(57)【要約】【課題】光学素子を接着する接着剤からの光学特性に影響するガスの発生を防ぎ、光学特性を維持し所望の露光処理を適切に行う露光装置を提供する。【解決手段】露光装置１００は、光源１１０から出射された光ビームをレチクル３１０を介してステージ装置１６０に保持されたウエハ３２０に投影して露光するための光学系（照明光学系１３０、投影光学系１５０及びアライメント系１７０）を有する。これらの光学系においては、光学素子は、弾性を有し硬化後に実質的にガスを発生しない低アウトガス弾性接着剤により支持部材等に接着される。従って、光学系内部からガスが発生し、これが光学素子に作用して光学素子の光学特性を悪化させるのを防ぐことができ、所望の露光処理を高精度に適切に行うことができる。【選択図】  図１
2004279634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子と、
前記光学素子を保持する保持部材と、
弾性を有し、硬化後に実質的にガスを発生しない接着剤と
を備え、
前記接着剤によって前記光学素子を前記保持部材に接着することを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記接着剤は、前記光学部品の使用環境下におけるガス発生量が、硬化物１ｇ当りトルエン換算で１［μｇ／ｈｒ］以下相当の接着剤である
請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
前記接着剤は、硬化後に少なくとも有機ケイ素化合物を成分として含むガスを発生しない接着剤である
請求項１又は２に記載の光学部品。
【請求項４】
前記接着剤は、硬化後に少なくともプラスチックス添加剤を成分として含むガスを発生しない接着剤である
請求項１〜３のいずれかに記載の光学部品。
【請求項５】
前記光学素子は、光学レンズ、光学ミラー又は光学プリズムのいずれかである
請求項１〜４のいずれかに記載の光学部品。
【請求項６】
所望の光学素子を有する光学部品の製造方法であって、
光学素子を、弾性を有し、かつ硬化後に実質的にガスを発生しない接着剤を用いて所定の部材に接着して前記光学部品を構成する
光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記接着剤は、前記光学部品の使用環境下におけるガス発生量が、硬化物１ｇ当りトルエン換算で１［μｇ／ｈｒ］以下相当の接着剤である
請求項６に記載の光学部品の製造方法。
【請求項８】
前記接着剤は、硬化後に少なくとも有機ケイ素化合物を成分として含むガスを発生しない接着剤である
請求項６又は７に記載の光学部品の製造方法。
【請求項９】
前記接着剤は、硬化後に少なくともプラスチックス添加剤を成分として含むガスを発生しない接着剤である
請求項６〜８のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項１０】
前記光学素子は、光学レンズ、光学ミラー又は光学プリズムのいずれかである
請求項６〜９のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項１１】
光学系を介してマスクに形成されたパターンの像を感応基板に転写する露光装置であって、
前記光学系は、
光学素子と、
前記光学素子を保持する保持部材と、
弾性を有し、硬化後に実質的にガスを発生しない接着剤と
を備え、前記接着剤によって、前記光学素子を前記保持部材に接着することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
前記接着剤は、前記露光装置の使用環境下におけるガス発生量が、硬化物１ｇ当りトルエン換算で１［μｇ／ｈｒ］以下相当の接着剤である
請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記接着剤は、硬化後に少なくとも有機ケイ素化合物を成分として含むガスを発生しない接着剤である
請求項１１又は１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記接着剤は、硬化後に少なくともプラスチックス添加剤を成分として含むガスを発生しない接着剤である
請求項１１〜１３のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１５】
前記光学素子は、光学レンズ、光学ミラー又は光学プリズムのいずれかである
請求項１１〜１４のいずれかに記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学レンズや光学ミラー等の光学素子を有する光学部品とその製造方法、及び、そのような光学部品を適用した露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体集積回路、液晶パターン及び薄膜磁気ヘッド等の電子デバイスを製造するためのリソグラフィ工程においては、マスク（レチクル）に形成されたパターンの像を、光源からの照明光により感光剤が塗布されたウエハ等の感応基板（感光基板）に転写する露光装置が使用されている。この露光装置には、光源からマスクに至る光路を構成する照明光学系、マスクから基板に至る光路を構成する投影光学系、各種位置決めに使用されるアライメント光学系等が具備されており、各光学系には光学レンズ、光学ミラー等の種々の光学素子が数多く使用されている。
【０００３】
これらの光学素子は、通常、保持部材（例えば、保持枠）に保持され使用されている。例えば、光学素子が光学レンズである場合には、その光学レンズを金属製のレンズ枠に挿入した後、光学レンズと金属部品の間にできた隙間に接着剤を充填し硬化させ、これを１つの光学部品として使用している。
