JP2007266511A - Optical system, exposure apparatus, and adjustment method of optical characteristic - Google Patents

Optical system, exposure apparatus, and adjustment method of optical characteristic Download PDF

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JP2007266511A JP2006092588A JP2006092588A JP2007266511A JP 2007266511 A JP2007266511 A JP 2007266511A JP 2006092588 A JP2006092588 A JP 2006092588A JP 2006092588 A JP2006092588 A JP 2006092588A JP 2007266511 A JP2007266511 A JP 2007266511A
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Inventor
Tatsuhiko Endo
竜彦 遠藤
Original Assignee
Nikon Corp
株式会社ニコン
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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure technology capable of correcting a non rotational symmetry aberration in a reproducible state without the possibility of causing a damage to an optical member. <P>SOLUTION: A projection optical system with a concave mirror 22 includes: a probe 27a arranged in a state that can be pressed into contact with the concave mirror 22; a coarse adjustment mechanism wherein a coarse adjustment micrometer 26A drives a plate spring 28a to drive the probe 27a in a direction pressed into contact with a projection 22a of the concave mirror 22; and an inching mechanism that controls a force of the probe 27a applied to the projection 22a by using an inching micrometer 26B to drive the plate spring 28b, after the probe 27a is pressed into contact with the projection 22a. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学部材を有する光学系に関し、例えば露光装置の投影光学系に適用可能である。 The present invention relates to an optical system having an optical element, for example can be applied to a projection optical system of the exposure apparatus. さらに本発明は、その光学系を用いる露光技術及び光学特性の調整技術に関する。 The present invention relates to technology for adjusting exposure technique and optical properties using the optical system.

例えば半導体デバイスの製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、レチクル(又はフォトマスク等)に形成されているパターンを、投影光学系を介してレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)上に転写するために、ステッパーやスキャニングステッパー等の露光装置が使用されている。 For example, in a lithography process which is one of semiconductor devices of the manufacturing process, a reticle (or photomask, etc.) the pattern formed on the upper wafer resist through the projection optical system has been applied (or a glass plate or the like) to transfer the exposure apparatus such as a stepper or a scanning stepper is used.
これらの露光装置に搭載される投影光学系は、諸収差が所定の許容範囲内に収まるように組立調整が行われる。 A projection optical system mounted in these exposure apparatuses, various aberrations assembling adjustment is performed so as to fall within a predetermined allowable range. この際に、例えば歪曲収差や倍率誤差等の回転対称で、かつ低次数の収差成分が残存していても、これらの収差は投影光学系に装着されている通常の結像特性補正機構(例えば所定のレンズの光軸方向の位置や傾斜角を制御する機構)によって補正することができる。 In this case, for example, rotationally symmetrical, such as distortion and magnification error, and even if aberration components in the low order is remained, these aberrations normal imaging characteristic correction mechanism that is mounted in the projection optical system (e.g. it can be corrected by a mechanism) for controlling the position and inclination angle of the optical axis direction of the predetermined lens. これに対して、光軸上での非点収差(以下、センターアスと言う。)のような非回転対称な収差成分が残存している場合には、従来の通常の結像特性補正機構ではその補正は困難である。 In contrast, the astigmatism on the optical axis (hereinafter, referred to as center astigmatism.) If the non-rotationally symmetric aberration components such as remains, in the conventional normal imaging characteristic correction mechanism the correction is difficult.

そこで、そのような非回転対称な収差成分を補正するために、投影光学系中の所定のレンズに対して側面から非回転対称な応力を加えるようにした機構が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to correct such rotationally asymmetric aberration components, mechanisms to apply a non-rotationally symmetric stress from the side to a predetermined lens in the projection optical system has been proposed (e.g., Patent references 1). また、非回転対称な収差成分を補正するために、所定のレンズを変形可能なリング内に収納し、外部からの力によってそのリングを介してそのレンズを変形させるようにした機構も提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in order to correct rotationally asymmetric aberration component, houses a predetermined lens in the deformable in the ring, is also proposed mechanism so as to deform the lens through the ring by an external force are (e.g., see Patent Document 2).
特表2002−519843号公報 JP-T 2002-519843 JP 特開2000−195788号公報 JP 2000-195788 JP

従来のセンターアスのような非回転対称な収差成分の補正機構は、実質的に側面からの非回転対称な応力によって所定のレンズを変形させていた。 Correction mechanism of non-rotationally symmetric aberration components such as a conventional center astigmatism had to deform the predetermined lens by the non-rotationally symmetric stress from substantially aspects. そのため、応力を大きくすると、そのレンズが損傷する恐れがあった。 For that reason, to increase the stress, there is a possibility that the lens is damaged. また、側面からの応力によるレンズの変形状態の正確な予測は困難であるため、収差補正を再現性のある状態で行うことが困難であった。 Further, since accurate prediction of deformation of the lens due to stress from the side is difficult, it is difficult to perform in a state where a reproducible aberration correction.

また、最近は、投影光学系として凹面鏡等のミラーを含む反射屈折系や反射系も開発されているが、従来の補正機構による補正対象はレンズであり、ミラーは補正対象とはされていなかった。 Further, recently, it has also been developed catadioptric system and a catoptric system that includes a mirror of the concave mirror such as a projection optical system, is corrected by the conventional correction mechanism is a lens, a mirror were not the corrected .
本発明はこのような課題に鑑み、レンズやミラー等の光学部材の損傷の恐れがなく、かつ再現性のある状態で、非回転対称な収差の補正を行うことができる光学系を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, a lens and without fear of damage to the optical member such as a mirror, and in a state in which a reproducible, to provide an optical system which can correct the rotationally asymmetric aberrations With the goal.

また、本発明は、その光学系を用いて非回転対称な収差の補正を再現性のある状態で行うことができる露光技術を提供することをも目的とする。 Further, the present invention aims also to provide an exposure technology capable of correcting rotationally asymmetric aberrations in reproducible state by using the optical system.

本発明による光学系は、光学部材(22)を有する光学系において、その光学部材から離れて配置され、その光学部材に当接可能な当接部材(27a)と、その当接部材をその光学部材に当接させる方向に駆動する第1駆動機構(28a,26A)と、その当接部材がその光学部材に当接した後、その当接部材がその光学部材に加える力を制御する第2駆動機構(28b,26B)とを備えたものである。 Optical system according to the present invention, in an optical system having an optical element (22) is positioned away from the optical member, the optical and capable of abutting against the abutting member (27a) to the optical member, the contact member the first driving mechanism (28a, 26A) which drives in a direction to abut against the member and, after the contact member is in contact with the the optical member, the control forces the contact member is applied to the optical member 2 drive mechanism (28b, 26B) and those having a.

本発明によれば、その当接部材によるその光学部材への力を制御することによって、その光学部材の損傷の恐れがなく、かつ再現性のある状態で、その光学部材に非回転対称で微小量の弾性変形(歪)を与えることができ、これによって非回転対称な収差の補正を行うことができる。 According to the present invention, small by controlling the force to the optical member due to the contact member, there is no fear of damage to the optical member, and in a state in which a reproducible, non-rotationally symmetric to the optical member it can give an amount of elastic deformation (the strain), whereby it is possible to correct the rotationally asymmetric aberration.
また、本発明による露光装置は、露光ビームでパターンを照明する照明光学系と、そのパターンの像を物体上に投影する投影光学系(PL)とを有する露光装置において、その照明光学系及びその投影光学系の少なくとも一方が本発明の光学系を含むものである。 The exposure apparatus according to the present invention includes an illumination optical system for illuminating the pattern with an exposure beam, an exposure apparatus having a projection optical system (PL) for projecting the image of the pattern on the object, the illumination optical system and at least one of the projection optical system is one that includes an optical system of the present invention.

また、本発明による結像特性の調整方法は、投影光学系の結像特性の調整方法であって、本発明の光学系を含む投影光学系(PL)の回転非対称の光学特性を計測する第1工程と、その第1工程で計測された光学特性を補正するために、その第1駆動機構によってその当接部材がその光学部材に当接した後、その第2駆動機構によってその当接部材がその光学部材に加える力を制御する第2工程とを有するものである。 The adjustment method of imaging characteristics according to the present invention is a method of adjusting the imaging characteristic of the projection optical system, the measuring the optical properties of the rotationally asymmetric projection optical system (PL) including an optical system of the present invention a first step, in order to correct the measured optical characteristic in the first step, after the contact member is in contact with the the optical member by the first drive mechanism, the contact member by the second drive mechanism There is one having a second step of controlling the force applied to the optical member.

なお、以上の本発明の所定要素に付した括弧付き符号は、本発明の一実施形態を示す図面中の部材に対応しているが、各符号は本発明を分かり易くするために本発明の要素を例示したに過ぎず、本発明をその実施形態の構成に限定するものではない。 Incidentally, parenthesized reference numerals affixed to predetermined elements of the present invention described above is corresponds to the member in the drawings showing an embodiment of the present invention, each symbol of the present invention in order to facilitate understanding of the present invention merely illustrate elements and are not intended to limit the invention to the construction of that embodiment.

以下、本発明の実施形態の一例につき図面を参照して説明する。 Hereinafter will be described with reference to the drawings an exemplary embodiment of the present invention. 本例は、反射屈折型の投影光学系を用いて露光を行う場合に本発明を適用したものである。 This example is an application of the present invention when exposure is performed using a catadioptric projection optical system.
図1は、本例の露光装置の露光本体部を示す一部を切り欠いた図であり、この図1において、本例の露光装置は、露光光源(不図示)、照明光学系ILS、投影光学系PL、レチクルステージ系、及びウエハステージ系を備えており、投影光学系PL、レチクルステージ系、及びウエハステージ系を含む露光本体部がフレーム機構によって支持されている。 Figure 1 is a view partially cut away showing an exposure main body of the exposure apparatus of this embodiment, in FIG. 1, the exposure apparatus of this embodiment, an exposure light source (not shown), the illumination optical system ILS, a projection optical system PL, and includes a reticle stage system and the wafer stage system, a projection optical system PL, a reticle stage system, and the exposure main body portion including a wafer stage system is supported by the frame mechanism.

本例のフレーム機構は、床面に設置されたフレームキャスタよりなるベース部材1と、ベース部材1上に設置された例えば3本(4本等でも可)の第1コラム2と、これらの第1コラム2上に防振装置3A,3B(実際には3個又は4個配置されている)を介して設置された第2コラム4とを備えている。 Frame mechanism of the present embodiment includes a base member 1 consisting of a frame caster installed on the floor surface, a first column 2 of the base member 1 the installed for example, three on (can be four, etc.), these first 1 column 2 on the anti-vibration devices 3A, 3B and a second column 4 which is (actually 3 or 4 arranged are) through the installation. 防振装置3A,3Bは、エアーダンパ等の機械式ダンパと、ボイスコイルモータ等の電磁式ダンパとを組み合わせた能動型の防振装置である。 Anti-vibration devices 3A, 3B includes a mechanical damper such as an air damper, it is an active type vibration damping device that combines an electromagnetic damper, such as a voice coil motor. 第2コラム4の底部には平板状の支持板部4aが設けられ、支持板部4aの中央のU字型の開口部に後述の投影光学系PLが搭載されている。 The bottom of the second column 4 flat support plate portion 4a is provided, the center of the U-shaped projection optical system PL below the opening of the support plate portion 4a is mounted.

