(57)【要約】【課題】結像性能の劣化となる光学部材の変形及び位置ずれによる収差を低減することで所望の光学性能をもたらす保持装置、露光装置及びデバイス製造方法を提供する。【解決手段】ミラーを３つの球面を介して６点支持する支持部材と、各々が前記支持部材の周囲の３箇所に配置され、光軸方向及び光軸周りの円周方向の２軸に移動可能な位置決め手段と、前記支持部材と前記位置決め手段とを連結し、前記位置決め手段の移動方向以外の４軸に移動可能な連結手段とを有することを特徴とする保持装置を提供する。【選択図】　　　　　図１
2004062091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミラーを３つの球面を介して６点支持する支持部材と、
前記支持部材の周囲の３箇所に配置され、各々が光軸方向及び光軸周りの円周方向の２軸に移動可能な位置決め手段と、
前記支持部材と前記位置決め手段とを連結し、前記位置決め手段の移動方向以外の４軸に移動可能な連結手段とを有することを特徴とする保持装置。
【請求項２】
前記３つの球面は、ピッチ１２０°で同一円周上に配置されることを特徴とする請求項１記載の保持装置。
【請求項３】
前記ミラーは、前記３つの球面の円周と接触する円錐形状の凹部を有することを特徴とする請求項１記載の保持装置。
【請求項４】
前記支持部材は、前記球面の２点と接触する断面Ｖ字形状の溝を有することを特徴とする請求項１記載の保持装置。
【請求項５】
前記位置決め手段は、ピッチ１２０°で同一円周上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の保持装置。
【請求項６】
前記位置決め手段を前記光軸方向及び前記光軸周りの円周方向の２軸に移動するアクチュエータを更に有することを特徴とする請求項１記載の保持装置。
【請求項７】
前記支持部材の位置を検出する検出部を更に有することを特徴とする請求項１記載の保持装置。
【請求項８】
前記ミラーの位置を計測する計測部を更に有することを特徴とする請求項１記載の保持装置。
【請求項９】
前記ミラーの相対位置を規定する位置基準部を更に有することを特徴とする請求項１記載の保持装置。
【請求項１０】
前記位置決め手段は、平行板バネのガイドを有することを特徴とする請求項１記載の保持装置。
【請求項１１】
光学系の所望の位置にミラーを組み込む方法であって、
前記ミラーを取り付ける保持装置に、前記ミラーの相対位置を測定するための位置基準部を形成するステップと、
前記保持部材に前記ミラーを取り付けるステップと、
前記取り付けステップ後に前記位置基準部の位置を測定する第１測定ステップと、
前記第１測定ステップ後に、前記ミラーが取り付けられた前記保持部を、前記光学系に組み込むステップと、
前記組み込みステップ後に、前記位置基準部の位置を測定する第２測定ステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記ミラーが前記光学系に組み込まれた後に、前記光学系の波面収差を測定するステップと、
前記測定ステップで測定した前記波面収差が低減されるように、前記ミラー及び前記保持装置を調整するステップとを有することを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の保持装置を備え、当該保持装置に保持されたミラーを介してマスク又はレチクルに形成されたパターンを被処理体に露光する光学系を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の露光装置を用いて被処理体を投影露光するステップと、
投影露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、光学部材を搭載する精密機器、特に、露光装置等の投影光学系に関し、更に詳細には、半導体素子、撮像素子（ＣＣＤ等）又は薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフィー工程に使用される露光装置において、原版（例えば、マスク又はレチクル（なお、本出願では、これらの用語を交換可能に使用する。））の像を被処理体に投影露光する際、より正確な結像関係を得るための光学部材の保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いてデバイスを製造する際に、マスクに描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が従来から使用されている。投影光学系は、回路パターンからの回折光をウェハの上に干渉させて結像させる。
【０００３】
近年の電子機器の小型化及び薄型化への要請を実現するためには、電子機器に搭載されるデバイスを高集積化する必要があり、転写される回路パターンの微細化、即ち、高解像度化がますます要求されている。高解像力を得るためには、露光光の波長を短くすること、及び、投影光学系の開口数（ＮＡ）を上げることが有効であり、同時に投影光学系の収差を極めて小さく抑えなければならない。
