WO2002016992A1 - Optical element holding device - Google Patents

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Description

明細書

光学素子保持装置 [技術分野]

本発明は、 光学素子を保持するための光学素子保持装置に関し、 詳しくは、 半 導体素子、 液晶表示素子、 撮像素子、 薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイス、 あ るいはレチクル、 フォ トマスク等のマスクなどの製造プロセスにおけるフォ トリ ソグラフイエ程で使用される露光装置において、 露光光の光路中に配置される光 学素子を保持するための光学素子保持装置に関するものである。 また、 その光学 素子保持装置を備えた鏡筒、 及びその鏡筒を備えた露光装置に関するものである 。 さらに、 その露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものであ る。 '

[背景技術] ,

この種の光学素子保持装置としては、 例えば図 1 6及ぴ図 1 7に示すように、 光学素子としてのレンズ 8 1 Aを、 その光軸 A Xが垂直方向 (重力方向) へ指向 するように保持する構成のものが知られている。 この従来構成においては、 レン ズ 8 1 Aを保持するための枠体 8 2が円環状に形成されている。 枠体 8 2の内周 面には 3つの座面 8 3が等角度間隔おきに形成され、 レンズ 8 1 Aの外周に形成 されたフランジ部 8 1 aがこれらの座面 8 3上に支持されるようになっている。 前記各座面 8 3と対応するように、 枠体 8 2の上面には 3つのクランプ部材 8 4が、 枠体 8 2上のネジ孔 8 5に対するポルト 8 6の螺合により等角度間隔ぉき に取り付けられている。 そして、 これらのポルト 8 6の締め付けにより、 レンズ 8 1 Aのフランジ部 8 1 aが各クランプ部材 8 4と座面 8 3との間で挟み込まれ て、 レンズ 8 1 Aが枠体 8 2内で所定位置に保持されるようになっている。 ところが、 例えば反射屈折型投影光学系等では、 レンズ 8 1 Aを、 その光軸 A Xが水平方向または水平方向に対して所定角度で傾斜した斜め方向へ指向するよ うに配置することがある。 このような構成においては、 レンズ 8 1 Aの重力方向 G dが光軸 A Xの方向と一致せず、 光軸 A Xと交差する方向へ指向することにな る。 よって、 この構成の光学系において、 次のような問題が生じた。

すなわち、 レンズ 8 1 Aのフランジ部 8 1 aを 3つのクランプ部材 8 4と座面 8 3との間でクランプ保持した場合、 クランプ位置 (3つの保持位置を含む面 P 1 ) とレンズ 8 1 A( 重心位置 G cとが離れているため、 クランプ位置と光軸 A Xとの交点を支点 F 1 として、 レンズ 8 1 Aの重力による回転モーメント M lが 発生する。 これにより、 レンズ面やミラー面に変形が生じて、 レンズ 8 1 Aまた はミラーの光学特性が悪化したり、 波面収差、 球面収差等の諸収差が大きくなつ たりするという問題があった。

[発明の開示]

本発明の目的は、 光学素子に発生するモーメントを抑制しつつ安定に保持する ことができて、 光学素子の光学面の変形を抑制し、 光学性能を良好に保つことが できる光学素子保持装置を提供することにある。

本発明は、 光学素子の縁部を保持する保持部を備える光学素子保持装置を提供 する。 前記保持部は、 前記光学素子の光軸が水平方向または斜め方向を指向する ように前記光学素子を保持するとともに、 前記光学素子の保持位置に含まれ、 か つ前記光学素子の光軸と交差する方向に延びる面が光学素子の重心位置をほぼ通 るように設けられている。

[図面の簡単な説明]

.図 1は、 露光装置の全体を示す概略構成図。

図 2は、 図 1の投影.光学系及びその周辺構成を示す概略構成図。 ,

図 3は、 本発明の第 1実施形態の光学素子保持装置を示す断面図。

図 4は、 図 3の光学素子保持装置の側面図。

図 5は、 図 3の光学素子保持装置の分解斜視図。 図 6は、 本発明の第 2実施形態 ©光学素子保持装置を示す断面図。

図 7は、 図 6の光学素子保持装置の分解斜視図。

図 8ば、 本発明の第 3実施形態の光学素子保持装置の光学素子を示す斜視図。 図 9は、 図 8の光学素子の異なる方向から見た斜視図。

図 1 0は、 本発明の第 4実施形態の光学素子保持装置を示す側面図。

図 1 1は、 本発明の第 5実施形態の光学素子保持装置を示す側面図。

図 1 2は、 本発明の第 6実施形態の光学素子保持装置を示す側面図。

図 1 3は、 本発明の第 7実施形態の光学素子保持装置を示す断面図。

図 1 4は、 デバイスの製造例のフローチャート。

図 1 5は、 半導体デバイスの場合における図 1 4の基板処理に関する詳細なフ π一チヤ一卜。

図 1 6は、 従来の光学素子保持装置を示す断面図。

図 1 7は、 図 1 6の光学素子保持装置の分解斜視図。

[発明を実施するための最良の形態]

(第 1実施形態)

以下に、 本発明の第 1実施形態について図 1〜図 5に基づいて説明する。 この第 1実施形態は、 いわゆるステップ 'アンド ·スキャン式の走査型投影露 光装置において、 本発明の光学素子保持装置を光軸が水平方向に、 又は水平方向 に対して所定角度で傾斜した斜め方向に指向する光学素子 (例えばレンズゃミラ 一等) の保持装置に具体化するとともに、 本発明の鏡筒を投影光学系の一部に具 体化したものである。