そのフレーム機構の近傍に本例の露光光源(不図示)が設置されている。 An exposure light source of the present embodiment (not shown) is installed in the vicinity of the frame mechanism. その露光光源は、ArFエキシマレーザ光源(発振波長193nm)であるが、その他にKrFエキシマレーザ光源(波長248nm)、F 2レーザ光源(発振波長157nm)、又は固体レーザ(YAGレーザや半導体レーザ等)の高調波発生装置等も使用できる。 The exposure light source is a ArF excimer laser light source (oscillation wavelength 193 nm), Other KrF excimer laser light source (wavelength 248 nm), F 2 laser light source (oscillation wavelength 157 nm), or a solid state laser (YAG laser, semiconductor laser, etc.) or the like can be used in the harmonic generator. 不図示の露光光源から射出された露光用の照明光ILは、ビームマッチングユニット(不図示)、及び照明光学系ILSを介して、転写用のパターンが形成されたレチクルR(マスク)を均一に照明する。 Illumination light IL for exposure emitted from an exposure light source, not shown, the beam matching unit (not shown), and through the illumination optical system ILS, a reticle R (mask) uniformly to the pattern to be transferred is formed lighting to. 照明光学系ILSは、それぞれ不図示のビーム整形光学系、オプティカル・インテグレータ(ユニフォマイザ、又はホモジナイザ)、照明系の開口絞り、リレーレンズ系、及び視野絞りの他に、第1コンデンサレンズ11、光路折り曲げ用のミラー12、及び第2コンデンサレンズ13を備えており、照明光学系ILSは気密室としてのサブチャンバ14内に収納されている。 The illumination optical system ILS, respectively (not shown) of the beam shaping optical system, an optical integrator (uniformizer, or homogenizer), an aperture stop of the illumination system, a relay lens system, and in addition to the field stop, the first condenser lens 11, the optical path includes a mirror 12 and a second condenser lens 13, for bending, the illumination optical system ILS is housed in the sub-chamber 14 as a gas-tight chamber.

レチクルRを通過した照明光ILは、反射屈折光学系よりなる投影光学系PLを介して、レジストが塗布されたウエハW(感光体)上に、レチクルRのパターンを例えば1/4、1/5等の倍率で縮小した像を形成する。 Illumination light IL having passed through reticle R through the projection optical system PL consisting of catadioptric optical systems, on a resist-coated wafer W (photosensitive member), the pattern of the reticle R, for example, 1 / 4,1 / at a magnification of 5 or the like to form a reduced image. 照明光学系ILS内の照明光IL及び投影光学系PL内の照明光ILの光路には、ほぼ真空紫外域の光に対して高透過率の気体(以下、「透過性ガス」と呼ぶ)であるドライエアー、窒素、又は希ガス(ヘリウム等)等が供給されている。 The optical path of the illumination light IL of the illumination light IL and projection optics PL of the illumination optical system ILS is almost gas high transmittance to light in the vacuum ultraviolet region (hereinafter, referred to as "transmissive gas") some dry air, nitrogen, or a noble gas (helium) or the like is supplied.

以下、本例の投影光学系PLのレチクルR側の光学系の光軸AX1に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に平行にY軸を取り、図1の紙面に垂直にX軸を取って説明する。 Hereinafter, in parallel to the optical axis AX1 of the reticle R side of the optical system of the projection optical system PL of the present embodiment takes the Z-axis, parallel to the plane of FIG. 1 in a plane perpendicular to the Z-axis take the Y-axis, FIG. 1 taking X-axis will be described perpendicular to the plane of. 投影光学系PLは、フランジ部44aによって支持板部4aに載置されており、一例としてその内部は気密化されている。 Projection optical system PL is placed on the support plate portion 4a by the flange portion 44a, the inside of which is airtight as an example. また、レチクルRの載置面(XY平面)、及びウエハWの載置面(XY平面)はほぼ水平面に合致しており、Z軸は鉛直方向にほぼ平行である。 Further, the mounting surface of the reticle R (XY plane), and the wafer W of the mounting surface (XY plane) is consistent with the substantially horizontal surface, the Z-axis is substantially parallel to the vertical direction. また、本例の露光装置は走査露光型であり、走査露光時のレチクルR及びウエハWの走査方向はY方向である。 The exposure apparatus of this embodiment is the scanning exposure type, the scanning direction of the reticle R and the wafer W during scanning exposure is the Y direction.

レチクルRは、レチクルホルダ(不図示)を介してレチクルステージ15上に保持され、レチクルステージ15はレチクルベース16上にY方向に一定速度で移動可能に、かつX方向、Y方向、回転方向に微少量変位可能な状態で載置されており、レチクルベース16は、第2コラム4上に固定されている。 The reticle R is held on a reticle stage 15 through a reticle holder (not shown), a reticle stage 15 is movable at a constant speed in the Y-direction on a reticle base 16, and the X direction, Y direction, the rotational direction rests in a small amount displaceable state, the reticle base 16 is fixed on the second column 4. 露光時にレチクルRのパターン領域は、X方向に細長い矩形状(スリット状)の照明領域で照明される。 Pattern area of ​​the reticle R during exposure is illuminated with the illumination area in the X direction to the elongated rectangular shape (slit shape). レチクルステージ15のX方向、Y方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計17によって計測され、この計測値及び装置全体の動作を統括制御する主制御系(不図示)からの制御情報に基いて、リニアモータ等を含む駆動装置(不図示)がレチクルステージ15を駆動する。 X direction of the reticle stage 15, Y-direction position, and the angle of rotation is measured by a laser interferometer 17, based on the control information from main control system that controls the overall operation of the measured value and the apparatus (not shown) the driving device includes a linear motor or the like (not shown) drives the reticle stage 15. レチクルステージ15、レチクルベース16、レーザ干渉計17、及びその駆動装置よりレチクルステージ系が構成されている。 A reticle stage 15, the reticle base 16, the laser interferometer 17, and the reticle stage system from a driving device is configured.

一方、ウエハWは、ウエハホルダ31を介して、ウエハステージ32上に保持され、ウエハステージ32は、ウエハベース33上にY方向に一定速度で移動可能に、かつX方向、Y方向にステップ移動可能に載置されており、ウエハベース33は、防振装置3A,3Bと同様の能動型の防振装置38A,38B(実際には3個又は4個配置されている)を介してベース部材1上に載置されている。 On the other hand, the wafer W via a wafer holder 31, held on the wafer stage 32, wafer stage 32, movably on the Y direction the wafer base 33 at a constant speed, and the X direction, the step can be moved in Y direction rests on the wafer base 33, the base member 1 via anti-vibration devices 3A, 3B and similar active anti-vibration apparatus 38A, 38B (the actually are disposed three or four) It is placed on the top. そして、レチクルR上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウエハW上ではX方向に細長い矩形状の露光領域にレチクルRのパターン像が形成される。 As optically corresponding to the rectangular illumination region on the reticle R, is on the wafer W pattern image of the reticle R to the elongated rectangular exposure area in the X direction is formed. ウエハステージ32のX方向、Y方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計34によって計測され、この計測値及び主制御系(不図示)からの制御情報に基いて、リニアモータ等を含む駆動装置(不図示)がウエハステージ32を駆動する。 X direction of the wafer stage 32, Y-direction position, and the angle of rotation is measured by a laser interferometer 34, based on the control information from the measured value and the main control system (not shown), a driving device including a linear motor or the like (not shown) drives the wafer stage 32. ウエハステージ32、ウエハベース33、レーザ干渉計34、及びその駆動装置よりウエハステージ系が構成されている。 Wafer stage 32, the wafer base 33, the laser interferometer 34, and the wafer stage system from a driving device is configured.

また、ウエハステージ32の内部には、ウエハWのZ方向の位置(フォーカス位置)と、X軸及びY軸の回りの傾斜角とを調整するためのフォーカス・レベリング機構が組み込まれている。 Inside of the wafer stage 32, the position of the wafer W in the Z direction (the focus position), focus leveling mechanism for adjusting the rotation of the tilt angle of the X-axis and Y-axis are incorporated. 投影光学系PLの下部側面には、ウエハWの表面に斜めに複数のスリット像を投影する投射光学系35Aと、ウエハWからの反射光を受光してそれらのスリット像を再結像して、再結像された像の横ずれ量を検出する受光光学系35Bとから構成される斜入射方式の多点の焦点位置検出系(オートフォーカスセンサ)が設置されている。 The bottom side of the projection optical system PL is a projection optical system 35A for projecting a plurality of slit images obliquely onto the surface of the wafer W, and then re-imaging these slit images by receiving the reflected light from the wafer W focal position detecting system of the multi-point oblique incidence type composed of a light receiving optical system 35B for detecting a lateral shift amount of the re-imaging is image (autofocus sensor) is installed. この焦点位置検出系(35A,35B)で計測されるウエハW上の複数(3点以上)の計測点でのフォーカス位置の情報に基いて、そのフォーカス・レベリング機構は露光中に継続してウエハWの表面を投影光学系PLの像面に合焦させる。 The focal position detection system (35A, 35B) based on the information of the focus position at the measurement point of the plurality (three or more points) on the wafer W measured by its focus leveling mechanism continuously during exposure wafer It focuses the W surface of the image plane of the projection optical system PL. 投射光学系35A及び受光光学系35Bは、投影光学系PLのフランジ部44aの底面に取り付けられたセンサーコラム36に取り付けられている。 A projection optical system 35A and the light-receiving optical system 35B is attached to the sensor column 36 attached to the bottom surface of the flange portion 44a of the projection optical system PL.

また、サブチャンバ14、及び投影光学系PLには、それぞれ不図示の給気管、及び給気管20Aを介して不図示の気体供給装置より上記の透過性ガスが供給され、サブチャンバ14、及び投影光学系PL内の気体がそれぞれ排気管21D、及び排気管21Aを介して不図示の気体供給装置に回収されている。 The sub chamber 14, and the projection optical system PL, the air supply pipe of each not shown, and the permeable gas from the gas supply device (not shown) via a supply pipe 20A are supplied, the sub-chamber 14, and the projection gas in the optical system PL is recovered to the gas supply device (not shown) via respective exhaust pipes 21D and the exhaust pipe 21A,. なお回収された気体の一部は不純物除去後に再びそれらの気密室に供給してもよい。 Incidentally some of the recovered gas after removal of impurities may be again supplied to their airtight chamber. これによって、ウエハW上での照明光ILの照度が高く維持されるため、高いスループットが得られる。 Thus, since the illuminance of the illumination light IL on the wafer W is kept high, high throughput is obtained.

露光時には、不図示のアライメントセンサを用いてアライメントを行った後、レチクルRのパターンの一部の像を投影光学系PLを介してウエハW上の一つのショット領域に投影した状態で、レチクルRとウエハWとをY方向に同期走査する動作と、ウエハWをX方向、Y方向にステップ移動する動作とがステップ・アンド・スキャン方式で繰り返される。 During exposure, after alignment using the alignment sensor (not shown), in a state projected on one shot area on the wafer W a portion of the image of the pattern of the reticle R through the projection optical system PL, a reticle R and operation of the wafer W are scanned synchronously in the Y direction, the wafer W X direction, the operation for stepping movement in the Y direction are repeated in a step-and-scan method. これによって、ウエハWの全部のショット領域にレチクルRのパターン像が露光される。 Thus, the pattern image of the reticle R into all the shot areas on the wafer W is exposed.

次に、本例の投影光学系PLの構成及びその支持方法につき詳細に説明する。 It will now be described in detail construction and its method of supporting the projection optical system PL of the present embodiment.
図1において、本例の反射屈折光学系からなる投影光学系PLは、第1面に配置されたレチクルRのパターンの第1中間像を形成するための屈折型の第1結像光学系G1と、凹面鏡22と2つの負屈折力のレンズL8,L9とから構成されて第1中間像とほぼ等倍の第2中間像(第1中間像のほぼ等倍像であってレチクルパターンの2次像)を形成するための第2結像光学系G2と、第2中間像からの光を用いて第2面に配置されたウエハW上にレチクルパターンの最終像(レチクルパターンの縮小像)を形成するための屈折型の第3結像光学系G3とを備えている。 In Figure 1, the projection optical system PL consisting of catadioptric optical system of this embodiment, the first imaging optical system of refraction type for forming a first intermediate image of the pattern of the arrangement reticle R on the first surface G1 If, 2 of the reticle pattern be approximately equal magnification image of the concave mirror 22 and two negative refractive power lenses L8, L9 Metropolitan first intermediate image substantially equal magnification second intermediate image of the consist (first intermediate image a second imaging optical system G2 for forming a primary image), the final image of the reticle pattern on the wafer W disposed on the second surface using light from the second intermediate image (reduced image of the reticle pattern) and a third imaging optical system G3 refractive type for forming.

