JP2004064076A - 変形ミラー構造体、変形ミラーの制御方法及び露光装置 - Google Patents

変形ミラー構造体、変形ミラーの制御方法及び露光装置 Download PDF

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Abstract

【課題】変形ミラーの剛***置を正確に制御するための変形ミラー構造体、変形ミラーの制御方法及び露光装置等を提供することを目的とする。
【解決手段】変形ミラーと、　前記変形ミラーに所定の接触位置で接触している複数の支持機構であって、該支持機構のうち少なくとも３個はそれぞれの接触位置で変形ミラーと接触しているフォースアクチュエータを備える剛体サーボ制御機構である支持機構と、　前記接触位置を検出するポジションセンサーと、前記フォースアクチュエータを制御するサーボコントロールユニットと、を有することを特徴とする変形ミラー構造体とした。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、変形ミラーの剛体制御に関する。特には、サーボ制御機構を有する変形ミラー構造体、変形ミラーの制御方法及び露光装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、従来の紫外線に代えてこれより短い波長（１１〜１４ｎｍ）のＸ線を使用した投影リソグラフィー技術が開発されている（例えば、非特許文献１参照）。この技術は、最近ではＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ　Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィーと呼ばれており、従来の波長１９０ｎｍの光線を用いた光リソグラフィーでは実現不可能な、７０ｎｍ以下の解像力を得られる技術として期待されている。
【０００３】
ところで、ＥＵＶリソグラフィー装置（ＥＵＶ露光装置）の光学性能を悪化させる要因にはいろいろなものがある。例えば、投影光学ミラーの製造誤差や、装置の動作中に照明領域で熱によって生じる変動のため、光学収差（ｏｐｔｉｃａｌ　ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）が生じ、感応基板（ウエハ）での像質が悪化する。そこで、光学ミラー表面の形状を変化させて収差を補正している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第６，２６６，３８９号明細書
【０００５】
【非特許文献１】
Ｄ．　Ｔｉｃｈｅｎｏｒ，　ｅｔ　ａｌ．、「ＳＰＩＥ」、１９９５年、第２４３７巻、ｐ．２９２
【０００６】
【発明の開示】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来、変形ミラー（特には、薄いメンブレンミラー）は、多数の高剛性アクチュエータ（例えば、ＰＺＴアクチュエータ等）で支持されている（例えば、米国特許第５，０３７，１８４号明細書参照。）。この高剛性アクチュエータは、ミラーに過剰な変形力を加えるため、過剰な力が作用しているミラーは正確な制御には不向きである。
【０００８】
一方、低剛性のフォースアクチュエータ（ｆｏｒｃｅ−ｔｙｐｅ　ａｃｔｕａｔｏｒ）を用いて、過剰な力を加えずに変形を制御する変形ミラーもある（例えば、Ｊｏｈｎ　Ｈａｒｄｙ、”Ａｃｔｉｖｅ　Ｏｐｔｉｃｓ：　Ａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｌｉｇｈｔ”　ＩＥＥＥ、１９７８年、第６０巻、第６号参照。）。しかし、この低剛性アクチュエータを有する変形ミラーには、６個の自由度で位置を制御するために高剛性のキネマティックマウント（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ　ｍｏｕｎｔ）が用いられている。キネマティックマウントで位置を制御されるため、低剛性アクチュエータを有する変形ミラーには、剛***置を制御・調整するための他の手段が必要である。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、変形ミラーの剛***置を正確に制御するための変形ミラー構造体、変形ミラーの制御方法及び露光装置等を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る変形ミラー構造体は、　変形ミラーと、　前記変形ミラーに所定の接触位置で接触している複数の支持機構であって、該支持機構のうち少なくとも３個はそれぞれの接触位置で変形ミラーと接触しているフォースアクチュエータを備える剛体サーボ制御機構である支持機構と、前記接触位置を検出するポジションセンサーと、　前記フォースアクチュエータを制御するサーボコントロールユニットと、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、変形ミラーの剛***置を正確に制御することができる。その結果、光学系により感応基板上に形成されたレチクル像の収差を正確に補正することができる。
【００１２】
