JP5251869B2 - 光学素子保持装置、鏡筒及び露光装置ならびにデバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、レンズ、ミラー等の光学素子を保持するための光学素子保持装置に関するものである。また、本発明は、少なくとも１つの光学素子を有する鏡筒に関するものである。さらに、本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスの製造工程で使用される露光装置及びデバイスの製造方法に関するものである。

本願は、２００７年４月２３日に出願された特願２００７−１１３０４９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

この種の露光装置における光学系は、レンズ、ミラー等の複数の光学素子を有する。この種の露光装置では、光学系の組立時、保存時、搬送時さらに露光装置の動作時において、温度変化や、外部から衝撃等によって生じる各光学素子の歪みをできるだけ小さくする必要がある。

そこで、露光装置の光学系のうち、特に、投影光学系の各光学素子（例えば、レンズ）は、一般的に保持装置を介して鏡筒内に収容されている。この保持装置は、レンズセルを有し、そのレンズセルは、投影光学系の組立中に生じる振動問題（例えば鏡筒に加えられた衝撃のレンズへの伝達）や、温度変化により生じるレンズとレンズセルとの線膨張係数の違いを解消するように設計されている。

近年、著しい高集積度化要求に伴って、半導体素子の回路パターンがますます微細化してきている。このため、半導体素子製造用露光装置では、さらなる露光精度の向上及び高解像度化の要求が高まっており、光学素子の光学面を良好な状態に保つ技術の重要性が増してきている。

このような保持装置としては、レンズセル内に形成されたカンチレバー屈曲部を備えた保持装置であって、例えばレンズを接着するための３つの受座位置がそのカンチレバー屈曲部の上に配置された保持装置が提案されている（特許文献１参照）。この従来構成では、温度変化により生じるレンズセル及びレンズの伸縮及び収縮を、カンチレバー屈曲部によって吸収し、レンズが機械的応力により歪曲しないようになっている。
米国特許４，７３３，９４５号

ところが、前記従来構成の保持装置では、カンチレバー屈曲部がバネやピボットとして作用するため、カンチレバー屈曲部の振動モード周波数が低く、例えばモータやステージ等の可動部材の振動によって励起されるレンズの振動が光学系の光学性能に影響するという問題があった。また、カンチレバー屈曲部は、振動減衰率も低いため、レンズに振動が発生すると、そのレンズの振動が減衰しない恐れがある。このため、光学系の光学性能が不安定になり、ひいては露光装置の露光精度が低下するおそれがあるという問題があった。

本発明は、光学素子に振動が生じた際に、光学素子の振動を効果的に減衰することのできる光学素子保持装置及び鏡筒を提供する。また、本発明は、高集積度のデバイスを効率よく製造することのできる露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。

本発明の実施形態は、図１〜図９に示すように以下の構成を採用している。
本発明の一実施形態の光学素子保持装置は、光学素子（２８）を保持する光学素子保持装置（２９）において、前記光学素子の表面のうち、少なくとも一部の表面に対して、非接触の状態で設けられ、前記光学素子に生じた振動を減衰させる振動減衰部材（４１）を有する。

この実施形態によれば、光学素子に振動が生じたとしても、光学素子の振動は、光学素子に対して非接触の状態で設けた振動減衰部材によって、減衰される。しかも、振動減衰部材は、光学素子の表面に対して非接触の状態で設けられているため、振動減衰部材の配置によって光学素子の表面状態が変化することがない。従って、光学素子の光学性能を良好に保つことができる。

本発明の一実施形態の光学素子保持装置は、光学素子を保持する光学素子保持装置において、前記光学素子の表面のうち、少なくとも一部の表面との間に、スクイーズフィルム作用を発生させる制振機構（４１，Ｃ）を有する。

この実施形態によれば、光学素子と制振機構との間に発生するスクイーズフィルム作用により極めて簡単な構成で光学素子に生じる振動を減衰させることができ、光学素子の光学性能を良好に保つことができる。

なお、本発明をわかりやすく説明するために図面の符号を付記して説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に規定されることは言うまでもない。

