JP2009223034A - 光学素子保持装置、光学系、露光装置、光学特性調整方法及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保持する光学素子の光学特性を容易に調整できる光学素子保持装置、光学系、露光装置、光学特性調整方法及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】投影光学系１６の第２鏡筒２５内に収容された第１ミラー２６は、光学素子保持装置４０に保持される。この光学素子保持装置４０は、第２鏡筒２５の内壁２５ａに支持される調整機構４１と、該調整機構４１に支持される駆動機構４２と、該駆動機構４２に支持される保持機構４４とを備える。調整機構４１は、駆動機構４２の位置を調整することにより第１ミラー２６の位置を調整すべく駆動する。また、駆動機構４２は、保持機構４４において第１ミラー２６に取付けられている取付部６２に駆動力を与えることにより、第１ミラー２６の形状を変形させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学素子を保持するための光学素子保持装置、該光学素子保持装置を備える光学系、該光学系を備える露光装置、及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関するものである。また、光学素子保持装置に保持される光学素子の光学特性を調整する光学特性調整方法に関するものである。

一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置は、パターン像を感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレートなどの基板に投影するための投影光学系を備えている。このような投影光学系には、鏡筒と、該鏡筒内に収容される反射ミラーなどの光学素子とが設けられている。

ところで、鏡筒内に収容された光学素子は、複数の光学素子保持装置によって保持されている。このような光学素子保持装置は、光学素子の熱膨張に起因した該光学素子の歪み（変形）が抑制されるように光学素子を保持している。例えば、光学素子保持装置としては、接着剤により光学素子の側面に接着される接着部材と、該接着部材を鏡筒の内壁に支持させるための板ばねとを備える構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３１４９１号公報

ところで、上記光学素子保持装置では、光学素子に対して不均一な熱膨張が局所的に加わった場合には、該応力を板ばねの弾性変形で吸収しきれず、光学素子の変形を抑制できないおそれがあった。このように光学素子に変形が残った場合には、投影光学系の光学特性が変わってしまい、基板に対するパターン像の転写不良が発生するおそれがある。

さらに、投影光学系の光学特性を調整する場合には、光学素子を積極的変形させることがある。このように光学素子を変形させた場合には、光学素子の位置が変化してしまう。そのため、投影光学系の光学特性を所望の光学特性に調整する際には、多大な時間がかかってしまう問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持する光学素子の光学特性を容易に調整できる光学素子保持装置、光学系、露光装置、光学特性調整方法及びデバイスの製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図１〜図１３に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の光学素子保持装置は、光学素子（２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９，３０，３１）を保持するための光学素子保持装置（４０）であって、前記光学素子（２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９，３０，３１）に取付けられる取付部（６２）を有し、該取付部（６２）を介して前記光学素子（２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９，３０，３１）を保持する保持機構（４４）と、前記保持機構（４４）を保持するとともに、前記取付部（６２）に対して、前記光学素子（２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９，３０，３１）の形状を変形させるための駆動力を与える駆動機構（４２）と、該駆動機構（４２）を支持し、前記駆動機構（４２）の位置を調整することにより前記光学素子（２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９，３０，３１）の位置を調整する調整機構（４１）と、前記駆動機構（４２）及び前記調整機構（４１）を制御する制御装置（１８）とを備えたことを要旨とする。

上記構成によれば、駆動機構によって光学素子の形状を変形させること、及び、調整機構によって光学素子の位置を調整することのうち少なくとも一方を行うことにより、光学素子の形状を変形させた際に生じる光学素子の位置誤差を補正することができる。

本発明の光学特性調整方法は、複数の光学素子（２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９，３０，３１）を有する光学系（１４，１６）の光学特性を調整する光学特性調整方法であって、前記各光学素子（２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９，３０，３１）のうち少なくとも一つの光学素子（２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９，３０，３１）の形状を変形させるとともに、該少なくとも一つの光学素子（２０，２１，２２，２６，２７，２８，２９，３０，３１）の位置を調整する調整ステップ（Ｓ１２）を有することを要旨とする。

上記構成によれば、光学系を構成する各光学素子のうち少なくとも一つの光学素子の形状を変形させると共に、該光学素子の位置を調整させることにより、光学素子の形状を変形させた際に生じる光学素子の位置誤差を補正することができる。

なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明によれば、光学素子の形状を変形させた際に生じる光学素子の位置誤差を補正することができるので、光学素子の光学特性を所望の状態に調整することができる。