更に、第1結像光学系G1と第2結像光学系G2との間の光路中において第1中間像の形成位置の近傍には、第1結像光学系G1からの光を第2結像光学系G2に向かって偏向するための反射面A(第1光路折り曲げ鏡)が配置されている。 Further, in the vicinity of the forming position of the first intermediate image in the optical path between the first imaging optical system G1 and the second imaging optical system G2, the light from the first imaging optical system G1 and the second imaging image reflecting surface a (first optical path bending mirror) for deflecting towards the optical system G2 is disposed. また、第2結像光学系G2と第3結像光学系G3との間の光路中において第2中間像の形成位置の近傍には、第2結像光学系G2からの光を第3結像光学系G3に向かって偏向するための反射面B(第2光路折り曲げ鏡)が配置されている。 In the vicinity of the formation position of the second intermediate image in the optical path between the second imaging optical system G2 and the third imaging optical system G3, the light from the second imaging optical system G2 and the third imaging the reflecting surface B (the second optical path bending mirror) for deflecting towards the image optical system G3 is disposed. なお、本実施形態では、反射面A,Bとしては、1つの光路折り曲げ鏡FMに形成された2つの反射面が使用されている。 In the present embodiment, the reflecting surface A, as the B, 2 one reflective surface formed on one optical path bending mirror FM is used. また、第1中間像及び第2中間像は、それぞれ反射面Aと第2結像光学系G2との間の光路中、及び第2結像光学系G2と反射面Bとの間の光路中に形成される。 The first intermediate image and the second intermediate image, the optical path between the respectively reflecting surface A and the second imaging optical system G2, and the optical path between the reflective surface B and the second imaging optical system G2 It is formed on.

また、第1結像光学系G1はZ軸に平行な光軸AX1を有し、第3結像光学系G3の光軸は、光軸AX1を延長した光軸(基準光軸)と一致するように設定されている。 Further, the first imaging optical system G1 has a Z optical axis parallel to the axis AX1, the optical axis of the third imaging optical system G3 coincides with the optical axis obtained by extending the optical axis AX1 (reference optical axis) It is set to. 本例では、光軸AX1は、重力方向(即ち、鉛直方向)に沿って位置決めされている。 In this example, the optical axis AX1 is gravitational direction (i.e., vertical direction) are positioned along the. その結果、レチクルR及びウエハWは、重力方向と直交する面、即ち水平面に沿って互いに平行に配置されている。 As a result, the reticle R and the wafer W, the surface perpendicular to the direction of gravity, i.e. along a horizontal plane are arranged parallel to each other. 加えて、第1結像光学系G1を構成する全てのレンズ及び第3結像光学系G3を構成する全てのレンズも、基準光軸に沿って水平面に平行に配置されている。 In addition, all the lenses constituting all of the lens and the third imaging optical system G3 constituting the first imaging optical system G1 are also arranged parallel to the horizontal plane along the reference optical axis.

一方、第2結像光学系G2の光軸AX2は、光軸AX1(基準光軸)と直交するように設定されている。 On the other hand, the optical axis AX2 of the second imaging optical system G2 is set to be perpendicular to the optical axis AX1 (reference optical axis). 更に、光路折り曲げ鏡FMの2つの反射面A,Bの交線(厳密にはその仮想延長面の交線)Cにおいて、第1結像光学系G1の光軸AX1と第3結像光学系G3の光軸とが交わるように設定されている。 Furthermore, the two reflection surfaces of optical path bending mirror FM A, in the intersection line (strictly, line of intersection of the virtual extended surface) C of B, the optical axis AX1 of the first imaging optical system G1 third imaging optical system G3 of the optical axis is set so as to intersect.
図1において、第1結像光学系G1は、レチクルR側から順に、レンズL2、レンズL3、レンズL4、レンズL5、レンズL6、及びレンズL7を配置して構成されている。 In Figure 1, the first imaging optical system G1 is composed of, in order from the reticle R side, lens L2, the lens L3, lens L4, a lens L5, is formed by arranging a lens L6, and a lens L7. また、レンズL2とレチクルRとの間には、投影光学系PLの内部空間の蓋の役割を果たす平行平面板L1(第1結像光学系G1に含まれる)が配置されている。 Also, between the lens L2 and the reticle R acts parallel plane of the lid of the internal space plate of the projection optical system PL L1 (included in the first imaging optical system G1) is arranged. また、第2結像光学系G2は、光の進行往路に沿ってレチクル側(即ち入射側)から順に、負のレンズL8と、負のレンズL9と、凹面鏡22とを配置して構成されている。 Further, the second imaging optical system G2, the reticle side along the traveling forward light from (i.e. the incident side) in order, a negative lens L8, a negative lens L9, formed by arranging a concave mirror 22 there. そして、第3結像光学系G3は、光の進行方向に沿ってレチクル側から順に、レンズL10と、レンズL11と、開口絞りASと、レンズL12と、レンズL13とを配置して構成されている。 The third imaging optical system G3 comprises, in order from the reticle side along the traveling direction of the light, a lens L10, a lens L11, an aperture stop AS, a lens L12, formed by arranging a lens L13 there. なお、投影光学系PLとしては、図1の構成の他に、例えば特開2000−47114号公報に開示されているような、互いに交差する光軸を持つ複数の光学系を持つ反射屈折系も使用できる。 Incidentally, As projection optical system PL, in addition to the configuration of FIG. 1, for example as disclosed in JP-A-2000-47114, even catadioptric system having a plurality of optical systems having optical axes which cross each other It can be used.

本例において、投影光学系PLを構成する全ての屈折光学部材(レンズ成分)の光学材料には合成石英又は蛍石(CaF 2結晶)を使用している。 In this example, using a synthetic quartz or fluorite (CaF 2 crystals) in the optical material of all refractive optical members constituting the projection optical system PL (lens component). また、光路折り曲げ鏡FMは、三角柱状の部材における2つの直交する側面(反射面)にアルミニウム等の金属膜、又は誘電体多層膜を被着することにより形成される。 Further, the optical path bending mirror FM, the metal film such as aluminum on the side surface (reflection surface) to two orthogonal in a triangular prism-shaped member, or is formed by depositing a dielectric multilayer film. なお、第1及び第2光路折り曲げ鏡(反射面A,B)を1つの部材上に形成する代わりに、2つの平面鏡を互いに直交するように保持しても良い。 The first and second optical path folding mirror (reflecting surface A, B) in place of forming on one member may hold the two plane mirrors so as to be perpendicular to each other. また、凹面鏡22は、一例として炭化ケイ素(SiC)或いはSiCとケイ素(Si)とのコンポジット材の反射面にアルミニウム等の金属膜、又は誘電体多層膜を被着することにより形成される。 Further, the concave mirror 22 is formed by depositing a metal film such as aluminum, or a dielectric multilayer film on the reflecting surface of the composite material of silicon carbide as an example (SiC) or SiC and silicon (Si). このとき、脱ガス防止のために凹面鏡22全体を炭化ケイ素等でコーティングすることが好ましい。 In this case, it is preferable to coat the entire concave mirror 22 of silicon carbide or the like for degassing prevention. また、凹面鏡22の材料としては、コーニング社のULE(Ultra Low Expansion:商品名)などの低膨張材料、又はベリリウム(Be)を用いても良い。 The material of the concave mirror 22, Corning ULE: may be used (Ultra Low Expansion tradename) low expansion material such as, or beryllium (Be). ベリリウムを用いる場合には、凹面鏡22全体を炭化ケイ素等でコーティングすることが好ましい。 When using beryllium, it is preferable to coat the entire concave mirror 22 with silicon carbide.

上記のように、本例では、反射面A及びBの交線C上で、第1結像光学系G1の光軸AX1と、第2結像光学系G2の光軸AX2と、第3結像光学系G3の光軸とが一点(基準点)で交わるように設定されている。 As described above, in this embodiment, on the line of intersection C of the reflecting surfaces A and B, the optical axis AX1 of the first imaging optical system G1, the optical axis AX2 of the second imaging optical system G2, the third binding the optical axis of the image optical system G3 is configured so as to intersect at one point (reference point). そして、反射面Aと反射面Bとは、断面が直角二等辺三角形状である三角柱状の一つの光路折り曲げ鏡FMの互いに直角となる2つの面(稜線を挟む)を構成している。 Then, the reflective surface B and the reflecting surface A, constitute two surfaces to each other at right angles in cross-section is right isosceles triangular triangular one optical path bending mirror FM (sandwich the ridge). その結果、3つの結像光学系G1〜G3の光軸及び光路折り曲げ鏡FMの稜線を1つの基準点に関して位置決めすることが可能となるので、光学系の安定性が増し、機械設計及び光学調整が容易である。 As a result, it becomes possible to position the three optical axes of the imaging optical system G1~G3 and ridgelines of the optical path bending mirror FM with respect to one reference point, stability of the optical system is increased, mechanical design and optical adjustment it is easy. 加えて、第2結像光学系G2の光軸AX2が第1結像光学系G1及び第3結像光学系G3の共通光軸(光軸AX1)と直交するように設定されているので、容易に更に高精度の光学調整が可能であり、光学系が更に高い安定性を有する。 In addition, since the optical axis AX2 of the second imaging optical system G2 is set to be perpendicular to the common optical axis of the first imaging optical system G1 and the third imaging optical system G3 (optical axis AX1), easily it is possible further optical adjustment precision, having an optical system is higher stability.

また、投影光学系PLを構成する第1結像光学系G1の平行平面板L1、レンズL2〜L7は、それぞれ輪帯状のレンズ枠42A,42B,42C,42D,42E,42F,42Gを介して円筒状の分割鏡筒41A,41B,41C,41D,41E,41F,41G内に保持され、分割鏡筒41A〜41Gは光軸AX1に沿って気密性を保持する状態で連結されている。 Further, the plane-parallel plate L1, lens L2~L7 of the first imaging optical system G1 in the projection optical system PL, respectively annular rim 42A, 42B, 42C, 42D, 42E, 42F, via 42G cylindrical divided tube 41A, 41B, 41C, 41D, 41E, 41F, held in the 41G, divided tube 41A~41G is connected in a state along the optical axis AX1 to retain airtightness. 分割鏡筒41A〜41Gの隣接する2つの分割鏡筒(以下の分割鏡筒も同様である。)は、例えば特開平7−86152号公報に開示されているように、それぞれ不図示の対向するフランジ部を3箇所以上でボルトで固定することによって連結されている。 Divided tube adjacent two divided barrel 41 a to 41 g (less divided tube is the same.), For example as disclosed in JP-A-7-86152, facing each not shown It is connected by bolted flanges at three or more. レンズ枠42A〜42Gは、それぞれ平行平面板L1の外周部、及びレンズL2〜L7の外周部の鍔の部分を複数箇所(3箇所以上)で上面と下面とを挟み込むようにして、対応する保持対象物を保持する。 Lens frame 42A~42G the outer peripheral portion of the plane-parallel plate L1 respectively, and lens plurality of locations of the portions of the flange of the outer peripheral portion of L2~L7 (3 or more points) in so as to sandwich an upper surface and a lower surface, corresponding retention to hold the object. この場合、レンズ枠42A及び平行平面板L1は、分割鏡筒41Aの上端部を気密性を保持した状態で閉じているが、その他のレンズ枠42B〜42Gには上記の透過性ガスを流通させるための複数の開口が形成されている。 In this case, the lens frame 42A and the plane-parallel plate L1 is the upper end portion of the divided tube 41A is closed while maintaining the airtightness, the other lens frame 42B~42G to flow through the permeable gas a plurality of openings are formed for. また、上部の分割鏡筒41Bに透過性ガスを供給するための給気管20Aが連結されている。 Further, the air supply pipe 20A for supplying the transmissive gas in the upper part of the divided tube 41B is connected.

同様に、第3結像光学系G3のレンズL10〜L13は、それぞれ輪帯状のレンズ枠42H,42K,42I,42Jを介して円筒状の分割鏡筒41H,44,41I,41J内に保持されている。 Similarly, lens L10~L13 the third imaging optical system G3 are respectively held zonal lens frame 42H, 42K, 42I, cylindrical divided tube through 42J 41H, 44,41I, in 41J ing. また、開口絞りASは、分割鏡筒44及び41Iに挟まれた分割鏡筒41K内に保持され、分割鏡筒41H,44,41K,41I,41Jは気密性を保持する状態で連結されている。 The aperture stop AS is held sandwiched by the divided tube within 41K in divided tube 44 and 41I, divided tube 41H, 44,41K, 41I, 41J are connected in a state that airtightness . そして、レンズL11を保持する分割鏡筒44にフランジ部44aが設けられ、このフランジ部44aによって投影光学系PLが支持板部4a上に載置されている。 The flange portion 44a is provided on the divided tube 44 which holds the lens L11, the projection optical system PL is placed on the support plate portion 4a by the flange portion 44a. この場合、レンズ枠42J及びレンズL13は、分割鏡筒41Jの下端部を気密性を保持した状態で閉じているが、その他のレンズ枠42H,42K,42Iには透過性ガスを流通させるための複数の開口が形成されている。 In this case, the lens frame 42J and the lens L13 is a lower portion of the divided tube 41J are closed while maintaining the airtightness, the other lens frame 42H, 42K, for circulating the transmissive gas in the 42I a plurality of openings are formed. また、最下端の分割鏡筒41Jに、投影光学系PLの内部の気体を排気するための排気管21Aが連結されている。 Further, the lowermost end of the divided tube 41J, an exhaust pipe 21A for exhausting the gas inside the projection optical system PL is connected.

