(57)【要約】【課題】結像性能に優れた露光装置を提供する。【解決手段】投影光学系１２０は、光学部材１２４と、光学部材１２４を駆動する駆動部１２６と、検出部１２８と、を鏡筒１２１に収納し、鏡筒１２１に入射する入射光束の光軸と前記鏡筒から出射する入射光束の光軸とは一致し、露光装置１００は、駆動部１２６及び検出部１２８に電源を供給する電源ケーブル、検出部１２８からの信号を伝達する信号ケーブル、鏡筒１２１内に供給される流体が通過するホースの少なくともいずれかを含み、複数の群に分類された複数の管状部材１３０と、複数の群の各々を鏡筒１２１の光軸ＯＡに関して対称に接続する複数の接続部１２３と、各群の管状部材１３０が鏡筒１２１に対して投影光学系１２０の光軸ＯＡの周りに同一方向のモーメントを加えるように各群の管状部材１３０を鏡筒１２１の接線方向に整列させる整列手段（１４２、１４６）と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を利用して原版のパターンを、投影光学系を介して基板に露光する露光装置において、
前記投影光学系は、光学部材と、前記光学部材を駆動する駆動部と、検出部と、を鏡筒に収納し、
前記鏡筒に入射する入射光束の光軸と前記鏡筒から出射する入射光束の光軸とは一致し、
前記露光装置は、
前記駆動部及び前記検出部に電源を供給する電源ケーブル、前記検出部からの信号を伝達する信号ケーブル、前記鏡筒内に供給される流体が通過するホースの少なくともいずれかを含み、複数の群に分類された複数の管状部材と、
前記複数の群の各々を前記投影光学系の光軸に関して対称に接続する複数の接続部と、
各群の管状部材が前記鏡筒に対して前記投影光学系の光軸の周りに同一方向のモーメントを加えるように各群の管状部材を前記鏡筒の接線方向に整列させる整列手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記露光装置は、前記鏡筒を支持する定盤を更に有し、
前記整列手段は、前記定盤に前記管状部材を固定する複数の固定部であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記整列手段は、各群の管状部材が前記投影光学系の光軸に垂直な面に沿った方向に張力を加えることを可能にすることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記整列手段は、滑車を有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項５】
前記複数の管状部材を一括して固定すると共に前記複数の群に分岐して前記整列手段に供給する固定分岐部と、
前記固定分岐部から前記接続部までの各群の距離を等しくなるように前記整列手段が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の露光装置を利用して基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップと、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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原版（レチクル又はマスク）のパターンを、投影光学系を介して基板（ウエハなど）に露光する投影露光装置は従来から知られている。近年の露光装置には、高解像度だけでなく結像性能の向上が益々要求されており、そのためには、投影光学系の鏡筒の偏芯や振動を防止する必要がある。投影光学系の鏡筒は定盤にバネ部材を含む除振機構を介して固定されており、従来はこの除振機構によって投影光学系の鏡筒の偏芯や振動を防止していた。
【０００３】
投影光学系は、鏡筒内に各種の光学部材とそれらを駆動する駆動部と検出部とを収納している。光学部材は、露光や像面補正用に必要な光学部材（レンズやミラーなど）を含む。駆動部は、収差や像面湾曲を補正するために光学部材を駆動するモータを含む。検出部は、光学部材の位置を検出するセンサその他のセンサを含む。また、投影光学系は、一般に、光学部材を冷却する冷媒、液浸露光装置用の液体、パージ用の気体（窒素や空気）など流体を必要とする。この場合、鏡筒には、駆動部や検出部に電源を供給する電源ケーブルや、検出部からの信号を伝達する信号ケーブルや、流体を供給及び回収するホース（配管）（以下、これらを「管状部材」という。）が接続される。この時、接続部を介して、管状部材の振動が鏡筒に伝達されて鏡筒に偏芯や振動をもたらし、この影響は、高解像度の要請の下では無視できず、除振機構だけでは十分に除去できないことが分かった。
