JP2021067925A

JP2021067925A - 支持装置、投影光学系、露光装置、支持装置の調整方法および物品製造方法

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Publication number: JP2021067925A
Application number: JP2020038126A
Authority: JP
Inventors: 直人布施; Naoto Fuse; 周吾中山; Shugo Nakayama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-04-30
Also published as: CN112764318A; KR20210047253A

Abstract

【課題】物体を変形させることなく該物体の位置および回転を調整するために有利な技術を提供する。【解決手段】物体を支持する支持装置は、前記物体の互いに異なる箇所をそれぞれ支持する少なくとも３つの支持機構を備え、前記少なくとも３つの支持機構の各々は、第１方向に自由度を有するように第１平行板バネ機構によって支持された可動部と、前記可動部に対して第２平行板バネ機構を介して接続された入力部と、前記入力部の位置を調整する送りネジと、中間体と、前記物体と前記中間体とを連結する第１弾性ヒンジと、前記中間体と前記可動部とを連結する第２弾性ヒンジとを含み、前記第２平行板バネ機構の剛性は、前記第１平行板バネ機構の剛性より低い。【選択図】図２

Description

本発明は、支持装置、投影光学系、露光装置、支持装置の調整方法および物品製造方法に関する。

直交する２つの軸方向における位置、および、該２つの軸方向に直交する軸の周りにおける回転に関する微調整を可能にしつつ物体を高い剛性で支持する支持装置が求められている。このような装置として、特許文献１では、フレキシャヒンジおよびアクチュエータを有するステージ装置が提案されている。該ステージ装置は、第１ステージとそれに対して相対移動可能な第２ステージを有するステージと、第１ステージと第２ステージとを連結するフレキシャヒンジと、第１ステージと第２ステージとの間に設けられた複数のアクチュエータとを備える。複数のアクチュエータを制御することによって第１ステージと第２ステージとの相対位置および回転を調整することができる。

特開２００５−２６８７６０号公報

特許文献１に記載されたようにアクチュエータによって調整対象の物体を位置決めする方式では、アクチュエータを常に動作させておく必要があるので、アクチュエータからの発熱によって物体が変形しうる。

本発明は、物体を変形させることなく該物体の位置および回転を調整するために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の側面は、物体を支持する支持装置に係り、前記位置決め装置は、前記物体の互いに異なる箇所をそれぞれ支持する少なくとも３つの支持機構を備え、前記少なくとも３つの支持機構の各々は、第１方向に自由度を有するように第１平行板バネ機構によって支持された可動部と、前記可動部に対して第２平行板バネ機構を介して接続された入力部と、前記入力部の位置を調整する送りネジと、中間体と、前記物体と前記中間体とを連結する第１弾性ヒンジと、前記中間体と前記可動部とを連結する第２弾性ヒンジとを含み、前記第２平行板バネ機構の剛性は、前記第１平行板バネ機構の剛性より低い。

本発明によれば、物体を変形させることなく該物体の位置および回転を調整するために有利な技術が提供される。

第１実施形態の支持装置の構成を示す平面図。１つの支持機構の構成例を示す図。第１弾性ヒンジおよび第２弾性ヒンジの配置を例示する図。ロック機構を例示する図。ロック機構を例示する図。ロック機構を例示する図。ナットの使用例を説明する図。３つの支持機構の配置の一例を示す図。３つの支持機構の配置の他の一例を示す図。支持装置の調整方法を例示する図。支持装置の使用方法を例示する図。計測方法を例示する図。第２実施形態の支持装置の構成を示す平面図。第３実施形態の支持装置の構成を示す平面図。露光装置の構成を例示する図。露光装置の投影光学系の一部を構成する光学部材を例示する図。支持装置の別の調整方法を例示する図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１は、第１実施形態の支持装置１０の構成を示す平面図である。支持装置１０は、物体ＯＢＪを支持する。支持装置１０は、直交する２つの軸（Ｘ軸、Ｙ軸）における位置および該２つの軸に直交する軸（Ｚ軸）の周りにおける回転（姿勢）に関して物体ＯＢＪを調整する機能を有する。物体ＯＢＪは、例えば、搭載台１３と、搭載台１３に搭載される搭載物１２とを含みうる。支持装置１０は、物体ＯＢＪの互いに異なる箇所をそれぞれ支持する少なくとも３つの支持機構１１を備えうる。支持装置１０が備える支持機構１１の個数は、例えば３でありうる。

