JP2011165744A - 光学部材変形装置、光学系、露光装置、デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学部材に対して過大な力が作用することを抑制できる光学部材変形装置、光学系、露光装置、及び、デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】凹面鏡41の形状を変形させるミラー変形装置53において、凹面鏡41に対して吸着する吸着部と、アクチュエータ61から伝達される駆動力に基づいて、吸着部を変位させる変位機構と、変位機構から吸着部に伝達される変位量を縮小する弾性部とを備える。
【選択図】図2
【解決手段】凹面鏡41の形状を変形させるミラー変形装置53において、凹面鏡41に対して吸着する吸着部と、アクチュエータ61から伝達される駆動力に基づいて、吸着部を変位させる変位機構と、変位機構から吸着部に伝達される変位量を縮小する弾性部とを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、光学部材の形状を変形させる光学部材変形装置、該光学部材変形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。
一般に、半導体素子、液晶表示素子等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程では、レチクル、フォトマスク等のマスクに形成された所定のパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハやガラスプレート等の基板上に転写する露光装置が用いられている。こうした露光装置では、投影光学系を構成する少なくとも一部の光学部材に対して不均一な熱膨張が加わった場合に光学部材が局所的に変形することがあり得る。そして、そのように光学部材が変形した場合には、投影光学系の光学特性が変化してしまい、基板に対するパターン像の投影不良が発生する虞があった。そこで、従来の露光装置には、投影光学系の光学特性を調整するために、光学部材の形状を積極的に変形させるための機構を設ける構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
すなわち、上記露光装置には、マスクと投影光学系との間に配置される補正板の形状を変形させることにより、非対称性の像歪み等の結像特性を補正する補正機構が設けられている。補正機構は、補正板に対して真空吸着する真空吸着部を備え、真空吸着部は、真空配管につながる吸着溝が形成された複数の吸着面を有している。また、これらの吸着面にはピエゾ素子が個別に連結されている。そして、これらの吸着面は、補正板に対して真空吸着した状態でピエゾ素子の伸縮駆動に伴って移動することにより変位し、補正板の面形状を変形させるようになっている。
ところで、上記露光装置では、吸着面にピエゾ素子が直接接続されている。そのため、ピエゾ素子が大きく伸張又は収縮した場合には、吸着面の変位量も多くなり、結果として、吸着面から補正板に対して過大な力が作用してしまう虞があった。
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、光学部材に対して過大な力が作用することを抑制できる光学部材変形装置、光学系、露光装置、及び、デバイスの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、実施形態に示す図1〜図8に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の光学部材変形装置は、光学部材(41)の形状を変形させる光学部材変形装置(53)において、前記光学部材(41)に対して吸着する吸着部材(71)と、駆動源(61)から伝達される駆動力に基づいて、前記吸着部材(71)を変位させる変位機構と、前記変位機構から前記吸着部材(71)に伝達される変位量を縮小する縮小機構(72)とを備えることを要旨とする。
本発明の光学部材変形装置は、光学部材(41)の形状を変形させる光学部材変形装置(53)において、前記光学部材(41)に対して吸着する吸着部材(71)と、駆動源(61)から伝達される駆動力に基づいて、前記吸着部材(71)を変位させる変位機構と、前記変位機構から前記吸着部材(71)に伝達される変位量を縮小する縮小機構(72)とを備えることを要旨とする。
上記構成によれば、変位機構からの変位量は縮小機構によって縮小された状態で吸着部材に伝達される。そのため、変位機構から吸着部材を介して光学部材に対して過大な力が作用することを抑制できる。
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、光学部材に対して過大な力が作用することを抑制できる。
以下、本発明を具体化した一実施形態について図1〜図5に基づき説明する。なお、本実施形態では、図1において、後述する投影光学系15を構成する反射屈折光学系の第1光軸AX1に平行にZ軸を、第1光軸AX1に垂直な面内において図1の紙面に平行にY軸を、紙面に垂直にX軸を、それぞれ設定している。
図1に示すように、本実施形態の露光装置11は、所定の回路パターンが形成された透過型のレチクルRを露光光ELで照明することにより、露光面Wa(+Z方向側の面であって、図1では上面)にレジストなどの感光性材料が塗布された感光性基板としてのウエハWに回路パターンを形成するための装置である。そして、こうした露光装置11は、光源装置12から射出された露光光ELをレチクルRの被照射面Ra(+Z方向側の面)に導く照明光学系13と、レチクルRを保持するレチクルステージ14と、レチクルRを透過した露光光ELをウエハWの露光面Waに導く投影光学系15と、ウエハWを保持するウエハステージ16とを備えている。なお、本実施形態の光源装置12は、193nmの波長の光を出力するArFエキシマレーザ光源を有し、該ArFエキシマレーザ光源から出力される光が露光光ELとして露光装置11内に導かれる。
光源装置12と照明光学系13との間には、ビームマッチングユニット17が連結されている。ビームマッチングユニット17は、光源装置12と露光装置11とを光学的に接続しており、光源装置12から射出された露光光ELを露光装置11内に導くようになっている。なお、光源装置12から照明光学系13における最もレチクルR側の光学部材までの空間域は、露光光ELの吸収率が低い気体であるヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されている。
照明光学系13の下方には、架台18が設けられている。架台18は、定盤19上に立設される下部架台20と、該下部架台20上に支持される上部架台21とによって構成されている。また、上部架台21の上面にはレチクルステージ14が載置されている。レチクルステージ14は、レチクルRを保持する保持面14aをXY平面に対して平行とするように配置されている。また、レチクルステージ14は、レチクルステージ駆動部(図示略)の駆動によって、Y軸方向に所定ストロークで移動可能である。また、レチクルステージ駆動部は、レチクルステージ14をX軸方向、Z軸方向及びZ軸周りの回転方向にも微小量移動させるように構成されている。そして、照明光学系13から射出される露光光ELは、レチクルRを透過した後、上部架台21の上壁部の略中央に形成された透過口22を介して架台18内に収容される投影光学系15に導かれるようになっている。なお、レチクルRが露光光ELで照明される場合、該レチクルRの被照射面Raの一部には、X軸方向に延びる略矩形状の照明領域が形成されるようになっている。