【０００４】
これに対して、特許文献１は、管状部材の張力のベクトルの延長線上に鏡筒の回転モーメントの回転中心を位置させることを提案している。
【特許文献１】特開平１１−０８２６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
管状部材の長手方向の張力成分は他の方向の力（又は振動）成分よりも支配的である。このため、特許文献１のように、管状部材の張力ベクトルの延長線上に鏡筒の回転モーメントの回転中心を配置すると、鏡筒の光軸ズレ（偏芯）を引き起こし、高精度なパターン転写ができなくなり、結像性能が悪化する。
【０００６】
本発明は、結像性能に優れた露光装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての露光装置は、光源からの光を利用して原版のパターンを、投影光学系を介して基板に露光する露光装置において、前記投影光学系は、光学部材と、前記光学部材を駆動する駆動部と、検出部と、を鏡筒に収納し、前記鏡筒に入射する入射光束の光軸と前記鏡筒から出射する入射光束の光軸とは一致し、前記露光装置は、前記駆動部及び前記検出部に電源を供給する電源ケーブル、前記検出部からの信号を伝達する信号ケーブル、前記鏡筒内に供給される流体が通過するホースの少なくともいずれかを含み、複数の群に分類された複数の管状部材と、前記複数の群の各々を前記鏡筒の光軸に関して対称に接続する複数の接続部と、各群の管状部材が前記鏡筒に対して前記投影光学系の光軸の周りに同一方向のモーメントを加えるように各群の管状部材を前記鏡筒の接線方向に整列させる整列手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
結像性能に優れ、比較的小型な投影光学系及びそれを有する露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置について説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、実施例１の露光装置１００の要部平面図であり、図２は、露光装置１００の要部側面図である。露光装置１００は、光源からの光を利用してステップアンドスキャン方式で原版Ｍのパターンを基板Ｗに露光する投影露光装置である。但し、露光装置１００は、ステップアンドリピート方式にも適用することができる。露光装置１００は、照明装置１１０と、投影光学系１２０と、複数の管状部材１３０と、定盤１４０と、制御ラック１５０と、空調装置１５５と、を有する。なお、図１においては、照明装置１１０や原版Ｍは省略されている。
【００１１】
照明装置１１０は、原版Ｍを照明し、光源部と照明光学系を有する。光源部は各種レーザーや水銀ランプを使用することができる。照明光学系は、原版Ｍを均一に照明する光学系である。原版Ｍは、その上には転写されるべきパターン（又は像）が形成され、図示しない原版ステージに支持及び駆動される。原版Ｍから発せられた回折光は、投影光学系１２０を通り、基板Ｗ上に投影される。原版Ｍと基板Ｗとは、光学的に共役に配置される。露光装置１００は、ステップアンドスキャン方式の露光装置であるため、投影光学系１２０に対し、原版Ｍと基板Ｗを同期走査することにより原版Ｍのパターンを基板Ｗ上に縮小投影する。
【００１２】
投影光学系１２０は、物体面にある原版Ｍのパターンを像面にある基板Ｗに投影する光学系であり、屈折型、反射屈折型、反射型を使用することができる。投影光学系１２０は、図３に示すように、各種の光学部材１２４と、光学部材１２４を駆動する駆動部１２６と、検出部１２８と、を円筒形状の鏡筒１２１に収納する。ここで、図３は、投影光学系１２０のブロック図である。図１及び図２に示すように、円筒形状の鏡筒１２１の中心軸をＺ軸として設定し、ＸＹ平面を鏡筒１２１の中心軸を原点とし、Ｚ軸に垂直な平面に設定する。
【００１３】
鏡筒１２１は本実施例では中心軸がＺ方向に延びる円筒形状を有する。鏡筒１２１に入射する入射光束の光軸と鏡筒１２１から出射する入射光束の光軸とは一致する。即ち、投影光学系１２０の鏡筒１２１がＺ軸（光軸ＯＡ）の周りに回転しても原版Ｍのパターンを基板Ｗに位置ズレなく正確に投影することができる。鏡筒１２１は、その外周に支持部１２２が固定されている。鏡筒１２１は、支持部１２２と定盤１４０の表面１４１に固定された除振機構１４４を介して、定盤１４０に固定される。
【００１４】
除振機構１４４は、支持部１２２に一端が接続され、他端が定盤１４０に接続される。除振機構１４４は、バネ部材から構成されて鏡筒１２１の偏芯や振動をある程度除去する機能を有する。
