板41の配置によってレンズ28の表面状態が変化することもない。従って、レンズ28の光学性能を良好に保つことができる。
次に、第2実施形態の光学素子保持装置29について、前記第1実施形態と異なる部分を中心に図8に基づいて説明する。
(10)この光学素子保持装置29では、レンズ28の表面と振動減衰板41との隙間Cに、窒素ガスより高粘度の流体Fが充填されているため、隙間C内の流体Fの粘性によって、スクイーズフィルム作用がさらに効果的に発揮される。このため、レンズ28の振動減衰効果をさらに向上させることができる。
各実施形態では、振動減衰板41を金属板と粘弾性体との積層体で構成したが、1枚の金属板で構成してもよい。この場合、1枚の金属板は、レンズ28との間の隙間C内に存在する流体が、レンズ28に生じた振動を減衰するために必要な厚さ(剛性)を備えていればよい。また、接続部材42を形成する制振合金を振動減衰版41に用いてもよい。
各実施形態では、振動減衰板41の金属板43をスチールで形成したが、不純物の発生が抑制されるように洗浄処理を施したり、コーティング処理を施したアルミニウムなどの軽金属を使用してもよい。
各実施形態では、振動減衰板41をレンズ28の表面の外周部分における全周を覆うように設けたが、振動減衰板41に、例えば切り欠き部を設けるなどしてレンズ28の円周方向の一部のみを覆うようにしてもよい。このように構成した場合、振動減衰板41を設けることによる重量の増加を抑えることができる。
各実施形態では、振動減衰板41を円環状に形成したが、振動減衰板41の開口部41aの形状を、レンズ28における露光光ELの入射領域の形状に対応して、例えば略四角形状をなすようにしてもよい。
各実施形態では、鏡筒27内の雰囲気流体を窒素ガスとしたが、雰囲気流体を、例えば空気や、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ラドン、ネオン、キセノン等の不活性ガス等としてもよい。
また、光学素子保持装置は、液浸露光装置に限らず、投影光学系とウエハとの間の所定の気体(空気、不活性ガスなど)で満たされた露光装置にも適用することが可能である。また、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露光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露光するプロキシミティ露光装置の光学系にも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、全反射タイプであってもよい。
また、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。
すなわち、まず、照明光学系23、投影光学系25を構成する複数のレンズ28またはミラー等の光学素子の少なくとも一部を本実施形態の光学素子保持装置29で保持し、この照明光学系23及び投影光学系25を露光装置21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26(スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージ24も含む)を露光装置21の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。
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。図9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、そのデバイス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。
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)において上記の露光装置21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 (15)
- 枠体と、該枠体内に配設される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、
前記光学素子の表面のうち、少なくとも一部の表面に対して、非接触の状態で前記枠体又は前記保持部材に設けられ、前記光学素子に生じる振動を減衰させる振動減衰部材を有し、前記光学素子の前記少なくとも一部の表面と前記振動減衰部材との間の流体の圧力変動によって、前記光学素子の振動を減衰させることを特徴とする光学素子保持装置。 - 前記振動減衰部材が、前記光学素子の表面のうち、光が入射する入射領域とは異なる領域の少なくとも一部を覆うように設けたことを特徴とする光学素子保持装置。
- 前記振動減衰部材は、前記光学素子の側面に対して、非接触の状態で設けられることを特徴とする請求項2に記載の光学素子保持装置。
- 前記振動減衰部材は、前記光学素子の前記少なくとも一部の表面に沿って延びるとともに、前記少なくとも一部の表面から、所定距離だけ離間していることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
- 前記振動減衰部材は、当該振動減衰部材自身の振動を減衰する制振材料で形成されることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
- 前記制振材料は、金属と粘弾性体とを含む積層体、又は、金属板を備えることを特徴とする請求項5に記載の光学素子保持装置。
- 前記流体は、前記光学素子が曝される雰囲気を構成する流体よりも高い粘性を有することを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
- 前記光学素子と前記振動減衰部材との間に、スクイーズフィルムダンパーを形成することを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
- 前記スクイーズフィルムダンパーは、前記光学素子が振動した時に、前記光学素子と前記振動減衰部材との間の隙間内に存在する流体の粘性が、前記隙間内に発生した圧力の変化に抵抗することによって発生することを特徴とする請求項8に記載の光学素子保持装置。
- 前記振動減衰部材は、前記光学素子を保持する保持部材に取り付けられることを特徴とする請求項1〜9のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
- 前記保持部材と前記振動減衰部材との間に、制振作用を有する接続部材を設けたことを特徴とする請求項10に記載の光学素子保持装置。
- 複数の光学素子を保持する鏡筒において、
前記光学素子の少なくとも1つを請求項1〜11のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置を介して保持したことを特徴とする鏡筒。 - 複数の光学素子を介した露光光で基板を露光する露光装置において、
前記複数の光学素子の少なくとも1つを請求項1〜11のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置を介して保持したことを特徴とする露光装置。 - 前記複数の光学素子は、前記基板上にパターンを形成する光学系を構成することを特徴とする請求項13に記載の露光装置。
- 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は、請求項13または14に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
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