図２は、１つの支持機構１１の構成を示す平面図である。図２には、互いに直交する第１方向および第２方向が示されている。第１方向および第２方向は、個々の支持機構１１における方向を示す用語として使用される。つまり、ある支持機構１１における第１方向は、他の支持機構１１における第１方向とは異なりうる。各支持機構１１は、第１方向に自由度を有するように第１平行板バネ機構１１０４によって支持された可動部１１０３と、可動部１１０３に対して第２平行板バネ機構１１０６を介して接続された入力部１１０７とを含みうる。また、各支持機構１１は、矢印Ａ１で示されるように、第１方向における入力部１１０７の位置を調整する送りネジ１１０８と、中間体１１１５とを含みうる。また、各支持機構１１は、物体ＯＢＪと中間体１１１５とを連結する第１弾性ヒンジ１１０１と、中間体１１１５と可動部１１０３とを連結する第２弾性ヒンジ１１０２とを含みうる。

可動部１１０３は、入力部１１０７を挟み込むように配置された第１対向部１１０３ａおよび第２対向部１１０３ｂと、第１対向部１１０３ａと第２対向部１１０３ｂとを相互に連結する連結部１１３０ｃとを含みうる。第１平行板バネ機構１１０４は、第１対向部１１０３ａを支持する複数の平行板バネ１１０４ａと、第２対向部１１０３ｂを支持する複数の平行板バネ１１０４ｂとを含みうる。複数の平行板バネ１１０４ａは、固定部１１０５と第１対向部１１０３ａとを接続するように配置されうる。複数の平行板バネ１１０４ａは、平行リンク機構を構成しうる。複数の平行板バネ１１０４ｂは、固定部１１０５と第２対向部１１０３ｂとを接続するように配置されうる。複数の平行板バネ１１０４ｂは、平行リンク機構を構成しうる。

第２平行板バネ機構１１０６は、第１対向部１１０３ａと入力部１１０７とを連結する複数の平行板バネ１１０６ａと、第２対向部１１０６ｂと入力部１１０７とを連結する複数の平行板バネ１１０６ｂとを含みうる。複数の平行板バネ１１０６ａは、平行リンク機構を構成しうる。複数の平行板バネ１１０６ｂは、平行リンク機構を構成しうる。可動部１１０３は、第１方向にのみ運動の自由度を有し、他の方向および回転に関しては運動の自由度を有しない。また、入力部１１０７も、矢印Ａ１で示されるように、第１方向にのみ運動の自由度を有し、他の方向および回転に関しては運動の自由度を有しない。

第２平行板バネ機構１１０６の剛性（第１方向に関する剛性）は、第１平行板バネ機構１１０４の剛性（第１方向に関する剛性）より低いように構成されうる。これにより、第１方向への入力部１１０７の変位は、第２平行板バネ機構１１０６の剛性と第１平行板バネ機構１１０４の剛性との比に応じて縮小されて、可動部１１０３の変位として現れる。このような構成を第１縮小機構と呼ぶことができる。第１縮小機構は、物体ＯＢＪ（搭載物１２）の位置および姿勢を高精度に調整するために有利である。

第１弾性ヒンジ１１０１は、矢印Ａ２で示されるように、第１方向および第２方向に直交する軸（Ｚ軸）の周りにおける回転の自由度を物体ＯＢＪに対して与えるように物体ＯＢＪを支持する。第２弾性ヒンジ１１０２は、矢印Ａ３で示されるように、第１方向および第２方向に直交する軸（Ｚ軸）の周りにおける回転の自由度を中間体１１１５に対して与えるように中間体１１５を支持する。第１弾性ヒンジ１１０１および第２弾性ヒンジ１１０２は、第１方向に直交する第２方向に互いにずれた位置に配置される。換言すると、第１弾性ヒンジ１１０１および第２弾性ヒンジ１１０２は、第１方向に平行な１つの直線上に配置されていない。一例において、３つの支持機構１１の各々がそれらの第１方向に中間体１１１５を駆動することによって、Ｚ軸の周りの回転に関して物体ＯＢＪの姿勢を調整することができる。

図３（ａ）、（ｂ）を参照しながら第１弾性ヒンジ１１０１および第２弾性ヒンジ１１０２の配置を説明する。ここで、各支持機構１１において第１弾性ヒンジ１１０１と第２弾性ヒンジ１１０２とを結ぶ直線（例えば、第１弾性ヒンジ１１０１の中心と第２弾性ヒンジ１１０２の中心とを結ぶ直線）の延長線をＬ１とする。３つの支持機構１１のそれぞれの延長線Ｌ１は、図３に示さるように、一点では交わらないように３つの支持機構１１の構成および配置が決定されうる。３つの支持機構１１のそれぞれの延長線Ｌ１が一点では交わる場合、３つの支持機構１１のそれぞれの第１、第２弾性ヒンジ１１０１、１１０２に座屈荷重がかかり、好ましくない。

