JPH11281865A

JPH11281865A - 光学装置及びその製造方法並びに半導体露光装置

Info

Publication number: JPH11281865A
Application number: JP10169875A
Authority: JP
Inventors: Izumi Motoyama; いづみ元山; Kuninori Shinada; 邦典品田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】光学素子に歪みを与えることなく鏡筒内保持す
ること。【解決手段】固定治具５をレンズ３の方向に微動させ
てレンズ３に押し当てて、レンズ３を鏡筒４内に固定す
る。このとき、微少な振動が生じても鏡筒４内でレンズ
３がずれないように、軟質金属からなる当接部５１が変
形するまで固定治具５をレンズ３に押し当てる。これに
より、当接部５１の先端部が変形し、レンズ３に面接触
し、レンズ３を変形させることなく鏡筒４内に確実の固
定することができ、鏡筒４に微少振動が与えられた場合
であっても、鏡筒４内でレンズ３が微動することを防止
できる。また、各固定治具５に設けたネジ部５０を適宜
回転させて各固定治具５の進退量を微調節すれば、レン
ズ３の光軸と鏡筒４の光軸とを精密に一致させることが
できるとともにその状態を保持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体露光装置そ
の他の精密機器に組み込まれるなどして使用される光学
装置及びその製造方法に関し、特にレンズ等の光学素子
を歪みなく鏡筒等の保持部材に保持することができる光
学装置及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣやＬＳＩに代表される半導体素子
は、要求される集積密度が年々高くなっており、極めて
緻密なパターンの露光及び成形が要求されるようになっ
ている。このため、半導体製造用の露光装置では、ウェ
ハ上により正確なパターンを投影すべく、これに組み込
まれている投影光学系その他の光学機器に対して極めて
高い光学特性と組立精度とが要求されるようになって来
ている。

【０００３】ここで、レンズ等の光学素子単体での光学
特性は、露光装置の結像性能を確保する上で当然重要で
あるが、鏡筒の光軸と光学素子の光軸を一致させるため
に行う芯出しや固定の精度も、露光装置全体の光学特性
を左右する重要なファクタである。したがって、光学素
子を鏡筒内に組み込み、これに対し位置決めや芯出しを
行って固定する際にも、光学素子の結像特性を損なわな
いような工夫が必要となる。例えば、固定用治具と光学
素子との接点の位置ずれや、固定時にかかる圧力によっ
て、光学素子が歪み、結像性能が悪化することを防止す
る必要がある。さらに、組み込み後の移送や使用時に発
生する振動によって光学素子が位置ずれを起こし、さら
なる歪みが生じたり結像性能上重大な欠陥を生じてしま
うことを防止する必要がある。

【０００４】従来、光学素子を鏡筒内に組み込む際に
は、以上の事情を考慮して種々の対策が講じられてい
る。例えば、光学素子をその有効光学面外の周辺部で精
度良く固定するために、鏡筒内の固定位置において鏡筒
内周を３等分した箇所、若しくは全周に突起を形成し、
この突起上に光学素子を載置する。そして、突起上に載
置された光学素子の周辺部をエポキシ樹脂等の接着剤に
よって接着したり、このような光学素子の周辺部をネジ
や押さえ環によって固定する方法が採られている。さら
に、鏡筒と光学素子との間隙にシリコーンゴムやクロロ
プレンゴム等のシーリング剤を充填し、固定する方法も
採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、以下に説明するような問題点がある。ま
ず、光学素子の周辺部を鏡筒内周面の突起に接着剤を用
いて接着する方法や、鏡筒と光学素子の間隙にシリコー
ンゴムやクロロプレンゴム等のシーリング剤を充填して
固定する方法では、シーリング剤が硬化する際に生じる
硬化収縮により光学素子に歪みが生じたりする。また、
樹脂の塑性変形によって光学素子に位置ずれや歪みが生
じたり（シーリング剤は、硬化後に塑性変形を起こすた
め、光学素子の自重や外的な振動によってシーリング剤
が次第に変形し、光学素子の位置がずれ、光軸がずれ
る）、樹脂から発生する有機物ガスが光学素子の表面に
堆積し重合することによって光学素子表面にクモリが生
じたりする。

【０００６】特に、半導体露光装置の光学系に用いられ
ている場合、光源から照射される高出力の短波長の光
（３００ｎｍ以下の紫外線）が、レンズを透過する際に
生じる散乱光がシリコーン樹脂に照射されることによ
り、活性化し、未反応物や可塑剤等が急速にガスにな
り、それが光学素子表面に付着した際には、３００ｎｍ
以下の紫外線の高いエネルギーによって架橋し固着され
る。