本発明においては、前記剛体サーボ制御機構は高バンド幅サーボ制御機構（ｈｉｇｈ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ　ｓｅｒｖｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）であることが好ましい。また、本発明においては、前記変形ミラーに垂直な方向をＺ軸、該Ｚ軸に直交する互いに垂直な方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸として、前記３個の剛体サーボ制御機構は、変形ミラーの自由度のうちＺ軸方向の並進、Ｘ軸回りの回転、Ｙ軸回りの回転の自由度を制御することが好ましい。そして、Ｘ軸方向の並進、Ｙ軸方向の並進、Ｚ軸回りの回転の自由度は、パッシブメカニカルマウント（ｐａｓｓｉｖｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｍｏｕｎｔ）又はフレクシャー手段（ｆｌｅｘｕｒｅ）によって制御されていることが好ましい。また、前記３個の剛体サーボ制御機構は、Ｚ軸方向に沿って同一方向の力を変形ミラーに作用させることが好ましい。あるいは、前記３個の剛体サーボ制御機構は、これとは別の１個のサーボ制御機構とお互いに垂直方向の力を所定の点において作用させることが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明においては、前記変形ミラーの変形を調整する、サーボ制御機構のない複数のフォースアクチュエータをさらに有していることが好ましい。
本発明に係る変形ミラーの自由度を制御する方法は、　変形ミラーに所定の接触位置で接触している複数の支持機構であって、該支持機構のうち少なくとも３個はそれぞれの接触位置で変形ミラーと接触しているフォースアクチュエータを備える剛体サーボ制御機構である支持機構と、　前記接触位置を検出するポジションセンサーと、　前記フォースアクチュエータを制御するサーボコントロールユニットと、を設ける工程と、　前記支持機構を操作して、変形ミラーの自由度を制御する工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、変形ミラーの剛***置を正確に制御することができる。その結果、光学系により感応基板上に形成されたレチクル像の収差を正確に補正することができる。
【００１５】
本発明においては、前記剛体サーボ制御機構は高バンド幅サーボ制御機構（ｈｉｇｈ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ　ｓｅｒｖｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）であることが好ましい。また、本発明においては、前記変形ミラーに垂直な方向をＺ軸、該Ｚ軸に直交する互いに垂直な方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸として、前記３個の剛体サーボ制御機構は、変形ミラーの自由度のうちＺ軸方向の並進、Ｘ軸回りの回転、Ｙ軸回りの回転の自由度を制御することが好ましい。そして、Ｘ軸方向の並進、Ｙ軸方向の並進、Ｚ軸回りの回転の自由度は、パッシブメカニカルマウント（ｐａｓｓｉｖｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｍｏｕｎｔ）又はフレクシャー手段（ｆｌｅｘｕｒｅ）によって制御されていることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明においては、サーボ制御機構のない複数のフォースアクチュエータによって、変形ミラーの変形を制御する工程をさらに有していることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る露光装置は、　照明光源と、　変形ミラー構造体を有する光学系と、　レチクルを載置するレチクルステージと、　感応基板を載置する感応基板ステージと、を備え、レチクル上のパターンを感応基板上に転写する露光装置であって、前記変形ミラー構造体は、　変形ミラーと、　前記変形ミラーに所定の接触位置で接触している複数の支持機構であって、該支持機構のうち少なくとも３個はそれぞれの接触位置で変形ミラーと接触しているフォースアクチュエータを備える剛体サーボ制御機構である支持機構と、　前記接触位置を検出するポジションセンサーと、　前記フォースアクチュエータを制御するサーボコントロールユニットと、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、変形ミラーの剛***置を正確に制御することができる。そのため、光学系により感応基板上に形成されたレチクル像の収差を正確に補正することができる。その結果、露光装置の光学性能の悪化を抑制し、高品質の半導体デバイスを製造することができる。
【００１９】
本発明に係る半導体デバイスは、　上記の露光装置を用いて製造されたことを特徴とする。
本発明に係る感応基板は、　上記の露光装置を用いて像が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る半導体デバイス製造方法は、　上記の露光装置を用いて半導体デバイスを製造することを特徴とする。
本発明に係る露光方法は、　上記の露光装置を用いて感応基板上にパターンを形成することを特徴とする。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係る変形ミラー構造体、変形ミラーの制御方法及び露光装置によれば、変形ミラーの剛***置を正確に制御することができる。そのため、光学系により感応基板上に形成されたレチクル像の収差を正確に補正することができる。その結果、露光装置の光学性能の悪化を抑制し、高品質の半導体デバイスを製造することができる。
【００２２】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
【実施例１】