図 1は、 投影光学系としての反射屈折光学系を備えた露光装置の全体構成を概 略的に示す図である。 なお、 図 1において、 投影光学系 3. 5を構成する反射屈折 光学系の基準光軸 A Xに平行に Z軸を、 光軸 A Xに垂直な面内において図 1の紙 面に平行に Y軸を、 紙面に垂直に X軸を、 それぞれ設定している。

この露光装置 3 1は、 紫外領域の露光光 E Lを供給するための光源 3 2として の、 たとえば F 2 レーザ (発振中心波長 1 5 7 . 6 2 4 n m) を備えている。 光 源 3 2から射出された露光光 E Lは、 照明光学系 3 3を介して、 所定のパターン が形成されたレチクル Rを均一に照明する。 なお、 光源 3 2と照明光学系 3 3と の間の光路はケーシング (不図示) で密封されている。 そして、 光源 3 2から照 明光学系 3 3中の最もレチクル R側の光学素子までの空間は、 露光光 E Lの吸収 率が低レ、気体であるヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されてレ、るか、 あるいはほぼ真空状態'に維持されている。

なお、 照明光学系 3 3は、 ビーム整形光学系と、 オプティカルインテグレータ としてのフライアイレンズ又は口ッ ドレンズと、 フライアイレンズの射出面に配 置された照.明系の開口絞りと、 走査露光方向と直交した方向に延びる直線スリッ トを形成する開口部を備えるレチクルブラインドと、 レチクルブラインドでスリ ッ ト状に形成された露光光をレチクル Rに照射するコンデンサレンズとを含む。 なお、 開口絞りは、 通常照明用の円形の開口絞りと、 光軸から偏心した複数の小 開口からなる変形照明用の開口絞りと、 輸帯照明用の円形の開口絞りを備え、 こ れらの各種絞りがフライアイレンズの射出面に選択的に配置される。

レチクル Rは、 レチクルホルダ 3 4 aを介して、 レチクルステージ 3 4上にお いてレチクル Rに形成されているパターン面が X Y平面に平行になるように保持 されている。 レチクル Rのパタ一ン面には、 ウェハ W上に転写すべきパターンが 形成されている。 このレチクル Rに対して、 上述した照明光学系 3 3は、 パター ン領域全体のうち X方向に沿って長辺を有しかつ Y方向に沿って短辺を有する矩 形状 (スリ ッ ト状) の照明領域を照明する。 レチクルステージ 3 4は、 図示しな い駆動系の作用により、 パターン面 (すなわち X Y平面) に沿って二次元的に移 動可能であり、 その位置座標はレチクルステージ 3 4上に設けられたミラー 3 4 bの位置を干渉計 3 4 cで計測することによって求められ、 その計測結果に基づ いてレチクルステージ 3 4の位置が制御される。

レチクル Rに形成きれたパターンからの光は、 反射屈折型の投影光学系 3 5を 介して、 感光性基板であるウェハ W上に導かれる。 ウェハ Wは、 ウェハテーブル (ウェハホルダ) 3 6 aを介して、 ウェハステージ 3 6上に保持されている。 そ して、 レチクル R上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、 ウェハ W 上では X方向に沿って長辺を有しかつ Y方向に沿って短辺を有する矩形状の露光 領域にパターン像が形成される。 ウェハステージ 3 6は、 図示しない駆動系の作 用によりウェハ面 (すなわち X Y平面) に沿って二次元的に移動可能であり、 そ の位置座標はウェハステージ 3 6又はウェハホルダ 3 6 aに設けられたミラー 3 6 bの位置を干渉計 3 6 cで計測することによつて求められ、 その計測結果に基 づいてウェハステージ 3 6の位置が制御される。

まだ、 図示の露光装置 3 1では、 投影光学系 3 5を構成する光学素子のうち最 もレチクル R側に配置された光学素子と最もウェハ W側に配置された光学素子 ( 本実施形態ではレンズ L 1 ) との間で投影光学系 3 5の内部が気密状態を保つよ うに構成されている。 そして、 投影光学系 3 5の内部の気体は、 ヘリウムガスや 窒素などの不活'性ガスで置換されている力、 あるいはほぼ真空状態に維持されて いる。

さらに、 照明光学系 3 3と投影光学系 3 5との間の狭い光路には、 レチクル R およぴレチクルステージ 3 4などが配置されている。 これらのレチクル R及ぴレ チクルステージ 3 4などをケーシング (不図示) で密封し、 このケーシングの内 部を、 窒素やへリウ Λガスなどの不活性ガスで充填するか、 あるいはほぼ真空状 態に維持する。

また、 投影光学系 3 5とウェハステージ 3 6との間の狭い光路には、 ウェハ W 及びウェハステージ 3 6などが配置されている。 これらのウェハ W及びウェハス テージ 3 6などをケーシング (不図示) で密封し、 このケーシングの内部を、 窒 素やヘリゥムガスなどの不活性ガスで充填するか、 あるいはほぼ真空状態に維持 する。

