CN1471650A - 光学元件固定装置 - Google Patents

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Abstract

一种光学元件固定装置(69)，其包括固定装置(62)，它有一个支承表面(63)和一个夹紧件(64)，用来固定一个透镜(60)的凸缘(60a)，且还包括连接到一个管筒(37)上的框架(61)。该固定装置固定透镜，使得它的光轴(AX’)的取向在水平方向上。将固定装置设置成使得通过它的固定位置并在与透镜的光轴相交的方向上延伸的一个平面(P1)基本上通过透镜的重心(Gc)。这样设置的固定装置将透镜稳定地固定，同时防止产生旋转力矩，限制透镜的光学表面的变形，并且保持满意的光学性能。

Description

光学元件固定装置
技术领域
本发明涉及一种用来固定光学元件的光学元件固定装置，更具体地说，涉及用来放置在曝光设备的曝光的光路中的光学元件的光学元件固定装置，该曝光设备在用来制造微型装置的过程中的光刻(photolithography)步骤中使用，这样的微型装置比如半导体装置，液晶显示装置，成像装置，以及薄膜磁头，或者掩模(masks)，比如光栅(reticles)和光学掩模。本发明也涉及一种包容光学元件固定装置的管筒，以及一种具有该管筒的曝光设备。本发明还涉及使用该曝光设备制作微型装置的方法。
背景技术
已经知道作为这种类型的光学元件固定装置是这样的装置：将它构形成固定一个作为一个光学元件的透镜81A，使得它的光轴AX的取向为竖直方向(重力方向)，例如，如在图16和17中所示出的那样。在这种先有技术构形中，将用来固定透镜81A的框架82形成为环形。将框架82形成有三个以相等的角度间隔在内周边表面上形成的支承表面83，从而可以将沿着透镜81A的外周边形成的一个凸缘81a支承在这些支承表面83上。
用螺栓86将三个夹紧件84以相等的角度间隔安装在与相应的支承表面83对应的框架82的顶表面上，把这些螺栓用螺纹旋入框架82上的螺纹孔85中。将这些螺栓86紧固，以把透镜81A的凸缘81a夹紧在相应的夹紧件84与支承表面83之间，从而将透镜81A固定在框架82中的一个预先确定的位置上。
然而，在反射折射投影光学***或者类似***中，例如，可以将透镜81A设置成使得光轴AX的取向为水平方向，或者在一个倾斜的方向上，该倾斜方向相对于水平方向以一个预先确定的角度倾斜。在这样的构形中，透镜81A的重力方向Gd与光轴AX不一致，而取向为与光轴AX相交的一个方向。结果，这种构形的光学***出现下述问题。
具体地说，当通过将凸缘夹紧在三个夹紧件84与支承表面83之间而使透镜81A的凸缘81a固定时，与透镜81A的重心Gc分开的夹紧位置(包括三个固定位置的平面P1)造成一个转动力矩M1，这个力矩是由透镜81A的重力与位于夹紧位置和光轴AX的相交的支点F1产生的。这就造成透镜表面和镜子表面变形，产生透镜81A和/或镜子的光学特性变坏的问题，并且增加多种像差，比如波前像差和球形像差。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种光学元件固定装置，它可以将光学元件稳定地固定，同时限制在光学元件中产生旋转力矩，限制光学元件的光学表面变形，从而保持满意的光学性能。
本发明提供一种用来固定光学元件的装置。该装置包括固定装置，用来固定光学元件的周边。将固定装置构形成固定光学元件，使得光学元件的光轴的取向在水平方向上，或者在相对水平方向的一个倾斜方向上，并且使得通过用于固定光学元件的位置并在与光学元件的光轴相交的方向上延伸的一个平面基本上通过该光学元件的重心。
附图说明
图1是一个简图，示意性地示出整个曝光设备的构形；
图2是一个简图，示意性地示出图1中所示投影光学***和它周围的结构的构形；
图3是一个剖面图，示出按照本发明的第一实施例的光学元件固定装置；
图4是图3所示的光学元件固定装置的侧视图；
图5是图3所示的光学元件固定装置的部件分解透视图；
图6是一个剖面图，示出按照本发明的第二实施例的光学元件固定装置；
图7是图6所示的光学元件固定装置的部件分解透视图；
图8是一个透视图，示出在按照本发明的第三实施例的光学元件固定装置中的一个光学元件；