また、2つの分割鏡筒41G及び41Hの間に+Y方向に開口が設けられた円筒状の分割鏡筒43が連結され、分割鏡筒43内の突部に保持枠43aを介して光路折り曲げ鏡FMが固定されている。 Between the two divided tube 41G and 41H + Y direction cylindrical divided tube 43 with an opening at is connected to the optical path bending mirror via the holding frame 43a with the projection of the divided tube 43 FM is fixed. 本例では、13個の分割鏡筒41A〜41K,43,44より第1の部分鏡筒7が構成されている。 In this example, 13 pieces of the divided tube 41A~41K, the first partial tube 7 from 43 and 44 is constructed.
また、第2結像光学系G2のレンズL8,L9は、それぞれ保持枠46A,46Bを介して、円筒型の分割鏡筒45,41L内に保持され、凹面鏡22は、その裏面側が保持部材48によって保持される。 The lens L8, L9 of the second imaging optical system G2 are each holding frame 46A, through 46B, are held in a cylindrical split barrel 45,41L, the concave mirror 22, the rear surface side of the holding member 48 It is retained by. 凹面鏡22の裏面には、凹面鏡22の光軸を中心として、等間隔に設けられた3つの突出部が形成されている。 The back surface of the concave mirror 22, around the optical axis of the concave mirror 22, three protrusions provided at equal intervals is formed. 分割鏡筒47は、この突出部をそれぞれ挟み込む不図示の3つのクランプ機構を有する。 Divided tube 47 has three clamping mechanism (not shown) which sandwich the protruding portion respectively. このクランプ機構は、凹面鏡22と分割鏡筒47との間に生じる応力(例えば、露光光の吸収による凹面鏡22の熱変形)を吸収するフレクシャ部材を備えている。 The clamping mechanism includes a flexure member for absorbing the stresses (e.g., thermal deformation of the concave mirror 22 due to absorption of exposure light) generated between the concave mirror 22 divided tube 47. このクランプ機構により、凹面鏡22の光学性能を良好に維持することができる。 This clamping mechanism, it is possible to satisfactorily maintain the optical performance of the concave mirror 22. 分割鏡筒45,41L,47は、光軸AX2に沿って気密性を保持する状態で連結されている。 Divided tube 45,41L, 47 are connected in a state that airtightness along the optical axis AX2. この場合、分割鏡筒45の−Y方向の先端部は、第1の部分鏡筒7の分割鏡筒43に設けられた開口を密閉するように連結されている。 In this case, the tip portion of the -Y direction of the divided tube 45 is connected so as to seal the opening provided in the divided tube 43 of first partial tube 7. また、凹面鏡22を保持する保持部材48の裏面は不図示のフィルム状カバーで密閉されているとともに、保持枠46A,46Bには透過性ガスを流通させるための複数の開口が形成されており、第2結像光学系G2の光路は実質的に密閉された状態で透過性ガスが供給されている。 Further, the back surface of the holding member 48 for holding the concave mirror 22 with being sealed by a film-like cover (not shown), the holding frame 46A, a plurality of openings are formed for circulating the transmissive gas in 46B, optical path of the second imaging optical system G2 is transmissive gas is supplied in a state of being substantially sealed. 3個の分割鏡筒45,41L,47より第2の部分鏡筒8が構成され、この部分鏡筒8は、第1の部分鏡筒7に対して+Y方向に直交するように連結されている。 Three divided tube 45,41L, consists second partial tube 8 than 47, the partial tube 8 is coupled so as to be perpendicular to the + Y direction with respect to the first partial tube 7 there.

次に、本例の投影光学系PLの結像特性としてのセンターアス等の非回転対称な収差を補正するための補正機構について説明する。 Next, a description will be given of a correction mechanism for correcting rotationally asymmetric aberrations center astigmatism such as imaging characteristics of the projection optical system PL of the present embodiment. 本例の補正機構は、投影光学系PL中の光学部材である凹面鏡22の周縁部の複数箇所(例えば9箇所)で独立にそれぞれ光軸方向への微小量(例えば±100nm程度)の歪又は非回転対称な局所的な変形を与える機構である。 Correction mechanism of the present example, the strain of the micro amount of the respective optical axis direction independently at a plurality of positions (e.g., nine) of the peripheral portion of the concave mirror 22 is an optical member in the projection optical system PL (for example, about ± 100 nm) or a mechanism to provide a non-rotationally symmetric local deformation. なお、本例の補正機構が凹面鏡22に与える歪は、あくまでも弾性変形の範囲内での加えられた力にほぼ比例する歪であり、再現性のある変形である。 Incidentally, the distortion correction mechanism of the present embodiment has on the concave mirror 22 is a strain substantially proportional merely to applied force within an elastic deformation, a modification that is reproducible. また、本例の投影光学系PLの光軸AX1(Z軸に平行)は鉛直線に平行であるが、その歪が与えられる凹面鏡22は横置きとされ、凹面鏡22の光軸はほぼ水平面に平行である。 Further, the optical axis AX1 of the projection optical system PL of the present embodiment (parallel to the Z axis) is parallel to the vertical line, the concave mirror 22 whose distortion is given is a horizontally, the optical axis of the concave mirror 22 is substantially horizontal plane it is parallel to each other. このように横置きの凹面鏡22に対しては、僅かの力を加えることによって容易に所望の歪を与えることができる。 For the concave mirror 22 in this manner horizontal, it is possible to provide easily a desired strain by adding slight force.

図1に示すように、回転対称な凹面鏡22の側面の全周には所定幅の凸部22aが設けられる。 As shown in FIG. 1, the convex portion 22a having a predetermined width is provided on the entire circumference of the side face of the rotationally symmetrical concave mirror 22. また、凸部22aよりも反射面側の凹面鏡22の側面が分割鏡筒47の前部47a内に収納され、保持部材48は分割鏡筒47の後部47b内に収納されるように分割鏡筒47に固定されており、分割鏡筒47の前端部のフランジ部(不図示)が分割鏡筒41Lの後端部のフランジ部(不図示)に連結されている。 Further, the side surface of the protrusion 22a concave mirror 22 of reflective surface than is housed in the front portion 47a of the divided tube 47, retaining member 48 is divided tube to be housed in the rear portion 47b of the divided tube 47 47 is fixed to the flange portion of the front end portion of the divided tube 47 (not shown) is connected to the flange portion of the rear end portion of the divided tube 41L (not shown).

図2は、図1中の凹面鏡22を保持する分割鏡筒47を示す斜視図であり、この図2において、凹面鏡22の裏面の9箇所に凹面鏡22の側面にそれぞれ歪を与えるための同一構成の微小量変形機構49A,49B,49C,49D,49E,49F,49G,49H,49Iが固定されている。 Figure 2 is a perspective view showing a divided tube 47 which holds the concave mirror 22 in FIG. 1, in FIG. 2, the same arrangement for providing each strain to the side of the concave mirror 22 to the nine of the back surface of the concave mirror 22 the small amount deformation mechanisms 49A, 49B, 49C, 49D, 49E, 49F, 49G, 49H, 49I are fixed. 微小量変形機構49A〜49Iは、図1に示すように、保持部材48の平板部48aの外周部に設けられた取り付け面48cにそれぞれ複数のボルト(不図示)によって固定されている。 Small amount deformation mechanism 49A~49I is fixed by, as shown in FIG. 1, a plurality of bolts to the mounting surface 48c provided on the outer peripheral portion of the flat plate portion 48a of the holding member 48 (not shown).

なお、図2の例では、それぞれ3個ずつが小さい角度間隔で配置されている3組の微小量変形機構49A〜49C,49D〜49F,49G〜49Iが等角度間隔で配置されている。 In the example of FIG. 2, respectively 3 by a small three sets are disposed at an angle interval of a very small amount deformation mechanism 49A~49C, 49D~49F, 49G~49I are arranged at equal angular intervals. その他に、9個の微小量変形機構49A〜49Iを凹面鏡22の光軸の周りに等角度間隔で配置してもよい。 Alternatively, it may be arranged at equal angular intervals nine small amount deformation mechanism 49A~49I around the optical axis of the concave mirror 22. また、微小量変形機構49A〜49Iの個数は複数であれば何個でもよい。 The number of small amounts deformation mechanism 49A~49I may be any number as long as it is plural. ただし、微小量変形機構49A〜49Iが9個程度以上であると、凹面鏡22にほぼ目標とする非回転対称な歪を付与できるため、非回転対称な収差を高精度に補正できる。 However, the small amount deformation mechanism 49A~49I is 9 or so or more, since it is possible to impart non-rotational symmetric distortion almost goal concave mirror 22 can be corrected non-rotationally symmetric aberration with high accuracy.

図3は、代表的に図2中の一つの微小量変形機構49Aを示す一部を切り欠いた図であり、この図3において、分割鏡筒47の後部内面に設けられた切り欠き部47c内に保持部材48の支持部48bが不図示のボルトによって固定され、保持部材48の取り付け面48cに微小量変形機構49Aが不図示のボルトによって固定されている。 Figure 3 is typically a view partially cut away showing one minute the deformation mechanism 49A in FIG. 2, in FIG. 3, provided on the rear inner surface of the divided tube 47 notches 47c supporting portion 48b of the holding member 48 is fixed by bolts (not shown), a small amount deformation mechanism 49A to the mounting surface 48c of the holding member 48 is fixed by bolts (not shown) within. 微小量変形機構49Aは、2つの支持部23a及び23bを連結した形のほぼU字型のフレーム23と、支持部23aに固定された粗動用の直動型マイクロメータ(以下、粗動マイクロメータと言う。)26Aと、支持部23bの内面の凸部23cに固定された微動用の直動型マイクロメータ(以下、微動マイクロメータと言う。)26Bと、フレーム23の内側に3個の板ばね25A,25B,25Cを介して凹面鏡22の光軸方向(Y方向)に移動可能に支持された可動板24と、可動板24にボルト50によって固定された荷重センサ27と、マイクロメータ26A及び26Bのそれぞれのスピンドル部26Aa及び26Baと荷重センサ27(又は可動板24でもよい)とを連結するために荷重センサ27にボルト53によって固定 Small amount deformation mechanism 49A has two support portions 23a and the form of concatenating 23b substantially U-shaped frame 23, the linear motion type micrometer for Flutter fixed to the support portion 23a (hereinafter, coarse micrometers referred to.) 26A and, direct acting micrometer for fixed tremor the convex portion 23c of the inner surface of the support portion 23b (hereinafter, referred to as the fine movement micrometers.) 26B and the three plates on the inner side of the frame 23 spring 25A, 25B, 25C and the movable plate 24 which is movably supported in the direction of the optical axis of the concave mirror 22 (Y-direction) via a load sensor 27 fixed by a bolt 50 to the movable plate 24, micrometers 26A and fixed by bolts 53 to the load sensor 27 in order to couple respective spindle portions 26Aa and 26Ba and the load sensor 27 and (or may be movable plate 24) of 26B れた連結部材28とを備えている。 The and a coupling member 28.

