JP4307140B2 - 光学素子位置決め装置、それを用いた露光装置、デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、精密な位置決め装置や、半導体や液晶デバイスを製造する工程において使用する露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体露光装置は、数多くの異なる種類のパターンを有する原版（レチクル）をシリコンウエハ（基板）に転写する装置である。高集積度の回路を作成するためには、解像性能だけでなく重ね合わせ精度の向上が不可欠である。
【０００３】
半導体露光装置における重ね合わせ誤差の原因としては、アライメント誤差（レチクルとウエハとのアライメント誤差）、像歪み、および倍率誤差等が考えられる。アライメント誤差は、原版（レチクル）と基盤（ウエハ）との相対的な位置調整によって軽減することができる。一方、像歪みや倍率誤差は、光学系が有する光学素子のうち一部の光学素子を移動させることによって調整可能である。この一部の光学素子を移動させる際に、所望の移動方向以外に移動してしまったり、光学素子が偏心してしまったり、傾いてしまったりすると、所望の光学性能（像歪みや倍率誤差を補正した光学性能）が得られなくなってしまう。例えば、光学素子を光軸方向に移動させる必要がある場合には、平行偏芯、および傾き偏芯誤差成分が大きくならないようにしなければならない。
【０００４】
従来の半導体露光装置用の光学素子保持装置として、特開２０００−３５７６５１や特開２００２−１３１６０５などでは、光学素子の固定部からの距離を常時検出するようなセンサを設けて、リアルタイムに光学素子の姿勢制御を行う装置が考案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３５７６５１号公報
【特許文献２】
特開２００２−１３１６０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、半導体デバイスパターンの高精細化に伴い、波長が短い光（例えばＥＵＶ光等の１０〜１５ｎｍの波長の光）を用いた露光装置が考案されてきている。このようなＥＵＶ光を用いた露光装置に要求される結像関係を得るために、光学素子には従来に比べて高い位置、姿勢精度、および収差等補正のための駆動位置決め精度が要求されるようになってきている。しかし、基準構造体からの位置計測手段が、可動部との間の相対変位しか計測できない場合、可動部をある基準（例えば、固定部）に対して、位置決めするための位置決めセンサが必要になる。この位置決めセンサの検出結果を基に、可動部を固定部に対して位置決めした場合、固定部の組み付け誤差や位置決めセンサの測定誤差が、可動部の位置決め誤差として現れる。
【０００７】
或いは、要求される結像関係を得るために、異なる光学素子を含む可動部間の相対位置を制御することが可能な装置も必要である。
【０００８】
また、光学素子は、露光熱により温度が上昇し、熱変形を生じることが予想される。光学素子が熱変形を生じると、露光装置は要求される結像関係を満たさなくなるので、光学素子を冷却する必要がある。特に、ＥＵＶ露光装置の光学素子には、ナノメートルオーダーの位置決め精度が要求されているので、冷却手段は光学素子に振動を伝えないものでなければならない。
【０００９】
また、ＥＵＶ光は、物質に吸収され易いため、コンタミネーション（ウエハから生じた炭化水素系化合物）が発生すると光量が低下してしまう。さらにＥＵＶ光はコンタミネーションと反応して光学素子の表面にカーボンなどを付着させて、光学素子の反射率を低下させてしまうなどの問題もある。そのため、ＥＵＶ光が通過する鏡筒空間のコンタミネーション分圧を、低く保つ必要がある。
【００１０】
本出願に係る発明は、可動部を高精度に位置決めすることを例示的目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための第１の発明は、光学素子を含む光学系を有し、前記光学系を介して基板を露光する露光装置であって、
前記光学素子を含む第１可動部と、
第１固定部と、
前記第１固定部に対して前記第１可動部を駆動する第１駆動手段と、
前記第１可動部の前記第１固定部に対する位置を計測する第１計測手段と、
前記第１可動部の基準構造体に対する変位を計測する第２計測手段と、
前記第２計測手段の計測結果に基づいて、前記第１駆動手段を制御する第１制御手段と、
前記光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段と、
を有し、
前記第１計測手段の計測結果に基づいて前記第１制御手段が前記第１駆動手段を制御して前記第１可動部の位置決めを行い、この位置決めを行われた前記光学系の波面収差を前記波面収差計測手段が計測し、その計測結果に基づいて前記第１制御手段が前記第１駆動手段を制御して前記第１可動部の位置決めを行い、この位置決めを行われた前記第１可動部の前記変位を前記第２計測手段が計測し、その計測結果に基づいて前記第１制御手段が前記第１駆動手段を制御して前記第１可動部の位置決めを行う、
ことを特徴とする露光装置である。
