CN1826547A - 光学元件保持装置、镜筒、曝光装置及设备的制造方法 - Google Patents

Abstract

光学元件保持装置的框部件(41)一体备有：内环(51)、外环(52)、6个臂(53a1...53c2)以及与各臂连接的杠杆(54)。各臂可旋转地连接在内环和杠杆上。杠杆可相对外环旋转。根据位移模块所引起的杠杆的位移，调整内环的姿势和光学元件的姿势。

Description

光学元件保持装置、镜筒、曝光装置及设备的制造方法

技术领域

本发明涉及保持光学元件的光学元件保持装置、备有该保持装置的镜筒和曝光装置、以及使用该曝光装置的设备的制造方法。

背景技术

图17及图18表示一种光学元件保持装置，该光学元件保持装置被设置于在半导体元件、液晶显示元件、摄影元件、薄膜磁头、掩模原版、光掩模等的制造工艺的光刻工序中所使用的曝光装置上。以往的光学元件保持装置包括圆环状的框体302和3个夹紧部件306。在框体302的内周面上隔开相等角度地形成有3个支承面(突起)304，它们用来支承透镜等光学元件301。在框体302的上表面，螺纹孔在与3个支承面304相对应的位置上形成有3个螺纹孔305。可通过螺栓307将夹紧部件306安装到螺纹孔305中。

通过紧固螺栓307，而将光学元件301的外缘301a保持在夹紧部件306与支承面304之间。

随着半导体元件的高度集成化，越来越要求曝光装置能对更细微的图形进行曝光。具体来说，要求曝光装置具有极少出现波面像差和失真的投影光学系统。为了与该要求相适应，则需要对光学元件301的光轴进行精密定位，将光学元件301安装在投影光学系统中。

以往，光学元件301的定位是按如下方式进行的。首先，将光学元件301保持于框体302。然后，使该框体302的外周面和底面分别与镜筒的内周和承接部卡合，从而将框体302安装在镜筒中。由此，对光学元件301的光轴进行定位。将框体302安装在镜筒上时几乎没有自由度，将框体302安装在镜筒上的操作是需要细心谨慎的烦杂作业。

光学元件301被夹紧部件306和支承面304夹持，并在几乎无自由度的状态下保持于框体302上。若相对于镜筒稍微倾斜地安装框体302，此时框体302可能会承受过大的载荷而产生变形。若框体302发生变形，则由该变形引起的无法预测的应力作用在光学元件301上，有可能使光学元件301的光学面的精度降低。

为了以高精度对更细微的图案进行曝光，近年来的半导体制造用的曝光装置使用波长更短的曝光光线。例如，使用称为i线(λ＝365nm)的紫外光、KrF准分子激光(λ＝248nm)、ArF准分子激光(λ＝193nm)的远紫外光，还使用短波长的F₂激光(λ＝157nm)。在使用这种波长较短的曝光光线的曝光装置中，为了最大限度地发挥因曝光光线的短波长化得到的成像功能，而有必要对镜筒内的光学元件的位置进行调整。例如，对光学元件保持装置具有如下要求：能对光学元件301相对于框体302的姿势进行细微调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学元件保持装置，该光学元件保持装置能够既简单且高精度地对光学元件进行定位，并且还能够对光学元件的姿势进行细微调整。此外，本发明的另一目的在于提供一种可提高曝光精度的曝光装置。本发明在此基础上的又一目的在于提供一种设备的制造方法，该方法可以高成品率地生产高集成度的设备。

为了实现上述目的，本发明的第1方案提供一种光学元件保持装置，包括：框部件；保持部件，设置于上述框部件的内侧以保持光学元件；姿势调整机构，设置于上述框部件和上述保持部件之间，使上述保持部件移动，以6个自由度来调整上述光学元件相对于上述框部件的姿势。

本发明的第2方案提供一种光学元件保持装置，包括：框部件；保持部件，设置于上述框部件的内侧以保持光学元件；位移部件，设置在上述框部件上，在第1位移方向上以第1位移量进行位移；连杆机构，设置在上述框部件与上述保持部件之间，接受上述位移部件的位移，在与上述第1位移方向相交叉的第2位移方向上以小于上述第1位移量的第2位移量进行位移。

本发明的第3方案提供一种光学元件保持装置，可对具有光轴的光学元件的位置、和上述光轴的朝向进行细微调整。该保持装置包括：支承光学元件的内环部；上述内环部的外侧的外环部；连结上述内环部和上述外环部的至少3个连杆机构；调整机构，安装在上述外环部上以调整上述各连杆机构的位移量，上述至少3个连杆机构进行位移，容许上述内环部相对于上述外环部以6个自由度进行移动，上述内环部、上述外环以及上述至少3个连杆机构一体形成在一个刚体上。

本发明的第4方案提供一种镜筒，该镜筒包括保持至少1个光学元件的光学元件保持装置。

本发明的第5方案提供一种曝光装置，该曝光装置包括：形成规定图案的像的掩模；将上述像转印到上述基板上的投影光学系统，上述投影光学系统包括保持至少1个光学元件的光学元件保持装置。

本发明的第6方案提供一种设备的制造方法，具有光刻工序，在该光刻工序中包含使用上述曝光装置进行曝光。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的曝光装置的概略图。

图2是图1的光学元件保持装置的立体图。

图3A是图1的光学元件保持装置的俯视图，图3B是图3A的局部放大图。

图4是沿图3中4-4线的剖视图。

图5是图2的框部件的臂的放大俯视图。

图6是图5的局部放大图。

图7是沿图5中7-7线的剖视图。

图8是在与光学元件的光轴相正交的平面中的图2的框部件的剖视图。

图9是图2的各连杆机构的示意立体图。

图10是表示图9的第1连杆机构的放大俯视图。

图11是图2的内环及臂的示意立体图。

图12A是图2的内环及臂的示意俯视图，图12B是图12A的局部放大图。

图13是图2的内环及臂的示意侧视图。

图14是变更例的位移模块的剖视图。

图15是设备的制造工序的流程图。

图16是图15的基板处理工序的详细流程图。

图17是以往的光学元件保持装置的分解立体图。

图18是图17的光学元件保持装置的剖视图。

具体实施方式

下面，对基于本发明的一实施方式的曝光装置、镜筒及光学元件保持装置进行说明。

图1是半导体元件制造用的曝光装置31的概略图。曝光装置31包括：光源32、照明光学系统33、保持作为掩模用的掩模原版Rt的掩模原版台34、投影光学系统35、和支承作为基板的晶片W的晶片台36。

光源32激发例如波长193nm的ArF准分子激光和波长157nm的F₂激光。照明光学系统33包括：没有图示的蝇眼透镜、自焦透镜等光电组成模块、转像透镜、聚光透镜等各种透镜系统以及孔径光阑。从光源32射出的激光通过照明光学系统33，而被调整成可均匀照明掩模原版Rt上的图案的曝光光线EL。

掩模原版台34具有载置面，在该载置面上放置有掩模原版Rt。对掩模原版台34进行配置，使得在照明光学系统33的照射侧、即投影光学系统35的物体面侧(曝光光线EL的入射侧)处，载置面与投影光学系统35的光轴几乎正交。

投影光学系统35备有多个光轴一致的光学元件37。多个光学元件37被收容在组合结构的镜筒39中，所述镜筒39是将多个的镜筒模块39a层叠并组装而成的。各光学元件37由光学元件保持装置38被保持成几乎水平。在各镜筒模块39a上设置有光学元件保持装置38。在本实施方式中，镜筒模块39a和光学元件保持装置38是一体形成的。

晶片台36具有载置面，在该载置面上放置有掩模原版Rt。在投影光学系统35的像面侧(曝光光线EL的射出侧)，晶片台36的载置面与投影光学系统35的光轴相交叉。曝光光线EL所照明的掩模原版Rt上的图案的像，通过投影光学系统35而缩小到规定的缩小倍率，被投影并转印到晶片台36的晶片W上。

下面，对光学元件保持装置38进行说明。图2是光学元件保持装置38的立体图，图3A是光学元件保持装置38的俯视图，图3B是图3A的局部放大图，图4是沿图3A中4-4线的剖视图。如图4所示，光学元件37是由合成石英、萤石等具有规定以上的破坏强度的玻璃材料形成的。在光学元件37的周边部形成有凸缘部37a。如图2所示，光学元件保持装置38包括：具有与其它光学元件保持装置(镜筒模块)相连接的连结部40的框部件41；经由支承部件42对光学部件37进行保持的透镜框框体43。

