镜装配构件、使用它的位置计测用镜和曝光装置的制作方法

1.本发明涉及用于装配例如在曝光装置中用于衬底载台的位置计测的反射膜的镜装配构件和使用此镜装配构件的位置计测用镜、以及曝光装置。


背景技术：

2.历来，使用激光干涉仪和反射镜，计测搭载衬底的载台位置的方法，在浸润曝光装置等的电子束曝光装置中被使用(专利文献1)。
3.在这样的曝光装置中，如图5所示，具备衬底载台100，所述衬底载台100具有保持衬底101的衬底卡盘(未图示)、和包围衬底101的包围构件102。衬底载台100，在包括经由投射光学系统对衬底101进行曝光的曝光区域和对衬底101进行计测的计测区域在内的区域内可以移动，由控制机构控制驱动。
4.为了准确计测衬底载台100的位置，在专利文献1中提出有一种浸润曝光装置，其将斜面镜103安装于装配在衬底载台100侧面的镜104上。即，由未图示的干涉仪照射的光轴被斜面镜103引导到衬底载台100上部，经固定在衬底载台100的上方的标准镜(未图示)反射，从标准镜折返的光轴，由斜面镜103反射而回到干涉仪，与标准光发生干涉，计测衬底载台100在规定方向的变化量，计算距标准位置的位置。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2008－124219号公报


技术实现要素：

8.本发明的镜装配构件，包含棱柱状或棱筒状的结构体，作为外侧面，具备用于与被接合面接合的接合面、和相对于被接合面倾斜的斜面，其中，斜面是用于装配反射膜的装配面，该反射膜用于反射从光源出射的光，接合面具备沿结构体的纵长方向延长的多个第1凹槽、和与该第1凹槽交叉的多个第2凹槽，第1凹槽在两端开口，第2凹槽中，位于光由所述反射膜反射这一侧的端部被密封而形成。
9.本发明的位置计测用镜，是在上述镜装配构件的斜面上装配反射膜而成。本发明的曝光装置，具备接合有位置计测用镜的衬底载台。
附图说明
10.图1(a)是从斜面侧观看本发明的一实施方式的镜装配构件的概略立体图，(b)是从接合面侧观看同一镜装配构件的概略立体图，(c)是侧视图。
11.图2是表示本发明的一实施方式中的接合面的正视图。
12.图3是图2的a部分的放大图。
13.图4是将围绕图1所示的结构体的贯通孔的内周面截面进行了放大的示意图。
14.图5是表示衬底载台的一例的概略立体图。
具体实施方式
15.以下，参照附图，说明本发明的一实施方式的镜装配构件。图1(a)～(c)表示本实施方式的镜装配构件1。如同图(a)～(c)所示，镜装配构件1，包含棱筒状的结构体2，作为外侧面，具备用于与被接合面接合的接合面3、和相对于接合面倾斜的斜面4。所谓被接合面，例如，是指装配在图5所示的衬底载台100侧面的镜104的面。
16.斜面4对于接合面3的夹角，例如为44.8
°
～45.2
°
。斜面4的平面度，例如为316.4nm以下。
17.结构体2沿纵长方向具有贯通孔8，贯通孔8的垂直于纵长方向的截面形状是圆形。贯通孔8的直径，例如为6mm以上且10mm以下。
18.作为结构体2的材质，由于要求高尺寸稳定性、耐热性、抗热变形性等，所以可以使用40℃～400℃下的平均线膨胀系数均在
±2×
10-6
/k以内的陶瓷或玻璃等。
19.作为这样的陶瓷的例子，可列举以堇青石、锂铝硅酸盐、磷酸锆钾或莫来石为主成分的陶瓷。堇青石为主成分的陶瓷，可以含有ca以cao换算为0.4质量％以上且0.6质量％以下，al以al2o3换算为2.3质量％以上且3.5质量％以下，以及mn和cr以mncr2o4换算为0.6质量％以上且0.7质量％以下。该陶瓷能够使平均线膨胀系数处于
±
20
×
10-9
/k以内。
20.锂铝硅酸盐为主成分的陶瓷，可以包含碳化硅20质量％以下。