【０００４】
投影光学系を構成するレンズ、ミラーなどの光学素子に変形が生じると、変形前後で光路が屈折し、一点に結像するべき光線が一点に収束せずに収差を生じる。収差は位置ずれを招いてウェハ上の回路パターンの短絡を招く。一方、短絡を防止するためにパターン寸法を広くすれば微細化の要求に反する。
【０００５】
従って、収差が小さい投影光学系を実現するためには、投影光学系を構成する光学素子の形状及び光軸に対する位置を変化させることなく投影光学系内に保持して、光学素子が有する本来の光学性能を最大限に引き出す必要がある。特に、近年の投影光学系の高ＮＡ化により、投影レンズは大口径化しているのでレンズ容積も大きくなり、自重による変形が発生しやすくなっている。また、最近盛んに研究が進められている極端紫外線（ＥＵＶ：ｅｘｔｒｅｍｅ　ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を用いた露光装置（以下、ＥＵＶ露光装置と称する。）は、その特徴の一つである短波長のＥＵＶ光（波長約１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度）のために少数の反射素子（即ち、ミラー）で投影光学系を構成しなければならず、ミラーの形状及び光軸に対する位置精度は極めて厳しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＥＵＶ露光装置は、０．１μｍ以下の回路パターンの露光に使用されるため、線幅精度が非常に厳しく、ミラーの形状においては、１ｎｍ程度以下の変形しか許されない。従って、ミラーの加工時の形状をＥＵＶ露光装置に組み込む際に、正確に再現する必要がある。
【０００７】
しかし、ミラーを構成する母材料は非常に柔らかく、ミラーを保持する保持部材が加える力（保持力）だけでもミラーは数ｎｍ程度の変形を生じてしまう。また、保持部材の熱膨張や振動、変形によってミラーの位置ずれが発生してしまう。更には、ミラーは、全ての露光光を反射するわけではなく、３０％以上の露光光を吸収してしまうため、吸収した露光光が分熱となりミラーを熱膨張させ、ミラーの形状及び光軸に対する位置を変化させてしまう。従って、ミラーの形状及び光軸に対する位置を変化させることなく投影光学系内に保持し、所望の光学性能を発揮させることができなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、結像性能の劣化となる光学部材の変形及び位置ずれによる収差を低減することで所望の光学性能をもたらす保持装置、露光装置及びデバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての保持装置は、ミラーを３つの球面を介して６点支持する支持部材と、前記支持部材の周囲の３箇所に配置され、各々が光軸方向及び光軸周りの円周方向の２軸に移動可能な位置決め手段と、前記支持部材と前記位置決め手段とを連結し、前記位置決め手段の移動方向以外の４軸に移動可能（弾性変形可能）な連結手段とを有することを特徴とする。かかる保持装置によれば、ミラーをキネマティックに支持し、ミラーを支持する支持部材を６軸に関して移動可能とすることで結像性能の劣化となる光学部材の変形及び位置ずれを低減することができる。前記３つの球面は、ピッチ１２０°で同一円周上に配置されることを特徴とする。前記ミラーは、前記３つの球面の円周と接触する円錐形状の凹部を有することを特徴とする。前記支持部材は、前記球面の２点と接触する断面Ｖ字形状の溝を有することを特徴とする。前記位置決め手段は、ピッチ１２０°で同一円周上に配置されていることを特徴とする。前記位置決め手段を前記光軸方向及び前記光軸周りの円周方向の２軸に移動するアクチュエータ（駆動機構）を更に有することを特徴とする。前記支持部材の位置を検出する検出部を更に有することを特徴とする。前記ミラーの位置を計測する計測部を更に有することを特徴とする。前記ミラーの相対位置を規定する位置基準部を更に有することを特徴とする。前記位置決め手段は、平行板バネのガイドを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の側面としてのミラー組み込み方法は、光学系の所望の位置にミラーを組み込む方法であって、前記ミラーを取り付ける保持装置に、前記ミラーの相対位置を測定するための位置基準部を形成するステップと、前記保持部材に前記ミラーを取り付けるステップと、前記取り付けステップ後に前記位置基準部の位置を測定する第１測定ステップと、前記第１測定ステップ後に、前記ミラーが取り付けられた前記保持部を、前記光学系に組み込むステップと、前記組み込みステップ後に、前記位置基準部の位置を測定する第２測定ステップとを有することを特徴とする。前記ミラーが前記光学系に組み込まれた後に、前記光学系の波面収差を測定するステップと、前記測定ステップで測定した前記波面収差が低減される（好ましくは、最小となる）ように、前記ミラー及び前記保持装置を調整するステップとを有することを特徴とする。かかる方法によれば、ミラーを所望の姿勢で保持することが可能であり、優れた光学性能を達成することができる。