投影光学系15は、該投影光学系15の第1光軸AX1を中心とする略円筒状の上部鏡筒23と、第1光軸AX1と直交する第2光軸AX2を中心とする略円筒状の横鏡筒24と、上部鏡筒23よりもウエハW側に配置され且つ第1光軸AX1を中心とする略円筒状の下部鏡筒25とを備えている。下部鏡筒25は、下部架台20の上壁部の略中央に形成された開口部26を上下方向に挿通している。そして、これらの各鏡筒23,24,25は結合部材27を介して互いに結合されている。なお、結合部材27は、下部架台20における開口部26の口縁近傍に取り付けられている。
上部鏡筒23の上端部(+Z方向側の端部)には、該上部鏡筒23の開口を閉塞するカバーガラス31が設けられている。そして、投影光学系15に導かれる露光光ELは、カバーガラス31を透過して上部鏡筒23の内部に入射するようになっている。また、上部鏡筒23の下端部(−Z方向側の端部)は結合部材27に挿入されている。
なお、上部鏡筒23によって保持される複数(図1では1つのみ図示)の光学部材32は第1結像光学系33を構成している。そして、第1結像光学系33は、上部鏡筒23の内部にレチクルRの回路パターンの第1中間像を形成するようになっている。
横鏡筒24は、有底筒状をなしており、その底部35が結合部材27の側面に形成された開口部36を介して結合部材27に挿入されている。また、横鏡筒24の上側壁(即ち、上部鏡筒23側の側壁)には、第1光軸AX1を略中心とする開口部47が貫通形成されており、横鏡筒24内には、上部鏡筒23側から開口部47を介して露光光ELが入射するようになっている。また、横鏡筒24の下側壁(即ち、下部鏡筒25側の側壁)には、第1光軸AX1を略中心とする開口部48が貫通形成されており、横鏡筒24からは、開口部48を介して下部鏡筒25側に露光光ELが射出されるようになっている。こうした横鏡筒24は、結合部材27に挿入される底部35によって直角反射鏡38を保持している。
また、横鏡筒24は、横鏡筒24の内壁に固定された保持部材40を介して負レンズ39及び凹面鏡41を保持している。この凹面鏡41の側面には略円環状をなす被保持部41a(図2(b)参照)が形成されており、横鏡筒24の保持部材40はこの被保持部41aを介して凹面鏡41を保持している。一例として、横鏡筒24の保持部材40は、第2光軸AX2を中心とする周方向に沿って等間隔に複数(例えば3つ)配置されており、凹面鏡41は、保持部材によって複数点(例えば3点)で保持されている。
また、横鏡筒24内の右端側には、該横鏡筒24の内径とほぼ同一の径を有する円板状のリアクションプレート42が横鏡筒24の開口を閉塞するように設けられている。また、横鏡筒24の右側には、有底略円筒状をなす封止部材43が横鏡筒24の外側からリアクションプレート42を覆うように設けられている。なお、リアクションプレート42と封止部材43の底壁(図1では右側の壁部)との間には、所定の空間Sが形成されている。
横鏡筒24に保持される直角反射鏡38には、第1光路折り曲げ鏡44及び第2光路折り曲げ鏡45が形成されている。第1光路折り曲げ鏡44は、第1結像光学系33が形成する第1中間像の近傍位置に配置され、第1結像光学系33から開口部47を介して横鏡筒24内に入射する露光光ELをほぼ直角に反射して負レンズ39に導くようになっている。また、第2光路折り曲げ鏡45は、負レンズ39を通過して凹面鏡41で反射された露光光ELを、負レンズ39を再度通過させた後にほぼ直角に反射して開口部48を介してウエハW側に射出するようになっている。すなわち、本実施形態では、横鏡筒24によって保持される直角反射鏡38、負レンズ39、及び凹面鏡41によって第2結像光学系46が構成されている。こうした第2結像光学系46は、第1中間像の形成位置の近傍となる第2光路折り曲げ鏡45の近傍にレチクルRの回路パターンの第2中間像を形成するようになっている。なお、第2中間像は、第1中間像とほぼ等倍であり、レチクルRの回路パターンの二次像となっている。
下部鏡筒25の上端側は結合部材27に挿入されている。また、下部鏡筒25の下端側には、該下部鏡筒25の開口を閉塞するカバーガラス50が設けられている。そして、投影光学系15の内部を通過した露光光ELは、カバーガラス50を透過して投影光学系15から射出されるようになっている。
こうした下部鏡筒25内には、複数(図1では3つのみ図示)の光学部材51が第1光軸AX1に沿って保持されており、各光学部材51によって第3結像光学系52が構成されている。そして、第3結像光学系52は、第2結像光学系46によって形成される第2中間像からの光束に基づいて、レチクルRの回路パターンの縮小像(第2中間像の像であって回路パターンの最終像)をウエハWの露光面Waに形成するようになっている。また、投影光学系15の内部は、上記のカバーガラス31、リアクションプレート42、及びカバーガラス50によって気密化された状態で、露光光ELの吸収率が低い気体であるヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されている。
投影光学系15の下方には、ウエハステージ16が定盤19上に設けられている。ウエハステージ16は、ウエハWを保持する保持面16aをXY平面に対して平行とするように配置されている。また、ウエハステージ16は、ウエハステージ駆動部(図示略)によって、Y軸方向に移動可能である。また、ウエハステージ駆動部は、ウエハステージ16をX軸方向、Z軸方向及びZ軸周りの回転方向にも微小量移動させるように構成されている。
そして、本実施形態の露光装置11を用いてウエハWの一つのショット領域にレチクルRの回路パターンを形成する場合、照明光学系13によって照明領域をレチクルRに形成した状態で、レチクルステージ駆動部の駆動によって、レチクルステージ14に保持されるレチクルRをY軸方向(例えば、+Y方向側から−Y方向側)に所定ストローク毎に移動させる。また同時に、ウエハステージ駆動部の駆動によって、ウエハステージ16に保持されるウエハWをレチクルRのY軸方向に沿った移動に対して投影光学系15の縮小倍率に応じた速度比でY軸方向(例えば、−Y方向側から+Y方向側)に同期して移動させる。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハWの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。
本実施形態の露光装置11では、横鏡筒24に保持される凹面鏡41の形状を意図的に変形させて、投影光学系15の光学特性が調整されるようになっている。そこで次に、凹面鏡41の形状を変形させるためのミラー変形装置53について説明する。