送りネジ１１０８は、ネジ受け部１１１０によって支持されうる。例えば、入力部１１０７には、ネジピッチａの雌ネジが設けられ、送りネジ１１０８の第１部分１１０８ａには、ネジピッチａの雄ネジが設けられ、該雄ネジは、入力部１１０７のネジピッチａの雌ネジに螺合される。一例において、送りネジ１１０８は、ネジ受け部１１１０によって、回転可能ではあるが、第１方向に移動しないように保持されうる。このような構成によれば、送りネジ１１０８の回転は、第１方向における入力部１１０７の移動に変換される。前述の第１縮小機構に対して、送りネジ１１０８によって第１方向の変位を与えることによって、アクチュエータを設けることなく、物体ＯＢＪの位置および姿勢を調整することができる。ネジ受け部１１１０における送りネジ１１０８の保持方法としては、回転軸受けなどを用いることができるが、この限りではない。

送りネジ１１０８は、ネジ受け部１１１０によって支持された差動ネジであってもよい。この場合、送りネジ１１０８の第２部分１１０８ｂに、ネジピッチａと異なるネジピッチｂ（ａ＜ｂ）の雄ネジが設けられうる。ネジ受け部１１１０にネジピッチｂの雌ネジが設けられ、第２部分１１０８ｂのネジピッチｂの雄ネジとネジ受け部１１１０のネジピッチｂの雌ネジとが螺合しうる。これにより、差動ネジが構成される。送りネジ１１０８を回転させると、その回転は、第１の方向における入力部１１０７の移動に変換される。第１方向における入力部１１０７の移動量は、ネジピッチｂとネジピッチａとの差分と送りネジ１１０８の回転量との積で定まる。このような差動ネジを有する機構を第２縮小機構と呼ぶことができる。第１縮小機構および第２縮小機構は、アクチュエータを設けることなく、物体ＯＢＪの位置および姿勢を精密に調整するために有利である。アクチュエータが不要な構成は、アクチュエータの発熱による物体ＯＢＪの変形の問題を解消するために有利である。

図４に例示されるように、送りネジ１１０８のゆるみ（回転）を防止するために送りネジ１１０８をロックするロック機構１１１１を設けてもよい。ロック機構１１１１は、例えば、ネジ受け部１１１０に設けられた雌ネジと、該雌ネジに螺合し、送りネジ１１０８に当接する雄ネジとで構成されうる。該雌ネジの軸方向は、例えば、送りネジ１１０８の軸方向と直交しうる。

図５には、送りネジ１１０８のゆるみ（回転）を防止するために送りネジ１１０８をロックするロック機構の他の例が示されている。該ロック機構は、バネまたは空気圧を用いて送りネジ１１０８をクランプするクランパー１１１２を含みうる。

図６には、送りネジ１１０８のゆるみ（回転）を防止するために送りネジ１１０８をロックするロック機構の更に他の例が示されている。該ロック機構は、送りネジ１１０８の第２部分１１０８ｂの雄ネジに螺合する雌ネジを有するナット１１１３を含みうる。該ロック機構は、２つのナット１１１３、１１１４を含んでもよい。

図７を参照しながらナットの使用方法を説明する。図７（ａ）、（ｂ）では、送りネジ１１０８が入力部１１０７を押す状態が示されている。この場合、平行板バネ機構１１０４、１１０６が撓むことで送りネジ１１０８を後退させる方向（入力部１１０７からネジ受け部１１１０に向かう方向）に力が働く。その際、図７（ｂ）のように、送りネジ１１０８のネジ山の下方の面がネジ受け部１１１０の雌ネジの上方の面に接触する。なお、下方、上方とは、図７（ｂ）における下方、上方を意味する。この場合、図６に示されたナット１１１３を用いてロックすることにより、既にネジ山が接触している側でロックされるため、ロックに伴って送りネジ１１０８が移動することがない。

図７（ｃ）、（ｄ）では、送りネジ１１０８が入力部１１０７によって引っ張られる状態が示されている。この場合、平行板バネ機構１１０４、１１０６が撓むことで送りネジ１１０８を前進させる方向（ネジ受け部１１１０から入力部１１０７に向かう方向）に力が働く。その際、図７（ｄ）のように、送りネジ１１０８のネジ山の上方の面がネジ受け部１１１０の雌ネジの下方の面に接触する。なお、下方、上方とは、図７（ｄ）における下方、上方を意味する。この場合、図６に示されたナット１１１４を用いてロックすることにより、既にネジ山が接触している側でロックされるため、ロックに伴って送りネジ１１０８が移動することがない。

以上のように、送りネジ１１０８のゆるみ（回転）を防止するために送りネジ１１０８をロックするロック機構を設けることによって、物体ＯＢＪの位置および姿勢を長期間にわたって安定して維持することができる。