この時、光学素子と保持部材との接着に用いられる接着剤は、基本的には、光学素子と保持部材との接着性に優れ、これらを変質させないものであればよい。しかしながら、特に高精度の光学特性が要求される光学部品の場合には、接着剤の硬化収縮による光学素子に対する応力の発生が問題となる場合がある。そのため、硬化した後も弾性を有する接着剤（弾性接着剤）を用いて光学素子を接着し、硬化収縮時に発生する応力を緩和させる方法がしばしば採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、半導体素子の高集積化に応じて回路パターンが微細化し、必然的に露光装置の解像力の向上が要望されている。そしてこれに伴い、露光に用いる光ビームの波長が短波長化しており、現在では、発振波長２４８．４ｎｍのフッ化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザや、さらに短波長の発振波長１９３．４ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザが光源として使用されている。
そしてこのような露光波長の短波長化に伴って、露光装置内に存在する微量のガスが光学性能に対して悪影響を与えることが知られてきた。このような微量ガスはケミカルコンタミと呼ばれ、ｐｐｂレベルの塩基性ガス（アンモニア等）、酸性ガス（硫黄酸化物、窒素酸化物等）、及び、有機物（塗料由来の各種溶剤、金属切削加工油由来の脂肪族炭化水素類）等が代表的である。
また、このケミカルコンタミには、有機ケイ素化合物（環状シロキサン等）やプラスチックス添加剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等）等を含む場合もあり、これらの成分は光学性能に対してさらに深刻な悪影響を与えることも分かってきた。
【０００５】
通常、露光装置本体は、環境制御チャンバ（エンバイロンメンタル・チャンバ）内に収容して運用されている。そして、この環境制御チャンバ内部には、ケミカルコンタミの濃度を極めて低く保つため、これを化学吸着及び物理吸着にて除去するフィルタ装置（ケミカルフィルタ）が通常設けられている。従って、露光装置の周囲（クリーンルーム）からの露光装置内部へのケミカルコンタミの侵入は、ある程度防がれていると言うことができる。
しかしながら、未だ露光装置内部に光学系の光学特性を劣化させるケミカルコンタミは存在する。
【０００６】
そして、このケミカルコンタミの内部発生の大きな要因の１つとして、前述した接着剤が挙げられる。
接着剤には、構成成分として溶剤をはじめとする低分子の有機化合物を含むものがあり、硬化に伴って大量のアウトガスが発生する。それに加えて、光学素子とそれ以外の部材の接着に必要な弾性接着剤は、これまで多くがポリシリコーンを主成分としたものであり、アウトガスには光学性能に対して深刻な悪影響を与える前述した低分子量の環状シロキサンが含まれている場合が多い。
このようなアウトガスがケミカルコンタミとなり、特に露光波長の短い光ビームに対して大きな影響、すなわち無視できない程度の光学系の光学特性の劣化を招くこととなる。そしてこのような光学系の光学性能の劣化により、例えば感応基板上での投影光の照度の低下や、照度の面内均一性の悪化等の、露光装置の基本性能を左右する影響が生じると、適切な露光処理が行えなくなるという問題が生じ、早急な改善が望まれている。
【０００７】
このような問題に対処するため、低分子量の環状シロキサンを１００ｐｐｍ以下までカットしたシロキサン低減型の弾性接着剤が開発されているが、光学性能の劣化を完全に防げるレベルにはなっていない。
また、これらのポリシリコーン系接着剤に代わるものとして、変性ポリシリコーン系のエポキシ弾性接着剤が開発されている。この変性ポリシリコーン系のエポキシ弾性接着剤は、アウトガスに有機ケイ素化合物は含まれないが、プラスチックス添加剤（特に弾性の付与を目的とした可塑剤）が含まれるため、やはり光学性能の劣化を生じることとなり、適切な接着剤とは言えない。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、光学特性の劣化を防いで高精度の光学特性を適切に維持することができるような光学部品及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、光学特性の劣化を防いで高精度の光学特性を適切に維持した光学系を構成し、これにより所望の露光処理が高精度に適切に行えるような露光装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の光学部品（４００）は、光学素子（４１０）と、前記光学素子を保持する保持部材（４２０）と、弾性を有し、硬化後に実質的にガスを発生しない接着剤（４３０）とを備え、前記接着剤（４３０）によって前記光学素子（４１０）を前記保持部材（４２０）に接着することを特徴とする。（図２参照）
【００１０】
また、本発明の光学部品の製造方法は、所望の光学素子を有する光学部品（４００）の製造方法であって、光学素子（４１０）を、弾性を有し硬化後に実質的にガスを発生しない接着剤（４３０）を用いて所定の部材（４２０）に接着して前記光学部品（４００）を構成する。（図２参照）
【００１１】
このような構成の光学部品及びその製造方法によれば、接着剤（４３０）の硬化後はガスが実質的に発生しないので、光学部品（４００）を用いた装置雰囲気中において、内部の光学部品（４００）から発生するガスが光学素子（４１０）に作用したり、また、そのガスに含まれる特定の成分が光学素子（４１０）に作用したりすることが防止される。その結果、光学素子（４１０）の光学特性が悪化することが防止され、光学部品（４００）の光学特性が高精度に適切に維持される。（図２参照）
