JP2002141270A

JP2002141270A - 露光装置

Info

Publication number: JP2002141270A
Application number: JP2000334984A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yoshikawa; 政昭吉川; Toshimasa Shimoda; 敏正下田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】光ビームの光路上に配される光学素子の歪み
の発生を抑制し、光学装置によって物体や可動体の位置
情報を高精度に検出する露光装置を提供する。【解決手段】保持部材１１，１２により、光ビームの
光路上に配される光学素子ＬＺの一面に３点で接してそ
の光学素子ＬＺを保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、液晶
表示素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、または薄膜磁気ヘ
ッド等の電子デバイスを製造するための露光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子デバイスを製造するためのフォトリ
ソグラフィ工程では、回路パターンの像を感光性のレジ
ストが塗布された基板（感光基板）に転写し、その基板
に対して現像やエッチングなどの各種プロセスを施して
いる。回路パターンは、マスク（あるいはレチクル）上
に形成されており、露光装置の光学系を介してその像が
感光基板上のレジスト層に転写される。電子デバイスの
高集積度化が進む中、フォトリソグラフィ工程では、よ
り高品質な電子デバイスを製造することを目的として、
露光精度を向上させる取り組みがなされている。

【０００３】図８は、半導体素子製造用の露光装置の全
体構成の一例を概略的に示している。露光用光源からの
エネルギービーム（露光ビーム）ＩＬは、照明系５１を
介してマスク（レチクルＲ）上の所定の照明領域内に均
一な照度分布で照射される。レチクルＲを通過した露光
ビームＩＬは、投影光学系ＰＬを介して感光基板（ウエ
ハ）Ｗ上に照射され、これにより、レチクルＲに形成さ
れた回路パターンの像が感光基板Ｗ上に転写される。レ
チクルＲは、パターン領域が形成された面を下に向けて
配され、レチクルステージＲＳに保持されている。この
レチクルステージＲＳは、レチクルステージ駆動系５２
によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、及び回転方向（θ
方向）に移動もしくは微動するように構成されている。
また、レチクルステージＲＳの位置は、光ビーム（レー
ザ光など）を用いた光学装置としての干渉計５３により
検出され、その検出結果に基づいてレチクルステージ駆
動系５２が制御される。一方、感光基板Ｗは、基板ステ
ージ（ウエハステージ）ＷＳ上に保持されている。ウエ
ハステージＷＳは、ウエハステージ駆動系５４によって
駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及び回転方向（θ
方向）に移動もしくは微動するように構成されている。
ウエハステージＷＳの位置は、レチクルステージＲＳと
同様に、光ビーム（レーザ光など）を用いた光学装置と
しての干渉計５５によって逐次検出され、その検出結果
に基づいてウエハステージ駆動系５４が制御される。な
お、投影光学系ＰＬの光軸に平行な方向をＺ方向、光軸
に垂直な平面内で紙面に平行な方向をＸ方向、これに直
交する方向をＹ方向、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行
な軸線を中心とする回転方向をθ方向としている。

【０００４】また、露光装置では、レチクルＲの回路パ
ターンの像を感光基板Ｗ上の所望の位置に正確に転写す
るために、レチクルＲあるいは感光基板Ｗの位置決め
（アライメント）を行う。アライメントは、通常、レチ
クルＲや感光基板Ｗ、あるいは各ステージＲＳ、ＷＳの
位置に関する位置情報に基づいて行われる。そのため、
レチクルＲ、感光基板Ｗ、及び各ステージＲＳ、ＷＳ上
には、アライメント用のマークが設けられており、この
マークの位置情報が光学装置により光ビームを用いて検
出される。例えば、この図８に示すレチクルアライメン
ト系ＲＡは、レチクルＲ上のレチクルマークＲＭのＸ、
Ｙ方向の位置を検出するものであり、また、ウエハアラ
イメント系ＷＡは、感光基板Ｗ上のウエハマークＷＭや
ウエハステージＷＳ上のフィデューシャルマークＦＭの
Ｘ、Ｙ方向の位置を検出するものである。さらに、露光
装置では、ウエハＷの表面を投影光学系ＰＬの結像面や
各アライメント系（レチクルアライメント系やウエハア
ライメント系など）の結像面に焦点合わせするために、
光学装置により光ビームを用いてウエハＷ表面のＺ方向
の高さ位置（フォーカス量）を検出する。例えば、この
図８に示すフォーカス位置検出系６０は、ウエハＷの表
面に対して斜め方向から光ビーム（スポット光）を照射
する送光系６１と、ウエハＷの表面で反射した反射光を
所定のスリットを介して受光する受光系６２とを有して
おり、ウエハＷ表面からの反射光から得られる信号に基
づいて、投影光学系ＰＬの結像面に対するウエハＷ表面
のＺ方向の高さ位置（フォーカス量）を検出する。な
お、この図８に示す制御装置６５は、装置全体を統括的
に制御するものであり、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯ
Ｍ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・ア
クセス・メモリ）等を含むマイクロコンピュータ（又は
ミニコンピュータ）から構成されている。