図８には、３つの支持機構１１の配置の１つの例が示されている。図８に示された例では、３つの支持機構１１のそれぞれによる物体ＯＢＪの支持点が三角形の頂点に位置するように該３つの支持機構１１が配置され、それぞれの第１方向が該三角形の中心方向を向いている。図９には、３つの支持機構１１の配置の他の例が示されている。図９に示された例では、第１の支持機構１１の第１方向が三角形の中心を向き、第２、第３の支持機構１１の第１方向が第１の支持機構１１の第１方向に直交している。図９に示された配置において、Ｘ軸、Ｙ軸における位置（Ｘ，Ｙ）およびＺ軸の周りにおける回転（θｚ）に関して物体ＯＢＪを調整することができる。

ここで、支持機構１１の個数は、前述のように、少なくとも３である。直交するＸ軸、Ｙ軸における位置およびＺ軸の周りにおける回転に関して物体ＯＢＪを調整するために、少なくとも３つの支持機構１１は、第１方向が互いに異なる（少なくとも）２つの支持機構１１を含みうる。支持機構１１の個数が３である場合、３つの支持機構１１のうち少なくとも１つの支持機構１１の第１方向は、前述の三角形のほぼ中心を向き、３つの支持機構１１のうち少なくとも１つの支持機構１１は、他の支持機構１１の第１方向と平行ではない配置とされうる。

ここで、実施形態における支持装置１０の調整方法を説明する。該調整方法は、駆動量決定工程と、移動工程と、測定工程と、計算式決定工程とを含みうる。該駆動量決定工程では、物体ＯＢＪの目標位置に基づいて、３つの支持機構１１の各々の入力部１１０７に与える駆動量を決定する。該移動工程では、該駆動量決定工程で決定された駆動量を３つの支持機構１１の各々の入力部１１０７に与えることにより物体ＯＢＪを移動させる。該測定工程では、該移動工程によって移動させた物体ＯＢＪの位置を測定する。該計算式決定工程では、該駆動量決定工程で決定された駆動量と該測定工程で測定された物体ＯＢＪの位置とに基づいて、物体ＯＢＪの目標位置から３つの支持機構１１の各々の入力部１１０７に与えるべき駆動量を決定するための計算式を決定する。該駆動量決定工程では、物体ＯＢＪの目標位置に基づいて、３つの支持機構１１の各々の入力部１１０７に与える駆動量を計算によって決定してもよい。

該調整方法は、更に、第２駆動量決定工程と、第２移動工程と、第２計算式決定工程とを含んでもよい。該第２駆動量決定工程では、該測定工程で測定された物体ＯＢＪの位置と該駆動量決定工程で用いた物体ＯＢＪの目標位置との差（誤差）を、物体ＯＢＪの目標位置として該計算式に与える。該第２駆動量決定工程では、これによって３つの支持機構１１の各々の入力部１１０７に与えるべき駆動量を決定する。該第２移動工程では、該２駆動量決定工程で決定された駆動量を３つの支持機構１１の各々の入力部１１０７に与えることにより物体ＯＢＪを移動させる。該第２測定工程では、該第２移動工程によって移動させた物体ＯＢＪの位置を測定する。第該２計算式決定工程では、該第２駆動量決定工程で決定された駆動量と該第２測定工程で測定された物体ＯＢＪの位置とに基づいて、物体ＯＢＪの目標位置から支持機構１１の各々の入力部１１０７に与えるべき駆動量を決定する。

図１０を参照しながら支持装置１０の調整方法を説明する。３つの支持機構１１を支持機構１１ａ、１１ｂ、１１ｃとして区別する。まず、支持機構１１ａに対して駆動量ｄ１を与える。その他の支持機構１１ｂ、１１ｃの駆動量は０である。支持機構１１ａの入力部１１０７に駆動量ｄ１を与えた際の、調整対象である物体ＯＢＪの移動量の測定結果を（Ｘ１，Ｙ１，θｚ１）として記録する。支持機構１１ｂ、支持機構１１ｃに対しても同様に、駆動量ｄ２を与えた際の物体ＯＢＪの移動量の測定結果（Ｘ２，Ｙ２，θｚ２）、駆動量ｄ３を与えた際の物体ＯＢＪの移動量の測定結果（Ｘ３，Ｙ３，θｚ３）をそれぞれ記録する。そして、それらを、図１０に示されるように、支持機構１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対して与える駆動量を入力マトリクス、物体ＯＢＪの移動量を出力マトリクスとしてまとめる。入力マトリクスと出力マトリクスとの間に線形性があると仮定して、その間の変換マトリクスを［Ｔ］として、式（Ａ）を定義する。式（Ａ）より、入力マトリクスの逆マトリクスを算出して、出力マトリクスに右から掛けることにより、式（Ｂ）に示すように変換マトリクス［Ｔ］を得ることができる。そして、式（Ｃ）に示すように、調整量の目標値を（Ｘｏ，Ｙｏ，θｚｏ）と表すと、変換マトリクスの逆マトリクスを用いて駆動量の指令値（ｄｏ１，ｄｏ２，ｄｏ３）を決定することができる。以上のように、あらかじめ変換マトリクスを算出することで、支持機構１１の駆動量と調整量との関係性を明らかにし、効率よく調整を行うことができる。

