光源装置、曝光装置以及物品的制造方法与流程

1.本发明涉及光源装置、曝光装置以及物品的制造方法。


背景技术：

2.曝光装置是在作为半导体设备、液晶显示装置等的制造工序的光刻工序中将原版(例如掩模)的图案经由投影光学系统转印到感光性的基板(例如在表面形成有抗蚀剂层的玻璃板)的装置。作为曝光装置的光源，例如使用放电灯，由椭圆形状的反射镜使从放电灯射出的光聚光。
3.另外，为了提高生产率，需要高输出地运用曝光装置的光源。然而，在高输出地运用光源的情况下，有可能由于来自光源的光而使反射镜热变形或者破损。在专利文献1中，公开了通过对反射镜喷吹气体来使被加热的反射镜冷却而抑制反射镜的热变形、破损的内容。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2014-199938号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的课题
8.在反射镜内的温度梯度大的情况下，产生由热引起的应力，有可能反射镜破损。在专利文献1记载的内容中，虽然能够期待使反射镜内的温度梯度降低某种程度的效果，但成为反射镜的热易于向保持反射镜的保持部件逃逸的结构。因此，在反射镜的保持部件附近的区域中，与远离保持部件的区域相比温度变低，作为结果，有可能由于产生由热引起的应力而导致反射镜的破损。
9.因此，本发明的目的在于提供一种有利于降低反射镜内的温度梯度的光源装置。
10.课题的解决手段
11.为了达成上述目的，本发明的一个侧面提供一种光源装置，其特征在于，具有：发光部；反射镜，反射来自所述发光部的光；保持部件，保持所述反射镜；以及基座，固定所述保持部件，所述保持部件与所述基座接触的接触面积小于所述保持部件与所述反射镜接触的接触面积。
12.根据以下(参照附图)对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
13.图1是示出曝光装置的结构的概略图。
14.图2是示出光源装置的结构的概略图。
15.图3是示出第1实施方式中的光源装置的图。
16.图4是示出第2实施方式中的光源装置的图。
17.图5是示出第4实施方式中的光源装置的图。
18.图6是示出第5实施方式中的光源装置的图。
19.(符号说明)
20.111：光源装置；201：发光部；202：反射镜；203：保持部件；204：基座。
具体实施方式
21.以下，根据添附的附图详细说明本发明的优选的实施方式。此外，在各图中，对相同的部件附加相同的附图标记，省略重复的说明。
22.《第1实施方式》
23.曝光装置是对原版(掩模、中间掩模(reticle)等)进行照明而将原版的图案曝光到基板(晶圆、玻璃基板等)的装置。曝光装置例如具有照射原版的照明光学系统和将原版的图案投影到涂敷有感光剂(抗蚀剂)的基板的投影光学系统，在感光剂上形成潜像图案。在本实施方式中，作为在基板上形成图案的曝光装置的一个例子，说明平板显示器(flat panel display，fpd)制造用的曝光装置。
24.图1是第1实施方式中的曝光装置100的概略图。将与基板105的表面垂直的方向(铅直方向)设为z方向，将与z方向垂直的方向分别设为x、y方向。曝光装置100具备照明光学系统101、保持形成有图案的掩模102的掩模载置台103、投影光学系统104、保持基板105的基板载置台106以及用于适当地维持曝光装置100内的环境的腔110。
25.照明光学系统101具备具有曝光装置100的发光部的光源装置111。从光源装置111射出的光经由照明光学系统101而作为曝光的光114照射到掩模102。在照射到掩模102之后，曝光的光114经由投影光学系统104投影到涂敷有感光剂的基板105。
26.图2是示出光源装置111的内部结构的图。光源装置111包括发光部201、反射镜202、保持部件203、基座204、壳体205、供气口207、排气口208、线缆209、电源210。在发光部201中，例如，能够使用汞灯等放电灯。反射镜202以使来自发光部201的光聚光的方式成为椭圆形状的形状，由保持部件203保持。保持部件203为了支撑反射镜202的底面而成为环形形状，由基座204固定。
27.另外，为了使光源装置111的各部分冷却，设置了将气体(例如空气)取入到光源装置111的壳体205的内部的供气口207、用于排出气体的排气口208。从与线缆209连接的电源210对发光部201供给电力。
28.在从发光部201向反射镜202射出光时，反射镜202被光加热，温度上升。另一方面，与基座204相接的保持部件203受到基座204的温度的影响，所以温度比反射镜202低。因此，热从与保持部件203接触的反射镜202的底面逃逸。其结果，反射镜202的底面附近(底面部分)的温度变低，在反射镜内温度梯度变大，从而可能产生由热变形引起的应力。