本発明の第１実施形態の露光装置を示す概略構成図。 本発明の第１実施形態の光学素子保持装置を示す断面図。 図２の光学素子保持装置の一部切欠分解斜視図。 図３の光学素子保持装置の保持部の拡大図。 図３の光学素子保持装置の座面ブロック及び支持ブロックの拡大図。 図２の光学素子保持装置を示す平面図。 本発明の第２実施形態の光学素子保持装置を示す断面図。 デバイスの製造例のフローチャート。 半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート。

以下、本発明を具体化した実施形態を図に従って説明する。
（第１実施形態）
以下に、本発明の露光装置と光学素子保持装置と鏡筒は、図１〜図６に示すように、例えば半導体素子製造用の露光装置、レンズ等の光学素子を保持する光学素子保持装置、投影光学系を収容する鏡筒として具体化できる。

図１は、露光装置２１の概略構成を示す図である。図１に示すように、露光装置２１は、光源２２と、照明光学系２３と、レチクルＲ（フォトマスクでもよい）を保持するレチクルステージ２４と、投影光学系２５と、ウエハＷを保持するウエハステージ２６とから構成されている。

光源２２は、例えばＡｒＦエキシマレーザ光源からなっている。照明光学系２３は、図示しないリレーレンズと、フライアイレンズあるいはロッドレンズ等のオプティカルインテグレータと、コンデンサレンズとを含む各種レンズ系及び開口絞り等を含んで構成されている。そして、光源２２から出射される露光光ＥＬが、この照明光学系２３を通過することにより、レチクルＲ上のパターンを均一に照明するように調整される。

レチクルステージ２４は、照明光学系２３の下方、すなわち、後述する投影光学系２５の物体面側において、レチクルＲの載置面が投影光学系２５の光軸方向とほぼ直交するように配置されている。投影光学系２５は、鏡筒２７内に複数の光学素子（例えばレンズ２８）を、光学素子保持装置２９を介して収容している。ウエハステージ２６は、投影光学系２５の像面側において、ウエハＷの載置面が投影光学系２５の光軸方向と交差するように配置されている。そして、露光光ＥＬにて照明されたレチクルＲ上のパターンの像が、投影光学系２５を通して所定の縮小倍率に縮小された状態で、ウエハステージ２６上のウエハＷに投影転写されるようになっている。

さらに、本実施形態における露光装置は、鏡筒２７の最もウエハＷ側に配置される対物レンズ（例えば、平行平板）２８ｂ（図１参照）とウエハＷとの間に、液体ＡＱを供給し、この液体を介してウエハWを露光する液浸型の露光装置である。また、鏡筒２７には、不図示のガス供給機構が設けられ、鏡筒２７内には、このガス供給機構から連続的に供給される不活性ガス（例えば、窒素ガス）によって、ガス雰囲気が形成されている。

次に、光学素子保持装置２９の詳細構成について説明する。
図２は、光学素子保持装置２９を示す断面図である。なお、図２は、後述する保持部材を含まない部分の断面を示している。図２の例では、レンズ２８は、合成石英や蛍石等の硝材からなり、円形状（図３参照）である。レンズ２８の周縁部にはフランジ部２８ａが形成されている。光学素子保持装置２９は、金属材料の加工によって円環状に形成された枠体４５を有している。そして、鏡筒２７は、この枠体４５が複数積み重なって構成される。枠体４５の内周部には、レンズ２８のフランジ部２８ａを保持する保持部４４（図３参照）が固定されている。

図３は、保持部４４を説明するための斜視図であり、図４は、保持部４４を拡大した図である。光学素子保持装置２９は、枠体４５と、その枠体４５上に等角度間隔をおいて配設され、かつレンズ２８のフランジ部２８ａを保持する３つの保持部４４とから構成されている。

図４に示すように、保持部４４は、基台部材４６と、クランプ部材４７とを備える。枠体４５の上面にはクランプ部材４７が取り付けられる取付溝４８が等角度間隔おきに形成されている。さらに、取付溝４８の内周面には、基台部材４６の後述する座面ブロック５０ａを収容するための収容凹部６０が形成されている。