【０００５】図９は、上述した干渉計５３，５５、レチ
クルアライメント系ＲＡ、ウエハアライメント系ＷＡ、
及びフォーカス位置検出系６０などの光学装置における
部分的な構成の一例を示している。光ビームの光路上に
は、レンズＬＺやプリズムＢＳ（ビームスプリッタな
ど）、あるいはミラーＤＭ（ダイクロイックミラーな
ど）といった複数の光学素子が配置されている。この図
９の光学装置では、レンズＬＺは、光ビームが通過する
一面（縁を含む）とその反対側の他面（縁を含む）と
を、環状に形成された複数の部材（押環７０，７１）に
よってそれぞれ押圧されることにより保持されている。
また、プリズムＢＳやミラーＤＭは、接着剤によって少
なくとも一面（あるいは縁）の大部分を他の物体に接着
されることより保持されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の露光装
置が備える光学装置では、光学素子が、その一面のうち
の広い範囲を他の物体に接した状態で保持されている。
そのため、その光学素子が接する他の物体（接着剤を含
む）の変形の影響や、不均一な保持力により、光学素子
の内部に歪みが生じやすく、光学特性の低下を招く恐れ
がある。

【０００７】例えば、図９に示したレンズＬＺの場合、
互いに対向する２つの面（ここでは湾曲面）のそれぞれ
には、押環７０，７１による押圧の力が作用する。この
力は、レンズＬＺを挟んで互いに押し合う方向に作用す
るとともに、レンズＬＺの各面ごとに周方向に分散して
作用する。そのため、その対向する２つの面の間で、力
を強く受ける位置が周方向にずれやすい。２つの面の間
で力の分布に位置ずれが生じると、レンズＬＺの内部に
曲げモーメントが発生し、レンズＬＺに歪みが生じて、
収差の原因となる恐れがある。

【０００８】また、この図９に示したプリズムＢＳやミ
ラーＤＭの場合、一面の大部分が接着剤で接着されるた
めに、その接着剤が硬化時に変形したり、光学部材を保
持している物体が熱膨張などで変形したりすると、その
変形に伴う不均一な力が接着されている面全体に作用す
る。このとき、プリズムＢＳ及びミラーＤＭは、接着さ
れた面の広い範囲に亙って様々な向きの力を受けるの
で、内部に曲げモーメントが発生しやすい。この曲げモ
ーメントによってプリズムＢＳやミラーＤＭに歪みが生
じると、光ビームの複屈折や反射方向のずれ、あるいは
光ビームの波形の変化などを引き起こす原因となる。例
えば、図９（ｂ）に示すように、直線偏光からなる光ビ
ームをＰ偏光とＳ偏光とに分離するビームスプリッタＢ
Ｓに上記歪みが生じると、複屈折に伴って偏光成分が楕
円化するなどにより、本来反射されるべきＳ偏光の一部
が透過されて、その漏れ光ΔＳがＰ偏光と干渉してノイ
ズとなってしまう。特に、上述したステージ装置の位置
情報を検出する干渉計では、こうした漏れ光は検出精度
の低下に直接的に影響を及ぼすため、可能な限り抑制す
るのが好ましい。