このように、 光源 3 2からウェハ Wまでの光路の全体にわたって、 露光光 E L がほとんど吸収されることのない雰囲気が形成されている。

上述したように、 照明光学系 3 3によって規定されるレチクル R上の照明領域 及ぴウェハ W上の露光領域は、 Y方向に沿って短辺を有する矩形状である。 従つ て、 駆動系おょぴ干渉計 3 4 c , 3 6 cなどを用いてレチクル R及ぴウェハ Wの 位置制御を行いながら、 矩形状の露光領域および照明領域の短辺方向すなわち Y 方向に沿ってレチクルステージ 3 4とウェハステージ 3 6とを、 ひいてはレチク ル Rとウェハ Wとを同じ方向へ (すなわち同じ向きへ) 同期的に移動 (走査) さ せる。 これにより、 ウェハ W上には、 露光領域の長辺に等しい幅を有しかつゥェ ハ Wの走査量 (移動量) に応じた長さを有する領域に対してレチクルパターンが 走查露光される。 '

次に、 図 2は、 鏡筒 3 7の内部に収容された前記投影光学系 3 5の基本的構成 を説明するための図である。 なお、 投影光学系 3 5を構成するすべての屈折光学 素子 (レンズ成分) は、 蛍石 (C a F 2結晶) を使用している。 図 2に示すよ うに、 本発明の反射屈折光学系は、 第 1面 (投影光学系の物体面) に配置された レチクル Rのパターンの第 1中間像を形成するための屈折型の第 1結像光学系 4

0を備えている。 第 1結像光学系 4 0は、 レンズ群 L I , L 2 , L 3 , L 4 , L

5, L 6によって構成される。

第 1結像光学系 4 0が形成する第 1中間像の形成位置の近傍には、 第 1光路折 り曲げ鏡 4 1が配置されている。 第 1結像光学系 4 0が形成する第 1中間像の形 成位置が、 第 1結像光学系 4 0と第 1光路折り曲げ鏡 4 1との間である場合、 該 第 1光路折り曲げ鏡 4 1は、 第 1中間像からの光束を第 2結像光学系 4 2に向つ て偏向し、 また、 第 1結像光学系 4 0が形成する第 1中間像の形成位置が、 第 1 光路折り曲げ鏡 4 1と第 2結合光学系 4 2との間である場合、 該第 1光路折り曲 げ鏡 4 1は、 第 1結像光学系 4 0で結像される光束を第 2結像光学系 4 2に向つ て偏^する。 第 2結像光学系 4 2は、 凹面反射鏡 4 3と少なく とも 1つの負レン

I

ズからなるレンズ群 4 4とを有し、 第 1中閒像からの光束に基づいて第 1中間像 とほぼ等倍の第 2中間像 (第 1中問像の像であってパターンの 2次像) を第 1中 間像の形成位置の近傍に形成する。 これらの凹面反射鏡 4 3及びレンズ群 4 4は 、 その光軸 A X ' が水平方向を指向するように、 縦置き状態で配置されている。 以下、 レンズ群 4 4を縦置きレンズ群と称する。

第 2結像光学系 4 2が形成する第 2中間像の形成位置の近傍には、 第 2光路折 り曲げ鏡 4 5が配置されている。 第 2結像光学系 4 2が形成する第 2中間像の形 成位置が、 第 2結像光学系 4 2と第 2光路折り曲げ鏡 4 5との間である場合、 該 第 2光路折り曲げ鏡 4 5は、 第 2中間像からの光束を第 3結像光学系 4 6に向つ て偏向し、 また、 第 2結像光学系 4 2が形成する第 2中間像の形成位置が、 第 2 光路折り曲げ鏡 4 5と第 3結合光学系 4 6との間である場合、 該第 2光路折り曲 げ鏡 4 5は、 第 2結像光学系 4 2で結像される光束を第 3結像光学系 4 6に向つ て偏向する。 ここで、 第 1光路折り曲げ鏡 4 1の反射面と第 2光路折り曲げ鏡 4 5の反射面とは、 空間的に隔絶されている。 すなわち、 第 1光路折り曲げ鏡 4 1 で反射した光束が、 直接、 第 2光路折り曲げ鏡 4 5に導かれないように、 また、 第 2光路折り曲げ鏡 4 5で反射した光束が、 直接、 第 1光路折り曲げ鏡 4 1に導 かれないように構成されている。

なお、 第 1光路折り曲げ鏡 4 1と第 2光路折り曲げ鏡 4 5とは、 それぞれ独立 した部材で形成してもよく、 あるいは第 1光路折り曲げ鏡 4 1と第 2光路折り曲 げ鏡 4 5とを単一の部材に同時に形成してもよい。

第 3結像光学系 4 6ほ、 第 2中間像からの光束に基づいて、 レチクル Rのパタ ーンの縮小像 (第 2中間像の像であって反射屈折光学系の最終像) を、 第 2面 ( 投影光学系の像面) に配置されたウェハ W上に形成する。 第 3結像光学系 4 6は レンズ群 L 7, L 8., L 9 , L 1 0によって構成されている。

鏡筒 3 7は第 1結像光学系 4 0及び第 3結像光学系 4 6を収容する第 1バレル 部 5 2 aと、 第 2結像光学系 4 2を収容する第 2バレル部 5 2 とを備える。 次に、 前記第 2結像光学系 4 2の縦置きレンズ群 4 4を保持するための第 1実 施形態の光学素子保持装置 5 1の詳細構成について説明する。