【０００７】その上、シリコーン樹脂や可塑剤等の有機
系物質は、３００ｎｍ以下の紫外線の波長領域の光を吸
収するので、露光条件に影響を与え、半導体露光装置の
光学素子の汚染物質としては、厄介なものである。ま
た、鏡筒に組み込まれた光学素子の最外面は、拭きによ
りその汚れの除去が可能であるが、それ以外の面（内部
の面）は、分解して行う以外は方法がない。

【０００８】光学素子の表面が汚染された状態のままで
露光した場合、光源から照射される３００ｎｍ以下の紫
外線の光量は、光学系を通過する過程で吸収され、ウエ
ハ上に露光される際には、極端に少なくなり、十分な露
光を行うとすると、長時間の露光を要し、スループット
の低下につながる。また、ウエハ上に露光される光量を
汚染されていない状態の光学素子を用いて露光した場合
と同じ光量にするには、光源から照射される３００ｎｍ
以下の紫外線の光量を増加をさせる必要がある。

【０００９】さらに、シリコーンゴム等の硬化収縮や塑
性変形により光学素子が歪んだり、光軸がずれた状態で
露光をした場合、レチクルに形成されたパターンはウエ
ハ上に適正に焼き付けられず、またシリコーンゴム等に
３００ｎｍ以下の紫外線が照射されることにより生ずる
ガスが原因となって、レチクルに対する照度ムラが生
じ、ウエハの感光剤上にパターンが均一に焼き付けられ
ず、線幅が場所ごとに異なったり、パターンにダレが生
じるという問題がある。

【００１０】また、ネジを用いた固定方法では、光学素
子とネジの接点が点になるので、各接点にかかる負荷が
大きく、締め付け強度の調整が難しい。つまり、必要以
上に強く締めると光学部品に歪みが生じ、弱く締めると
振動が加わったときに光学素子が動いてしまう。また、
この方法では、光学素子と鏡筒との間でシーリングが必
要な場合に対応できないという問題もある。

【００１１】さらに、押さえ環を用いて鏡筒に光学素子
を固定する方法では、使用する部品が多くなる。また、
部品それぞれの公差がこの固定方法の精度として累積さ
れるため、個々の部品に高い加工仕上がり精度が要求さ
れるだけでなく、光軸合わせ等の調整作業に手間がかか
ってしまう。さらに、ネジを用いた固定方法と同様に、
押さえ環の締め付け強度が微妙であり、強く締めると光
学部品に歪みが生じ、弱く締めると振動が加わったとき
に光学素子が動いてしまうという問題がある。また、光
学素子と鏡筒との間でシーリングが必要な場合に対応で
きないという問題もある。

【００１２】そこで、本発明は、光学素子に歪みを与え
ることなく光学素子を鏡筒等の保持具に対して正確に位
置合わせすることができるとともに、位置合わせ後に位
置ずれを生じにくく簡易に光学素子と保持具との間でシ
ーリングを行うことができる光学装置及びその製造方法
並びに半導体露光装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る光学装置は、光学素子と当該光学素子
を保持する保持部材とを備える光学装置において、前記
光学素子と前記保持部材とのいずれよりも硬度が小さい
軟質金属製の当接部材を前記光学素子と前記保持部材と
の間に介在させるとともに、加圧変形させた前記当接部
材の面によって前記光学素子を支持させることを特徴と
する。

【００１４】また、好ましい態様によれば、前記保持部
材が筒状で当該筒の内面側に前記光学素子の縁部分を支
持し、前記当接部材が前記保持部材から前記光学素子の
縁部分側に進退可能に延びる固定用治具の先端に取り付
けられていることを特徴とする。また、好ましい態様に
よれば、前記保持部材が筒状で当該筒の内面側に前記光
学素子の縁部分を支持し、前記当接部材が前記光学素子
の縁部分と前記内面側に設けた環状の支持部との間に環
状に配置されていることを特徴とする。

【００１５】また、好ましい態様によれば、前記固定用
治具が前記保持部材に３箇所以上取り付けられているこ
とを特徴とする。本発明に係る光学装置の製造方法は、
光学素子を保持部材によって保持する光学装置の製造方
法において、前記光学素子と前記保持部材とのいずれよ
りも硬度が小さい軟質金属製の当接部材を前記光学素子
と前記保持部材との間に介在させるとともに、前記当接
部材を前記光学素子に押圧することによって前記当接部
材を変形させた当該当接部材の面によって前記光学素子
を支持させることを特徴とする。