（第１の実施形態）
以下に、本発明を具体化した第１の実施形態について図１〜図１０に基づき説明する。
図１に示すように、本実施形態の露光装置１１は、波長が１００ｎｍ程度以下の軟Ｘ線領域である極端紫外光、即ちＥＵＶ（Extreme Ultraviolet ）光を露光光ＥＬとして用いるＥＵＶ露光装置であって、内部が真空雰囲気となるチャンバ１２（図１では二点鎖線で示す。）内に設置されている。この露光装置１１は、露光光源１３と、照明光学系１４と、所定のパターンが形成された反射型のレチクルＲを保持するレチクルステージ１５と、投影光学系１６と、表面にレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハＷを保持するウエハステージ１７と、露光装置１１全体を制御するための制御装置１８（図８参照）とを備えている。なお、本実施形態の露光光源１３としては、レーザ励起プラズマ光源が用いられており、該露光光源１３は、波長が５〜２０ｎｍ（例えば１３．５ｎｍ）となるＥＵＶ光を射出する。

照明光学系１４は、内部が真空雰囲気に設定された第１鏡筒１９（図１では一点鎖線で示す。）を備えている。この第１鏡筒１９内には、露光光源１３側から順に配置された反射型のコリメート用ミラー２０、コンデンサミラー２１及び一対のフライアイミラー（不図示）が収容されている。これら各ミラー２０，２１、一対のフライアイミラーの反射面には、露光光ＥＬを反射する反射層がそれぞれ形成されている。そして、一対のフライアイミラーで反射された露光光ＥＬは、一対のフライアイミラーよりもレチクルＲ側に配置された折り返し用の反射ミラー２２により、レチクルステージ１５に保持されるレチクルＲに導かれる。

レチクルステージ１５は、後述する投影光学系１６の物体面側に配置されており、レチクルＲを静電吸着する静電チャック２３と、レチクルＲをＹ軸方向に所定ストロークで移動させるレチクルステージ駆動部２４とを備えている。このレチクルステージ駆動部２４は、レチクルＲをＸ方向及びθｚ方向（Ｚ軸周りの回転方向）にも微少量移動させるように構成されている。そして、レチクルＲにおいて上記パターンが形成された被照射面（即ち、図１における下面）で反射された露光光ＥＬは、投影光学系１６に導かれる。

投影光学系１６は、内部が真空雰囲気に設定された第２鏡筒２５（図１では一点鎖線で示す。）を備えている。この第２鏡筒２５内には、複数枚（本実施形態では６枚）の反射型のミラー２６，２７，２８，２９，３０，３１が収容されている。これら各ミラー２６〜３１のうち投影光学系１６の瞳面Ｐに最も近いミラー（例えば、第１ミラー２６）は、光学素子保持装置４０（図２及び図３参照）を介して第２鏡筒２５に保持されている。そして、物体面側であるレチクルＲ側から導かれた露光光ＥＬは、第１ミラー２６、第２ミラー２７、第３ミラー２８、第４ミラー２９、第５ミラー３０、第６ミラー３１の順に反射され、ウエハステージ１７に保持されるウエハＷに導かれる。なお、各ミラー２６〜３１のうち第１ミラー２６、第２ミラー２７、第４ミラー２９及び第６ミラー３１は凹面鏡である一方、第３ミラー２８及び第５ミラー３０は凸面鏡である。

ウエハステージ１７は、ウエハＷを静電吸着する静電チャック３２と、投影光学系１６から射出された露光光ＥＬの波面収差を計測するための波面収差測定装置３３と、ウエハＷをＹ軸方向に所定ストロークで移動させるウエハステージ駆動部３４とを備えている。このウエハステージ駆動部３４は、ウエハＷをＸ方向及びＺ方向にも移動させるように構成されている。また、ウエハステージ１７には、静電チャック３２を保持する不図示のウエハホルダと、該ウエハホルダのＺ方向における位置及びＸ方向周り、Ｙ方向周りの傾斜角を調整するＺレベリング機構（不図示）とが組み込まれている。さらに、波面収差測定装置３３は、その受光面がウエハ表面と同一面内に配置されており、ウエハステージ１７に対して着脱可能に取り付けられている。そして、投影光学系１６から射出された露光光ＥＬがウエハＷの被照射面（即ち、図１における上面）を照射することにより、ウエハＷには、レチクルＲ上の上記パターンを所定倍率に縮小したパターン像が投影転写される。

次に、第２鏡筒２５内に収容される第１ミラー２６を保持するための光学素子保持装置４０について図２〜図７に基づき以下説明する。
図２及び図３に示すように、光学素子保持装置４０は、第２鏡筒２５の内壁２５ａに支持される調整機構４１を備え、該調整機構４１は、周方向において互いに等間隔に配置される複数（本実施形態では３つ）の駆動機構４２を支持している。これら各駆動機構４２は、第１ミラー２６を保持する保持機構４４をそれぞれ支持している。すなわち、第１ミラー２６は、その周方向において等間隔に配置された３つの保持機構４４によって保持されている。