本例の荷重センサ27は、凹面鏡22の光軸に平行に伸びたプローブ27aと、プローブ27aに対して±Y方向に加えられる力(荷重)を検出する歪ゲージ方式のセンサ部27bとを備えたロードセルである。 Load sensor 27 of the present embodiment includes a probe 27a which extends parallel to the optical axis of the concave mirror 22, and a sensor portion 27b of the strain gauge method for detecting a force (load) applied to the ± Y direction relative to the probe 27a It was a load cell. 即ち、荷重センサ27は、±Y方向の力を検出可能な引っ張り圧縮タイプである。 That is, the load sensor 27 is a compression type tensile capable of detecting the ± Y direction force. そして、センサ部27bで検出される信号を信号処理系55で処理することによって、プローブ27aに±Y方向に加えられる力が、一例として±150g重程度のストロークで、かつ1g重程度以下の分解能で検出される。 Then, by processing the signals detected by the sensor unit 27b in the signal processing system 55, the force exerted on the ± Y direction to the probe 27a is in ± 150 g weight of about stroke as an example, and 1g heavy about following resolution in is detected. なお、荷重センサ27によって検出される力は、プローブ27aが当接(接触)する凹面鏡22の凸部22aからの反力である。 Incidentally, the force detected by the load sensor 27 is a reaction force from the convex portion 22a of the concave mirror 22 which the probe 27a is in contact (contact).

さらに、プローブ27aの先端部には、凹面鏡22の凸部22aをY方向に挟む配置でほぼU字型の先端部材29が連結されている。 Furthermore, the tip of the probe 27a, the tip member 29 of generally U-shaped protrusions 22a in the arrangement sandwiching the Y direction of the concave mirror 22 is connected. 先端部材29の凸部22aに対向する±Y方向の部分にはそれぞれ半球型の当接部54A及び54Bが固定されている。 Contact portion 54A and 54B of each of the ± Y direction of the portion facing the convex portion 22a of the tip member 29 hemispherical is fixed. なお、図3(以下の図5、図6も同様)では、分かり易くするために、凸部22aの厚さtに対して当接部54A及び54Bの間隔(ギャップ)gはかなり大きく表現されているが、実際には一例として厚さtに対して間隔gは0.1〜0.3mm程度大きいだけである。 Incidentally, FIG. 3 (hereinafter in FIG. 5, FIG. 6 as well), for clarity, the contact portions 54A and 54B distance (gap) g with respect to the thickness t of the convex portion 22a is much larger representation and that it is only actually spacing g is about 0.1~0.3mm the thickness t larger as an example the. この構成では、プローブ27aを−Y方向又は+Y方向に変位させるとそれぞれ当接部54A又は54Bが凸部22aに当接する。 In this configuration, the contact portion 54A or 54B respectively when displacing the probe 27a in the -Y direction or + Y direction abuts against the protrusion 22a. 本例ではプローブ27a及び先端部材29から凸部22aに加えられる±Y方向への力によって凸部22aに±Y方向への歪を与え、その際の凸部22aからの反力を荷重センサ27によって検出し、信号処理系55では予め求められている係数をその反力に乗ずることによって凸部22aの変形量を求める。 Giving a strain from the probe 27a and the tip member 29 to the ± Y direction to the convex portion 22a by the force of the ± Y direction applied to the convex portion 22a in this embodiment, the load sensor 27 the reaction force from the convex portion 22a of the case detected by determining the amount of deformation of the convex portion 22a by multiplying a coefficient obtained in advance in the signal processing system 55 to the reaction force.

そのようにして求められた変形量(又は反力自体でもよい)は、例えば信号処理系55に備えられた表示部(不図示)に表示されるとともに、必要に応じて検出データとして不図示のデータ処理用のコンピュータに供給される。 As such deformation amount obtained (or may be a reaction force itself), for example, the display unit provided in the signal processing system 55 is displayed on the (not shown), not shown as detection data as needed It is supplied to a computer for data processing. 一例として、凸部22aの厚さtは、プローブ27aからの力が1g重のときにY方向に1nm程度変形するように設定されている。 As an example, the thickness t of the convex portion 22a, the force of the is set to 1nm deformation degree in the Y direction when the 1g heavy from the probe 27a. この場合、プローブ27aからの力のストロークを±100g重程度とすると、凸部22aに±100nm程度の歪を与えることができる。 In this case, when the stroke of the force from probe 27a and ± 100 g weight approximately, it is possible to provide a strain of about ± 100 nm in the convex portion 22a.

また、連結部材28は、剛性の大きい板ばね部28aと剛性の小さい板ばね部28bとを含み、ボルト51及びナット52によって、前者の板ばね部28aの開放端が粗動マイクロメータ26Aのスピンドル部26Aaの先端に固定され、後者の板ばね部28bの開放端が微動マイクロメータ26Bのスピンドル部26Baの先端に固定されている。 The connecting member 28 includes a small plate spring portion 28b of larger plate spring portion 28a and the rigidity of, by bolts 51 and nuts 52, the open end of the former plate spring portion 28a is coarse micrometer 26A spindle is fixed to the distal end parts 26Aa, open end of the latter of the leaf spring portion 28b is fixed to the distal end of the spindle portion 26Ba of the fine micrometer 26B. 一例として、図4に示すように、板ばね部28aはほぼ正方形の平板状の板ばねからなり、板ばね部28bは、板ばね部28aに比べて面積が数分の1程度のほぼ長方形の平板状の板ばねからなる。 As an example, as shown in FIG. 4, the plate spring portion 28a is made substantially square flat plate-like leaf spring, the leaf spring portion 28b is substantially rectangular area of ​​about a fraction of than the plate spring portion 28a consisting of a flat leaf spring. この結果、マイクロメータ26A及び26Bの駆動量が同じであっても、粗動マイクロメータ26Aのスピンドル部26AaのY方向への駆動量に連動する可動板24及びプローブ27aのY方向への変位は、微動マイクロメータ26Bのスピンドル部26BaのY方向への駆動量に連動する変位よりも大きくなる。 As a result, even if a drive amount of the micrometer 26A and 26B are the same, the displacement in the Y direction of the movable plate 24 and the probe 27a interlocked with the driving of the Y direction of the spindle portion 26Aa of the coarse micrometer. 26A becomes larger than the displacement interlocked with the driving of the Y direction of the spindle portion 26Ba of the fine micrometer 26B.

即ち、粗動マイクロメータ26A及び板ばね部28aから、プローブ27aを例えばY方向に大まかに変位させる粗動機構が構成され、微動マイクロメータ26B及び板ばね部28bから、プローブ27aをY方向に狭いストローク内で高精度に変位させる微動機構が構成されている。 That narrow from coarse micrometer 26A and the leaf spring portion 28a, the coarse feed mechanism for roughly displacing the probe 27a, for example, in the Y direction is formed, a fine movement micrometer 26B and the leaf spring portion 28b, the probe 27a in the Y direction fine movement mechanism for displacing the high accuracy in the stroke is configured. この場合、仮に当接部54A(又は54B)が凸部22aに当接している状態では、粗動マイクロメータ26A又は微動マイクロメータ26Bの操作によって、プローブ27aから凸部22aに対する力をそれぞれ10g重又は1g重程度の単位で制御することができる。 In this case, if in the state where the contact portion 54A (or 54B) is in contact with the convex portion 22a, by the operation of the coarse micrometer 26A or micromotion micrometer 26B, respectively 10g heavy forces against protrusions 22a from the probe 27a or it can be controlled by 1g heavy about the unit. 本例では、一例として、先端部材29の当接部54A(又は54B)が凸部22aに当接するまではその粗動機構を用いてプローブ27aを凸部22aに向けて駆動し、当接部54A(又は54B)が凸部22aに当接した後は、その微動機構を用いてプローブ27aから凸部22aに対して付与される力を制御する。 In the present embodiment, as one example, until abutment 54A of the distal end member 29 (or 54B) is brought into contact with the convex portion 22a is driven toward the probes 27a to the convex portion 22a by using the coarse feed mechanism, the contact portion 54A (or 54B) after abuts against the convex portion 22a controls the force applied against the convex portion 22a from the probe 27a by using the fine movement mechanism. これによって、凸部22aに付与する力又は歪を高精度に制御できる。 Thus, a force or strain applied to the convex portion 22a can be controlled with high accuracy.

この場合、図2に示すように、微小量変形機構49A〜49Iにおいて、粗動マイクロメータ26Aを含む粗動機構と、微動マイクロメータ26Bを含む微動機構とは凹面鏡22の中心から半径方向に沿って配置されている。 In this case, as shown in FIG. 2, in a very small amount deformation mechanism 49A~49I, the coarse positioner comprising coarse micrometer 26A, the fine movement mechanism including the fine motion micrometer 26B is along a radial direction from the center of the concave mirror 22 It is arranged Te.
また、本例のマイクロメータ26A及び26Bはマニュアルで操作される。 Further, micrometer 26A and 26B of the present embodiment is operated manually. ただし、マイクロメータ26A及び26Bを電動タイプとして、荷重センサ27及び信号処理系55によって検出される凸部22aの変形量(又は凸部22aからの反力)に基づいて、その検出される変形量(反力)が所定の目標値になるように閉ループ方式でマイクロメータ26A及び26Bの動作を制御してもよい。 However, as the electric type micrometer 26A and 26B, on the basis of the deformation amount of the convex portion 22a is detected by the load sensor 27 and a signal processing system 55 (or a reaction force from the convex portion 22a), the amount of deformation thereof is detected (reaction force) may control the operation of the micrometer 26A and 26B in a closed loop manner such that a predetermined target value.

さらに、図3において、3個の板ばね25A〜25Cのうちの2個の板ばね25A及び25Bは、3重に折り畳まれた形状で可撓性が高いとともに、可動板24と支持部23bとをY方向に離れた2箇所で連結するリンク機構を構成し、他の板ばね25Cは可動板24の+Y方向の上端部と支持部23aとを連結している。 Further, in FIG. 3, two plate springs 25A and 25B of the three leaf springs 25A~25C, along with flexibility is high in a folded shape in triplicate, and a movable plate 24 supporting portion 23b the configuring a link mechanism connecting at two locations spaced in the Y direction, the other leaf spring 25C is linked with the supporting portion 23a and the + Y direction of the upper end portion of the movable plate 24. 支持部23bには板ばね25Aとの機械的な干渉を避けるための切り欠き部23dが形成されている。 Notch portion 23d to avoid mechanical interference between the plate spring 25A is formed in the support portion 23b. そのリンク機構によって、可動板24及びプローブ27aは支持部23bに平行に、すなわちY軸に平行に移動する。 By the link mechanism, the movable plate 24 and the probe 27a parallel, i.e. move parallel to the Y axis to the support portion 23b. なお、図4に示すように、板ばね25A及び25Bにはそれぞれ微動マイクロメータ26bを通すための開口25Aa及び25Baが形成されている。 As shown in FIG. 4, the opening 25Aa and 25Ba to pass each of the leaf springs 25A and 25B micromotion micrometer 26b are formed. さらに、分割鏡筒47には、先端部材29を通すための開口47dが形成され、保持部材48には、マイクロメータ26A及び26Bのスピンドル部26Aa及び26Baを通すための切り欠き部48fが形成されている。 Further, the divided tube 47 is formed an opening 47d for the passage of the tip member 29, the holding member 48, notches 48f for passing the spindle portion 26Aa and 26Ba of the micrometer 26A and 26B are formed ing.

次に、図3の微小量変形機構49Aの組み立て方法の一例を図4の分解斜視図を参照して説明する。 It will now be described with reference to the exploded perspective view of FIG. 4 an example of a method of assembling a small amount deformation mechanism 49A of FIG.
図4において、フレーム23に対して板ばね25A〜25Cを介して可動板24を連結した後、フレーム23の支持部23a及び23bにそれぞれ粗動マイクロメータ26A及び微動マイクロメータ26Bを装着する。 4, after connecting the movable plate 24 through a leaf spring 25A~25C with respect to the frame 23, respectively mounted coarse micrometer 26A and micromotion micrometer 26B in the support portion 23a and 23b of the frame 23. また、荷重センサ27のセンサ部27bにはボルト50及び53用の4箇所の長穴部27c及び2箇所の長穴部27d(1箇所は不図示)が設けられている。 Further, the elongated hole portion 27d of the elongated hole portion 27c and the two positions of the four places of the bolts 50 and 53 to the sensor portion 27b of the load sensor 27 (one position is not shown) is provided. そして、連結部材28には、板ばね部28a及び28bに対して直交するように、センサ部27bと同じ幅でアーム部28c及び28dが設けてあるとともに、板ばね部28a及び28bにはそれぞれボルト51用の開口28f及び28gが設けてあり、両者の中間位置にはプローブ27aを通すための開口28eが設けてある。 Then, connected to the member 28, to be perpendicular to the plate spring portion 28a and 28b, together with some by the arm portions 28c and 28d are provided with the same width as the sensor section 27b, each of the leaf spring portion 28a and 28b bolts is provided with an opening 28f and 28g for 51, the intermediate position therebetween is provided an opening 28e for passing the probe 27a. また、アーム部28c,28dの先端部にはボルト53と螺合するねじ穴が設けてある。 The arm portion 28c, the distal end portion of the 28d is provided with a screw hole screwed with a bolt 53.