【００１６】本発明に係る半導体露光装置は、マスク
を照明する照明光学系と、前記マスクに形成されたパ
ターンを基板上に投影露光するための投影光学系と、を
具備する半導体露光装置において、前記照明光学系又は
前記投影光学系に請求項１〜４のいずれか記載の光学装
置を用いたことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕図１は、本発明
の第１実施形態の光学装置を説明する図である。図１
（ａ）は、平面図であり、図１（ｂ）は、Ａ−Ａ’断面
図である。図示のように、光学装置２は、光学素子であ
るレンズ３とこれを保持するための保持部材である鏡筒
４とを備える。このような光学装置２は、例えば半導体
製造用の露光装置の投影光学系内に組み込まれる。な
お、斯かる露光装置の投影光学系は、レチクル等のマス
ク上に形成されたパターンの像を感光基板上に投影する
ためのものであり、通常、図１のような光学装置を必要
数準備し、これらを必要に応じて調整しつつ組み立てる
ことによって完成される。

【００１８】鏡筒４は、筒状の本体部分４０の内面に環
状の突起４１を有する。この突起４１の内径は、レンズ
３の外径よりも所定量だけ小さくなっている。したがっ
て、鏡筒４中にレンズ３を挿入した場合、突起４１上に
レンズ３の有効光学面外の周辺部が当接し、レンズ３が
本体部分４０内で光軸方向に関して安定して支持され
る。

【００１９】突起４１の上方で、本体部分４０の円周を
３等分する位置には、それぞれ固定治具５が取り付けら
れている。各固定治具５は、本体部分４０に設けたネジ
穴４０ａにねじ込まれており、レンズ３すなわち鏡筒４
の光軸に垂直な方向に進退可能となっている。各固定治
具５の先端には、レンズ３に当接してレンズ３の側面３
ａに適当な付勢力を与えるための当接部５１が形成され
ている。レンズ３は、各固定治具５を位置調整すること
により鏡筒４内で光軸に対しほぼ垂直な面内で移動す
る。これにより、レンズ３の光軸と鏡筒４の光軸とを精
密に一致させることができる。

【００２０】図２は、図１の光学装置２を構成する固定
治具５の構造を説明する図である。図２（ａ）は、平面
図であり、図２（ｂ）は、側面図であり、図２（ｃ）
は、裏面図である。この固定治具５は、図１に示す鏡筒
４の本体部分４０にねじ込まれるネジ部５０と、レンズ
３の側面３ａに押圧されることによって変形してレンズ
３を面で支持する当接部５１と、当接部５１を固定治具
５の一端に支持する受け部５２とを備える。

【００２１】ネジ部５０の外周には、微動用のネジが切
ってある。ネジ部５０の先端側には、このネジ部５０を
図１に示す鏡筒４の本体部分４０の外側から回転させる
ためのスロット５０ａが形成されている。このスロット
５０ａにドライバその他の工具を差し込んでネジ部５０
を適宜回転させれば、固定治具５自体を鏡筒４の光軸に
垂直な方向に必要量だけ進退させることができる。

【００２２】受け部５２の中央には、球状の当接部５１
が嵌め込まれる。受け部５２の外周部分には、当接部５
１を固定するため、４つの切欠５２ａが等間隔で放射状
に形成されている。図３は、受け部５２に当接部５１を
固定する方法を説明する断面図である。まず、ネジ部５
０と受け部５２とからなる本体側を準備し、受け部５２
の凹部５２ｂに当接部５１の下半分を嵌め込む（図３
（ａ））。次に、受け部５２を周囲からかしめることに
よって凹部５２ｂ中に当接部５１の下半分を安定に固定
する（図３（ｂ））。

【００２３】当接部５１は、軟質金属からなり、内部に
中空部５１ａを備える。当接部５１を形成する軟質金属
は、錫、インジウム、金に代表されるようなビッカース
硬度（Ｈｖ）が２０以下の軟質金属を使用するのが望ま
しい。なお、ビッカース硬度（Ｈｖ）は、ブリネル硬度
（ＨＢ）とほぼ等しく、ブリネル硬度（ＨＢ）でも２０
以下の軟質金属を使用するのが望ましい。上記３種の金
属の各硬度は、錫が、ＨＢ＝３．９、インジウムがＨＢ
＝０．９、金がＨｖ＝２０である。このような軟質金属
を当接部５１として用いることにより、ネジ部５０を回
転させて固定治具５をレンズ３の方向に前進させた場合
に、当接部５１が容易に変形して点ではなく面でレンズ
３の側面３ａと接触する。このため、レンズ３を支持す
る力が分散され、レンズ３に歪みを与えることなく確実
にこれを固定できる。