図2(a)(b)に示すように、リアクションプレート42には、複数(本実施形態では17つ、図2(b)において1つのみ図示)の挿入部54がリアクションプレート42の厚み方向(Y軸方向)に貫通するように形成されている。こうした各挿入部54は、リアクションプレート42の全域に均等又は不均等に分散して形成されている。なお、各挿入部54は、リアクションプレート42の周縁部に均等又は不均等に分散して形成してもよい。そして、本実施形態では、複数(本実施形態では17つ)のミラー変形装置53がこれらの挿入部54に個別に挿入されている。なお、各ミラー変形装置53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、これらのミラー変形装置53のうち最も−Z方向側に配置されるミラー変形装置53のみを以下説明し、他のミラー変形装置53については説明を省略する。
図2(b)に示すように、ミラー変形装置53は、リアクションプレート42から投影光学系15の第2光軸AX2に沿って立設される支持部材55を備えており、該支持部材55は、所定の空間S内において挿入部54よりも径方向内側に位置している。こうした支持部材55の基端側(図2(b)では上端側)は、回動レバー56aによってリアクションプレート42に固定されている。また、リアクションプレート42には、支持部材55が固定される部位の近傍に、リアクションプレート42の径方向に延びるようにガイドレール56bが設けられている。そして、支持部材55は、回動レバー56aの回動操作に伴って、回動レバー56aによる固定が解除された状態では、ガイドレール56bによってガイドされつつ、リアクションプレート42の径方向に移動可能に構成されている。また、支持部材55は、先端側(図2(b)では下端側)から直角に屈曲してリアクションプレート42の径方向外側に向けて延設される第1延設部55aと、基端側と先端側の略中央位置からリアクションプレート42の径方向外側に向けて延設される第2延設部55bとを有している。
支持部材55の第1延設部55aには第1連結部材57が弾性材料からなる弾性ヒンジ58を介して連結されている。第1連結部材57は、断面略L字状をなしており、支持部材55の第1延設部55aの延設方向と略平行に延びる底部57aと、該底部57aの一端側(図2(b)では左端側)から略垂直に屈曲して支持部材55の立設方向と略平行に延びる側部57bとを備えている。第1連結部材57の底部57aの他端側(図2(b)では右端側)は、第1延設部55aの一方側(図2(b)において上側)に位置していると共に、弾性ヒンジ58を介して第1延設部55aの一端側(径方向外側であって、図2(b)では左端側)に連結されている。そして、第1連結部材57は、弾性ヒンジ58の弾性変形に伴って支持部材55の第1延設部55aに対して相対変位するようになっている。また、第1連結部材57の底部57aの一方の面は、弾性ヒンジ58との連結部よりも一端側(径方向内側であって、図2(b)では右端側)において、コイルスプリング59を介して支持部材55の第1延設部55aに接続されている。このコイルスプリング59は、第1連結部材57の底部57aを−Y方向側に押圧している。
また、第1連結部材57の底部57aの他方の面は、一方の面において径方向において弾性ヒンジ58とコイルスプリング59との間となる位置で、アクチュエータ(例えば、圧電素子)61を介して支持部材55の第2延設部55bに接続されている。このアクチュエータ61は、第2光軸AX2とほぼ平行な方向(Y軸方向)に沿って伸縮可能に構成されている。また、このアクチュエータ61は、その基端が第2延設部55bに連結されると共に、その先端が第1連結部材57の底部57aに連結されている。そして、第1連結部材57の底部57aには、アクチュエータ61の伸長駆動に伴ってアクチュエータ61から力が作用し、結果として、第1連結部材57は、弾性ヒンジ58の弾性変形に伴って該弾性ヒンジ58を支点としてX軸周りに揺動するようになっている。また、第1連結部材57の側部57bの一方端側(図2(b)では上端側)には、弾性材料からなる弾性ヒンジ62を介して第2連結部材63に連結されている。すなわち、第1連結部材57において第2連結部材63に連結される側部57bの連結部が、アクチュエータ61に連結される底部57aの連結部よりも、揺動支点となる弾性ヒンジ58からZ軸方向に相対的に大きく離間している。
第2連結部材63は、第1連結部材57よりもY軸方向においてリアクションプレート42に近接する位置に配置されると共に、径方向における長さがY軸方向における長さよりも長くなるように形成されている。そして、弾性ヒンジ62は、第2連結部材63において径方向における中心よりも径方向外側の部位であって、且つY軸方向における中心よりも+Y方向側の部位に接続されている。こうした第2連結部材63は、弾性ヒンジ62の弾性変形に伴って第1連結部材57に対して相対変位するようになっている。また、第2連結部材63には、弾性材料からなる弾性ヒンジ64を介して変位部材65が連結されている。なお、弾性ヒンジ64は、第2連結部材63において径方向における中心よりも径方向内側の部位であって、且つY軸方向における中心よりも−Y方向側の部位に接続されている。
また、変位部材65と支持部材55との間には、変位部材65とY軸方向で略同一位置に、第2光軸AX2を中心とする径方向(図2(b)では左右方向)に延びる可撓性部材66が介設されている。可撓性部材66は、第2光軸AX2に沿ったY軸方向とは異なるZ軸方向及びZ軸方向と直交するX軸方向には高い剛性を有する一方で、支持部材55の立設方向でもあるY軸方向には低い剛性を有している。そのため、変位部材65は、可撓性部材66がY軸方向に容易に撓み変形するため、投影光学系15の第2光軸AX2に沿うY軸方向への変位が可撓性部材66によって自在に許容されるようになっている。一方、変位部材65は、可撓性部材66がX軸方向及びZ軸方向にはほとんど変形(伸長)しないため、Y軸方向と直交するXZ平面内での変位が可撓性部材66によって規制されるようになっている。
また、変位部材65に対して該変位部材65の変位方向(Y軸方向)と直交するX軸方向で対向する位置には、変位部材65の変位量(より具体的には、変位部材65のY軸方向の変位量)を計測する変位センサ67が設けられている。変位センサ67は、変位部材65に固着されたスケール68(図3(a)参照)の位置情報を検出することにより変位部材65の変位量を計測し、その計測結果を制御機構69に送信する。そして、制御機構69は、変位センサ67から受信した計測結果に基づき、アクチュエータ61の伸長量を駆動制御するようになっている。また、変位部材65には、リアクションプレート42の径方向において挿入部54と略同一の位置に、凹面鏡41の裏面41bに吸着する吸着機構70が連結されている。
次に、吸着機構70の構成について図3(a)(b)に基づき説明する。
図3(a)(b)に示すように、本実施形態の吸着機構70は、凹面鏡41の裏面41bに対向して配置される吸着部71と、該吸着部71を変位部材65に対して連結させる弾性部72とを備えている。吸着部71及び弾性部72は、それぞれ金属材料から構成されており、弾性部72の先端に吸着部71が支持されている。
図3(a)(b)に示すように、本実施形態の吸着機構70は、凹面鏡41の裏面41bに対向して配置される吸着部71と、該吸着部71を変位部材65に対して連結させる弾性部72とを備えている。吸着部71及び弾性部72は、それぞれ金属材料から構成されており、弾性部72の先端に吸着部71が支持されている。
