TWI589942B - Optical member holding device, position adjusting method for optical member, exposure device, and device manufacturing method - Google Patents

Optical member holding device, position adjusting method for optical member, exposure device, and device manufacturing method Download PDF

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Description

光學構件保持裝置、光學構件之位置調整方法、曝光裝置、及元件製造方法
本發明係關於用來保持複數個光學構件之光學構件保持裝置、用來調整複數個光學構件的位置之位置調整方法、使用該光學構件保持裝置來保持照明光學系統及投影光學系統中複數個光學構件之曝光裝置、使用曝光裝置之元件製造方法。
以往，在用來製造半導體元件、液晶顯示元件等之微影製程係採用曝光裝置，其能將形成於光罩(標線片)上之圖案透過投影光學系統轉印於塗布有光阻等之基板(晶圓或玻璃板等)上。這種曝光裝置，近年來，主要是採用批式曝光方式(步進器等)及掃描曝光型(掃描步進器等)之投影曝光裝置。
曝光裝置之曝光光束(曝光用照明光)，以往是使用來自水銀燈之亮線(例如i線)、KrF準分子雷射光(波長248nm)等之紫外光。最近為了獲得更高解析度所開發之曝光裝置之曝光光束，係使用ArF準分子雷射光(波長193nm)等之遠紫外光、F2 雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。
為了製造出更微細的半導體元件等，最近已開發出EUV曝光裝置，其係使用波長100nm以下之軟X射線區的光、亦即極紫外光(EUV)作為曝光光束。該EUV曝光裝置，由於目前的光學材料均無讓EUV光穿透，其照明光學系統及投影光學系統全部由反射光學構件(反射鏡)構成，其標線片也是使用反射型標線片。
關於投影光學系統，不管是折射系、反射折射系、反射系任一者的情形，為了將標線片之圖案像以高解析度投影於晶圓上，必須調整投影光學系統之成像特性(諸像差)，一般採用之調整手段，係用來調整構成光學系統至少一部分的光學構件之位置、姿勢之調整機構。已知之位置姿勢調整機構，係具備槓桿及用來縮小該槓桿動作之機構(例如參照專利文獻1)。另一位置姿勢調整機構，係採用平行連桿機構之平行連桿式調整機構。
〔專利文獻1〕日本特開2002－131605
以往使用紫外光、遠紫外光、真空紫外光作為曝光光束的情形，由於可穿透標線片，故照明光學系統與投影光學系統可完全分離。因此，在設計其中一光學系統之保持機構時，不須考慮另一光學系統。然而，在EUV曝光裝置，由於包括標線片之全部光學構件均為反射構件，必須在其中一光學總統(例如投影光學系統)之鏡筒中配置另一光學系統(例如照明光學系統)之一部分的光學構件(反射鏡)。例如，該一部分之光學構件，係構成照明光學系統之複數反射鏡中最靠近標線片側之反射鏡。當在一光學系統之鏡筒中配置另一光學系統之一部分光學構件時，為了使各光學系統之光學構件不致遮住曝光光束(EUV光)，且為了容易調整複數個光學構件間之相對位置，必須設計保持機構。
本發明係有鑑於此，其目的係提供一光學構件保持技術，就算是2個不同光學系統之光學構件混合存在於共通之鏡筒內時，仍能將複數個光學構件保持成容易調整其等之相對位置。本發明之另一目的係提供一使用這種光學構件保持技術之曝光技術。
本發明之第1光學構件保持裝置，係用來將複數個光學構件(M4、M)保持於鏡筒(12C、12D)者，其具備：用來保持複數個光學構件中之第1光學構件(M)之第1保持部(32)，用來保持複數個光學構件中之第2光學構件(M4)之第2保持部(21)，安裝於鏡筒之用來支撐第1保持部及第2保持部之支撐台(25C、31)，以及安裝於支撐台之用來調整第1保持部與第2保持部的相對位置之調整機構(13D、13M)。
本發明之第2光學構件保持裝置，係具備：用來保持第1光學系統之複數光學構件中之第1光學構件(M)之第1保持部(32)，用來保持第2光學系統(不同於第1光學系統)之複數光學構件中之第2光學構件(M4)之第2保持部(21)，透過第1保持部來收容第1光學構件且透過第2保持部來收容第2光學構件之鏡筒(12C、12D)，以及用來調整第1保持部與第2保持部的相對位置之調整機構(13D、13M)。