【００１２】
また、本発明の露光装置（１００）は、光学系（１３０，１５０及び１７０）を介してマスクに形成されたパターンの像を感応基板に転写する露光装置であって、前記光学系（１３０，１５０及び１７０）は、光学素子（４１０）と、前記光学素子を保持する保持部材（４２０）と、弾性を有し、硬化後に実質的にガスを発生しない接着剤（４３０）とを備え、前記接着剤によって、前記光学素子を前記保持部材に接着することを特徴とする。（図１及び図２参照）
【００１３】
このような構成の露光装置（１００）によれば、接着剤（４３０）の硬化後はガスが実質的に発生しないので、露光装置（１００）雰囲気中において内部の光学系（１３０，１５０及び１７０）から発生するガスが光学素子（４１０）に作用したり、また、そのガスに含まれる特定の成分が光学素子（４１０）に作用することが防止される。その結果、光学素子（４１０）の光学特性が悪化することが防止され、光学系（４００）の光学特性の劣化が防止され、所望の露光処理が高精度に適切に行われる。（図１及び図２参照）
【００１４】
本発明に係る前記いずれの発明においても、好適な一具体例としては、前記接着剤（４３０）は、光学部品（４００）の使用環境下におけるガス発生量が、硬化物１ｇ当りトルエン換算で１［μｇ／ｈｒ］以下相当の接着剤である。（図２参照）
また好適な一具体例としては、前記接着剤（４３０）は、硬化後少なくとも有機ケイ素化合物を成分として含むガスを発生しない接着剤である。（図２参照）さらに好適な一具体例としては、前記接着剤（４３０）は、硬化後少なくともプラスチックス添加剤を成分として含むガスを発生しない接着剤である。（図２参照）
また好適な一具体例としては、前記光学素子（４１０）は、光学レンズ、光学ミラー又は光学プリズムのいずれかである。（図２参照）
【００１５】
なお、本欄においては、各構成に対して、添付図面に示されている対応する構成の符号を記載したが、これはあくまでも理解を容易にするためのものであって、何ら本発明に係る手段が添付図面を参照して後述する実施の形態の態様に限定されることを示すものではない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態の露光装置について、図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本実施の形態の露光装置１００の構成を示す図である。
露光装置１００は、光源１１０、ビームマッチングユニット１２０、照明光学系１３０、レチクルステージ１４０、投影光学系１５０、ステージ装置１６０、アライメント系１７０、ウエハローダ部１８０、フィルタ１９０、チャンバ２００及び図示せぬ制御部を有する。
なお以下の説明においては、投影光学系１５０の光軸と直交し紙面と垂直な方向をＸ方向、投影光学系１５０の光軸と直交し紙面と平行な方向をＹ方向、また、Ｘ、Ｙ方向と直交して投影光学系１４２の光軸と平行な方向をＺ方向とする。
【００１７】
まず、露光装置１００の構成について説明する。
例えばフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ（波長１９３．４ｎｍ）等の光源１１０において発生された紫外パルス光等の光は、可動ミラー等により照明光学系の光軸に対して紫外パルス光を位置的にマッチングさせるためのビームマッチングユニット（ＢＭＵ）１２０を介して、照明光学系１３０に入射する。
照明光学系１３０は、ビームマッチングユニット１２０を通った紫外パルス光（露光光）をレチクル（マスターレチクル）３１０に照射するための光学系であり、例えばウエハに転写すべきパターンに応じて、レチクル３１０の照明条件（例えば照明光学系の瞳面上での露光光の光量分布等）を変更する。また、照明光学系１３０は、露光光が照射されるレチクル３１０の照明領域を投影光学系１５０の円形視野内で光軸を中心としてＸ方向に延びる矩形状に規定し、さらに、走査露光中に、レチクル３１０が移動される走査方向（本実施形態ではＹ方向）の照明領域の幅を適切な幅に制御する。
【００１８】
照明光学系１３０は、後述の投影光学系１５０等を含む露光本体部が載置されるコラムとは別の架台に設けられる第１の照明光学系１３１と、露光本体部が載置されるコラムに設けられる第２照明光学系１３２とを有する。
【００１９】
第１の照明光学系１３１は、光アッテネータとしての可変減光器、ビーム整形光学系１３３、光学ユニット、オプティカル・インテグレータ、ビームスプリッタ、及び、前述の照明領域を規定するレチクルブラインド（マスキングブレード）１３４等を有し、ビームマッチングユニット１２０から入射した露光光の整形及び照度の均一化等を行う。
なお、第１の照明光学系１３１の光学ユニットは、前述した照明光学系の瞳面上での露光光の光量分布等の照明条件を変更するためのものであり、例えば、照明光学系の光軸に沿って移動可能な少なくとも１つのプリズム、ズーム光学系及び照明光学系内に交換して配置される複数の回折光学素子等を含む。
また、第１の照明光学系１３１のビームスプリッタは、透過率が高く反射率が低いビームスプリッタ（ハーフミラー）であって、これにより反射された光はインテグレータセンサに入射されてその光量が計測される。そして、計測された光量、及び、予め記憶されているビームスプリッタの透過率あるいは反射率に基づいて、制御部において、投影光学系１５０に対する光の入射光量及び基板上での光量が検出され制御される。
【００２０】