【０００９】本発明は、上述する事情に鑑みてなされた
ものであり、光ビームの光路上に配される光学素子の歪
みの発生を抑制し、光学装置によって物体や可動体の位
置情報を高精度に検出することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、第１物体（Ｒ）上に形成されたパターン
の像を第２物体（Ｗ）上に転写する露光装置において、
前記第１物体（Ｒ）または前記第２物体（Ｗ）を保持す
る可動体（ＲＳ、ＷＳ）と、前記第１物体（Ｒ）、前記
第２物体（Ｗ）、及び前記可動体（ＲＳ、ＷＳ）のうち
の少なくとも一つの位置情報を光ビームを用いて検出す
る光学装置（ＲＡ、ＷＡ、５３、５５、６０）とを備
え、前記光学装置（ＲＡ、ＷＡ、５３、５５、６０）
は、前記光ビームの光路上に配される光学素子（ＬＺ、
ＢＳ、ＤＭ）と、該光学素子（ＬＺ、ＢＳ、ＤＭ）の一
面に３点で接して該光学素子（ＬＺ、ＢＳ、ＤＭ）を保
持する保持部材（１１、１２）とを有することを特徴と
している。この露光装置では、光学素子の一面と保持部
材との接する箇所が３点に限定される。そのため、保持
部材の変形や不均一な保持力が生じても、光学素子内部
に曲げモーメントがほとんど発生しない。したがって、
光学素子の歪みの発生が抑制される。

【００１１】この場合において、前記保持部材（１１、
１２）は、前記光学素子（ＬＺ）の一面（１３）と、該
面（１３）に対向する他の一面（１４）とにそれぞれ３
点で接して前記光学素子（ＬＺ）を保持し、前記保持部
材（１１、１２）と前記光学素子（ＬＺ）との各接点
は、前記光学素子（ＬＺ）を挟んで相対する位置関係に
あってもよい。この場合、光学素子における対向する２
つの面の間で、保持部材による力が光学素子を挟んで、
同一軸線上で押し合うように作用する。そのため、その
力による光学素子での曲げモーメントの発生が抑制され
る。

【００１２】さらに、前記光学素子（ＬＺ）の一面（１
３、１４）には、該一面（１３、１４）の光学的な有効
領域から外れた領域に段差面（１３ａ、１４ａ）が設け
られ、該段差面（１３ａ、１４ａ）に前記保持部材（１
１、１２）が接してもよい。この場合、保持部材からの
力を受ける箇所が、光学素子の光学的な有効領域から離
れるために、その有効領域における歪みの発生が抑制さ
れる。

【００１３】また、上記露光装置において、前記保持部
材（２０）には、前記光学素子（ＢＳ）に接する突起部
（２１）と、該突起部（２１）と前記光学素子（ＢＳ）
とを結合するための接着剤が投入される孔（２３）とが
設けられてもよい。この場合、保持部材の突起部が光学
素子の一面に接しかつ接着剤により結合されることによ
り、光学素子が保持される。なお、ここで言う「孔」は
接着剤を投入する空間であり、溝状のものも含む。

【００１４】この場合において、前記孔（２３）は、前
記保持部材（２０）を貫通して設けられ、前記光学素子
（ＢＳ）と前記突起部（２１）とが接した状態で、前記
光学素子（ＢＳ）に接する側とは異なる側から前記接着
剤が投入されてもよい。この場合、余分な接着剤は孔の
中に留まり、光路空間への接着剤の漏出が抑制される。

【００１５】また、上記露光装置において、前記保持部
材（３１、３２）は、弾性体（３０）を介して前記光学
素子（ＢＳ）を保持してもよい。この場合、保持部材の
変形及びそれに伴う不均一な力が弾性体で吸収され、光
学素子内部での曲げモーメントの発生が確実に防止され
る。

【００１６】この場合において、前記弾性体（３０）
は、ケミカルクリーン処理が施された部材からなっても
よい。この場合、弾性体（３０）が汚染源となりにく
く、光路空間のケミカルクリーン度が維持される。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
説明する。図１及び図２は、光学装置に用いられる光学
素子としてのレンズＬＺを保持する保持構造の一例を概
略的に示している。光学装置の鏡筒１０内には、円形の
レンズＬＺ、及びこのレンズＬＺを保持する保持部材と
しての押環１１，１２が配されている。レンズＬＺは、
互いに対向しかつ凸状に形成される２つの湾曲面１３，
１４を有しており、各湾曲面１３，１４の中心が光学装
置における光ビームの光軸とほぼ一致するように配置さ
れている。また、押環１１，１２は、円環状の部材から
なり、その外径が鏡筒１０の内径とほぼ同じ大きさに形
成されている。また、押環１１，１２の少なくとも一方
の端面には、レンズＬＺを支持する座としての突起部１
５が一つの端面に３ケずつ形成されている。図２
（ａ），（ｂ）に示すように、この３ケの突起部１５
は、所定の突出高さで微小幅（例えば１ｍｍ以下）の径
方向に延びる座面１６を有し、周方向に所定の間隔（例
えば周方向に１２０°）ずつ互いに離れて配置されてい
る。