如图2及图3所示，框部件41和透镜框框体43均大致为圆环形。如图4所示，透镜框框体43配置于框部件41的内侧，通过多个螺栓45固定在形成于框部件41的内周面上的阶梯部44上。如图3A所示，在透镜框框体43上，隔开相等的角度地配置有3个支承部件42。

作为支承部件42来说，可以使用公知的光学元件的支承部件，例如在特开2002-162549号公报中记载的光学元件保持装置。支承部件42具有基台部件46(参照图4)和夹紧部件47，通过基台部件46和连结部件47来夹持光学元件37的凸缘部37a。基台部件46具有板簧结构，用于将从支承部件42的外部传递到支承部件42上、并对光学元件37的光学面的状态施加影响的要因(例如曝光装置31的主体、框部件41的连结部40等微小表面粗糙、表面起伏等)吸收。通过该板簧结构，光学元件37经由支承部件42、透镜框体43及框部件41而被安装在外部的装置上，在此状态下，可使光学元件37的光学面保持在良好的状态。

框部件41包括：形成保持部件及内侧框部件的内环51；外环52；成为第1连杆部的臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2；成为第2连杆部的杠杆54；成为第3连杆部的支承连杆55。臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2和杠杆54，成为调整内环51的姿势从而调整光学元件37的姿势的姿势调整机构50。内环51、外环52、臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2、杠杆54以及支承环55，通过例如线切割以及电火花加工形成在由一结构体(刚体)构成的框部件41上。内环51和外环52，经由臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2、、杠杆54以可相对移动的方式连接，或者经由内环外环臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2、杠杆54和支承连杆55以可相对移动的方式连接。

如图3A所示，臂53a1和臂53a2这一对臂构成第1连杆机构53a，臂53b1和臂53b2这一对臂构成第2连杆机构53b，臂53c1和臂53c2这一对臂构成第3连杆机构53c。第1～第3连杆机构53a、53b、53c隔开相等角度地配置在以光学元件37的光轴AX为中心的圆上。

下面，参照图5～7，对第1连杆机构53a进行说明。第2及第3连杆机构53b、53c具有与第1连杆机构53a相同的结构。图5是图3中的成对的臂53a1和臂53a2附近的放大图。图6是臂53a1的放大图。图7是沿图5的7-7线的剖视图。如图5及图6所示，在各臂53a1、53a2的第1端部及第2端部上，分别形成有元件侧枢轴(第1头部)58和框侧枢轴(第2头部)59。各枢轴58、59形成在一对贯通孔56之间。此外，各臂53a1、臂53a2由一对贯通孔56和从各贯通孔56延伸的狭缝57划分。元件侧枢轴58将相关联的臂53a1、臂53a2以相对于内环51可旋转的方式连结。框侧枢轴59将将相关联的臂53a1、臂53a2以相对于杠杆54可旋转的方式连结。

如图7所示，框部件41具有与光学元件37的光轴AX大致正交的第1面60和第2面63。在第1面60上形成有：以元件侧枢轴58为中心的小开口凹部61a、和以框侧枢轴59为中心的大开口凹部(掏空部)62a。大开口凹部62a具有的开口要大于小开口凹部61a的开口，并且其比小开口凹部61a挖入更深。例如通过电火花加工来加工第1面60，从而形成小开口凹部61a及大开口凹部62a。第2面63与第1面60相互平行，并位于与第1面60相反的一侧。在第2面63上，形成有以元件侧枢轴58为中心的大开口凹部62b、和以框侧枢轴59为中心的小开口凹部61b。小开口凹部61b以及大开口凹部62b，分别与小开口凹部61a以及大开口凹部62a相同。

小开口凹部61a、61b的深度较浅，与此相对，大开口凹部62a、62b的深度较深。元件侧枢轴58形成在第1面60的附近，框侧枢轴59形成在第2面63的附近。由于采用这种结构，各臂53a1、53a2在框部件41的厚度范围内，等同于以相对于光学元件37的光轴AX倾斜状态配置的刚体。

如图11所示，在各臂53a1、53a2中，将连接元件侧枢轴58和框侧枢轴59的假想直线，配置在节平面(第1平面)Pt内，该节平面包括以光轴AX为中心的圆的切线。臂53a1的假想直线和臂53a2的假想直线相对于包含光学元件37的光轴AX、且与节平面Pt正交的平面、即沿光学元件37的径向延伸的放射平面(第2平面)Pr大致对称。

如图3A所示，在第1～第3的连杆机构53a、53b、53c之间配置有杠杆54，这些杠杆分别呈细长状。如图5所示，在杠杆54的第1端部处，接近框部件41的内周侧的一部分经框侧枢轴59可旋转地与各臂53a1、53a2的第2端部相连结。此外，在杠杆54的第1端部处，靠近框部件41的外周侧的一部分经由支点枢轴66可旋转地与外环52相连接。支点枢轴66形成在一对贯通孔67之间，该贯通孔67沿着厚度方向贯通框部件41。此外，杠杆54由一对贯通孔67、和从各贯通孔67延伸并在厚度方向上贯通框部件41的一对狭缝68来划分。此外，配置支点枢轴66，使连接其支点枢轴66与框侧枢轴59的直线、与连接框侧枢轴59和元件侧枢轴58的直线相正交。

如图8所示，在杠杆54的第2端部的附近设有支承连杆55。支承连杆55包括第1支承连杆69和第2支承连杆70。第1支承连杆69、第2支承连杆70由沿着厚度方向贯通框部件41的一对贯通孔71、和从各贯通孔71延伸且沿厚度方向贯通框部件41的一对狭缝72划分。

将第1支承连杆69的第1端部，经由前端侧支承枢轴73可旋转地连接在杠杆54的第2端部的附近。此外，在第1支承连杆69的第2端部处，经由中间支承枢轴74而可旋转地与第2支承连杆70的第1端部相连接。中间支承枢轴74与第2支承连杆70、第1支承连杆69成直角连接。前端侧支承枢轴73、中间支承枢轴74以及杠杆54的支点枢轴66配置于一直线上。

第2支承连杆70的第2端部经由基端侧支承枢轴75而可旋转地与框部件41连接。基端侧支承枢轴75与前端侧支承枢轴73以及中间支承枢轴74相比其壁较厚。各支承枢轴73、74、75形成在贯通孔71之间。

如图3B所示，在框部件41的第1面60上，在杠杆54的第2端部的附近设有弹簧收容凹部76。在各弹簧收容凹部76内配置有一对施力弹簧77。各施力弹簧77架设在杠杆54与外环52之间，对杠杆54的第2端部向外环52施力。另外，在框部件41第2面63上也可以配置弹簧收容凹部76和一对施力弹簧77。

如图2所示，在外环52的连结部40上，形成有多个螺栓孔80，这些螺栓孔80用来与其它镜筒模块39a相连结。在框部件41的第1面60上，形成有沿着连结部40延伸的环状槽81。在环状槽81中收容有o型环(未图示)，在层叠着多个镜筒模块39a的状态下，使镜筒39的内部和外部之间保持气密。

如图2以及图8所示，在外环52的侧面上，在与施力弹簧77的施力方向几乎相同的方向上形成的位移模块安装孔83中，收容着形成位移部件的位移模块82。位移模块82包括：作为抵接部的位移杆84、调整垫片85、调整按钮86、调整基板87。在调整垫片85和调整按钮86中至少有一个部件起到变更部件的功能。在位移模块安装孔83中，嵌入有位移杆壳体89。位移杆84可滑动地插入位移杆壳体89内。通过安装在位移杆壳体89的外面上的2个o型环88、位移杆84与位移杆壳体89之间的o型环90确保框部件41的内部和外部之间的气密。位移杆84呈两端面平坦的圆柱状。位移杆84的一端面与球面凸出部92相抵接，该球面凸出部92经双头螺栓91而被安装在杠杆54的第2端部的附近。

支承螺栓93贯通并螺纹连接在调整基板87的中央。在支承螺栓93的前端安装有调整垫片85以及调整按钮86。调整按钮86的前端呈近似球面状。在调整基板87通过定位销94安装在框部件41上的状态下，调整按钮86的前端与位移杆84的基端面相抵接。

调整垫片85是从厚度以1μm为单位的多个不同的垫片中选择出的一个垫片，调整按钮86是从高度以0.1mm为单位的多个不同的按钮中选择出的一个按钮。根据调整垫片85的厚度与调整按钮86的高度来改变位移杆84的位移量。即，通过选择不同厚度的调整垫片85和不同高度的调整按钮86，就可改变位移杆84施加给杠杆54的位移力(驱动力F)。所谓位移力是指：将已安装的调整垫片85以及调整按钮86更换成其它的调整垫片85以及调整按钮86时所产生的力，也称为“驱动力F”。此外，调整按钮86和调整垫片85分别用于驱动力F的粗调整和细微调整。