まず、調整機構４１について図４に基づき説明する。なお、図４では、明細書の説明理解の便宜上、駆動機構４２、各保持機構４４及び第１ミラー２６の記載を省略している。
図４に示すように、調整機構４１は、第２鏡筒２５の内壁２５ａに支持される円環状のアウタリング４５を備え、該アウタリング４５は、その配置態様が水平状態（ＸＹ平面と平行な状態）となるように調整されている。また、アウタリング４５のＺ軸方向側（図４では上側）には、該アウタリング４５に支持されるパラレルリンク機構４６と、アウタリング４５よりも径が小さい円環状のインナリング４７とが設けられており、該インナリング４７は、パラレルリンク機構４６によって支持されている。また、インナリング４７は、各駆動機構４２を支持している。

パラレルリンク機構４６は、インナリング４７をアウタリング４５に対して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘ軸周りの回転方向（「θｘ方向」ともいう。）、Ｙ軸周りの回転方向（「θｙ方向」ともいう。）及びＺ軸周りの回転方向（「θｚ方向」ともいう。）の６自由度方向に移動させるべく駆動する。すなわち、各パラレルリンク機構４６は、２本のリンク４８からなるリンク対４９を複数（本実施形態では３つ）備え、該各リンク対４９は、周方向において等間隔にそれぞれ配置されている。

各リンク４８は、それぞれの長手方向における両端がアウタリング４５及びインナリング４７に球面対偶をなすようにそれぞれ形成されている。具体的には、各リンク４８は、一方向に延びる軸部５０をそれぞれ備えている。そして、各リンク４８は、それぞれの軸部５０の一端（図４では下端）に設けられたボールジョイント５１を介してアウタリング４５に取付けられると共に、それぞれの軸部５０の他端（図４では上端）に設けられた図示しないボールジョイントを介してインナリング４７に取付けられている。また、各リンク４８の各軸部５０には、それぞれの長手方向における長さを変更させるべく伸縮駆動する図示しないアクチュエータ（例えば、圧電素子）が設けられており、各リンク４８は、個別に伸縮可能とされている。

次に、駆動機構４２について図２及び図３に基づき説明する。なお、各駆動機構４２は、それぞれ同じ構成を有しているため、明細書の説明理解の便宜上、１つの駆動機構４２のみを説明し、他の駆動機構４２については説明を省略する。

図２及び図３に示すように、駆動機構４２は、インナリング４７の内側であって、且つ各リンク対４９と周方向において対応した位置にそれぞれ配置されている。駆動機構４２は、周方向における両側に配置された一対の連結部５２を介してインナリング４７に連結される支持部材５３と、支持部材５３を鏡筒２５の内部に向かう径方向内側に押圧すべく伸縮駆動するアクチュエータ５４（例えば、圧電素子）と、インナリング４７に対する支持部材５３の径方向位置を検出するための位置センサ５５とを備えている。支持部材５３は、インナリング４７とＺ軸方向において同一位置に配置される矩形板状の部材本体５６と、該部材本体５６の周方向における両端からＺ軸方向（図３では上側）に延びる延設部５７とを有する。

また、各連結部５２には、インナリング４７の内周面から内側に突出する突出部５８と、該突出部５８と支持部材５３の延設部５７とを連結する弾性機能を有する連結部材５９（例えば、板ばね）とがそれぞれ設けられている。これら各連結部材５９は、支持部材５３を鏡筒２５の外部に向かう径方向外側にそれぞれ付勢している。そのため、アクチュエータ５４が伸張動作した場合、支持部材５３は、各連結部５２の付勢力に抗して径方向内側に移動する。一方、アクチュエータ５４が収縮動作して支持部材５３に付与する押圧力が弱くなったり、解消されたりした場合、支持部材５３は、各連結部５２からの付勢力によって径方向外側に移動する。

次に、保持機構４４について図２、図３、図５及び図６に基づき説明する。なお、各保持機構４４は、それぞれ同じ構成を有しているため、明細書の説明理解の便宜上、１つの保持機構４４のみを説明し、他の保持機構４４については説明を省略する。

図２及び図３に示すように、保持機構４４は、接着剤を介して第１ミラー２６の周面に接着される取付部６２を備えている。すなわち、各取付部６２は、第１ミラー２６に対して移動不能な状態でそれぞれ固定されている。また、保持機構４４には、駆動機構４２の支持部材５３の部材本体５６に保持される共に、Ｚ方向に関して取付部６２を支持する第１保持部材６０と、インナリング４７の接線方向（図２では上下方向）に関して取付部６２の両側に取り付けられると共に、延設部５７にそれぞれ取り付けられる第２保持部材６１とが設けられている。

第１保持部材６０は、いわゆる２次元板ばねであって、取付部６２を、重力方向（図３では下方）には高剛性で支える一方、インナリング４７の接線方向、径方向及び傾き方向には柔軟に支えるように構成されている。具体的には、第１保持部材６０には、図５に示すように、直方体状のブロックにワイヤーカット加工法によって溝幅が略一定間隔（例えば、略０．３ｍｍ）の切込み溝６３が施されている。この切込み溝６３によって、第１保持部材６０には、支持部材５３の部材本体５６に取付けられる第１取付片部６４と、取付部６２に取付けられる第２取付片部６５と、該各取付片部６４，６５の間に配置される第１本体部６６と、該第１本体部６６の内部に形成された第１弾性部６６ａとが形成されている。