基台部材４６は、枠体４５に形成された取付溝４８とは反対側の表面、すなわち枠体４５の他方の面に固定されている。基台部材４６には、レンズ２８のフランジ部２８ａの一方のフランジ面に係合する２つの座面４９を有する座面ブロック５０ａと、その座面ブロック５０ａの姿勢を調整可能に支持する座面ブロック支持機構５１が形成される支持ブロック５０ｂとを備えている。

座面ブロック５０ａは、その長手方向がレンズ２８の接線方向に沿って配置される。座面４９は座面ブロック５０ａの長手方向の両端部に形成されている。また、座面４９は、座面ブロック５０ａの表面から突出するように形成されている。

図５は、座面ブロック５０ａ及び支持ブロック５０ｂを示す斜視図である。図５に示すように、座面ブロック５０ａと支持ブロック５０ｂとの間、及び支持ブロック５０ｂには、レンズ２８の径方向（図４のＸ軸方向）に貫通する複数のスリット５３が形成されている。また、Ｘ方向の＋方向からの彫り込み加工と、Ｘ方向の−方向からの彫り込み加工とによって座面ブロック５０ａと支持ブロック５０ｂとの間、及び支持ブロック５０ｂには、複数の首部５５ａ〜５５ｄが形成される。

支持ブロック５０ｂは、複数のスリット５３により、大きく３つの部分に分割されている。すなわち、支持ブロック５０ｂは、枠体４５に固着される基台部５６と、第１ブロック５７ａ、第２ブロック５８ａとに分割される。

そして、第１ブロック５７ａは、第１首部５５ａ及び第３首部５５ｃによって、第２ブロック５８ａと基台部５６とに固定される。第１ブロック５７ａは、第１首部５５ａ及び第３首部５５ｃにより、Ｙ方向（レンズ２８の接線方向）周りに回転可能で、かつＹ方向への変位は拘束されるように保持される。なお、第１ブロック５７ａ、第１首部５５ａ及び第３首部５５ｃにより、第１リンク部５７を構成している。

また、第２ブロック５８ａは、第２首部５５ｂ及び第４首部５５ｄによって、座面ブロック５０ａと基台部５６とに固定される。第２ブロック５８ａは、第２首部５５ｂ及び第４首部５５ｄにより、Ｚ方向（レンズ２８の光軸と平行な方向）周りに回転可能で、かつＺ方向への変位は拘束されるように保持される。なお、第２ブロック５８ａ、第２首部５５ｂ及び第４首部５５ｄにより、第２リンク部５８を構成している。 そして、座面ブロック５０ａは、第４首部５５ｄによって、支持ブロック５０ｂ、具体的には、第２ブロック５８ａに連結されている。すなわち、座面ブロック５０ａは、基台部５６に対して、第１リンク部５７と第２リンク部５８により支持される。

このように構成された基台部材４６において、座面ブロック５０ａは、第１リンク部５７及び第２リンク部５８により、基台部５６に対して、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向周りに回転可能に、かつＹ方向、Ｚ方向への変位が抑制されるように支持されている。

図４に示すように、クランプ部材４７は、クランプ本体６２とパッド部材６１とを有する。クランプ本体６２は、押さえ面ブロック６３と、その押さえ面ブロック６３と一体に形成され、押さえ面ブロック６３を支持するための支持部６４とが装備されている。押さえ面ブロック６３の下面の両端には、座面ブロック５０ａの座面４９に対向するように２つの押さえ面６５が形成されている。

支持部６４は、腕部６６と取付部６７とを有する。取付部６７と押さえ面ブロック６３とは所定の間隔をおいて離間されている。また、腕部６６は、押さえ面ブロック６３と取付部６７との両端を接続し、弾性変形可能に形成されている。そして、座面ブロック５０ａの固定部５９に、取付部６７をパッド部材６１を介して、ボルト６８により締結することにより、クランプ部材４７が座面ブロック５０ａに対して固定される。