【００１１】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、上述の保持装置を備え、当該保持装置に保持されたミラーを介してマスク又はレチクルに形成されたパターンを被処理体に露光する光学系を有することを特徴とする。かかる露光装置によれば、上述した保持装置を構成要素の一部に有し、結像性能の劣化となる光学部材の変形及び位置ずれによる収差の発生を防止することができる。
【００１２】
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を投影露光するステップと、投影露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有することを特徴とする。上述の露光装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
【００１３】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の例示的一態様である保持装置及び露光装置について説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定するものではなく、本発明の目的が達成される範囲において、各構成要素が代替的に置換されてもよい。例えば、本実施形態では、保持装置１００を例示的に露光装置５００の投影光学系５３０に適用しているが、露光装置５００の照明光学系５１４、その他周知のいかなる光学系に適用してもよい。なお、各図において同一の参照番号は同一部材を示し、重複説明は省略する。ここで、図１は、本発明の一側面としての保持装置１００を示す概略構成斜視図である。なお、光軸方向は、Ｚ軸方向と一致し、図面矢印で示す。
【００１５】
保持装置１００は、図１によく示されるように、支持部材１２０と、連結手段１３０と、位置決め手段１４０と、ベース１５０とを有し、ミラー１１０を保持する。
【００１６】
ミラー１１０は、後述する支持部材１２０に載置され、反射を利用して光を結像させる。ミラー１１０の反射面には光を反射させる多層膜が施されており、かかる多層膜により光を強めあう作用を奏する。ミラー１１０に適用可能な多層膜は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層を交互に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜、又は、Ｍｏ層とベリリウム（Ｂｅ）層を交互に積層したＭｏ／Ｂｅ多層膜などが考えられる。但し、本発明の多層膜は、上記した材料に限定されず、これと同様の作用及び効果を有する多層膜の使用を妨げるものではない。
【００１７】
ミラー１１０は、図２に示すように、外周に３つの突起部１１２を有する。突起部１１２は、ミラー１１０と一体で構成され、１２０°ピッチで配置されている。但し、突起部１１２をミラー１１０に接合する際に加えられる力により、ミラー１１０の形状が変化することがなければ、又は、ミラー１１０の形状の変化が許容範囲内であるならば、突起部１１２をミラー１１０と別体として構成してもよい。ここで、図２は、図１に示す保持装置１００の概略構成上視図である。
【００１８】
突起部１１２は、図３に示すように、下面に凹部１１４を有する。凹部１１４は、円錐形状に形成され、後述する球面部材１２２の円周と接触する。ミラー１１０は、突起部１１２に形成された凹部１１４に接触する球面部材１２２を介して支持部材１２０に支持される。ここで、図３は、図１に示す保持装置１００の部分拡大断面図であり、ミラー１１０の突起部１１２及び支持部材１２０の溝１２２を示している。
【００１９】
支持部材１２０は、ミラー１１０と接触する球面部材１２２と、球面部材１２２を載置する溝１２４とを有し、ミラー１１０を支持する。支持部材１２０は、光軸を中心とする円環状板部材であり、例えば、ミラー１１０の線膨張率とほぼ同等の線膨張率を有する材料から構成されるのが望ましい。
【００２０】
球面部材１２２は、ミラー１１０の突起部１１２に形成された凹部１１４にあわせて１２０°ピッチで配置される。このように、球面部材１２２は、ミラー１１０の円周方向に沿ってほぼ等間隔で分布しているためにミラー１１０は支持部材１２０上で安定する。球面部材１２２は、真球体形状を有する部材であり、ミラー１１０の突起部１１２に形成された凹部１１４と外周において接触する。球面部材１２２は、支持部材１２０の半径方向に移動可能に（即ち、半径方向に自由度をもって）溝１２４に載置される。従って、温度環境変動時にミラー１１０に熱膨張が生じても半径方向に膨張を許容することが可能となり、ミラーの中心が光軸に対して位置ずれを起こすことを防止することができる。