同様に、第２保持部材６１は、いわゆる２次元板ばねであって、取付部６２を、インナリングの接線方向には高剛性で支える一方、重力方向及び径方向には柔軟に支えるように構成されている。具体的には、第２保持部材６１には、図６に示すように、直方体状のブロックにワイヤーカット加工法によって溝幅が略一定間隔（例えば、略０．３ｍｍ）の切込み溝６７が施されている。この切込み溝６７によって、第２保持部材６１には、支持部材５３の延設部５７に取付けられる第３取付片部６８と、取付部６２に取付けられる第４取付片部６９と、該各取付片部６８，６９の間に配置される第２本体部７０、該第２本体部７０の内部に形成された第２弾性部７０ａとが形成されている。

本実施形態では、３つの駆動機構４２の各アクチュエータ５４の伸張量をそれぞれ調整することによって、第１ミラー２６が変形することになる。すなわち、各アクチュエータ５４が伸張することによって、第１保持部材６０に形成されたワイヤーカット加工法による溝幅以上に、第１本体部６６に対して第１弾性部６６ａが移動し、且つ第２本体部７０に対して第２弾性部７０ａが移動する。その結果、第１本体部６６と第１弾性部６６ａとが接触すると共に、第２本体部７０と第２弾性部７０ａとが接触することによって、アクチュエータ５４の駆動力が第１ミラー２６に伝わり、その結果、第１ミラー２６が変形する。

次に、制御装置１８について図７〜図９に基づき説明する。
図７に示すように、制御装置１８の図示しない入力側インターフェースには、波面収差測定装置３３と、駆動機構４２の位置センサ５５とが電気的に接続されている。また、制御装置１８の図示しない出力側インターフェースには、レチクルステージ駆動部２４と、ウエハステージ駆動部３４と、駆動機構４２のアクチュエータ５４と、調整機構４１の図示しない各アクチュエータとが電気的に接続されている。そして、制御装置１８は、波面収差測定装置３３及び位置センサ５５からの入力信号に基づき、レチクルステージ駆動部２４、ウエハステージ駆動部３４、駆動機構４２及び調整機構４１の駆動を個別に制御する。

制御装置１８には、ＣＰＵなどから構成される制御部８０と、ＣＰＵなどから構成される演算部８１と、ＲＯＭなどから構成される第１記憶部８２と、ＲＡＭや不揮発性のメモリなどから構成される第２記憶部８３とが設けられている。制御部８０は、レチクルステージ駆動部２４、ウエハステージ駆動部３４、駆動機構４２及び調整機構４１の駆動を個別に制御する。また、演算部８１は、波面収差測定装置３３及び各位置センサ５５からの入力信号に基づき各種演算を行う。また、第１記憶部８２は、露光装置１１に関する各種情報（後述する光学特性調整処理、図８及び図９に示す各種マップなど）を予め記憶している。そして、第２記憶部８３は、波面収差測定装置３３からの入力信号に基づく演算により検出された投影光学系１６の波面収差ＷＡ（図８参照）を記憶する。

次に、図８及び図９に示す各種マップについて説明する。
図８に示すマップは、投影光学系１６の波面収差ＷＡに応じた駆動機構４２の駆動量Ｄを設定するためのマップであって、投影光学系１６の波面収差ＷＡと駆動機構４２の駆動量Ｄとの関係を示している。具体的には、駆動機構４２の駆動量Ｄは、波面収差ＷＡの値が大きいほど大きな値に設定される。

また、図９に示すマップは、駆動機構４２の駆動に基づき移動した第１ミラー２６の位置を調整するためのマップであって、駆動機構４２の駆動量Ｄと調整機構４１による第１ミラー２６の移動量Ｍとの関係を示している。具体的には、調整機構４１による第１ミラー２６の移動量Ｍは、駆動機構４２の駆動量Ｄが大きいほど大きくなるように設定される。

次に、本実施形態の制御装置１８が実行する各制御処理のうち、投影光学系１６の光学特性を調整するための光学特性調整処理ルーチンについて図１０に基づき説明する。なお、光学特性調整処理ルーチンは、投影光学系１６のメンテナンスを行う際に実行される処理ルーチンである。

さて、光学特性調整処理ルーチンにおいて、投影光学系１６のメンテナンスを開始する際、制御装置１８の制御部８０は、波面収差測定装置３３からの入力信号に基づき投影光学系１６の波面収差ＷＡを検出して第２記憶部８３に記憶させる（ステップＳ１０）。続いて、制御部８０は、ステップＳ１０にて演算した波面収差ＷＡに対応した駆動量Ｄを図８に示すマップから読み出して設定する。また、制御部８０は、設定した駆動量Ｄに対応した移動量Ｍを図９に示すマップから読み出して設定する（ステップＳ１１）。すなわち、ステップＳ１１では、駆動機構４２の駆動態様及び調整機構４１の駆動態様がそれぞれ設定される。