21.另外，作为玻璃的例子，可列举以钛硅酸盐为主成分的玻璃。如果使用平均线膨胀系数小的陶瓷或玻璃构成的构件，则即使曝露在剧烈的温度变化中，形状的变化也小，因此结构体具有高可靠性。
22.在此，结构体2由陶瓷构成时，依据jisr 1618：2002，求得平均线膨胀系数即可。
23.结构体2由玻璃构成时，依据jisr 3251：1995，求得平均线膨胀系数即可。
24.还有，结构体2的平均线膨胀系数在
±1×
10
－6
/k以内时，使用光外差法单光程干涉仪测量即可。
25.所谓陶瓷中的主成分，是指构成所关注的陶瓷的成分合计100质量％之中，占据60质量％以上的成分。主成分尤其是指，在构成所关注的陶瓷的成分合计100质量％之中，占据95质量％以上的成分。构成陶瓷的成分，使用x射线衍射装置(xrd)求得即可。各成分的含量，在确定成分后，使用x射线荧光分析装置(xrf)或icp发光分光分析装置，求得构成成分的元素含量，换算成确定后的成分即可。关于玻璃也同样。
26.结构体2的形状，只要是具备接合面3和斜面4的形状便没有特别限制，除了所述棱筒状以外，也可以是棱柱状，特别优选像图1(c)所示那样，为近三棱筒状或近三棱柱状。
27.斜面4是用于装配反射膜(未图示)的装配面，该反射膜用于反射从位置计测用的光源出射的光轴。作为反射膜，例如可列举由铝、金、银等构成的金属膜。
28.接合面3，如图1(b)所示，具备沿结构体2的纵长方向延长的多个第1凹槽5、和与第1凹槽5交叉的多个第2凹槽6。具体来说，如图2所示，第2凹槽6沿着与第1凹槽5正交的方向，即沿着与结构体2的纵长方向正交的横宽方向延伸。
29.还有，在本实施方式中，形成有3条第1凹槽5，但不限于此，而是能够在3～6条的范围形成第1凹槽5。关于第2凹槽6，能够在6～12条的范围形成。
30.第1凹槽5，如图2所示，在两端51、52开口。这是由于，如放大了图2的a部分的图3中箭头所示那样，将位于接合面3的横宽方向的两侧的第1凹槽5b、5c，作为涂布、充填粘接剂
的粘接剂涂布部7(方便起见，以影线表示粘接剂涂布部。)时，向第1凹槽5b、5c涂布粘接剂时和粘接到被接合面时，其成为空气的排出路径。
31.另一方面，第2凹槽6，通过两端与位于结构体2的横宽方向两端的第1凹槽5b、5c抵接而连通，由此被密封。因此，能够抑制粘接剂从粘接剂涂布部7通过第2凹槽6溢出到外部，接合效率提高。还有，在图3中，是对第2凹槽6的两端进行密封，但只要是位于光由所述反射膜进行反射这一侧的端部(即，如图5所示，处于标准镜所在方向的端部105)被密封即可。
32.如图3所示，位于结构体2的横宽方向的中央部的第1凹槽5a的宽度w1，形成为比位于中央部两侧的其他第1凹槽5b、5c的宽度w2窄。因此，相比多个第1凹槽5的宽度全都相同的情况，结构体2的刚性难以受损，能够抑制用于装配反射膜的装配面的平面度的变化。另外，因为位于两侧的其他第1凹槽5b、5c是粘接剂涂布部7，所以需要有足够宽的宽度，相对于此，位于中央部的第1凹槽5a，如后述，只要在向第1凹槽5b、5c涂布粘接剂时和接合时，有足够的槽宽排出空气即可，并不需要很大宽度。通过这样设置空气的排出路径，能够抑制粘接剂从接合面3溢出。例如，宽度w1为1.7mm以上且2.3mm以下，宽度w2为2.7mm以上且3.3mm以下。
33.多个第1凹槽5，可以相对于接合面3的纵长方向的中心线、即对于接合面3的横宽方向全长而言处于1/2长度位置的沿纵长方向延伸的线、图3的实施方式中为第1凹槽5a的中心线，以镜面对称的方式配置。另外，多个第1凹槽5，可以沿结构体2的横宽方向以等间隔而配置。由此，能够抑制接合面3的横宽方向上的局部性的变化，因此装配面的平面度的变化得到抑制。在此，所谓第1凹槽5的等间隔的配置，是指第1凹槽5各个中心线的间隔相等的状态。