図１は、本発明の変形ミラー構造体を模式的に示す図である。変形ミラー構造体１０は、変形ミラー２０と、多数の低剛性アクチュエータ３０を有する。この低剛性アクチュエータ３０は、変形ミラー２０の裏面（図中下面）の所定位置で局所的に変形ミラー２０を変形させる。低剛性アクチュエータ３０は、パッシブコントロール（ｐａｓｓｉｖｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ）型あるいはアクティブコントロール（ａｃｔｉｖｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ）型のどちらでも良い。パッシブコントロール型のアクチュエータとしては、例えば、スクリューでプリロード（ｐｒｅｌｏａｄ）が調整されている軟化バネ（ｓｏｆｔ　ｓｐｒｉｎｇ）等がある。また、アクティブコントロール型のアクチュエータとしては、例えば、ボイスコイルモータ（ｖｏｉｃｅ　ｃｏｉｌ　ｍｏｔｏｒｓ：　ＶＣＭｓ）、空気圧アクチュエータ（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ　ａｃｔｕａｔｏｒ）、ＥＩコアアクチュエータ（ＥＩｃｏｒｅ　ａｃｔｕａｔｏｒ）等がある。
【００２４】
変形ミラー２０の６個の自由度のいくつか又はすべてが高バンド幅サーボ制御機構（ｈｉｇｈ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ　ｓｅｒｖｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）４０で制御される。なお、図１では、高バンド幅サーボ制御機構４０を２個のみに簡略化して示しているが、本発明の変形ミラー構造体１０は、少なくとも３個の高バンド幅サーボ制御機構４０を有し、少なくとも３ヶ所の剛***置を調整している。高バンド幅サーボ制御機構４０は、能動制御型の低剛性フォースアクチュエータ３０、高精度センサー４２、サーボコントローラ４５を有する。
【００２５】
図２は、高バンド幅サーボ制御機構４０のブロック線図である。入力装置４１は、目標とするミラー位置（目標位置）を指示する命令信号をサーボコントローラ４５に向けて出力する。また、センサー４２は、低剛性フォースアクチュエータ３０の現在位置（すなわち、低剛性フォースアクチュエータ３０と接触している変形ミラー２０の現在位置）を測定して、ポジション信号をサーボコントローラ４５に向けて出力する。サーボコントローラ４５は、命令信号とポジション信号を比較して、制御信号を低剛性アクチュエータ３０に向けて出力する。これにより、低剛性フォースアクチュエータ３０が制御される。センサー４２が低剛性フォースアクチュエータ３０の位置を絶えず測定しているので、命令信号で指示された目標位置に低剛性フォースアクチュエータ３０を維持することができる。
【００２６】
再び図１を参照すると、変形ミラー２０の裏面に垂直な方向をＺ軸、このＺ軸に直交する互いに垂直な方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸とする。変形ミラー２０と接触している高バンド幅サーボ制御機構４０は、Ｚ軸方向の並進（ｐｉｓｔｏｎ）、Ｘ軸回りの回転（ｔｉｐ）、Ｙ軸回りの回転（ｔｉｌｔ）に関する変形を制御することが好ましい。残りの３個の自由度であるＺ軸回りの回転（ｙａｗ）、Ｘ軸方向の並進、Ｙ軸方向の並進に関する変形は、フレクシャー手段（ｆｌｅｘｕｒｅ、曲げ手段）や従来の機械的手段（例えば、パッシブメカニカルマウント（ｐａｓｓｉｖｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｍｏｕｎｔ）等）によって行っても良い。また、残りの３個の自由度についても高バンド幅サーボ制御アクチュエータで変形を制御しても良い。
【００２７】
高バンド幅サーボ制御機構４０に用いられる低剛性フォースアクチュエータ３０は、高バンド幅サーボ制御機構４０によらずに単に変形ミラー２０を変形するアクチュエータと同一、同様のものであっても良いし、異なるものであっても良い。また、高バンド幅サーボ制御機構４０に用いられる低剛性フォースアクチュエータ３０は、変形ミラーの裏面以外の場所（例えば、外辺部等）で変形ミラーと接触していても良い。
【００２８】
図３は、高バンド幅サーボ制御機構に用いられる低剛性フォースアクチュエータが変形ミラーと接触する位置を模式的に示す図である。変形ミラーにＺ軸方向に沿って同一方向の力を作用させるために、３個の低剛性フォースアクチュエータ３０を示している。なお、図面の簡略化のため、他のアクチュエータは図示していない。Ｚ軸方向の並進、Ｘ軸回りの回転、Ｙ軸回りの回転という３個の剛体自由度に関して効率良く力を作用させるためには、図３に示すように、変形ミラー２０に対して三角形の各頂点で力を作用させる。この三角形の一辺の長さは変形ミラー２０の面積によって決まる。残りの３個の剛体自由度に関して変形力を作用させる位置は、図３に示す三角形の各頂点の位置に応じて適宜決める。例えば、所定の点において、図に示す３個の低剛性フォースアクチュエータとお互いに垂直方向の力を作用させるように、別のサーボ制御機構を配置する。
【００２９】
なお、本実施の形態は変形ミラーについて説明しているが、力を作用させる対象はレンズであっても良い。すなわち、本明細書で「ミラー」はレンズを含む意味で用いている。ただし、レンズの場合、光を遮らないようにするためにすべてのアクチュエータをレンズの有効径（ｃｌｅａｒ　ａｐｅｒｔｕｒｅ）の外側に配置する必要がある。
【００３０】
【実施例２】
図４は、本発明の変形ミラー構造体を有する露光装置を模式的に示す図である。露光装置２００は、基盤２０２、支持フレーム２０４、基盤フレーム２０６、測定システム２０８、不図示の制御システム、照明システム２１０、光学フレーム２１２、変形ミラー構造体を有する光学鏡筒２１４、レチクル２１８を保持するレチクルステージ２１６、レチクルステージ２１６を取り囲むレチクルチャンバー２２０、ウエハステージ２２２、半導体ウエハ２２４を保持するウエハテーブル２２３、ウエハステージ２２２を取り囲むウエハチャンバー２２６を備える。