如图8所示，在外环52的侧面上，在与位移模块安装孔83相邻接而形成的调整模块安装孔98中，收容有作为调整部件的调整模块97。调整模块97备有：调整杆99、调整杆壳体100和位置调整螺纹件101。

调整杆99可滑动地在调整模块安装孔98内插通。在调整杆99与调整模块安装孔98之间设置有o型环102，通过该o型环102可使框部件41的内部和外部之间保持气密。调整杆99的前端是球面状，另一端是平面(以下称为基端面)。当调整杆99移动到杠杆54侧时，调整杆99的前端与杠杆54的侧面相抵接。在调整杆99的基端面上形成有沿着调整杆99的纵轴延伸的螺纹孔103。在调整杆99的另一端上形成有止转部104，其与调整模块安装孔98的内周面卡合，防止调整杆99的旋转。

调整杆壳体100包括：保持板105，保持与调整杆99的螺纹孔103旋合的位置调整螺纹件101；止动板106，防止位置调整螺纹件101的脱落。在保持板105的中央部，形成有带有阶梯的收容孔107。位置调整螺纹件101可旋转地插通保持板105，位置调整螺纹件101的头部101a与收容孔107的阶梯部108卡合。此外，在位置调整螺纹件101的头部101a上形成有扳手孔101b，其与六角扳手等夹具卡合。在止动板106的中央部形成有通孔110，其与止动板106和保持板105接合，并通过螺栓109固定在框部件41上，在这种状态下，可将夹具插入位置调整螺纹件101的扳手孔101b中。通孔110的开口直径小于位置调整螺纹件101的头部101a的直径。在止动板106与保持板105相接合的状态下通过固定在框部件41上，可防止位置调整螺纹件101的脱落。

接下来，依据图9～图13中所示的模型对光学元件保持装置38的动作进行说明。在图9中，用6个刚体轴表示臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2，以简单的形状表示内环51、外环52以及各杠杆54。图10是图9的第1连杆机构53a的放大图。

如图9所示，各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2相对于内环51可旋转地连接于内环51上，还相对于杠杆54的第1端部可旋转地连接于杠杆54的第1端部上。进而，杠杆54可旋转地连接于外环52上。由此，内环51的姿势相对于外环52可以进行6个自由度的调整。换言之，内环51借助臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2与杠杆54，以可运动的方式支承在外环52上。

各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的第2端部与杠杆54相连接。若在位移杆壳体89内使位移杆84位移，则杠杆54产生位移，并将该位移传递给内环51，而不会产生间隙和滞后。通过6个臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的协同作用，内环51的姿势产生变化而不会产生间隙和滞后。根据各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的倾角的变化量来改变内环51的姿势。此外，即使各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的倾角改变，在内环51上也不会产生不能预测的应变。由此可根据各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的位移量来计算内环51的姿势。

在光学保持元件装置38中，光学元件37经由支承部件42支承于内环51。通过调整内环51的姿势，来调整光学元件37的姿势。为了不使光学元件37产生不能预测的应变，重要的是，在改变内环51的姿势时，要使内环51不产生应变。此外，可调整内环51的姿势而不会伴随间隙和滞后产生，这在高精度地调整光学元件37的姿势中是必不可少的。

下面，进一步具体说明内环51的姿势调整。在图11中以示意性表示内环51以及臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2。图12A是图11的俯视图。

如图12A所示，由6个臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2构成的3个连杆机构53a、53b、53c，按等角度的间隔配置在以光学元件37的光轴AX为中心的圆上。如图11所示，臂53a1和臂53a2、臂53b1和臂53b2、臂53c1和53c2，各对臂分别配置在与光轴AX平行且包含上述圆的切线的节平面Pt上。即2个臂53a1和臂53a2、臂53b1和臂53b2、臂53c1和53c2，不配置在扭转的位置上，臂53a1(53b1、53c1)的延长线与臂53a2(53b2、53c2)的延长线一定在相关联的节平面Pt内相交叉。臂53a1和臂53a2、臂53b1和臂53b2、臂53c1和53c2，分别相对于包含光轴AX且与节平面Pt正交的放射平面Pr对称。

如图11所示，将通过2个臂53a1和臂53a2(臂53b1和臂53b2、臂53c1和53c2)的框侧枢轴59并与光学元件37的光轴AX相交的平面、与节平面Pt两者的交线规定为驱动线L1。各框侧枢轴59在驱动线L1上移动，由此使内环51位移。

如图11所示，将第1连杆机构53a的两个臂53a1、53a2的延长线的交点设为第1假设枢轴PVa。将第2连杆机构53b的两个臂53b1、53b2的延长线的交点设为第1假设枢轴PVb。将第3连杆机构53a的两个臂53c1、53c2的延长线的交点设为第3假设枢轴PVc。以包含3个假设枢轴PVa、PVb、PVc的平面设为枢轴平面Ppv。如图11可知，在使各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的各框侧枢轴59不发生位移的状态(基准状态)下，枢轴平面Ppv与光学元件37的光轴AX相互正交。在枢轴平面Ppv上，将通过3个假设枢轴PVa、PVb、PVc的圆中心设为观测点C。在基准状态下，观测点C位于光学元件37的光轴AX上。

对以下直角坐标系进行定义。图12A、12B的虚线表示基准状态。将基准状态中的观测点C的位置设为原点，将与第1连杆机构53a相对应的节平面Pt的法线方向设为Y轴。将从原点向着节平面Pt的朝向设为正向。在枢轴平面Ppv上X轴与Y轴相互正交。将光学元件37的光轴AX设为Z轴。在Z轴上以向上的方向为正向。

内环51相对于外环52的姿势调整中的6个自由度包括：在直角坐标系中，沿各轴平行移动(平动)的3个自由度、绕各轴旋转的3个自由度。另外，绕Z轴的旋转是枢轴平面PPV的旋转，而绕X轴的旋转与绕Y轴的旋转均与枢轴平面Ppv的倾斜相关联。

若各框侧枢轴59发生位移，则内环51的姿势变化，观测点C位移。将沿着各轴方向的观测点C的位移分量设为dx、dy、dz。通过使各光学元件37产生极微小的位移，则可进行投影光学系统35的像差控制用的光学元件37的姿势调整。由此，在位移极其微小的情况下，可以考虑将内环51的姿势变化作为绕X、Y、Z各轴的旋转量dθx、dθy、dθz来进行线性分解。绕各坐标轴的旋转的符号是相对各坐标轴的正向而根据右手旋法则。即，以看到各坐标轴的正向向右旋转(顺时针旋转)旋转为正。根据上述定义，(内环51的姿势变化矢量ΔI可表示成(1)。

[数1]

$\mathrm{\Δ}\stackrel{\→}{I}={\left(\begin{array}{cccccc}\mathrm{dx}& \mathrm{dy}& \mathrm{dz}& \mathrm{d\θx}& \mathrm{d\θy}& \mathrm{d\θz}\end{array}\right)}^T\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

指数T表示将6×1矩阵记载成1行用的转置。

与此相对，随着各臂的倾角变化而产生的各框侧枢轴59的位移，仅可沿着驱动线L1进行直线移动，其自由度为1。若分别将6个框侧枢轴59的位移量规定为δ1～δ6，则可用(2)式表示相对于内环51的输入位移矢量Δp。

[数2]

$\mathrm{\Δ}\stackrel{\→}{p}={\left(\begin{array}{cccccc}\mathrm{\δ}1& \mathrm{\δ}2& \mathrm{\δ}3& \mathrm{\δ}4& \mathrm{\δ}5& \mathrm{\δ}6\end{array}\right)}^T\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

并且，如上所述，施加到各框侧枢轴59上的位移，为了直线地、不产生间隙和滞后地传递给内环51，则内环51的姿势变化矢量ΔI相对于输入位移矢量Δp，按1∶1进行对应。由此，可考虑将输入位移矢量Δp与姿势变化矢量ΔI的关系进行一次变换，若将变换矩阵取为(6×6矩阵)的话，则可用(3)式来表示姿势变化矢量ΔI。

[数3]

$\mathrm{\Δ}\stackrel{\→}{I}=\mathrm{A\Δ}\stackrel{\→}{p}\·\·\·\·\·\·\left(3\right)$

转换矩阵A用(4)式来表示。

[数4]

$A=\left(\begin{array}{cccccc}{\stackrel{\→}{a}}_1& {\stackrel{\→}{a}}_2& R{\stackrel{\→}{a}}_1& R{\stackrel{\→}{a}}_2& R^2{\stackrel{\→}{a}}_1& R^2{\stackrel{\→}{a}}_2\end{array}\right)\·\·\·\·\·\·\left(4\right)$