【００２４】ただし、当接部５１に使用する軟質金属
は、上記の金属に限られるものではない。つまり、レン
ズ３や鏡筒４の具体的な材質や形状が一定の条件を満た
せば、ビッカース硬度（Ｈｖ）やブリネル硬度（ＨＢ）
が２０以上の軟質金属であっても当接部５１として使用
することができる。例えば、レンズ３や鏡筒４の硬度と
当接部５１の硬度との間に十分な硬度差があれば、当接
部５１を簡易に変形させてレンズ３の側面３ａを支持さ
せることができる。

【００２５】一方、鏡筒４の本体部分４０、固定治具５
のネジ部５０、及び受け部５２の材料としては、硬度の
大きい金属が適している。例えば、当接部５１として上
記のような軟質金属を用いた場合、本体部分４０等の材
質としては、ステンレスや鋼、黄銅等が適している。ま
た、本体部分４０の材料としては、鉄のように化学変化
しやすい金属であっても用いることができる。この場
合、不活性な金属を表面にコーティングしたり、防錆剤
等の処理剤を表面にコーティングするなどして使用する
ことが望ましい。

【００２６】以下、図１に示す光学装置の組立を説明す
る。まず、鏡筒４の本体部分４０の内側から３つの固定
治具５のネジ部５０をこのネジ穴４０ａにねじ込む。次
に、鏡筒４内にレンズ３を挿入して、突起４１上にレン
ズ３の周辺部を支持させる。これにより、レンズ３は、
３つの固定治具５の中心位置に配置される。次に、固定
治具５をレンズ３中心の方向に微動させてレンズ３に押
し当て、レンズ３を鏡筒４内に固定する。このとき、微
少な振動が生じても鏡筒４内でレンズ３がずれないよう
に、当接部５１が変形するまで固定治具５をレンズ３に
押し当てる。これにより、当接部５１の先端が変形して
レンズ３に面で接触し、レンズ３を変形等させることな
く鏡筒４内に確実に固定することができる。この結果、
鏡筒４に微小振動が与えられた場合であっても、鏡筒４
内でレンズ３が微動することを確実に防止できる。ま
た、固定治具５の一端に軟質金属から成る当接部５１を
固定しているので、各固定治具５に設けたネジ部５０を
適宜回転させて各固定治具５の進退量を微調節すれば、
レンズ３の光軸と鏡筒４の光軸とを精密に一致させるこ
とができるとともにその状態を保持することができる。

【００２７】図４は、固定治具５の一端に設けた当接部
５１の変形を説明する図である。図示のように、当接部
５１は、レンズ３の側面３ａに当接して変形し、その一
部５１ｂが扁平になってレンズ３の側面３ａと面接触す
る。これにより、レンズ３が歪みなく安定に固定治具５
に支持されることになる。なお、軟質金属からなる当接
部５１は、図３に示すように内部が空洞になっている必
要はなく、当接部５１に用いる軟質金属の硬度が十分小
さければ、中実な構造を有していてもよい。

【００２８】また、当接部５１の外形は、球形に限定さ
れるものではなく、例えば楕円形やその他の形状でもよ
い。要するに、当接部５１は、レンズ３の固定に際して
変形可能であれば構わない。図５は、図４に示す固定治
具５の一変形例である固定治具１０５の形状を説明する
側方断面図である。この固定治具１０５の場合、キュー
ブ状の当接部１５１によってレンズ３を支持することに
なる。なお、当接部１５１の一部１５１ｂは予めレンズ
３の側面３ａと同一の曲率を有する面に加工されてい
る。このため、当接部１５１が変形するまで固定治具１
０５をレンズ３に押し当てると、当接部１５１のうち、
レンズ３に面接触する一部１５１ｂ以外の部分が変形し
てレンズ３を鏡筒４内に固定することができる。

【００２９】また、固定治具５、１０５を鏡筒４の円周
上の２点に設け、レンズ３を鏡筒４内の一箇所に押し付
けて保持することも可能である。ただし、高い光学特性
と組立精度を得るためには、固定治具５を鏡筒４の円周
上の３点若しくはそれ以上の位置に設けてレンズ３を保
持することが望ましい。また、鏡筒４や固定治具５、１
０５は、これらに付着している汚染物質が光学装置２内
を汚染することを防止するため、組立直前に精密洗浄す
ることが望ましい。精密洗浄方法は、ＩＰＡ等の有機溶
剤によるベーパ洗浄や浸漬洗浄が適している。