【００３１】
支持フレーム２０４及び基盤振動分離システム２２８を介して、基盤フレーム２０６は基盤２０２上に支持されている。また、光学振動分離システム２３０を介して、光学フレーム２１２、測定システム２０８、レチクルチャンバー２２０、ウエハステージ２２２、ウエハテーブル２２３、ウエハチャンバー２２６は基盤フレーム２０６に支持されている。さらに、光学振動分離システム２３０を介して、光学鏡筒２１４及びレチクルステージ２１６は光学フレーム２１２に支持されている。そのため、基盤フレーム２０６、光学フレーム２１２及びこれらに支持されている部材は、基盤振動分離システム２２８及び光学振動分離システム２３０を介して基盤２０２上に支持されていることになる。基盤振動分離システム２２８及び光学振動分離システム２３０は、露光装置２００の各部材間で振動を減衰・分離するように設計されていて、振動減衰装置としての役割を果たしている。測定システム２０８は、光学鏡筒２１４に対するレチクルステージ２１６及びウエハステージ２２２の位置を測定し、その位置データを制御システムに出力する。光学鏡筒２１４はレンズアッセンブリを有し、照明システム２１０からの光（又はビーム）のうちレチクル２１８を通った光（又はビーム）を投影・結像させる。レチクルステージ２１６は、制御システムで制御される１個以上の駆動装置（不図示）に連結されていて、光学鏡筒２１４に対するレチクル２１８の位置を正確に制御する。同様に、ウエハステージ２２２は、制御システムで制御される１個以上の駆動装置（不図示）に連結されていて、ウエハテーブル２２３上のウエハ２２４の光学鏡筒２１４に対する位置を正確に制御する。
【００３２】
ウエハ２２４の露光は、スキャン方式、ステップアンドリピート方式、ステップアンドスキャン方式、あるいはその他の適当な方式で行うことができる。例えば、スキャン方式の露光装置の場合、レチクル２１８及びウエハ２２４を相対的に同期走査しながら、レチクル２１８の回路パターンをウエハ２２４上に転写する。このとき、レチクル２１８をレチクルステージ２１６によって光学鏡筒２１４の光軸に対して垂直方向に移動している。また、ウエハ２２４をウエハステージ２２２によって光学鏡筒２１４の光軸に対して垂直方向に移動している。
【００３３】
一方、ステップアンドリピート方式の露光装置の場合、レチクル２１８及びウエハ２２４を固定して、レチクル２１８の回路パターンをウエハ２２４上に転写する。ウエハ２２４上の１個のショット領域を露光している間は、レチクル２１８及び光学鏡筒２１４に対してウエハ２２４を移動せずに、所定の位置で止めておく。そして、１個のショット領域の露光が終了後、ウエハ２２４をウエハステージ２２２によって光学鏡筒２１４の光軸に対して垂直方向に移動し、ウエハ２２４上の次のショット領域を露光できる位置にもってくる。続いて、レチクル２１８の回路パターンをこのショット領域に転写する。これらの動作を繰り返すことにより、レチクル２１８の回路パターンの全体をウエハ２２４上の複数のショット領域の各々に転写する。
【００３４】
露光装置２００の用途は半導体製造に限定されるものではない。例えば、ガラス板に液晶ディスプレイの回路パターンを露光するＬＣＤ露光装置や薄膜磁気ヘッドを製造する露光装置にも、本発明の露光装置を使用することができる。
【００３５】
照明光源（照明システム２１０）として、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）等を用いることができる。また、照明光源（照明システム２１０）として、Ｘ線を用いることもできる。
【００３６】
エキシマレーザのような遠紫外線（ｆａｒ　ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）を照明光源として用いる場合、光学鏡筒２１４では、遠紫外線を透過する石英（ｑｕａｒｔｚ）やほたる石（ｆｌｕｏｒｉｔｅ）のようなガラス材料を使用することが好ましい。また、Ｆ２レーザやＸ線を照明光源として用いる場合、光学鏡筒２１４では反射屈折光学系又は反射光学系を使用することが好ましい。
【００３７】
【実施例３】
次に、本発明の実施の形態に係る軟Ｘ線（ＳＸＲ）光学機器としてのＸ線露光装置（ＥＵＶ露光装置）について図面を参照して説明する。
【００３８】
図５は、図１に示す変形ミラー構造体を搭載したＥＵＶ露光装置の全体構成を示す図である。
このＥＵＶ露光装置は、露光用の照明光として、波長１３ｎｍ近傍の軟Ｘ線領域の光（以下、ＥＵＶ光）を用いて、ステップアンドスキャン方式により露光動作を行う投影露光装置である。
【００３９】
ＥＵＶ露光装置１１０の最上流部には、レーザ光源１１３が配置されている。レーザ光源１１３は、赤外域から可視域の波長のレーザ光を供給する機能を有し、例えば半導体レーザ励起によるＹＡＧレーザやエキシマレーザ等を使用する。レーザ光源１１３から発せられたレーザ光は、集光光学系１１５により集光され、下部に配置されたレーザプラズマ光源１１７に達する。レーザプラズマ光源１１７は、波長１３ｎｍ近傍のＸ線を効率よく発生することができる。
【００４０】
レーザプラズマ光源１１７には、図示せぬノズルが配置されており、キセノンガスを噴出する。噴出されたキセノンガスはレーザプラズマ光源１１７において高照度のレーザ光を受ける。キセノンガスは、高照度のレーザ光のエネルギーにより高温になり、プラズマ状態に励起され、低ポテンシャル状態へ遷移する際にＥＵＶ光を放出する。ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低いため、その光路はチャンバ（真空室）１１９により覆われて外気が遮断されている。なお、キセノンガスを放出するノズルからデブリが発生するため、チャンバ１１９を他のチャンバとは別に配置する必要がある。