吸着部71は、内部に所定の空間域S1が形成された短円筒形状をしている。そして、吸着部71における凹面鏡41の裏面41bに対向する壁面には、吸着部71内の空間域S1を外部に連通させる連通孔73が形成されている。また、吸着部71における弾性部72に接続される側の接続面の略中央位置には、吸着部71内の空間域S1に連通する連通口74が形成されている。
弾性部72は、内部が中空状をなす軸部72aと、この軸部72aの軸方向に所定間隔をおいて離間配置された複数(本実施形態では4つ)の短円筒部72bとが一体化された構成をなし、全体形状が内部に空間域S2が形成された蛇腹構造となっている。そして、軸部72aの長手方向の一端側が吸着部71に接続されると共に、長手方向の他端側が変位部材65に接続されている。なお、弾性部72の空間域S2は、吸着部71の接続面に形成された連通口74を介して吸着部71の空間域S1に連通している。
また、弾性部72は、軸部72a及び短円筒部72bにおける肉厚が薄くなるように成形されており、全体として剛性の低い構造となっている。具体的には、弾性部72のY軸方向の剛性は、外部からY軸方向に荷重が印加された場合に、荷重が印加されるY軸方向に伸縮し得る程度に設定されている。また、弾性部72のX軸方向及びZ軸方向の剛性は、吸着部71が凹面鏡41の裏面41bに接触する際、吸着部71が凹面鏡41の裏面41bに傾いた状態で接触しても、凹面鏡41の反射面を変形させないように、吸着部71の接触面と凹面鏡41の裏面41bが平行になり得る程度に設定されている。なお、吸着部71の各々の軸方向における剛性は、互いに同一となるように設定してもよいし、互いに異なるように設定してもよい。
また、弾性部72には、変位部材65に接続される長手方向の他端側(図3(a)(b)では下端側)の側面に、弾性部72の空間域S2を外部に連通させる通気口(図示略)が形成されている。また、弾性部72の通気口は排気チューブ75を介して吸引ポンプ76に接続されている。なお、排気チューブ75は、変位センサ67に対して弾性部72を挟んだ反対側に配置されている。
次に、上記のように構成されたミラー変形装置53のうち最も−Z方向側に配置されたミラー変形装置53を一例として、ミラー変形装置53がアクチュエータ61の伸長駆動に伴って変位部材65を変位させる際の作用について以下説明する。なお、図3(a)は、アクチュエータ61がY軸方向に所定量だけ伸長した初期状態を示している。
さて、こうした初期状態では、図4(a)に示すように、第1連結部材57の底部57aが支持部材55の第1延設部55aの延設方向と略平行に延びると共に、第1連結部材57の側部57bが支持部材55の立設方向と略平行に延びるように配置される。なお、支持部材55の第1延設部55aと第1連結部材57の底部57aとを連結する弾性ヒンジ58、第1連結部材57の側部57bと第2連結部材63とを連結する弾性ヒンジ62、及び第2連結部材63と変位部材65とを連結する弾性ヒンジ64は各々の変形量がほぼゼロとなっている。また、変位部材65と支持部材55との間に介設される可撓性部材66は、Z軸方向に略平行に延びるように配置されており、その変形量がほぼゼロとなっている。
ここで、図4(b)に示すように、アクチュエータ61が制御機構69からの制御指令に基づいてY軸方向の伸長量が減少したとする。この場合、アクチュエータ61は、その基端が支持部材55の第2延設部55bに固定されているため、その先端が−Y方向側に変位する。また、第1連結部材57の底部57aの一端側は、支持部材55の第1延設部55aとの間に介設されたコイルスプリング59の付勢力に従って−Y方向側に押圧される。
すると、第1連結部材57は、支持部材55の第1延設部55aとの間に介在する弾性ヒンジ58によって固定されているため、第1連結部材57には、弾性ヒンジ58を支点として第1連結部材57を+X方向側から見て反時計周り方向に回動させるようにコイルスプリング59から押圧力が作用する。そのため、この弾性ヒンジ58は、該弾性ヒンジ58から見てコイルスプリング59とは反対側となる−Z方向側にしなるように弾性変形する。
この場合、第1連結部材57は、その第2連結部材63に対する連結部が弾性ヒンジ58を軸中心とする円弧状の軌道を描きながら+Y方向側に向けて回動する。その結果、第1連結部材57は、第1連結部材57と第2連結部材63との間に介在する弾性ヒンジ62を介して−Z方向側であって且つ+Y方向側となる方向(図4(b)では左斜め下方)に向けて第2連結部材63を引っ張るようになる。また、第2連結部材63は、第2連結部材63と変位部材65との間に介在する弾性ヒンジ64を介して変位部材65を−Z方向側であって且つ+Y方向側となる方向に引っ張るようになる。すなわち、変位部材65は、支持部材55から離間する方向であって且つリアクションプレート42から離間する方向、即ち図4(b)における左斜め下方に第2連結部材63によって引っ張られることとなる。
なお、可撓性部材66は、変位部材65と支持部材55とが互いに対向するZ軸方向にはほとんど変形しない構造となっている。そのため、変位部材65が第2連結部材63によって−Z方向側に引っ張られたとしても、可撓性部材66が−Z方向側に変形(伸長)することはほとんどなく、変位部材65の−Z方向側への変位が規制され、変位部材65はY方向側へ変位する。その結果、第1連結部材57が支持部材55に対して−Z方向側に相対変位する一方で、変位部材65が支持部材55に対してZ軸方向に変位することはほとんどない。すなわち、第1連結部材57は、変位部材65に対してZ軸方向に離間するように相対変位する。
すると、第1連結部材57と第2連結部材63との間に介設される弾性ヒンジ62が+Z方向側にしなるように弾性変形する。その結果、第2連結部材63は、第1連結部材57に対して+Z方向側に相対変位する。また同時に、第2連結部材63と変位部材65との間に介設される弾性ヒンジ64も同様に+Z方向側にしなるように弾性変形する。さらに、第2連結部材63は、両弾性ヒンジ62,64の弾性復帰力に従って、第1連結部材57に連動するように+X方向側から見て反時計周り方向に回動する。このように変位部材65と各連結部材57,63とのZ軸方向における位置関係が変化したとしても、各連結部材57,63及び変位部材65の連結状態は、両弾性ヒンジ62,64の弾性変形及び第2連結部材63の回動によって維持される。
一方、変位部材65と支持部材55との間に介設される可撓性部材66は、変位部材65とリアクションプレート42とが互いに対向するY軸方向には容易に撓み変形する構造となっている。そのため、変位部材65が第2連結部材63によって+Y方向側に引っ張られると、可撓性部材66が+Y方向側にしなるように撓み変形することにより、変位部材65の+Y方向側への変位が許容される。
また、図4(c)に示すように、アクチュエータ61が制御機構69からの制御指令に基づいてY軸方向の伸長量が初期状態から増大したとする。この場合、アクチュエータ61は、その基端が支持部材55の第2延設部55bに固定されているため、その先端が+Y方向側に変位する。そして、アクチュエータ61は、第1連結部材57の底部57aの一端側をコイルスプリング59の付勢力に抗して+Y方向側に押圧するようになる。