图9是图8所示的光学元件当由一个不同的方向看时的透视图；
图10是一个侧视图，示出按照本发明的第四实施例的光学元件固定装置；
图11是一个侧视图，示出按照本发明的第五实施例的光学元件固定装置；
图12是一个侧视图，示出按照本发明的第六实施例的光学元件固定装置；
图13是一个剖面图，示出按照本发明的第七实施例的光学元件固定装置；
图14是一个示例性装置制造过程的流程图；
图15是图14所示的用于一个半导体装置的基底加工的详细流程图；
图16是一个剖面图，示出传统的光学元件固定装置；以及
图17是图16所示光学元件固定装置的部件分解透视图。
具体实施方式
第一实施例
下面将参考着图1到5描述本发明的第一实施例。
在此第一实施例中，被称为阶梯和扫描(step-and-scan)类型的扫描投影曝光设备包括一个固定装置，该装置实施了按照本发明的光学元件固定装置，用来固定一个光学元件(例如，一个透镜，一面镜子，或者类似件)，使得它的光轴的取向在水平方向，或者在一个倾斜的方向，该倾斜方向相对于水平方向以一个预先确定的角度倾斜，该装置还包括一个部分地实施按照本发明的管筒的投影光学***。
图1示意性地示出了整个曝光设备的构形，该设备包括一个反射折射***，作为一个投影光学***。在图1中，分别将Z轴设定为与反射折射***的参考光轴AX平行，该反射折射***包括投影光学***35；将Y轴设定为与图1的纸面平行，处在与光轴AX垂直的一个平面内；而将X轴设定为与纸面垂直。
这个曝光设备31包括例如一个F2激光器(其激光振荡中心波长为157.624nm)，作为光源32，用来提供在紫外区域的曝光光束EL。由光源32发出的曝光光束EL通过一个照明光学***33均匀地照射到光栅R上，在该光栅上形成有预先确定的图案。将在光源32与照明光学***33之间的光路密封地封闭在一个外壳(未示出)中。随后，用一种惰性气体比如氦气，氮气或者类似气体替换在照明光学***33内由光源32到最靠近光栅R的光学元件的空间内的气体，这种惰性气体对于曝光光束EL的吸收系数低，或基本上保持在真空状态。
照明光学***33包括一个光束整形光学***；一个蝇眼透镜(fly-eye lens)或者一个杆透镜，作为光学积分器；沉积在蝇眼透镜的发射表面上的照明***的孔径光阑(或孔径薄膜(aperturediaphragms))；有一个开孔的光栅防护板(reticle blind)，该开孔形成一个在与扫描曝光方向垂直的方向上延伸的直狭缝；以及一个聚光透镜，用由光栅防护板形成的狭缝形状的曝光光束照射光栅R。孔径光阑包括用于正常照明的圆形的孔径光阑；用于变换照明的包括多个小开孔的孔径光阑，这些小开孔由光轴偏心；以及用于带状照明(forzone illumination)的圆形孔径光阑。将这些薄膜选择性地沉积在蝇眼透镜的发射表面上。
一个光栅固定装置34a将光栅R固定，使得在光栅R上形成的图案表面与在光栅台(reticle stage)34上的XY平面平行。将光栅R的图案表面做成有一个图案，将把此图案转移到一个晶片W上。上面提到的照明光学***33以一个长方形(狭缝形)的照明区域照射光栅R，该照明区域在整个图案区域内在X方向上有长的侧边，而在Y方向上有短的侧边。通过一个未示出的驱动***的作用，光栅台34可以沿着图案表面(即，XY平面)作二维运动。可以用一个干涉仪34c确定光栅台34所定位的坐标，该干涉仪测量设置在光栅台34上的一面镜子34b的位置，从而在测量结果的基础上根据这一位置对光栅台34进行控制。
通过反射折射类型的投影光学***35将来自形成在光栅R上的图案的光引导到晶片W上，该晶片是一个光敏基底。通过晶片台(晶片固定装置)36a将晶片W固定在晶片台36上。随后，在一个长方形的曝光区域中形成图案的图像，该曝光区域在晶片W上的X方向上有长的侧边，而在Y方向上有短的侧边，从而在光学上与光栅R上的长方形照明区域相对应。通过一个未示出的驱动***的作用，晶片台36可以沿着晶片表面(即，XY平面)作二维运动。可以用一个干涉仪36c确定晶片台36所定位的坐标，该干涉仪测量设置在晶片台36或者晶片固定装置36a上的一面镜子36b的位置，从而在测量结果的基础上根据这一位置对晶片台36进行控制。