以上の調整例では、線形性が成り立つことを仮定しているが、必ずしも線形性があるとは限らず、駆動した結果、目標位置から大きく外れる可能性もある。最初に求めた変換マトリクスによる駆動で目標位置に到達しなかった場合、到達点を第２原点として、前述した方法で再度変換マトリクスを算出し、目標位置へ向けた駆動を行う。これを繰り返すことで、目標位置へ所望の調整精度以下で到達させることができる。

変換マトリクスの補正に関して、もう一つの方法として、調整量の目標値（Ｘｏ，Ｙｏ，θｚｏ）から求めた駆動量の指令値（ｄｏ１，ｄｏ２，ｄｏ３）を用いて、再度変換マトリクスを作成する方法を説明する。前述と同様に、支持機構１１ａ、１１ｂ、１１ｃを一つずつ駆動して得られた測定結果から変換マトリクスを作成する。その際に用いる駆動量を（ｄｏ１，ｄｏ２，ｄｏ３）とする。つまり、まず、支持機構１１ａの入力部１１０７に対して駆動量ｄｏ１を与える。その他の支持機構１１ｂ、１１ｃの駆動量は０である。支持機構１１ａの入力部１１０７に駆動量ｄｏ１を与えた際の物体ＯＢＪの移動量の測定結果を（Ｘｏ１，Ｙｏ１，θｚｏ１）として記録する。支持機構１１ｂ、支持機構１１ｃに対しても同様に行い、測定結果を記録し、記録した測定結果から変換マトリクス［Ｔ２］を作成する。変換マトリクス［Ｔ２］は、目標値から求めた指令値に基づいて作成されているため、先の変換マトリクス［Ｔ］と比較して精度の高いものとなっている。これを繰り返すことで、変換マトリクスの精度を上げることができ、目標位置へ所望の調整精度以下で到達させることができる。

調整量が大きくなるような場合においては駆動量もそれに付随して大きくなる。支持機構に平行板バネを適用した場合、駆動量が大きくなると、板バネの変位が大きくなり非線形性が強くなる。そのため、線形を前提とした上記調整方法では誤差が大きくなり、前述した変換マトリクスの補正を複数回行わなければならなくなる。補正の回数が増えるほど調整に要する時間が増えることになり調整効率の悪化に繋がるため、駆動量が大きい非線形性の強い調整においては補正の回数を減らす工夫が必要となる。その一つの方法として、理論計算および／または構造解析を用いて、目標値に対する指令値（駆動量）を予め計算しておき、その値に基づいて調整を行うことが考えられる。そのようにすることで、目標位置に近い位置から調整を開始することができるため、大きな誤差は生じず、変換マトリクスの補正回数を減らすことができ、調整時間短縮および調整効率を向上することができる。

変換マトリクスを補正せずに調整を完了させる方法を説明する。その一つの方法として、調整によって発生した誤差を次の目標値として設定し、再度調整を行う方法がある。目標値（Ｘｏ，Ｙｏ，θｚｏ）に対して、変換マトリクス［Ｔ］を用いて指令値（ｄｏ１，ｄｏ２，ｄｏ３）を決定し、その指令値（ｄｏ１，ｄｏ２，ｄｏ３）を使って駆動を行った結果、誤差（ｅ１，ｅ２，ｅ３）が発生したとする。ここで、次の目標値（目標値２）を誤差（ｅ１，ｅ２，ｅ３）に設定して、目標値２に対して変換マトリクス［Ｔ］を用いて次の指令値２を算出し、その指令値２を現在位置に加算して駆動することで、目標位置に近づけることができる。図１７に示すように、以上の動作を複数回にわたって繰り返すことにより誤差を限りなく小さくすることができる。この時に用いる変換マトリクス［Ｔ］は、実際に装置を駆動して実測をもとに作成してもよいし、構造解析の計算結果をもとに作成してもよい。