依據本發明，即使是第1及第2光學構件分屬於不同光學系統的情形，藉由將這兩個光學構件配置於共通之鏡筒內且利用該調整機構，很容易調整其等之相對位置。
本發明之第1光學構件之位置調整方法，係用來調整複數光學構件中第1光學構件(M)與第2光學構件(M4)的位置，該第1光學構件及第2光學構件可相對於安裝在鏡筒(12C、12D)之支撐台(25C、31)調整其相對位置，依該第1光學構件相對支撐台之位置，調整第2光學構件之位置。
本發明之第2光學構件之位置調整方法，係用來調整光學構件之位置，其將第1光學系統之複數光學構件中之第1光學構件(M)、及第2光學系統(不同於第1光學系統)之複數光學構件中之第2光學構件(M4)收容於鏡筒(12C、12D)，先調整第1光學構件之位置後，再調整第2光學構件之位置。
依據本發明，就算是第1及第2光學構件分屬不同光學系統的情形，仍能將該等光學構件配置於共通之鏡筒內且容易調整其等之相對位置。
本發明之第1曝光裝置，係經由光學構件(M)將曝光光束照射於光罩(R)，並經由光罩及投影光學系統(PO)用曝光光束使物體(W)曝光；該光學構件(M)與構成投影光學系統之複數光學構件中，第1光學構件(M)及第2光學構件(M4)由本發明之光學構件保持裝置所保持。
本發明之第2曝光裝置，係經由第1光學系統將曝光光束照射於光罩(R)，並經由光罩及第2光學系統(PO)用曝光光束使物體(W)曝光，第1光學系統之複數光學構件中之第1光學構件(M)、與第2光學系統之複數光學構件中之第2光學構件(M4)，係由本發明之光學構件保持裝置所保持。
以上用括號附加本發明之既定要素後方之符號，乃對應於本發明一實施形態之圖式中構件，其不過是為了方便理解本發明之本發明要素的例示，本發明並不限於該實施形態之構成。
依據本發明，就算是第1及第2光學構件分屬於不同光學系統的情形，仍能將該等光學構件配置於共通之鏡筒內且容易調整其等之相對位置。特別是將本發明適用於EUV曝光裝置時，例如在共通之鏡筒內能將照明光學系統之光學構件與投影光學系統之光學構件配置成極容易調整相對位置的狀態。
以下參照圖式說明本實施形態之一例。本例係將本發明適用於以極紫外光(EUV)作為曝光光束之EUV曝光裝置的情形。
圖1係概略顯示本例曝光裝置10之整體構成。該曝光裝置10，如後述般，由於使用投影光學系統PO，以下之說明取投影光學系統PO光軸之平行方向為Z軸，取垂直於Z軸之平面內在圖1之紙面左右方向為Y軸，取正交於紙面之方向為X軸。曝光裝置10，係邊將形成於光罩(標線片R)上之電路圖案之局部像透過投影光學系統PO投影於物體(晶圓W)上，邊相對於投影光學系統PO使標線片R與晶圓W在一維方向(在此為Y方向)進行相對掃描。藉由該相對掃描，將標線片R之電路圖案整體以步進且掃描之方式轉印於晶圓W上之複數個照射區域之各個。
曝光裝置10係具備：用以射出軟X射線區的光、亦即波長100nm以下的EUV光當作曝光用照明光EL(曝光光束)之光源裝置1；包含光路曲折用反射鏡M之照明光學系統，該反射鏡M能使來自光源裝置1之照明光EL反射而以既定入射角(例如約50mrad)射入標線片R之圖案面(下面)；用以保持標線片R之標線片載台RST；將經標線片R之圖案面反射後之照明光EL垂直投射於晶圓W之被曝光面(上面)之投影光學系統PO；用以保持晶圓W之晶圓載台WST等。反射鏡M，係由平面反射鏡所形成，其配置於投影光學系統PO之鏡筒2內部，實際上乃構成照明光學系統之複數光學構件之一。光源裝置1，例如係使用雷射激發電漿光源。關於照明光EL，主要是使用波長5~20nm、例如波長11nm之EUV光。EUV由於無法透過空氣中(在空氣中，EUV光之能量會衰減)，因此將曝光裝置10收容於未圖示之真空室內。
該照明光學系統，係具備複數個光學構件、亦即照明用反射鏡、波長選擇窗等(圖示均省略)以及反射鏡M等而構成。在光源裝置1內，配置拋物面鏡作為聚光反射鏡，該拋物面鏡也能當作照明光學系統之光學構件。反射鏡M係在照明光學系統之複數照明用反射鏡中配置於最靠標線片R側。該反射鏡M，係將經過照明光學系統內的照明用反射鏡後之照明光EL朝標線片R反射，而將標線片R之圖案之局部區域呈圓弧狹縫狀照射。
該標線片載台RST，係配置於沿XY平面配置之標線片基座3上，利用驅動裝置4(例如磁浮型2維線性致動器)所產生之磁浮力而以非接觸狀態被支撐於標線片基座3上。標線片載台RST，係藉由驅動裝置4所產生之驅動力而在Y方向以既定衝程驅動，且在X方向及θ z方向(繞θ軸之旋轉方向)也以微小量驅動。標線片載台RST，藉由調整驅動裝置4在複數部位所產生之磁浮力，能在Z方向、繞X軸方向之旋轉方向(θ x方向)、繞Y軸之旋轉方向(θ y方向)以微小量驅動。