将所示出的曝光设备31构形成使得在投影光学***35内在位于最靠近光栅R的光学元件与位于包括在投影光学***35的光学元件中最靠近晶片W的光学元件(在这一实施例中为透镜L1)之间保持一种空气密封的状态。随后，用一种惰性气体比如氦气，氮气，或者类似气体替换在投影光学***35内的气体，或者将投影光学***35内部基本上保持在真空状态。
将光栅R和光栅台34设置在照明光学***33与投影光学***35之间的狭窄光路上。将光栅R和光栅台34密封在一个外壳(未示出)中，并且，用一种惰性气体比如氮气，氦气，或者类似气体充满该外壳，或者将该外壳基本上保持在真空状态。
将晶片W和晶片台36等设置在投影光学***35与晶片台36之间的窄的光路上。将晶片W和晶片台36等密封在一个外壳(未示出)中，并且，用一种惰性气体比如氮气，氦气，或者类似气体充满该外壳，或者将该外壳基本上保持在真空状态。
这样形成了一种氛围，在这种氛围中沿着由光源32到晶片W的整个光路上的曝光光束EL基本上不会被吸收。
如上面所描述的那样，在由照明光学***33确定的光栅R上的照明区域和在晶片W上的曝光区域的形状为长方形，其在Y方向上有短的侧边。因此，光栅台34和晶片台36因而光栅R和晶片W在相同的方向上同步地(即，以相同的取向)在长方形的曝光区域和照明区域的短侧边的方向上即在Y方向上移动(扫描)，同时使用驱动***、干涉仪34c、36c和类似装置控制光栅R和晶片W的位置。结果使光栅图案在晶片W上扫描，以将宽度等于曝光区域的长侧边而长度与晶片W被扫描的数量(移动的数量)对应的一个区域曝光。
接着，图2为描述包含在一个管筒37中的投影光学***35的基本构形的简图。构成该投影光学***35的所有折射光学元件(透镜元件)由氟石(CaF2晶体)制成。如在图2中所示，本发明的反射折射***包括折射类型的第一聚焦光学***40，用来形成设在第一平面(投影光学***的物理平面)上的光栅R上的图案的第一中间图像。此第一聚焦光学***40包括一组透镜L1、L2、L3、L4、L5和L6。
第一光路弯曲镜41设置在靠近由第一聚焦光学***40形成第一中间图像的位置。当第一聚焦光学***40在第一聚焦光学***40与第一光路弯曲镜41之间的一个位置形成第一中间图像时，第一光路弯曲镜41使来自第一中间图像的光朝向第二聚焦光学***42偏折。此外，当第一聚焦光学***40在第一光路弯曲镜41与第二耦合光学***42之间的一个位置形成第一中间图像时，第一光路弯曲镜41使被第一聚焦光学***40聚焦的光朝向第二聚焦光学***42偏折。第二聚焦光学***42有一个中凹的反射镜43，以及包括至少一个负透镜的一组透镜44，用来在第一中间图像的光通量的基础上形成第二中间图像(它是第一中间图像的像，并且是图案的第二图像)，其尺寸基本上等于在靠近第一中间图像形成的位置第一中间图像的尺寸。在竖直方向上设置这些中凹的反射镜43和透镜组44，从而使得它们的光轴AX’的取向为水平方向。下面，将透镜组44称为“竖直方向设置的透镜组”。
第二光路弯曲镜45设置在靠近第二聚焦光学***42形成第二中间图像的位置。当第二聚焦光学***42在第二聚焦光学***42与第二光路弯曲镜45之间的一个位置形成第二中间图像时，第二光路弯曲镜45使来自第二中间图像的光朝向第三聚焦光学***46偏折。进而，当第二聚焦光学***42在第二光路弯曲镜45与第三耦合光学***46之间的一个位置形成第二中间图像时，第二光路弯曲镜45使被第二聚焦光学***42聚焦的光朝向第三聚焦光学***46偏折。在这里，第一光路弯曲镜41的反射表面与第二光路弯曲镜45的反射表面在空间上相互隔离开。换句话说，将构形设计成不将由第一光路弯曲镜41反射的光通量直接引导到第二光路弯曲镜45，而同时也不将由第二光路弯曲镜45反射的光通量直接引导到第一光路弯曲镜41。
可以将第一光路弯曲镜41与第二光路弯曲镜45做成相互独立的部件，或者可以将第一光路弯曲镜41与第二光路弯曲镜45同时制作在单一的部件中。
在第二中间图像的光通量的基础上，第三聚焦光学***46在放置在第二平面(投影光学***的成像平面)的晶片W在光栅R上形成图案的一个缩小的像(此像是第二中间图像的像，并且是反射折射***的最后图像)。第三聚焦光学***46包括一组透镜L7、L8、L9和L10。