【００４１】
レーザプラズマ光源１１７の上部には、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜をコートした回転放物面反射鏡１２１が配置されている。レーザプラズマ光源１１７から輻射されたＸ線は、放物面反射鏡１２１に入射し、波長１３ｎｍ付近のＸ線のみが露光装置１１０の下方に向かって平行に反射される。
【００４２】
回転放物面反射鏡１２１の下方には、厚さ０．１５μｍのＢｅ（ベリリウム）からなる可視光カットＸ線透過フィルター１２３が配置されている。放物面反射鏡１２１で反射されたＸ線の内、所望の１３ｎｍのＸ線のみが透過フィルター１２３を通過する。透過フィルター１２３付近は、チャンバ１２５により覆われて外気を遮断している。
【００４３】
透過フィルター１２３の下方には、露光チャンバ１４３が設置されている。露光チャンバ１４３内の透過フィルター１２３の下方には、照明光学系１２７が配置されている。照明光学系１２７は、コンデンサー系の反射鏡、フライアイ光学系の反射鏡等で構成されており、透過フィルター１２３から入力されたＸ線を円弧上に整形し、図の左方に向かって照射する。
【００４４】
照明光学系１２７の図の左方には、Ｘ線反射鏡１２９が配置されている。Ｘ線反射鏡１２９は、図の右側の反射面１２９ａが凹型をした円形の回転放物円ミラーであり、保持部材により垂直に保持されている。Ｘ線反射鏡１２９は、反射面１２９ａが高精度に加工された石英の基板からなる。反射面１２９ａには、波長１３ｎｍのＸ線の反射率が高いＭｏとＳｉの多層膜が形成されている。なお、波長が１０〜１５ｎｍのＸ線を用いる場合には、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）等の物質、Ｓｉ、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｂ４Ｃ（４ホウ化炭素）等の物質とを組み合わせた多層膜でも良い。
【００４５】
Ｘ線反射鏡１２９の図の右方には、光路折り曲げ反射鏡１３１が斜めに配置されている。光路折り曲げ反射鏡１３１の上方には、反射型レチクル１３３が、反射面が下になるように水平に配置されている。照明光学系１２７から放出されたＸ線は、Ｘ線反射鏡１２９により反射集光された後に、光路折り曲げ反射鏡１３１を介して、反射型レチクル１３３の反射面に達する。
【００４６】
反射型レチクル１３３の反射面にも多層膜からなる反射鏡が形成されている。この反射膜には、ウエハ１３９に転写するパターンに応じたレチクルパターンが形成されている。反射型レチクル１３３は、その上部に図示されたレチクルステージ１３５にレチクルチャックを介して固定されている。レチクルステージ１３５は、少なくともＹ方向に移動可能であり、光路折り曲げ反射鏡１３１で反射されたＸ線を順次レチクル１３３上に照射する。
【００４７】
反射型レチクル１３３の下部には、順に投影光学系１３７、ウエハ１３９が配置されている。投影光学系１３７は、複数の反射鏡からなり、反射型レチクル１３３上のパターンを所定の縮小倍率（例えば１／４）に縮小し、ウエハ１３９上に結像する。ウエハ１３９は、ＸＹＺ方向に移動可能なウエハステージ１４１にウエハチャックを介して吸着等により固定されている。
【００４８】
露光チャンバ１４３にはゲートバルブ１４５を介して予備排気室１４７（ロードロック室）が設けられている。予備排気室１４７には真空ポンプ１４９が接続しており、真空ポンプ１４９の運転により予備排気室１４７は真空排気される。
【００４９】
露光動作を行う際には、照明光学系１２７により反射型レチクル１３３の反射面にＥＵＶ光を照射する。その際、反射投影光学系１３７に対して反射型レチクル１３３及びウエハ１３９を投影光学系の縮小倍率により定まる所定の速度比で相対的に同期走査する。これにより、反射型レチクル１３３の回路パターンの全体をウエハ１３９上の複数のショット領域の各々にステップアンドスキャン方式で転写する。なお、ウエハ１３９のチップは例えば２５×２５ｍｍ角であり、レジスト上で０．０７μｍＬ／ＳのＩＣパターンが露光できる。
【００５０】
投影光学系１３７は複数の多層膜反射鏡からなり、感応基板に最も近い多層膜反射鏡に、可視光、紫外光、軟Ｘ線などの波長が４００ｎｍ以下の光が照射されるようになっている。図６に、投影光学系１３７を拡大した図を示す。図６に示す投影光学系１３７は６枚の多層膜反射鏡１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７からなる。レチクル１３３から反射されたＥＵＶ光は、順次、多層膜反射鏡１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７で反射され、ウエハ１３９に到達し、ウエハ１３９にレチクルパターンが形成される。
【００５１】
図５に示す露光装置１１０においては、反射鏡のうち少なくとも１つが上述した本発明の変形ミラー構造体である。
【００５２】
【実施例４】
次に、本発明の他の実施の形態に係るＸ線露光装置（ＥＵＶ露光装置）について図面を参照して説明する。
【００５３】
図７は、図１に示す変形ミラー構造体を搭載した他の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の全体構成を示す図である。
このＥＵＶ露光装置は、主にＥＵＶ光源Ｓ、照明光学系（ＧＩ、ＩＲ１〜ＩＲ４）、レチクルＭをレチクルチャックを介して載置するステージＭＳＴ、投影光学系（ＰＲ１〜ＰＲ４）、ウエハＷをウエハチャックを介して載置するステージＷＳＴなどにより構成されている。
【００５４】