図 3は、 第 1実施形態の光学素子保持装置 5 1の断面図を示し、 図 4は、 光学 素子保持装置 5 1を前記縦置きレンズ群 4 4の光軸 A X ' 方向から見た側面図を 示し、 図 5は、 第 1実施形態の光学素子保持装置 5 1の分解斜視図を示す。 図 3〜図 5に示すように、 前記縦置きレンズ群 4 4を構成する光学素子として のレンズ 6 0の外周面にはフランジ部 6 0 aが形成されている。 フランジ部 6 0 aがレンズ 6 0の保持位置に該当する。 このフランジ部 6 0 aは面 P 1を含み、 この面 P 1はレンズ 6 0を縦置き状態に配置した際に、 そのレンズ 6 0の重心位 置 G cを含み、 そのレンズ 6 0の光軸 A X, にほぼ直交するとともに重力方向に 沿って延びる。 そして、 フランジ部 6 0 aは面 P 1から等間隔離れた位置に互い に平行なフランジ面 6 0 b, 6 0 cを備える構成である。

光学素子保持装置 5 1は、 第 2バレル 5 2 bに連結される連結部としての枠体 6 1と、 その枠体 6 1上に等角度間隔をおいて配設された 3つの保持部 6 2とか ら構成されている。 .そして、 これらの保持部 6 2において、 レンズ 6 0のフラン ジ部 6 0 aが保持されるようになっている。

すなわち、 前記枠体 6 1はアルミニウム等の金属材料により円環状に形成され 、 その内周面は保持部 6 2を構成する 3つの座面 6 3 (図 5参照) が等角度間隔 おきに形成されている。 各座面 6 3と対応するように、 枠体 6 1の一側面には保 持部 6 2を構成する 3つのクランプ部材 6 4が、 枠体 6 1上のネジ孔 6 5に対す るボルト 6 6の螺合により等角度間隔おきに取り付けられている。 '

そして、 これらのポルト 6 6の締め付けにより、 レンズ 6 0のフランジ部 6 0 aが各クランプ部材 6 4と座面 6 3との間で挟み込まれて、 レンズ 6 0が枠体 6 1内に保持されるようになっている。 また、 この状態で枠体 6 1を前記鏡筒 3 7 の横行バレル 5 2内に組み付けることにより、 レンズ 6 0がその光軸 A X ' を水 平方向に指向させた状態で保持されるようになっている。

'この場合、 図 3に示すように、 3つの保持部 6 2がレンズ 6 0のフランジ部 6 0 aをそれぞれ保持する場合、 フランジ面 6 0 b, 6 0 cの中間位置にある面 P 1力 レンズ 6 0の重心位置 G cを通って重力方向 G dと同方向に配置されるよ うになつている。 この面 P 1は、 レンズ 6 0の光軸 A X ' と直交する面である。 このため、 フランジ部 6 0 aの中間位置にある面 P 1とレンズの重心位置 G cと の間に位置ずれが生じている従来構成とは異なって、 レンズ 6 0に作用する重力 によってレンズ 6 0に回転モーメントが発生することはなレ、。 よって、 レンズ面 に変形が生じて、 レンズ 6 0の光学性能 (例えば波面収差、 球面収差等の諸収差 ) が悪化したりするおそれが抑制される。

なお、 第 1実施形態では、 面 P 1が、 クランプ部材 6 4及ぴ座面 6 3との間、 すなわちフランジ面 6 O b , 6 0 c間の中間位置に存在する場合について説明し たが、 フランジ面 6 0 b, 6 0 cの中間位置に面 P 1が存在していなくてもよい 。 例えば、 クランプ部材 6 4と接触するフランジ部 6 0 aのフランジ面 6 0 bを 含む位置に面 P 1があってもよく、 また、 座面 6 3と接触するフランジ部 6 0 a のフランジ面 6 0 cを含む位置に面 P 1があってもよい。

また、 保持位置とは、 フランジ部 6 0 aのフランジ面 6 0 b、 6 0 cを含む位 置だけでなく、 クランプ部材 6 4及び座面 6 3を含む位置であってもよい。

また、 前記レンズ 6 0の保持状態では、 図 4に示すように、 3つの保持部 6 2 が、 レンズ 6 0の光軸 A X ' に対して回転対称となる位置で、 そのレンズ 6 0の 周縁部に沿ってほぼ等角度間隔おきに配置されるようになっている。 さらに、 3 つの保持部 6 2が、 レンズ 6 0の光軸 A X ' を含んで重力方向 G dに延びる面 P 2に対して対称となる位置に配置されるようにな ている。 すなわち、 上方の 1 つの保持部 6 2が面 P 2上に配置され、 残りの 2つの保持部 6 2が面 P 2に対し て対称位置に配置されるようにな ている。 これにより、 レンズ 6 0が偏りを生 じることなく安定状態に保持されることになる。

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) この光学素子保持装置 5 1では、 各保持部 6 2のそれぞれが保持位置 に含まれる面 P 1がレンズの重心位置 G cを通るように、 レンズ 6 0のフランジ 部 6 0 aを保持している。

このため、 保持部 6 2の保持位置に含まれる面 P 1がレンズ 6 0の重心位置 G cから偏倚することなく、 その重心位置 G cを通るように設定されて、 レンズ 6 0をモーメントの発生を抑制しつつ安定に保持することができる。 よって、 モー メントの発生によるレンズ 6 0の光学面における変形を抑制でき、 光学性能を良 好に保つことができる。

