(57)【要約】  【課題】  接着剤により所定の部材に貼り付けた圧電アクチュエータ等の物理量電気変換素子を、被貼付部材に損傷を与えることなく、また容易かつ短時間に剥がし取ることができる物理量電気変換装置等を提供する。  【解決手段】  被貼付部材１１０の所定の物理エネルギーを電気量エネルギーに変換する、或いは電気量エネルギーを被貼付部材１１０の所定の物理エネルギーに変換する物理量電気変換素子１０１を有する物理量電気変換装置１００であって、剥離支援板１０５を介して物理量電気変換素子１０１を被貼付部材１１０上に固着する。  【選択図】  図１
2006019339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被貼付部材の所定の物理エネルギーを電気量エネルギーに変換する、或いは電気量エネルギーを前記被貼付部材の所定の物理エネルギーに変換する物理量電気変換素子を有する物理量電気変換装置であって、
剥離支援板を介して前記物理量電気変換素子を前記被貼付部材上に固着することを特徴とする物理量電気変換装置。
【請求項２】
前記物理量電気変換素子は、前記被貼付部材に力学エネルギーを与える圧電アクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の物理量電気変換素子。
【請求項３】
前記圧電アクチュエータから前記被貼付部材に与えた力学エネルギーにより、前記被貼付部材の振動を抑制することを特徴とする請求項２に記載の物理量電気変換装置。
【請求項４】
前記物理量電気変換素子は、前記被貼付部材の所定の物理エネルギーを計測するセンサであることを特徴とする請求項１に記載の物理量電気変換装置。
【請求項５】
前記剥離支援板は、剥離用治具と係合する係合部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の物理量電気変換装置。
【請求項６】
前記剥離支援板は、外周領域に複数の雌ネジ部を有することを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の物理量電気変換装置。
【請求項７】
マスクに形成されたパターンの像を、投影光学系を介して基板上に転写する露光装置において、
前記投影光学系を支持する投影光学系支持部材に請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の物理量電気変換装置が固着されることを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記マスクを載置するマスクステージを支持する第１支持部材、又は前記基板を載置する基板ステージを支持する第２支持部材と、を有し、
前記第１支持部材及び／又は前記第２支持部材に請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の物理量電気変換装置が固着されることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気量エネルギーを物理エネルギーに変換する等の物理量電気変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等を製造するリソグラフィ工程では、種々の露光装置が用いられおり、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）などの逐次移動型の投影露光装置が主流となっている。
このような露光装置においては、半導体メモリの大容量化やＣＰＵプロセッサの高速化・大集積化の進展とともにウエハ上に形成されるレジストパターンの微細化の要求が高まっており、高い露光精度が要求されている。また、露光装置は、デバイスの量産に用いられるものであることから、高いスループットも必然的に要求される。このため、露光波長の短波長化及び投影光学系の開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）の増大による解像力向上、並びにウエハステージ或いはレチクルステージの位置制御性の向上や高加速度化等によって、露光精度並びにスループットの向上が図られてきた。
しかしながら、例えばウエハステージやレチクルステージを高加速度化すると、露光装置の振動を増加させてしまうので、国際公開第００／２５３５２号パンフレットに開示されるように、投影光学系やウエハステージ等を支持するフレーム類に貼り付けた圧電アクチュエータを駆動することにより、これらのフレーム類に発生した振動を能動的に制振する技術が提案されている。
【特許文献１】国際公開第００／２５３５２号パンフレット（第６図等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した技術では、接着剤を用いてフレーム類に直接、薄板状の圧電アクチュエータを貼り付けているので、故障した圧電アクチュエータを交換することが困難である。すなわち、圧電アクチュエータを引き剥がすと、圧電アクチュエータの一部がフレーム類に残ってしまったり、フレーム類に損傷を与えてしまったりする。また、圧電アクチュエータの交換時間（保守時間）、言い換えれば露光装置のダウンタイムが長時間化してしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、接着剤により所定の部材に貼り付けた圧電アクチュエータ等の物理量電気変換素子を、被貼付部材に損傷を与えることなく、また容易かつ短時間に剥がし取ることができる物理量電気変換装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る物理量電気変換装置、露光装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、被貼付部材（４２，６０，７０，１１０）の所定の物理エネルギーを電気量エネルギーに変換する、或いは電気量エネルギーを被貼付部材の所定の物理エネルギーに変換する物理量電気変換素子（１０１）を有する物理量電気変換装置（１００，１５０）であって、剥離支援板（１０５，１５５）を介して物理量電気変換素子を被貼付部材上に固着するようにした。