另外

${\stackrel{\→}{a}}_1={\left(\begin{array}{cccccc}-\frac{1}{3}& 0& \frac{1}{6\tan \mathrm{\θ}}& \frac{1}{3r\tan \mathrm{\θ}}& 0& \frac{1}{6r}\end{array}\right)}^T\·\·\·\·\·\·\left(5\right)$

${\stackrel{\→}{a}}_2={\left(\begin{array}{cccccc}\frac{1}{3}& 0& \frac{1}{6\tan \mathrm{\θ}}& \frac{1}{3r\tan \mathrm{\θ}}& 0& -\frac{1}{6r}\end{array}\right)}^T\·\·\·\·\·\·\left(6\right)$

R是绕Z轴旋转120°的旋转矩阵，θ是各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2与驱动线L1所成角的角度，r是以光学元件37的光轴AX为中心的假设枢轴PVa、PVb、PVc的排列圆的半径。此外，通过适当确定角度θ以及120°旋转矩阵R，可实现内环51的姿势调整精度、分解能以及可动范围的最佳化。

变换矩阵A可很容易根据几何学的考察来进行公式化，在变换矩阵A中存在逆矩阵。由此，(3)式可如(7)式那样变形。

[数5]

$\mathrm{\Δ}\stackrel{\→}{p}=A^{-1}\mathrm{\Δ}\stackrel{\→}{I}\·\·\·\·\·\·\left(7\right)$

这样，在光学元件保持装置38中，可利用简单的计算来求出如下结果，即：实现从投影光学系统35的光学调整的观点来说确定的光学元件37的姿势变化矢量ΔI用的各框侧枢轴59的驱动量，即输入位移矢量Δp。

下面，对于各框侧枢轴59的驱动方法进行说明。

如图9以及10所示，在外环52的内侧，分别经支点枢轴66连接有6个杠杆54。在与光学元件37的光轴AX正交的平面内，各杠杆54能以关联的支点枢轴66为支点进行旋转。在各杠杆54中，在与支点枢轴66相连接的一端部上，经由框侧枢轴59而连接有臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2。配置杠杆54，使框侧枢轴59在关连的节平面Pt内位移。在杠杆54的纵长方向中，与连接有支点枢轴66的一端部不同的端部(另一端部、框侧枢轴59的对角位置)是杠杆54的力点PF。若在力点PF施加来自外部的驱动力F，则杠杆54能以支点枢轴66为中心进行旋转。

如图10所示，杠杆54具有与梯形类似的几何学平面形状。支点枢轴66与框侧枢轴59之间的斜边111相对于节平面Pt大体呈直角。将杠杆54的外环52侧的边112的长度，即支点枢轴66与力点PF之间的距离设为α，将斜边111的长度设为β。当在力点PF上施加了驱动位移ΔL之后，在框侧枢轴59上所产生的位移量δL变成β/α×ΔL。即，利用杠杆54的形状，始终将施加在力点PF上的驱动位移ΔL缩小到β/α倍进行传递。这样，缩小从外部施加的位移，并将该位移传递给各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2，进而传递给内环51，可对光学元件37进行高精度、高分解能下的姿势调整。杠杆54将由驱动力F所带来的光学元件37的直径方向的位移变换为光学元件37的切线方向的位移。

若仅用支点枢轴66使杠杆54支承在外环52上，则有可能导致其支承刚性不足。如图8所示，在本实施方式中，在杠杆54的纵长方向上，杠杆54的与连接在支点枢轴66上的一端部相反一侧的另一端部，经由支承连杆55而被支承在外环52上。由此，杠杆54相对于外环52为双点支承状态，从而以充分的刚性被稳定地支承。

支承连杆55的第1支承连杆69，配置在连接支点枢轴66与前端侧支承枢轴73的直线的延长线上。因此，对力点PF施加驱动力F，从而杠杆54的一端部以支点枢轴66为中心转动时，可通过支承连杆55的位移使杠杆54稳定地旋转。使第2支承连杆70支承在外环52上的基端侧支承枢轴75比支承连杆55的其它支承枢轴73、74厚，因此不会影响到杠杆54的旋转性能，可进一步提高杠杆54的支承刚性。

下面，对于光学元件37的姿势调整操作进行说明。

首先，使夹具与调整模块97的位置调整螺纹件101的扳手孔卡合。对夹具进行操作，使位置调整螺纹件101旋转到调整杆99的前端抵接到杠杆54的位置。然后从框部件41上拆下位移模块82上的调整基板87。由此，位移杆84对球面凸出部92施加的推压力会消失，从而解除杠杆54的力点PF的驱动位移ΔL。为此，杠杆54在施力弹簧77的作用力的作用下，将向外环52侧旋转。但是，因为杠杆54与调整杆99相抵接，所以杠杆54配置在规定的位置上而不与外环52的内周面相抵接。

在该状态下，从框部件41上拆卸下调整垫片85、调整按钮86和调整基板87。另外，即使是在拆卸下调整垫片85以及调整按钮86的状态下，位移杆84经由位移杆壳体89存留在位移模块安装孔83内。o型环88和o型环90分别加装于位移杆84和位移杆壳体89之间、以及位移杆壳体89和位移模块安装孔83的内周面之间。由此，即使是在拆卸下调整垫片85以及调整按钮86的状态下，也可保持光学元件保持装置38的内外之间的气密性。

将调整垫片85以及调整按钮86更换成适当厚度，将调整基板87安装在框部件41上。根据调整垫片85以及调整按钮86的厚度，在位移模块安装孔83中的位移杆84的位置发生变更。通过位移杆84的位移来改变球面凸出部92的位置，改变杠杆54相对于力点PF施加的推压力，从而在杠杆54上施加驱动位移ΔL。仅用驱动位移ΔL来旋转杠杆54，于是各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的各框侧枢轴59沿着关连的驱动线L1位移。

此时，由位移模块82施加的驱动位移ΔL，按规定的倍率缩小，并被传递给各框侧枢轴59。各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的位移经各元件侧枢轴58而在内环51中被合成。由此，内环51的姿势，从例如图12A以及图13中用虚线表示的上表面位于与光学元件37的光轴相正交的平面上的姿势，向着用实线表示的上表面相对于光轴AX倾斜的姿势变更。伴随着内环51的姿势变化，对光学元件37的姿势进行调整。

对内环51的姿势变更和各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的位移相关联地进行简单的说明。

例如，在各连杆机构53a、53b、53c中，若使成对的各臂53a1和53a2、53b1和53b2、53c1和53c2的框侧枢轴59位移相同的位移量而相互接近，则内环51经由元件侧的枢轴58而沿着光学元件37的光轴AX向上方平行移动。反之，若使成对的各臂53a1和53a2、53b1和53b2、53c1和53c2的各框侧枢轴59位移相同的位移量而相互分离，则内环51经由元件侧枢轴58而向光学元件37的光轴方向的下方平行移动。此外，若使成对的各臂53a1和53a2、53b1和53b2、53c1和53c2的各框侧枢轴59都向着相同方向位移相同的位移量，则内环51经由元件侧枢轴58而在与光学元件37的光轴AX相互正交的平面内旋转。在多个连杆机构53a、53b、53c中，通过使各框侧枢轴59的位移量不同，从而可使内环51经由元件侧枢轴58而相对于光学元件37的光轴AX倾斜希望的角度。

由此，通过分别设定6个臂53a1和53a2、53b1和53b2、53c1和53c2的各框侧枢轴59的位移量，可将光学元件37调整为任意的姿势。各框侧枢轴59的位移量根据驱动位移ΔL来规定，该驱动位移ΔL是对经由杠杆54卡合到框侧枢轴59上的位移模块82施加的。通过改变位移模块82中内含的调整垫片85以及调整按钮85的厚度，可容易地对驱动位移ΔL进行调整。

利用本实施方式可获得以下优点。

(1)光学元件保持装置38包括：框部件41、在框部件41内侧保持光学元件37的支承部件42。在框部件41和支承部件42之间设置有姿势调整机构50，其可用6个自由度来调整支承部件42和光学元件37相对于框部件41的姿势。在将光学元件37安装在镜筒39内的状态下，可调整光学元件37的姿势。此外，可容易且高精度地对光学元件37进行定位。将镜筒模块39a层叠来形成镜筒39时，不管框部件41的连结部40的面精度如何，也可将光学元件37的光学面调整为良好的状态。此外，在将框部件41收容在镜筒内时，可使光学元件37的光学面与安装框部件41的镜筒的内周面的形状无关地保持在良好的状态。在已将光学元件37收容在镜筒39内的状态下，可对各光学元件37的相对位置进行细微调整。由此，光学元件保持装置38可提高投影光学系统35的光学性能。