【００３０】以上の説明から明らかなように、第１実施
形態の光学装置２では、接着剤やシーリング剤を使用し
てレンズ３を鏡筒４内に保持していないため、樹脂から
発生する有機ガスが原因となるくもりをレンズ３の表面
に生じさせない。特に、ＡｒＦ、ＫｒＦエキシマレーザ
のように高いエネルギー密度の光を扱う光学装置のくも
り防止に有効である。

【００３１】〔第２実施形態〕図６は、第２実施形態の
光学装置を説明する側方断面図である。図示のように、
光学装置２０２は、光学素子であるレンズ２０３とこれ
を保持する保持部材である鏡筒２０４とを備える。この
光学装置２０２は、例えば半導体製造用の露光装置の投
影光学系内に組み込まれる。

【００３２】鏡筒２０４の本体部分２４０の内側には、
支持部として、環状の座２４１が形成されている。この
環状の座２４１の内径は、レンズ２０３の外径よりも小
さくなっている。鏡筒２０４中にレンズ２０３を挿入し
た場合、この座２４１により、当接リング２５１を介し
てレンズ２０３の有効光学面外の周辺部を支持すること
ができる。

【００３３】レンズ２０３は、環状の押さえ治具２５２
により、当接リング２５３を介して上部から固定され
る。押さえ治具２５２は、鏡筒２０４の本体部分２４０
上端において円周を適当に等分する位置でビス２５０に
よってネジ止めされている。図７は、当接リング２５１
の外観を示す平面図である。また、図８（ａ）は、図７
に示す当接リング２５１のＡ−Ａ’断面図である。軟質
金属製の当接リング２５１は、レンズ２０３の直径より
もわずかに小さい直径のリングに形成されている。ま
た、当接リング２５１の断面は、ほぼ円形で、例えば直
径１０ｍｍ程度以下とする。当接リング２５１の断面の
直径が１０ｍｍを越えた場合、光学装置２０２のサイズ
にもよるが、押さえ治具２５２を締め付けた際の当接リ
ング２５１の変形量が大きくなる。したがって、当接リ
ング２５１の断面の直径や形状を調節することにより、
当接リング２５１が適切な固定・シーリング位置からは
み出して光の透過経路に影響したり、レンズ２０３や鏡
筒２０４等を圧迫して光に歪みが生じることを防止す
る。また、当接リング２５１の断面の直径や形状を調節
することにより、押さえ治具２５２による充分な締め付
けが出来なくなったり、運搬時もしくは使用時に当接リ
ング２５１が変形したり、レンズ２０３の位置ずれや光
軸のずれが生じたりすることを防止する。なお、レンズ
２０３と押さえ治具２５２との間に配置される当接リン
グ２５３も、図示の当接リング２５１と同一の形状を有
する。

【００３４】当接リング２５１は、ビス２５０で押さえ
治具２５２を固定する際に、レンズ２０３と座２４１と
の間で押圧されて変形し、レンズ２０３を面で支持す
る。当接リング２５３も、ビス２５０で押さえ治具２５
２を固定する際に、レンズ２０３と押さえ治具２５２と
の間で押圧されて変形し、レンズ２０３を面で支持す
る。

【００３５】当接リング２５１、２５３は、軟質金属か
らなり、内部が中実になっている。当接リング２５１、
２５３を形成する軟質金属は、第１実施形態の場合と同
様に、錫、インジウム、金に代表されるようなビッカー
ス硬度（Ｈｖ）が２０以下の軟質金属を使用するのが望
ましい。このような軟質金属を当接リング２５１、２５
３として用いることにより、当接リング２５１、２５３
が変形して点ではなく面でレンズ２０３周辺部の上下面
と接触する。このため、レンズ２０３を保持する力が分
散され、レンズ２０３に歪みを与えることなく確実に固
定できる。なお、両当接リング２５１、２５３を等しい
硬度とする必要はない。例えば、当接リング２５１の方
を比較的柔らかくすれば、ビス２５０による押さえ治具
２５２の締付け量を適宜調節することにより、鏡筒２０
４中におけるレンズ２０３の姿勢を比較的精密に調節す
ることができる。

【００３６】一方、鏡筒２０４の本体部分２４０、押さ
え治具２５２、及びビス２５０の材料としては、第１実
施形態の場合と同様に、硬度の大きい金属が適してい
る。例えば、当接リング２５１として上記のような軟質
金属を用いた場合、本体部分２４０等の材質としては、
ステンレスや鋼、黄銅等が適している。図８（ｂ）〜図
８（ｄ）は、図８（ａ）に示す当接リング２５１の断面
形状の変形例である。例えば、図８（ｂ）に示すように
長方形の断面としたり、図８（ｃ）に示すように角の取
れた長方形の断面としたり、図８（ｄ）に示すように楕
円形の断面とすることができる。その他、台形や中心が
空洞になっている形状でもよく、レンズ２０３と座２４
１との間で変形してレンズ２０３を面で支持することが
できる限り、任意の形状をとすることができる。