【００２１】
溝１２４は、１２０°ピッチで支持部材１２０の半径方向に沿って形成され、球面部材１２２を載置する。換言すれば、溝１２４は、ミラー１１０の突起部１１２に形成された凹部１１４と対向する位置に形成される。溝１２４は、球面部材１２２の半径方向の動きを許容すると共に円周方向の動きを規定する。溝１２４は、図４に示すように、断面Ｖ字形状を有し、球面部材１２２と２点（Ａ１及びＡ２）で接触する。即ち、３つの溝１２４によって、支持部材１２０は、ミラー１１０を球面部材１２２を介して６点で支持する（キネマティック支持）こととなり、ミラー１１０を過剰拘束せずに姿勢を維持させることができる。ここで、図４は、図１に示す支持部材１２０の球面部材１２２及び溝１２４を示す概略断面図である。
【００２２】
球面部材１２２と溝１２４は、接触点Ａ１及びＡ２での変形に伴うミラー１１０の姿勢の変化を防止し、理想的に６点で接触するために、高強度、且つ、摩擦力を極力小さくする（低摩擦係数）ことが必要である。高硬度、且つ、低摩擦係数を満足する球面部材１２２及び溝１２４の材料としては、セラミックス、表面を硬化熱処理された金属、ＤＬＣ等のイオンプレーティングによる成膜コートなどが使用できる。
【００２３】
ミラー１１０は、自重のみで、球面部材１２２及び溝１２４を介した支持部材１２０上で安定するが、例えば、保持装置１００を搭載した光学系を輸送する際に振動が加わることを考えると、ミラー１１０を押さえこむ押さえ機構１７０を備えることが好ましい。押さえ機構１７０は、ミラー１１０の突起部１１２に関して支持部材１２０と対向する側からミラー１１０を押さえこみ、ミラー１１０の形状を極力維持したまま固定する。詳細には、押さえ機構１７０は、例えば、図５に示すように、ピンＰによって支持部材１２０に接合され、弾性部材１７２を介してミラー１１０の突起部１１２に弾性力が印加し、支持部材１２０によってミラー１１０を挟み込んで固定する。この際、ミラー１１０に損傷を与えないように、ミラー１１０の突起部１１２の上面に円錐形状の凹部１１４を形成し、凹部１１４に載置した球面形状を有する球面部材１２２を介して弾性力を印加する。押さえ機構１７０は、常時ミラー１１０をクランプしていてもよく、要求されるミラー面精度や耐振特性などから常時使用するか、輸送時のみに使用するか適宜決定することが好ましい。ここで、図５は、押さえ機構１７０を有する保持装置１００の部分拡大断面図である。
【００２４】
一方、球面部材１２２と溝１２４との固定を強化するためには、球面部材１２２を磁性を有する材料で構成し、図６に示すように、溝１２４を構成する領域Ｒに永久磁石を埋め込む。また、溝１２４を構成する領域Ｒに電磁石を埋め込めば、球面部材１２２と溝１２４との固定の強化／非強化を切り替えることができる。ここで、図６は、支持部材１２０の球面部材１２２及び溝１２４を示す概略断面図である。
【００２５】
連結手段１３０は、支持部材１２０の外周と接合し、支持部材１２０と後述する位置決め手段１４０とを連結する。連結手段１３０は、例えば、板バネを用いて、図７に示すように、Ｘ軸方向（ΔＸ）、Ｘ軸周りの円周方向（θｘ）、Ｙ軸周りの円周方向（θｙ）及びＺ軸周りの円周方向（θｚ）の４軸に関して剛性が他の２軸（Ｙ軸方向及びＺ軸方向）より小さくなるように構成される。換言すれば、連結手段１３０は、Ｘ軸方向（ΔＸ）、Ｘ軸周りの円周方向（θｘ）、Ｙ軸周りの円周方向（θｙ）及びＺ軸周りの円周方向（θｚ）の４軸に移動可能な構成となっている。ここで、図７は、図１に示す連結手段１３０及び位置決め手段１４０の概略斜視図である。
【００２６】
連結手段１３０が、図８（ａ）に示すように、Ｘ軸方向（ΔＸ）に移動すると、支持部材１２０はＸＹ平面に関して水平に移動する。連結手段１３０が、図８（ｂ）に示すように、Ｘ軸周りの円周方向（θｘ）に移動すると、支持部材１２０はＸ軸周りに傾く。連結手段１３０が、図８（ｃ）に示すように、Ｚ軸周りの円周方向（θｚ）に移動すると、支持部材１２０はＺ軸周りに傾く。連結手段１３０が、図８（ｄ）に示すように、Ｙ軸周りの円周方向（θｙ）に移動すると、支持部材１２０はＹ軸周りに傾く。従って、連結手段１３０は、４軸に関して支持部材１３０の移動を可能にする。ここで、図８は、４軸に関して移動した場合の連結手段１３０を示す概略模式図である。
【００２７】