標線片載台RST之下面側設有未圖示之靜電夾頭方式(或機棫夾頭方式)之標線片保持具，藉由該標線片保持具來吸引保持標線片R。由於照明光為EUV光，因此標線片R係使用反射型標線片。標線片R，係由矽晶圓、石英、低膨脹玻璃等的薄板狀構件所構成，其圖案面上形成有用來反射EUV光之反射膜。該反射膜，係以鉬Mo與鈹Be膜為一對(以約5.5nm為週期)，積層約50對而成之多層膜。該多層膜對波長11nm之EUV光有約70%反射率。又，在反射鏡M、其他照明光學系統及投影光學系統PO內之各反射鏡之反射面上也形成有相同構成的多層膜。在標線片R之圖案面之多層膜上，例如全面塗布Ni或Al而形成吸收層，在吸收層上施以圖案化而形成電路圖案(反射部)。被該電路圖案反射之EUV光(照明光EL)係射向投影光學系統PO。
藉由將雷射光束投射於標線片載台RST之反射面上的雷射干涉計(以下稱「標線片干涉計」)5R，例如能以0.5~1nm的解析能力持續檢測出標線片載台RST(標線片R)之XY面內的位置(X，Y，θ z)。標線片R在Z方向的位置及相對XY面之傾角(θ x、θ y)，係藉由聚焦感測器來檢測，該聚焦感測器係具備：從圖案面之斜方向照射檢測光束之送光系統6Ra，用來接收被該圖案面反射的檢測光束之受光系統6Rb。聚焦檢測器，例如係使用特開平6－283403號公報(對應美國專利第5448332號)等之多焦點位置檢測系統。標線片干涉計5R及聚焦檢測器(6Ra、6Rb)之測量值供給至主控制裝置(未圖示)，該主控制裝置係根據該測量值經由驅動部4將標線片載台RST(標線片R)做6自由度驅動。
投影光學系統PO，係使用數值孔徑NA例如0.1之僅由反射光學構件(反射鏡)構成之反射光學系統，本例之投影倍率為1/4倍。在投影光學系統PO之鏡筒2，形成有開口2a及2b，開口2a係用來使射入反射鏡M之照明光EL通過，開口2b係用來使射入標線片R且經反射後之照明光EL通過；並形成有開口(未圖示)，其係用來使從投影光學系統PO射入晶圓W之照明光EL通過。被標線片R反射後之照明光EL，係經由投影光學系統PO投射於晶圓W上，藉此標線片R上之圖案縮小成1/4後轉印於晶圓W上。
該晶圓載台WST，係配置於沿XY平面配置之晶圓基座7上，利用驅動裝置8(例如磁浮型2維線性致動器)所產生之磁浮力而以非接觸狀態被支撐於晶圓基座7上。晶圓載台WST，係藉由驅動裝置8所產生之驅動力而在X方向及Y方向以既定衝程(例如300~400mm)驅動，且在θ z方向也以微小量驅動。晶圓載台WST，藉由驅動裝置8能在Z方向以及相對XY面之傾斜方向以微小量驅動。
晶圓載台WST之上面設有未圖示之靜電夾頭方式之晶圓保持具，藉由該晶圓保持具來吸引保持晶圓R。藉由配設於外部的雷射干涉計(以下稱「晶圓干涉計」)5W，例如能以0.5~1nm的解析能力持續檢測出晶圓載台WST之X方向、Y方向的位置、及繞X軸、Y軸、Z軸之旋轉角θ x、θ y、θ z。以投影光學系統PO之鏡筒為基準，晶圓R在Z方向的位置及相對XY面之傾角(θ x、θ y)，係藉由聚焦感測器來檢測，該聚焦感測器係具備：從被曝光面之斜方向照射檢測光束之送光系統6Wa，用來接收由該被曝光面反射的檢測光束之受光系統6Wb。該聚焦檢測器，係和標線片R用的聚焦檢測器(6Ra、6Rb)相同的多焦點位檢測器。晶圓干涉計5W及聚焦檢測器(6Wa、6Wb)之測量值，被供給至主控制裝置(未圖示)，該主控制裝置根據該測量值及標線片載台RST的位置測量值，經由驅動裝置8將晶圓載台WST(晶圓W)做6自由度驅動。
在本實施形態，如圖1所示，在投影光學系統PO之鏡筒2，固設有用來測量晶圓W上的對準標記位置之對準系統ALG。該對準系統ALG，可使用FIA(場顯像對準)方式等影像處理方式之檢測器，AFM(原子間力影微鏡)等之掃描型檢測顯微鏡等。在晶圓載台WST上面之一端部設置空間像檢測部FM，係用來檢測標線片R之圖案投影像的位置與對準系統ALG的相對位置關係(進行基線檢測)等。
接著，詳細說明投影光學系統PO及照明光學系統中之光路彎曲用之反射鏡M。圖2顯示構成投影光學系統PO之複數光學構件、亦即6片反射鏡M1~M6及反射鏡M之配置關係，圖2中，從標線片R朝晶圓W依序配設有：反射面朝下(－Z方向)之反射鏡M2，反射面朝下之反射鏡M4，反射面朝上(＋Z方向)之反射鏡M3，反射面朝上之反射鏡M1，反射面朝下之反射鏡M6，反射面朝上之反射鏡M5；構成照明光學系統一部分之反射鏡M，係配置於由反射鏡M3及M4的反射面延伸出之面Ca及Cb之間。反射鏡M1~M6之反射面，係分別具有球面或非球面。由反射鏡M1~M6的反射面延伸出之面，係呈旋轉對稱之面，其旋轉對稱軸與投影光學系統PO之光軸AX大致一致。反射鏡M1、M2、M4、M6為凹面鏡，反射鏡M3、M5為凸面鏡。反射鏡M1~M6之各個反射面，係以曝光波長約1/50~1/60之凹凸的加工精度(相對於設計值)進行加工，而僅殘存RMS值(標準偏差)0.2nm~0.3nm之平坦度誤差。各反射鏡之反射面形狀，係交替進行測量及加工而形成出。