【００３７】以下、図６に示す光学装置２０２の組立を
説明する。まず、鏡筒２０４の本体部分２４０の内面に
設けた座２４１上に当接リング２５１を配置する。次
に、鏡筒２０４内にレンズ２０３を挿入して、座２４１
上の当接リング２５１にレンズ２０３の周辺部を支持さ
せる。次に、レンズ２０３の周辺部分上に当接リング２
５３を配置し、その上に押さえ治具２５２を配置する。
次に、ビス２５０をねじ込むことによって押さえ治具２
５２を本体部分２４０側に押圧する。これにより、当接
リング２５１は、レンズ２０３及び座２４１に挟まれ、
各形状に沿って変形して両者に密着する。また、当接リ
ング２５３は、レンズ２０３及び押さえ治具２５２に挟
まれ、各形状に沿って変形して両者に密着する。押さえ
治具２５２は、当接リング２５１、２５３とレンズ２０
３との隙間がなくなって、レンズ２０３が振動によって
ずれないような固定強度になるまで締め付ける。各当接
リング２５１、２５３は、点ではなく面でレンズ２０３
と接触するので、レンズ２０３を保持する力が分散さ
れ、レンズ２０３を変形させたりこれに歪みを与えるこ
となく固定することができる。さらに、当接リング２５
１によって、レンズ２０３と鏡筒２０４とを簡易にシー
ルすることができる。この際、接着剤やシーリング剤を
使用してレンズ２０３を鏡筒２０４内に保持していない
ため、樹脂から発生する有機ガスが原因となるくもりを
レンズ２０３の表面に生じさせない。さらに、押さえ治
具２５２の締付け量を円周上の各位置で調整すれば、鏡
筒２０４内におけるレンズ２０３の傾きを調整すること
もできる。

【００３８】なお、鏡筒２０４、当接リング２５１、２
５３、押さえ治具２５２等は、これらに付着している汚
染物質が光学装置２０２内を汚染することを防止するた
め、組立直前に精密洗浄することが望ましい。〔第３実施形態〕図９は、第３実施形態の光学装置を説
明する側方断面図である。第３実施形態の光学装置３０
２は、第２実施形態の光学装置２０２の変形例であり、
同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

【００３９】図示の光学装置３０２において、鏡筒２０
４の本体部分２４０の内側には、当接リング２５１を支
持するため、環状の座３４１ａが形成されている。ま
た、座３４１ａの内側には、環状のリブ３４１ｂが形成
されている。このリブ３４１ｂは、押さえ治具２５２に
よる締付けに際してレンズ２０３の外周部を支持する。
第３実施形態の光学装置３０２の場合、当接リング２５
１でシーリングを行うことができ、リブ３４１ｂによっ
てレンズ２０３の精密な位置合わせを行うことができ
る。

【００４０】〔第４実施形態〕図１０は、第４実施形態
の光学装置を説明する側方断面図である。第４実施形態
の光学装置４０２は、図６に示す第２実施形態の光学装
置２０２の変形例である。図示の光学装置４０２では、
鏡筒２０４の本体部分２４０の上端面と押さえ治具２５
２の下面との間に、当接リング２５３とほぼ同一形状で
あるがリングの直径が大きいシールリング２５５を配置
する。ビス２５０をかしめることによって押さえ治具２
５２を本体部分２４０側に押圧すると、当接リング２５
３は、レンズ２０３及び押さえ治具２５２に挟まれて変
形し、シールリング２５５は、本体部分２４１及び押さ
え治具２５２に挟まれて変形する。これにより、鏡筒２
０４と押さえ治具２５２との間隙もシールされる。これ
により、鏡筒２０４内部の気密性がなお一層向上する。

【００４１】〔第５実施形態〕図１１は、第５実施形態
の光学装置を説明する側方断面図である。第５実施形態
の光学装置５０２は、図６に示す第２実施形態の光学装
置２０２の変形例である。図示の光学装置５０２では、
鏡筒２０４の本体部分２４０に設けた座５４１上にレン
ズ２０３を直接載置する。この座５４１の上面は、レン
ズ２０３周辺部の下面と同一の曲率を有し、レンズ２０
３周辺部を面で支持することができるようになってい
る。この光学装置５０２の組立に際しては、ビス２５０
をねじ込むことによって、押さえ治具２５２を本体部分
２４０側に押圧する。当接リング２５３は、レンズ２０
３及び押さえ治具２５２に挟まれて変形し、レンズ２０
３を面で支持することができる。この際、当接リング２
５３によってレンズ２０３と押さえ治具２５２との間が
シールされる。また、押さえ治具２５２を本体部分２４
０に締め付けることにより、鏡筒２０４と押さえ治具２
５２との間隙もある程度シールされる。これにより、鏡
筒２０４内部の気密性が保たれる。