( B ) この光学素子保持装置 5 1では、 前記保持部 6 2が、 レンズ 6 0の光 軸 A X ' に対して回転対称となる位置で、 そのレンズ 6 0の周縁部に沿ってほぼ 等角度間隔おきに 3つ配置されている。 このため、 光軸 A X ' に対して回転対称 位置でほぼ等角度間隔おきに設けられた 3つの保持部 6 2にて、 レンズ 6 0をよ り安定に保持することができる。

( C ) この光学素子保持装置 5 1では、 前記 3つの保持部 6 2が、 レンズ 6 0の光軸 A X ' を含んで重力方向 G dに延びる面 P 2に対して対称となる位置に 配置されている。 このため、 レンズ 6 0の光軸 A X ' を含んで重力方向 G dに延 ぴる面 P 2に対して対称位置に配置された 3つの保持部 6 2にて、 レンズ 6 0を 偏りが生じることなく一層安定に保持することができる。

(D ) この露光装置 3 1では、 鏡筒 3 7の第 2バレル 5 2 b内に収容された 縦置き構成をなす縦置きレンズ群 4. 4が、 前記 (A) 〜 (C ) の効果を有する光 学素子保持装置 5 1により保持されている。

このため、 この縦置きレンズ群 4 4をモーメントの発生を抑制しつつ安定に保 持することができる。 従って、 投影光学系 3 5の光学性能を良好に保つことがで きて、 露光精度の向上を図ることができる。 そして、 この露光装置 3 1を用いる ことで、 高集積度の半導体素子等を歩留まりよく生産することができる。

(第 2実施形態) .

次に、 本発明の第 2実施形態について、 前記第 1実施形態と異なる部分を中心 に説明する。

この第 2実施形態では、 前記第 2結像光学系 4 2において、 光軸 A X ' が水平 方向に指向するように縦置き状態で配置される凹面反射鏡 4 3を保持するための 光学素子保持装置 6 9の詳細構成について説明する。

図 6は、 第 2実施形態の光学素子保持装置 6 9の断面図を示し、 図 7は、 第 2 実施形態の光学素子保持装置 6 .9の分解斜視図を示す。

図 6 ¾び図 7に示すように、 前記凹面反射鏡 4 3をなす光学素子としてのミラ 一 7 0の外周面にはフランジ—部 7 0 aが形成されている。 このフランジ部 7 0 a は面 P Iを含み、 面 P 1はミラー 7 0を縦置き状態に配置した際に、 そのミラー 7 0の重心位置 G cを含み、 そのミラー 7 0の光軸 A X, にほぼ直交するととも に重力方向に沿って延びる。 そして、 フランジ部 7 0 aは面 P 1から等間隔離れ た位置に互いに平行なフランジ面 7 0 b , 7 0 cを備える構成である。

光学素子保持装置 6 9の枠体 7 1はアルミニウム等の金属材料により円板状に 形成され、 その一側面の中央にはミラー 7 0を収容するための円形状の凹部 7 1 aが形成されている。 枠体 7 1の凹部 7 1 aの内周面には保持部 6 2を構成する 3つの座面 6 3が等角度間隔おきに形成されるとともに、 枠体 7 1の一側面には 保持部 6 2を構成する 3つのクランプ部材 6 4がボルト 6 6により取り付けられ ている。 なお、 枠体 7 1の他側面は、 鏡筒 3 7内に所定の連結機構 (ボルトなど ) によって連結される。

そして、 前記第 1実施形態と同様に、 各保持部 6 2のそれぞれの保持位置に含 まれる面 P 1がミラー 7 0の重心位置 G cを通るように、 各保持部 6 2がミラー 7 0のフランジ部 7 0 aを保持している。 また、 この状態で枠体 7 1が鏡筒 3 7 内に組み付けられることにより、 ミラー 7 0がその光軸 A X ' を水平方向にほぼ 指向させた状態 (縦置き構成) で保持されるようになっている。

この場合にも、 前記第 1実施形態と同様に、 各保持部 6 2のそれぞれの保持位 置に含まれる面 P 1がミラー 7 0の重心位置 Q cを通るように、 各保持部 6 2が ミラー 7 0のフランジ部 7 0 aを保持している。 また、 3つの保持部 6 2力 ミ ラー 7 0の光軸 A X ' に対して回転対称となる位置で、 そのミラー 7 0の周縁部 に沿ってほぼ等角度間隔おきに配置されるようになっている。 さらに、 3つの保 持部 6 2のうちで、 上方の 1つの保持部 6 2がミラー 7 0の光軸 A X ' を含んで 重力方向 G dに延びる面 P 2上に配置され、 残りの 2つの保持部 6 2が前記面 P 2に対して対称位置に配置されるようになっている。

従って、 この第 2実施形態においても、 前記第 1実施形態における (A) 〜 ( C ) に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。 (第 3実施形態) .

