(57)【要約】【課題】  本発明は、鏡筒内にミラーを取り付けるためのミラー取付構造、このミラー取付構造を用いた投影光学系および露光装置に関し、ベースプレートに固定されるミラーの変形を容易，確実にチェックすることを目的とする。【解決手段】  ミラーの外周に配置されるミラー支持部を、弾性変形可能な支持部材を介してベース部材に支持してなるミラー取付構造において、前記ミラー支持部にミラー位置基準部材を配置するとともに、前記ベース部材にベース部材位置基準部材を配置してなることを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミラーの外周に配置されるミラー支持部を、弾性変形可能な支持部材を介してベース部材に支持してなるミラー取付構造において、
前記ミラー支持部にミラー位置基準部材を配置するとともに、前記ベース部材にベース部材位置基準部材を配置してなることを特徴とするミラー取付構造。
【請求項２】
請求項１記載のミラー取付構造において、
前記ミラー支持部を、前記ミラーの外周に所定角度を置いて３箇所配置するとともに、各ミラー支持部に前記ミラー位置基準部材を配置し、前記ベース部材の前記各ミラー支持部に対応する位置に前記ベース部材位置基準部材を配置してなることを特徴とするミラー取付構造。
【請求項３】
ミラーの外周に配置されるミラー支持部を、弾性変形可能な支持部材を介してベース部材に支持してなるミラー取付構造において、
前記支持部材に支持部材位置基準部材を配置するとともに、前記ベース部材にベース部材位置基準部材を配置してなることを特徴とするミラー取付構造。
【請求項４】
請求項３記載のミラー取付構造において、
前記ミラー支持部を、前記ミラーの外周に所定角度を置いて３箇所配置するとともに、前記ベース部材の前記各ミラー支持部に対応する位置に前記ベース部材位置基準部材を配置してなることを特徴とするミラー取付構造。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載のミラー取付構造において、
前記支持部材に、前記支持部材位置基準部材を複数配置してなることを特徴とするミラー取付構造。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のミラー取付構造において、
前記ミラーは、非球面ミラーであることを特徴とするミラー取付構造。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載のミラー取付構造によりベース部材に支持されるミラーを、鏡筒内に複数配置してなることを特徴とする投影光学系。
【請求項８】
請求項７記載の投影光学系を有することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡筒内にミラーを取り付けるためのミラー取付構造、このミラー取付構造を用いた投影光学系および露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＥＵＶ光を用いたＥＵＶ露光装置では、投影光学系の鏡筒に配置されるミラーに、例えば、０．１ｎｍ以下の極めて高い形状精度が要求される。従って、単にミラーの加工精度だけではなく、ミラーを鏡筒に保持する際のミラーの変形を極力小さくする必要がある。
従来、鏡筒内へのミラーの取り付けは、鏡筒内に配置されるベースプレートに、支持フレクシャを介して、ミラーの外周に配置される支持ブロックを固定することにより行われている。そして、ミラーをベースプレートに固定した後、ミラーが変形しているおそれがあるため、ミラーの形状精度をチェックすることが行われている。
【特許文献１】特開２００４−６２０９１号公報
【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、ミラーの形状精度をチェックしてミラーの変形を求めるためには、ミラーに求められる形状精度が極めて小さく、また、ミラーの変形はその形状精度よりも更に小さな値しか許容されないため、極めて高精度な測定機を使用しても、ミラーの変形を十分な精度でチェックすることが困難であるという問題があった。
例えば、ミラーの形状精度を高精度に測定する方法として、レーザー干渉計測、特にフィゾー干渉計を用いた測定方法があげられるが、この測定方法を使用してもミラーの変形を十分な精度でチェックすることは困難である。
【０００４】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、ベースプレートに固定されるミラーの変形を容易，確実にチェックすることができるミラー取付構造、および、このミラー取付構造を有する投影光学系および露光装置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】