【００４２】図１２は、本発明にかかる半導体露光装置
の基本構造を示した図である。図１２に示すように、本
発明にかかる半導体露光装置は、少なくとも、感光材を
塗布した基板Ｗ（ウエハ）を載置するウエハステージ１
２３、露光光をマスク（レチクルＲ）に照射する照明光
学系１２１、照明光学系１２１に露光光を供給するため
のエキシマレーザー等の光源１００、及びウエハＷとレ
チクルＲとの間に配置される投影光学系１２５を有す
る。投影光学系１２５の物体面（Ｐ１）には、レチクル
Ｒの表面（パターン形成面）がくるように配置され、投
影光学系１２５の像面（Ｐ２）には、ウエハＷの表面が
くるように配置されている。

【００４３】また、レチクルＲは、レチクルステージ１
２２上に配置され、レチクルＲ上のパターンを投影光学
系１２５を介してウエハステージ１２３上に載置された
ウエハＷに投影露光する構成となっている。レチクルＲ
交換系２００は、レチクルステージ１２２にセットされ
たレチクルＲの挿脱及び交換を行うとともに、レチクル
ステージ１２２とレチクルカセットとの間でレチクルＲ
の搬送を行う機能を有する。

【００４４】さらに、投影光学系内には、半導体露光装
置に設けられた不図示のＮ₂供給源から供給管を通して
Ｎ₂が供給される構成となっている。第１の実施形態〜
第５の実施形態の光学装置を半導体露光装置の光学系に
用いて露光を行ったところ、従来の光学装置で問題にな
っているシリコン系接着材の劣化、及びシリコン系接着
材からのアウトガスによる光学素子上への付着物が原因
となって生じる透過率の低下が起こらず、レーザー耐久
性の低下が発生せず、光学素子の良好な支持状態、光学
特性を維持することができた。

【００４５】線幅が０．２５μｍ以下のパターンが形成
されたレチクルをＫｒＦエキシマレーザー光を用いて露
光した場合、感光材層に形成されたパターン性状は、線
幅０．２５μｍ以下で、断面形状はきれいな矩形をして
いた。また、線幅が０．３５μｍ以下のパターンが形さ
れたレチクルをｉ線の光を用いて露光した場合、感光材
層に形成されたパターン性状は、線幅０．３５μｍ以下
で断面形状はきれいな矩形をしていた。

【００４６】なお、第１〜第５の実施形態の光学装置
は、半導体露光装置以外の極短波長顕微鏡、蛍光顕微鏡
などの光学系にも使用できる。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光学装置によれば、加圧変形させた軟質金属製の当接
部材の面によって前記光学素子を支持させるので、当接
部材が一種の緩衝物となって、光学素子を少ない歪みで
確実に保持部材に保持させることができる。しかも、保
持に際して樹脂を使用しないので、シリコーンゴムやク
ロロプレンゴム等のシーリング剤のように、硬化収縮が
生じないので、固定時の光学素子に歪みが生じない。そ
のうえ、塑性変形によって位置ずれ等が生じたり光学装
置が有機物によって汚染されることを防止できる（即
ち、塑性変形が生じないので、光学素子の自重や外的な
振動による光学素子の位置ずれや光軸のずれが生じるこ
とがない）。

【００４８】従来のシリコーンゴムやクロロプレンゴム
等のシーリング剤を充填して固定する場合は、光軸合わ
せにかかる時間は、シーリング剤の硬化時間に依存する
（通常、シーリング剤を充填してからシーリング剤が完
全に硬化するまで、数時間から数日間を要し、その間、
光軸がずれないように静置しておく必要がある）が、軟
質金属製の当接部材を用いて固定及びシーリングを行う
場合は、光軸合わせ及びシーリングにかかる時間は実作
業時間のみに依存し、数分で作業を完了させることがで
きる。

【００４９】また、好ましい態様によれば、前記保持部
材が筒状で当該筒の内面側に前記光学素子の縁部分を支
持し、前記当接部材が前記保持部材から前記光学素子の
縁部分側に進退可能に延びる固定用治具の先端に取り付
けられているので、支持用治具の調整によって、前記保
持部材に対する前記光学素子の芯出し等を簡易かつ確実
に行うことができる。