そして、制御部８０は、ステップＳ１１にて設定した駆動量Ｄだけ駆動機構４２のアクチュエータ５４を駆動させる。続いて、制御部８０は、ステップＳ１１にて設定した移動量Ｍだけ第１ミラー２６が移動するように調整機構４１を駆動させる（ステップＳ１２）。このステップＳ１２では、駆動機構４２及び調整機構４１を同時に駆動させてもよいし、調整機構４１による第１ミラー２６の位置の調整後に、駆動機構４２を駆動させてもよい。その後、制御部８０は、光学特性調整処理ルーチンを終了する。

このように、駆動機構４２の駆動に伴い第１ミラー２６の位置が変化しても、調整機構４１の調整に基づき駆動機構４２を移動させているため、第１ミラー２６の位置は、駆動機構４２の駆動前までの位置に調整される。その結果、第１ミラー２６を変形させた場合に、第１ミラー２６の位置の変化による投影光学系１６の波面収差が悪化することが抑制される。

次に、露光光ＥＬの照射によって、第１ミラー２６が熱膨張し、第１ミラー２６が大きく変形した場合の投影光学系１６の光学特性の調整について説明する。
まず、波面収差測定装置３３により投影光学系１６の波面収差ＷＡが計測される。すると、第１ミラー２６の形状の変形を解消するために、駆動機構４２のアクチュエータ５４を伸縮させる。その結果、連結部材５９の付勢力によって、駆動機構４２に支持される保持機構４４の取付部６２が径方向外側に移動する。そして、計測された波面収差ＷＡの大きさに対応した駆動量Ｄに対応した分だけ取付部６２が移動したことを位置センサ５５からの入力信号に基づき検出すると、駆動機構４２のアクチュエータ５４の伸縮が停止する。

このように、取付部６２が径方向外側に移動することにより、第１ミラー２６の形状の変形は解消される。さらに、駆動機構４２の駆動に伴って、第１ミラー２６の位置が変化しても、本実施形態では、調整機構４１の調整に基づき駆動機構４２が移動する。そのため、第１ミラー２６の位置は、駆動機構４２の駆動前までの位置に調整される。その結果、露光光ＥＬの照射による第１ミラー２６の熱膨張に起因した第１ミラー２６の変形が解消されると共に、該変形の解消に起因した第１ミラー２６の位置ずれも解消されるため、投影光学系１６から射出される露光光ＥＬの波面収差ＷＡの値もほぼ「０（零）」になる。したがって、投影光学系１６の光学特性は、駆動機構４２及び調整機構４１の駆動前に比して向上する。

したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）駆動機構４２の駆動によって、第１ミラー２６の形状を変形させると共に、調整機構４１によって第１ミラー２６の位置を調整することにより、第１ミラー２６の形状を変化させる際に生じる第１ミラー２６の位置ずれが調整される。その結果、投影光学系１６の波面収差ＷＡを小さくできる。したがって、各保持機構４４に保持される第１ミラー２６の光学特性、即ち、投影光学系１６の光学特性を容易に調整できる。

（２）また、第１ミラー２６が熱膨張によって変形している場合には、駆動機構４２の駆動によって該駆動機構４２に支持される取付部６２を径方向外側に移動させることにより、第１ミラー２６の変形を解消できる。

（３）駆動機構４２からの駆動力が取付部６２に与えられた場合には、第１ミラー２６の形状の変形に伴い該第１ミラー２６が移動し、該第１ミラー２６に入射する露光光ＥＬに対して該第１ミラー２６の位置が変わってしまう。この点、本実施形態では、調整機構４１が駆動することにより、第１ミラー２６の位置は、駆動機構４２の駆動量Ｄに対応した分（即ち、移動量Ｍ）だけ移動する。すなわち、調整機構４１による第１ミラー２６の位置調整作用により、第１ミラー２６の該第１ミラー２６に入射する露光光ＥＬに対する位置ずれを容易に解消できる。

（４）本実施形態では、第１記憶部８２には、図８及び図９に示す各マップが予め記憶されている。そして、波面収差測定装置３３からの入力信号に基づき投影光学系１６の波面収差ＷＡが検出された場合には、該検出された波面収差ＷＡに応じた駆動機構４２の駆動量Ｄ及び調整機構４１による第１ミラー２６の移動量Ｍが各マップに基づき設定される。したがって、投影光学系１６の波面収差ＷＡを検出することで、投影光学系１６の波面収差を自動で調整できる。

（５）また、本実施形態の調整機構４１は、インナリング４７をアウタリング４５に対して６自由度方向に移動させることができる。そのため、第１ミラー２６の位置の調整を、一方向（例えばＹ方向）のみ調整可能な調整機構４１を備えた場合に比して、高精度で実行できる。