【００１８】また、図２（ａ）に示すように、鏡筒１０
の内周面には、押環１１，１２の軸方向の位置決めの基
準となる固定部１７が設けられている。押環１１、レン
ズＬＺ、及び押環１２を鏡筒１０内に順に挿入して固定
部１７に押接し、鏡筒１０に螺合される固定部材１８に
よってその押接状態を固定することにより、鏡筒１０の
内部にレンズＬＺが保持及び固定される。また、押環１
１，１２は、それぞれの突起部１５が互いに向かい合い
かつレンズＬＺを挟んで相対する位置関係（突起部１５
がレンズＬＺを挟んで光軸と平行な同一軸線上に位置す
る関係）になるように、軸周りの位置が位置決めされて
いる。なお、この軸周りにおける押環１１，１２の位置
決めは、例えば、鏡筒１０及び押環１１，１２の外周面
にけがき線などのマークを予め設けておき、各マークを
観察しながらそれらを同一軸線上に合致させたり、鏡筒
１０及び押環１１，１２の内周もしくは外周面にガイド
用の加工を施して機械的に合わせ込んだりすることによ
り行われる。

【００１９】本例の保持構造では、押環１１もしくは押
環１２の各３ケの突起部１５の座面１６の一部（縁な
ど）がレンズＬＺの各湾曲面１３，１４に接するため、
レンズＬＺの一つの湾曲面１３，１４に一つの押環１
１，１２が接する箇所（接点）は３点に限定される。こ
の接点は、上述したように、レンズＬＺを挟んで相対す
る位置関係にあるので、押環１１及び押環１２による押
圧の力はレンズＬＺを挟み、同一軸線上で押し合うよう
に作用する。したがって、その押圧力によるレンズＬＺ
内部での曲げモーメントの発生が抑制される。

【００２０】一般に、レンズは、その湾曲面の曲率に高
い精度が要求される。上述したように、本例の保持構造
では、レンズＬＺを保持したときのレンズＬＺ内部での
曲げモーメントの発生が抑制されるため、レンズＬＺに
歪みが生じにくく、レンズＬＺの湾曲面１３，１４の曲
率精度を一定に保つことができる。なお、押環１１，１
２と湾曲面１３，１４との接点は、保持力による歪みの
発生を確実に抑制するために、曲率精度が特に要求され
る領域、すなわち湾曲面１３，１４内における光学的に
有効な領域（例えば光ビームが通過する領域）からなる
べく離れた箇所に位置するのが望ましい。また、図３に
示すように、レンズＬＺの各湾曲面１３，１４における
光学的な有効領域から外れた領域に他の領域と光軸方向
に高さが異なる段差面１３ａ，１４ａを設け、この段差
面１３ａ，１４ａに押環１１，１２を押接するようにし
てもよい。この図３の場合、レンズＬＺを大きくするこ
となく、上記接点をレンズＬＺの光学的な有効領域から
離れた箇所に容易に設定することができる。そのため、
上記光学的な有効領域が受ける押環１１，１２による押
圧力の影響がさらに少なくなり、その領域における歪み
の発生が確実に抑制される。なお、ここでは、光学素子
として、２つの凸状の湾曲面を有する円形のレンズを示
したが、これに限らず、本例の保持構造は、凹状の湾曲
面を有するもの、湾曲面を有しない平板状のもの、全体
形状が矩形のものなど、様々な形状の光学素子に対して
適用される。

【００２１】次に、図４は、光学装置（例えば、干渉
計）に用いられる光学素子としてのプリズム（ここで
は、ビームスプリッタＢＳ）を保持する保持構造の一例
を概略的に示している。ビームスプリッタＢＳは、光学
装置の本体（筐体など）に設置される台座２０に保持及
び固定されている。本例の保持構造では、この台座２０
の一面にビームスプリッタＢＳを支持する座としての３
ケの突起部２１が形成され、この突起部２１とビームス
プリッタＢＳの一面（底面）とが接着剤により結合され
ている。３ケの突起部２１は、所定の突出高さで微小面
積の座面２２を形成するように例えば角柱状あるいは円
柱状に形成されており、面方向に互いに所定の間隔を離
れて配置されている。なお、ここでは、ビームスプリッ
タＢＳは、互いに接合された２つの光学部材からなり、
上記突起部２１に結合される部材の面が他の面よりも突
出した状態に設けられている。