また、第２照明光学系１３２は、ミラー１３５、コンデンサレンズ系１３６、結像レンズ系１３７及びミラー１３８等を有し、第１の照明光学系１３１から入射された露光光を、均一な照度でレチクルステージ１４０に保持されたレチクル３１０に照射する。
【００２１】
レチクルステージ１４０は、投影光学系１５０の上方に設けられ、転写パターンが形成されたフォトマスクであるレチクル３１０を所望の位置、姿勢で保持する。また、走査露光時に、露光光（照明領域）に対してレチクル３１０を走査方向（Ｙ方向）に所定の速度で移動する。
レチクルステージ１４０は、レチクル３１０を、所定のストロークでＹ方向に移動可能で、またＸＹ平面内で回転方向及び並進方向に微動可能に保持する。また、レチクルステージ１４０及びレチクルステージ１４０に保持されているレチクル３１０は、図示しない少なくとも６つの測長軸を有する干渉計システムによって、Ｘ、Ｙ方向の位置、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの３つの回転量（ピッチング量、ローリング量、ヨーイング量）、及び、Ｚ方向の位置（投影光学系１４２との間隔）が計測されている。
レチクルステージ１４０は、これらの計測結果及び露光装置１００の制御部において生成される制御信号に基づいて、レチクル３１０の姿勢を所望の状態に調整し、また、レチクル３１０を露光対象のウエハの移動に同期して移動する。
【００２２】
投影光学系１５０は、レチクル３１０のパターンの縮小像を、露光光の照明領域と共役な露光領域（ウエハ３２０での露光光の照射領域）に形成する両側テレセントリックな縮小系である。すなわち、レチクル３１０のパターンの像は、投影光学系１５０により所定の縮小倍率で縮小されて、ステージ装置１６０のウエハステージ上に載置されているウエハ３２０上に投影される。なお、ウエハ３２０の表面には、フォトレジストが塗布され、ステージ装置１６０は、投影光学系１５０による照射領域に対してウエハ３２０の露光領域を順次移動させる。
【００２３】
ステージ装置１６０は、ウエハ３２０を保持するウエハステージ、ウエハステージの位置及び姿勢を検出する干渉計システム、及び、ウエハステージを駆動するステージ駆動系を有する。
【００２４】
ウエハステージは、例えば空気軸受け等により浮上してベース盤上に支持され、ステージ駆動系によりベース盤上をＸＹ２次元に自在に移動可能なステージ本体、３個のＺ方向アクチュエータによってステージ本体上に支持され、Ｚ方向の位置及びＸＹ平面における傾きを調整するＺＬステージ、及び、ＺＬステージ上に支持され、ウエハ３２０を表面に形成された吸着孔からの真空吸引力の作用により吸着し保持するウエハホルダを有し、ウエハローダ部１８０によって搬送され載置されたウエハ３２０を、所望の姿勢で保持する。
【００２５】
干渉計システムは、少なくとも５つの測長軸を有し、ＺＬステージに形成される反射面にレーザビームを照射して、ウエハステージのＸ、Ｙ方向の位置情報、及び、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの３つの回転量、すなわち、ピッチング量、ローリング量及びヨーイング量を計測する。
【００２６】
ステージ駆動系は、ベース盤上に支持されたウエハステージをＸ，Ｙ２次元方向に自在に移動させる機構であり、例えば、ベース盤上のウエハステージが移動する範囲を挟みこむように第１の方向（Ｘ軸方向）に伸延された２本の第１のリニアガイド、この２本の第１のリニアガイドと係合して各々リニアモータを構成する２つの駆動コイル、この２つの駆動コイルを両端部として第１の方向とは垂直な第２の方向（Ｙ軸方向）に伸延された第２のリニアガイド、及び、前記ウエハステージに埋設され、前記第２のリニアガイドと係合してリニアモータを構成し第２のリニアガイドに沿って移動されるマグネットを有する。
そして、駆動コイルが第１のリニアガイド上を平行に移動することにより第２のリニアガイドが第１のリニアガイド方向、すなわちＸ方向に移動され、またマグネットが第２のリニアガイド上を移動することによりウエハステージが第２のリニアガイド方向、すなわちＹ方向に移動され、これにより結果的にウエハステージは、ベース盤上を２次元に自在に移動可能となる。
【００２７】
アライメント系１７０は、ステージ装置１６０に保持されたウエハ３２０の位置を検出するために、ウエハ３２０のアライメントマークやステージ装置１６０のウエハステージに設けられる基準マーク等を検出し、その検出結果を図示せぬ制御部に出力する。
アライメント系１７０は、例えばハロゲンランプから発生される広帯域の光でマークを照射し、当該マークを撮像素子（ＣＣＤ）で検出して得られる画像信号を制御部に出力する。
【００２８】
制御部においては、この画像信号を波形処理して、その位置情報を検出する。
アライメント系１７０の検出中心は、ステージ装置１６０の干渉計システムによって規定される直交座標系（以下では露光座標系とも呼ぶ）上に規定される。また、本実施の形態においてアライメント系１７０は、投影光学系１５０とは別に設けられるオフアクシス方式であり、アライメント系１７０の検出中心と投影光学系１５０の光軸（レチクル３１０のパターン像の投影中心）との位置関係、いわゆるベースライン量は、予め計測されて不図示の制御部に格納されている。従って制御部は、記憶されているベースライン量及び予め記憶されている他のオフセット値等を用いて、アライメントセンサの検出信号を処理し、アライメントマークや基準マーク等の位置情報（座標値）を求める。
【００２９】
なお、アライメント系１７０における位置情報検出方法は、この画像処理方式に限られるものではなく、他の方式、例えばマークにコヒーレントビームをほぼ垂直に照射し、このマークから発生する同次数である２つの回折ビームを干渉させて検出する方式等でもよい。