次に、 本発明の第 3実施形態について、 前記第 2実施形態と異なる部分を中心 に説明する。

この第 3実施形態では、 図 8及び図 9に示すように、 光学素子としてのミラー 7 0がセラミックからなり、 その外周面にはフランジ部 7 0 aが形成されている 。 フランジ部 7 0 aの周面には 3つの切欠面 7 0 bが等角度間隔おきに形成され 、 それらの切欠面 7 0 bの中央には突起部 7 0 cが形成されている。

また、 前記第 2実施形態と同様に、 光学素子保持装置 6 9の枠体 7 1上には座 面 6 3とクランプ部材 6 4とよりなる 3つの保持部 6 2が設けられている。 そし て、 これらの保持部 6 2のクランプ部材 6 4と座面 6 3との間で、 前記突起部 7 0 cの両面が挟持されることにより、 ミラー 7 0が枠体 7 1内に保持されるよう になっている。 さらに、 クランプ部材 6 4と座面 6 3とによって狭持される突起 部 7 0 cの両面の他に、 接線方向における突起部 7 0 cの両面を狭持してもよい この場合にも、 前記第 2実施形態と同様に、 各保持部 6 2のそれぞれの保持位 置を含む面 P 1がミラー 7 0の重心位置 G cを通るように、 各保持部 6 2がミ 一 7 0のフランジ部 7 0 aを保持している。 また、 各保持部 6 2が、 ミラー 7 0 の光軸 A X ' に対して回転対称で、 かつほぼ等角度間隔おきの位置に配置されて いる。 さらに、 各保持部 6 2のうちで、 上方の 1つの保持部 6 2が前記面 P 2上 に、 残りの 2つの保持部 6 2が前記面 P 2に対して対称位置にそれぞれ配置され ている。

従って、 この第 3実施形態においても、 前記第 1実施形態における (A) 〜 ( C ) に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。

(第 4実施形態)

次に、 本発明の'第 4実施形態について、 前記第 1実施形態と異なる部分を中心 に説明する。

この第 4実施形態では、 図 1 0に示すように、 光学素子保持装置 5 1の 3つの 保持部 6 2のうちで、 下方の 1つの保持部 6 2がレンズ 6 0またはミラ一 7 ,0の 光軸 A X, を含んで重力方向 G dに延びる面 P 2上に配置されている。 そして、 残りの 2つの保持部 6 2が、 前記面 P 2に対して対称位置に配置されるようにな つている。

従って、 この第 4実施形態においても、 前記第 1 ,実施形態における (A) 〜 ( C ) に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。

(第 5実施形態) .

次に、 本発明の第 5実施形態について、 前記第 1実施形態と異なる部分を中心 に説明する。

この第 5実施形態の 学素子保持装置 5 1では、 図 1 1に示すように、 レンズ 6 0またはミラ一 7 0の周縁部に 6つの保持部 6 2が所定角度間隔おきに配設さ れている。 そして、 この 6つの保持部 6 2のうちで、 上方及ぴ下方の一対の保持 部 6 2がレンズ 6 0またはミラー 7 0の光軸 A X, を含んで重力方向 G dに延び る面 P 2上に配置され、 残りの 4つの保持部 6 2が前記面 P 2に対して対称位置 に配置されるようになっている。

従って、 この第 5実施形態においても、 前記第 1実施形態における (A) 〜 ( C ) に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。

(第 6実施形態)

次に、 本発明の第 6実施形態について、 前記第 1実施形態と異なる部分を中心 に説明する。

この第 6実施形態の光学素子保持装置 5 1においても、 図 1 2に示すように、 レンズ 6 0またはミラー 7 0の周縁部に 6つの保持部 6 2が所定角度間隔おきに 配設されている。 そして、 この 6つの保持部 6 2のうちで、 各 3つの保持部 6 2 がレンズ 6 0またはミラー 7 0の光軸 A X, を含んで重力方向 G dに延びる面 P 2に対して対称位置に配置されるようになっている。

従って、 この第 6実施形態においても、 前記第 1実施形態における (A) .〜 ( C ) に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。 (第 7実施形態)

次に、 本発明の第 7実施形態について、 前記第 1実施形態と異なる部分を.中心 に説明する。

この第 7実施形態では、 図 1 3に示すように、 レンズ 6 0が光学素子保持装置 5 1の保持部 6 2に保持されて、 枠体 6 1を介して鏡筒 3 7内に組み付けられた 状態で、 そのレンズ 6 0の光軸 A X ' が水平方向に対して所定角度だけ傾斜した 斜め方向に指向するよう (斜置き構成) になっている。 すなわち、 この状態では 保持部 6 2の保持位置に含まれ、 かつレンズ 6 0の光軸 A X, と直交する方向に 延びる面 P 1 、 レンズ 6 0の重心位置 G cを通る重力方向 G dに対して所定角 度だけ傾斜することになる。

しかしながら、 重力方向 G dが保持位置、 すなわち、 フランジ面 6 0 b, 6 0 cの間に存在すれば、 従来の光学素子を保持する構造よりも、 レンズ 6 0の光学 面における変形を抑制できる。 従って、 斜置き構成においては、 水平方向に対す るレンズ 6 0の光軸 A X ' の傾斜角度が大きく とも、 フランジ面, 6 O b , 6 0 c 間に重力方向 G dが存在するように、 フランジ部 6 0 aを形成すればよい。

第 7実施形態においては、 レンズ 6 0だけでなく、 第 2及ぴ第 3実施形態で説 明した凹面反射鏡を支持する構成であってもよい。

なお、 このように、 斜置き構成のレンズ 6 0またはミラーを支持する光学素子 保持装置 5 1 としては、 例えば、 特開平 2 0 0 0 - 4 7 1 1 4号に記載されてい るように、 カタディオプトリック光学系に使用することができる。