また、以下に記すように、前述した方法を複合することにより、更に効率よく調整を行うことができる。
〇ＳＴＥＰ１
理論計算や構造解析を用いて、目標値に対する指令値を予め計算する。
〇ＳＴＥＰ２
その指令値をもとに、前述したように実際に支持機構を一つずつ駆動して、得られた測定結果から変換マトリクスを作成する。その変換マトリクスを用いて、再度目標値に対する指令値を算出する。この指令値は、実測値をもとに算出しているため、ＳＴＥＰ１で求めた指令値よりも精度の高いものとなっている。
〇ＳＴＥＰ３
ＳＴＥＰ２で求めた指令値を用いて支持機構を駆動し、発生した誤差を次の目標値に設定して、再度変換マトリクスを用いて次の指令値２を算出する。その指令値２を現在位置に加算して駆動する。

上記のように計算、実測、誤差のフィードバックを行うことにより、短時間で高精度な調整が可能となる。必要に応じてＳＴＥＰ３を繰り返すことにより、さらに精度の高い調整を行うことができる。以上のような方法を行うことにより、精度の高い調整を効率よく行うことができる。

図１１を参照しながら支持装置１０の使用方法を説明する。使用時においては、駆動量測定センサ２０１を用いて、支持機構１１における可動部１１０３の移動量（図１０に示したｄ１、ｄ２、ｄ３に相当）を測定しうる。測定の際には、可動部１１０３にセンサターゲット２０２を設置して測定を行うことができるが、この限りではなく、他の方法によって測定を行ってもよい。また、調整対象である物体ＯＢＪに対して、測定センサ２０３、２０４、２０５を設置し、これらを使ってＸ軸、Ｙ軸における位置（Ｘ，Ｙ）およびＺ軸の周りにおける回転（θｚ）を測定してもよい。測定センサとしては、例えば、レーザ変位計、干渉計、静電容量センサなどを用いることができるが、この限りではない。

図１２を参照しながら計測方法を例示的に説明する。図１２は、物体ＯＢＪをＺ軸＋方向から見た概略図である。図１２において、Ｓ１は、図１１における測定センサ２０３の出力値であり、Ｓ２は測定センサ２０４の出力値、Ｓ３は測定センサ２０５の出力値である。出力値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３と、調整量Ｘ、Ｙ、θｚとの関係は、図１２における式（１）、式（２）、式（３）で与えられる。サブμｍから数十μｍオーダの調整を行う場合、回転量θｚは微小であり、ｔａｎθｚ≒θｚと近似することができる。式（１）、式（２）、式（３）をまとめると、式（４）のようにマトリクス形式で表現でき、式（４）内の変換マトリクスの逆マトリクスを算出することで、測定センサの出力値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に対する調整量Ｘ、Ｙ、θｚを求める式（５）を導出することができる。ここでは、３つの変位センサを用いて調整量を求めているが、調整量を求める方法は、この限りではなく、例えば、２つの変位センサでＸとＹを測定し、回転量θｚに関してはエンコーダを用いて測定することもできる。

図１３には、第２実施形態の支持装置１０が示されている。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、入力量測定センサ３０１を用いて、各支持機構１１における入力部１１０７の移動量（図１０に示したｄ１、ｄ２、ｄ３に相当）が測定される。測定の際には、入力部１１０７にセンサターゲット３０２を設置して測定を行うことができるが、この限りではなく、他の方法によって測定が行われてもよい。また、調整対象である物体ＯＢＪに対して、測定センサ３０３、３０４、３０５を設置し、これらを用いてＸ方向、Ｙ方向、θｚ方向の移動量を測定することができる。測定センサとしては、例えば、レーザ変位計、干渉計、静電容量センサなどを用いることができるが、この限りではない。

図１４には、第３実施形態の支持装置１０が示されている。第３実施形態として言及しない事項は、第１又は第２実施形態に従いうる。第３実施形態では、支持装置１０は、４つの支持機構１１を備えている。また、支持装置１０は、例えば、４つ、５つ、６つ、というように更に多くの支持機構１１を備えてもよい。これにより、支持装置１０の剛性を上げることができる。しかし、支持機構１１の個数が増えると、調整を必要とする可動部の個数が増えるので、調整を行うために要する時間が増加し、作業効率が悪化する。支持装置１０の剛性を優先させるか、調整時間を優先させるかは、支持装置１０に要求される仕様に応じて選択する必要がある。