【００３０】
また、アライメント系１７０はベースライン管理が必要なオフアクシス方式ではなく、例えば投影光学系１５０を介してレチクル３１０のアライメントマークとウエハステージの基準マーク（又はウエハ３２０のアライメントマーク）とを検出するＴＴＲ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｔｈｅ  Ｒｅｔｉｃｌｅ）方式であってもよい。またＴＴＲ方式では、レチクル３１０のアライメントマークの代わりにレチクルステージ１４０に設けられる基準マークを検出してもよい。
【００３１】
フィルタ１９０は、露光装置１００が設置されている雰囲気を清浄化するため、すなわちケミカルコンタミ等の不純物の濃度を低く保つために、化学吸着及び物理吸着により不純物を除去する不純物除去フィルタ及びパーティクル除去フィルタである。後述するように、露光装置１００はチャンバ２００内に設けられており、フィルタ１９０は、そのチャンバ２００内の空調装置の風上部に設置されている。また、フィルタ１９０は、チャンバ２００の外気取り込み口にも設けられる。従ってチャンバ２００内で露光装置１００に対しては清浄なエアーが供給されることとなり、露光装置１００の周囲から露光装置１００へのケミカルコンタミ等の不純物の侵入を防止することができる。
【００３２】
チャンバ２００は、内部に露光装置１００が設置される環境制御チャンバ（エンバイロンメンタル・チャンバ）である。チャンバ２００内には空調装置が設けられており、露光装置１００に対して温度や湿度が調整されたエアーが送風されている。また、そのエアーの風上部には、前述したフィルタ１９０が設けられており、露光装置１００に清浄なエアーを供給する構成になっている。
【００３３】
露光装置１００のこれら各構成部は、図示せぬ制御部により制御されて作動され、ウエハ３２０に対して適切な露光処理が行われるようになっている。
【００３４】
次に、このような構成の露光装置１００における、本発明に関わる光学素子の実装方法について説明する。
前述したように、露光装置１００には、主要な構成部として照明光学系１３０、投影光学系１５０及びアライメント系１７０等の光学系を有しており、これらの光学系には、光学レンズ、光学ミラー、ビームスプリッタ（ハーフミラー）等の、多種類かつ多数の光学素子が使用されている。
これらの光学素子は、いずれも、金属枠や金属支柱等の保持部材に接着されて１つの光学部品として形成され、これらがさらに露光装置１００の各部の基本的な構造物である支柱、基板あるいは筐体等に高精度に位置決めされる。
例えば、光学レンズの場合には、図２に示すように、光学レンズ４１０を金属部品４２０に挿入した後、光学レンズ４１０と金属部品４２０の間にできた隙間に接着剤４３０を充填し硬化させ、これを１つの光学部品４００として使用している。
【００３５】
本発明の露光装置１００においては、この光学素子と金属部品等の保持部材とを接着する接着剤として、これら光学素子及び金属部品等の保持部材への接着性に優れ、これらを変質させないものであることに加えて、硬化した後も弾性を示すとともに、硬化した後には実質的にガスを発生しない低アウトガス型の接着剤であるという特徴を有する接着剤を用いることとした。また特に、有機ケイ素化合物及びプラスチックス添加剤を成分として含むガスを発生しない接着剤を用いることとした。
そのようにすることにより、光学素子と金属部品等の部材とが適切かつ変質せずに接着できるとともに、接着剤の硬化収縮による光学素子に対する応力の発生を防ぎ、アウトガスすなわちケミカルコンタミの発生による光学特性への悪影響を防ぐようにした。
【００３６】
その接着剤が必要とする弾性は、露光装置１００の使用環境温度（例えば２５℃）における引張り強さ（ヤング率）が、９Ｎ／ｍｍ２  以下、さらに好ましくは５Ｎ／ｍｍ２  以下である。９Ｎ／ｍｍ２  よりも大きいと、接着剤の硬化収縮による光学素子の応力発生によって光学特性が損なわれる恐れがあり好ましくない。
また、接着剤が低アウトガス型か否かの基準、換言すれば実質的にガスを発生しないことの基準としては、接着後、３日間養生させた硬化物１ｇ当りの、露光装置１００の使用環境温度（例えば２５℃）におけるアウトガス発生量が、トルエン換算で１μｇ／ｈｒ以下であることとするのが好適である。
なお、アウトガス発生量を求める際にトルエン（芳香族）で換算するのは、アウトガス成分として紫外域で大きな吸収を持つ芳香族化合物が特に重要であるからである。
【００３７】
また、有機ケイ素化合物は、高出力又は短波長のエネルギビームが当ると化学的に変質し、光学特性の不可逆な劣化を引き起こす。また、高極性で、光学素子上に極めて吸着されやすい性質がある。従って、光学性能の劣化をより小さくするためには、アウトガス成分に有機ケイ素化合物が含まれないことが重要であり、これを厳密に排除する必要がある。
なお、有機ケイ素化合物とは、ケイ素（Ｓｉ）−炭素（Ｃ）結合を持つ有機化合物全体を指すが、Ｓｉ−酸素（Ｏ）結合もしくはＳｉ−窒素（Ｎ）結合を兼ね備えているものが特に重要である。Ｓｉ−Ｏ結合を持つものの例としては、トリメチルシラノール、環状シロキサンｎ量体（ｎ＝３〜２０；Ｄｎ）があり、Ｓｉ−Ｎ結合を持つものの例としては、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を挙げることができる。
【００３８】