すると、第1連結部材57は、支持部材55の第1延設部55aとの間に介在する弾性ヒンジ58によって固定されているため、第1連結部材57には、弾性ヒンジ58を支点として第1連結部材57を+X方向側から見て時計周り方向に回動させるようにアクチュエータ61から押圧力が作用する。そのため、この弾性ヒンジ58は、該弾性ヒンジ58から見てアクチュエータ61側となる+Z方向側にしなるように弾性変形する。
この場合、第1連結部材57は、その第2連結部材63に対する連結部が弾性ヒンジ58を軸中心とする円弧状の軌道を描きながら−Y方向側に向けて回動する。その結果、第1連結部材57は、第1連結部材57と第2連結部材63との間に介在する弾性ヒンジ58を介して+Z方向側であって且つ−Y方向側となる方向(右斜め上方)に向けて第2連結部材63を押圧するようになる。また、第2連結部材63は、第2連結部材63と変位部材65との間に介在する弾性ヒンジ64を介して変位部材65を+Z方向側であって且つ−Y方向側となる方向に押圧するようになる。すなわち、変位部材65は、支持部材55に接近する方向であって且つリアクションプレート42に接近する方向に第2連結部材63によって押圧されることとなる。
このとき、第1連結部材57は、アクチュエータ61の伸長量の増大に伴って支持部材55に対して+Z方向側に相対変位すると共に、第1連結部材57に弾性ヒンジ62を介して連結される第2連結部材63もまた支持部材55に対して+Z方向側に相対変位する。一方、変位部材65は、可撓性部材66によって、+Z方向側への変位が規制される。すなわち、変位部材65に対する各連結部材57,63のZ軸方向における相対的な位置関係は変化する。こうした状況であっても、各弾性ヒンジ62,64が−Z方向側にしなるようにそれぞれ弾性変形すると共に、第2連結部材63が第1連結部材57に連動して回動するため、各連結部材57,63及び変位部材65の連結状態は維持される。
その一方で、変位部材65は、第2連結部材63から−Y方向側に押圧されると、可撓性部材66が−Y方向側にしなるように撓み変形することにより、変位部材65の−Y方向側への変位が許容される。
なお、第1連結部材57において、第2連結部材63に対する連結部は、アクチュエータ61に対する連結部よりも支点となる弾性ヒンジ58に対して大きく離間している。そのため、第1連結部材57に連結される第2連結部材63及び該第2連結部材63に連結される変位部材65には、弾性ヒンジ58を支点とする梃子の原理に基づき、アクチュエータ61からの駆動力が増大されてそれぞれ伝達される。すなわち、第2連結部材63及び変位部材65のY軸方向における各変位量は、アクチュエータ61の伸長量よりも拡大される。したがって、本実施形態では、支持部材55、弾性ヒンジ58,62,64、第1連結部材57、及び、第2連結部材63によって、アクチュエータ61の伸長量を拡大して変位部材65に伝達する変位拡大機構81が構成されている。また、本実施形態では、変位拡大機構81、変位部材65、及び弾性部72によって、アクチュエータ61の伸長駆動に基づき吸着部71を凹面鏡41に対して相対変位させる変位機構が構成されている。
次に、アクチュエータ61の伸長駆動に伴って凹面鏡41の形状を変形させる際の作用について以下説明する。なお、図5(a)は、ミラー変形装置53においてアクチュエータ61がY軸方向に所定量だけ伸長した初期状態を示している。また、各ミラー変形装置53が初期状態である場合、凹面鏡41の光軸(中心軸)と投影光学系15の第2光軸AX2とがほぼ一致しているものとする。この場合、各吸着部71は凹面鏡41の裏面41bに対してY軸方向に若干の隙間を介在させて離間するようにそれぞれ配置されている。
さて、図5(b)に示すように、アクチュエータ61が制御機構69からの制御指令に基づいてY軸方向の伸長量が初期状態から増大したとする。すると、アクチュエータ61の伸長量の増大量は変位拡大機構81によって拡大されて変位部材65に伝達されるため、変位部材65の−Y方向側への変位量は、アクチュエータ61の先端の+Y方向側への変位量よりも多くなる。また、吸着部71は、弾性部72を介して変位部材65に接続されているため、変位部材65と連動して−Y方向側に変位する。すると、吸着部71は、変位部材65側から弾性部72を介して伝達される力に基づいて凹面鏡41の裏面41bに対して当接する。なお、凹面鏡41の裏面41bには研磨加工が施されているため、吸着部71は凹面鏡41の裏面41bに対して気密状に密着する。
続いて、制御機構69が吸引ポンプ76を駆動させると、吸引ポンプ76は排気チューブ75及び弾性部72の通気口を介して弾性部72の空間域S2から空気を吸引する。この場合、弾性部72の空間域S2は、吸着部71の接続面に形成された連通口74を介して吸着部71の空間域S1に連通している。そのため、吸着部71の空間域S1からは連通口74を介して弾性部72の空間域S2に空気が吸引される。その結果、吸着部71の空間域S1には負圧が蓄圧されることとなり、この負圧が吸着部71の連通孔73を介して凹面鏡41の裏面41bに吸着力として作用する。すなわち、本実施形態では、制御機構69が吸引ポンプ76を駆動させると、吸引ポンプ76の吸引圧が排気チューブ75及び弾性部72の空間域S2を介して吸着部71の空間域S1に及ぶため、吸着部71が凹面鏡41の裏面41bに対して真空吸着することとなる。
また、図5(c)に示すように、アクチュエータ61が制御機構69からの制御指令に基づいてY軸方向の伸長量が更に増大したとする。すると、アクチュエータ61の伸長量の増大量は変位拡大機構81によって拡大されて変位部材65に伝達される。また、吸着部71は、変位部材65側から弾性部72を介して伝達される力に基づいて、凹面鏡41の裏面41bを−Y方向側に押圧する。その結果、凹面鏡41は、吸着部71によって−Y方向側に押圧される部位の近傍が局所的に歪み変形する。このとき、吸着部71は、変位部材65側から伝達される力を弾性部72によって減衰させた状態で凹面鏡41の裏面41bに作用させる。すなわち、吸着部71の−Y方向側への変位量は、弾性部72によって変位部材65の−Y方向側への変位量よりも縮小される。
また、図5(d)に示すように、アクチュエータ61が制御機構69からの制御指令に基づいてY軸方向の伸長量が初期状態から減少したとする。すると、アクチュエータ61の伸長量の減少量は変位拡大機構81によって拡大されて変位部材65に伝達されるため、変位部材65の+Y方向側への変位量は、アクチュエータ61の先端の−Y方向側への変位量よりも多くなる。また、吸着部71は、弾性部72を介して変位部材65に接続されているため、変位部材65と連動して+Y方向側に変位する。その結果、吸着部71から凹面鏡41に対して+Y方向側に引力が作用するため、凹面鏡41は、吸着部71によって吸着される部位の近傍が局所的に歪み変形する。
なお、吸着部71が凹面鏡41に対して+Y方向側に引力を作用させると、吸着部71は凹面鏡41から−Y方向側に反力を受ける。このとき、吸着部71と変位部材65との間に介設される弾性部72は、吸着部71によって−Y方向側に引っ張られて伸長する。その結果、凹面鏡41に対する吸着部71の相対変位量が、吸着部71と変位部材65とが直接連結された場合と比較して減衰される。