(2)对安装有光学元件37的透镜框体43进行保持的内环51、固定侧的外环52和配置在两环51、52之间的姿势调整机构50一体形成为一个结构体。为此，可对光学元件37的姿势进行调整，而不会导致部件个数的增多和装置的大型化。因为姿势调整机构50由一个结构体形成，所以在工作时不会产生间隙和滞后。由此，光学元件保持装置38可高精度地对光学元件37的姿势进行调整。

(3)各姿势调整机构50均包括6个臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2，这些臂具有可旋转地连接于内环51上的第1端部。各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的第2端部通过杠杆54的旋转进行位移。当杠杆54受到驱动力时，各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的第2端部产生位移，根据该位移，对光学元件37的姿势进行调整。分别使6个臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2连动，于是可使光学元件37保持运动。因此可自如且高精度地调整光学元件37的姿势。

(4)6个臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2形成3个连杆机构53a、53b、53c。将各连杆机构53a、53b、53c按规定间隔配置在以光学元件37的光轴AX为中心的圆上，包含以光轴AX为中心的圆的切线的节平面Pt内。各连杆机构53a、53b、53c的2个臂53a1和53a2(53b1和53b2、53c1和53c2)，相对于包含光轴AX且与节平面Pt正交的放射面Pr大致对称。因此，可以简单的结构使光学元件37保持运动。

(5)框部件41具有与光学元件37的光轴AX大致正交的第1面60、和与第1面60大致平行的第2面63。各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2包括元件侧枢轴58和框侧枢轴59。元件侧枢轴58由从第1面60挖入加工而成的小开口凹部61a形成，并连结在内环51上。框侧枢轴59由从第2面63挖入加工而成的小开口凹部61b形成。为此可容易地将保持透镜框体43的内环51和使内环51保持运动的臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2形成为一个结构体(框部件41)上。

(6)姿势调整机构50包括：设置在框部件41上、在驱动力F的作用下位移的位移模块82；和第1端部可旋转地设置在外环52上、第2端部卡合于位移模块82上的杠杆54。各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的第2端部可旋转地连接于杠杆54。通过使位移模块82位移，杠杆54相对于外环52旋转，通过杠杆54的旋转来使臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的第2端部位移。由此，将由位移模块82所产生的位移经由杠杆54转换成规定的位移之后，可传递给臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2。从而可提高臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的设计自由度。

(7)杠杆54和外环52之间的安装部的支点枢轴66，形成在沿杠杆54的厚度方向延伸的一对贯通孔56之间。由此可以简单的结构将杠杆54可旋转地连接在外环52上。

(8)位移模块82具有：抵接在杠杆54上的位移杆84；调整按钮86以及调整垫片85，改变驱动力F施加给杠杆54的位移量。由此，位移模块82所施加的规定的驱动力F经位移杆84传递给杠杆54。通过传递来的驱动位移ΔL来旋转杠杆54，从而可通过各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的倾角变化来调整内环51的姿势。由于可通过调整垫片85以及调整按钮86任意变更传递给杠杆54的驱动位移ΔL，所以可高精度地调整内环51即光学元件37的姿势。

(9)在光学元件保持装置38中，位移模块82设置在框部件41上。在框部件41的外环52与内环51之间设有杠杆54以及第1～第3连杆机构53a、53b、53c。这些杠杆54以及第1～第3连杆机构53a、53b、53c，缩小来自位移模块82的位移量，且在与位移模块82的位移方向交叉的方向上位移。

由此，在已将光学元件37装置在镜筒39内的状态下，借助位移模块82的位移，经由杠杆54、各连杆机构53a、53b、53c以及内环51，将光学元件37调整为任意姿势。从而，可容易且高精度地进行光学元件37的定位，不管框部件41的面精度如何，可将光学元件37的光学面调整为良好的状态。此外，即使是在把框部件41收容在镜筒39内的状况下，也可把光学元件37的光学面调整为良好的状态，而与安装有框部件41的镜筒39的内周面的形状无关。

基于位移模块82的位移的驱动力F经由杠杆54以及各连杆机构53a、53b、53c被缩小并传递给内环51。由此可进行细微调整而使光学元件37成为所希望的姿势。由此，在已将光学元件37收容在镜筒39内的状态下，可细微地调整各光学元件37的相对位置。

(10)在光学元件保持装置38中，臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的第1端部可旋转地安装在内环51上。此外，杠杆54的第1端部可旋转地安装在外环52上，且杠杆54的第2端部与位移模块82卡合。臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的第2端部可旋转地连接于杠杆54。由此可通过杠杆54的旋转进行方向转换，同时把因位移模块82的位移而对杠杆54施加的驱动力F经由臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2传递给内环51。在通过驱动力F来调整光学元件37的姿势时，可增大驱动力F的传递结构中的设计自由度。驱动力F的传动结构很简单。

(11)通过位移模块82的位移，可对杠杆54的第2端部施加光学元件37的径方向的驱动力F。通过来自位移模块82的驱动位移ΔL，臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的框侧枢轴59经由杠杆54在光学元件37的节平面Pt内移动。由此，借助对杠杆54施加来自光学元件37的径方向的驱动力F，与沿着光学元件37的周方向施加驱动力相比，可在框部件41内缩小施加驱动力F用的开口部(在此处是位移模块安装孔83)的开口面积。由此可使传递驱动力F用的位移杆84和位移模块82周围的气密性用的密封结构简单化。从而提高位移模块82周围的设计自由度。

(12)保持透镜框体43的内环51设置于框部件41的内侧。外环52、内环51、将位移模块82的位移传递给内环51的杠杆54以及臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2一体形成在框部件41上。由此不会增多部件个数、不会使光学元件保持装置38大型化，而且可获得(1)～(10)的效果。特别是使外环52、内环51、杠杆54和臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2形成为一个结构体，这样就可将位移模块82的位移传递给内环51而不会产生间隙和滞后。由此可高精度地控制光学元件37的姿势。

(13)内环51的上表面与外环52的第1面大致配置在同一平面内。由此，可防止在层叠光学元件保持装置38的镜筒模块39a来构成镜筒39时，光学元件37沿着光轴方向的大型化，可防止曝光装置31的大型化。

(14)光学元件保持装置38具有：对杠杆54向外环52侧施力的施力弹簧77、和调整施力弹簧77的作用力的调整模块97。由此，在传递位移模块82的位移而产生的驱动力F被解除的状态下，借助施力弹簧77的作用力可使杠杆54向着外环52侧位移。通过调整模块97来调整施力弹簧77的作用力，这样就可在从位移模块82传递来的驱动力F被解除的状态下，将杠杆54保持在规定的位置。由此，可在从位移模块82传递来的驱动力F被解除的状态下，将杠杆54保持在规定的位置。

当不使用调整模块97而再次从位移模块82对杠杆54施加驱动力F时，担心会产生如下的情况。即：即使是在从位移模块82传递来的驱动力F被解除的状态下(在本实施方式中是拆下调整基板87的状态)，在位移模块82内的调整垫片85、调整按钮86、位移杆84以及杠杆54侧的球面凸出部92之间，施力弹簧77的作用力也会起作用。杠杆54在施力弹簧77的作用力下，成为与外环52侧抵接的状态。在该状态下，将调整垫片85以及调整按钮86已经安装的调整垫片85以及调整按钮86更换为其它的调整垫片85以及调整按钮86。若克服施力弹簧77的作用力，将调整基板87安装在框部件41上以便再次对杠杆54施加驱动力F，则调整垫片85、调整按钮86、位移杆84以及球面凸出部92在相互推压的状态下会进行滑动。所以，在调整垫片85、调整按钮86、位移杆84以及球面凸出部92的接触面上有可能产生微小变形。

与此相对，若使用光学元件保持装置38，则以下述顺序进行驱动力F相对于杠杆54的回复作业。即：在使用调整模块97将杠杆54保持于规定位置的状态下，进行调整垫片85以及调整按钮86的更换和调整基板87的安装。解除调整模块97对杠杆54的保持，通过施力弹簧77的作用力，使杠杆54侧的球面凸出部92与位移模块82的位移杆84相互抵接。通过这种方式，伴随着相对于杠杆54的驱动力F的调整，可防止位移模块82内的调整垫片85、调整按钮86、位移杆84以及杠杆54侧的球面凸出部92的接触面受到的影响。由此，可进一步准确地设定对杠杆54施加的驱动位移ΔL，可提高光学元件37的姿势的控制精度。