以上の実施形態によれば、物体を変形させることなく該物体の位置および回転を調整するために有利な技術が提供される。

以下、上記の支持装置１０が組み込まれた投影光学系および露光装置について説明する。図１５は、半導体デバイスまたは表示装置など物品を製造する製造工程で使用される露光装置４０１の模式図である。露光装置４０１は、露光光を生じさせる光源装置４０２、原版４０３を保持し駆動する原版駆動機構４０４、および、投影光学系４０５、基板４０６を保持した駆動する基板駆動機構４０７を備えうる。光源装置４０２より生じた露光光は所定の光束に形成された後、原版４０３上のパターンを照明する。照明された原版４０３のパターンは、投影光学系４０５によって基板４０６上の感光材に転写される。原版４０３のパターンが転写されつた感光材は、現像処理を経て物理的なパターンに変換される。

投影光学系４０５は、図１５の鉛直方向（Ｚ軸方向）から進行する光路４１０を水平方向（Ｙ軸方向）に折り曲げる第１反射面４０８ａと水平方向（Ｙ軸方向）に出た光路を垂直方向（Ｚ軸方向）に折り曲げる第２反射面４０８ｂを持つ光学素子４０８を有する。また、投影光学系４０５は、凹面鏡４０９、凸面鏡４１１を有し、それぞれ光路４１０で示されるように、原版４０３からの光を凹面鏡４０９、凸面鏡４１１、凹面鏡４０９の順で反射する。第１反射面４０８ａと原版駆動機構４０４の間には、Ｚ軸方向に並んだ２枚の光学部材５００が設けられうる。第２反射面４０８ｂと基板駆動機構４０７の間には、Ｚ軸方向に並んだ２枚の光学部材５０１が設けられうる。

近年、露光装置に求められる光学性能が向上している。その結果、露光装置には光学性能の向上の為に非球面レンズが用いられる。しかし、非球面レンズは軸外である為、高い位置決め精度が求められる。そこで、支持装置１０は、特に非球面レンズを支持するために使用されうる。もちろん、支持装置１０は、他の光学素子を支持するために使用されてもよい。

半導体デバイスなどの製造では、一般に、複数の原版４０３を用いることによって複数のパターンが基板４０６上に重ねて形成される。この際、露光光の影響などによって原版４０３や基板４０６が伸縮し、基板４０６上のパターンと原版４０３のパターンとの間に誤差が生じることがある。このような誤差が生じている場合、基板４０６上に複数のパターンを重ねて形成していくと、複数のパターン間で重ね合わせ誤差が生じてしまう。そこで、光学部材５００と光学部材５０１には、基板４０７上のパターンと原版４０３のパターンとの間の誤差を補正する機能が配置されうる。また、露光装置４０１は、原版４０３のパターンと基板４０６のパターンとの位置ずれ量（ディストーション）、および、投影光学系４０５の非点収差を計測する計測系５０２を備えうる。

計測系５０２は、例えば、基板４０６上に形成されたマークと、当該マークに重ね合わせる原版４０３上のマークとを、投影光学系４０５を通して同時に計測する。これにより、基板４０６に形成されたパターンに対する原版４０３のパターンの位置ずれ量（ディストーション）を計測することができる。また、計測系５０２は、基板駆動機構４０７によって基板４０５をＺ軸方向に駆動させながら、基板４０６上のマークあるいは基板駆動機構４０７の基板ステージ（不図示）に配置されたマーク（不図示）と、原版４０３上のマークとの画像コントラストを計測しうる。これにより、投影光学系４０５の非点収差を計測することができる。

図１６は、図１５中の光学部材５００の拡大図である。光学部材５００は光学素子５００ａと光学素子５００ｂの二つの光学素子で構成され、光学素子５００ａは搭載台１３に搭載されうる。また、搭載台１３は支持機構１１により位置決めされうる。光学素子５００ａを支持機構１１および搭載台１３に設置することで、光学素子５００ｂとの相対位置を高精度に調整し位置決めすることができる。光学素子５００ａの調整目標値は、計測系５０２による計測結果から取得することができる。最終的な投影光学系４０５の光学性能（投影倍率や非点収差）が目標性能になるように光学素子５０１ａがＸ軸、Ｙ軸方向における位置Ｘ、ＹおよびＺ軸の周りにおける回転θｚに関して調整されうる。また、支持機構１１は高剛性である為、光学素子５０１ａの振動による位置変化を抑制し、光学性能の劣化を防ぐことが可能となる。

光学部材５００および光学素子５０１をそれぞれ構成する光学素子の枚数は２枚に限定されず、他の枚数であってもよい。また、調整を行う対象の光学素子も１枚には限らず、複数枚であってもよい。

以下、上記の露光装置を用いて物品を製造する物品製造方法について説明する。物品製造方法は、感光材が塗布された基板を上記の露光装置によって露光する露光工程と、該露光工程を経た該基板の該感光材を現像する現像工程と、を含み、該現像工程を経た該基板から物品を製造する。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１０：支持装置、１１：支持機構、１２：搭載物、１３：搭載台、ＯＢＪ：物体、１１０１：第１弾性ヒンジ、１１０２：第２弾性ヒンジ、１１０３：可動部、１１０４：第１平行板バネ機構、１１０５：固定部、１１０６：第２平行板バネ機構、１１０７：入力部、１１０８：送りネジ、１１１０：ネジ受け部、１１１５：中間体