【００１５】
光学部材１２４としては、露光や像面補正用に必要な光学部材（レンズやミラーなど）を含む。駆動部１２６は、収差や像面湾曲を補正するために光学部材１２４を駆動するモータその他の駆動部を含む。検出部１２８は、光学部材１２４の位置を検出するセンサその他のセンサを含む。また、投影光学系１２０は、光学部材１２４を冷却する冷媒、液浸露光装置であれば液浸液、パージ用の気体（窒素や空気）など流体を必要とする。
【００１６】
複数の管状部材１３０は、鏡筒１２１に接続部１２３を介して接続される。複数の管状部材１３０は、駆動部１２６や検出部１２８に電源を供給する電源ケーブル、検出部１２８からの信号を伝達する信号ケーブル、流体を供給及び回収するホース（配管）を含む。複数の管状部材１３０は複数の群（本実施例では２つ）に分類されている。この時、接続部１２３を介して、管状部材１３０の振動が鏡筒１２１に伝達される。
【００１７】
鏡筒１２１に設けられている接続部１２３の数は、複数の管状部材１３０の群の数と同数である。接続部１２３は、複数の群の各々を鏡筒１２１の中心軸（光軸ＯＡ）に関して対称に接続する。即ち、２つの接続部１２３は、図１に示すように、鏡筒１２１の中心軸（光軸ＯＡ）に関して１８０度の間隔で設けられる。３つの接続部１２３は、鏡筒１２１の中心軸（光軸ＯＡ）に関して１２０度の間隔で設けられる。ｎ個の接続部１２３は、鏡筒１２１の中心軸（光軸ＯＡ）に関して（３６０／ｎ）度の間隔で設けられる。
【００１８】
各群の管状部材１３０は、整列手段によって投影光学系１２０の鏡筒１２１の円筒形状の接線方向に整列される。この時、各群の管状部材１３０は一つに束ねられることが好ましい。本実施例の整列手段は、定盤１４０の表面１４１に管状部材１３１を固定する複数の固定部１４２である。固定部１４２には当業界で周知の構成、例えば、金具、ボルト、ナットなどの締結具、を使用することができる。各群の管状部材１３０を固定する固定部１４２の数は一つでもよいが、本実施例には複数群の管状部材１３０が設けられているので固定部１４２の数も複数となる。
【００１９】
また、整列手段は、各群の管状部材１３０が鏡筒１２１に対して投影光学系１２０の光軸ＯＡの周りに同一方向のモーメントを加えるように整列させる。例えば、図１において、制御ラック１５０から延びている管状部材１３０と、空調装置１５５から延びている管状部材１３０は、それぞれ、矢印方向に張力を鏡筒１２１に加える。この張力に鏡筒１２１の半径を乗じれば鏡筒１２１に対して光軸周りに働くモーメントとなる。図１においては、各郡の管状部材１３０は反時計回りにモーメントを加えている。
【００２０】
各群の管状部材１３０が互いに異なる向きのモーメントを鏡筒１２１に加えると、鏡筒１２１が偏芯する虞があるために好ましくない。例えば、図１において、制御ラック１５０が空調装置１５５と同様に右側にあり、接続部１２３からＸ方向に制御ラック１５０まで管状部材１３０が延びている場合を考える。すると、いずれの群の管状部材１３０もＸ方向に張力を加えるために、鏡筒１２１は右側に偏芯し易くなる。本実施例は、かかる問題を解決している。
【００２１】
なお、図２においては、張力は斜め下方向に働くためにＸ方向の成分のみならずＺ方向下向きの成分も発生する。しかし、この成分は光軸周りのモーメントではなく、鏡筒１２１をＸＹ平面において偏芯させる成分ではない。
【００２２】
定盤１４０は、露光装置１００の図示しない照明光学系や投影光学系１２０を支持し、図示しない床の上に載置される剛性部材である。制御ラック１５０は、本実施例では、定盤１４０上に配置され、管状部材１３０の電源ケーブルに供給される電源を調節したり、信号ケーブルを伝達する信号を受信したりする。制御ラック１５０は、収差補正のために検出部１２８の検出結果に応じて駆動部１２６を制御して光学部材１２４を駆動する。また、基板Ｗの湾曲を図示しない検出部を介して検出してその検出結果に基づいて像面補正のために駆動部１２６を介して光学部材１２４を駆動する。空調装置１５５は、本実施例では、定盤１４０上に配置され、露光装置１００全体の空調を行ったり、パージ用の気体を供給したりする。なお、制御ラック１５０と空調装置１５５は定盤１４０上に配置されていなくてもよい。
【００２３】
基板Ｗは、本実施形態では、ウエハであるが、ガラス基板（液晶基板）その他の被露光体を広く含む。基板Ｗには、フォトレジストが塗布されている。
【００２４】
露光において、光源部から射出された光束は、照明光学系により原版Ｍを、例えば、ケーラー照明する。原版Ｍを通過してパターンを反映する光は投影光学系１２０により基板Ｗに結像する。原版Ｍと基板Ｗを縮小倍率比の速度比で走査することにより、原版Ｍの全面を露光する。