因为可在已解除施力弹簧77的作用力的状态下进行连续的驱动力F的调整作业，所以很容易拆装调整基板87，很容易进行位移模块82中的驱动力F的调整作业。

(15)臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2相对于光学元件37的光轴AX倾斜地形成。由此，并不仅是在与光学元件37的光轴AX正交的面内，也可在与光轴AX以规定的角度相交叉的面上，通过简单的结构使光学元件37位移。由此可以简单的结构把光学元件37调整为任意的姿势，可增加光学元件37的位移的自由度。

(16)在框部件41的第2面63侧，以元件侧枢轴58为中心地形成有大开口凹部62b，该大开口凹部62b具有比第1面60侧的小开口凹部61a大的开口面积。另一方面，在框部件41上，以框侧枢轴59为中心地在第1面60侧开设大开口凹部62a，在第2面63侧开设小开口凹部61b。从上述可知，元件侧枢轴58以及框侧枢轴59上的与大开口凹部62a、62b的底面相对应的部分以没有阶梯部的方式形成，所以可防止在各枢轴58、59的附近刚性过分降低。

(17)杠杆54还担负如下作用，即：限制与臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2相连接的框侧枢轴59的位移方向。因而可使框侧枢轴59始终沿着规定的方向位移，可稳定地使臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2位移。

(18)各杠杆54是细长形状，第1端部的一方的角部经支点枢轴66可旋转地安装于外环52，另一方的角部的附近经框侧枢轴59可旋转地连接于臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的第1端部。杠杆54的第2端部形成为能以与外环52之间的安装部的支点枢轴66为中心进行转动。因而，第2端部上受到驱动力F的的力点PF和支点枢轴66的距离为设α，支点枢轴66与框侧枢轴59之间的距离设为β，根据α与β的比，可缩小由位移模块82施加后传递给臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的驱动力F。杠杆54的结构很简单。

(19)光学元件保持装置38具有臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2和杠杆54。各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的轴线、和杠杆54的支点枢轴66与框侧枢轴59之间的斜边部112配置成几乎正交。由此，通过杠杆54的旋转，可在以光学元件37的光轴AX为中心的圆的节平面Pt上，使各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2位移。因而，在杠杆54的第2端部上，可通过简单的结构将沿着光学元件37的径向受到的驱动位移ΔL变换成光学元件37的切线方向的位移。

(20)杠杆54的第1端部经由支点枢轴66连接于外环52，与该第1端部相反侧的第2端部经由在光学元件37的光轴方向上具有规定厚度的L字状的支承连杆55而支承于外环52。由此，杠杆54的两端部由外环52支承，可提高杠杆54的沿着光学元件37的光轴方向的支承刚性。由此可使杠杆54的旋转动作更加稳定。

(21)支承连杆55包括：第1支承连杆69，配置在连结杠杆54的支点枢轴66和前端侧支承枢轴73的直线的延长线上；第2支承连杆70，配置成相对于第1支承连杆69正交。若杠杆54旋转，则在支承连杆55一侧，第1支承连杆69主要是在前端侧支承枢轴73和中间支承枢轴74之间位移。连接在外环52上的第2支承连杆70吸收伴随第1支承连杆69的位移产生的余弦误差。该余弦误差较小，为通过第2支承连杆70稍微进行位移就可以吸收的程度。由此就可以将第2支承连杆70伴随杠杆54的位移产生的位移量设定得很小，可将在固定状态下降低第2支承连杆70相对于非可动的外环52的相对位移量。因而，在外环52与第2支承连杆70之间的基端侧支承枢轴75上，可降低由于杠杆54的旋转产生的应变量。

(22)第2支承连杆70与外环52之间的基端侧支承枢轴75，比支承连杆55上的第1支承连杆69的两端的前端侧支承枢轴73以及中间支承枢轴74厚。由此可将杠杆54以较高刚性支承在外环52上。特别是在(21)中所描述的结构下，即使加大基端侧支承枢轴75的壁厚，但由于第2支承连杆70本身的位移量较小，所以不会妨碍到第1支承连杆69以及杠杆54的位移。相反，可使杠杆54的旋转动作进一步稳定。

(23)位移模块82的调整基板87、调整垫片85以及调整按钮86，可拆装地相对于框部件41进行安装。由此在通过位移模块82来变更驱动力F时，可在从框部件41卸下位移模块82的一部分的状态下进行作业，可实现作业性的提高。

(24)通过(1)～(23)中所描述的具有优异效果的光学元件保持装置38，对镜筒39的光学元件37进行保持。由此，可细微地控制保持在镜筒39内的光学元件37的姿势，可提高包含光学元件37的投影光学系统35的成像性能。综上所述，可高精度地将掩模原版Rt上的图案的像转印并曝光在晶片W上，可提高曝光装置31的曝光精度。

(变更例)

本发明的实施方式可按如下方式进行变更。

在一实施方式中，各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2配置于以光学元件37的光轴AX为中心的圆的节平面Pt上，在节平面Pt上设定框侧枢轴59的驱动线L1。与此相对，也可将各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2配置在偏离节平面Pt的位置上。

特别是在保持相对于框部件41的外径来说小径的光学元件时，也可以这样配置，即：通过使节平面Pt上的第1面60或第2面63侧接近光学元件37的光轴AX，从而配置在倾斜的平面上。通过这样的结构，对小径的光学元件37进行保持时，可用小型的透镜框体43来保持光学元件37，而不用大型的透镜框体43。其结果，可避免被驱动的光学元件37周围的重量的增大，从而很容易调整光学元件37的姿势。

框侧枢轴59的驱动线L1也可以从节平面P上t偏离。各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2不必两两成对，但至少要有1个臂和其它的臂独立地配置。

在一实施方式中，各连杆机构53a、53b、53c的2个臂53a1和53a2(53b1和53b2、53c1和53c2)相对于放射平面Pr对称。与此相对，2个臂53a1和53a2(53b1和53b2、53c1和53c2)也可以相对于放射平面Pr呈非对称。

各连杆机构53a、53b、53c也能够不以等角度间隔地配置在以光学元件37的光轴AX为中心的圆上。总而言之，光学元件保持装置38具有如下这样的机构即可，即：该机构可用6个自由度对保持的光学元件37的姿势进行调整。更为具体地说，只要为下述光学元件保持装置即可，即、包括固定部侧的框部件41和可旋转地连接于支承光学元件37的支承部件42的6个臂，且以使各臂的延长线不交在一点上的方式配置6个臂。

在实施方式中，对如下2直线进行了规定，即：连结各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的两端的元件侧枢轴58和框侧枢轴59的直线、以及连结杠杆54的一端的框侧枢轴59和支点枢轴66的直线。以使这些直线正交的方式配置元件侧枢轴58、框侧枢轴59和支点枢轴66。与此相对，也能以2条直线不相互正交的方式配置各枢轴58、59、66。当以2条直线不相互正交的方式配置时，随着2条直线的夹角不断偏离直角而会进一步缩小施加在杠杆54的力点PF上的驱动力F，并传递给各臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2。

在实施方式中，通过从多个调整垫片85以及调整按钮86中适当选择来更换，以使位移杆84位移，进行位移模块82的驱动力F的调整。与此相对，在位移模块82内可采用如下结构，即：例如装备千分尺，通过进退该千分尺以使位移杆84位移。此时，既容易进行驱动力F的调整作业，也容易进行细微调整。

如图14所示，也可以在位移模块121内装备压电元件122那样的致动器，通过驱动压电元件122使位移杆84位移。若采用可远程操作的压电元件122，就可在离开位置处对光学元件37的姿势进行控制。此外，例如若根据基于在曝光装置31运转中所获得的像差信息、光学元件37的照射过程、配置曝光装置31的环境条件的变化、照明条件等曝光条件等而生成的控制信号，对光学元件37的姿势进行控制，则可更加精密、实时地进行像差的修正。由此可实现曝光装置31的曝光精度的提高以及由缩短停歇时间而带来的生产量的提高。可使用液体压力致动器来代替压电元件122。

可设置检测光学元件37的姿势的传感器。这样就可更准确控制光学元件37的姿势。当特别有必要确保镜筒39内的气密性时，可优选光学编码式传感器，该传感器将光学窗设置在框部件41的外周面上，通过配置在镜筒39外上的头部，经该光学窗来读取安装在光学元件37或透镜框体43上的标尺，还可优选静电容量式等传感器。此时就不必将与传感器相连接的代码和传感器的基板等配置在镜筒39内，从而可保持镜筒39内的清洁。