管筒37包括用来包容第一聚焦光学***40和第三聚焦光学***46的第一管筒部段52a和用来包容第二聚焦光学***42的第二管筒部段52b。
下面，将联系着图3-5详细描述按照本发明的第一实施例的光学元件固定装置51的构形，该固定装置用来固定第二聚焦光学***42的在竖直方向上设置的透镜组44。
在这一方面，图3示出按照第一实施例的光学元件固定装置51的剖面图，图4示出当由竖直方向上设置的透镜组44的光轴方向AX’看时光学元件固定装置51的侧视图，而图5示出按照第一实施例的光学元件固定装置51的部件分解透视图。
如在图3到5中所示，沿着透镜60的外周边表面形成一个凸缘60a，该透镜是竖直方向上设置的透镜组44的光学元件成形部分。该凸缘60a对应于固定透镜60的位置。该凸缘60a包括一个平面P1，当透镜60在竖直方向上设置时，该平面包括透镜的重心Gc。平面P1基本上与透镜60的光轴AX’垂直，并且在重力方向上延伸。凸缘60a在离开平面P1相同距离的位置也包括平行的凸缘表面60b和60c。
光学元件固定装置51包括一个框架61，该框架是连接到第二管筒52b上的一个耦合装置；且还包括三个固定装置62，它们以相等的角度间隔设置在框架61上。这样，将透镜60的凸缘60a固定在这些固定装置62上。
具体地说，框架61由金属材料比如铝制成一种环形的形状，并且将它做成有三个以相等的角度间隔形成在内周边表面上的支承表面(见图5)，包括固定装置62。与各支承表面63相对应，用螺栓66将三个构成固定装置62的夹紧件64以相等的角度间隔安装在框架61的一侧上，用螺纹将这些螺栓旋进框架61上的螺纹孔65中。
将螺栓66紧固，把透镜60的凸缘60a夹紧在相应的夹紧件64与支承表面63之间，从而将透镜60固定在框架61中。此外，当把框架61以这种状态组装进管筒37的水平管筒52中时，将透镜60固定成它的光轴AX’的取向为水平方向。
在这种情况下，如在图3中所示，当三个固定装置62分别将透镜60的凸缘60a固定住时，定位于凸缘表面60b与60c之间一半位置的平面P1布置在与通过透镜60的重心Gc的重力方向Gd相同的方向上。这一平面P1与透镜60的光轴AX’垂直。因此，与在凸缘60a的中间位置的平面P1和透镜的重心Gc之间造成对不准的传统构形不同，在透镜60中将不会产生任何由于在透镜60上的重力作用而产生的转动力矩。结果，防止透镜60发生透镜表面的变形和所造成的它的光学品质的变坏(例如，多种像差，比如波前像差和球像差)。
尽管在中间位置处于夹紧件64与支承表面63之间，即处于凸缘表面60b与60c之间的假设的条件下已经描述了第一实施例，但是，平面P1可以不在凸缘表面60b与60c之间的中间位置。例如，平面P1可以位于包括凸缘60a的凸缘表面60b的一个位置，其与夹紧件64接触，或者平面P1可以位于包括凸缘60a的凸缘表面60c的一个位置，其与支承表面63接触。
固定位置可以是包括夹紧件64和支承表面63的位置，也可以是包括凸缘60a的凸缘表面60b和60c的位置。
当将透镜60固定住时，三个固定装置62设置在关于透镜60的光轴AX’旋转对称的位置，沿着透镜60的周边以基本上相等的角度间隔，如在图4中所示出的那样。此外，三个固定装置62设置在关于平面P2对称的位置，该平面包括透镜60的光轴AX’，并且在重力方向Gd上延伸。换句话说，一个上固定装置62设于平面P2上，而另外两个固定装置62设于关于平面P2对称的位置。这样，将透镜60稳定地固定住，而没有偏移。
因此，第一实施例提供了下面的优点：
(A)在光学元件固定装置51中，三个固定装置62将透镜60的凸缘60a固定住，从而使得包括在固定位置的平面P1穿过重心Gc。
由于这个原因，将包括在固定装置62的固定位置的平面P1设定为穿过透镜60的重心Gc，而不偏离开重心Gc，从而可以稳定地将透镜60固定，而不会产生旋转力矩。因此，使在没有为了保持满意的光学性能的力矩的条件下限制透镜60的光学表面的变形成为可能。
(B)在光学元件固定装置51中，三个固定装置62设置在关于透镜60的光轴AX’旋转对称的位置，沿着透镜60的周边以基本上相等的角度间隔。因此，设置在关于光轴AX’旋转对称以基本上相等的角度间隔的位置的三个固定装置62可以将透镜60更稳定地固定。