ＥＵＶ光源Ｓには、プラズマ励起用のレーザＬＡからなるレーザプラズマ光源の他に放電プラズマ光源や放射光などが使用され、ＥＵＶ光の照明ビームＩＢを生成する。レーザＬＡから発せられたレーザ光ＬＢ（赤外域から可視域の波長のレーザ光）は、レンズＬにより集光され、キセノンガス等のターゲット物質を噴出するノズルＴの噴出部に達する。ターゲット物質は、高照度のレーザ光ＬＢのエネルギーにより高温になり、プラズマ状態に励起され、低ポテンシャル状態へ遷移する際に、照明ビームＩＢを構成するＥＵＶ光を放出する。照明ビームＩＢは、放物面反射鏡ＰＭで反射されて窓Ｗ１に達する。ＥＵＶ光源Ｓは、チャンバ（真空室）Ｃ１により覆われて外気が遮断されており、不図示の真空ポンプの運転によりチャンバＣ１は真空排気される。照明ビームＩＢは窓Ｗ１を通って光学系チャンバＣ２の内部に入射する。
【００５５】
照明ビームＩＢは、順次、照明光学系のミラーＧＩ、ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３及びＩＲ４で反射される。ミラーＧＩは斜入射ミラーであり、ＥＵＶ光源Ｓから反射面に斜め方向から入射した照明ビームＩＢを反射させる。ミラーＧＩとして、斜入射ミラーの代わりに反射面が多層膜により形成される多層膜ミラーを用いても良い。ミラーＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３及びＩＲ４は、ＥＵＶ光の反射率が高い多層膜ミラーである。また、照明光学系には、所定の波長のＥＵＶ光のみを透過させる不図示のフィルターが設けられている。この照明光学系によってレチクルＭ上の所定領域を所望の波長の照明ビームＩＢで照明する。軟Ｘ線の波長域では透明な物質は存在しないので、レチクルＭには従来の透過型のレチクルではなく反射型のレチクルが使用される。レチクルＭで反射されたビームには、照明ビームＩＢで照明されたレチクルＭの回路パターンの情報が含まれているので、このレチクルＭで反射されたビームをパターンビームＰＢという。
【００５６】
投影光学系は複数の多層膜ミラーＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３及びＰＲ４により構成されている。レチクルＭ上の所定領域に形成された回路パターンは、投影光学系によりレジストが塗布されたウエハＷ上の対応する領域に結像して該レジストに転写される。このようにして、レチクルＭ上に形成された回路パターンは、ウエハＷ上に投影結像される。ここで、投影光学系の多層膜ミラーＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３及びＰＲ４のうちのいくつか（例えば、多層膜ミラーＰＲ１及びＰＲ４の２つ）は、パターンビームＰＢを遮らないようにカットされている。上記のように、投影されたパターンを転写可能にするため、ウエハＷ上には感光性レジストが塗布されている。なお、ＥＵＶ光は大気に吸収されて減衰するため、光学系チャンバＣ２の内部は所定の真空度（例えば、１×１０−５Ｔｏｒｒ以下）に維持されている。ウエハＷの露光は、ステップアンドリピート方式、ステップアンドスキャン方式、スキャン方式、あるいはその他の適当な方式で行われる。その際、レチクルステージＭＳＴ及びウエハステージＷＳＴを相対的に移動する。露光中、ウエハＷはウエハチャンバＣ３内のウエハステージＷＳＴ上に配置されている。パターンビームＰＢは、窓Ｗ２を通って光学系チャンバＣ２からウエハチャンバＣ３内に入射する。
【００５７】
図７に示すＥＵＶ露光装置においては、反射鏡のうち少なくとも１つが上述した本発明の変形ミラー構造体である。
波面収差が所定の範囲内に収まるように、収差を補正する必要がある。そこで、本発明の変形ミラー構造体を用いることにより、波面収差誤差（ｗａｖｅｆｒｏｎｔ　ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ　ｅｒｒｏｒ）を補正することができる。波面収差はシステムの内部又は外部で測定することができる。ＥＵＶ投影光学系の波面収差測定装置については、例えば、米国特許第６，２６６，３８９号明細書に記載されている。測定した波面収差が所定の範囲内に収まるように、ミラー表面の形状を変化させる必要があるが、すべてのミラーについてその表面形状を変化させる必要はない。複数のミラーのうち１つのミラー表面の形状を調整できれば十分である。上記の米国特許第６，２６６，３８９号明細書には、測定した波面収差からミラー表面の最終形状を得るための方法についても記載されている。
【００５８】
【実施例５】
次に、上記説明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
【００５９】
図８は、半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造方法のフローチャートである。まず、ステップ３０１（回路設計）において、半導体デバイスの回路設計を行う。次に、ステップ３０２（レチクル製造）において、設計した回路パターンを形成したレチクルを製造する。一方、ステップ３０３（ウエハ製造）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。そして、ステップ３０４（ウエハプロセス）において、ステップ３０２で製造したレチクルを用いて上記のＥＵＶ露光装置によって、レチクルの回路パターンをステップ３０３で製造したウエハに露光する。ステップ３０４に続くステップ３０５（組立）は、上の工程によって製造されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、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。そして、ステップ３０６（検査）において、ステップ３０５で製造された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。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される。