この発明によれば、薄板形の物理量電気変換素子が直接、被貼付部材上に固着されずに、剥離支援板を介して固着されているので、物理量電気変換素子を剥離支援板と共に被貼付部材から剥離することが可能となる。
【０００６】
また、物理量電気変換素子（１０１）が、被貼付部材（４２，６０，７０，１１０）に力学エネルギーを与える圧電アクチュエータであるものでは、被貼付部材に圧電アクチュエータの変位（伸縮）に応じた応力を与えることができる。
例えば、圧電アクチュエータ（１０１）から被貼付部材（４２，６０，７０，１１０）に与えた力学エネルギーにより、被貼付部材の振動を抑制することが可能となる。
また、物理量電気変換素子（１０１）が、被貼付部材（４２，６０，７０，１１０）の所定の物理エネルギーを計測するセンサであるものでは、被貼付部材に発生した振動や温度変化等の物理的な変化を検出することができる。
また、剥離支援板（１０５）が、剥離用治具と係合する係合部（１０６）を有するものでは、剥離用治具により、剥離支援板と物理量電気変換素子とを容易かつ短時間に剥離することができる。
また、剥離支援板（１５５）が、外周領域に複数の雌ネジ部（１５７）を有するものでは、雌ネジ部に雄ネジを螺合することにより、雌ネジ部が剥離支援板を押し上げて、剥離支援板と物理量電気変換素子とを被貼付部材から容易かつ短時間に剥離することができる。
【０００７】
第２の発明は、マスク（Ｒ）に形成されたパターン（ＰＡ）の像を、投影光学系（３０）を介して基板（Ｗ）上に転写する露光装置（ＥＸ）において、投影光学系を支持する投影光学系支持部材（７１）に第１の発明の物理量電気変換装置（１００，１５０）が固着されるようにした。
この発明によれば、投影光学系が上下方向、水平方向、或いは回転方向に振動することにより、投影光学系を支持する投影光学系支持部材が振動する場合であっても、物理量電気変換素子を駆動することにより、この振動を能動的に制振することが可能となる。
また、マスク（Ｒ）を載置するマスクステージ（２０）を支持する第１支持部材（６０）、又は基板（Ｗ）を載置する基板ステージ（４０）を支持する第２支持部材（４２）とを有し、第１支持部材及び／又は第２支持部材に第１の発明の物理量電気変換装置（６０，４２）が固着されるようにしたものでは、更に、第１支持部材及び／又は第２支持部材に発生した振動を物理量電気変換素子により能動的に制振することが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
物理量電気変換素子を剥離支援板を介して被貼付部材上に固着したので、物理量電気変換素子を剥離支援板と共に被貼付部材から剥離することが可能となり、保守作業の容易化、短時間化を図ることが可能となる。
また、物理量電気変換素子を投影光学系を支持する投影光学系支持部材に固着したので、投影光学系に発生した振動を能動的に制振して、露光精度の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の物理量電気変換素子、露光装置の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、制振装置１００を示す斜視図である。
制振装置（物理量電気変換装置）１００は、圧電セラミック１０１、剥離支援板１０５等とからなり、所定の部材（被接着部材）１１０に接着層１０９により接着（固着）されるものである。
【００１０】
圧電セラミック（物理量電気変換素子）１０１は、高温度で焼き固められた多結晶体のセラミックスである。この圧電セラミック１０１は、不図示の電極から直流電解を加えて分極処理を施すことにより、圧電性、すなわち力を加えると電圧を発生し、逆に電圧を加えると変位や力を発生する性質を示し、圧電セラミックス振動体として作動可能となる。そして、圧電セラミック１０１は、その上面及び下面に電極を備え、板厚方向（分極方向）に対して直交する方向である、圧電セラミック１０１の長辺方向に単一振動（微少に伸縮）が可能となっている。なお、圧電セラミックスの材料としては、チタン酸バリウム、ジルコンチタン酸鉛系が一般的である。
【００１１】
剥離支援板１０５は、アルミ、ステンレス等の金属からなる板部材であり、その上面に圧電セラミック１０１が接着層１０８により固着（接着）される。これにより、圧電セラミック１０１と共に微少に伸縮し、圧電セラミック１０１の振動を部材１１０に伝達するものである。したがって、圧電セラミック１０１の振動を減衰することなく部材１１０に伝達できるように、所定の厚みに形成される。また、部材１１０と同一の材料を用いることが好ましい（本実施形態においては、アルミ、ステンレス等）。