第１の発明のミラー取付構造は、ミラーの外周に配置されるミラー支持部を、弾性変形可能な支持部材を介してベース部材に支持してなるミラー取付構造において、前記ミラー支持部にミラー位置基準部材を配置するとともに、前記ベース部材にベース部材位置基準部材を配置してなることを特徴とする。
第２の発明のミラー取付構造は、第１の発明のミラー取付構造において、前記ミラー支持部を、前記ミラーの外周に所定角度を置いて３箇所配置するとともに、各ミラー支持部に前記ミラー位置基準部材を配置し、前記ベース部材の前記各ミラー支持部に対応する位置に前記ベース部材位置基準部材を配置してなることを特徴とする。
【０００６】
第３の発明のミラー取付構造は、ミラーの外周に配置されるミラー支持部を、弾性変形可能な支持部材を介してベース部材に支持してなるミラー取付構造において、前記支持部材に支持部材位置基準部材を配置するとともに、前記ベース部材にベース部材位置基準部材を配置してなることを特徴とする。
第４の発明のミラー取付構造は、第３の発明のミラー取付構造において、前記ミラー支持部を、前記ミラーの外周に所定角度を置いて３箇所配置するとともに、前記ベース部材の前記各ミラー支持部に対応する位置に前記ベース部材位置基準部材を配置してなることを特徴とする。
【０００７】
第５の発明のミラー取付構造は、第３または第４の発明のミラー取付構造において、前記支持部材に、前記支持部材位置基準部材を複数配置してなることを特徴とする。
第６の発明のミラー取付構造は、第１ないし第５のいずれか１の発明のミラー取付構造において、前記ミラーは、非球面ミラーであることを特徴とする。
第７の発明の投影光学系は、第１ないし第６のいずれか１のミラー取付構造によりベース部材に支持されるミラーを、鏡筒内に複数配置してなることを特徴とする。
【０００８】
第８の発明の露光装置は、第７の発明の投影光学系を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明(第１の発明)のミラー取付構造では、ベースプレートに固定されるミラーの変形を容易，確実にチェックすることができる。
本発明(第３の発明)のミラー取付構造では、ベースプレートに固定される支持部材の変形を容易，確実に測定することができる。
本発明の投影光学系では、所望の波面収差を容易，確実に得ることができる。
【００１０】
本発明の露光装置では、高い露光精度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１および図２は、本発明のミラー取付構造の第１の実施形態を示している。
この実施形態では、ＥＵＶ光により露光を行うＥＵＶ露光装置の投影光学系に本発明のミラー取付構造が適用される。
【００１２】
図３は、この実施形態のミラー取付構造が適用される投影光学系の一例を模式的に示すもので、この投影光学系では、６枚の非球面ミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６で構成されたリングフィールド光学系が使用される。レチクルＲで反射したＥＵＶ光Ｌは、第１ないし第６の非球面ミラーＭ１〜Ｍ６で順次反射され、ウェハＷ上に投影される。このリングフィールド光学系では、例えば３０ｍｍ角程度のチップを一括で露光することができないため、レチクルＲとウエハＷを同期スキャンして露光が行われる。また、非球面ミラーＭ１〜Ｍ６には、０．１ｎｍ以下の極めて高い形状精度が求められている。従って、投影光学系を製作する際には、単に非球面ミラーＭ１〜Ｍ６の加工精度だけではなく、非球面ミラーＭ１〜Ｍ６を鏡筒(不図示)に保持する際の非球面ミラーＭ１〜Ｍ６の変形を極力抑える必要がある。
【００１３】
図１および図２において、符号１１は、投影光学系の鏡筒内に配置されるベースプレートを示している。このベースプレート１１は、鏡筒内に高い精度で組み込まれている。そして、このベースプレート１１に、非球面ミラーからなるミラー１３が固定される。ミラー１３は、支持フレクシャ１５を介して、ミラー１３に変形が生じないように高い精度で固定される。
【００１４】
ミラー１３は円板状をしており、外周には、ミラー１３の中心Ｏから１２０度の角度を置いて３個のミラー支持ブロック１７が固定されている。ミラー支持ブロック１７は、例えば、金属からなる。各ミラー支持ブロック１７は、支持フレクシャ１５を介して、円板状のベースプレート１１に固定されている。
支持フレクシャ１５は、例えば、螺子(不図示)によりミラー支持ブロック１７およびベースプレート１１に固定されている。支持フレクシャ１５は、比較的容易に弾性変形する弾性部材からなる。支持フレクシャ１５は、ミラー１３の剛性に比較して非常に低い剛性を有している。