29.在本实施方式中，通过减小保持部件203与基座204接触的接触面积，能够减小从保持部件203向基座204转移的热量，能够降低从反射镜202的底面向保持部件203转移的热量。其结果，能够降低反射镜内的温度梯度，所以能够抑制由反射镜202的热变形引起的应力。
30.另外，在减小反射镜202与保持部件203接触的接触面积的情况下，有可能保持反射镜的刚性变小。其结果，有可能引起反射镜202的破损、位置精度的降低，所以在本实施方
式中，说明减小反射镜202与保持部件203接触的接触面积的例子。
31.更详细地说明本实施方式所涉及的光源装置111的结构。图3是示出反射镜202、保持部件203、基座204的图。在图3的(a)中，为了减少保持部件203与基座204的接触面积，也可以在基座204中设置槽212a。槽212a能够沿着与保持部件203的接触部分环状地设置。在此，槽212a也可以不一定为环状，例如也可以断续地设置多个。
32.另外，如图3的(b)所示，为了减少保持部件203与基座204的接触面积，也可以在保持部件203中设置槽212b。槽212b能够沿着与基座204的接触部分环状地设置。在此，槽212b也可以不一定为环状，例如也可以断续地设置多个。
33.另外，如图3的(c)所示，为了减少保持部件203与基座204的接触面积，也可以在保持部件203和基座204这两方设置槽212a以及槽212b。槽212a以及槽212b能够环状地设置。相比于在保持部件203和基座204中的某一方设置槽的情况，设置槽212a以及槽212b后的空间变大，所以能够期待更高的效果。
34.通过在保持部件侧的基座204的面以及基座侧的保持部件203的面中的至少一方设置槽212a、槽212b，能够减少保持部件203与基座204接触的接触面积。由此，能够降低从保持部件203向基座204转移的热量。即，相比于未设置槽212的情况，保持部件203与基座204之间的接触热阻更大。接触热阻是指两个物体接触的界面处的热阻。
35.另外，在将保持部件203与基座204接触的接触面积设为s1、将保持部件203与反射镜202接触的接触面积设为s2时，优选满足以下的式(1)。此外，在s1中，不包括x-y平面中的槽212a、槽212b的面积。
36.1/5≤s1/s2≤1/2
…
(1)
37.在不满足式(1)的条件的情况下，无法充分得到本实施方式的效果。例如，在s1/s2小于1/5的情况下，有可能基座204无法充分地固定保持部件203。另外，在s1/s2大于1/2的情况下，保持部件203与基座204之间的接触热阻不怎么变大，反射镜202的热流向基座204，所以由本实施方式得到的效果变小。
38.在本实施方式中，通过设置槽212a、槽212b，相比于不设置槽212a、槽212b的情况，使保持部件203和基座204的接触面积成为1/5到1/2左右。即，在将保持部件203侧的基座204的面所位于的平面(x-y平面)中的槽212a(或者槽212b)的面积设为s3、将基座204侧的保持部件203的面的面积设为s4时，优选满足以下的式(2)。
39.1/2≤s3/s4≤4/5
…
(2)
40.通过设置满足式(2)的条件的槽212a、槽212b，能够使保持部件203与基座204之间的接触热阻增大2倍至5倍左右。
41.根据以上，在本实施方式中，通过设置槽212a、槽212b，能够降低反射镜202内的温度梯度，所以能够抑制在反射镜202的底面部分产生的由热变形引起的应力。
42.《第2实施方式》
43.在第1实施方式中，说明了在保持部件203以及基座204中的至少一方设置槽212a、槽212b来减小保持部件203与基座204接触的接触面积从而增大保持部件203与基座204之间的接触热阻的例子。在本实施方式中，说明使保持部件203与基座204之间的表面粗糙度变粗来减小保持部件203与基座204接触的接触面积从而增大保持部件203与基座204之间的接触热阻的例子。此外，曝光装置100的结构与第1实施方式相同，所以省略说明。另外，关
于在本实施方式中未言及的事项，依照第1实施方式。
44.图4示出本实施方式中的光源装置111的结构。图4的(a)是示出反射镜202、保持部件203、基座204的图。图4的(b)是更详细地示出各部件的表面粗糙度的图。在本实施方式中，如图4的(b)所示，与基座204接触的保持部件203的下表面的表面粗糙度比与反射镜202接触的保持部件203的上表面的表面粗糙度粗。由此，增加保持部件203与基座204之间的接触热阻。