Claims

物体を支持する支持装置であって、
前記物体の互いに異なる箇所をそれぞれ支持する少なくとも３つの支持機構を備え、
前記少なくとも３つの支持機構の各々は、第１方向に自由度を有するように第１平行板バネ機構によって支持された可動部と、前記可動部に対して第２平行板バネ機構を介して接続された入力部と、前記入力部の位置を調整する送りネジと、中間体と、前記物体と前記中間体とを連結する第１弾性ヒンジと、前記中間体と前記可動部とを連結する第２弾性ヒンジとを含み、
前記第２平行板バネ機構の剛性は、前記第１平行板バネ機構の剛性より低い、
ことを特徴とする支持装置。
前記送りネジの回転は、前記第１方向への前記入力部の移動に変換される、
ことを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
前記送りネジは、ネジ受け部によって支持された差動ネジである、
ことを特徴とする請求項２に記載の支持装置。
前記少なくとも支持機構の各々において、前記第１弾性ヒンジおよび前記第２弾性ヒンジは、前記第１方向に直交する第２方向に互いにずれた位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の支持装置。
前記可動部は、前記入力部を挟み込むように配置された第１対向部および第２対向部と、前記第１対向部と前記第２対向部とを相互に連結する連結部とを含み、
前記第１平行板バネ機構は、前記第１対向部を支持する平行板バネと、前記第２対向部を支持する平行板バネとを含み、
前記第２平行板バネ機構は、前記第１対向部と前記入力部とを連結する平行板バネと、前記第２対向部と前記入力部とを連結する平行板バネとを含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の支持装置。
前記送りネジをロックするロック機構を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の支持装置。
前記少なくとも３つの支持機構は、前記第１方向が互いに異なる２つの支持機構を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の支持装置。
前記少なくとも３つの支持機構は、前記第１方向が互いに異なる、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の支持装置。
前記少なくとも３つの支持機構のそれぞれにおける前記第１弾性ヒンジと前記第２弾性ヒンジとを結ぶ直線の延長線は、一点では交わらない、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の支持装置。
前記物体が光学素子を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の支持装置。
請求項１０に記載の支持装置を備えることを特徴とする投影光学系。
原版を駆動する原版駆動機構と、基板を駆動する基板駆動機構と、前記原版のパターンを前記基板に投影するように配置された請求項１１に記載の投影光学系を備えることを特徴とする露光装置。
物品製造方法であって、
感光材が塗布された基板を請求項１２に記載の露光装置によって露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記基板の前記感光材を現像する現像工程と、を含み、
前記現像工程を経た前記基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の支持装置を調整する調整方法であって、
前記物体の目標位置に基づいて、前記少なくとも３つの支持機構の各々の前記入力部に与える駆動量を決定する駆動量決定工程と、
前記駆動量決定工程で決定された駆動量を前記少なくとも３つの支持機構の各々の前記入力部に与えることにより前記物体を移動させる移動工程と、
前記移動工程によって移動させた前記物体の位置を測定する測定工程と、
前記駆動量決定工程で決定された駆動量と前記測定工程で測定された前記物体の位置とに基づいて、前記物体の目標位置から前記少なくとも３つの支持機構の各々の前記入力部に与えるべき駆動量を決定するための計算式を決定する計算式決定工程と、
を含むことを特徴とする調整方法。
前記駆動量決定工程では、前記物体の目標位置に基づいて、前記少なくとも３つの支持機構の各々の前記入力部に与える前記駆動量を計算によって決定する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の調整方法。
前記測定工程で測定された前記物体の位置と前記駆動量決定工程で用いた前記物体の目標位置との差を前記物体の目標位置として前記計算式に与えることによって前記少なくとも３つの支持機構の各々の前記入力部に与えるべき駆動量を決定する第２駆動量決定工程と、
前記第２駆動量決定工程で決定された駆動量を前記少なくとも３つの支持機構の各々の前記入力部に与えることにより前記物体を移動させる第２移動工程と、
前記第２移動工程によって移動させた前記物体の位置を測定する第２測定工程と、
前記第２駆動量決定工程で決定された駆動量と前記第２測定工程で測定された前記物体の位置とに基づいて、前記物体の目標位置から前記少なくとも３つの支持機構の各々の前記入力部に与えるべき駆動量を決定するための第２計算式を決定する第２計算式決定工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の調整方法。