パッド部材６１は、固定部５９と取付部６７の間に挟持される挟持部７１と、押さえ面６５とレンズ２８のフランジ部２８ａとの間に介装される作用部７２と、挟持部７１と作用部７２とを連結するとともに弾性変形可能な薄板状の薄板部７３とからなっている。

そして、このように構成されたクランプ部材４７は、ボルト６８を締め込むことにより、腕部６６が弾性変形し、押さえ面ブロック６３の押さえ面６５に座面ブロック５０ａ側への押圧力を付与する。この押圧力は、パッド部材６１の作用面７４を介して、レンズ２８のフランジ部２８ａに作用する。これにより、レンズ２８のフランジ部２８ａは、座面ブロック５０ａの座面４９と、押さえ面ブロック６３の押さえ面６５により保持される。

このように構成された保持部４４が、レンズ２８の外周部の３箇所に設けられている。すなわち、レンズ２８は、第１リンク部５７と第２リンク部５８とによって構成される３つのリンク機構によって、キネマティックに保持されている。なお、第１リンク部５７と第２リンク部５８とは、前述した掘り込み加工により、フレクシャ構造で構成されている。

そして、本実施形態では、光学素子保持装置２９に光学素子の振動を減衰させる構成を採用した。
図６は光学素子保持装置２９の平面図である。図６に示すように、光学素子保持装置２９には、振動減衰部材が設けられている。本実施形態の振動減衰部材は、例えばレンズ２８の外周側部分を覆う円環状の振動減衰板４１である。この振動減衰板４１は、レンズ２８における露光光ＥＬの入射領域の外側に、非接触の状態、すなわち、レンズの表面に対して、所定の間隔（制御された距離）をおいて離間した状態で配置されている。露光光ＥＬは、振動減衰板４１の開口部４１ａを通過してレンズ２８に入射する。

図２に示すように、振動減衰板４１は、露光光ＥＬの入射側における枠体４５の表面４５ａに、制振合金を有する接続部材４２を介して固定されている。制振合金は、例えば、Ｍ２０５２（Ｍｎ−２０％Ｃｕ−５％Ｎｉ−２％Ｆｅ）、サイレンタロイ（１２％Ｃｒ−３％Ａｌ−Ｆｅ）、ソノストン合金（Ｍｎ−３７％Ｃｕ−４％Ａｌ−３％Ｆｅ−２％Ｎｉ）、インクラミュート合金（Ｃｕ−４５％Ｍｎ−２％Ａｌ）等である。なお、図２においては、理解を容易にするために、レンズ２８の表面と振動減衰板４１との間の隙間Ｃを大きく強調して描いてあるが、隙間Ｃは実際には数μｍ程度、例えば、２μｍ〜２０μｍ、あるいは２μｍ〜１０μｍ、あるいは２μｍ〜３μｍの極めて小さな隙間である。なお、この隙間Ｃは、レンズ２８の表面に対向する振動減衰板４１の面積や、対象とする振動周波数を考慮して決めることができる。

このように振動減衰板４１をレンズ２８の表面に沿ってかつその表面から制御された距離だけ離間した状態で配置することによって、振動減衰板４１とレンズ２８との間に隙間Ｃが形成される。その隙間Ｃ内には、投影光学系２５内に供給された窒素ガスが存在する。

振動減衰板４１は、図２に一部拡大断面図として示すように、２枚の薄板状の金属板４３と、それらの金属板４３の間に介在される粘弾性体４３ａとが積層された制振板（積層体）で構成されている。なお、金属板４３と粘弾性体４３ａは、それぞれ制振材料として作用する。

粘弾性体４３ａは、例えば、天然または合成ゴム、樹脂（例えば、粘弾性をもつ高分子ポリエチレン樹脂等）、または、ゲル状樹脂（例えば、シリコングリース等）である。ここで、金属板４３は、例えば、鋼（スチール）、あるいはステンレンス鋼板等で形成しているが、露光装置２１で使用する場合には、鏡筒２７内の雰囲気を汚染する不純物の発生が抑制されるように、洗浄することが望ましい。また、粘弾性体４３ａについても、鏡筒２７内に表出する部分は、例えばフッ素系のシリコングリース等のアウトガス発生の少ないシール材４３ｂで覆っておくことが望ましい。