位置決め手段１４０は、支持部材１２０の周囲に１２０°ピッチで配置されると共に、連結手段１３０と連結する。位置決め手段１４０は、図９に示すように、平行板バネ１４２ａに案内されてＹ軸方向（Δｙ）、平行板バネ１４２ｂに案内されてＺ軸方向（Δｚ）に移動可能な弾性ヒンジ機構で構成される。位置決め手段１４０は、平行板バネ１４２ａ及び１４２ｂを押圧して変形させる押しネジ１４４ａ及び１４４ｂに挟まれたスペーサー１４６ａ及び１４６ｂの厚さを変えることでＹ軸方向（Δｙ）及びＺ軸方向（Δｚ）の移動量を調節する。更に、押しネジ１４４ａ及び１４４ｂに図示しない縮小弾性ヒンジ機構を設けて、押しネジ１４４ａ及び１４４ｂの移動量を所定の比率で縮小して平行板バネ１４２ａ及び１４２ｂに伝えて、位置決め手段１４０のＹ軸方向（Δｙ）及びＺ軸方向（Δｚ）の移動量の分解能を向上させることができる。なお、位置決め手段１４０は、平行板バネ１４２ａ及び１４２ｂが自然状態から一方向（押圧方向）のみに変形するように構成することが好ましい。かかる構成によれば、位置決め機構は移動方向以外の他成分が少なく、かつ摩擦が介在しない送り機構であるため高精度な位置決めが可能になる。さらに、４軸方向に弾性変形可能な連結手段をもちいることで、位置決め機構が移動した際に支持部材１２０の姿勢や位置は移動させるが、支持部材の変形を最小限におさえることが可能となる。さらにこの支持部材にミラーをキネマチック支持することで、ミラーの姿勢コントロールの際にミラーの面変形が起こりにくい保持機構を達成している。平行板バネ１４２ａ及び１４２ｂの移動方向の剛性を上げたい場合や、平行板バネ１４２ａ及び１４２ｂを押圧方向及び引圧方向に変形させたい場合は、図１０に示すように、例えば、コイルバネ１４８ａ及び１４８ｂを用いて、平行板バネ１４２ａ及び１４２ｂを一方向に引っ張ることも可能である。ここで、図９は、図８に示す位置決め手段１４０の概略断面図、図１０は、図１に示す連結手段１３０及び位置決め手段１４０を概略斜視図である。
【００２８】
即ち、位置決め手段１４０は、Ｙ軸方向（Δｙ）及びＺ軸方向（Δｚ）の２軸に関して連結手段１３０の移動を可能にする。従って、連結手段１３０は、位置決め手段１４０と共同して、支持部材１２０を６軸に関して移動可能とすると共に、支持部材１２０の変形を最小限にすることができる。これにより、支持部材１２０に支持されたミラー１１０は、結像性能の劣化となる変形及び位置ずれによる収差を低減することができ、所望の光学性能を達成することができる。
【００２９】
また、位置決め手段１４０は、押しネジ１４４ａ及び１４４ｂの代わりに、図１１及び図１２に示すように、アクチュエータ１８０を用いてＹ軸方向（Δｙ）及びＺ軸方向（Δｚ）に移動させてもよい。アクチュエータ１８０は、例えば、ピエゾ素子又はピエゾ素子を応用したピコモーターなどであり、平行板バネ１４２ａ及び１４２ｂを一方向に押圧する。なお、平行板バネ１４２ａ及び１４２ｂの変位量を計測するために変位計１８５を設置することもできる。変位計１８５には、静電容量センサーや差動トランスなどの高精度変位計を用いる。ここで、図１１は、図１に示す連結手段１３０及び位置決め手段１４０を概略斜視図、図１２は、図１１に示す位置決め手段１４０の概略断面図である。
【００３０】
再び、図１に戻って、ベース１５０は、位置決め手段１４０と接合し、固定孔１５２を介して投影光学系５３０の鏡筒に固定される。ベース１５０は、光軸を中心とする円環状板部材であり、例えば、真鍮などの銅合金、ステンレス鋼、鉄、低熱膨張金属であるインバ、炭素鋼などの金属、セラミック等を材料とする。
【００３１】
以上の構成により、保持装置１００は、支持部材１２０を６軸（Ｘ軸方向、Ｘ軸周りの円周方向、Ｙ軸方向、Ｙ軸周りの円周方向、Ｚ軸方向、Ｚ軸周りの円周方向）に移動させて、ミラー１１０の形状を変化させることなく、位置決めを行うことができる。
【００３２】
また、保持装置１００は、図１３に示すように、ベース１５０に支持部材１２０の位置を検出する検出部１９０を設けることで、更に高精度に支持部材１２０の駆動を制御することができる。本実施形態では、検出部１９０は、Ｚ軸方向の支持部材１２０の位置を検出する変位センサー１９２及びＺ軸周りの円周方向の支持部材１２０の位置を検出する変位センサー１９４を各々３箇所に配置している。ここで、図１３は、保持装置１００の一例を示す概略斜視図である。
【００３３】
保持装置１００は、図１４に示すように、ベース１５０にミラー１１０の位置を計測する計測部２００を設けることで、更に高精度にミラー１１０の位置を制御することができる。本実施形態では、計測部２００を、Ｘ軸周りの円周方向及びＹ軸周りの円周方向のチルト計測用に３箇所（内２箇所は不図示）、ミラー１１０のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置計測用に２箇所配置している。計測部２００としては、レーザー測長器を用いるか、制御システムを簡略化するために静電容量センサーを用いてもよい。但し、静電容量センサーを用いる場合には、少なくともミラー１１０の測定面にターゲット電極を成膜する必要がある。ここで、図１４は、保持装置１００の一例を示す概略斜視図である。
【００３４】