【００１５】
この実施形態では、各ミラー支持ブロック１７の支持フレクシャ１５と反対側には、ミラー位置基準部材１９が配置されている。各ミラー位置基準部材１９は、ミラー１３の中心Ｏを中心とする同一円周上に配置されている。
また、ベースプレート１１のミラー１３側には、ミラー位置基準部材１９に対応する位置に、３個のベースプレート位置基準部材２１が配置されている。より具体的には、図１に示すように、各ベースプレート位置基準部材２１は、ミラー１３の中心Ｏとミラー位置基準部材１９とを通る直線上に配置されている。また、ミラー１３の中心Ｏを中心とする同一円周上に配置されている。ミラー位置基準部材１９およびベースプレート位置基準部材２１は、精度の高い金属球からなり、ミラー支持ブロック１７およびベースプレート１１に半部を埋設されている。
【００１６】
このように、３箇所のミラー支持ブロック１７にミラー位置基準部材１９を設け、ベースプレート１１に３箇所のベースプレート位置基準部材２１を設けることにより、ミラー１３とベースプレート１１との３次元的な位置関係を容易，確実に測定することができる。
図４は、上述した投影光学系の製作工程の一例を示している。
【００１７】
先ず、ステップＳ１において、多層膜がコートされない状態の非球面ミラーからなるミラー１３を制作する。次に、ステップＳ２において、ミラー１３を鏡筒に装着する。この装着は、鏡筒内のベースプレート１１に、支持フレクシャ１５を介してミラー１３を固定することにより行われる。
次に、鏡筒に装着されたミラー１３が変形しているおそれがあるので、ステップＳ３において、ミラー１３の変形をチェックする。この実施形態では、ミラー１３の形状を直接測定することなく、ミラー支持ブロック１７に配置されるミラー位置基準部材１９と、ベースプレート１１に配置されるベースプレート位置基準部材２１との相対的な位置関係を測定することにより行われる。
【００１８】
より具体的には、例えば３次元座標測定機で、ミラー位置基準部材１９とベースプレート位置基準部材２１との相対的な位置関係を測定する。ミラー１３がベースプレート１１の所定の位置に装着されていれば、ミラー位置基準部材１９とベースプレート位置基準部材２１の位置関係は、設計値と略一致した関係になっている。
一方、ミラー位置基準部材１９とベースプレート位置基準部材２１の位置関係が設計値からずれている場合には、ミラー１３の変形による歪は支持フレクシャ１５の変形で吸収されている。そして、支持フレクシャ１５の変形量とミラー１３の変形量との関係は計算によって高精度に推測できる。従って、支持フレクシャ１５の変形量を間接的に測定することによって、ミラー１３の変形量を推測することができる。
【００１９】
すなわち、本発明では、鏡筒内のベースプレート１１に、支持フレクシャ１５を介してミラー１３を装着した場合に、ミラー１３の変形量に対して、支持フレクシャ１５の変形量が非常に大きくなる。そして、この変形量の比は、ミラー１３および支持フレクシャ１５の剛性の比によって決まるが、少なくとも３桁以上の差を与えることが可能である。例えば、ミラー１３の変形量と支持フレクシャ１５の変形量の比を１０００倍以上大きく設定した場合には、ミラー位置基準部材１９とベースプレート位置基準部材２１との相対位置を１μｍ程度の精度で測定することにより、ミラー１３の変形量を充分な精度で測定することが可能になる。これは、３次元座標測定機で充分に測定できるレベルである。従って、３次元座標測定機により、ミラー１３の変形を充分な精度でチェックすることができる。
【００２０】
なお、ミラー位置基準部材１９とベースプレート位置基準部材２１の位置関係が設計値から外れていた場合には、ベースプレート１１に対するミラー１３の位置を微調整して装着しなおしてやれば良い。この場合には、ミラー位置基準部材１９とベースプレート位置基準部材２１の位置関係を直接的に知ることができるため、位置調整を容易に行うことができる。
【００２１】
このようにして、全てのミラー１３を鏡筒に装着した後、ステップＳ４において、波面収差を測定する。投影光学系は反射系なので、波面収差は露光光以外の波長すなわち可視光等の波長でチェックすれば良い。この時点で所望の波面収差が得られることを確認した後、ステップＳ５において、ミラー１３を鏡筒から取り外す。なお、波面収差のチェックの際、ミラー１３の形状精度が不足する場合には、適宜ミラー１３の形状を修正しても良い。
【００２２】