34.多个第2凹槽6，可以相对于接合面3的横宽方向的中心线、即对于接合面3的纵长方向的全长而言处于1/2长度位置的沿横宽方向延长的线，以镜面对称的方式配置。另外，多个第2凹槽6，可以在接合面3的纵长方向上以等间隔配置。由此，能够抑制接合面3的纵长方向上的局部性的变化，因此装配面的平面度的变化得到抑制。在此，所谓第2凹槽6的等间隔的配置，是指第2凹槽6的各个中心线的间隔相等的状态。
35.多个第1凹槽5和多个第2凹槽6之中，至少在粘接剂涂布部7，可以是槽宽度大于槽深度。由此，能够维持结构体2的刚性，同时，因为粘接面积大，所以还能够提高衬底载台等对于被接合构件的粘接强度。
36.第1凹槽5的第1底面5x，优选为喷丸加工面或激光加工面。第1凹槽5的第1底面5x无论是喷丸加工面和激光加工面的哪一种，与磨削面相比，都容易增大算术平均粗糙度(ra)，因此在对于被接合构件的粘接工序中能够得到高糙面粘结效应，即使施加振动，仍可维持接合的可靠性。
37.同样，第2凹槽6的第2底面6x，优选喷丸加工面或激光加工面。
38.作为反射膜的装配面的斜面4，优选算术平均粗糙度ra为0.01μm以上且0.5μm以下。若算术平均粗糙度ra为0.01μm以上，则以蒸镀法形成反射膜时，能够得到恰当的糙面粘结效应，若算术平均粗糙度ra在0.5μm以下，则深划痕在斜面4上相对变少，因此粗大的浮置粒子难以附着到划痕的内部。若算术平均粗糙度ra在上述范围，则反射膜的接合强度提高，并且还会抑制反射膜表面的平面度。
39.斜面4的算术平均粗糙度ra，依据jisb0601：2001求得，例如，使用(株)小坂研究所
制表面粗糙度测量机(surfcorder)se500，作为测量条件，触针的半径为5μm，测量长度为2.5mm，截止值为0.8mm即可。
40.图4是将围绕图1(a)～(c)所示的结构体2的贯通孔8的内周面截面进行了放大的示意图，是表示以包括贯通孔8的中心线在内的平面切断的截面的一例的图。
41.围绕结构体2的贯通孔8的内周面，可以具有与存在于晶粒间的晶界相10的露出部10a相比突出的晶粒9。
42.若是这样的结构，则晶界相10会以从晶粒9凹陷的状态定位。因此，与纯水、超纯水等的接触角变小，亲水性(润湿性)进一步提高，因此清洗效率变高。
43.位置计测用镜，在斜面4与反射膜之间具备基底层(未图示)，基底层可以是铬、氧化铬、氧化钇、钛酸镧、氧化硅、氧化钛、氧化铝和铝酸镁中的至少任意一个构成。
44.由这些成分构成的基底层能够提高斜面4与反射膜的密接性，并且能够抑制在斜面4上开口的气孔内所含的水蒸气接触到反射膜而引起的腐蚀。
45.氧化铬、氧化钇、钛酸镧、氧化硅、氧化钛、氧化铝和铝酸镁各组成式，例如为cro、cr2o3、y2o3、latio3、la2ti3o8、sio2、tio2、al2o3和mgal2o4。
46.基底层的厚度，例如优选为10～200nm，特别优选为30～80nm。
47.位置计测用镜，在反射膜的表面之上具备增反射膜(未图示)，增反射膜可以由氧化钇、氟化镁、钛酸镧、氧化硅、氧化钛和氧化铝中的至少任意一种构成。
48.增反射膜能够借助光的干涉效应提高反射率。
49.由这些成分构成的增反射膜，能够提高反射率，并且能够抑制空气中包含的水蒸气接触到反射膜而引起的腐蚀。
50.氧化钇、氟化镁、钛酸镧、氧化硅、氧化钛和氧化铝的各组成式，例如为y2o3、mgf、latio3、la2ti3o8、sio2、tio2、al2o3。
51.另外，增反射膜也可以具备多个由低折射率层、和厚度不同于低折射率层的高折射率层构成的层叠体。
52.成为这样的结构，能够在宽广的波长范围得到高反射率。
53.层叠体中，例如，低折射率层由sio2或mgf构成，高折射率层由nb2o5、tio2或hfo2构成，厚度(物理层厚)之差为1nm以上且50nm以下，层叠体的个数为20个以上(层数为40层以上)。层叠体的厚度合计，例如为400nm以上且3000nm以下。