【００６０】
図９は、図８を参照しつつ説明した半導体デバイス製造方法のステップ３０４（ウエハプロセス）を詳細に説明するフローチャートである。
ステップ３１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ３１２（ＣＶＤ）では、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ３１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ３１４（イオン注入）では、ウエハにイオンを注入する（打ち込む）。ステップ３１１〜３１４はウエハプロセスのうちの前処理工程であり、必要とされるプロセスに応じて各工程を行う。
【００６１】
上記の前処理工程が終了後、次の後処理工程に移る。後処理工程では、まず、ステップ３１５（レジスト形成）において、ウエハに感光剤（レジスト）を塗布する。次に、ステップ３１６（露光）において、上記のＥＵＶ露光装置によって、レチクルの回路パターンをウエハに露光する。そして、ステップ３１７（現像）において、露光したウエハを現像する。次に、ステップ３１８（エッチング）では、レジスト像以外の部分をエッチングにより選択的に取り除く。そして、ステップ３１９（レジスト剥離）では、エッチングがす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。
【００６２】
以上、本発明の実施の形態に係る変形ミラー構造体等について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の変形ミラー構造体を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す高バンド幅サーボ制御機構４０のブロック線図である。
【図３】本発明の高バンド幅サーボ制御機構に用いられる低剛性フォースアクチュエータが変形ミラーと接触する位置を模式的に示す図である。
【図４】本発明の変形ミラー構造体を有する露光装置を模式的に示す図である。
【図５】本発明の変形ミラー構造体を搭載したＥＵＶ露光装置の全体構成を示す図である。
【図６】図５に示すＥＵＶ露光装置の投影光学系１３７の拡大図である。
【図７】本発明の変形ミラー構造体を搭載した他の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の全体構成を示す図である。
【図８】半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造方法のフローチャートである。
【図９】図８に示す半導体デバイス製造方法のステップ３０４（ウエハプロセス）を詳細に説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・変形ミラー構造体　　　　　　　２０・・・変形ミラー
３０・・・低剛性アクチュエータ　　　　　４０・・・高バンド幅サーボ制御機構
４１・・・入力装置　　　　　　　　　　　４２・・・センサー
４５・・・サーボコントローラ　　　　　　１１０・・・ＥＵＶ露光装置
１１３・・・レーザ光源　　　　　　　　　１１５・・・集光光学系
１１７・・・レーザプラズマ光源　　　　　１１９・・・チャンバ
１２１・・・回転放物面反射鏡　　　　　　１２３・・・Ｘ線透過フィルター
１２５・・・チャンバ　　　　　　　　　　１２７・・・照明光学系
１２９・・・Ｘ線反射鏡　　　　　　　　　１３１・・・光路折り曲げ反射鏡
１３３・・・反射型レチクル　　　　　　　１３５・・・レチクルステージ
１３７・・・投影光学系　　　　　　　　　１３９・・・ウエハ
１４１・・・ウエハステージ　　　　　　　１４３・・・露光チャンバ
１４５・・・ゲートバルブ　　　　　　　　１４７・・・予備排気室
１４９・・・真空ポンプ　　　　　　　　　１６２・・・多層膜反射鏡
１６３・・・多層膜反射鏡　　　　　　　　１６４・・・多層膜反射鏡
１６５・・・多層膜反射鏡　　　　　　　　１６６・・・多層膜反射鏡
１６７・・・多層膜反射鏡　　　　　　　　２００・・・露光装置
２０２・・・基盤　　　　　　　　　　　　２０４・・・支持フレーム
２０６・・・基盤フレーム　　　　　　　　２０８・・・測定システム
２１０・・・照明システム　　　　　　　　２１２・・・光学フレーム
２１４・・・光学鏡筒　　　　　　　　　　２１６・・・レチクルステージ
２１８・・・レチクル　　　　　　　　　　２２０・・・レチクルチャンバー
２２２・・・ウエハステージ　　　　　　　２２３・・・ウエハテーブル
２２４・・・半導体ウエハ　　　　　　　　２２６・・・ウエハチャンバー
２２８・・・基盤振動分離システム　　　　２３０・・・光学振動分離システム

Claims (19)

  1. 変形ミラーと、
    前記変形ミラーに所定の接触位置で接触している複数の支持機構であって、該支持機構のうち少なくとも３個はそれぞれの接触位置で変形ミラーと接触しているフォースアクチュエータを備える剛体サーボ制御機構である支持機構と、
    前記接触位置を検出するポジションセンサーと、
    前記フォースアクチュエータを制御するサーボコントロールユニットと、
    を有することを特徴とする変形ミラー構造体。
  2. 請求項１に記載の変形ミラー構造体であって、