当连结部40的接合面可被高精度地进行加工以及精加工时，可省略o型环而直接连接2个框部件41的连结部40。

还可以将垫片安装在连结部40的接合面间，并且用盖覆盖连结部40的接合部分，从而将o型环配置在该盖与连结部40的外周面间。

若隔着易变形的中空结构的o型环地码放镜筒模块39a时，则可容易地进行镜筒模块39a的定心操作。

在实施方式中，可以省略透镜框体43而将臂53a1、53a2、53b1、53b2、53c1、53c2的第1端部，经元件侧枢轴58直接连接在支承部件42上。

第1支承连杆69和第2支承连杆70能以小于90度的角度和大于90度的角度交叉。此外还可省略支承连杆55。此外，例如还可设置L字状的板簧来替代支承连杆55。此时，可通过线切割以及电火花加工，与框部件41同样地将板簧划分形成在结构物上。进而在实施方式中，虽然设置第1支承连杆69而使其在连接杠杆54两端的支点枢轴66和前端侧支承枢轴73的直线的延长线上延伸，但是第1支承连杆69也可以配置成偏离直线的延长线。

在实施方式中，在位移模块82的位移杆84的外周面和位移杆壳体89之间，以及位移杆壳体89的外周面和位移模块安装孔83的内周面之间加装有o型环90、88。也可以用磁性流体密封件来替代o型环90、88。此时，因为排除磁滞要素，所以在曝光装置31工作时对光学元件37的姿势进行控制的结构中特别有效。

在实施方式中，虽然是在位移杆84收容于位移杆壳体89内的状态下，位移杆84收容在框部件41的位移模块安装孔83内，但是可省略位移杆壳体89，而将位移杆84直接安装在位移模块安装孔83内。

在实施方式中，采用的结构是：通过使位移杆84沿着光学元件37的径向移动(平移运动)以对杠杆54施加驱动力F。与此相对，例如也可采用如下这样的结构，即：使位移杆84旋转、或沿着光轴方向或是其它方向移动、或沿着框部件41的圆周方向转动，以对杠杆54施加驱动力F。

在实施方式中，元件侧枢轴58是由第1面60的小开口凹部61a和第2面63的大开口凹部62b来划分。此外，框侧枢轴59是由第2面63的小开口凹部61b和第1面60的大开口凹部62a划分。与此相对，元件侧枢轴58以及框侧枢轴59中的至少一方，可以由小开口凹部61a、61b、和形成在大开口凹部62a、62b的底部上的其它小开口凹部来划分。此时，在从框部件41的第1面60或第2面63的挖入量较大一侧的凹部中，通过切削加工到规定的深度来形成大开口凹部62a、62b。从该底部通过电火花加工来形成其它的小开口凹部61a、61b，于是可容易地在各枢轴58、59的两侧形成小开口凹部61a、61b。为此，即使在各枢轴58、59的两侧形成小开口凹部61a、61b，也可实现加工时间的降低。

当采用这种结构时，通过同样的挖入加工来形成各枢轴58、59的头部的两侧的一对小开口凹部61a、61b，这样就可抑制残留在各枢轴58、59上的不能预测的应变。因而可进一步提高光学元件保持装置38的光学元件37的姿势控制的精度。

在实施方式中，光学元件37是以透镜为例进行说明的，但是光学元件37也可以是平行平板、反射镜、半反射镜等其它的光学元件。

本发明的光学元件保持装置38，并不限定于在实施方式的曝光装置31的投影光学系统35中的横置式的光学元件37的保持结构，可具体化为例如曝光装置31的照明光学系统33中的光学元件的保持结构、纵置式的光学元件37的保持结构。而且还可具体化为其它光学机械，例如显微镜、干涉计等光学系统中的光学元件的保持结构。

作为曝光装置来说，也应用于使掩模与基板紧贴以对掩模的图案进行曝光的接触曝光装置、使掩模与基板接近以对掩模的图案进行曝光的接近式曝光装置中的光学系统，而不必使用投影光学系统。此外，作为投影光学系统来说，并不限定于全折射式，可以是反射折射式。

而且，本发明的曝光装置并不限定于缩小曝光型的曝光装置，例如可以是等倍曝光型、放大曝光型的曝光装置。

本发明不仅适用于半导体元件等微型设备，而且还适用于以下曝光装置：为了制造在光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置以及电子线曝光装置等中使用的掩模或掩模原版，将电路图案从母版掩模原版转印到玻璃基板和硅晶片等上。在使用DUV(深紫外)和VUV(真空紫外)光线等的曝光装置中，一般可使用透过型掩模原版，作为掩模原版基板来说，可使用石英玻璃、掺杂氟的石英玻璃、萤石、氟化镁、或水晶等。此外，在接近方式的X线曝光装置和电子线曝光装置等中，可使用透过型掩模(stencil掩模、メンバレンマスク)，作为掩模基板来说可使用硅晶片等。显然本发明不仅适用于制造半导体元件的曝光装置，而且也适用于以下曝光装置：用于制造包括液晶显示元件(LCD)等的显示器、将设备图案转印到玻璃板上。此外，本发明也可用于用来制造薄膜磁头等、将设备图案转印到陶瓷晶片等上的曝光装置，此外本发明还适用于用来制造CCD等摄像元件的曝光装置等。

而且，本发明可适用于扫描步进曝光装置，该扫描步进曝光装置在掩模和基板相对移动的状态下，将掩模的图案转印到基板上，并使基板依次步进移动。此外，本发明还适用于分步重复方式的步进曝光装置，该步进曝光装置在掩模和基板静止的状态下，将掩模的图案转印到基板上，并使基板依次步进移动。

作为曝光装置的光源来说，除使用实施方式中所描述的ArF准分子激光(193nm)、F₂激光(157nm)之外，例如还可以使用g线(436nm)、i线(365nm)、KrF准分子激光(248nm)、Kr₂激光(146nm)、Ar₂激光(126nm)等。此外，例如通过掺杂有铒(或铒和镱的双方)的光纤放大器将从DFB半导体激光以及光纤激光器激发出来的红外区域或可视区域的单一波长激光光线放大，通过非线形光学结晶来使用波长转换为紫外线光的高频波。

实施方式的曝光装置31，例如可按如下方式进行制造。即：首先通过实施方式或各变形例的光学元件保持装置38对构成照明光学系统33、投影光学系统35的多个透镜或反射镜等光学元件37的至少一部分进行保持，然后将照明光学系统33以及投影光学系统35组装到曝光装置31的主体上，再进行光学调整。接下来将由多个机械部件构成的晶片台36(扫描式的曝光装置的情况还包括掩模原版台34)安装在曝光装置31的主体上，并连接配线。在连接上向着曝光光线的光路内供给气体的气体供给配管之后，再进行综合调整(电调整、动作确认等)。

通过超声波清洗等把加工油和金属物质等杂质洗下来之后，再把构成光学元件保持装置38的各部件组装起来。另外，优选的情况是：控制温度、湿度和气压且在经过净化度调整的净化室内，进行曝光装置31的制造。

作为实施方式的玻璃材料来说，以萤石、石英等为例进行说明，但是在使用以下这些物质时，即：氟化锂、氟化镁、氟化锶、锂—钙—铝—フロオライド以及锂—锶—铝—フロオライド等的结晶，和由锆、钡、镧、铝构成的氟化玻璃，还有掺有氟的石英玻璃、既掺有氟又掺有氢的石英玻璃、含有OH基的石英玻璃、既掺有氟又含有0H基的石英玻璃等的改进石英，也可使用实施方式的光学元件保持装置38。

下面，对于在光刻工序中使用的上述曝光装置31的设备的制造方法的实施方式进行说明。图15是设备(IC和LSI等半导体元件、液晶显示元件、摄像元件(CCD)等)、薄膜磁头、微型机械等)的制造例的流程图。如图15所示，首先在步骤S201(设计步骤)中，进行设备(微型设备)的功能、性能设计(例如半导体设备的电路设计等)，并进行实现该功能用的图案设计。在接下来的步骤S202(掩模制作步骤)中，制作形成有设计出的电路图案的掩模(掩模原版Rt等)。另一方面，在步骤S203(基板制造工序)中，使用硅、玻璃板等材料来制造基板(使用硅材料时成为晶片W)。

下面，在步骤S204(基板处理步骤)中，使用在步骤S201～S203中预备的掩模和基板，通过光刻技术等在基板上形成实际的电路等。接下来，在步骤S205(设备组装步骤)中，用在步骤S204中处理过的基板来进行设备组装。在步骤S205中，根据需要包含切割工序、连接工序以及封装工序(封入芯片)等工序。