また、プラスチックス添加剤は、芳香環やカルボニル基（エステルを含む）が紫外域で大きな吸収を持つものが多く、光学特性の急激な劣化を引き起こす。また、有機ケイ素化合物と同様に高極性で、光学素子上に極めて吸着しやすい性質がある。従って、光学性能の劣化をより小さくするためには、アウトガス成分にプラスチックス添加剤が含まれないことが重要であり、これも厳密に排除する必要がある。
なお、プラスチックス添加剤とは、化学的、物理的特性の向上をはかる目的で添加される低〜中分子量の有機化合物を指し。接着剤用途としては酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤が特に重要である。酸化防止剤の例としては、分子量２５０未満のモノフェノール系酸化防止剤（ＢＨＴ等）、紫外線吸収剤の例としては分子量３５０未満のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（Ｃｉｂａ−ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ製Ｔｉｎｕｖｉｎ−Ｐ等）、可塑剤の例としては分子量３００未満のフタル酸ジエステル類（ＤＥＰ、ＤＢＰ、ＤＯＰ等）をそれぞれ挙げることができる。
【００３９】
実際に接着剤を使用する時の、低アウトガス型接着剤か否かの判定は、実験的に接着剤からのアウトガスの発生量を測定し判定することが有効である。具体的には、まず、３日間養生させた接着剤の硬化物から発生するアウトガスを捕集し、ガスクロマトグラフィ質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）等の微量分析機器でトルエン換算の総有機物量を求めることにより、アウトガス発生量を算出する。そして、これを時間当りの発生量（μｇ／ｈｒ）に規格化して、低アウトガス型かどうかを判定する。
【００４０】
最後に、アウトガスの発生量を測定し低アウトガス型接着剤か否かを判定することのできるアウトガス捕集システムの具体例を、図３を参照して説明する。
図３に示すアウトガス捕集システム５００は、窒素ガスボンベ５０１、ケミカルフィルタ５０２、チャンバ５０３、吸着剤５０４及びポンプ５０５を有する。
このような構成のアウトガス捕集システム５００においては、まず、接着剤を室温で３日間養生させて作成した硬化物５１０を、チャンバ５０３内に収容する。そして、窒素ガスボンベ５０１から、窒素ガスをケミカルフィルタ５０２を介してチャンバ５０３内に導入する。
次に、チャンバ５０３内の雰囲気を、ポンプ５０５により毎分０．５Ｌの割合で１時間吸引し、吸着剤５０４に捕集する。
そして、吸着剤５０４に捕集したガスを、前処理（サーマルデソープション）による脱着を行った後、ＧＣ−ＭＳを用いて定量分析する。
その結果、１時間当りのアウトガス発生量が求められる。
【００４１】
【実施例】
次に、接着剤ごとのアウトガス発生量の測定、それに基づく前述した判定基準による低アウトガス型弾性接着剤か否かの判定、及び、その接着剤を用いて製作した光学部品におけるアウトガスの光学素子の光学特性に与える影響について、その具体例を本発明の実施例として説明する。
【００４２】
（第１の実施例）
まず、９ｃｍ２  のアルミホイル上に、第１の接着剤としてのウレタン系の１液型接着剤シーカフレックス−ＳＣＲ（Ｓｉｋａｆｌｅｘ−ＳＣＲ）（日本シーカ製、硬化物の引張り強度１Ｎ／ｍｍ２）１ｇを盛りつけ、これを室温で３日間養生させることにより、硬化物を形成した。この時の硬化物の表面積は約３ｃｍ２  であった。
次に、形成した硬化物から発生するアウトガスを、図３に示すアウトガス捕集システム５００により捕集し、定量分析を行った。その結果、アウトガス発生量は、トルエン換算で０．３１μｇ／ｈｒであった。
また、アウトガス成分はトルエン、キシレン等の溶剤のみであり、シロキサン等の有機ケイ素化合物や、ＢＨＴ、ＤＢＰ等のプラスチックス添加剤は全く検出されなかった。
従って、この第１の接着剤は、前述した条件を満たす低アウトガス型の弾性接着剤であると判定した。
【００４３】
次に、この第１の接着剤を用いて、光学レンズを金属部品に接着し、光学部品を製作した。
すなわち、両面に反射防止コートを施した外径５０ｍｍの無機ガラス製光学レンズを、内径が５０ｍｍよりも小さい開口部及びその周囲の内径が５２ｍｍの凹部を有する金属部品に挿入した後、その光学レンズと金属部品の隙間に、この第１の接着剤を装填し、これを室温で３日間養生させることにより、光学部品を製作した。
なお、その際要した接着剤は約１ｇ、露出部分の表面積は約１．５ｃｍ２  であった。
【００４４】
次に、製作した光学部品をステンレス製容器内に収容し、窒素ガスとともに密閉した。
そして、室温で３日間静置したのち、光学部品を取り出し、レンズの光学特性等を検査した。
その結果、ステンレス製容器への密閉の前後で、レンズの透過率はほとんど変化しなかった。
また、光学部品のレンズ面にエネルギー密度５０ｍＪ／ｃｍ２  のＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３．４ｎｍ）を照射したところ、１ｋＨｚで２８時間の連続照射を行った後でも、レンズの外観、透過率に変化は全く起こっていなかった。
従って、前述した条件を満たす低アウトガス型弾性接着剤である第１の接着剤（シーカフレックス−ＳＣＲ）を用いて製造した光学部品は、周囲（露光装置内、クリーンルーム）環境の汚染や光学性能の劣化を引き起こすことがないことが確認された。
【００４５】
（第２の実施例（比較例１））
第１の実施例の場合と同様に、９ｃｍ２  のアルミホイル上に、第２の接着剤としてのポリシリコーン系の１液型接着剤ピュアシーラントＡ（信越化学工業製、硬化物の引張り強度３Ｎ／ｍｍ２  、低分子量シロキサン含有率４０ｐｐｍ以下のシロキサン低減型）１ｇを盛りつけ、これを室温で３日間養生させることにより、硬化物を形成した。なお、この時の硬化物の表面積も約３ｃｍ２  であった。