圖2之構成中，被反射鏡M朝上方反射後之照明光EL，經標線片R朝下方反射後，被反射鏡M1朝上方反射，接著被反射鏡M2朝下方反射後，被反射鏡M3朝上方反射，經反射鏡M4朝下方反射。然後，經反射鏡M5朝上方反射後之照明光EL，被反射鏡M6朝下方反射，而在晶圓W上形成標線片R之圖案像。
圖3(A)係從斜上方觀看這6片反射鏡M1~M6之立體圖，圖3(B)係從斜下方觀看這6片反射鏡M1~M6之立體圖。圖3(A)、(B)中，係在各反射鏡之反射面上附加陰影線。從這些圖可看出，反射鏡M1~M6被加工成不致遮住照明光EL的形狀。
圖4顯示投影光學系統PO之鏡筒及反射鏡M1~M6、M之保持調整機構。投影光學系統PO具有用來保持M1~M6之鏡筒，該鏡筒，係具有分別用來保持各反射鏡M1、M2、M3、M4、M5、M6之圓筒狀鏡筒單元12A、12B、12C、12D、12E、12F。圖4中，在鏡筒單元12A、12B、12C、12D、12E、12F內，藉由保持調整機構13A、13B、13C、13D、13E、13F將反射鏡M1、M2、M3、M4、M5、M6保持成能相對框架等(未圖示)在X方向、Y方向、Z方向的位置、以及繞X軸、Y軸、Z軸之旋轉角等6自由度移動(驅動)。為了配置反射鏡M4，在鏡筒單元12D之＋Y方向側面形成缺口，且在其－Y方向之內部配置照明光學系統之反射鏡M。在鏡筒單元12A、12B、12E、12F分別固設有環狀之支撐板25A、25B、25E、25F，保持調整機構13A、13B、13E、13F分別固定於支撐板25A、25B、25E、25F上，保持調整機構13E固定於支撐板25E之底面。
圖5顯示圖4中之圖4中之鏡筒單元12C及12D(鏡筒)，圖5中，在鏡筒單元12C之上面之－Y方向側及＋Y方向側分別固定有半圓板狀之支撐板31及25C(支撐台)，支撐板上形成有讓照明光EL通過之開口；藉由支撐板31來支撐內環21(第2保持部)，內環係透過保持調整機構13D(第2調整機構)來保持反射鏡M4(第2光學構件)；在支撐板31上透過保持調整機構13M(第1調整機構)來支撐保持構件31(第1保持部)中所收納之反射鏡M(第1光學構件)。保持調整機構13D及13M整體，係構成用來調整反射鏡M4與反射鏡M的相對位置之調整機構。在鏡筒單元12C及12D之－Y方向側面、亦即與反射鏡M的反射面相對向之部分，形成有讓照明光EL通過之開口12Ca及12Da。可經由開口12Ca及12Da來進行保持調整機構13M之調整。
回到圖4，在支撐板25C的底面固設保持調整機構13C。在未圖示之框架上固設大型環狀的凸緣11，在凸緣11底面利用墊圈14A及螺栓15固設有鏡筒單元12A，在鏡筒單元12A底面利用墊圈14F、螺栓16及螺帽17固設有鏡筒單元12F，在鏡筒單元12F底面利用墊圈14E、螺栓(未圖示)固設有鏡筒單元12E。在鏡筒單元12E下面，以覆蓋鏡筒單元12E內的反射鏡M5之方式固設有鏡筒單元12H，鏡筒單元12H上形成有讓照明光通過之開口。
在凸緣11上面，利用墊圈14C及螺栓(未圖示)固設有鏡筒單元12C，在鏡筒單元12C上面利用螺栓(未圖示)固設有鏡筒單元12D，在鏡筒單元12D上面利用墊圈14B、螺栓及螺帽(未圖示)固設有鏡筒單元12B。在鏡筒單元12B上面，以覆蓋鏡筒單元12B內的反射鏡M2之方式固設有鏡筒單元12G，鏡筒單元12G上形成有讓照明光通過之開口。本例中，凸緣11、鏡筒單元12A~12H、墊圈14A~14F、用來固定該等構件之螺栓及螺帽等，係構成圖1之投影光學系統PO之鏡筒2。鏡筒單元12A~12H及凸緣11，係用不銹鋼等脫氣少的材料構成。
上述保持調整機構13A~13F中，調整機構13A~13E之構成除大小不同外基本上是相同時，因此僅針對調整機構13A之構造作說明。在凸緣11底面透過墊圈14A來固定鏡筒單元12A，在鏡筒單元12A之支撐板25A上，透過保持調整機構13A來保持反射鏡M1。保持調整機構13A係具備：用來保持反射鏡M1之內環21(保持部)，在Z方向上與內環分開配置之外環23，做內環21之6自由度(X方向、Y方向、Z方向之位置，及繞X軸、Y軸、Z軸的角度)相對於外環23之相對位置進行主動微調之平行連桿機構22，使外環23之6自由度(X方向、Y方向、Z方向之位置，及繞X軸、Y軸、Z軸的角度)相對於支撐板25A之相對位置進行調整之半固定式槓桿方式調整機構24。平行連桿機構22，例如具備6個桿狀的連桿47A、47B、47C、47D、47E、47F，其等能藉由壓電元件等的驅動元件來獨立地控制伸縮量。槓桿方式調整機構24，例如像特開2002－131605號公報所揭示，係具備3個利用槓桿原理之驅動部41A、41B、41C，其等能控制保持對象之光學構件之光軸方向及圓周方向之2自由度的移動。