(C)在光学元件固定装置51中，三个固定装置62设置在关于包括透镜60的光轴AX’且在重力方向Gd上延伸的平面P2对称的位置。因此，设置在关于包括透镜60的光轴AX’且在重力方向Gd上延伸的平面P2对称的位置的三个固定装置62可将透镜60更稳定地固定。
(D)在曝光设备31中，有上述优点(A)到(C)的光学元件固定装置51将在竖直方向上设置的透镜组44固定，该透镜组以竖直设置的构形包容在管筒37的第二管筒52b中。
因此，将在竖直方向上设置的透镜组44稳定地固定同时防止出现力矩是可能的。因此，对于投影光学***35可以保持满意的光学性能，改进曝光精度。随后，使用曝光设备31可以以高的成品率制造出高度集成的半导体装置。
第二实施例
下面将描述本发明的第二实施例，主要集中在与第一实施例的差别。
在第二实施例中，将详细描述对于用来固定一个中凹的反射镜43的光学元件固定装置69的构形，该反射镜43在竖直方向上设置在第二聚焦光学***中，使得光轴AX’的取向为水平方向。
图6示出按照第二实施例的光学元件固定装置69的剖面图，而图7示出按照第二实施例的光学元件固定装置69的部件分解透视图。
如在图6和7中所示，镜子70在外周边表面上形成一个凸缘70a，该镜子是中凹的反射镜43的光学元件成形部分。凸缘70a包括一个平面P1，当镜子70设置在竖直方向上时，该平面包括镜子70的重心Gc。平面P1基本上与镜子70的光轴AX’垂直，并且在重力方向上延伸。凸缘70a在离开平面P1相同距离的位置具有相互平行的凸缘表面70b和70c。
光学元件固定装置69具有一个框架71，该框架由一种金属材料比如铝制成一个圆盘的形状。在框架71的一侧表面的中心形成一个圆形的凹进部分71a，用来包容镜子70。在框架71的凹进部分71a的内周边表面上以相等的角度间隔形成包括固定装置62的三个支承表面63，同时用螺栓66将三个包括固定装置62的夹紧件64安装在框架71的一侧表面上。用一个预先确定的机构(螺栓或类似物)将框架71的另一侧表面连接到管筒37上。
与第一实施例类似，相应的固定装置62将镜子70的凸缘70a固定住，从而使包括在相应固定装置62的相应固定位置的平面P1通过镜子70的重心Gc。另外，将框架71以这种状态组装进管筒37中，由此固定住镜子70，从而使它的光轴AX’的取向基本上为水平方向(竖直设置的构形)。
同样，与第一实施例类似，相应的固定装置62将镜子70的凸缘70a固定住，使得包括在相应固定装置62的相应固定位置的平面P1通过镜子70的重心Gc。另外，三个固定装置62设置在关于镜子70的光轴AX’旋转对称的位置，沿着镜子70的周边以基本上相等的角度间隔。还有，在三个固定装置62中，上固定装置62设置在平面P2上，该平面包括镜子70的光轴AX’，并且在重力方向Gd上延伸，而另外两个固定装置62设置在关于平面P2对称的位置。
因此，第二实施例也可以提供与对应第一实施例在(A)到(C)中描述的优点基本上类似的优点。
第三实施例
下面将描述本发明的第三实施例，主要集中在与第二实施例的差别。
在第三实施例中，如在图8和9中所示，镜子70作为一个光学元件由一种陶瓷制成，并且在外周边表面上形成一个凸缘70a。该凸缘70a包括在周边表面上以相等的角度间隔形成的三个凹口70b。在每个凹口70b的中心形成一个突出部70c。
与第二实施例类似，在光学元件固定装置69的框架71上设置三个固定装置62，它们中的每一个有一个支承表面63和一个夹紧件64。随后将突出部70c的两侧夹紧在夹紧件64与每个固定装置62的支承表面63之间，从而将镜子70固定在框架71内。此外，可以不是靠夹紧件64和支承表面63夹紧突出部70c的两侧，而是在切线方向上夹紧突出部70c的两侧。
同样，与第二实施例类似，相应的固定装置62将镜子70的凸缘70a固定住，使得包括相应固定装置62的相应固定位置的平面P1穿过镜子70的重心Gc。另外，相应的固定装置62设置在关于镜子70的光轴AX’旋转对称的位置，并以基本上相等的角度间隔。还有，在三个固定装置62中，上固定装置62设于平面P2上，而另外两个固定装置62设置在关于平面P2对称的位置。