また、剥離支援板１０５は、折曲部１０６を有し、更に折曲部１０６に複数の穴部（係合部）１０７を有する。折曲部１０６及び穴部１０７は、後述する剥離用治具１２０と係合するための部位である。なお、折曲部１０６は、剥離支援板１０５の長辺側の一端に設けられているが、これに限らない。例えば、短辺側に設けたり、或いは長辺側の両端に設けたりしてもよいが、圧電セラミック１０１及び剥離支援板１０５の振動（振動）を阻害することがないようにする必要がある。また、穴部１０７は、直接、剥離用治具１２０と係合できればよいので、貫通穴に限らず、例えばフック状の部位であってもよく、また、その数も複数に限らず１つであってもよい。すなわち、折曲部１０６及び穴部１０７は、剥離用治具１２０と係合状態により、任意に設計することができる。
【００１２】
圧電セラミック１０１と剥離支援板１０５とを固着する接着層１０８、及び剥離支援板１０５と部材１１０とを固着する接着層１０９には、同一の接着剤が用いられる。例えば、エポキシ系接着剤を用いることができる。２液硬化型、熱硬化型、紫外線硬化型等、制振装置１００の設置場所等の条件に従って、任意に選択することができる。なお、本実施形態においては、制振装置１００を後述する露光装置ＥＸ内で使用するので、化学的に安定した接着剤、すなわちアウトガスが殆どないものを用いている。また、接着層１０８と接着層１０９の接着剤は、互いに異なる種類のものを用いてもよい。
【００１３】
図２は、制振装置１００を部材１１０から剥離する際の作業図である。図２に示すように、Ｌ形の剥離用治具１２０の先端部１２０ａを剥離支援板１０５の穴部１０７に挿入する。そして、剥離用治具１２０の他端を引き倒すことにより、梃子の作用によって制振装置１００を部材１１０から剥離することができる。そして、部材１１０上に残留した接着層１０９は溶剤を用いて拭き取る。
これにより、部材１１０に損傷を与えることなく、しかも容易かつ短時間のうちに、制振装置１００を部材１１０から剥離することができる。すなわち、圧電セラミック１０１を直接、部材１１０に固着した場合のように、剥離中に圧電セラミック１０１が欠けてしまい、その一部が部材１１０上に残ってしまうことがなくなる。また、剥離用治具を穴部１０７に係合させるだけで済むので、限られた空間内でも剥離作業を行うことが可能となる。
【００１４】
次に、制振装置１００の使用方法について説明する。図３は、制振装置１００の使用形態を示す図である。
重量物Ｍは、支持梁（被接着部材）１１０の先端に支持されており、その下方にバネ・ダンパー（Ｋ，Ｃ）機構が設けられている。そして、重量物Ｍに振動が加わった場合には、バネ・ダンパー機構により、その振動が減衰される。このような支持梁１１０の固定端側の上面及び下面には、制振装置１００がそれぞれ貼り付けられる。
そして、例えば、上面に貼り付けた制振装置１００を縮め、一方、下面に貼り付けた制振装置１００を伸ばすことにより、支持梁１１０を上面側に反らすような応力を与える。このように、上下の制振装置１００を交互に差動的に動作することにより、支持梁１１０の振動を能動的に制振することができる。
これにより、制振装置１００は、バネ・ダンパー機構と相まって、支持梁１１０に発生した振動を効果的に制振することができる。
【００１５】
図４は、制振装置１００の使用形態を示す図であって、露光装置ＥＸに適用した場合を示す。
露光装置ＥＸは、レチクルＲとウエハ（基板）Ｗとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルＲに形成されたパターンＰＡを投影光学系３０を介してウエハＷ上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。
そして、露光装置ＥＸは、露光光ＥＬによりレチクルＲを照明する照明光学系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージ２０、レチクルＲから射出される露光光ＥＬをウエハＷ上に投射する投影光学系３０、ウエハＷを保持するウエハステージ４０を備える。これらの構成要素は、本体フレーム６０や基礎フレーム７０により支持される。
【００１６】
照明光学系１０は、レチクルステージ２０に支持されているレチクルＲを露光光ＥＬで照明するものである。そして、光源５から射出されたレーザビームは、照明光学系１０に入射され、照度分布がほぼ均一な照明光（露光光）ＥＬとなってレチクルＲ上に照射される。なお、照明光学系１０から射出される露光光ＥＬとしては、紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）等がある。
そして、この照明光学系１０は、照明系支持部材１２によって支持される。
【００１７】
レチクルステージ２０は、レチクルＲを支持しつつ、水平方向の２次元移動等を行うものである。レチクルステージ２０には、矩形開口が形成されており、開口周辺部に設けられたレチクル吸着機構によりレチクルＲが真空吸着等により保持される。
このレチクルステージ２０は、本体フレーム６０を構成する支持盤６１の上面に不図示の非接触ベアリング（例えば気体静圧軸受け）を介して浮上支持される。
【００１８】
投影光学系３０は、レチクルＲのパターンＰＡを所定の投影倍率βでウエハＷに投影露光するものであって、例えば投影倍率βが１／４あるいは１／５の縮小系である。なお、投影光学系３０は等倍系及び拡大系のいずれでもよい。