すなわち、本実施形態では、吸着部71と変位部材65とが直結される場合と比較して、吸着部71と変位部材65との間に弾性部72を介設させる分、吸着部71から凹面鏡41に作用する引力が減衰される。そのため、凹面鏡41の形状は、アクチュエータ61の伸長量の減少に伴って少しずつ歪み変形することになる。したがって、凹面鏡41の光学特性(投影光学系15の光学特性)は、アクチュエータ61の伸長量の減少に伴って少しずつ変更される。
ところで、凹面鏡41の保守交換の際には、ミラー変形装置53から凹面鏡41に作用させる歪み応力を解消する必要がある。この点、本実施形態では、制御機構69が吸引ポンプ76の駆動を停止させるように吸引ポンプ76に対して制御指令を送信すると、吸着部71の空間域S1に蓄圧された負圧が解消され、吸着部71が凹面鏡41の裏面41bに作用させる吸着力が直ちに解除される。また同時に、吸着部71は、弾性部72の弾性復帰力に従って凹面鏡41の裏面41bから離間する方向に付勢される。そのため、図5(e)に示すように、吸着部71は、凹面鏡41の裏面41bから大きく離間することとなり、吸着部71が凹面鏡41の交換動作を阻害することがなくなる。すなわち、本実施形態では、制御機構69が吸引ポンプ76の駆動を停止させることにより、凹面鏡41の保守交換を迅速且つ簡便に実行することが可能となる。また、この場合、吸着部71による凹面鏡41の裏面41bに対する吸着状態は解除されている。そのため、アクチュエータ61の着脱交換に際して、アクチュエータ61に対する電圧の印加を停止させてアクチュエータ61の伸長量をゼロとなるように変化させたとしても、ミラー変形装置53から凹面鏡41に対して不要な歪み応力を作用させることはない。
また、露光装置11においては、ミラー変形装置53を長期間に亘って継続して使用することに伴って、吸着部71が部分的に破損して吸着部71の空間域S1の気密性が低下することがあり得る。この場合、吸着部71が凹面鏡41の裏面41bに対して十分な吸着力を作用させることができなくなる虞があった。この点、本実施形態では、吸着部71が凹面鏡41の裏面41bに対して十分な吸着力を作用させることができなくなると、吸着部71は、弾性部72の弾性復帰力に従って凹面鏡41の裏面41bから大きく離間するように付勢される。したがって、ミラー変形装置53においては、吸着部71の異常が簡易に判別されるため、ミラー変形装置53から凹面鏡41に対して所望の駆動力を確実に作用させることが可能となる。
なお、本実施形態のミラー変形装置53は、以下に示す操作によって凹面鏡41の裏面41bに沿う方向に移動可能となっている。すなわち、まず、回動レバー56aを回動操作して、回動レバー56aによる支持部材55の固定を解除する。続いて、支持部材55をガイドレール56bに摺動させつつ、支持部材55をリアクションプレート42の径方向に移動させる。そして次に、ガイドレール56b上における所望の位置まで支持部材55を移動させた後、回動レバー56aを回動操作して支持部材55をリアクションプレート42に再度固定する。その後、制御機構69がアクチュエータ61を伸長駆動することにより、吸着部71を凹面鏡41の裏面41bに接触する位置まで変位させる。上記のように、本実施形態のミラー変形装置53は、吸着部71が吸着する凹面鏡41の裏面41bの位置を容易に変更することができるため、凹面鏡41の光学特性をより細密に調整することが可能となる。
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)変位部材65と吸着部71との間には弾性部72が介設されている。そして、変位部材65の変位に基づく力は、弾性部72によって減衰された状態で吸着部71に伝達される。そのため、変位拡大機構81によって変位部材65の変位量を拡大させる場合であっても、吸着部71から凹面鏡41に対して過大な力が作用することを回避できる。
(1)変位部材65と吸着部71との間には弾性部72が介設されている。そして、変位部材65の変位に基づく力は、弾性部72によって減衰された状態で吸着部71に伝達される。そのため、変位拡大機構81によって変位部材65の変位量を拡大させる場合であっても、吸着部71から凹面鏡41に対して過大な力が作用することを回避できる。
(2)凹面鏡41の変形量は微小であるため、凹面鏡41に対して当接する吸着部71の変位量を変位センサ67によって直接計測することが困難となっている。この点、本実施形態では、変位センサ67は、変位拡大機構81によって拡大された変位部材65の変位量を計測し、計測された変位部材65の変位量に基づいて吸着部71の変位量を推定するため、吸着部71の変位量を高精度に計測することが可能となっている。そして、この変位センサ67の計測結果に基づいて、アクチュエータ61の伸長量が制御される。したがって、吸着部71から凹面鏡41に作用する力の大きさを高精度に調整することができ、ひいては、投影光学系15の光学特性を精密に調整することができるため、ウエハWに形成される回路パターンの正確性を向上することができる。
(3)支持部材55は、第1連結部材57を弾性ヒンジ58と中心として揺動可能に支持している。ここで、第1連結部材57は、第2連結部材63に対する連結部の方がアクチュエータ61に対する連結部よりも弾性ヒンジ58に対して大きく離間した構成となっている。そして、第1連結部材57が弾性ヒンジ58を中心として揺動すると、アクチュエータ61の伸長量の変化量は、梃子の原理に基づいて変位量が拡大された状態で第1連結部材57及び第2連結部材63を介して変位部材65に伝達される。したがって、アクチュエータ61の伸長量の変化量を第1連結部材57及び第2連結部材63を介して拡大させた状態で変位部材65に伝達する構成を簡便に実現することができる。
(4)可撓性部材66は、変位部材65の変位方向を凹面鏡41の光軸に沿う一方向(Y軸方向)に規定している。そのため、吸着部71から凹面鏡41に対して作用する歪み応力の方向が一方向に規定される。したがって、吸着部71から凹面鏡41の作用する歪み応力に基づく凹面鏡41の変形量がより細密に調整されるため、凹面鏡41の光学特性を高精度に調整することができる。
(5)変位拡大機構81がアクチュエータ61から受ける反力はリアクションプレート42によって受容される。そのため、変位拡大機構81は、リアクションプレート42によって安定に支持されつつ、アクチュエータ61の伸長量の変化量を拡大して変位部材65に伝達することができる。
(6)リアクションプレート42には、ミラー変形装置53の一部を横鏡筒24の内部に挿入可能とする挿入部54が設けられており、アクチュエータ61は横鏡筒24の外部に設けられている。そのため、アクチュエータ61と凹面鏡41とがリアクションプレート42を介在させて互いに隔離された配置構成となり、アクチュエータ61の伸長駆動に伴ってアクチュエータ61から生じる振動が凹面鏡41に伝播することを抑制できる。
(7)吸着部71が凹面鏡41の裏面41bに対して十分な吸着力を作用させることができなくなった場合には、吸着部71は弾性部72の弾性復帰力に従って凹面鏡41の裏面41bから大きく離間する。そのため、ミラー変形装置53においては、吸着部71の異常が簡易に判別されるため、ミラー変形装置53から凹面鏡41に対して所望の駆動力を確実に作用させることができる。