【００２２】また、各突起部２１には、図４（ｃ）に示
すように、突起部２１とビームスプリッタＢＳとを結合
するための接着剤ＡＤを投入する孔２３が設けられてい
る。本例では、この孔２３は、台座２０を貫通して設け
られている。接着剤ＡＤは、ビームスプリッタＢＳの一
面（底面）と突起部２１の座面２２とが接した状態で、
ビームスプリッタＢＳに接する側とは異なる反対側の開
口から孔２３の内部に投入される。これにより、接着剤
ＡＤは、突起部２１の孔２３の内周面とその孔２３に面
するビームスプリッタＢＳの底面の一部領域にのみ付着
して硬化する。そのため、ビームスプリッタＢＳの底面
と突起部２１の座面２２とが直接接し、余分な接着剤Ａ
Ｄは孔２３の内部に留まる。そのため、接着剤ＡＤの光
路空間への漏出が防止され、その空間内での汚染が抑制
される。さらに、接着剤ＡＤが硬化時に収縮する場合に
も、ビームスプリッタＢＳの底面と突起部２１の座面２
２との接した状態がそのまま維持され、ビームスプリッ
タＢＳの姿勢が崩れにくい。また、本例の保持構造で
は、ビームスプリッタＢＳの底面と台座２１との接する
箇所は３点に限定されることから、接着剤の硬化に伴っ
て３つの接点の相対的な位置関係がわずかに変化する場
合にも、ビームスプリッタＢＳ全体がわずかに傾くこと
はあっても、ビームスプリッタＢＳの内部での曲げモー
メントの発生が抑制され、歪みが発生しない。なお、ビ
ームスプリッタＢＳの全体の傾きは、台座２０の取り付
け姿勢を調整することにより補正することが可能であ
る。また、接着剤ＡＤとして、硬化後に弾性特性を有す
る材質のものを用いることにより、熱変形などによる台
座２１のわずかな変形を接着剤ＡＤで吸収することが可
能となる。さらに、接着剤としては、光学装置で用いら
れる光ビーム、あるいは露光装置内でレチクルやウエハ
に照射される露光ビームＩＬを減衰させたり、照明系や
投影光学系等の光学系の光学特性（透過率や収差など）
を変動させたりする不純物質（有機物など）の発生の少
ないもの（フッ素系など）が用いられる。また、図４
（ｃ）に示すように、ビームスプリッタＢＳに接する側
に比べて接着剤を投入する側の内径が大きくなるよう
に、孔２３に段差を設けておくことで、接着剤の投入が
容易に行えるとともに、余分な接着剤を確実に孔２３の
内側に留めて、外部への漏出を防ぐことができる。この
ような接着剤を用いた保持構造は、例えば、限定された
狭い設置スペースに光学素子を配置する場合に好ましく
用いられる。また、本実施例によれば、ビームスプリッ
タの歪みの発生を抑制することにより、先の図９に示し
た漏れ光ΔＳを抑制することができる。したがって、ス
テージ装置の位置情報を検出する干渉計でのノイズの発
生が抑制される。

【００２３】また、図５は、ビームスプリッタＢＳを保
持する保持構造の他の例を概略的に示している。この図
５では、ビームスプリッタＢＳは、弾性体としてのスプ
リング３０を介して２つの台座３１、３２に挟まれるこ
とにより保持及び固定されている。すなわち、各台座３
１、３２の一面には、ビームスプリッタＢＳを支持する
座としての３ケの突起部３３がそれぞれ形成されてお
り、ビームスプリッタＢＳの一面とそれと対向する他面
とに台座３１，３２の各突起部３３がそれぞれ接し、そ
の状態がねじ部材３４によってスプリング３０を介して
固定されている。また、台座３１の突起部３３と、台座
３２の突起部３３とは、ビームスプリッタＢＳを挟んで
互いに相対する位置関係にある。なお、スプリング３０
としては、光学装置で用いられる光ビーム、あるいは露
光装置で用いられる露光ビームＩＬを減衰させたり、照
明系や投影光学系等の光学系の光学特性（透過率や収差
など）を変動させたりする不純物質の発生の少ないも
の、例えばケミカルクリーン処理が施された金属あるい
は樹脂製の部材が用いられる。具体的には、表面がテフ
ロン（登録商標）でコーティングされた金属あるいは二
次加硫処理されたフッ素系樹脂などである。本例の保持
構造では、上述した実施例と同様に、台座３１，３２の
突起部３３により、光学素子としてのビームスプリッタ
ＢＳの一面あたり３点で接して固定及び保持しているの
で、曲げモーメントの発生が少なく、ビームスプリッタ
ＢＳの歪みの発生が抑制される。また、弾性体としての
スプリング３０を介してビームスプリッタＢＳを保持し
ているため、熱変形などによる台座３２，３３のわずか
な変形やそれに伴う不均一な力をスプリング３０で容易
かつ確実に吸収することができる。また、汚染原因とな
りやすい接着剤の使用を避けることができる。