【００５０】また、好ましい態様によれば、前記保持部
材が筒状で当該筒の内面側に前記光学素子の縁部分を支
持し、前記当接部材が前記光学素子の縁部分と前記内面
側に設けた環状の支持部との間に環状に配置されている
ので、前記保持部材と前記光学素子との境目を前記当接
部材によってシールすることができるとともに、前記保
持部材に対する前記光学素子の傾き調整等を行うことも
できる。

【００５１】また、好ましい態様によれば、前記固定用
治具が前記保持部材に３箇所以上取り付けられているの
で、光学素子を保持部材に対して安定な状態で保持する
ことができる。本発明の光学装置の製造方法によれば、
前記光学素子と前記保持部材とのいずれよりも硬度が小
さい軟質金属製の当接部材を前記光学素子に押圧するこ
とによって前記当接部材を変形させて当該当接部材の面
によって前記光学素子を支持させるので、光学素子を少
ない歪みで確実に保持部材に保持させることができ、接
着剤の塑性変形によって位置ずれ等が生じたり光学装置
が有機物によって汚染されることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態の光学装置の
平面図及び側方断面図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１の光学装置に
組み込まれる固定治具の平面図、側面図、及び裏面図で
ある。

【図３】図２の固定治具の組立を説明する図である。

【図４】図２の固定治具によるレンズの支持を説明する
図である。

【図５】図２の固定治具の変形例を説明する図である。

【図６】第２実施形態の光学装置の側方断面図である。

【図７】図６の光学装置に組み込まれる当接リングを説
明する図である。

【図８】（ａ）は、図７の当接リングの断面形状を示す
図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、その変形例を示
す図である。

【図９】第３実施形態の光学装置の側方断面図であ
る。

【図１０】第４実施形態の光学装置の側方断面図であ
る。

【図１１】第５実施形態の光学装置の側方断面図であ
る。

【図１２】本発明にかかる半導体露光装置の基本構造を
示した図である。

【符号の説明】

２・・・光学装置３・・・レンズ４・・・鏡筒５・・・固定治具４０・・・本体部分４１・・・突起５１・・・当接部５０・・・ネジ部５０ａ・・・スロット５２・・・受け部５２ａ・・・切欠５２ｂ・・・凹部１００・・・光源１２１・・・照射光学系１２２・・・レチクルステージ１２３・・・ウエハステージ１２５・・・投影光学系２００・・・レチクルＲ交換系２０２・・・光学装置２０３・・・レンズ２０４・・・鏡筒２４０・・・本体部分２４１・・・座２５０・・・ビス２５１・・・当接リング２５２・・・押さえ治具２５３・・・当接リング３００・・・ステージ制御系４００・・・主制御部Ｗ・・・基板（ウエハ）Ｒ・・・マスク（レチクル）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学素子と当該光学素子を保持する保持
部材とを備える光学装置において、前記光学素子と前記保持部材とのいずれよりも硬度が小
さい軟質金属製の当接部材を前記光学素子と前記保持部
材との間に介在させるとともに、加圧変形させた前記当
接部材の面によって前記光学素子を支持させることを特
徴とする光学装置。
【請求項２】前記保持部材は、筒状で、当該筒の内面
側に前記光学素子の縁部分を支持し、前記当接部材は、
前記保持部材から前記光学素子の縁部分側に進退可能に
延びる固定用治具の先端に取り付けられていることを特
徴とする請求項１記載の光学装置。
【請求項３】前記保持部材は、筒状で、当該筒の内面
側に前記光学素子の縁部分を支持し、前記当接部材は、
前記光学素子の縁部分と前記内面側に設けた環状の支持
部との間に環状に配置されていることを特徴とする請求
項１記載の光学装置。
【請求項４】前記固定用治具は、前記保持部材に３箇
所以上取り付けられていることを特徴とする請求項２記
載の光学装置。
【請求項５】光学素子を保持部材によって保持する光
学装置の製造方法において、前記光学素子と前記保持部材とのいずれよりも硬度が小
さい軟質金属製の当接部材を前記光学素子と前記保持部
材との間に介在させるとともに、前記当接部材を前記光
学素子に押圧することによって前記当接部材を変形させ
た当該当接部材の面によって前記光学素子を支持させる
ことを特徴とする光学装置の製造方法。
【請求項６】マスクを照明する照明光学系と、前記マスクに形成されたパターンを基板上に投影露光す
るための投影光学系と、を具備する半導体露光装置にお
いて、前記照明光学系又は前記投影光学系に請求項１〜４のい
ずれか記載の光学装置を用いたことを特徴とする半導体
露光装置。