次に、やはり第１の実施例と同様にして、形成した硬化物から発生するアウトガスを図３に示すアウトガス捕集システム５００により捕集し、定量分析を行った。その結果、アウトガス発生量は、トルエン換算で２５μｇ／ｈｒであった。また、アウトガス成分として、シロキサン低減型でありながら３量体以上の環状シロキサンが検出された。
従って、この第２の接着剤は、前述した条件を満たす低アウトガス型の弾性接着剤ではないと判定した。
【００４６】
次に、この第２の接着剤を用いて、第１の実施例の場合と同様に、光学レンズを金属部品に接着し、光学部品を製作した。
すなわち、両面に反射防止コートを施した外径５０ｍｍの無機ガラス製光学レンズを、内径が５０ｍｍよりも小さい開口部及びその周囲の内径５２ｍｍの凹部を有する金属部品に挿入した後、その光学レンズと金属部品の隙間に、この第２の接着剤を装填し、これを室温で３日間養生させることにより、光学部品を製作した。
なお、その際要した接着剤は約１ｇ、露出部分の表面積は約１．５ｃｍ２  であった。
【００４７】
次に、製作した光学部品をステンレス製容器内に収容し、窒素ガスとともに密閉した。
そして、室温で３日間静置したのち、光学部品を取り出し、レンズの光学特性等を検査した。
その結果、ステンレス製容器への密閉の前後で、レンズの透過率がいくぶん低下していた。
また、この光学部品のレンズ面にエネルギー密度５０ｍＪ／ｃｍ２  のＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３．４ｎｍ）を照射したところ、１ｋＨｚで２８時間の連続照射で透過率がさらに低下し、レンズには呼気像が生成していた。
従って、前述した条件を満たさず低アウトガス型弾性接着剤ではないと判定された第２の接着剤（ピュアシーラントＡ）を用いて製造した光学部品は、周囲（露光装置内、クリーンルーム）環境の汚染や光学性能の劣化を引き起こす恐れがあることが判明した。
【００４８】
（第３の実施例（比較例２））
第１及び第２の実施例の場合と同様に、９ｃｍ２  のアルミホイル上に、第３の接着剤としての変性ポリシリコーン系の２液型エポキシ接着剤ＥＰ００１（セメダイン製、硬化物の引張り強度７Ｎ／ｍｍ２  ）１ｇを盛りつけ、これを室温で３日間養生させることにより、硬化物を形成した。なお、この時の硬化物の表面積も約３ｃｍ２  であった。
次に、やはり第１及び第２の実施例と同様にして、形成した硬化物から発生するアウトガスを図３に示すアウトガス捕集システム５００により捕集し、定量分析を行った。その結果、アウトガス発生量は、トルエン換算で３．２μｇ／ｈｒであった。また、アウトガス成分の大部分はアルコール類と芳香族エポキシ化合物であるが、プラスチックス添加剤としてＢＨＴ、ＤＢＰも検出された。
従って、この第３の接着剤は、前述した条件を満たす低アウトガス型の弾性接着剤ではないと判定した。
【００４９】
次に、この第３の接着剤を用いて、第１及び第２の実施例の場合と同様に、光学レンズを金属枠に接着し、光学部品を製作した。
すなわち、両面に反射防止コートを施した外径５０ｍｍの無機ガラス製光学レンズを、内径が５０ｍｍよりも小さい開口部及びその周囲の内径５２ｍｍの凹部を有する金属部品に挿入した後、その光学レンズと金属部品の隙間に、この第３の接着剤を装填し、これを室温で３日間養生させることにより、光学部品を製作した。
なお、その際要した接着剤は約１ｇ、露出部分の表面積は約１．５ｃｍ２  であった。
【００５０】
次に、製作した光学部品をステンレス製容器内に収容し、窒素ガスとともに密閉した。
そして、室温で３日間静置したのち、光学部品を取り出し、レンズの光学特性等を検査した。
その結果、ステンレス製容器への密閉の前後で、レンズの透過率が急激に低下していた。
従って、前述した条件を満たさず低アウトガス型弾性接着剤ではないと判定された第３の接着剤（ＥＰ００１）を用いて製造した光学部品は、周囲（露光装置内、クリーンルーム）環境の汚染や光学性能の劣化を引き起こす恐れがあることが判明した。
【００５１】
このように、本実施の形態の露光装置１００においては、照明光学系１３０、投影光学系１５０及びアライメント系１７０等の光学系、及び、それらの光学系を構成する光学部品において、例えばレンズ、ミラー、ビームスプリッタ（ハーフレンズ）等の光学素子は、接着性に優れ素子を変質させないことはもとより、弾性を有することにより光学素子に応力を作用させず、さらに、アウトガスを実質的に発生しない接着剤により、また特に有機ケイ素化合物やプラスチックス添加剤を成分とするアウトガスを発生しない接着剤により、支持部材等の他の部材に接着されて使用されている。
従って、硬化後、すなわち部品あるいは装置の使用中に、光学部品あるいは光学系が自らアウトガスを発生することがなく、ケミカルコンタミにより光学部品あるいは光学系の光学特性が劣化することがない。
その結果、光学性能に悪影響を与えるようなケミカルコンタミの発生源にならない光学部品、及び、そのような光学系を有する光学装置を提供することができる。
【００５２】
また、特に本実施の形態の露光装置１００においては、高出力又は短波長のエネルギビームを用いる光学系を構成する一部材として長期間にわたって使用されても、露光装置内の汚染や光学性能の劣化を引き起こすことがない露光装置１００を実現することができ、高精度な露光処理を適切に行うことができる露光装置１００を提供することができる。
また、このような光学系を有する露光装置１００は、クリーンルームの汚染を引き起こすこともなく好適である。
【００５３】