藉由調整墊圈14A之厚度，相對於未圖示之框架，能控制鏡筒單元12A、以及用來保持反射鏡M1之內環21在Z方向(反射鏡M1的光軸方向)之位置。相較於螺栓15直徑，藉由將鏡筒單元12A之螺栓孔徑設成稍大，使用未圖示之調整治具，相對於未圖示之框架能調整鏡筒單元12A在X方向、Y方向的位置。含有M4之保持調整機構13D等之保持調整機構13B~13E也是同樣的。然而，墊圈14C係兼用於保持調整機構13C及13D。
相對於此，保持調整機構13F係具備：用來保持反射鏡M6之圓筒狀的保持構件21F，以及驅動保持構件21F(反射鏡M6)相對於支撐板25F移動之槓桿方式調整機構24。亦即，在保持調整機構13F中，相較於保持調整機構13A係省略平行連桿機構22。關於反射鏡M6，當然也能設置和保持調整機構13A同樣的2種調整機構。對於反射鏡M1~M6中之至少一片反射鏡，能用與保持調整機構13A同樣的保持調整機構來保持，而對其他的反射鏡，則能用與保持調整機構13F同樣的保持調整機構來保持。
其次，參照圖6~圖8詳細說明圖5中之反射鏡M用之保持調整機構13M的構成。
圖6顯示將上側之鏡筒單元12D及支撐板25C從圖5之構成拆除的狀態之立體圖。圖7係從照明光學系統側(－Y方向)觀看之側視圖。如圖6所示，在鏡筒單元12C上面固定著支撐板31，該支撐板31上面大致與XY平面平行。在支撐板31上面，以沿著導引構件36(參照圖8)於Y方向移動的方式，配置著X方向兩側面呈三角形框狀之滑動構件35。在滑動構件35之－Y方向的斜面，隔著既定的可變間隔配置平板狀的驅動板34，在驅動板34之－Y方向的上面，利用X方向之2部位的固定部33A、33B(參照圖7)及－Z方向之固定部(未圖示)，固定著用來收納反射鏡M之保持構件32。
在本例之反射鏡M上部形成半圓狀的缺口部Ma(用來讓被標線片反射之照明光EL通過下方的反射鏡M1側(參照圖2))，驅動板34、滑動構件35以及支撐板31均形成有讓照明光EL通過之開口。
圖6中之驅動板34，係藉由配置於上方之驅動機構40A、於X方向隔既定間隔配置於下方兩部位之驅動機構40B、40C(參照圖7)，而沿滑動構件35的斜面之法線方向驅動。這時，藉由使下方兩部位之驅動機構40B、40C(第2調整部)之驅動量不同，能使保持部32(反射鏡M)繞著位於YZ平面(與反射鏡M之反射面(光學表面)平行)內之第1軸以角度θ YZ傾斜。使用驅動機構40B、40C(第3調整部)，藉由使下方兩部位之驅動機構40B、40C之驅動量相同，且使上方驅動機構40A之驅動量與其等不同，能使保持部32(反射鏡M)繞著與反射鏡M之反射面平行且與X軸平行之第2軸(與上述第1軸正交)以角度θ X傾斜。
如圖7所示，滑動構件35以及保持構件32(反射鏡M)，係藉由在X方向隔既定間隔設於支撐板31上兩部位之Y軸驅動機構36A及36B(第1調整部)而沿Y方向、亦即從鏡筒單元12C中心沿半徑方向驅動。再者，藉由使三部位之驅動機構40A~40C之驅動量相等，且為了將此時保持構件32(反射鏡M)在Y方向之移位抵削，而利用Y軸驅動機構36A、36B將滑動構件35、進而將保持構件32(反射鏡M)在Y方向驅動，即可將反射鏡M僅在Z方向驅動。如此般，包含滑動構件35、驅動板34、Y軸驅動機構36A、36B、驅動機構40A~40C係構成保持調整機構13M，其係用來調整保持構件32及反射鏡M在Y方向、Z方向之位置、角度θ YZ及θ X。與反射鏡M之反射面平行的面內之反射鏡M移位、亦即反射鏡M之X方向及繞其反射面的法線之旋轉方向移位，並不影響被該反射面反射之照明光EL之光路。於是，本例中，並不具備將反射鏡M朝X方向及繞其反射面的法線之旋轉方向驅動之機構。
依此構成，將兩部位之Y軸驅動機構36A、36B拆除，並使滑動構件35朝－Y方向移動，即可簡單地將保持調整機構13M與保持構件32(反射鏡M)一起從鏡筒單元12C拆下。藉由進行相反順序的操作，可簡單地將在外部組裝好之保持調整機構13M與保持構件32(反射鏡M)一起組裝至鏡筒單元12C之支撐板31上。這時，由於在鏡筒單元12C設有開口12Ca，故保持構件32與鏡筒單元12C不致產生機械性干涉。
本例中，2個Y軸驅動機構36A、36B之構造相同，且3個驅動機構40A~40C之構造相同，因此僅針對一個Y軸驅動機構36A及一個驅動機構40A之構造，參照圖8做說明。