以下、図１６を参照して、光学系の所望の位置に保持装置１００に保持されたミラー１１０を組み込む方法について説明する。図１６は、光学系の所望の位置に保持装置１００に保持されたミラー１１０を組み込む方法を説明するためのフローチャートである。まず、ミラー１１０を取り付ける保持装置１００にミラー１１０の相対位置を規定する位置基準部２１０を形成する（ステップ１００２）。
具体的にはミラーを加工する際に、ミラー面と三次元的に位置が保証された基準部を形成するものである。この位置基準部を設ける目的は、後述の光学系組込み工程においてミラー面位置を所望の精度で検出する必要が出てくるが、その際にミラー面測定の代わりに、この位置基準部を測定できるようにしたものである。ミラー面を測定したのでは反射面への形状ダメージや汚染の問題が起こってしまうし、ミラー面が非球面など複雑な形状をなしている場合は測定点を多数必要とし、組込み工数の増大につながってしまう。
位置基準部はミラー面との位置が３次元的に保証されていればどんな形状でもかまわないが、測定時の精度をより高精度にするには、例えば図１５に示すようにミラーの周辺３箇所に球状の部材を備えても良い。
次にミラー１１０を保持装置１００に取り付ける。この際に、保持装置１００の所定の位置に対してミラー１１０の位置基準部２１０が所定の許容範囲内であることを確認する。もし許容範囲外であったなら再度組み込み調整作業を行い、最終的には既定値内になるようにする
（ステップ１００４）。更に、ミラー１１０が取り付けられた保持装置１００を光学系に組み込む。この際に、ミラー１１０の位置が所定の位置になるように位置基準部２１０を測定して保持装置１００の取付け位置を調整する
（ステップ１００６）。ミラー保持装置１００へのミラー１１０の取り付け、及び、ミラー１１０が取り付けられた保持装置１００の光学系への組み込みを、常に、位置基準部２１０と照らし合わせながら行うことで、工程が簡略化され、且つ、所望の位置にミラー１１０を配置することが可能となり、高精度な光学系とすることができる。次に、ミラー１１０が取り付けられた保持装置１００が組み込まれた光学系の波面収差を測定し（ステップ１００８）、測定した波面収差が最小となるように、ミラー１１０を保持した保持装置１００を調整する（ステップ１０１０）。この調整においては、前述の位置決め手段１４０を移動させることで高精度な調整を行うことができる。これにより、保持装置１００を組み込んだ光学系は、所望の光学性能を達成することが可能となる。
【００３５】
以下、図１７を参照して、本発明の例示的な露光装置５００について説明する。ここで、図１７は、本発明の例示的な露光装置５００の概略構成図である。本発明の露光装置５００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いてステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でマスク５２０に形成された回路パターンを被処理体５４０に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、ステップ・アンド・スキャン方式は、マスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。ステップ・アンド・リピート方式は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【００３６】
図１７を参照するに、露光装置５００は、照明装置５１０と、マスク５２０と、マスク５２０を載置するマスクステージ５２５と、投影光学系５３０と、被処理体５４０と、被処理体５４０を載置するウェハステージ５４５と、アライメント検出機構５５０と、フォーカス位置検出機構５６０とを有する。
【００３７】
また、図１７に示すように、ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低いため、少なくともＥＵＶ光が通る光路は真空雰囲気ＶＣであることが好ましい。
【００３８】
照明装置５１０は、投影光学系５３０の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）によりマスク５２０を照明する照明装置であって、ＥＵＶ光源５１２と、照明光学系５１４より構成される。
【００３９】
ＥＵＶ光源５１２は、例えば、レーザープラズマ光源が用いられる。これは真空容器中のターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射される、例えば、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用するものである。ターゲット材としては、金属膜、ガスジェット、液滴などが用いられる。放射されるＥＵＶ光の平均強度を高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高い方がよく、通常数ｋＨｚの繰り返し周波数で運転される。
【００４０】