次に、この振動減衰板４１の作用について説明する。
外乱の影響を受け、レンズ２８に振動が生じると、レンズ２８の表面と振動減衰板４１との間の隙間Ｃの大きさが変化し、その隙間Ｃ内に存在する窒素ガスに圧力の変化が発生する。ここで、隙間Ｃ内に存在する窒素ガスは、窒素ガス自身が持つ粘性によって、隙間Ｃ内に発生した圧力の変化に抵抗し、隙間Ｃの外への流出に抗した状態が生じる。このため、レンズ２８と振動減衰板４１との間の隙間Ｃ内に存在する窒素ガスがダンパとして働き、レンズ２８に生じた振動を減衰させるスクイーズフィルム作用が発生することになる。すなわち、レンズ２８の表面に対して、非接触状態で振動減衰板４１を設けることによって、レンズ２８と振動減衰板４１との間に存在する窒素ガスが、スクイーズフィルムダンパとして機能することになる。

また、振動減衰板４１が、当該振動減衰板自身の振動を減衰する制振材料で形成されているため、振動減衰板４１自体が振動しにくい。仮に何らかの原因で振動減衰板４１に振動が生じたとしても、その振動は直ちに減衰されるようになっている。さらに、振動減衰板４１は、制振合金製の接続部材４２により枠体４５に固定されているため、枠体４５の振動が振動減衰板４１に伝達されない。もし、枠体４５の振動が振動減衰板４１に伝わったとしても、その振動は、レンズ２８の光学性能に影響を与えない。。振動減衰部材と、その振動減衰部材によって形成される隙間Ｃと、その隙間Ｃを満たす流体は、制振機構を構成する。

本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）この光学素子保持装置２９では、レンズ２８の表面の一部に対して、非接触の状態で振動減衰板４１が設けられている。このため、レンズ２８に振動が生じたとしても、その振動は、振動減衰板４１とレンズ２８との間の流体の圧力変動により減衰される。しかも、振動減衰板４１は、レンズ２８の表面に対して直接接触することなく所定間隔離して設けられているため、振動減衰板４１の配置によってレンズ２８の表面状態が変化することもない。従って、レンズ２８の光学性能を良好に保つことができる。

（２）この光学素子保持装置２９では、振動減衰板４１がレンズ２８の表面のうち、露光光ＥＬが入射する入射領域の外側を覆うように設けられている。このため、露光光ＥＬの一部が振動減衰板４１により遮蔽されることなく、露光光ＥＬが全てレンズ２８内に入射させることができる。このため、レンズ２８における十分な透過光量を確保して、レチクルＲ上のパターンの像をウエハＷ上に精度良く転写することができる。

（３）この振動減衰板４１は、粘弾性体４３ａを含む制振板により構成されているため、振動減衰板４１自身が振動しにくいとともに自身に発生した振動も直ちに減衰されるようになっている。従って、振動減衰板４１の振動の影響がレンズ２８に及ぶことがない。もし、振動減衰板４１自身が振動したとしても、その振動は、レンズ２８の光学性能に影響を与えるものではない。したがって、振動減衰板４１はスクイーズフィルムダンパーを形成するための剛体としての役割を果たすことになる。このため、レンズ２８に生じた振動をより確実に減衰させることができる。

（４）この光学素子保持装置２９では、レンズ２８と振動減衰板４１との間に存在する窒素ガスにより、レンズ２８の振動を減衰させるスクイーズフィルム作用が発生する。そして、レンズ２８の振動に応答して発生する窒素ガスの圧力変動によりレンズ２８の振動を減衰させることができる。この窒素ガスは鏡筒２７の内部雰囲気を構成する流体（以下、雰囲気流体）であり、極めて簡単な構成でレンズ２８の振動を減衰させることができるとともに、レンズ２８の光学性能を良好に保つことができる。