54.本发明的镜装配构件1中，接合面3具备沿结构体2的纵长方向延伸的多个第1凹槽5、和与该第1凹槽5交叉的多个第2凹槽6，第1凹槽5在两端开口，第2凹槽6中，位于光由反射膜反射这一侧的端部被密封而形成，由此，即使使用粘接剂将其装配在衬底载台100的侧面，反射膜、基底层和增反射膜也难以受到粘接剂收缩造成的影响，能够准确计测衬底载台的位置。
55.本发明的镜装配构件1，可以在斜面4上装配有反射膜的状态下，作为位置计测用镜使用。即，与图5所示的斜面镜104同样，能够接合于衬底载台100等的侧面，对位置进行计测。这时，因为装配在斜面4的反射膜的平面度得到抑制，所以本发明的镜装配构件1可以计测衬底载台100等准确位置。
56.因此，本发明可以恰当地适用于具备接合有位置计测用镜的衬底载台的曝光装置。另外，本发明的位置计测用镜，不仅可以适用于曝光装置，也可以适用于要求准确位置
计测的用途。
57.接下来，对于本发明的镜装配构件的制造方法的一例进行说明。对于结构体是由堇青石为主成分的陶瓷构成的情况进行说明。
58.首先，对于使碳酸镁、氧化铝、氧化硅各粉末按规定比例调合的混合粉末进行预烧，使用粉碎的合成堇青石粉末、氧化铝粉末、碳酸钙粉末，以规定的比例称量，作为一次原料。
59.在此，例如，使一次原料的合计100质量％中包含的氧化铝粉末的含量为3质量％以上，碳酸钙粉末以cao换算的含量为0.4质量％以上且0.6质量％以下，合成堇青石粉末为95质量％以上即可。
60.通过处于这一比率，能够成为40℃～400℃下的平均线膨胀系数的绝对值在0.03ppm/℃以下，比刚性在57gpa
·
cm3/g以上，4点弯曲强度在250mpa以上的陶瓷。
61.为了使陶瓷的机械强度和耐化学药剂性提高，可以在一次原料的合计100质量％中，含有氧化锆的粉末3质量％以下。
62.然后，对此一次原料进行湿法混合后，添加粘合剂而得到浆料。而后，以喷雾造粒法(喷雾干燥法)对浆料进行喷雾、干燥而得到颗粒。将颗粒填充到成形模具中，以等静压成形(橡皮模压)法和粉末压制成形法成形，得到棱柱状的成形体。根据需要，通过切削加工，形成贯通孔后，在大气气氛中，以高于1400℃且1450℃以下的最高温度进行烧成，由此能够得到棱柱状或棱筒状的结构体。
63.此外，在烧成后使压力为100～200mpa，温度为1000～1350℃而进行热等静压压制，由此能够进一步致密化。
64.而后，在研磨后作为接合面的烧成面之中，对于未实施加工的部分施加掩膜，在此状态下，由喷丸加工或激光加工形成凹槽即可。
65.形成凹槽后，取下掩膜，至少对于在研磨后作为斜面的第1烧成面和作为接合面的第2烧成面进行研磨，从而能够得到本发明的镜装配构件。
66.关于研磨的详情，例如，首先，使用平均粒径为1μm的氧化铝的磨粒，在聚氨酯垫上研磨2～10小时。其次，使用平均粒径为1μm的氧化铈磨粒，在聚氨酯垫上研磨2～10小时左右，由此能够得到斜面和接合面。
67.出于降低烧成产生的残余应力等的目的，也可以研磨连接第1烧成面和第2烧成面的第3烧成面和位于结构体的纵长方向两端的端面的至少任意一个。
68.而且，具备基底层、反射膜、增反射膜等的位置计测用镜，例如，能够由真空蒸镀、离子辅助沉积等的蒸镀法，溅射或离子镀形成。
69.符号说明
70.1 镜装配构件
71.2 结构体
72.3 接合面
73.4 斜面
74.5、5a、5b、5c 第1凹槽
75.5x 第1底面
76.6 第2凹槽
77.6x 第2底面
78.7 粘接剂涂布部
79.8 贯通孔
80.9 晶粒
81.10 晶界相
82.10a 露出部
83.100 衬底载台
84.101 衬底
85.102 包围构件
86.103 斜面镜
87.104 镜
88.105 端部。