照明光学系５１４は、集光ミラー５１４ａ、オプティカルインテグレーター５１４ｂから構成される。集光ミラー５１４ａは、レーザープラズマからほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光を集める役割を果たす。オプティカルインテグレーター５１４ｂは、マスク５２０を均一に所定の開口数で照明する役割を持っている。また、照明光学系５１４は、マスク５２０と共役な位置に、マスク５２０の照明領域を円弧状に限定するためのアパーチャ５１４ｃが設けられている。かかる照明光学系５１４の集光ミラー５１４ａ及びオプティカルインテグレーター５１４ｂなどの光学部材の保持に本発明の保持装置１００を使用することができる。
【００４１】
マスク５２０は、反射型マスクで、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、マスクステージ５２５に支持及び駆動されている。マスク５２０から発せられた回折光は、投影光学系５３０で反射されて被処理体５４０上に投影される。マスク５２０と被処理体５４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置５００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、マスク５２０と被処理体５４０を走査することによりマスク５２０のパターンを被処理体５４０上に縮小投影する。
【００４２】
マスクステージ５２５は、マスク５２０を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ５２５は、当業界周知のいかなる構成をも適用することができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、少なくともＸ方向にマスクステージ５２５を駆動することでマスク５２０を移動することができる。露光装置５００は、マスク５２０と被処理体５４０を同期した状態で走査する。ここで、マスク５２０又は被処理体５４０面内で走査方向をＸ、それに垂直な方向をＹ、マスク５２０又は被処理体５４０面内に垂直な方向をＺとする。
【００４３】
投影光学系５３０は、複数の反射ミラー（即ち、多層膜ミラー）５３０ａを用いて、マスク５２０面上のパターンを像面である被処理体５４０上に縮小投影する。複数のミラー５３０ａの枚数は、４枚乃至６枚程度である。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するためには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、マスク５２０と被処理体５４０を同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系５３０の開口数（ＮＡ）は、０．１乃至０．３程度である。
【００４４】
かかる投影光学系５３０を構成するミラー５３０ａなどの光学部材の保持に本発明の保持装置１００を使用することができる。保持装置１００は、図示しない部材によって投影光学系５３０の鏡筒に連結されている。従って、投影光学系５３０は、結像性能の劣化となる光学部材の変形及び位置ずれによる収差を低減することができ、所望の光学性能を達成することができる。
【００４５】
被処理体５４０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体５４０には、フォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質（即ち、界面活性剤塗布による疎水性化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング（焼成）工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。
【００４６】
ウェハステージ５４５は、ウェハチャック５４５ａによって被処理体５４０を支持する。ウェハステージ５４５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被処理体５４０を移動する。マスク５２０と被処理体５４０は、同期して走査される。また、マスクステージ５２５の位置とウェハステージ５４５の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。
【００４７】
アライメント検出機構５５０は、マスク５２０の位置と投影光学系５３０の光軸との位置関係、及び、被処理体５４０の位置と投影光学系５３０の光軸との位置関係を計測し、マスク５２０の投影像が被処理体５４０の所定の位置に一致するようにマスクステージ５２５及びウェハステージ５４５の位置と角度を設定する。
【００４８】
フォーカス位置検出機構５６０は、被処理体５４０面でＺ方向のフォーカス位置を計測し、ウェハステージ５４５の位置及び角度を制御することによって、露光中、常時被処理体５４５面を投影光学系５３０による結像位置に保つ。