（６）本実施形態では、３つの駆動機構４２を用いて第１ミラー２６を変形させることにより、１つの駆動機構４２のみで第１ミラー２６を変形させる場合に比して、第１ミラー２６の形状をより詳細に変形させることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図１１に従って説明する。なお、第２の実施形態は、投影光学系１６を介した空間像に基づき該投影光学系１６の光学特性を調整する点が第１の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。

図１１に示すように、本実施形態のウエハステージ１７には、波面収差測定装置３３の代わりに、空間像計測センサ（以下、「ＡＩＳ」という。）９０が設けられている。このＡＩＳ９０は、レチクルステージ１５に形成された計測用マーク９１の投影光学系１６による空間像、即ち投影像を図示しない基準マークを介して検出するものである。なお、計測用マーク９１は、レチクルステージ１５に保持されるレチクルＲに形成されたものであってもよい。

また、計測用マーク９１の形状と上記基準マークの形状とは、互いに対応関係にある。すなわち、露光光ＥＬが計測用マーク９１を照射する際の投影光学系１６を介した空間像は、投影光学系１６の光学特性が悪化するほど、上記基準マークとのずれ量が大きくなる。

そのため、制御装置１８は、ＡＩＳ９０からの検出信号に基づき、露光光ＥＬが計測用マーク９１を照射する際の投影光学系１６を介した空間像と上記基準マークとのずれ量を検出する。そして、制御装置１８は、上記ずれ量に対応した駆動機構４２の駆動量Ｄを設定する。また、制御装置１８は、上記第１の実施形態の場合と同様に、設定した駆動量Ｄに対応した調整機構４１による第１ミラー２６の移動量Ｍを設定する。そして、制御装置１８は、設定した駆動量Ｄ及び移動量Ｍに基づき駆動機構４２及び調整機構４１の駆動を制御する。

したがって、本実施形態では、上記第１の実施形態の効果（１）〜（３）（５）（６）に加えて以下に示す効果を得ることができる。
（７）本実施形態では、ＡＩＳ９０からの入力信号に基づき求められた投影光学系１６を介した空間像に応じて、駆動機構４２及び調整機構４１が駆動する。その結果、投影光学系１６の光学特性を向上させることができる。

なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・各実施形態において、投影光学系１６を構成する各ミラー２６〜３１のうち最も中間結像面に近い位置に配置されたミラー（例えば第３ミラー２８）を、光学素子保持装置４０によって保持させてもよい。

・各実施形態において、投影光学系１６を構成する各ミラー２６〜３１のうち少なくとも２つのミラー（例えば、第１ミラー２６と第２ミラー２７）を、光学素子保持装置４０によって保持してもよい。勿論、全てのミラー２６〜３１を光学素子保持装置４０によって保持してもよい。

また、第１の光学素子としての第１ミラー２６及び第２の光学素子としての第２ミラー２７を光学素子保持装置４０によって個別に保持させた場合、投影光学系１６の波面収差ＷＡ又は投影光学系１６を介した空間像に基づいて、第１ミラー２６を、該第１ミラー２６を保持する光学素子保持装置４０の駆動機構４２の駆動に基づき変形させると共に、第２ミラー２７の位置を、該第２ミラー２７を保持する光学素子保持装置４０の調整機構４１の駆動に基づき調整するようにしてもよい。このような光学特性調整方法であっても、投影光学系１６の光学特性を容易に調整できる。

さらに、第１ミラー２６及び第２ミラー２７を、それぞれに対応する駆動機構４２及び調整機構４１を用いて、各ミラー２６，２７の形状をそれぞれ変形させると共に、各ミラー２６，２７の位置をそれぞれ調整するようにしてもよい。

・各実施形態において、投影光学系１６の波面収差ＷＡ又は投影光学系１６を介した空間像に基づいて、駆動機構４２及び調整機構４１のうち何れか一方のみを駆動させるようにしてもよい。

・さらに、アクチュエータの伸縮方向を径方向に対して所定角度傾いた方向（本実施形態では、支持部材５３をミラー２６に接近させる方向）に設定してもよい。
・各実施形態において、調整機構４１は、インナリング４７をアウタリング４５に対して、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向のうち少なくとも一方向（例えばＹ軸方向）に移動させることが可能な構成であれば、任意の構成であってもよい。

・各実施形態において、駆動機構４２のアクチュエータ５４は、取付部６２を複数方向（例えば、径方向とＺ軸方向との２方向）に移動させることが可能なアクチュエータであれば、任意のアクチュエータ（例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System））であってもよい。また、駆動機構４２は、複数のアクチュエータを用いて取付部６２を複数方向に移動させる構成であってもよい。

・各実施形態において、駆動機構４２は、位置センサ５５を設けない構成であってもよい。この場合、駆動機構４２の駆動に基づく支持部材５３の移動量を、アクチュエータ５４の駆動時間から推定することが望ましい。