【００２４】次に、図６は、光学装置に用いられる光学
素子としてのミラー（ここでは、板状のダイクロイック
ミラーＤＭ）を保持する保持構造の一例を概略的に示し
ている。本例の保持構造は、先の図５に示したビームス
プリッタの保持構造と略同様の構造であり、ダイクロイ
ックミラーＤＭは、弾性体としてのスプリング４０を介
して、３ケの突起部４１を有する２つの台座４２，４３
に挟まれることにより保持及び固定されている。ダイク
ロイックミラーＤＭは、その反射面に要求される面精度
が厳しく、そのわずかな歪みが光学装置全体の光学特性
の低下を招きやすい。本例の保持構造は、これまでに説
明した３点の支持構造と、弾性体としてのスプリング４
０による吸収作用により、ダイクロイックミラーＤＭの
高い面精度を確実に保つことができる。

【００２５】また、図７は、ダイクロイックミラーＤＭ
を保持する保持構造の他の例を概略的に示している。本
例の保持構造では、上述した実施例における突起部の代
わりに複数の球状の部材５０が用いられている。各球状
の部材５０は、ダイクロイックミラーＤＭを空洞内に収
容する収容体５１の一方の壁とそれと対向する他方の壁
とに３ケずつ設けられた貫通孔５２に分けて収容されて
いる。また、収容体５１の一方の壁に収容された球状部
材５０と他方の壁に収容された球状部材５０とは、ダイ
クロイックミラーＤＭを挟んで互いに相対する位置関係
に配置されている。ダイクロイックミラーＤＭは、球状
の部材５０を介して、台座５３、及び薄板状の押え部材
５４によって押圧状態で挟まれることにより保持及び固
定される。本例の保持構造では、光学素子としてのダイ
クロイックミラーＤＭの一面の３ヶ所で球状の部材５０
の球面が点接触することから、理想的な３点支持状態で
ダイクロイックミラーＤＭが保持される。また、熱変形
などによる収容体５１や台座５３のわずかな変形は、押
え部材５４が撓むことによって吸収される。これらによ
り、ダイクロイックミラーＤＭの歪みが確実に抑制され
る。

【００２６】上述した各実施例で示した光学素子の保持
構造は、先の図８に示した露光装置が備える干渉計５
３，５５、レチクルアライメント系ＲＡ、ウエハアライ
メント系ＷＡ、及びフォーカス位置検出系６０などの光
学装置に適用される。こうした光学装置では、上記各保
持構造により、光ビームの光路上に配置される光学素子
の歪みの発生が抑制されるため、光学特性の低下が少な
く、レチクルＲや感光基板（ウエハ）Ｗ、及びそれを保
持するレチクルステージＲＳやウエハステージＷＳの位
置情報を高精度に検出することができる。

【００２７】なお、上述した実施例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、以下のような変更をも含むものとする。

【００２８】上記保持構造により保持する光学素子とし
ては、上述したレンズ、ビームスプリッタ、ダイクロイ
ックミラーに限定するものではなく、光学装置に用いら
れる様々な光学素子が適用可能である。また、その保持
構造は、上述した実施例で示した構造に限らず、光学素
子の設置スペースや光学素子の特性や要求精度に応じて
適宜決定される。

【００２９】また、押環や台座など、上述した保持部材
の材質としては、ケミカルクリーン対策が施された樹脂
あるいは金属部材が好ましく用いられる。また、インバ
ー材など、熱歪みが生じにくい材質を用いることによ
り、熱の発生に伴う台座の変形を防ぎ、光学素子での歪
みの発生や、光学素子の姿勢の乱れを抑制することがで
きる。

【００３０】また、光学素子を支持する座としての突起
部は、その加工方法は限定されず、例えば、溶接により
保持部材に接合したり、切削したりすることにより形成
することができる。

【００３１】また、光学素子の一面に段差面を設ける場
合、その段差面の形状は、先の図３に示した形状には限
定されない。すなわち、図３に示したレンズＬＺでは、
段差面１３ａ，１４ａが周方向全体に亙って形成されて
いるが、段差面は、少なくとも保持部材の突起部が接す
る箇所に設けられていればよい。