そして、投影光学系３０の外壁にはフランジが設けられ、支持盤（光学系支持部材）７１に設けられた穴部に挿入、支持される。なお、支持盤７１は、不図示のキネマティックマウントにより、基礎フレーム７０を構成する支持盤７１上に、ほぼ水平に支持される。
【００１９】
ウエハステージ４０は、ウエハＷを支持しつつ、水平平面内の２次元移動等を行うものである。
そして、ウエハステージ４０は、支持盤（被貼付部材）４２の上面に不図示の非接触ベアリング（例えば気体静圧軸受け）を介して浮上支持される。
【００２０】
本体フレーム（被貼付部材）６０は、レチクルステージ２０等を支持する支持盤６１と、支持盤６１を支持する複数の支柱６２とから構成される。また、基礎フレーム（被貼付部材）７０は、投影光学系３０を支持する支持盤７１と、支持盤７１を支持する複数の支柱７２とから構成される。そして、支持盤６１と、支持盤７１、支柱６２，７２の所定の面には、それぞれ制振装置１００が貼り付けられる。
このように、露光装置ＥＸの構成要素を支持する各種支持部材、フレーム等に制振装置１００を貼り付けることにより、露光装置ＥＸに発生した振動を能動的に制振することができる。特に、重量物である投影光学系３０を略平板形の部材で支持する支持盤７１は、振動が発生、残留しやすいので、この部材に発生した振動を能動的に制振することのより、露光装置ＥＸの露光精度を向上することが可能となる。
なお、支持盤６１と、支持盤７１、支柱６２，７２の他、照明系支持部材１２、支持盤４２に制振装置１００が貼り付けてもよい。更に、制振性を向上することができる。
【００２１】
このように、制振装置１００を各種支持部材、フレーム等に貼り付けたので、制振装置１００の電極に不具合が発生した場合であっても、各種支持部材、フレーム等に損傷を与えることなく、短時間に制振装置１００の交換を行うことができる。このように、保守時間、すなわち、露光装置ＥＸのダウンタイムを短縮することができるので、露光装置ＥＸの効率低下を抑えることが可能となる。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。
【００２３】
剥離支援板１０５に貼り付ける物理量電気変換素子として、圧電セラミックス１０１の場合について説明したが、これに限らない。被貼付部材の物理量（位置エネルギー、運動エネルギー、光エネルギー、化学エネルギー、熱エネルギーなど）を電気エネルギーに変換する素子であればよい。しがたって、アクチュエータに限らず、温度センサ等であってもよい。また、圧電セラミックスを歪み検出センサとして用いてもよい。
このため、物理量電気変換装置としては、制振装置１００に限らず、温度検出装置や歪み検出装置であってもよい。
【００２４】
図５は、制振装置の変形例を示す斜視図である。
制振装置（物理量電気変換装置）１５０は、折曲部１０６を有する剥離支援板１０５に替えて、外周領域に複数の雌ネジ部１５７を有する剥離支援板１５０を用いている。雌ネジ部１５７に雄ネジ（不図示）を螺合することにより、雄ネジが剥離支援板１５５を押し上げるので、容易に制振装置１５０を部材１１０から剥離することが可能である。
【００２５】
また、上述の実施形態においては、投影光学系とウエハとの間が気体（空気や窒素）で満たされている露光装置について説明しているが、液浸式の露光装置に本発明を適用することができる。
【００２６】
また、前述した実施形態ではステップ・アンド・リピート方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置にも本発明を適用することができる。更に、本発明は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（ＬＣＤ）等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上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等にも適用することができる。更には、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又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】制振装置１００を示す斜視図である。
【図２】制振装置１００を剥離する作業図である。
【図３】制振装置１００の使用形態を示す図である。
【図４】露光装置ＥＸを示す図である。
【図５】制振装置１５０を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
２０  レチクルステージ（マスクステージ）
３０  投影光学系
４０  ウエハステージ（基板ステージ）
４２  支持盤（被貼付部材）
６０  本体フレーム（被貼付部材）
７０  基礎フレーム（被貼付部材）
１００，１５０  制振装置（物理量電気変換装置）
１０１  圧電セラミック（物理量電気変換素子）
１０５  剥離支援板
１０６  折曲部（係合部）
１１０  部材、支持梁（被貼付部材）
１５７  雌ネジ部（係合部）
Ｒ  レチクル（マスク）
Ｗ  ウエハ（基板）
ＰＡ  パターン
ＥＸ  露光装置
【図１】
2006019339.tif 000003
【図２】
2006019339.tif 000004
【図３】
2006019339.tif 000005
【図４】
2006019339.tif 000006
【図５】
2006019339.tif 000007