・各実施形態において、駆動機構４２の連結部５２は、支持部材５３の径方向への移動を許容する構成であれば、弾性変形可能な連結部材５９を設けない構成であってもよい。
・各実施形態において、駆動機構４２を、投影光学系１６の波面収差ＷＡ又は投影光学系１６を介した空間像の検出結果と駆動機構４２の駆動量Ｄとの関係式を用い、該演算結果に応じて駆動させるようにしてもよい。

同様に、調整機構４１を、駆動機構４２の駆動量Ｄと第１ミラー２６の移動量Ｍとの関係式を用い、該演算結果に応じて駆動させるようにしてもよい。
・各実施形態において、第１ミラー２６を３つ以外の任意数（１つ）の駆動機構４２にて変形させる構成であってもよい。

・各実施形態において、第１ミラー２６が露光光ＥＬに照射されることに起因した発熱量を、露光光ＥＬの光量や照射時間などに基づき検出し、該検出した発熱量に応じた第１ミラー２６の変形状態を推定するようにしてもよい。そして、推定した第１ミラー２６の変形状態に基づき、駆動機構４２及び調整機構４１のうち少なくとも一方を駆動させるようにしてもよい。このように構成した場合、第１ミラー２６の光学特性を調整することができる。

・各実施形態において、照明光学系１４を構成する各ミラー２０，２１や折り返し用の反射ミラー２２を、光学素子保持装置４０にて保持してもよい。
・各実施形態において、露光装置１１は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置１１は、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。

・各実施形態の露光装置１１は、マスクと基板とが相対移動した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパ、及び、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式のステッパを問わず適用することができる。

・各実施形態において、ＥＵＶ光を出力可能な露光光源１３として、放電型プラズマ光源を用いてもよい。
・各実施形態において、露光装置１１は、ＥＢ（Electron Beam ）を露光光ＥＬとして用いる露光装置であってもよい。

・各実施形態において、露光光源１３は、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ（１２６ｎｍ）等を出力可能な光源であってもよい。また、露光光源１３は、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を出力可能な光源であってもよい。このような光源を用いる場合、照明光学系１４及び投影光学系１６には、透過型の光学素子が用いられる。このような透過型の光学素子を、光学素子保持装置４０にて保持してもよい。

次に、本発明の実施形態の露光装置１１によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図１２は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。

まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクルＲなど）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。

次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図１３は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ１１１（酸化ステップ）おいては、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜ステップＳ１１４のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置１１）によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）において、ステップＳ１１６にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。

第１の実施形態における露光装置を示す概略構成図。 光学素子保持装置を模式的に示す平面図。 図２における３−３線矢視断面図。 調整機構の構成を示す一部破断斜視図。 保持機構の一部を模式的に示す側断面図。 保持機構の一部を模式的に示す平面図。 電気的な構成を示すブロック図。 投影光学系の波面収差と駆動機構の駆動量との関係を示すマップ。 駆動機構の駆動量と調整機構による第１ミラーの移動量との関係を示すマップ。 光学特性調整処理ルーチンを説明するフローチャート。 第２の実施形態における露光装置の一部を示す概略構成図。 デバイスの製造例のフローチャート。 半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート。

符号の説明

１１…露光装置、１３…露光光源、１４…照明光学系、１６…投影光学系、１８…変形推定部としての制御装置、２０，２１，２２，２６〜３１…光学素子としてのミラー、４０…光学素子保持装置、４１…調整機構、４２…駆動機構、４４…保持機構、４５…ベース部材としてのアウタリング、４７…駆動機構用支持部としてのインナリング、５２…変位部としての連結部、５３…保持機構用支持部としての支持部材、５４…変位部としてのアクチュエータ、５５…位置検出部としての位置センサ、６２…取付部、６６，７０…弾性部、８２…記憶装置としての第１記憶部、Ｐ…瞳面、Ｒ…マスクとしてのレチクル、Ｗ…基板としてのウエハ、ＷＡ…波面収差。

Claims (20)