因此，第三实施例也可以提供与对于第一实施例在(A)到(C)中描述的优点基本上类似的优点。
第四实施例
下面将描述本发明的第四实施例，主要集中在与第一实施例的差别。
在第四实施例中，如在图10中所示，在光学元件固定装置51的三个固定装置62中，一个下固定装置62设置在平面P2上，该平面包括透镜60的光轴AX’，并且在重力方向Gd上延伸。而另外两个固定装置62设置在关于平面P2对称的位置。
因此，第四实施例也可以提供与对于第一实施例在(A)到(C)中描述的优点基本上类似的优点。
第五实施例
下面将描述本发明的第五实施例，主要集中在与第一实施例的差别。
如在图11中所示，在按照第五实施例的光学元件固定装置51中，在透镜60或镜子70的周边上以预先确定的角度间隔设置六个固定装置62。而在这六个固定装置62中，一对上和下固定装置62设置在平面P2上，该平面包括透镜60或镜子70的光轴AX’，并且在重力方向Gd上延伸，而另外四个固定装置62设置在关于平面P2对称的位置。
因此，第五实施例也可以提供与对于第一实施例在(A)到(C)中描述的优点基本上类似的优点。
第六实施例
下面将描述本发明的第六实施例，主要集中在与第一实施例的差别。
如在图12中所示，在按照第六实施例的光学元件固定装置51中，同样地在透镜60或镜子70的周边上以预先确定的角度间隔设置六个固定装置62。在这六个固定装置62中，六个固定装置62中的每二个设置在关于平面P2对称并且彼此相反的位置，该平面包括透镜60或镜子70的光轴AX’，并且在重力方向Gd上延伸。
因此，第六实施例也可以提供与对于第一实施例在(A)到(C)中描述的优点基本上类似的优点。
第七实施例
下面将描述本发明的第七实施例，主要集中在与第一实施例的差别。
如在图13中所示，在第七实施例中，光学元件固定装置51的固定装置62将透镜60固定住，并且将透镜60通过框架61组装进一个管筒37中，其中，透镜60的光轴AX’的取向在一个倾斜的方向，这一方向相对于水平方向以一个预先确定的角度倾斜(倾斜设置构形)。具体地说，在这种状态，包括在固定装置62的固定位置中的并且在与透镜60的光轴AX’垂直的一个方向上延伸的平面P1相对于重力方向Gd以预先确定的角度倾斜，该重力方向穿过透镜60的重心Gc。
然而，当重力方向Gd沿着固定位置时，即，在凸缘表面60b与60c之间时，可以防止透镜60发生以前用来固定光学元件的传统结构会发生的光学表面的变形。因此，在倾斜设置构形，即使透镜60的光轴AX’相对于水平方向以很大的角度倾斜，凸缘60a仍可以使得重力方向Gd在凸缘表面60b与60c之间。
第七实施例不仅可以支承透镜60，而且可以支承在第二和第三实施例中描述的中凹反射镜。
用于以上述方式支承倾斜地设置的透镜60或镜子的光学元件固定装置51可以使用例如在一种反射折射***中，如在日本公开专利出版物No.2000-47114中所描述的那种***。
因此，第七实施例也可以提供与对于第一实施例在(A)到(C)中描述的优点基本上类似的优点。
示例性的改进
尽管各实施例已经示出了三个或六个设置在透镜60或镜子70的周边上的固定装置62，但是，可以将固定装置62的数目改成四个，五个，或者七个，或更多。
尽管在各实施例中，固定装置62包括支承表面63和夹紧件64，但是，可以将固定装置62改成使用另外的夹紧机构、粘接剂、钎焊、或类似工艺将光学元件固定。
在第二实施例中，将镜子70固定成光轴AX’的取向在水平方向。替代地，如在图13中所示的第七实施例中，可以将镜子70固定成使得它的光轴AX’的取向在一个倾斜的方向，该倾斜方向相对于水平方向以一个预先确定的角度倾斜。
尽管各实施例已经将透镜60和镜子70中的每个描述为光学元件，但是，光学元件可以是另外的光学元件，比如平行的平板。此外，光学元件可以是平面反射镜，也可以是中凹的反射镜。
按照本发明的光学元件固定装置51并不限于用来固定在上述实施例中的曝光设备31的投影光学***35中竖直设置的光学元件的装置，而是可以用于固定在另外一类曝光设备31例如一种照明光学***中的竖直设置的光学元件的装置。还有，本发明可以在用来固定另一种光学设备例如显微镜或者干涉仪的光学***中的一个光学元件的装置中使用。