【００３２】また、本発明が適用される光学装置は、マ
スク（レチクル）や感光基板（ウエハ）、及びそれらを
保持するステージなどの可動体の位置情報を検出するも
のであればよく、上述したもの以外にも、様々なものが
適用可能である。例えば、本発明は、図８に２点鎖線で
示すフォーカス位置検出系７５にも適用可能であり、こ
のフォーカス位置検出系７５、レチクルＲのパターン面
の姿勢を制御するために、レチクルＲ表面のＺ方向の高
さ位置を検出するためのものである。また、本発明によ
って光学素子を保持する構造を、光学装置の一部分だけ
に適用してもよい。

【００３３】また、例えばマスク（レチクル）の位置情
報を検出する技術としては、露光用の照明光（露光ビー
ム）をマスク上に形成されたマークに照射し、その光学
像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の撮像
手段で画像信号に変換し、その画像信号に基づいてマー
クの位置情報を計測するＶＲＡ（Visual Reticle Align
ment）方式が知られている。また、感光基板（ウエハ）
の位置情報を検出するに技術としては、レーザ光を感光
基板上のマークに照射し、マークで回折または散乱され
た光を用いてマークの位置情報を計測するＬＳＡ（Lase
r Step Alignment）方式、ハロゲンランプ等を光源とす
る波長帯域幅の広い光で感光基板上のマークを照射し、
その光学像をＣＣＤカメラ等の撮像手段で画像信号に変
換し、その画像信号に基づいてマークの位置情報を計測
するＦＩＡ（Field Image Alignment）方式、感光基板
上のマークに周波数をわずかに変えたレーザ光を２方向
から照射し、発生した２つの回折光を干渉させ、その位
相からマークの位置情報を計測するＬＩＡ（Laser Inte
rferometric Alignment）方式などが知られている。本
発明は、いずれの方式の光学装置にも適用可能である
が、特に、ＶＲＡ方式やＦＩＡ方式の技術を用いた光学
装置では、使用される光学素子が比較的大きいため、本
発明により高い効果が得られる。

【００３４】また、本発明が適用される露光装置は、露
光用照明光（露光ビーム）に対してマスク（レチクル）
と基板（ウエハ）とをそれぞれ相対移動する走査露光方
式（例えば、ステップ・アンド・スキャン方式など）に
限られるものではなく、マスクと基板とをほぼ静止させ
た状態でマスクのパターンを基板上に転写する静止露光
方式、例えばステップ・アンド・リピート方式などでも
よい。さらに、基板上で周辺部が重なる複数のショット
領域にそれぞれパターンを転写するステップ・アンド・
スティッチ方式の露光装置などに対しても本発明を適用
することができる。また、投影光学系は縮小系、等倍
系、及び拡大系のいずれでもよいし、屈折系、反射屈折
系、及び反射系のいずれでもよい。さらに、投影光学系
を用いない、例えばプロキシミティ方式の露光装置など
に対しても本発明を適用できる。

【００３５】また、本発明が適用される露光装置は、露
光用照明光としてｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ光
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎ
ｍ）、Ｆ₂レーザ光（１５７ｎｍ）、レーザ光、及びＡ
ｒ₂レーザ光などの紫外光だけでなく、例えばＥＵＶ
光、Ｘ線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒
子線などを用いてもよい。さらに、露光用光源は水銀ラ
ンプやエキシマレーザだけでなく、ＹＡＧレーザ又は半
導体レーザなどの高調波発生装置、ＳＯＲ、レーザプラ
ズマ光源、電子銃などでもよい。

【００３６】また、本発明が適用される露光装置は、半
導体デバイス製造用に限られるものではなく、液晶表示
素子、ディスプレイ装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子
（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、及びＤＮＡチップな
どのマイクロデバイス（電子デバイス）製造用、露光装
置で用いられるフォトマスクやレチクルの製造用などで
もよい。

【００３７】また、上述したウエハステージやレチクル
ステージにリニアモータを用いる場合は、エアベアリン
グを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアク
タンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。
また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでも
いいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
さらに、ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる
場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニットのい
ずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子
ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設け
ればよい。

【００３８】また、ウエハステージの移動により発生す
る反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されて
いるように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）
に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた
露光装置においても適用可能である。

【００３９】また、レチクルステージの移動により発生
する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載され
ているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大
地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備
えた露光装置においても適用可能である。