(8)凹面鏡41の保守交換の際には、吸着部71による凹面鏡41の裏面41bに対する吸着が解除される。この際、吸着部71は弾性部72の弾性復帰力に従って凹面鏡41の裏面41bから大きく離間する。そのため、吸着部71が凹面鏡41の交換動作を阻害することがなく、凹面鏡41の保守交換を迅速且つ簡便に実行することができる。また、この場合、吸着部71による凹面鏡41の裏面41bに対する吸着状態は解除されている。そのため、アクチュエータ61の着脱交換に際して、アクチュエータ61に対する電圧の印加を停止させてアクチュエータ61の伸長量をゼロとなるように変化させたとしても、ミラー変形装置53から凹面鏡41に対して不要な歪み応力が作用することを回避できる。
(9)ミラー変形装置53は、凹面鏡41の裏面41bに沿う方向に移動可能に構成されている。そのため、吸着部71が吸着する凹面鏡41の裏面41bの位置を容易に変更することができるため、凹面鏡41の光学特性をより細密に調整することができる。
(10)ミラー変形装置53を移動させる際には、制御機構69は吸引ポンプ76の駆動を停止させ、吸着部71を凹面鏡41の裏面41bから大きく離間させる。そのため、ミラー変形装置53を移動させる際に、吸着部71が凹面鏡41の裏面41bに接触してミラー変形装置53の移動が阻害されることを回避できる。
(11)ミラー変形装置53は、吸着部71が凹面鏡41の裏面41bに対して真空吸着するため、ミラー変形装置53を凹面鏡41の裏面41bに連結されるための部材を凹面鏡41の裏面41bに接着させることが不要となる。そのため、こうした部材を凹面鏡41の裏面41bに接着剤を介して接着させる場合とは異なり、接着剤の硬化収縮等の要因によって凹面鏡41の形状が変形することを確実に回避することができる。したがって、凹面鏡41の光学特性をより細密に調整することができる。
(12)凹面鏡41の裏面41bには研磨加工が施されているため、吸着部71は、凹面鏡41の裏面41bに吸着した状態での吸着部71の空間域S1の気密性を向上することができる。したがって、吸着部71による凹面鏡41の裏面41bに対する吸着力を高めることができ、ミラー変形装置53から凹面鏡41の裏面41bに対して確実に駆動力を作用させることができる。
(13)変位センサ67は、排気チューブ75に対して弾性部72を挟んだ反対側に配置されている。そのため、弾性部72が変位部材65と連動して変位したとしても、変位センサ67は、弾性部72に接続された排気チューブ75に接触することはなく、吸着部71の変位が阻害されることを回避できる。
(14)横鏡筒24には、封止部材43がリアクションプレート42を横鏡筒24の外側から覆うように設けられている。そのため、露光装置11外の気体(即ち、大気)がリアクションプレート42の挿入部54を介して横鏡筒24の内部に進入することをより確実に回避できる。
なお、上記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。
・上記実施形態において、図6(a)に示すように、吸着機構70は、吸着部71を短円柱状の誘電体によって構成すると共に、吸着部71の内部に二つの電極77,78を埋設する構成としてもよい。この構成によれば、吸着部71に埋設された電極77,78のうち、一方の電極77に正電圧を印加すると共に、他方の電極78に負電圧を印加することにより、吸着部71を凹面鏡41の裏面41bに対して静電吸着させることができる。なお、この場合も、弾性部72は中空状の軸部72aと複数の短円筒部72bが一体化された蛇腹形状をなす構成である。
・上記実施形態において、図6(a)に示すように、吸着機構70は、吸着部71を短円柱状の誘電体によって構成すると共に、吸着部71の内部に二つの電極77,78を埋設する構成としてもよい。この構成によれば、吸着部71に埋設された電極77,78のうち、一方の電極77に正電圧を印加すると共に、他方の電極78に負電圧を印加することにより、吸着部71を凹面鏡41の裏面41bに対して静電吸着させることができる。なお、この場合も、弾性部72は中空状の軸部72aと複数の短円筒部72bが一体化された蛇腹形状をなす構成である。
・上記実施形態において、図6(b)に示すように、吸着機構70は、可撓性を有する筒状の封止部材79の一端を短円筒状の吸着部71の接続面に接続させると共に、封止部材79によって封止された空間域S2に、コイルスプリング80を吸着部71の接続面に当接させるように配置する構成としてもよい。この場合、封止部材79とコイルスプリング80により弾性部72が構成される。
・上記実施形態において、ミラー変形装置53は、ガイドレール56bをリアクションプレート42の外面に沿う任意の方向に延びるように配置してもよい。
・上記実施形態において、ミラー変形装置53は、吸着部71を凹面鏡41の裏面41bに沿う任意の方向に駆動させる駆動機構を更に備え、この駆動機構を制御機構69によって駆動制御する構成としてもよい。
・上記実施形態において、ミラー変形装置53は、吸着部71を凹面鏡41の裏面41bに沿う任意の方向に駆動させる駆動機構を更に備え、この駆動機構を制御機構69によって駆動制御する構成としてもよい。
・上記実施形態において、変位拡大機構81を省略し、アクチュエータ61を変位部材65に直結させる構成としてもよい。
・上記実施形態において、アクチュエータ61として、直動型のMEMS(Micro Electro Mechanical System)や直動型のモータを採用してもよい。
・上記実施形態において、アクチュエータ61として、直動型のMEMS(Micro Electro Mechanical System)や直動型のモータを採用してもよい。
・上記実施形態において、ミラー変形装置53は、リアクションプレート42に対する任意の配置態様を採用することができる。
・上記実施形態において、ミラー変形装置53は、横鏡筒24の内部に収容される構成としてもよい。
・上記実施形態において、ミラー変形装置53は、横鏡筒24の内部に収容される構成としてもよい。
・上記実施形態において、変位拡大機構81は、投影光学系15の内部に収容する架台18に固定して設けられる構成としてもよい。
・上記実施形態において、凹面鏡41を保持するための保持機構としてパラレルリンク機構を採用し、このパラレルリンク機構を横鏡筒24又はリアクションプレート42に固定して配置する構成としてもよい。
・上記実施形態において、凹面鏡41を保持するための保持機構としてパラレルリンク機構を採用し、このパラレルリンク機構を横鏡筒24又はリアクションプレート42に固定して配置する構成としてもよい。
・上記実施形態において、凹面鏡41を保持するための保持部材40を省略し、複数のミラー変形装置53によって凹面鏡41を保持する構成としてもよい。
・上記実施形態において、ミラー変形装置53によって形状が変形される対象は凹面鏡41に限定されず、投影光学系15を構成する他の光学部材を対象としてもよい。また、照明光学系13を構成する各種の光学部材、更には、レチクルR及びウエハWを対象としてもよい。
・上記実施形態において、ミラー変形装置53によって形状が変形される対象は凹面鏡41に限定されず、投影光学系15を構成する他の光学部材を対象としてもよい。また、照明光学系13を構成する各種の光学部材、更には、レチクルR及びウエハWを対象としてもよい。