即使是在上述的情况下，可以提供与上面描述的各实施例基本上类似的优点。
曝光设备31的投影光学***35不限于反射折射类型的***，而可以是完全折射类型的***，在该***中，投影光学***的光轴相对于重力方向是倾斜的。
光源32不限于用来提供157nm波长的脉冲光的F2激光，而其实施可由用来提供248nm波长光的KrF受激准分子激光器，用来提供193nm波长光的ArF受激准分子激光器，或者用来提供126nm波长光的Ar2受激准分子激光器实现。可以用一个掺杂例如铒(或者铒和钇二者)的光纤放大器将来自DFB半导体激光器或光纤激光器的在红外区域或者在可见光区域振荡的单一波长激光放大，并且使用一个非线性光学晶体将光转换成紫外光，并且可以使用所产生的谐波光。
本发明不仅可以用于制造微型装置比如半导体装置的曝光设备，而且可以用于将线路图案由一个母光栅转移到一个玻璃基底，一个硅晶片或类似件上的曝光设备，用来制作光栅或者掩模，与一个光学曝光设备，一个EUV曝光设备，一个X射线曝光设备，以及一个电子束曝光设备一起使用。在这里，使用DUV(深度紫外)或者VUV(真空紫外)光或者类似光的曝光设备通常采用一个透射类型的光栅，其中光栅基底由石英玻璃、掺杂氟的石英玻璃、氟石、氟化镁、晶体或者类似物制成。在另一方面，邻近型(proximity type)X射线曝光设备和电子束曝光设备采用反射类型的掩模(模版掩模和薄膜掩模)，其中掩模基底由硅晶片或类似物制成。
不用多说，本发明不仅可以用于在制造半导体装置中使用的曝光设备，而且可以用于在制造显示装置包括液晶显示装置(LCD)中使用的曝光设备，用来将装置图案转移到一个玻璃板上，还可以用于在制造薄膜磁头中使用的曝光设备，用来将一个装置图案转移到一个陶瓷晶片上，和/或用于在制造图像提取装置比如CCD中使用的曝光设备。
尽管已经联系着应用本发明的一种扫描阶梯装置(a scanningstepper)描述了上面的实施例，但是，本发明也可以用于阶梯和重复类型(a step-and-repeat type)的曝光设备，此设备适用来将掩模上的图案转移到一个基底上，同时掩模和基底保持不动，接着分阶段地使基底移动。
在上面的实施例中，反射折射投影***对于投影有缩小的尺度因子。然而，不限于缩小的尺度因子，反射折射投影***可以有相等的或放大的尺度因子。例如为了进行放大尺寸因子的投影，光由第三聚焦光学***46进入，这样形成掩模或者光栅R的主要图像。随后，第二聚焦光学***42形成第二图像，并且第一聚焦光学***40在一个基底比如晶片W上形成第三图像(最后图像)。
构成照明光学***33和投影光学***35的多个透镜和镜子中的至少一些由各实施例中的光学元件固定装置51和69固定。将照明光学***33和投影光学***35组装进曝光设备31的本体中，并对它们进行光学调整。将大量机械部件构成的晶片台36(当曝光设备为扫描型时包括光栅台34)安装进曝光设备中，将它的连线连接好，并且连接上一个气体供应管道，用来将一种气体供应到用于曝光光束EL的光路中。在完成调整(电学调整和操作验证)之后，可以制造出实施例中的曝光设备31。
在通过超声清洗或类似方法已经将杂质比如工作油、金属材料以及类似物由这些部件上除去之后，将构成光学元件固定装置51的部件组装起来。最好在一个洁净室中制作曝光设备31，该洁净室有受控的温度、湿度以及大气压力，并且洁净度可以调节。
尽管已经给出氟石作为实施例中的一种玻璃材料，但是，实施例的光学元件固定装置51也可以用来固定晶体，比如石英，氟化锂，氟化锂钙铝以及氟化锂锶铝，由锆钡镧铝构成的氟化玻璃，或者改进的石英，比如掺杂氟的石英玻璃，除了氟以外还掺杂氢的石英玻璃，包含OH基的石英玻璃，以及包含氟和OH基的石英玻璃。
下面将描述采用刻蚀技术使用上面提到的曝光设备31制作一个装置的方法。
图14是一个流程图，示出了用来制作一个装置(半导体芯片，比如IC、LSI或类似物、液晶板、CCD、薄膜磁头以及微机械)的示例性过程。如在图14中所示，首先在步骤S101(设计步骤)，设计装置(微型装置)的功能和性能(例如，设计半导体装置中的线路)，并且设计为了完成这些功能的图案。接着，在步骤S102(掩模制作步骤)中，制作用所设计的线路图案(光栅R，光掩模，或者类似物)形成的一个掩模。在另一方面，在步骤S103(基底制作步骤)中，使用一种材料比如硅，玻璃，或者类似物制作一个基底(晶片W，玻璃板，或者类似物)。