    前記剛体サーボ制御機構は高バンド幅サーボ制御機構（ｈｉｇｈ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ　ｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）であることを特徴とする変形ミラー構造体。
  3. 請求項１又は２に記載の変形ミラー構造体であって、
    前記変形ミラーに垂直な方向をＺ軸、該Ｚ軸に直交する互いに垂直な方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸として、前記３個の剛体サーボ制御機構は、変形ミラーの自由度のうちＺ軸方向の並進、Ｘ軸回りの回転、Ｙ軸回りの回転の自由度を制御することを特徴とする変形ミラー構造体。
  4. 請求項３に記載の変形ミラー構造体であって、
    Ｘ軸方向の並進、Ｙ軸方向の並進、Ｚ軸回りの回転の自由度は、パッシブメカニカルマウント（ｐａｓｓｉｖｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｍｏｕｎｔ）によって制御されていることを特徴とする変形ミラー構造体。
  5. 請求項３に記載の変形ミラー構造体であって、
    Ｘ軸方向の並進、Ｙ軸方向の並進、Ｚ軸回りの回転の自由度は、フレクシャー手段（ｆｌｅｘｕｒｅ）によって制御されていることを特徴とする変形ミラー構造体。
  6. 請求項１に記載の変形ミラー構造体であって、
    前記変形ミラーの変形を調整する、サーボ制御機構のない複数のフォースアクチュエータをさらに有していることを特徴とする変形ミラー構造体。
  7. 請求項３に記載の変形ミラー構造体であって、
    前記３個の剛体サーボ制御機構は、Ｚ軸方向に沿って同一方向の力を変形ミラーに作用させることを特徴とする変形ミラー構造体。
  8. 請求項３に記載の変形ミラー構造体であって、
    前記３個の剛体サーボ制御機構は、これとは別の１個のサーボ制御機構とお互いに垂直方向の力を所定の点において作用させることを特徴とする変形ミラー構造体。
  9. 変形ミラーの自由度を制御する方法であって、
    変形ミラーに所定の接触位置で接触している複数の支持機構であって、該支持機構のうち少なくとも３個はそれぞれの接触位置で変形ミラーと接触しているフォースアクチュエータを備える剛体サーボ制御機構である支持機構と、　前記接触位置を検出するポジションセンサーと、　前記フォースアクチュエータを制御するサーボコントロールユニットと、を設ける工程と、
    前記支持機構を操作して、変形ミラーの自由度を制御する工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
  10. 請求項９に記載の制御方法であって、
    前記剛体サーボ制御機構は高バンド幅サーボ制御機構（ｈｉｇｈ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ　ｓｅｒｖｏ
    ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）であることを特徴とする制御方法。
  11. 請求項９又は１０に記載の制御方法であって、
    前記変形ミラーに垂直な方向をＺ軸、該Ｚ軸に直交する互いに垂直な方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸として、前記３個の剛体サーボ制御機構は、変形ミラーの自由度のうちＺ軸方向の並進、Ｘ軸回りの回転、Ｙ軸回りの回転の自由度を制御することを特徴とする制御方法。
  12. 請求項１１に記載の制御方法であって、
    Ｘ軸方向の並進、Ｙ軸方向の並進、Ｚ軸回りの回転の自由度は、パッシブメカニカルマウント（ｐａｓｓｉｖｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｍｏｕｎｔ）によって制御されていることを特徴とする制御方法。
  13. 請求項１１に記載の制御方法であって、
    Ｘ軸方向の並進、Ｙ軸方向の並進、Ｚ軸回りの回転の自由度は、フレクシャー手段（ｆｌｅｘｕｒｅ）によって制御されていることを特徴とする制御方法。
  14. 請求項９に記載の制御方法であって、
    サーボ制御機構のない複数のフォースアクチュエータによって、変形ミラーの変形を制御する工程をさらに有していることを特徴とする制御方法。
  15. 照明光源と、
    変形ミラー構造体を有する光学系と、
    レチクルを載置するレチクルステージと、
    感応基板を載置する感応基板ステージと、
    を備え、レチクル上のパターンを感応基板上に転写する露光装置であって、
    前記変形ミラー構造体は、
    変形ミラーと、
    前記変形ミラーに所定の接触位置で接触している複数の支持機構であって、該支持機構のうち少なくとも３個はそれぞれの接触位置で変形ミラーと接触しているフォースアクチュエータを備える剛体サーボ制御機構である支持機構と、
    前記接触位置を検出するポジションセンサーと、
    前記フォースアクチュエータを制御するサーボコントロールユニットと、
    を有することを特徴とする露光装置。
  16. 請求項１５に記載の露光装置を用いて製造されたことを特徴とする半導体デバイス。
  17. 請求項１５に記載の露光装置を用いて像が形成されていることを特徴とする感応基板。
  18. 請求項１５に記載の露光装置を用いて半導体デバイスを製造することを特徴とする半導体デバイス製造方法。
  19. 請求項１５に記載の露光装置を用いて感応基板上にパターンを形成することを特徴とする露光方法。
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