最后，在步骤S206(检查工序)中，对步骤S205中所制作的设备进行动作确认测试、耐久性测试等检查。经过该工序之后，便完成了设备的生产，此后进行出货。

图16表示半导体设备时的图15的步骤S204的详细流程的一例。在图16中，在步骤S211(氧化步骤)中使晶片W的表面氧化。在步骤S212(CVD步骤)中，在晶片W的表面上形成绝缘膜。在步骤S213中(电极形成步骤)中，通过蒸镀以使电极形成在晶片W上。在步骤S214(注入离子步骤)中，在晶片W上注入离子。以上各步骤S211～S214分别构成晶片处理的各阶段的前处理工序，并根据必要的处理，在各阶段中选择地执行。

在晶片工序的各阶段中，当上述前处理工序终止后，可按如下方式执行后处理工序。在后处理工序中，首先在步骤S215(光致抗蚀剂形成步骤)中，在晶片W上涂敷感光剂。然后在步骤S216(曝光步骤)中，通过此前说明过的光刻系统(曝光装置31)，将掩模(掩模原版Rt)的电路图案转印到晶片W上。接下来，在步骤S217(显影步骤)中，对曝光后的晶片W进行显影，在步骤S218(蚀刻步骤)中，通过蚀刻除掉残留的光致抗蚀剂部分以外的部分的露出部件。在步骤S219(光致抗蚀剂除掉步骤)中，除掉蚀刻完毕后所不要的光致抗蚀剂。

通过反复进行前处理工序和后处理工序，可使电路图案多重地形成在晶片W上。

若采用以上说明的实施方式的设备制造方法，则在曝光工序(步骤S216)中使用上述曝光装置31，通过真空紫外区域的曝光光线EL来提高析像力，并且能高精度进行曝光量控制。因此，其结果，能以高成品率地生产最小线宽为0.1μm左右的高集成度的设备。

Claims (29)

1、一种光学元件保持装置，包括：

框部件；

保持部件，设置于上述框部件的内侧以保持光学元件；

姿势调整机构，设置于上述框部件和上述保持部件之间，使上述保持部件移动，以6个自由度来调整上述光学元件相对于上述框部件的姿势。

2、如权利要求1所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述姿势调整机构，在与上述光学元件的光轴平行的方向及与该光轴交叉的方向上对上述光学元件的姿势进行调整。

3、如权利要求1或2所述的光学元件保持装置，其特征在于，将上述上述框部件、上述保持部件和一部分的上述姿势调整机构一体地形成在一个结构体上。

4、如权利要求1～3中任一项所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述姿势调整机构包含6个第1连杆部，所述第1连杆部具有第1端部，分别以可旋转的方式连接于上述保持部件上。

5、如权利要求4所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述6个第1连杆部形成第1、第2以及第3连杆机构，这些机构分别包括2个第1连杆部，上述第1、第2以及第3连杆机构以隔开等角度间隔的方式被配置在上述光轴的周围。

6、如权利要求5所述的光学元件保持装置，其特征在于，形成各连杆机构的2个第1连杆部，配置在与以上述光轴为中心的圆的节平面大致平行的第1平面内，而且相对于包含上述光轴、且正交于上述第1平面的第2平面来说相互大致对称。

7、如权利要求4～6中任一项所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述1个结构体包括：

与上述光轴大致正交的第1面、与上述第1面大致平行的第2面，

至少1个的第1连杆部备有：

形成在上述第1面上的由第1凹部所划分的第1头部；形成在上述第2面上的由第2凹部所划分的第2头部，上述至少1个的第1连杆部在上述第1头部处与上述保持部相连结。

8、如权利要求4～7中任一项所述的光学元件保持装置，其特征在于，

上述姿势调整机构包括：设置在上述框部件上的位移部件和第2连杆部，所述第2连杆部具有可旋转地安装在上述框部件上的第1端部和与上述位移部件卡合的第2端部，上述第1连杆部具有可旋转地连接在上述第2连杆部上的第2端部。

9、如权利要求8所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述第2连杆部备有：沿着上述第2连杆部的厚度方向延伸的1对贯通孔、和由从各贯通孔延伸的1对狭缝来划分的枢轴，上述枢轴将上述第2连杆部可旋转地连接在上述框部件上。

10、如权利要求8或9所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述位移部件具有：与上述第2连杆部相抵接的抵接部；对施加给上述第2连杆部的位移量进行变更的变更部件。

11、如权利要求10所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述变更部件是根据控制信号来变更施加给上述第2连杆部的位移量的致动器。

12、如权利要求7所述的光学元件保持装置，其特征在于，还包括：

第1掏空部，形成在上述第1面中与上述第2头部相对应的位置上，具有比上述第2凹部的开口面积大的开口面积；

第2掏空部，形成在上述第2面中与上述第1头部相对应的位置上，具有比上述第1凹部的开口面积大的开口面积。

13、如权利要求8或9所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述第2连杆部限制上述第1连杆部的第1端部的位移方向。

14、如权利要求9所述的光学元件保持装置，其特征在于，还备有L字状的第3连杆部，该第3连杆部设置在与上述枢轴不同的位置上，连结上述第2连杆部和上述框部件。

15、如权利要求14所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述第3连杆部包括：

第1支承连杆，配置在直线的延长线上，该直线将上述第2连杆部和上述第3连杆部的连结部、与上述枢轴连接起来；

第2支承连杆，以与上述第1支承连杆相正交的方式配置。

16、如权利要求10或11所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述位移部件可从上述框部件上拆卸。

17、一种光学元件保持装置，包括：

框部件；

保持部件，设置于上述框部件的内侧以保持光学元件；

位移部件，设置在上述框部件上，在第1位移方向上以第1位移量进行位移；

连杆机构，设置在上述框部件与上述保持部件之间，接受上述位移部件的位移，在与上述第1位移方向交叉的第2位移方向上以小于上述第1位移量的第2位移量进行位移。

18、如权利要求17所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述连杆机构包括：

第1连杆部，具有可旋转地安装在上述保持部件上的第1端部；

第2连杆部，具有可旋转地安装在上述框部件上的第1端部、和与上述位移部件卡合的第2端部，上述第1连杆部的第2端部可旋转地连接在上述第2连杆部上。

19、如权利要求18所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述位移部件使上述第2连杆部的第2端部在上述光学元件的径向上位移，上述第2连杆部与上述第1连杆部的连结部，在与包含上述光学元件的切线的面大致平行的面内移动。

20、如权利要求17～19中任一项所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述保持部件是设置于上述框部件的内侧的内侧框部件，上述框部件、上述内侧框部件和上述连杆机构一体地形成在一个结构体上。

21、如权利要求17～20中任一项所述的光学元件保持装置，其特征在于，与上述光学元件的光轴大致正交的上述框部件的一面、和与上述光轴大致正交的上述内侧框部件的一面，配置在大致同一平面内。

22、如权利要求4～21中任一项所述的光学元件保持装置，其特征在于，还备有：施力部件，对上述第2连杆部向上述框部件施力；

调整部件，调整上述施力部件的作用力。

23、如权利要求4～22中任一项所述的光学元件保持装置，其特征在于，上述第1连杆部相对于上述光学元件的光轴倾斜。

24、一种光学元件保持装置，可对具有光轴的光学元件的位置、和上述光轴的朝向进行细微调整，其特征在于，包括：

支承光学元件的内环部；

上述内环部的外侧的外环部；

连接上述内环部和上述外环部的至少3个连杆机构，上述至少3个连杆机构可进行位移，容许上述内环部可相对于上述外环部以6个自由度进行移动，上述内环部、上述外环以及上述至少3个连杆机构一体形成在一个刚体上；

调整机构，安装在上述外环部上以调整上述各连杆机构的位移量。

25、如权利要求24所述的光学元件保持装置，其特征在于，

各连杆机构包括：

臂；

杠杆；

可旋转地连结上述臂和上述内环部的第1枢轴；

可旋转地连结上述臂和上述杠杆的第2枢轴；

可旋转地连结上述杠杆和上述外环部的第3枢轴。

26、一种镜筒，包括：

至少1个光学元件；

和权利要求1～25中任一项所述的光学元件保持装置，保持上述至少1个光学元件。

27、如权利要求26所述的镜筒，其特征在于，上述光学元件是构成如下投影光学系统的多个光学元件之一，该投影光学系统可将形成在掩模上的规定图案的像投影到基板上。

28、一种曝光装置，在基板上对规定图案的像进行曝光，

该曝光装置包括：形成上述规定图案的像的掩模、和将上述像转印到上述基板上的投影光学系统，

上述投影光学系统包括：

至少1个光学元件；和如权利要求1～25中任一项所述的光学元件保持装置，保持上述至少1个光学元件。

29、一种设备的制造方法，具有光刻工序，在该光刻工序中包含使用如权利要求28所述的曝光装置进行曝光。

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