そこで、プローブ27aを連結部材28の開口28eに通した状態で、アーム部28c及び28dをセンサ部27bの側面に装着して、ボルト53を用いてアーム部28c及び28d(アーム部28d用のボルトは不図示)をセンサ部27bに固定する。 Therefore, in the state through the probe 27a into the opening 28e of the connecting member 28, the arm portion 28c and 28d are attached to the side surface of the sensor portion 27b, the arm portions 28c and 28d with bolts 53 (bolt arm portion 28d secures the not shown) in the sensor unit 27b. そして、プローブ27aの先端部に先端部材29の連結部29aを固定する。 Then, to fix the coupling portion 29a of the tip member 29 to the tip of the probe 27a. 次に、4箇所のボルト50を介してセンサ部27b(この段階では荷重センサ27及び連結部材28が一体化されている。)を可動板24に固定する。 Then, to fix the through bolts 50 at four positions the sensor unit 27b (load sensor 27 and the connecting member 28 are integrated at this stage.) To the movable plate 24. その後、ナット52を通したボルト51をそれぞれ板ばね部28a,28bの開口28f,28gに通した状態で、ボルト51をスピンドル部26Aa及び26Baのねじ穴に締め付けることによって、板ばね部28a及び28bをマイクロメータ26A及び26Bに連結する。 Thereafter, each plate spring portion 28a of the bolt 51 through the nut 52, 28b of the opening 28f, in a state in which through a 28 g, by tightening the bolts 51 into the screw hole of the spindle portion 26Aa and 26Ba, the plate spring portions 28a and 28b the coupling to the micrometer 26A and 26B. これによって、図3の微小量変形機構49Aの組立が完了する。 This completes the assembly of the small amount deformation mechanism 49A of FIG.

次に、図3の微小量変形機構49Aの使用方法の一例につき図5及び図6を参照して説明する。 Will now be described with reference to FIGS. 5 and 6 per an example of a method of using the small amount deformation mechanism 49A of FIG. この場合、予め不図示の主制御系において、図1の投影光学系PLの所定の非回転対称な収差を補正するために必要な凹面鏡22の凸部22aの、微小量変形機構49Aの位置における変形量(歪量)の目標値が求められているものとする。 In this case, in advance in the main control system (not shown), the convex portion 22a of the concave mirror 22 required to correct the predetermined rotationally asymmetric aberration of the projection optical system PL in FIG. 1, the position of the minute amount deformation mechanism 49A It shall target value of the deformation amount (strain amount) is required.
先ず、図3において、その変形量の目標値が反射面MPの方向(−Y方向)への値(このときの符号を+とする。)である場合には、例えばオペレータは、荷重センサ27及び信号処理系55を介して凸部22aの変形量(又は凸部22aからの反力でもよい)を検出しながら、粗動マイクロメータ26Aを操作してプローブ27aを−Y方向に駆動する。 First, in FIG. 3, in which case the target value of the deformation amount is a value in a direction (-Y direction) of the reflecting surface MP (the sign of the time + to.), For example an operator, the load sensor 27 and while detecting the amount of deformation of the convex portion 22a (or by the reaction force from the convex portion 22a) via the signal processing system 55, by operating the coarse micrometer 26A drives the probe 27a in the -Y direction. そして、その検出される変形量が所定の最小検出量を超えた時点で粗動マイクロメータ26Aの操作を停止する。 Then, to stop the operation of the coarse micrometer 26A when the deformation amount of the detected exceeds a predetermined minimum detectable amount. この状態では、図5に示すように、先端部材29において+Y方向側の当接部54Aが凸部22aに当接している。 In this state, as shown in FIG. 5, the contact portion 54A of the tip member 29 + Y direction side is in contact with the protrusion 22a. これ以降は、その検出される凸部22aの変形量が上記の目標値になるまで、オペレータは微動マイクロメータ26Bを操作してプローブ27aを−Y方向に駆動する。 After this, until the amount of deformation of the convex portion 22a which is the detection becomes the target value of the operator drives the probe 27a in the -Y direction by operating the fine motion micrometer 26B.

一方、図3において、その変形量の目標値が凹面鏡22の裏面方向(+Y方向)への値である場合には、オペレータは、荷重センサ27及び信号処理系55を介して凸部22aの変形量を検出しながら、粗動マイクロメータ26Aを操作してプローブ27aを+Y方向に駆動する。 On the other hand, in FIG. 3, if the target value of the amount of deformation is the value of the back surface direction (+ Y direction) of the concave mirror 22, the operator, the deformation of the convex portion 22a via a load sensor 27 and the signal processing system 55 while detecting the amount, by operating the coarse micrometer 26A drives the probe 27a + Y direction. そして、その検出される変形量の絶対値が所定の最小検出量を超えた時点で粗動マイクロメータ26Aの操作を停止する。 Then, the absolute value of the deformation amount of the detection to stop the operation of the coarse micrometer 26A when exceeding a predetermined minimum detectable amount. この状態では、図6に示すように、先端部材29において−Y方向側の当接部54Bが凸部22aに当接している。 In this state, as shown in FIG. 6, the abutting portion 54B of the -Y direction side is in contact with the convex portion 22a at the distal end member 29. これ以降は、その検出される凸部22aの変形量が上記の目標値になるまで、オペレータは微動マイクロメータ26Bを操作してプローブ27aを+Y方向に駆動する。 After this, until the amount of deformation of the convex portion 22a which is the detection becomes the target value of the operator drives the probe 27a + Y direction by operating the fine motion micrometer 26B. この動作によって、凸部22aに対して±Y方向への所望の変形量(歪量)を高精度に、かつ再現性のある状態で与えることができる。 This action can provide the desired amount of deformation of the ± Y direction with respect to the convex portion 22a (the strain amount) with high accuracy, and in a state in which a reproducible.

次に、図2の収差の補正機構を用いてセンターアスを補正する動作の一例につき説明する。 It will now be described an example of an operation of correcting the center astigmatism using the correction mechanism of the aberration in FIG. その前提として、図1において、投影光学系PLのセンターアスを計測するには、図8(A)の拡大図に示すように、X方向及びY方向に所定ピッチで配列されたライン・アンド・スペースパターン(以下、「L/Sパターン」と言う。)60X及び60Yが形成されたテストレチクルを、図1のレチクルRの代わりにレチクルステージ15上にロードする。 As a prerequisite, in FIG. 1, to measure the center astigmatism of projection optical system PL, as shown in the enlarged view of FIG. 8 (A), the line-and-that the X and Y directions are arranged at a predetermined pitch space pattern (hereinafter, referred to as "L / S patterns".) 60X and 60Y test reticle formed is loaded on the reticle stage 15 instead of the reticle R in FIG. そして、ウエハステージ32上にはレジストの塗布された未露光のウエハWをロードする。 Then, on the wafer stage 32 loads the wafer W coated unexposed resist. 次に、図8(A)のL/Sパターン60X及び60Yの中心をほぼ図1の投影光学系PLの露光中心に移動して、ウエハステージWSTによってウエハWのZ方向の位置を次第に変えて、かつX方向及びY方向へのステップ移動を行いながら、ウエハW上の一連のショット領域に投影光学系PLを介してL/Sパターン60X及び60Yの像を露光する。 Next, go to the L / S pattern 60X and substantially exposing the center of the projection optical system PL in FIG. 1 the center of 60Y in FIG. 8 (A), by changing gradually the position in the Z direction of the wafer W by the wafer stage WST and while step movement in the X and Y directions, a series of shot areas on the wafer W via the projection optical system PL to expose the image of the L / S pattern 60X and 60Y. 次に、そのウエハWの現像を行って、L/Sパターン60Xの像が最も高い解像度で転写されるときのウエハWのフォーカス位置F1と、L/Sパターン60Yの像が最も高い解像度で転写されるときのウエハWのフォーカス位置F2とを求めると、その差分(=F1−F2)がセンターアスとなる。 Next, development is performed of the the wafer W, the transfer at the focus position F1 of the wafer W, the highest image of the L / S pattern 60Y resolution when the image of the L / S patterns 60X is transferred at the highest resolution when obtaining the focus position F2 of the wafer W when it is, the difference (= F1-F2) is center astigmatism.

そのセンターアスが所定の許容範囲を超えている場合には、図1の投影光学系PLの瞳面PLP付近の光学部材(例えば凹面鏡22)上では、図8(B)の波面61で示すように、本来は同心円状となる波面(例えば物体面上の1点から出た光の波面)が、例えばX方向に細長い楕円状となる。 If the center astigmatism exceeds a predetermined allowable range, on the optical member in the vicinity of the pupil plane PLP of the projection optical system PL in FIG. 1 (e.g. concave mirror 22), as indicated by the wavefront 61 shown in FIG. 8 (B) the originally wavefront becomes concentric (e.g. wavefront of light emitted from one point on the object surface), for example, the X direction in an elongated oval shape. なお、図8(B)のY方向は図1のZ方向に対応している。 Incidentally, Y direction of FIG. 8 (B) corresponds to the Z direction in FIG. そこで、その波面をほぼ同心円状に戻すために、本例では凹面鏡22を変形させる。 Therefore, in order to return the wavefront substantially concentrically, in this embodiment to deform the concave mirror 22.

図7は、その凹面鏡22を示し、収差補正を行わない状態では、凹面鏡22は回転対称な形状を維持している。 Figure 7 shows the concave mirror 22, in a state of not performing aberration correction, the concave mirror 22 maintains a rotationally symmetric shape. これに対して、図8(B)のような収差を補正するためには、一例として図7において、3箇所の微小量変形機構49A,49E,49Iによって凸部22aを−Y方向に変形させて、凹面鏡22を非回転対称に僅かに変形させる。 In contrast, in order to correct aberrations, such as FIG. 8 (B) in FIG. 7 as an example, three of the small amount deformation mechanism 49A, 49E, deforms the convex portion 22a in the -Y direction by 49I Te, thereby slightly deforming the concave mirror 22 in a non-rotational symmetry. これによって、図8(B)に示すセンターアスのような非回転対称な収差を補正できる。 This allows correct rotationally asymmetric aberrations such as the center astigmatism shown in FIG. 8 (B).

また、例えば予め微小量変形機構49A〜49Iによる凹面鏡22の凸部22aのY方向への変位を種々に変えた状態で、例えば図8(A)の計測用パターンを用いてセンターアス等の収差の発生量の計測を行っておくことで、実際の収差補正時には、その収差の発生量から微小量変形機構49A〜49Iによる凸部22aのZ方向への必要な変形量を求めることもできる。 Further, for example, in a state in which the displacement was changed to various to advance a small amount deformation mechanism 49A~49I Y direction of the convex portion 22a of the concave mirror 22 by, for example, aberrations such as center astigmatism using the measurement pattern shown in FIG. 8 (A) by keeping performing the generation of measurement, in actual aberration correction, it is also possible to determine the amount of deformation necessary in the Z direction of the convex portion 22a by a very small amount deformation mechanism 49A~49I from generation amount of the aberration. 従って、投影光学系PLの非回転対称な収差を微小量変形機構49A〜49Iによって迅速に補正することができる。 Therefore, it is possible to quickly correct the rotationally asymmetric aberration of the projection optical system PL by the small amount deformation mechanism 49A~49I. このように投影光学系PLの非回転対称な収差の補正を行うことによって、その後の露光工程では、レチクルのパターンを高精度にウエハ上に転写することができる。 By correcting the non-rotationally symmetric aberration of the projection optical system PL, in the subsequent exposure process, it is possible to transfer the pattern of the reticle onto a wafer with high precision.