1. 光学素子を保持するための光学素子保持装置であって、
   前記光学素子に取付けられる取付部を有し、該取付部を介して前記光学素子を保持する保持機構と、
   前記保持機構を保持するとともに、前記取付部に対して、前記光学素子の形状を変形させるための駆動力を与える駆動機構と、
   該駆動機構を支持し、前記駆動機構の位置を調整することにより前記光学素子の位置を調整する調整機構と、
   前記駆動機構及び前記調整機構を制御する制御装置と
   を備えた光学素子保持装置。
2. 前記光学素子の変形状態を推定する変形推定部をさらに備え、
   前記制御装置は、前記変形推定部によって推定された前記光学素子の変形状態に基づき前記駆動機構及び前記調整機構のうち少なくとも一方を制御する請求項１に記載の光学素子保持装置。
3. 前記光学素子の変形状態に応じた、前記制御装置による前記駆動機構の駆動態様及び前記調整機構の調整態様を記憶する記憶装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記変形推定部によって推定された前記光学素子の変形状態に応じた前記駆動態様及び前記調整態様のうち少なくとも一方を前記記憶装置から読み出し、該読み出した前記駆動態様及び前記調整態様のうち少なくとも一方に基づき前記駆動機構及び前記調整機構のうち少なくとも一方を制御する請求項２に記載の光学素子保持装置。
4. 前記保持機構は、前記取付部を支持する弾性変形可能な弾性部を有する請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の光学素子保持装置。
5. 前記駆動機構は、前記保持機構を支持する保持機構用支持部と、該保持機構用支持部の位置を検出するための位置検出部と、前記保持機構用支持部を変位させる変位部とを有する請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の光学素子保持装置。
6. 前記保持機構用支持部は、前記変位部の変位に基づき一方向に沿って進退移動する請求項５に記載の光学素子保持装置。
7. 前記調整機構は、ベース部材と、該ベース部材に対して前記駆動機構を複数の自由度で変位可能に支持する駆動機構用支持部とを有する請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載の光学素子保持装置。
8. 複数の光学素子と、
   該各光学素子のうち少なくとも一つの光学素子を保持する請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載の光学素子保持装置と
   を備えた光学系。
9. 前記制御装置は、前記複数の光学素子を通過した光の波面収差に基づいて、前記駆動機構及び前記調整機構のうち少なくとも一方を制御する請求項８に記載の光学系。
10. 前記各光学素子のうち第１の光学素子及び第２の光学素子は、前記光学素子保持装置によってそれぞれ保持されており、
    前記制御装置は、前記波面収差に基づいて、前記第１の光学素子を保持する前記光学素子保持装置の前記駆動機構及び前記調整機構のうち少なくとも一方を制御するとともに、前記第２の光学素子を保持する前記光学素子保持装置の前記駆動機構及び前記調整機構のうち少なくとも他方を制御する請求項９に記載の光学系。
11. 前記制御装置は、前記複数の光学素子を介した空間像に基づいて、前記駆動機構及び前記調整機構のうち少なくとも一方を制御する請求項８に記載の光学系。
12. 前記各光学素子のうち第１の光学素子及び第２の光学素子は、前記光学素子保持装置によってそれぞれ保持されており、
    前記制御装置は、前記空間像に基づいて、前記第１の光学素子を保持する前記光学素子保持装置の前記駆動機構及び前記調整機構のうち少なくとも一方を制御するとともに、前記第２の光学素子を保持する前記光学素子保持装置の前記駆動機構及び前記調整機構のうち少なくとも他方を制御する請求項１１に記載の光学系。
13. 光源から射出された光を所定のパターンが形成されたマスクへ導く照明光学系と、
    前記マスクを介した光を感光性材料が塗布された基板に照射する投影光学系とを備え、
    前記照明光学系及び前記投影光学系のうち少なくとも一方は、請求項８〜請求項１２のうち何れか一項に記載の光学系を有する露光装置。
14. 前記投影光学系は、複数の光学素子を有し、
    前記光学素子保持装置は、前記投影光学系の各光学素子のうち、前記投影光学系の瞳面に最も接近した位置に配置された光学素子を保持する請求項１３に記載の露光装置。
15. 前記投影光学系は、複数の光学素子を有し、
    前記光学素子保持装置は、前記投影光学系の各光学素子のうち、前記投影光学系の中間結像面に最も接近した位置に配置された光学素子を保持する請求項１３に記載の露光装置。
16. 複数の光学素子を有する光学系の光学特性を調整する光学特性調整方法であって、
    前記各光学素子のうち少なくとも一つの光学素子の形状を変形させるとともに、該少なくとも一つの光学素子の位置を調整する調整ステップを有する光学特性調整方法。
17. 前記少なくとも一つの光学素子の変形状態を推定する推定ステップをさらに有し、
    前記調整ステップでは、前記推定ステップにて推定した変形状態に応じて前記少なくとも一つの光学素子の形状を変形させるととともに、該少なくとも一つの光学素子の位置を調整する請求項１６に記載の光学特性調整方法。
18. 前記光学系を通過した光の波面収差を検出する検出ステップをさらに有し、
    前記調整ステップでは、前記検出ステップの検出結果に基づいて、前記少なくとも一つの光学素子の形状を変形させるとともに、該少なくとも一つの光学素子の位置を調整する請求項１６に記載の光学特性調整方法。
19. 前記光学系を介した空間像を検出する検出ステップをさらに有し、
    前記調整ステップでは、前記検出ステップの検出結果に基づいて、前記少なくとも一つの光学素子の形状を変形させるとともに、該少なくとも一つの光学素子の位置を調整する請求項１６に記載の光学特性調整方法。
20. リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
    前記リソグラフィ工程は、請求項１３〜請求項１５のうち何れか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。

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