そして、ステップＳ６において、ミラー１３に多層膜をコートする。次に、ステップＳ７において、ミラー１３を再度鏡筒に装着する。この装着は、ステップＳ２と同様にして行われる。次に、ステップＳ８では、ミラー１３が変形しているおそれがあるので、ミラー１３の変形をチェックする。このチェックは、ステップＳ３と同様にして行われる。このようにして、全てのミラー１３を鏡筒に装着した後、ステップＳ９において、波面収差を測定する。この測定はステップＳ４と同様にして行われる。そして、所望の波面収差が得られることを確認して、投影光学系の制作が終了する。
【００２３】
上述したミラー取付構造では、ミラー１３の形状を直接測定することなく、ミラー１３のミラー支持ブロック１７に配置されるミラー位置基準部材１９と、ベースプレート１１に配置されるベースプレート位置基準部材２１との相対的な位置関係を測定することにより、ミラー１３の変形をチェックすることが可能になる。従って、例えば３次元座標測定機による測定によりミラー１３の変形をチェックすることが可能になり、ベースプレート１１に固定されるミラー１３の変形を容易，確実にチェックすることができる。
(第２の実施形態)
図５は、本発明のミラー取付構造の第２の実施形態の要部を示している。
【００２４】
なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、支持フレクシャ１５が、取付部１５ａと弾性変形部１５ｂを有している。取付部１５ａは、弾性変形部１５ｂに対して垂直に形成され、弾性変形部１５ｂの上端から両側に突出されている。そして、ミラー支持ブロック１７に固定されている。弾性変形部１５ｂの下端はベースプレート１１に固定されている。ミラー支持ブロック１７の上面およびベースプレート１１には、第１の実施形態と同様に、ミラー位置基準部材１９およびベースプレート位置基準部材２１が埋設されている。
【００２５】
そして、この実施形態では、取付部１５ａの両側および中央に、支持フレクシャ位置基準部材２３が配置されている。この支持フレクシャ位置基準部材２３は、金属製の球体からなり、取付部１５ａに半部を埋設されている。
この実施形態では、第１の実施形態と同様に、ミラー１３のミラー支持ブロック１７に配置されるミラー位置基準部材１９と、ベースプレート１１に配置されるベースプレート位置基準部材２１との相対的な位置関係を測定することにより、ミラー１３の変形をチェックすることが可能になる。
【００２６】
また、支持フレクシャ位置基準部材２３とベースプレート位置基準部材２１との相対的な位置関係を測定することにより、ミラー１３の固定位置がずれたこと等による支持フレクシャ１５の変形を測定し、支持フレクシャ１５の変形モードを捉えることができる。そして、支持フレクシャ１５の変形モードに基づいて、ベースプレート１１に対するミラー１３の位置を微調整することにより、ミラー１３の位置調整をより容易に行うことが可能になる。
【００２７】
例えば、図６に示すように、支持フレクシャ１５の取付部１５ａが傾いている場合には、３個の支持フレクシャ位置基準部材２３とベースプレート位置基準部材２１との相対的な位置関係を測定することにより取付部１５ａの傾きの方向等を知ることが可能になる。そして、この傾きに基づいてベースプレート１１に対するミラー１３の位置を微調整することにより、ミラー１３の位置調整をより容易に行うことが可能になる。
(露光装置の実施形態)
図７は、本発明のミラー取付構造が適用される投影光学系１０１を備えたＥＵＶ露光装置を模式化して示している。
【００２８】
この実施形態では、露光の照明光としてＥＵＶ光が用いられる。ＥＵＶ光は０．１〜１００ｎｍの間の波長を持つもので、この実施形態では特に１〜５０ｎｍ程度の波長が好ましい。投影光学系１０１はリングフィールド光学系を用いたもので、ウェハ１２１上にレチクル１９によるパターンの縮小像を形成するものである。
ウェハ１２１上に照射されるパターンは、レチクルステージ１０２に静電チャック１０４を介して配置されている反射型のレチクル１０３により決められる。ウェハ１２１はウェハステージ１２３に静電チャック１２７を介して配置されている。典型的には、露光はステップ・スキャンによりなされる。
【００２９】
露光時の照明光として使用するＥＵＶ光は大気に対する透過性が低いので、ＥＵＶ光が通過する光経路は、適当な真空ポンプ１０７を用いて真空に保たれた真空チャンバ１０６に囲まれている。またＥＵＶ光はレーザプラズマＸ線源によって生成される。レーザプラズマＸ線源はレーザ源１０８（励起光源として作用）とキセノンガス供給装置１０９からなっている。レーザプラズマＸ線源は真空チャンバ１１０によって取り囲まれている。レーザプラズマＸ線源によって生成されたＥＵＶ光は真空チャンバ１１０の窓１１１を通過する。
【００３０】