なお、ケミカルコンタミが光学特性に影響を与えるのは、特に波長が４００ｎｍ以下の短波長のエネルギビームを光学処理する場合に顕著である。従って、本実施の形態の露光装置１００のように、波長１９３．４ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを光源１１０として使用している露光装置１００においては、特に有効である。
【００５４】
また、本実施の形態において、接着剤がそのような低アウトガス弾性接着剤か否かは、本実施の形態においては図３に示すようなアウトガス捕集システム５００により、実際に接着剤からのアウトガスを計測することにより判定している。
従って、的確に接着剤の適否を判定することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また、任意好適な種々の改変が可能である。
例えば、前述した実施の形態においては、レンズ及びミラーを接着する際に本発明を適用した場合を例示したが、これ以外の任意の光学素子、例えば、光学プリズム、偏光素子、対物レンズ、光ファイバ、ピンホール、光学ガラス基板等の任意の光学素子の接着、実装に適用可能である。
また、通常光学レンズ等の材質には、無機ガラスもしくは無機結晶が用いられるが、これらを光学素子としてそのまま用いてもよいし、反射防止コート等の表面改質を施してから用いても全く差し支えない。
【００５６】
また、その光学素子が接着される対象も、任意の素材による任意の支持部材及び保持部材等任意の部材であってよく、その素材、形状等は何ら制限されるものではない。
また、前述した実施の形態においては、露光装置の光源からマスクに至る光路を構成する照明光学系、マスクから基板に至る光路を構成する投影光学系、各種位置決めに使用されるアライメント系を構成する光学素子に本発明を適用した場合を例示したが、露光装置の他の部位の光学部品に適用してもよいし、露光装置以外の任意の装置の光学部品に適用してもよい。
本発明は、任意の光学素子を、任意の部材に接着する場合に適用可能であり、何ら素子、部品、装置等を制限されるものではない。
【００５７】
また、前述した実施の形態においては、発生するアウトガスの総有機物量を、トルエン（芳香族）で換算して求めた。しかしながら、換算される数値の大小、範囲等を考慮して適切な基準値を求めて使用するのであれば、例えば、ヘキサデカン（脂肪族）等の他の換算方法を用いてもよい。
【００５８】
また、前述した実施例においては、適切な低アウトガス弾性接着剤として日本シーカ製のウレタン系の１液型接着剤シーカフレックス−ＳＣＲ（Ｓｉｋａｆｌｅｘ−ＳＣＲ）を例示したが、これに限られるものではない。前述した条件を満足する任意の低アウトガス弾性接着剤を用いてよい。
【００５９】
また、前述した実施の形態の露光装置１００は、ＡｒＦエキシマレーザを光源とするものであったが、光源はこれに限られるものではなく任意の光源を用いてよい。但し、前述したように本発明は波長４００ｎｍ以下の短波長のエネルギビームに対して特に有効である。そのような波長のエネルギビームを発生する光源としては、他に、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、アルゴンレーザ、ヘリウムネオン（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザ、ＫｒＦエキシマレーザ、フッ素ダイマー（Ｆ２）エキシマレーザを挙げることができる。そして、これらを光源とする光学装置、及びこれらのエネルギビームを光学処理する光学部品に本発明を適用した場合に、特に有効である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学素子と保持部材とを接着する接着剤部分より光学素子の光学特性を悪化させるアウトガスの発生が抑制され、光学特性の劣化を防いで高精度の光学特性を適切に維持することができるような光学部品及びその製造方法を提供することができる。
また、光学素子と保持部材とを接着する接着剤部分より光学素子の光学特性を悪化させるアウトガスの発生が抑制され、光学特性の劣化を防いで高精度の光学特性を適切に維持した光学系を構成し、これにより所望の露光処理が高精度に適切に行えるような露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態の露光装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示した露光装置に用いられる本発明に関わる光学部品の構成を示す図である。
【図３】図３は、接着剤が図２に示した光学部品に適用可能な低アウトガス弾性接着剤か否かを判定するためのアウトガス捕集システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１００…露光装置
１１０…光源
１２０…ビームマッチングユニット（ＢＭＵ）
１３０…照明光学系
１３１…第１の照明光学系
１３２…第２の照明光学系
１４０…レチクルステージ
１５０…投影光学系
１６０…ステージ装置
１７０…アライメント系
１９０…フィルタ
２００…チャンバ
３１０…レチクル（マスターレチクル）
３２０…ウエハ（感応基板）
４００…光学レンズ部品
４１０…レンズ
４２０…金属部品
４３０…低アウトガス弾性接着剤
５００…アウトガス捕集システム
５０１…窒素ガスボンベ
５０２…ケミカルフィルタ
５０３…チャンバ
５０４…吸着剤
５０５…ポンプ
５１０…接着剤硬化物
【図１】
2004279634.tif 000003
【図２】
2004279634.tif 000004
【図３】
2004279634.tif 000005