（５）この光学素子保持装置２９では、枠体４５と振動減衰板４１との間に、制振作用を有する接続部材４２が設けられている。このため、振動減衰板４１に生じた振動が、枠体４５へ伝達されることが抑制される。

（６）この光学素子保持装置２９では、レンズ２８が第１リンク部５７及び第２リンク部５８を有する３つの保持部４４により保持されている。このため、この光学素子保持装置２９では、レンズ２８をキネマティックに保持しているため、レンズ２８の光学面の変形を抑制することができるが、振動モード周波数が低下して、レンズ２８が振動の影響を受けやすくなることがある。これに対して、振動減衰板４１を設けることによって、レンズ２８と振動減衰板４１との間の隙間にスクイーズフィルム作用が生じる。このスクイーズフィルム作用により、レンズ２８の振動を減衰させることができる。

（７）この鏡筒２７では、振動減衰板４１を有する光学素子保持装置２９を積層することで投影光学系２５の鏡筒２７が構成されている。このため、鏡筒２７内の各レンズ２８の振動を減衰させることができ、投影光学系２５の光学性能を高く維持することができる。

（８）この露光装置２１では、レンズ２８が振動減衰板４１を有する光学素子保持装置２９に保持されている。このため、レンズ２８の光学性能をより高く保つことができて、露光装置２１の露光精度を向上させることができる。

（９）この露光装置２１では、ウエハＷ上にパターンを形成する投影光学系２５のレンズ２８が振動減衰板４１を有する光学素子保持装置２９で保持されている。露光装置２１においては、投影光学系２５の光学性能が露光精度を大きく左右する要因の１つであり、投影光学系２５の光学性能が向上されるため、パターンの転写精度をさらに向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の光学素子保持装置２９について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に図８に基づいて説明する。

図７に示すように、この第２実施形態の光学素子保持装置２９では、レンズ２８の表面と振動減衰板４１との隙間Ｃに、雰囲気流体（図示した例では窒素ガス）より粘度の高い流体（例えば、純水、フッ素系のシリコーングリース等）Ｆが充填されている。

本実施形態によれば、前記（１）〜（９）の効果に加えて以下に示す効果を得ることができる。
（１０）この光学素子保持装置２９では、レンズ２８の表面と振動減衰板４１との隙間Ｃに、窒素ガスより高粘度の流体Ｆが充填されているため、隙間Ｃ内の流体Ｆの粘性によって、スクイーズフィルム作用がさらに効果的に発揮される。このため、レンズ２８の振動減衰効果をさらに向上させることができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
各実施形態では、振動減衰板４１を金属板と粘弾性体との積層体で構成したが、１枚の金属板で構成してもよい。この場合、１枚の金属板は、レンズ２８との間の隙間Ｃ内に存在する流体が、レンズ２８に生じた振動を減衰するために必要な厚さ（剛性）を備えていればよい。また、接続部材４２を形成する制振合金を振動減衰版４１に用いてもよい。

各実施形態では、振動減衰板４１をレンズ２８の入射面側に非接触の状態で設けたが、レンズ２８の射出面側、あるいはレンズ２８の側面、レンズ２８の周縁部に形成されたフランジ部２８ａに非接触の状態で設けてもよい。

各実施形態における光学素子保持装置２９は、レンズ２８をキネマティック、あるいは６自由度で保持しているが、キネマティック、あるいは６自由度の保持に限られるものではない。例えば、レンズ２８を３自由度や、５自由度で保持する保持装置であってもよい。

各実施形態の保持部４４は、枠体４５に対して等間隔離して設けられているが、不等間隔であってもよい。
各実施形態では、振動減衰板４１の金属板４３をスチールで形成したが、不純物の発生が抑制されるように洗浄処理を施したり、コーティング処理を施したアルミニウムなどの軽金属を使用してもよい。