放物面ミラー１１３は、キセノンガス放出部の近傍に配置されている。放物面ミラー１１３はプラズマによって生成されたＥＵＶ光を集光する。放物面ミラー１１３は集光光学系を構成し、ノズル１１２からのキセノンガスが放出される位置の近傍に焦点位置がくるように配置されている。ＥＵＶ光は放物面ミラー１１３の多層膜で反射し、真空チャンバ１１０の窓１１１を通じて集光ミラー１１４へと達する。集光ミラー１１４は反射型のレチクル１０３へとＥＵＶ光を集光、反射させる。ＥＵＶ光は集光ミラー１１４で反射され、レチクル１０３の所定の部分を照明する。すなわち、放物面ミラー１１３と集光ミラー１１４はこの装置の照明システムを構成する。
【００３１】
レチクル１０３は、ＥＵＶ光を反射する多層膜とパターンを形成するための吸収体パターン層を持っている。レチクル１０３でＥＵＶ光が反射されることによりＥＵＶ光は「パターン化」される。パターン化されたＥＵＶ光は像光学システム１０１を通じてウェハ１２１に達する。
この実施形態の投影光学系１０１は、凹面第１ミラー１１５ａ、凸面第２ミラー１１５ｂ、凸面第３ミラー１１５ｃ、凹面第４ミラー１１５ｄの４つの反射ミラーからなっている。各ミラー１１５ａ〜１１５ｄにはＥＵＶ光を反射する多層膜が備えられている。そして、各ミラー１１５ａ〜１１５ｄは、本発明のミラー取付構造によりベースプレートに装着されている。
【００３２】
レチクル１０３により反射されたＥＵＶ光は第１ミラー１１５ａから第４ミラー１１５ｄまで順次反射されて、レチクル１０３パターンの縮小（例えば、１／４、１／５、１／６）された像を形成する。投影光学系１０１は、像の側（ウェハ１２１の側）でテレセントリックになるようになっている。
レチクル１０３は可動のレチクルステージ１０２によって少なくともＸ−Ｙ平面内で支持されている。ウェハ１２１は、好ましくはＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動なウェハステージ１２３によって支持されている。ウェハ１２１上のダイを露光するときには、ＥＵＶ光が照明システムによりレチクル１０３の所定の領域に照射され、レチクル１０３とウェハ１２１は投影光学系１０１に対して投影光学系１０１の縮小率に従った所定の速度で動く。このようにして、レチクルパターンはウェハ１２１上の所定の露光範囲（ダイに対して）に露光される。
【００３３】
露光の際には、ウェハ１２１上のレジストから生じるガスが投影光学系１０１のミラー１１５ａ〜１１５ｄに影響を与えないように、ウェハ１２１はパーティション１１６の後ろに配置されることが望ましい。パーティション１１６は開口１１６ａを持っており、それを通じてＥＵＶ光がミラー１１５ｄからウェハ１２１へと照射される。パーティション１１６内の空間は真空ポンプ１１７により真空排気されている。このように、レジストに照射することにより生じるガス状のゴミがミラー１１５ａ〜１１５ｄあるいはレチクル１０３に付着するのを防ぐ。それゆえ、これらの光学性能の悪化を防いでいる。
【００３４】
この実施形態の露光装置では、投影光学系１０１に本発明のミラー取付構造を用いているため、高い露光精度を得ることができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
【００３５】
(１)上述した実施形態では、投影光学系に本発明を適用した例について説明したが、ベースプレート１１にミラー１３を取り付けるミラー取付構造に広く適用することができる。
(２)上述した実施形態では、ＥＵＶ露光装置の投影光学系に本発明のミラー取付構造を適用した例について説明したが、パターンを転写するエネルギ線は特に限定されず、光、紫外線、Ｘ線（軟Ｘ線等）等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のミラー取付構造の第１の実施形態を示す上面図である。
【図２】図１のミラー取付構造を示す側面図である。
【図３】図１のミラー取付構造が適用される投影光学系を示す説明図である。
【図４】図４の投影光学系の制作工程を示す説明図である。
【図５】本発明のミラー取付構造の第２の実施形態の要部を示す説明図である。
【図６】図５の支持フレクシャの変形を示す説明図である。
【図７】本発明のミラー取付構造が適用される露光装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１１：ベースプレート、１３：ミラー、１５：支持フレクシャ、１７：ミラー支持ブロック、１９：ミラー位置基準部材、２１：ベースプレート位置基準部材、２３：支持フレクシャ位置基準部材。
【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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