【００４９】
露光において、照明装置５１０から射出されたＥＵＶ光はマスク５２０を照明し、マスク５２０面上のパターンを被処理体５４０面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスク５２０と被処理体５４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、マスク５２０の全面を露光する。
【００５０】
次に、図１８及び図１９を参照して、上述の露光装置５００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１８は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。っステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。
【００５１】
図１９は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３ではウェハに電極を形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置５００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置５００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００５２】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本発明の保持装置をマスクやウェハを支持するために用いてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の保持装置によれば、結像性能の劣化となる光学部材の変形及び位置ずれによる収差を低減することで所望の光学性能を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一側面としての保持装置を示す概略構成斜視図である。
【図２】図１に示す保持装置の概略構成上視図である。
【図３】図１に示す保持装置の部分拡大断面図である。
【図４】図１に示す支持部材の球面部材及び溝を示す概略断面図である。
【図５】押さえ機構を有する保持装置１００の部分拡大断面図である。
【図６】図１に示す支持部材の球面部材及び溝を示す概略断面図である。
【図７】図１に示す連結手段及び位置決め手段の概略斜視図である。
【図８】４軸に関して移動した場合の連結手段を示す概略模式図である。
【図９】図８に示す位置決め手段の概略断面図である。
【図１０】図１に示す連結手段及び位置決め手段を概略斜視図である。
【図１１】図１に示す連結手段及び位置決め手段を概略斜視図である。
【図１２】図１１に示す位置決め手段の概略断面図である。
【図１３】保持装置の一例を示す概略斜視図である。
【図１４】保持装置の一例を示す概略斜視図である。
【図１５】保持装置の一例を示す概略斜視図である。
【図１６】光学系の所望の位置に保持装置に保持されたミラーを組み込む方法を説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明の例示的な露光装置の概略構成図である。
【図１８】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図１９】図１８に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
１００　　　　　　　保持装置
１１０　　　　　　　ミラー
１１２　　　　　　　突起部
１１４　　　　　　　凹部
１２０　　　　　　　支持部材
１２２　　　　　　　球面部材
１２４　　　　　　　溝
１３０　　　　　　　連結手段
１４０　　　　　　　位置決め手段
１４２ａ及びｂ　　　平行板バネ
１４４ａ及びｂ　　　押しネジ
１４６ａ及びｂ　　　スペーサー
１４８ａ及びｂ　　　コイルバネ
１５０　　　　　　　ベース
１７０　　　　　　　押さえ機構
１７２　　　　　　　弾性部材
１８０　　　　　　　アクチュエータ
１８５　　　　　　　変位計
１９０　　　　　　　検出部
２００　　　　　　　測定部
２１０　　　　　　　位置基準部
５００　　　　　　　露光装置
５１０　　　　　　　照明装置
５１４　　　　　　　照明光学系
５２０　　　　　　　マスク
５３０　　　　　　　投影光学系
５４０　　　　　　　被処理体
５５０　　　　　　　アライメント検出機構
５６０　　　　　　　フォーカス位置検出機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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