45.另外，也可以通过使与保持部件203接触的基座204的面的表面粗糙度比与保持部件203接触的反射镜202的面的表面粗糙度粗，使保持部件203与基座204之间的接触热阻增加。另外，还能够通过使保持部件202和基座204的两面变粗来得到更大的效果。
46.在本实施方式中，保持部件203与基座204之间的表面粗糙度相比于保持部件203与反射镜202之间的表面粗糙度，优选以算术平均粗糙度计为粗十几倍左右的面。
47.根据以上，在本实施方式中，通过使保持部件203与基座204之间的表面粗糙度变粗，能够降低反射镜202内的温度梯度，所以能够抑制在反射镜202的底面部分产生的由热变形引起的应力。
48.《第3实施方式》
49.在第1实施方式、第2实施方式中，说明了通过减小保持部件203与基座204接触的接触面积来降低反射镜内的温度梯度的例子。在本实施方式中，说明通过将保持部件203设为热传导率低的材质来降低反射镜内的温度梯度的例子。此外，曝光装置100的结构与第1实施方式相同，所以省略说明。另外，关于在本实施方式中未言及的事项，依照第1实施方式。
50.对于本实施方式中的保持部件203，使用热传导率比基座204低的材质。由此，能够降低从反射镜202经由保持部件203向基座204转移的热的量。例如，在基座204由热传导率高的铝等制成的情况下，不锈钢等热传导率低的金属对于保持部件203是有效的。
51.根据以上，在本实施方式中，通过将热传导率低的材质用于保持部件203，能够降低反射镜202内的温度梯度，所以能够抑制在反射镜202的底面部分产生的由热变形引起的应力。
52.《第4实施方式》
53.在本实施方式中，说明通过使用多个保持部件来降低反射镜内的温度梯度的例子。此外，曝光装置100的结构与第1实施方式相同，所以省略说明。另外，关于在本实施方式中未言及的事项，依照第1实施方式。
54.图5示出本实施方式中的光源装置111的结构。在本实施方式中，反射镜202由多个保持部件保持。反射镜202与第1保持部件203a接触地配置。第1保持部件203a与第2保持部件203b接触地配置。第2保持部件203b由基座204固定。第1保持部件203a以及第2保持部件203b为了支撑反射镜202的底面而成为环形形状。
55.在有多个上述保持部件的情况下，相比于保持部件为1个的情况，部件接触的接触面的数量增加。在接触面中产生大的接触热阻，所以由于接触面增加，反射镜202的热变得不易向基座204逃逸。此外，在本实施方式中，说明了保持部件的数量为2个的情况，但不限于此，也可以是3个以上。
56.根据以上，在本实施方式中，通过使用多个保持部件203，能够降低反射镜202内的
温度梯度，所以能够抑制在反射镜202的底面部分产生的由热变形引起的应力。
57.《第5实施方式》
58.在本实施方式中，说明通过对反射镜202喷吹冷却用的气体来降低反射镜内的温度梯度的例子。此外，曝光装置100的结构与第1实施方式相同，所以省略说明。另外，关于在本实施方式中未言及的事项，依照第1实施方式。
59.图6示出本实施方式中的光源装置111的结构。供气管601对反射镜202喷吹冷却用的气体602。由此，反射镜202被冷却，反射镜202的温度降低。其结果，与保持部203的温度差降低，能够降低从反射镜202流向基座204的热。因此，反射镜202内的温度梯度被抑制。另外，也可以通过使用多个供气管601对反射镜202喷吹更多的冷却用的气体602来得到更大的冷却效果。
60.根据以上，在本实施方式中，通过喷吹冷却用的气体602，能够降低反射镜202内的温度梯度，所以能够抑制在反射镜202的底面部分产生的由热变形引起的应力。
61.另外，光源装置111优选为使基座204与保持部件203之间的接触热阻相对于反射镜202与保持部件203之间的接触热阻成为几十倍左右的值。此外，第1～5实施方式也可以分别组合实施，通过适当地组合实施第1～5实施方式，能够提高本发明的效果。
62.《物品的处理的实施方式》
63.本发明的实施方式所涉及的物品的制造方法例如适合于制造平板显示器(fpd)。本实施方式的物品的制造方法包括：使用上述曝光装置在涂敷到基板上的感光剂中形成潜像图案的工序(对基板进行曝光的工序)；以及对在上述工序中形成潜像图案后的基板进行显影的工序。而且，上述制造方法包括其他公知的工序(氧化、成膜、蒸镀、掺杂、平坦化、蚀刻、抗蚀剂剥离、切割、粘合、封装等)。本实施方式的物品的制造方法相比于以往的方法，在物品的性能、品质、生产率、生产成本中的至少1个方面更有利。
64.以上，说明了本发明的优选的实施方式，但本发明当然不限定于这些实施方式，而能够在其要旨的范围内进行各种变形以及变更。
65.根据本发明，能够提供有利于降低反射镜内的温度梯度的光源装置。