接着，在步骤S104(基底加工步骤)中，使用在步骤S101到S103中准备的掩模和基底，用刻蚀技术或者类似技术在基底上形成实际的线路或者类似物，如下面将描述的那样。接着，在步骤S105(装置组装步骤)中，使用已经在步骤S104中加工的基底组装装置。这一步骤S105如所要求的那样包括比如切割，粘接，包装(芯片封装)的步骤。
最后，在步骤S106(检查步骤)中，对在步骤S105中制作的装置进行检查，证实装置的可操作性、使用寿命以及类似性能。只有在完成了上述步骤之后，装置才是成品，可以装运。
图15示出了当涉及的是一种半导体装置时图14的步骤S104的详细流程的一个示例。在图15中，在步骤S111(氧化步骤)中，将晶片W(基底)的表面氧化。在步骤S112(CVD步骤)中，在晶片W的表面上形成一层绝缘薄膜。在步骤S113(电极形成步骤)中，通过蒸气沉积在晶片W上形成电极。在步骤S114(离子注入步骤)中，将离子注入进晶片W中。上述步骤中的每一个步骤形成在晶片加工的每个阶段的预加工步骤的一部分，且在每一阶段按要求挑选和实现这些步骤。
在晶片加工的每个阶段，当上述预加工步骤结束时，以下面的方式接着进行后加工步骤。在这些后加工步骤中，首先，在步骤S115(形成防护步骤)中，在晶片W上施加一层对光敏感的材料，比如光防护层。接着，在步骤S116(曝光步骤)中，由上面描述的刻蚀***(曝光设备31)将光栅R上的线路图案转移到晶片W上。接着，在步骤S117(显影步骤)中，将曝光的晶片W显影，并且，在步骤S118(刻蚀步骤)中，除了仍然保留有防护层的那些部分以外将曝光的部分刻蚀掉。随后，在步骤S119(除去防护层步骤)中，将防护层去掉，这是因为在刻蚀之后已经不再需要防护层。
通过重复这些预加工步骤和后加工步骤可以在晶片W上形成多重线路图案。
使用上面描述的装置制作设备，在曝光步骤(步骤S116)使用的上面提到的曝光设备31通过在真空紫外区域的曝光光束EL可以实现分辨率的改善，并且可以高度精确地控制曝光量。结果，以高的成品率生产高度集成的装置是可能的，这些集成装置的最小线宽大约为0.1微米。

Claims (11)

1.一种光学元件固定装置(69)，其包括用来固定光学元件(60)的周边的固定装置(62)，其特征在于，该固定装置固定住光学元件，使得光学元件的光轴(AX’)的取向在水平方向上，或者在倾斜的方向上，并且使得通过用于固定光学元件的位置并在与光学元件的光轴相交的方向上延伸的一个平面(P1)基本上通过光学元件的重心(Gc)。
2.按照权利要求1所述的光学元件固定装置，其特征在于，沿着光学元件的周边以基本上相等的间隔设置至少三个固定装置。
3.按照权利要求2所述的光学元件固定装置，其特征在于，在关于光学元件的光轴旋转对称的位置设置固定装置。
4.按照权利要求2或3所述的光学元件固定装置，其特征在于，在关于一个平面对称的位置设置固定装置，该平面包括光学元件的光轴，并且在重力的方向上延伸。
5.按照权利要求1所述的光学元件固定装置，其特征在于，固定光学元件的位置包括在光学元件的周边上形成的一个凸缘。
6.按照权利要求5所述的光学元件固定装置，其特征在于，平面(P1)定位于彼此平行的凸缘表面之间，这些凸缘表面确定该凸缘。
7.按照权利要求6所述的光学元件固定装置，其特征在于，平面(P1)定位于凸缘表面之间一半的位置。
8.按照权利要求1所述的光学元件固定装置，其特征在于，光学元件是一个反射镜。
9.一种用来固定多个光学元件的管筒(37)，其特征在于，用按照权利要求1到8中任一项所述的光学元件固定装置(69)固定多个光学元件中的至少一个。
10.一种用来通过一个投影光学***(35)将在一个掩模上形成的图案的图像转移到一个基底(W)上的曝光***(31)，其特征在于，该投影光学***包括按照权利要求9所述的管筒。
11.一种制造一个微型装置的方法，其特征在于，使用按照权利要求10所述的曝光设备(31)制造该微型装置。
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