各実施形態では、振動減衰板４１を枠体４５に固定したが、保持部４４に固定してもよい。
各実施形態では、振動減衰板４１をレンズ２８の表面の外周部分における全周を覆うように設けたが、振動減衰板４１に、例えば切り欠き部を設けるなどしてレンズ２８の円周方向の一部のみを覆うようにしてもよい。このように構成した場合、振動減衰板４１を設けることによる重量の増加を抑えることができる。

各実施形態では、振動減衰板４１をレンズ２８の片面側のみに設けたが、レンズ２８の両面に対向するよう設けてもよい。このように構成した場合、レンズ２８の振動減衰効果をさらに高めることができる。

各実施形態において、振動減衰板４１が開口絞りを兼ねる構成としてもよい。
各実施形態では、振動減衰板４１を円環状に形成したが、振動減衰板４１の開口部４１ａの形状を、レンズ２８における露光光ＥＬの入射領域の形状に対応して、例えば略四角形状をなすようにしてもよい。

各実施形態では、振動減衰板４１を接続部材４２を介して枠体４５に固定したが、直接、枠体４５に固定してもよい。
各実施形態では、鏡筒２７内の雰囲気流体を窒素ガスとしたが、雰囲気流体を、例えば空気や、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ラドン、ネオン、キセノン等の不活性ガス等としてもよい。

各実施形態では、本発明の光学素子保持装置を、レンズ２８を保持する光学素子保持装置２９に具体化した。これに対して、本発明の光学素子保持装置は、例えばミラー、ハーフミラー、平行平板、プリズム、プリズムミラー、ロッドレンズ、フライアイレンズ、位相差板、絞り板等の他の光学素子を保持する光学素子保持装置に具体化してもよい。

光学素子保持装置は、実施形態の露光装置２１の投影光学系２５における横置きタイプのレンズ２８の保持構成に限定されることない。例えば露光装置２１の照明光学系２３における光学素子の保持構成、縦置きタイプの光学素子の保持構成に具体化してもよい。さらに、他の光学機械、例えば顕微鏡、干渉計等の光学系における光学素子の保持構成に具体化してもよい。

本実施形態の液浸露光装置における液体ＡＱとしては、水（純水）、フッ素系液体、デカリン（Ｃ_１０Ｈ_１８）を用いることができる。
また、光学素子保持装置は、液浸露光装置に限らず、投影光学系とウエハとの間の所定の気体（空気、不活性ガスなど）で満たされた露光装置にも適用することが可能である。また、投影光学系を用いることなく、マスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するコンタクト露光装置、マスクと基板とを近接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置の光学系にも適用することができる。また、投影光学系としては、全屈折タイプに限らず、反射屈折タイプ、全反射タイプであってもよい。

さらに、本発明の露光装置は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置などでは、透過型マスク（ステンシルマスク、メンバレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。

もちろん、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用することができる。

さらに、本発明は、マスクと基板とが相対移動した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパ、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式のステッパとを問わず適用することができる。

また、露光装置の光源としては、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ（１２６ｎｍ）等を用いてもよい。また、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。

なお、各実施形態の露光装置２１は、例えば次のように製造される。
すなわち、まず、照明光学系２３、投影光学系２５を構成する複数のレンズ２８またはミラー等の光学素子の少なくとも一部を本実施形態の光学素子保持装置２９で保持し、この照明光学系２３及び投影光学系２５を露光装置２１の本体に組み込み、光学調整を行う。次いで、多数の機械部品からなるウエハステージ２６（スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージ２４も含む）を露光装置２１の本体に取り付けて配線を接続する。そして、露光光ＥＬの光路内にガスを供給するガス供給配管を接続した上で、さらに総合調整（電気調整、動作確認など）を行う。

ここで、光学素子保持装置２９を構成する各部品は、超音波洗浄などにより、加工油や、金属物質などの不純物を落としたうえで、組み上げられる。なお、露光装置２１の製造は、温度、湿度や気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。