【００２５】
各群の管状部材１３０は接続部１２３を介して鏡筒１２１に加える張力が異なるが、重量調節などによって近づけることができる。また、各群の管状部材１３０が接続部１２３に加える張力が異なる場合、長手方向の張力が支配的であることから、図１に示すように、鏡筒１２１には接線方向の力が接続部１２３を介して矢印のように主として作用する。また、図２においては、各群の管状部材１３０が斜め下方向に接続部１２３に接続されているため、張力ベクトルをＸＺ方向に分解するとＺ方向下向きの成分も存在するが、この成分は除振機構１４４によって対応可能である。あるいは、制御ラック１５０と空調装置１５５の一方を他方よりも上方に配置してＺ方向の成分を相殺又は低減してもよい。張力ベクトルのＸ成分によって、鏡筒１２１には中心軸（光軸ＯＡ）周りの回転モーメントが作用し、鏡筒１２１は回転するかもしれない。しかし、鏡筒１２１は、鏡筒１２１に入射する入射光束の光軸と鏡筒１２１から出射する入射光束の光軸とは一致するため、鏡筒１２１がＺ軸の周りに回転しても原版Ｍのパターンを基板Ｗに位置ズレなく正確に投影することができる。この結果、結像性能の悪化を防止することができる。
【実施例２】
【００２６】
図４は、実施例２の露光装置１００Ａの要部平面図であり、図５は、露光装置１００Ａの要部側面図である。露光装置１００Ａは、露光装置１００の構成要素に更に一対の滑車１４６を有する点で異なる。本実施例においては滑車１４６の数は管状部材１３０の群の数に一致するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。例えば、一つの群に複数の滑車１４６が割り当てられてもよい。各滑車１４６は、支持棒１４７を介して定盤１４０の表面１４１に固定されている。なお、図４においては、照明装置１１０や原版Ｍは省略されている。
【００２７】
本実施例の整列手段は、固定部１４２に加えて滑車１４６を有する。各滑車１４６は、各群の管状部材１３０が鏡筒１２１に、投影光学系１２０の光軸ＯＡに垂直なＸＹ面に沿った方向に張力を加えることを可能にしている。支持棒１４７はＺ方向に延びている。各滑車１４６の回転軸はＸＹ平面に平行に、本実施例では、図４に一点鎖線で示すように、Ｙ軸に平行に延びている。各滑車１４６の大きさは異なってもよい。
【００２８】
本実施例では、張力ベクトルのＺ方向下向きの力が発生せず、管状部材１３０を伝わる振動を、鏡筒１２１を円周方向に振動させる成分により限定することができる。この結果、鏡筒１２１のＺ方向（上下方向）の振動がより低減されるので、結像性能の悪化を実施例１よりも防止することができる。また、露光装置１００Ａの管状部材１３０を配置可能な空間は限られており、滑車１４６を用いることで、所望の位置に管状部材１３０を引き回すことができ、限られた空間を有効に利用することができる。
【実施例３】
【００２９】
図６は、実施例３の露光装置１００Ｂの要部平面図であり、図７は、露光装置１００Ｂの要部側面図である。露光装置１００Ｂは、露光装置１００Ａの構成要素に更に固定分岐部１４８を有する点で異なる。
【００３０】
固定分岐部１４８は、複数の管状部材１３０を一括して固定すると共に複数の管状部材１３０を複数の群に分岐して整列手段に供給する。図６では、制御ラック１５０から延びる管状部材１３０と空調装置１５５から延びる管状部材１３０のそれぞれがまず固定部１４２Ａを介して定盤１４０の表面１４１に固定される。次いで、固定分岐部１４８のＰ点で一括して固定され、その後、左右の滑車１４６Ａに接続される２群に分岐される。これらの２群のそれぞれは制御ラック１５０から延びる管状部材１３０と空調装置１５５から延びる管状部材１３０のいずれか一方と同一でもよいし、異なってもよい。後者の場合には、例えば、制御ラック１５０から延びる管状部材１３０の一部が空調装置１５５から延びる管状部材１３０の一部と組み合わされることになる。
【００３１】
固定分岐部１４８の点Ｐから滑車１４６Ａを経て接続部１２３に至る経路の長さは共に等しい。また、各滑車１４６Ａは支持棒１４７Ａを介して定盤１４０の表面１４１に固定されているが、図５と異なり、支持棒１４７はＺ方向に延びていて、各滑車１４６Ａの回転軸はＸＹ平面に対して傾いている。通常、制御ラック１５０と空調装置１５５はそれぞれの固有振動で振動しており、各管状部材１３０を介して伝わる振動の振動数・振幅・位相は異なる。そこで、全ての管状部材１３０を固定分岐部１４８で全てまとめて固定することで、全ての管状部材１３０の振動数・振幅・位相を一致させる。また、固定分岐部１４８から鏡筒１２１までの距離を等しくすることで全ての管状部材１３０から鏡筒１２１に伝わる振幅・位相を等しく維持することができる。これにより、管状部材１３０を伝わる振動の成分のうち鏡筒１２１を並進又は偏芯させる成分が減り、光軸ＯＡを中心とした回転モーメントとして伝わる成分が主になる。よって、管状部材１３０から伝わる振動によって引き起こされる鏡筒１２１の振動は、光軸周りの回転の振動成分が大きくなり、鏡筒１２１の光学性能へ与える影響をより小さくすることが可能となる。