また、投影光学系PLの非回転対称な収差は、例えばレチクルRの照明領域が非回転対称であることや、2極照明等の瞳面での光量分布が非回転対称となる照明条件でも発生することがある。 The non-rotationally symmetric aberration of the projection optical system PL is, for example, that the illumination area of ​​the reticle R is a non-rotationally symmetric, occurs even illumination condition intensity distribution in a pupil plane such as dipole illumination is non-rotationally symmetrical sometimes. このような場合に、微小量変形機構49A〜49I(マイクロメータ26A及び26B)を駆動モータで駆動することによって、露光中に発生する非回転対称な収差を補正することも可能となる。 In such a case, by driving the small amount deformation mechanism 49A~49I (micrometers 26A and 26B) by the drive motor, it is possible to correct the rotationally asymmetric aberration generated during exposure.

次に、上記の実施形態の構成及びその作用の一部をまとめると以下の通りである。 Next, it is summarized below some of the configuration and operation of the above embodiment.
1)図1の投影光学系PL中の凹面鏡22には、図3に示すように、凹面鏡22に当接できるように離れて配置されたプローブ27aと、プローブ27aを凹面鏡22に当接させる方向に駆動する粗動マイクロメータ26Aを含む粗動機構と、プローブ27aの先端の当接部54A又は54Bが凹面鏡22の凸部22aに当接した後、プローブ27aが凸部22aに加える力を制御する微動マイクロメータ26Bを含む微動機構とが設けられている。 1) the concave mirror 22 in the projection optical system PL in FIG. 1, as shown in FIG. 3, a probe 27a disposed apart to allow contact to the concave mirror 22, the direction to abut the probe 27a to the concave mirror 22 after the coarse positioner comprising coarse micrometer 26A to be driven, the contact portion 54A or 54B of the tip of the probe 27a is in contact with the convex portion 22a of the concave mirror 22, the control force probe 27a is applied to the convex portion 22a and fine movement mechanism is provided which includes a fine movement micrometer 26B to. 従って、凸部22aに加える力を高精度に制御できるとともに、凸部22aは弾性変形するだけであり、その変形は再現性があるとともに、凸部22aひいては凹面鏡22が損傷する恐れは実質的にない。 Therefore, the force applied to the convex portion 22a can be controlled with high precision, the convex portion 22a is only elastically deformed, with its deformation is reproducible, a possibility that the convex portion 22a and thus the concave mirror 22 is damaged are substantially Absent. 従って、再現性のある状態で、非回転対称な収差の補正を行うことができる。 Accordingly, in a state in which a reproducible, it is possible to correct the rotationally asymmetric aberration.

2)プローブ27aには凹面鏡22からの反力を計測するセンサ部27bが設けられている。 Sensor unit 27b for measuring a reaction force from the concave mirror 22 is provided in the 2) the probe 27a. 従って、凸部22aに加える力をモニタしながらその力を制御することによって、凸部22aの変形量を高精度に制御できる。 Thus, by controlling the force while monitoring the force applied to the convex portion 22a, it can control the amount of deformation of the convex portions 22a with high accuracy.
なお、センサ部27bを設けることなく、例えば粗動マイクロメータ26A及び26Bの駆動量から凸部22aからの反力、ひいては凸部22aの変形量を概算で求めることも可能である。 Incidentally, without providing a sensor unit 27b, for example, a reaction force from the convex portion 22a from the driving amount of the coarse micrometer 26A and 26B, it is also possible to determine in turn estimate the amount of deformation of the convex portion 22a.

3)センサ部27bは歪ゲージ方式のセンサであるため、荷重センサ27をコンパクトにまとめることができ、凹面鏡22の周囲に多数の微小量変形機構49A等を容易に配置できる。 3) Since the sensor unit 27b is a sensor of the strain gauge method, it is possible to put together a load sensor 27 in a compact, easily place a large number of very small amount deformation mechanism 49A or the like around the concave mirror 22.
なお、荷重センサ27の検出方式としては、歪ゲージ方式の他に、シリコン基板の歪を検出する方式や、圧電素子を用いる方式等も用いることができる。 As the detection method of the load sensor 27, in addition to the strain gauge type, or a method for detecting the strain of the silicon substrate, it is possible to use also a system of using a piezoelectric element.

4)凹面鏡22上のプローブ27aが当接する部位は凹面鏡22の周縁部の凸部22aにあり、プローブ27aの先端部にはその凸部22aを挟むように配置される当接部54A及び54Bを設けた先端部材29が固定されている。 4) site probe 27a on the concave mirror 22 abuts is located in the convex portion 22a of the peripheral portion of the concave mirror 22, the contact portions 54A and 54B on the distal end of the probe 27a disposed so as to sandwich the protrusion 22a tip member 29 provided is fixed. 従って、凸部22aに対して±Y方向の力を与えることが可能であり、収差補正を高精度に行うことができる。 Therefore, it is possible to provide a ± Y direction force with respect to the convex portion 22a, it is possible to correct aberrations with high precision.
なお、先端部材29を省略してプローブ27aの先端を直接凸部22a又は凹面鏡の周縁部の裏面に当接させるようにしてもよい。 It may be caused to abut against the back surface of the peripheral portion of the tip directly protrusions 22a or the concave mirror of the probe 27a is omitted tip member 29. この場合には、荷重センサ27としては、+Y方向への反力のみを検出できる圧縮タイプを使用できる。 In this case, the load sensor 27 can be used compression type that can detect only the reaction force of the + Y direction.

5)上記の実施形態の粗動機構は、プローブ27a(荷重センサ27)に一端が固定された板ばね部28aの他端を変位させる粗動マイクロメータ26Aを有し、微動機構は、プローブ27a(荷重センサ27)に一端が固定されてその板ばね部28aに比べて剛性の小さい板ばね部28bの他端を変位させる微動マイクロメータ26Bを有しており、板ばね部28a及び28bを介してプローブ27aを容易に駆動できる。 5) coarse adjustment mechanism of the above embodiment has a coarse micrometer 26A to displace the other end of the plate spring portion 28a whose one end is fixed to the probe 27a (load sensor 27), the fine movement mechanism, the probe 27a has a micromotion micrometer 26B to displace the other end of the small plate spring portion 28b rigid with one end (load sensor 27) is compared with the plate spring portion 28a is fixed, via a plate spring portion 28a and 28b the probe 27a can be easily driven Te.

なお、マイクロメータ26A及び26Bの代わりに、カム機構やラック・ピニオン機構等の他の変位機構を用いることができる。 Instead of the micrometer 26A and 26B, it is possible to use other displacement mechanism such as a cam mechanism or a rack and pinion mechanism. また、板ばね28a及び28bの剛性を異ならしめるために、大きさとともに、又は大きさは同じで厚さを変えてもよい。 Further, in order to make different stiffness of the leaf springs 28a and 28b, together with the size, or the size may vary a thickness the same.
6)図3において、プローブ27a(荷重センサ27)は支持部23bに対して板ばね25A,25Bよりなるリンク機構で連結されているため、プローブ27aを支持部23b、ひいては凹面鏡22の光軸に平行に移動させることができる。 In 6) 3, the leaf spring 25A to the probe 27a (load sensor 27) is the support portion 23b, because it is attached by a link mechanism consisting 25B, the probe 27a supporting portion 23b, thus the optical axis of the concave mirror 22 it can be moved in parallel. 従って、凹面鏡22の凸部22aに常に光軸に平行な力を再現性のある状態で付与できる。 Therefore, it always impart a force parallel to the optical axis in a state in which a reproducible the convex portion 22a of the concave mirror 22.

7)図1の凹面鏡22は回転対称であり、図2に示すように、微小量変形機構49A〜49Iにおいて、粗動マイクロメータ26Aを含む粗動機構と、微動マイクロメータ26Bを含む微動機構とは凹面鏡22の中心から半径方向に沿って配置されている。 7) the concave mirror 22 of FIG. 1 is a rotationally symmetric, as shown in FIG. 2, in a very small amount deformation mechanism 49A~49I, a fine movement mechanism comprising a coarse feed mechanism which includes a coarse micrometer 26A, fine movement micrometer 26B They are arranged along a radial direction from the center of the concave mirror 22. この配置によって、多数の微小量変形機構49A〜49Iを凹面鏡22に対してコンパクトに配置することができる。 This arrangement can be arranged compactly numerous small amount deformation mechanism 49A~49I against the concave mirror 22. この構成において、粗動マイクロメータ26Aを内側に配置し、微動マイクロメータ26Bを外側に配置してもよいことは言うまでもない。 In this configuration, place the coarse micrometer 26A inside, the fine movement micrometer 26B may be disposed outside of course.

ただし、補正対象の光学部材の形状は非回転対称でもよい。 However, the shape of the corrected optical member may be rotationally asymmetric.
8)凹面鏡22の周縁部の複数箇所に微小量変形機構49A〜49Iを配置することによって、種々の非回転対称な収差を補正できる。 8) at a plurality of positions of the peripheral portion of the concave mirror 22 by placing a small amount deformation mechanism 49A~49I, it can be corrected various non-rotationally symmetric aberrations.
9)図1の露光装置では、投影光学系PL内の凹面鏡22に微小量変形機構49A〜49Iからの力が与えられている。 9) In the exposure apparatus of Figure 1, the force from the small amount deformation mechanism 49A~49I is given in the concave mirror 22 in the projection optical system PL. 従って、投影光学系PLの非回転対称な収差を補正できる。 Therefore, it is possible to correct the rotationally asymmetric aberration of the projection optical system PL.

なお、例えば投影光学系PLの瞳面の近傍の複数枚のレンズ(又はこれらとともに凹面鏡22を含めてもよい)の少なくとも1つの周縁部の変位分布を上記の実施形態の補正機構で独立に制御することで、より高精度に非回転対称な収差を補正することも可能である。 Incidentally, for example, a plurality of lenses near the pupil plane of the projection optical system PL the displacement distribution of the at least one peripheral unit control independently in correcting mechanism of the above embodiments (or those with may include the concave mirror 22) it is to, it is also possible to correct the rotationally asymmetric aberration more accurately. また、投影光学系PLの物体面又は像面の近傍の光学部材の周縁部の変位分布を制御することも可能であり、これによって、種々の非回転対称な収差の補正を行うことが可能である。 Further, it is also possible to control the displacement distribution of the peripheral edge of the optical member in the vicinity of the object plane or image plane of projection optical system PL, thereby, it can perform a variety of non-rotationally symmetric aberration correction is there.

また、本発明は、照明光学系(又は照明光学系及び投影光学系)中のレンズ又はミラーの変位分布を制御する場合にも適用可能である。 The present invention is also applicable to the case of controlling the displacement distribution of a lens or a mirror in the illumination optical system (or the illumination optical system and the projection optical system).
10)図1の投影光学系PLは、鉛直方向に実質的に平行な光軸を持つ第1の部分鏡筒7と、部分鏡筒7に交差する光軸を持つ第2の部分鏡筒8とを持ち、補正機構によって力が付与される光学部材は第2の部分鏡筒8内に配置された凹面鏡22である。 10) the projection optical system PL in FIG. 1, a first partial tube 7 having substantially parallel optical axes in the vertical direction, the second partial tube having an optical axis which intersects the partial tube 7 8 have the door, optical member force is applied by the correction mechanism is a concave mirror 22 disposed in the second partial tube 8. 即ち、凹面鏡22は横置きであるため、微小量変形機構49A〜49Iから加える小さい力で所望の僅かな変形を与えることができる。 That is, the concave mirror 22 is for it horizontally, it is possible to provide the desired slight deformation with a small force applied from the minute amount deformation mechanism 49A~49I.

なお、変形対象の光学部材は、縦置き(光軸が鉛直方向)でもよい。 The optical member of the deformation object, vertical (optical axis in the vertical direction) may be used.
11)上記の実施形態の結像特性の調整方法は、投影光学系PLの回転非対称の結像特性を計測する工程と、その工程で計測された結像特性を補正するために、粗動機構によってプローブ27a(先端部材29)が凹面鏡22に当接した後、微動機構によってプローブ27a(先端部材29)が凹面鏡22に加える力を制御する工程とを有している。 11) a method of adjusting the imaging properties of the above embodiments includes the steps of measuring the imaging characteristics of the rotationally asymmetric of the projection optical system PL, and in order to correct the imaging characteristics that are measured in the process, the coarse positioner probe 27a (tip 29) after contact with the concave mirror 22, the probe 27a (front end member 29) and a step of controlling the force applied to the concave mirror 22 by the fine movement mechanism by. 従って、その結像特性を高精度に補正できる。 Therefore, it is possible to correct the imaging characteristics with high accuracy.