従って、 この第 7実施形態においても、 前記第 1実施形態における (A) 〜 ( C ) に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。 '

(変更例)

なお、 本発明は、 以下のように変更してもよい。

• 各実施形態では、 レンズ 6 0またはミラー 7 0の周縁部に 3つまたは 6つ の保持部 6 2を配置した構成が例示されているが、 この保持部 6 2の数は、 4つ 、 5つ、 または 7つ以上の複数に変更して構成してもよい。 • 各実施形態では、 保持部 6 2が座面 6 3とクランプ部材 6 4とで構成され ているが、 この保持部 6 2はその他のクランプ機構や接着剤、 ろう付けなどで保 持する構成に変更してもよい。

• 第 2実施形態では、 ミラー 7 0がその光軸 A X ' を水平方向に指向させた 状態で保持されるようになっているが、 図 1 3に示す第 7実施形態のように、 こ のミラー 7 0をその光軸 A X ' が水平方向に対して所定角度だけ傾斜じた斜め方 向に指向する状態で保持するように構成してもよい。

• 各実施形態では、 光学素子としてレンズ 6 0及びミラー 7 0が例示されて いるが、 この光学素子は平行平板等の他の光学素子であってもよい。 また、 凹面, 反射鏡だけでなく平面反射鏡であってもよい。 '

• 本発明の光学素子保持装置 5 1は、 前記実施形態の露光装置 3 1の投影光' 学系 3 5における縦置きタイプの光学素子の保持構成に限定されることなく、 露 光装-置 3 1のその他の光学系、 例えば照明光学系等における縦置きタイプの光学 素子の保持構成に具体化してもよい。 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具体化してもよい。

以上のようにした場合でも、 前記各実施形態における効果とほぼ同様の効果が 得られる。

• 露光装置 3 1の投影光学系 3 5としては、 反射屈折タイプに限らず、 投影 光学系の光軸が重力方向に対して傾斜して配置される全屈折タイプであってもよ レ、。

• 光源 3 2としては、 波長 1 5 7 n mのパルス光を供給する F 2 レーザ光の みならず、 波長 2 4 8 n rnの光を供給する K r Fエキシマレーザ、 波長 1 9 3 n mの光を供給する A r Fエキシマレーザ、 波長 1 2 6 n mの光を供給する A r 2 レーザを用いてもよい。 また、 D F B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 はエルビウムとィ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された高調波を用いてもよい。 - 半導体素子などのマイクロデパイス製造用露光装置だけではなく、 光露光 装置、 E U V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ゃシリコ ンウェハなどへ回路パターンを転写ずる露光装置にも、 本発明を適用できる。 こ こで、 D U V (深紫外) や V U V (真空紫外) 光などを用いる露光装置では、 一 般的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、 螢石、 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、 反 射型マスク (ステンシルマスク、 メンプレンマスク等) が用いられ、 マスク基板 としてはシリコンウェハなどが用いられる。

- 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はなく、 液晶表 示素子 (L C D ) 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、 薄膜磁気へッ 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ェハ上へ転写する露光装置、 及 C C D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。

• 上記実施形態では、 本発明がスキャニング · ステツパに適用された場合に ついて説明したが、 マスクと基板とを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 ' リピート方式の露光 装置にも本発明を適用できる。 ·

• 上記実施形態では、 反射屈折投影光学系の投影倍率を縮小倍率としたが、 投影倍率は縮小に限られず、 等倍、 拡大倍率であってもよい。 例えば、 投影倍率 を拡大倍率とする場合には、 第 3結像光学系 4 6側から光を入射させるように配 置し、 第 3結像光学系 4 6によってマスクまたはレチクル Rの 1次像を形成し、 第 2結像光学系 4 2により 2次像を形成し、 第 1結像光学系 4 0により 3次像 ( 最終像) をウェハ W等の基板上に形成させればよい。

なお、 照明光学系 3 3、 投影光学系 3 5を構成する複数のレンズまたはミラー の少なくとも一部を前記各実施形態の光学素子保持装置 5 1 , 6 9で保持し、 こ の照明光学系 3 3及び投影光学系 3 5を露光装置 3 1本体に組み込み、 光学調整 をするとともに、 多数の機械部品からなるウェハステージ 3 6 (スキャンタイプ の露光装置の場合は、 レチクルステージ 3 4も含む) を露光装置 3 1本体に取り 付けて配線を接続し、 露光光 E L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) をすることにより、 実施 形態の露光装置' 3 1を製造することができる。

また、 光学素子保持装置 5 1を構成する各部品は、 超音波洗浄などにより、 加 ェ油や、 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 3 1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。 '

• 本実施形態における硝材として、 蛍石を例に説明したが、 石英、 フツイ匕リ チウム、' フツイ匕マグネシウム、 フツイヒス トロンチウム、 リチウム一力ノレシゥム一 アルミニウム一フローライ ド、 及ぴリチウムース ト口ンチウムーアルミ二ゥムー フローライ ド等の結晶や、 ジルコニウム一バリゥムーランタン一アルミニウムか らなるフッ化ガヲスや、 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、 O H基を,含有させた石英ガラス、 フッ素に加えて O H 基を含有した石英ガラス等の改良石英を用いた場合にも、 本実施形態の光学素子 保持装置 5 1を適用することができる。