【実施例４】
【００３２】
以下、図８及び図９を参照して、露光装置１００乃至１００Ｂのいずれかを利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図８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（ウエハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いてリソグラフィー技術によってウエ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エハを用いて半導体チップ化する行程であり、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。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、これが出荷（ステップ７）される。
【００３３】
図９は、ステップ４のウエ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、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。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エ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、結像性能の優れた投影光学系を使用して、従来よりも高品位の（例えば、重ね合わせ精度が高いなど）デバイスを製造することができる。このように、露光装置１００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。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１の露光装置の概略平面図である。
【図２】図１に示す露光装置の概略側面図である。
【図３】図１に示す投影光学系のブロック図である。
【図４】実施例２の露光装置の概略平面図である。
【図５】図４に示す露光装置の概略側面図である。
【図６】実施例３の露光装置の概略平面図である。
【図７】図６に示す露光装置の概略側面図である。
【図８】図１に示す露光装置を使用したデバイス製造方法のフローチャートである。
【図９】図８に示すステップ４の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
Ｍ                        原版
Ｗ                        基板
ＯＡ                      光軸
１００−１００Ｂ          露光装置
１１０                    照明装置
１２０                    投影光学系
１２１                    鏡筒
１２３                    接続部
１２４                    光学部材
１２６                    駆動部
１２８                    検出部
１３０                    管状部材
１４０                    定盤
１４２                    固定部（整列手段）
１４４                    除振機構
１４６                    滑車（整列手段）
１４８                    固定分岐部
【図１】
2009176794.tif 000003
【図２】
2009176794.tif 000004
【図３】
2009176794.tif 000005
【図４】
2009176794.tif 000006
【図５】
2009176794.tif 000007
【図６】
2009176794.tif 000008
【図７】
2009176794.tif 000009
【図８】
2009176794.tif 000010
【図９】
2009176794.tif 000011