各実施形態における硝材として、蛍石、合成石英などを例に説明したが、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、リチウム−カルシウム−アルミニウム−フロオライド、及びリチウム−ストロンチウム−アルミニウム−フロオライド等の結晶や、ジルコニウム−バリウム−ランタン−アルミニウムからなるフッ化ガラスや、フッ素をドープした石英ガラス、フッ素に加えて水素もドープされた石英ガラス、ＯＨ基を含有させた石英ガラス、フッ素に加えてＯＨ基を含有した石英ガラス等の改良石英を用いた場合にも、前記実施形態の光学素子保持装置を適用することができる。

次に、上述した露光装置２１をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図８は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。図９に示すように、まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、デバイス（マイクロデバイス）の機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、そのデバイスの機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レクチルＲ等）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラスプレート等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。

次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入等）等の工程が必要に応じて含まれる。

最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製された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。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。

図９は、半導体デバイスの場合における、図８のステップＳ１０４の詳細なフローの一例を示す図である。図９において、ステップＳ１１１（酸化ステップ）では、ウエハＷの表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハＷ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）では、ウエハＷ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）では、ウエハＷにイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜Ｓ１１４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハＷに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、先に説明したリソグラフィシステム（露光装置２１）によってマスク（レチクルＲ）の回路パターンをウエハＷ上に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）では露光されたウエハＷを現像し、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。

これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハＷ上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ１１６）において上記の露光装置２１が用いられ、真空紫外域の露光光ＥＬにより解像力の向上が可能となり、しかも露光量制御を高精度に行うことができる。従って、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく生産することができる。

Claims (15)

1. 枠体と、該枠体内に配設される光学素子を保持する保持部材とを備える光学素子保持装置において、
   前記光学素子の表面のうち、少なくとも一部の表面に対して、非接触の状態で前記枠体又は前記保持部材に設けられ、前記光学素子に生じる振動を減衰させる振動減衰部材を有し、前記光学素子の前記少なくとも一部の表面と前記振動減衰部材との間の流体の圧力変動によって、前記光学素子の振動を減衰させることを特徴とする光学素子保持装置。
2. 前記振動減衰部材が、前記光学素子の表面のうち、光が入射する入射領域とは異なる領域の少なくとも一部を覆うように設けたことを特徴とする光学素子保持装置。
3. 前記振動減衰部材は、前記光学素子の側面に対して、非接触の状態で設けられることを特徴とする請求項２に記載の光学素子保持装置。
4. 前記振動減衰部材は、前記光学素子の前記少なくとも一部の表面に沿って延びるとともに、前記少なくとも一部の表面から、所定距離だけ離間していることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
5. 前記振動減衰部材は、当該振動減衰部材自身の振動を減衰する制振材料で形成されることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
6. 前記制振材料は、金属と粘弾性体とを含む積層体、又は、金属板を備えることを特徴とする請求項５に記載の光学素子保持装置。
7. 前記流体は、前記光学素子が曝される雰囲気を構成する流体よりも高い粘性を有することを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
8. 前記光学素子と前記振動減衰部材との間に、スクイーズフィルムダンパーを形成することを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
9. 前記スクイーズフィルムダンパーは、前記光学素子が振動した時に、前記光学素子と前記振動減衰部材との間の隙間内に存在する流体の粘性が、前記隙間内に発生した圧力の変化に抵抗することによって発生することを特徴とする請求項８に記載の光学素子保持装置。
10. 前記振動減衰部材は、前記光学素子を保持する保持部材に取り付けられることを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
11. 前記保持部材と前記振動減衰部材との間に、制振作用を有する接続部材を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の光学素子保持装置。
12. 複数の光学素子を保持する鏡筒において、
    前記光学素子の少なくとも１つを請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置を介して保持したことを特徴とする鏡筒。
13. 複数の光学素子を介した露光光で基板を露光する露光装置において、
    前記複数の光学素子の少なくとも１つを請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置を介して保持したことを特徴とする露光装置。
14. 前記複数の光学素子は、前記基板上にパターンを形成する光学系を構成することを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
15. リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
    前記リソグラフィ工程は、請求項１３または１４に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。

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