・上記各実施形態において、光源装置12は、例えばg線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、F2レーザ(157nm)、Kr2レーザ(146nm)、Ar2レーザ(126nm)等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置12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供給可能な光源であってもよい。また、光源装置12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)光を供給可能な光源であってもよい。
・上記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。
・上記各実施形態において、露光装置11を、カバーガラス50とウエハWとの間の所定空間に1.1よりも大きな屈折率を有する任意の液体(例えば純水)を供給した状態で露光を行なう所謂液浸型の露光装置であってもよい。
・上記各実施形態において、露光装置11を、ステップ・アンド・リピート方式の装置に具体化してもよい。
・上記各実施形態において、可変パターン生成器(例えば、DMD(Digital Mirror Device 又はDigital Micro-mirror Device ))を用いたマスクレス露光装置に具体化してもよい。
・上記各実施形態において、可変パターン生成器(例えば、DMD(Digital Mirror Device 又はDigital Micro-mirror Device ))を用いたマスクレス露光装置に具体化してもよい。
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7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8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)においては、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。
ステップS111(酸化ステップ)においては、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。
11…露光装置、24…横鏡筒、41…光学部材としての凹面鏡、41b…被吸着面としての裏面、42…反力受容部材としてのリアクションプレート、53…光学部材変形装置としてのミラー変形装置、54…挿入部、55…支持部材、56b…移動機構としてのガイドレール、57…第1連結部材、58…支持部としての弾性ヒンジ、61…駆動源としてのアクチュエータ、63…第2連結部材、65…変位機構を構成する変位部材、67…計測部材としての変位センサ、71…吸着部材としての吸着部、72…縮小機構としての弾性部、81…変位機構を構成する変位拡大機構、EL…放射ビームとしての露光光、W…被照射体としてのウエハ。
Claims (17)
- 光学部材の形状を変形させる光学部材変形装置において、
前記光学部材に対して吸着する吸着部材と、
駆動源から伝達される駆動力に基づいて、前記吸着部を変位させる変位機構と、
前記変位機構から前記吸着部材に伝達される変位量を縮小する縮小機構と
を備えることを特徴とする光学部材変形装置。 - 請求項1に記載の光学部材変形装置において、
前記縮小機構は、弾性機能を有することを特徴とする光学部材変形装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の光学部材変形装置において、
前記吸着部材は、前記光学部材に対して真空吸着することを特徴とする光学部材変形装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の光学部材変形装置において、
前記吸着部材は、前記光学部材に対して静電吸着することを特徴とする光学部材変形装置。 - 請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の光学部材変形装置において、
前記変位機構は、
前記吸着部材側に連結され、前記駆動源から伝達される駆動力に基づいて変位する変位部材と、
前記駆動源からの駆動力に基づき変位する連結部材を有し、該連結部材の変位量を拡大して前記変位部材に伝達する変位拡大機構と
を備えることを特徴とする光学部材変形装置。 - 請求項5に記載の光学部材変形装置において、
前記縮小機構は、前記吸着部材と前記変位部材との間に介設されることを特徴とする光学部材変形装置。 - 請求項5又は請求項6に記載の光学部材変形装置において、
前記変位拡大機構は、前記連結部材を支持部を介して支持する支持部材を含んで構成され、
前記連結部材は、前記駆動源に連結されると共に、該駆動源からの駆動力に基づいて前記支持部を中心として揺動することを特徴とする光学部材変形装置。 - 請求項7に記載の光学部材変形装置において、
前記支持部材は、前記連結部材における前記変位部材に対する連結部と前記支持部との距離が、前記連結部材における前記駆動源に対する連結部と前記支持部との距離よりも大きくなるように前記連結部材を支持することを特徴とする光学部材変形装置。 - 請求項5〜請求項8のうち何れか一項に記載の光学部材変形装置において、
前記変位部材の変位量を計測する計測部材を更に備えることを特徴とする光学部材変形装置。 - 請求項1〜請求項9のうち何れか一項に記載の光学部材変形装置において、
前記光学部材の被吸着面に沿うように前記吸着部材を移動させる移動機構を更に備えることを特徴とする光学部材変形装置。 - 請求項1〜請求項10のうち何れか一項に記載の光学部材変形装置において、
前記吸着部材は、前記光学部材に対する吸着面が研磨加工されていることを特徴とする光学部材変形装置。 - 被照射体に光を導くための複数の光学部材を備える光学系において、
前記光学部材を保持する鏡筒と、
前記鏡筒に設けられ、前記光学部材の形状の少なくとも一部を変形させる請求項1〜請求項11のうち何れか一項に記載の光学部材変形装置とを備えることを特徴とする光学系。 - 請求項12に記載の光学系において、
前記吸着部材に連結される変位部材の変位量を拡大する変位拡大機構に連結され、該変位拡大機構を介して伝達される前記駆動源からの反力を受容する反力受容部材を更に備えることを特徴とする光学系。 - 請求項13に記載の光学系において、
前記反力受容部材は、前記鏡筒の内外を仕切る壁面の少なくとも一部を構成しており、
前記反力受容部材には、前記光学部材変形装置を前記鏡筒の内側に挿入可能とする挿入部が設けられていることを特徴とする光学系。 - 請求項14に記載の光学系において、
前記駆動源は、前記鏡筒の外側に設けられていることを特徴とする光学系。 - 請求項12〜請求項15のうち何れか一項に記載の光学系を備え、
前記鏡筒に保持される光学部材を介して放射ビームを被照射体に照射し、該被照射体に所定のパターンを形成することを特徴とする露光装置。 - 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16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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