圖8係從－X方向觀看圖6之滑動構件35及驅動板34之側視圖。圖8中，Y軸驅動機構36A係具備：固定於支撐板31上之固定構件37，經由固定構件37之貫通孔而螺合於滑動構件35端部所設的螺紋部35a之螺栓38，用來將螺栓38固定於固定構件37之1對E形環39A、39B。E形環39A、39B，係以挾持固定構件37的方式組裝於螺栓38軸之槽中。藉由轉動螺栓38，能將滑動構件35及保持構件32(反射鏡M)相對於固定構件37朝＋Y方向或－Y方向驅動。螺栓38之操作，能利用操作員之手動操作，或是馬達之自動操作。
另一方面，驅動機構40A係具備：固定於驅動板34之上側端部之固定構件42，經由固定構件42之貫通孔而配置之螺栓43，用來將螺栓43固定於固定構件42之1對E形環45A、45B，固定於滑動構件35上部之安裝構件46，固定於安裝構件46之固定構件42對向面之撓性構件44(彈性構件)；該撓性構件44形成有用來螺合螺栓43之螺紋部44c。E形環45A、45B，係以挾持固定構件42前端部的方式組裝於螺栓43軸之槽中。由於在撓性構件44形成有二個彼此正交的槽部44a、44b，當對驅動構件40A進行驅動時，沒有多餘的應力作用於驅動板34上。依據此構成，藉由操作螺栓43，經由固定構件43能將驅動板34(反射鏡M)朝與滑動構件35的斜面垂直之方向驅動。下方之驅動機構40B、40C之構造與驅動機構40A大致相同，但驅動機構40B、40C之撓性構件44設置於滑動構件35斜面上之凹部。螺栓43之操作，和螺栓38同樣地，能利用操作員之手動操作，或是馬達之自動操作。這時，本例之Y軸驅動機構36A、36B之螺栓38、以及驅動機構40A~40C之螺栓43，由於朝向鏡筒單元12C之半徑方向外側，能自外部經由開口12Ca等容易地進行調整。
另外，設置有用來檢測反射鏡M的驅動量之靜電容型之感測器。如圖7及圖8所示，靜電容感測器係具備：固定於驅動板34靈之被檢測部49A、49B、49C、49D、49E，以及分別與各被檢測部相對向之檢測部48A、48B、48C、48D、48E。檢測部48A~48E例如可固定於圖5上方之鏡筒單元12D，但在投影光學系統PO之組裝調整中，也能固定於未圖示之調整用框架等。根據配置於圖7左側之1對感測器48A、48B之檢測結果之差值可求出圖6之反射鏡M角度θ X，根據圖7之沿X軸排列之1對檢測器48A、48C之檢測結果之差值可求出圖6之反射鏡M角度θ YZ，根據圖7之沿X軸配置於驅動板34上端之1對檢測器48D、48E之檢測結果可求出反射鏡M之Z方向驅動量與繞Y軸之旋轉角。例如根據3個檢測器48A~48C之檢測結果之平均值可求出反射鏡M之Y方向驅動量。關於Y方向驅動量，也能視為圖5之反射鏡M相對於反射鏡M4的位置變化量。反射鏡M之驅動量之檢測，除採用靜電容型感測器以外，也能使用磁感測器或光學式感測器等等。
回到圖5做說明，在調整本例之投影光學系統PO之反射鏡M4及反射鏡M之位置時，例如首先相對於圖1之標線片R、照明光學系統1之其他反射鏡等的目標位置及目標角度等，使用保持調整機構13M來調整構成照明光學系統一部分之反射鏡M的位置及角度。例如，相對於構成照明光學系統之其他反射鏡之光軸，調整反射鏡M之光軸。由於本例之照明光學系統及投影光學系統PO屬反射系統，調整時也能採用可見光等。接著，在調整投影光學系統PO中之光學構件(反射鏡M4)之位置時，可調整圖4之墊圈14C厚度等以調整鏡筒單元12C之位置。這時，構成照明光學系統一部分之反射鏡M的位置及角度，可能會偏離目標位置與目標角度。於是，根據鏡筒單元12C之位置調整量，以抵消反射鏡M偏離量的方式來用保持調整機構13M調整反射鏡M之位置及角度。亦即調整反射鏡M相對於反射鏡M4之位置，如此不須改變反射鏡M之位置，即可將反射鏡M之位置及角度再度調整成目標位置及目標角度。之後，視需要，用保持調整機構13D來對反射鏡M4之位置及角度進行微調，以容易且迅速地將反射鏡M4及反射鏡M分別調整成目標位置。
之後，在使用圖1之曝光裝置10開始進行曝光前，或定期性地，藉操作員進行試印(test print)等來測量投影光學系統PO之成像特性，根據成像特性之測量結果，藉由未圖示之反射鏡控制裝置來驅動圖4之保持調整機構13A~13E內之平行連桿機構22，以校正投影光學系統PO之波面像差、或既定之成像特性(例如像面彎曲、像散、彗形像差、球面像差、畸變像差等)。藉此，能持續進行高精度的曝光。
這時，曝光裝置10，係使用波長極短之EUV光作為照明光EL，而經由無色像差之反射系統的投影光學系統PO將標線片R之圖案轉印於晶圓W上，因此能將標線片R上之微細圖案以高精度轉印於晶圓W上之各照射區域。具體而言，能以高精度轉印出最小線寬70nm以下之微細圖案。