【００４０】また、本発明が適用される露光装置は、本
願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サ
ブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的
精度を保つように、組み立てることで製造される。これ
ら各種精度を確保するために、この組み立ての前後に
は、各種光学系については光学的精度を達成するための
調整、各種機械系については機械的精度を達成するため
の調整、各種電気系については電気的精度を達成するた
めの調整が行われる。各種サブシステムから露光装置へ
の組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接
続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含ま
れる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て
工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程がある
ことはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置へ
の組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光
装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装
置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリー
ンルームで行うことが望ましい。

【００４１】また、電子デバイスは、デバイスの機能・
性能設計を行う工程、この設計ステップに基づいたマス
ク（レチクル）を製作する工程、原材料からウエハなど
の基板を製造する工程、前述した露光装置によりマスク
のパターンを感光基板に露光する基板処理工程、デバイ
ス組み立て工程（ダイシング工程、ボンディング工程、
パッケージ工程を含む）、検査工程等を経て製造され
る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
保持部材により、光学素子の一面に３点で接して光学素
子を保持するため、光学素子の内部での曲げモーメント
による歪みの発生を抑制する。そのため、光学装置によ
り、物体や可動体の位置情報を高精度に検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る露光装置が備える光学装置にお
けるレンズの保持構造の一例を概略的に示す斜視図であ
る。

【図２】（ａ）は図１の保持構造を示す断面図、
（ｂ）は保持部材を示す平面図である。

【図３】（ａ）は光学素子に段差面を設けた保持構造
を示す断面図、（ｂ）は光学素子を示す平面図である。

【図４】ビームスプリッタの保持構造の一例を示す図
である。

【図５】ビームスプリッタの保持構造の他の例を示す
図である。

【図６】ダイクロイックミラーの保持構造の一例を示
す図である。

【図７】ダイクロイックミラーの保持構造の他の例を
示す図である。

【図８】露光装置の構成を概略的に示す図である。

【図９】従来の露光装置における光学素子の保持構造
を示す図である。

【符号の説明】

Ｒレチクル（第１物体）Ｗウエハ（第２物体）ＲＳレチクルステージ（可動体）ＷＳウエハステージ（可動体）ＲＡレチクルアライメント系ＷＡウエハアライメント系ＬＺレンズＢＳプリズムＤＭミラーＡＤ接着剤１１，１２押環（保持部材）１３，１４湾曲面１３ａ，１４ａ段差面２０台座（保持部材）２１突起部２３孔３１，３２台座（保持部材）３０スプリング（弾性体）５３，５５干渉計６０フォーカス位置検出系

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｆ 9/00 Ｇ０２Ｂ 7/18 ＣＨ０１Ｌ 21/30 ５１５ＺＦターム(参考） 2F065 AA20 BB27 CC20 CC25 FF04 FF42 FF48 FF51 GG02 GG04 GG23 LL04 LL20 LL46 PP12 QQ28 2H043 BC03 BC05 BC06 5F046 CB20 CC16 DB05 FB12 FB20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１物体上に形成されたパターンの像を
第２物体上に転写する露光装置において、前記第１物体または前記第２物体を保持する可動体と、
前記第１物体、前記第２物体、及び前記可動体のうちの
少なくとも一つの位置情報を光ビームを用いて検出する
光学装置とを備え、前記光学装置は、前記光ビームの光路上に配される光学
素子と、該光学素子の一面に３点で接して該光学素子を
保持する保持部材とを有することを特徴とする露光装
置。
【請求項２】前記保持部材は、前記光学素子の一面
と、該面に対向する他の一面とにそれぞれ３点で接して
前記光学素子を保持し、前記保持部材と前記光学素子との各接点は、前記光学素
子を挟んで相対する位置関係に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】前記光学素子の一面には、該一面の光学
的な有効領域から外れた領域に段差面が設けられ、該段
差面に前記保持部材が接することを特徴とする請求項１
または請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】前記保持部材には、前記光学素子に接す
る突起部と、該突起部と前記光学素子とを結合するため
の接着剤が投入される孔とが設けら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５】前記孔は、前記保持部材を貫通して設け
られ、前記光学素子と前記突起部とが接した状態で、前
記光学素子に接する側とは異なる側から前記接着剤が投
入されることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】前記保持部材は、弾性体を介して前記光
学素子を保持することを特徴とする請求項１から請求項
５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】前記弾性体は、ケミカルクリーン処理が
施された部材からなることを特徴とする請求項６に記載
の露光装置。