なお、上述の実施形態の露光装置は、複数のレンズ及びミラーから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をして、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより製造することができる。 The exposure apparatus of the foregoing embodiment, a plurality of lenses and the illumination optical system composed of mirrors, and a built-in optical adjustment of the projection optical system exposure apparatus main body, a reticle stage and wafer stage comprised of many mechanical parts the attached to the main body of the exposure apparatus to connect the wiring and piping, it can be prepared by the overall adjustment (electrical adjustment, operation confirmation, etc.). なお、その露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 The production of the exposure apparatus is preferably performed in a clean room where the temperature and cleanliness are controlled.

また、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、この半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを形成するステップ、上記の実施形態の投影露光装置によりアライメントを行ってレチクルのパターンをウエハに露光するステップ、エッチング等の回路パターンを形成するステップ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、及び検査ステップ等を経て製造される。 In the production of a semiconductor device using the exposure apparatus of the above embodiment, the semiconductor device includes the steps of performing a function and performance design of the device, the step of manufacturing a reticle based on this step, the wafer from a silicon material forming, exposing a pattern of a reticle by performing alignment by the projection exposure apparatus of the above embodiment the wafer, forming a circuit pattern such as etching, a device assembly step (dicing, bonding, and packaging process It included), and an inspection step or the like.

なお、本発明は、ステッパーのような一括露光型の露光装置や、例えば国際公開(WO)第99/49504号などに開示される液浸型露光装置の投影光学系の収差補正を行う場合にも適用することができる。 The present invention is batch or exposure type exposure apparatus such as a stepper, for example, in the case of performing International Publication (WO) aberration correction of the projection optical system of an immersion type exposure apparatus disclosed in such as JP 99/49504 it can also be applied. また、本発明は、波長数nm〜100nm程度の極端紫外光(EUV光)を露光ビームとして用いる露光装置の投影光学系の収差補正を行う場合にも適用できる。 The present invention is also applicable to a case of performing the aberration correction of the projection optical system of an exposure apparatus used wavelength number nm~100nm about extreme ultraviolet light (EUV light) as the exposure beam.

また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。 Further, the present invention Without being limited to the application to an exposure apparatus for manufacture of semiconductor devices, Ya prismatic crystal display element formed on a glass plate, or an exposure apparatus of a plasma display or the like for the display device , the imaging device (CCD etc.), micromachines, thin film magnetic heads, and can be widely applied to an exposure apparatus for manufacture of various devices such as a DNA chip. 更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程(露光装置)にも適用することができる。 Furthermore, the present invention is a mask in which the mask pattern of the various devices are formed (photomask, reticle, etc.) in the manufacture using a photolithography process, it can also be applied to the exposure step (exposure apparatus). なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, it is a matter of course can take various configurations without departing from the gist of the present invention.

本発明を露光装置に適用した場合には、非回転対称な収差の補正を迅速に行うことができ、各種パターンを高精度に基板上に転写することができ、微細パターンを持つデバイスを高精度に製造できる。 When the present invention is applied to an exposure apparatus, the correction of rotationally asymmetric aberrations can be performed quickly, various patterns can be transferred with high accuracy on the substrate, high-precision devices having a fine pattern It can be produced in.

本発明の実施形態の一例の露光装置の本体部を示す一部を切り欠いた図である。 It is a view partially cut away showing the body portion of an example of an exposure apparatus of an embodiment of the present invention. 図1中の凹面鏡22に装着された微小量変形機構49A〜49Iを示す斜視図である。 It is a perspective view showing a loaded small amount deformation mechanism 49A~49I concave mirror 22 in FIG. 図2中の微小量変形機構49Aを示す一部を切り欠いた図である。 It is a view partially cut away showing a small amount deformation mechanism 49A in FIG. 図3の微小量変形機構49Aを示す分解斜視図である。 It is an exploded perspective view showing a small amount deformation mechanism 49A of FIG. 図3において、+Y方向の当接部54Aを凹面鏡22に当接させた状態を示す要部の図である。 3 is a diagram of an essential part showing a state in which abutting the abutting portion 54A of the + Y direction the concave mirror 22. 図3において、−Y方向の当接部54Bを凹面鏡22に当接させた状態を示す要部の図である。 3 is a diagram of an essential part showing a state in which abutting the abutting portion 54B of the -Y direction the concave mirror 22. 非回転対称な収差補正を行う際の凹面鏡22の変形状態の一例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an example of a deformed state of the concave mirror 22 at the time of performing the non-rotationally symmetric aberration correction. (A)はセンターアス計測用のパターンの一例を示す拡大平面図、(B)は投影光学系の瞳面上での波面収差の一例を示す図である。 (A) is an enlarged plan view showing an example of a pattern for center astigmatism measurement, (B) is a diagram showing an example of a wavefront aberration on the pupil plane of the projection optical system.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

R…レチクル、W…ウエハ、ILS…照明光学系、PL…投影光学系、7…第1の部分鏡筒、8…第2の部分鏡筒、22…凹面鏡、23…フレーム、24…可動板、25A,25B…板ばね、26A,26B…マイクロメータ、27…荷重センサ、27a…プローブ、28…連結部材、28a,28b…板ばね部、29…先端部材、47…分割鏡筒、48…保持部材、49A〜49I…微小量変形機構、54A,54B…当接部 R ... reticle, W ... wafer, ILS ... illumination optical system, PL ... projection optical system, 7 ... first partial tube, 8 ... second partial tube, 22 ... concave mirror, 23 ... frame, 24 ... movable plate , 25A, 25B ... leaf spring, 26A, 26B ... micrometer, 27 ... load sensor, 27a ... probe, 28 ... coupling member, 28a, 28b ... plate spring, 29 ... tip, 47 ... divided tube, 48 ... holding member, 49A~49I ... small amount deformation mechanism, 54A, 54B ... contact portion

Claims (11)

  1. 光学部材を有する光学系において、 In an optical system having an optical element,
    前記光学部材から離れて配置され、前記光学部材に当接可能な当接部材と、 The positioned away from the optical member, and can abut against the abutting member to the optical member,
    前記当接部材を前記光学部材に当接させる方向に駆動する第1駆動機構と、 A first driving mechanism for driving in the direction to abut the abutment member to the optical member,
    前記当接部材が前記光学部材に当接した後、前記当接部材が前記光学部材に加える力を制御する第2駆動機構とを備えたことを特徴とする光学系。 After the contact member is in contact with the optical member, the optical system, characterized in that the contact member has a second drive mechanism for controlling the force applied to the optical member.
  2. 前記当接部材に対する前記光学部材からの反力を計測するセンサを備えたことを特徴とする請求項1に記載の光学系。 The optical system of claim 1, further comprising a sensor for measuring the reaction force from the optical member with respect to the abutment member.
  3. 前記センサは、歪ゲージを用いるセンサであることを特徴とする請求項2に記載の光学系。 The sensor optical system according to claim 2, characterized in that a sensor using a strain gauge.
  4. 前記当接部材が当接する前記光学部材の部位は前記光学部材の周縁部にあり、 Portion of the optical member to which the abutting member abuts is in the periphery of the optical member,
    前記当接部材は、前記周縁部を挟んで一方側に配置される第1当接部と、前記周縁部を挟んで他方側に配置される第2当接部とを備え、 The contact member includes a first contact portion which is disposed on one side across the peripheral portion, and a second contact portion which is arranged on the other side across the peripheral portion,
    前記第1駆動機構は、前記第1当接部と前記第2当接部とを相対移動させて、前記周縁部の一方側に前記第1当接部を当接させるとともに、前記周縁部の他方側に前記第2当接部を当接し、 Wherein the first drive mechanism, the said first contact portion and the second contact portion are relatively moved, it is brought into contact with the first contact portion on one side of the peripheral portion, of the peripheral portion the second abutting portion abuts against the other side,
    前記第2駆動機構は、前記第1駆動機構によって前記第1当接部と前記第2当接部とが前記周縁部に当接した後、さらに前記第1当接部と前記第2当接部とを相対移動させて、前記光学部材に加える力を制御することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光学系。 The second drive mechanism, after the second contact portion and the first contact portion is in contact with the peripheral edge portion by the first drive mechanism, further said second contact and said first contact portion a Department by relatively moving the optical system according to any one of claims 1 to 3, characterized by controlling the force applied to the optical member.
  5. 前記第1駆動機構は、前記当接部材に一端が連結された第1の板ばねと、この第1の板ばねの他端を変位させる第1変位機構とを有し、 Wherein the first drive mechanism has the a first plate spring having one end in abutment member is connected, and a first displacement mechanism for displacing the other end of the first leaf spring,
    前記第2駆動機構は、前記当接部材に一端が連結されて前記第1の板ばねに比べて剛性の小さい第2の板ばねと、この第2の板ばねの他端を変位させる第2変位機構とを有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の光学系。 Said second drive mechanism, the abutment and a small second plate spring rigidity than that of the one end connected the first plate spring member, the second for displacing the other end of the second leaf spring the optical system according to any one of having a displacement mechanism of claims 1, wherein 4.
  6. 前記当接部材を前記光学部材の光軸に平行に移動させるリンク機構を備えたことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の光学系。 Optical system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a link mechanism for moving parallel to the contact member to the optical axis of the optical member.
  7. 前記光学部材の形状は回転対称であり、前記第1及び第2駆動機構は前記光学部材の中心から半径方向に沿って配置されたことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の光学系。 The shape of the optical member is a rotationally symmetrical, said first and second drive mechanism to any one of 6 claim 1, characterized in that arranged along the radial direction from the center of the optical member optical system according.
  8. 前記光学部材の形状は回転対称であり、 The shape of the optical member is rotationally symmetrical,
    前記当接部材と前記第1及び第2駆動機構とを含む前記光学部材の変形機構が、前記光学部材の周縁部の複数箇所に配置されたことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の光学系。 The optical member of the deformation mechanism including said abutment member and the first and second driving mechanisms, any one of claims 1 to 7, characterized in that said arranged in a plurality of places of the peripheral portion of the optical member optical system according to an item.
  9. 露光ビームでパターンを照明する照明光学系と、前記パターンの像を物体上に投影する投影光学系とを有する露光装置において、 An illumination optical system for illuminating the pattern with an exposure beam, an exposure apparatus having a projection optical system for projecting an image of the pattern on an object,
    前記照明光学系及び前記投影光学系の少なくとも一方が請求項1から8のいずれか一項に記載の光学系を含むことを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus which comprises an optical system according to any one of at least one of claims 1 to 8 of the illumination optical system and the projection optical system.
  10. 前記投影光学系は、鉛直方向に実質的に平行な光軸を持つ第1の部分鏡筒と、前記第1の部分鏡筒に交差する光軸を持つ第2の部分鏡筒とを持ち、 The projection optical system has a first partial tube having substantially parallel optical axes in the vertical direction, and a second partial tube with an optical axis intersecting with the first partial tube,
    前記光学系の前記光学部材は前記第2の部分鏡筒内に配置された凹面鏡であることを特徴とする請求項9に記載の露光装置。 An apparatus according to claim 9, wherein the optical member of the optical system is a second partial mirror concave mirror in the cylinder.
  11. 投影光学系の結像特性の調整方法であって、 A method of adjusting the imaging characteristic of the projection optical system,
    請求項1から8のいずれか一項に記載の光学系を含む投影光学系の回転非対称の光学特性を計測する第1工程と、 A first step of measuring the optical properties of the rotationally asymmetric projection optical system including an optical system according to any one of claims 1 to 8,
    前記第1工程で計測された光学特性を補正するために、前記第1駆動機構によって前記当接部材が前記光学部材に当接した後、前記第2駆動機構によって前記当接部材が前記光学部材に加える力を制御する第2工程とを有することを特徴とする結像特性の調整方法。 In order to correct the optical characteristics measured by said first step, after said said contact member by the first drive mechanism in contact with the optical member, the contact member is the optical member by the second drive mechanism method of adjusting the imaging properties, characterized by a second step of controlling the force applied to.
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