在上述實施形態，在圖5之鏡筒單元12C之支撐板25C、31上係配置著投影光學系統PO中之反射鏡M4與照明光學系統中之反射鏡M，但本發明也適用於，在支撐板25C、31上配置投影光學系統PO中之複數反射鏡與照明光學系統中之複數反射鏡的情形。在上述實施形態，係針對將反射鏡M4與反射鏡M配置於支撐板25C、31上的構成做說明，但本發明也適用於將其等分開保持之構成。照明光學系統中之複數個反射鏡也能配置於複數個鏡筒單元。本例之投影光學系統PO雖是採用鏡筒單元方式，例本發明也適用於鏡筒單元方式以外的情形。
使用上述實施形態之曝光裝置來製造半導體元件時，該半導體元件係經由以下步驟來製造出：元件之功能、性能設計步驟，根據前述步驟來製造標線片之步驟，用矽材料來形成晶圓之步驟，用上述實施形態之曝光裝置進行對準來將標線片圖案曝光於晶圓上之步驟，藉由蝕刻等來形成電路圖案之步驟，元件組裝步驟(包含切割步驟、打線步驟、封裝步驟)、以及檢查步驟等等。
在上述實施形態，係針對光學構件為反射鏡的情形做說明，但本發明不限於此，光學構件也能使用透鏡。在上述實施形態所說明的情形，係使用EUV光作為曝光光束，並採用僅由6片反射鏡構成之全反射的投影光學系統，但本發明當然不限於此。亦即，例如像特開平11－345761號公報所揭示之具備僅由4片反射鏡構成的投影光學系統之曝光裝置當然也適用，此外，光源使用波長100~160nm之VUV光源、例如Ar準分子雷射(波長126nm)，具有4~8片反射鏡之投影光學系統等也都適用。再者，本發明也能適用於，僅由透鏡構成的折射系統之投影光學系統，或反射折射系統(一部分為透鏡)之投影光學系統等。
在上述實施形態，係針對使用波長11nm的EUV光為曝光用光的情形做說明，但不限於此，也能使用波長13nm的EUV光為曝光用光。這時，為了確保在波長13nm的EUV光下約70%的反射率，必須使用鉬Mo與矽Si所交互積層而成之多層膜。在上述實施形態，係使用雷射激發電漿光源作為曝光光源，但不限於此，也能使用SOR(同步軌道放射)環、電子加速器(betatron)光源、放電光源、X射線雷射等等。
如此般，本發明並不限於上述實施形態，在不脫離本發明主旨之範圍內能採用各種構成。再者，包含其說明書、申請專利範圍、圖式、摘要等之2006年1月30日提出申請之日本特願2006－020576中所有的揭示內容，係直接援用於本申請案中。
再者，在法令所容許之範圍內，係將與曝光裝置有關之所有引例之揭示加以援用而當作本說明書記載之一部分。
將本發明適用於EUV曝光裝置時，例如在同一鏡筒內能容易地調整照明光學系統之光學構件與投影光學系統之光學構件的相對位置，因此能使EUV曝光裝置之組裝變容易。
10．．．曝光裝置
R．．．標線片(光罩)
PO．．．投影光學系統
M4．．．反射鏡
M．．．反射鏡
W．．．晶圓(物體)
11．．．凸緣
12A~12E．．．鏡筒單元
13D．．．保持調整機構
13M．．．保持調整機構
35．．．滑動構件
36A、36B．．．Y軸驅動機構
40A~40C．．．驅動機構
48A~48E．．．感測器
圖1係顯示本發明的實施形態一例之曝光裝置的概略構成之透視圖。
圖2係顯示圖1之投影光學系統PO內之照明光的光路之截面圖。
圖3(A)係從斜上方觀看構成投影光學系統PO之複數個反射鏡之立體圖；圖3(B)係從斜下方觀看該等複數個反射鏡之立體圖。
圖4係顯示圖1之投影光學系統PO及反射鏡的保持調整機構之截面圖。
圖5係顯示圖4中之鏡筒單元12C及12D之立體圖。
圖6係顯示將上方之鏡筒單元12D及支撐板25C從圖5之構成拆除的狀態之立體圖。
圖7係從照明光學系統側(－Y方向)觀看圖6之側視圖。
圖8係從－X方向觀看圖6之滑動構件35及驅動板34之側視圖。
11．．．凸緣
12A~12H．．．鏡筒單元
13A~13F．．．保持調整機構
14A~14F．．．墊圈
15、16．．．螺栓
17．．．螺帽
21．．．內環
21F．．．保持構件
22．．．平行連桿機構
23．．．外環
24．．．槓桿方式調整機構
25A~25F．．．支撐板
31．．．支撐板
41A~41C．．．驅動部
47A~47F．．．連桿
M、M1~M6．．．反射鏡
PO．．．投影光學系統

Claims (13)