次に、 上述した露光装置 3 1をリソグラフイエ程で使用したデバイスの製造方 法について説明する。

図 1 4は、 デバイス ( I Cや L S I等の半導体チップ、 液晶パネル、 C C D、 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 1 4に示すように、 まず、 ステップ S 1 0 1 (設計ステップ) において、 デ パイス (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 テツプ S 1 0 2 (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] 、 フォ トマスク等) を製作する。 一方、 ステップ S 1 0 3 (基板製造ステップ) において、 シリコン、 ガラス等の材料を用いて基板 (ゥ ェハ W、 ガラスプレート等) を製造する。

次に、 ステップ S 1 04 (基板処理ステップ) において、 ステップ S 1 0 1〜 S 1 03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 S 1 05 (デ バイス組立ステップ) において、.ステップ S 1 04で処理された基板を用いてデ パイス組立を行う。 ^のステップ S 1 05には、 ダイシング工程、 ボンディング 工程、 及ぴパッケージング工程 (チップ封入) 等の工程が必要に応じて含まれる 最後に、 ステップ S 1 06 (検査ステップ) において、 ステップ S 1 05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。 こうしたェ 程を経た後にデパイスが完成し、 これが出荷される。

図 1 5は、 半導体デパイスの場合における、 図 14のステップ S 1 04の詳細 なフローの一例を示す図である。 図 1 5において、 ステップ S 1 1 1 (酸化ステ ップ) では、 ウェハ W (基板) の表面を酸化させる。 ステップ S I 1 2 (CVD ステップ) では、 ウェハ W表面に絶縁膜を形成する。 ステップ S 1 1 3 (電極形 成ステップ) では、 ウェハ W上に電極を蒸着によって形成する。 ステップ S 1 1

4 (イオン打込みステップ) では、 ウェハ Wにイオンを打ち込む。 以上のステツ プ S 1 1 1〜S 1 14のそれぞれは、 ウェ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。

ウェ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 S 1 1

5 (レジス ト形成ステップ) において、 ウェハ Wにフォ トレジス ト等の感光剤を 塗布する。 引き続き、 ステップ S 1 1 6 (露光ステクプ) において、 先に説明し たリソグラフィシステム (露光装置 3 1) によってレチクル Rの回路パターンを ウェハ W上に転写する。 次に、 ステップ S 1 1 7 (現像ステップ) では露光され たウェハ Wを現像し、 ステップ S 1 18 (エッチングステップ) において、 レジ ストが残存じ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 S 1 1 9 (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、 ウェハ W上 に多重に回路パターンが形成される。

以上説明したデバイス製造方法を用いれば、 露光工程 (ステップ S I 1 6 ) に おいて上記の露光装置 3 1が用いられ、 真空紫外域の露光光 E L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 . 1 // m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

請求の範囲
1. 光学素子 (60) の縁部を保持する保持部 (6 2) を備える光学素子保 持装置 (69) において、
前記保持部は、 前記光学素子の光軸 (ΑΧ' ) が水平方向または斜め方向を指 向するように前記光学素子を保持するとともに、 前記光学素子の保持位置に含ま れ、 かつ前記光学素子の光軸と交差する方向に延びる面 (P 1) が光学素子の重 心位置 (G c) をほぼ通るように設けられていることを備えたことを特徴とする 光学素子保持装置。
2. 請求項 1に記載の光学素子保持装置において、 前記保持部は、 前記光学 素子の縁部に沿ってほぼ等角度間隔おきに少なく とも 3つ設けられていることを 特徴とする光学素子保持装置。
3. 請求項 2に記載の光学素子保持装置において、 前記保持部は、 前記光学 素子の光軸に対して回転対称となる位置に配置されていることを特徴とする光学 素子保持装置。
4. 前請求項 2または請求項 3に記載の光学素子保持装置において、 前記保 持部は、 前記光学素子の光軸を含んで重力方向に延びる面に対して対称となる位 置に配置されていることを特徴とする光学素子保持装置。
5. 請求項 1に記載の光学素子保持装置において、 前記光学素子の保持位置は 、 前記光学素子の縁部に形成されたフランジ部を含むことを特徴とする光学素子 保持装置。
6. 請求項 5に記載の光学素子保持装置において、 前記面 (P 1) は、 前記フ ランジ部を構成する互いに平行なフランジ面の間に位置することを特徴とする光 学素子保持装置。
7. 請求項 6に記載の光学素子保持装置において、 前記面 (P 1) は、 前記フ ランジ面の中間に位置することを特徴とする光学素子保持装置。
8. 請求項 1に記載の光学素子保持装置において、 前記光学素子は、 反射ミラ 一であることを特徴とする光学素子保持装置。
9. 複数の光学素子を保持する鏡筒 (3 7) 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〜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 (.69) を介して保持したことを特徴とする鏡筒
1 0. マスク上に形成されたパターンの像を投影光学系 (35) を介して基 板 (W) 上に転写する露光装置 (3 1) において、
前記投影光学系は、 前記請求項 9に記載の鏡筒 (37) を有することを特徴と する露光装置。
1 1. 請求項 1 0に記載の露光装置 (31) を用いてマイクロデバイスを製 造することを特徴とするマイクロデパイスの製造方法。
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