  1. 一種光學構件保持裝置，係用來將複數個光學構件保持於鏡筒者，其特徵在於，係具備：第1保持部，保持作為用於對形成有圖案之光罩進行照明的照明光學系統之構成第1光學系統之複數個光學構件中之光路曲折用之第1光學構件；第2保持部，保持作為用於使該圖案之像形成於基板上的與該第1光學系統不同之投影光學系統之構成第2光學系統之複數個光學構件中之第2光學構件；鏡筒單元，保持該第1光學構件及該第2光學構件；支撐台，安裝於該鏡筒單元，且支撐該第1保持部及該第2保持部；調整機構，藉由調整該第1保持部相對於該支撐台之位置，而使該第1光學構件相對於構成該第1光學系統之複數個光學構件中的其他光學構件移動，並且藉由調整該第2保持部相對於該支撐台之位置，使該第2光學構件相對於構成該第2光學系統之複數個光學構件中的其他光學構件移動，藉此調整該第1光學構件與該第2光學構件的相對位置關係；以及位置調整構件，調整該支撐台相對於該鏡筒單元之位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學構件保持裝置，其中，該調整機構，具備用來調整該第1保持部相對於該支撐台之相對位置之第1調整機構、及用來調整該第2保持部相 對於該支撐台之相對位置之第2調整機構；藉由該第1調整機構調整該第1保持部使該第1光學構件往與該投影光學系統之光軸交叉之方向移動。
  3. 如申請專利範圍第2項之光學構件保持裝置，其中，該第1光學構件之光學表面具有將射入之光予以反射之反射面；該鏡筒單元，係在與該反射面相對向之部分設置開口。
  4. 如申請專利範圍第2項之光學構件保持裝置，其中，該第1調整機構，具有使該第1保持部相對於該鏡筒單元之中心朝半徑方向移動之第1調整部、使該第1保持部繞與該第1光學構件之反射面平行之軸旋轉之第2調整部、使該第1保持部繞該第1光學構件之光軸旋轉之第3調整部。
  5. 如申請專利範圍第4項之光學構件保持裝置，其具備有檢測由該第1調整部、第2調整部、第3調整部所產生之該第1保持部的移位之複數個感測器。
  6. 如申請專利範圍第2至5項中任一項之光學構件保持裝置，其中，該第2調整機構，在藉由該第1調整機構調整該第1保持部之位置後不改變該第1光學構件之位置，而相對於該支撐台使該第2光學構件沿該光學構件之光軸方向移動，並且相對於該支撐台使該第2光學構件與該光學構件之光軸成傾斜。
  7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之光學構件保持裝置，其中，該調整機構，在調整該第2光學構件相對於 該支撐台之相對位置後，按照該第2光學構件之位置，來調整該第1光學構件之位置。
  8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之光學構件保持裝置，其具有在構成該第2光學系統之複數個光學構件之中保持第3光學構件之第3保持部、收容該第3光學構件之第2鏡筒單元、及設置於該鏡筒單元與該第2鏡筒單元之間且調整該第2光學構件與該第3光學構件之相對位置之墊圈。
  9. 一種光學構件之位置調整方法，係調整光學構件的位置，其特徵在於包含以下動作：透過支撐台並以鏡筒單元支持第1保持部與第2保持部，該第1保持部係保持作為用於對形成有圖案之光罩進行照明的照明光學系統之構成第1光學系統之複數個光學構件中之光路曲折用之第1光學構件，該第2保持部係保持作為用於使該圖案之像形成於基板上的與該第1光學系統不同之投影光學系統之構成第2光學系統之複數個光學構件中之第2光學構件；以及在調整該支撐台在該鏡筒單元的位置之後，藉由調整保持該第1光學構件之該第1保持部的相對於設置於該鏡筒單元之該支撐台之位置，使該第1光學構件相對於構成該第1光學系統之複數個光學構件之中的其他光學構件移動，並且藉由調整保持該第2光學構件之該第2保持部的相對於該支撐台之位置，使該第2光學構件相對於構成該第2光學系統之複數個光學構件之中的其他光學構件移 動，藉此調整該第1光學構件與該第2光學構件之相對的位置關係。
  10. 如申請專利範圍第9項之光學構件之位置調整方法，其中，該照明光學系統，對形成有圖案之光罩進行照明；該投影光學系統，使該圖案之像形成於基板上。
  11. 一種曝光裝置，係以曝光光束透過照明光學系統照明光罩，以該曝光光束透過該光罩及投影光學系統使物體曝光，其特徵在於：藉由申請專利範圍第1至5項中任一項之光學構件保持裝置保持構成該照明光學系統之複數個光學構件中之光路曲折用之第1光學構件、及構成該投影光學系統之複數個光學構件中之第2光學構件。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置，其中，該光罩係使用反射型光罩；構成該第1光學構件及該投影光學系統之複數個光學構件皆為反射鏡；在該各反射鏡之反射面設有用來反射極紫外光之多層膜。
  13. 一種元件製造方法，係使用微影製程來製造元件，其特徵在於：在該微影製程中使用申請專利範圍第11項之曝光裝置。
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