また、第２の発明は、第１の光学素子を含む第１可動部と、第１固定部と、前記第１固定部に対して前記第１可動部を駆動する第１駆動手段と、第２の光学素子を含む第２可動部と、第２固定部と、前記第２固定部に対して前記第２可動部を駆動する第２駆動手段と、前記第１可動部と前記第２可動部の間の相対変位を計測する第３計測手段と、前記第３計測手段の計測情報を基に、前記第１駆動手段を制御する第１補償器と、前記第３計測手段の計測情報を基に、前記第２駆動手段を制御する第２補償器とを有し、前記第１補償器と前記第２補償器とを用いて、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の位置決めを行う光学素子位置決め装置であって、
前記第３計測手段が、前記第１可動部と前記第２可動部との第１の方向に関する相対位置を３箇所以上において計測する第４計測手段と、前記第１可動部と前記第２可動部との前記第１の方向と垂直な第２の方向に関する相対位置を２箇所以上において計測する第５計測手段と、前記第１可動部と前記第２可動部との前記第１の方向及び前記第２の方向の両者に対して垂直な第３の方向に関する相対位置を１箇所以上において計測する第６計測手段とを有し、
前記第４計測手段及び前記第５計測手段が、前記第１可動部に固定された第１ミラーと、前記第２可動部に固定された偏光ビームスプリッタと、前記第２可動部に固定された第２ミラーと、前記偏光ビームスプリッタと前記第１ミラーとの間及び前記偏光ビームスプリッタと前記第２ミラーの間にそれぞれ配置された１／４λ板と、前記偏光ビームスプリッタに対して前記第１ミラーの反対側に設けたレーザ光源およびディテクタと、前記偏光ビームスプリッタに対して前記第２ミラーの反対側に設けたコーナーキューブと、をそれぞれ有することを特徴とする光学素子位置決め装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の露光装置及び光学素子位置決め装置について図１を用いて説明する。
【００１３】
図１に示す露光装置は、ＥＵＶ光（波長が１０〜１５ｎｍ）を発する光源５３からの光を原版に導いて原版を均一に照明する照明光学系５２と、その照明光学系によって照明される原版（マスク或いはレチクルなど）を保持するレチクルステージ５１と、原版からの光を基板に導く投影光学系５５と、基板（ウエハなど）を保持するウエハステージ２７等を備えている。
【００１４】
また、この露光装置は基準構造体４１を有しており、レチクルステージ５１は、基準構造体４１に対して、６軸方向に位置決め制御されている。ここで言う６軸方向とは、ＸＹＺ軸方向（の併進方向）とＸＹＺ軸回りの回転方向である。
【００１５】
投影光学系５５は、複数の光学素子３２（図１ではすべてミラーであるが、レンズや回折光学素子を含むように構成しても構わない。）を後述する光学素子微動機構６１を介して支持する。
【００１６】
ウエハステージ２７は、ウエハ２８の搭載面が投影光学系５５の光軸方向と交差するように配置されている。そして、露光光により照射された原版（マスク或いはレチクル）上のパターンが、投影光学系５５を通して所定の縮小倍率に縮小された状態で、ウエハステージ２７上のウエハ２８に投影転写されるようになっている。ウエハステージ２７は、基準構造体４１に対して６軸方向に位置決め制御されている。
【００１７】
次に、投影光学系５５の光学素子微動機構６１について説明する。光学素子微動機構６１は、可動部１の基準構造体４１に対する位置を非接触に計測する非接触計測手段４２と、可動部１を駆動するための駆動機構２９と、非接触計測手段４２の計測情報を基に駆動機構２９へ指令値を送る補償器（不図示）からなる。ここでは補償器としてＰＩＤ補償器（勿論他のＰＩＤ以外の他の制御系を組んでも構わない。）を用いる。光学素子微動機構６１は、非接触計測手段４２の計測情報を基にして、可動部１を基準構造体４１に対して６軸方向に位置決め制御する。可動部１は、図１においては光学素子３２（レンズ或いはミラー）もしくは、光学素子３２に加えてそれを保持するための保持機構３１及び光学素子保持ブロック３０を含んでいるが、精度上問題が無ければ可動部１は光学素子３２だけであっても良い。
【００１８】
可動部１を固定部２に対して６軸方向に駆動可能な駆動機構２９としては、アクチュエータを用いたパラレルリンク機構や６軸微動機構などが考えられる。アクチュエータとしては、リニアモータや圧電素子などを用いることができる。特に、アクチュエータとしてリニアモータを用いた６軸微動機構は、可動部１を固定部２に対して非接触で駆動することができるので、振動絶縁の面で優れている。ここでは、光学素子微動機構６１の駆動機構２９として、リニアモータを用いた６軸微動機構を用いた場合について説明する。
【００１９】
リニアモータは、可動部１をＸ軸方向へ駆動するためのＸリニアモータと、Ｙ方向へ駆動するためのＹリニアモータと、Ｚ方向へ駆動するためのＺリニアモータからなる。ＸリニアモータおよびＹリニアモータのうち、少なくとも一方は複数個設けられている。ここで、例えばＹリニアモータが２個ある場合、これらのＹリニアモータを用いることで、可動部１をＹ方向だけでなく、Ｚ軸周りの回転方向（θ）にも駆動することができる。またＺリニアモータは、少なくとも３個設けられている。これら３個以上のＺリニアモータにより、微動ステージをＺ方向だけでなく、チルト方向（Ｘ、Ｙ軸まわりの回転方向）にも駆動することができる。
【００２０】
配線などの都合を考慮すると、リニアモータの固定子であるコイルは固定部側、可動子である永久磁石は可動部側に設けることが望ましい。
【００２１】
また、リニアモータからは、発熱が起こることが予測されるので、リニアモータに冷却機構を設けることで、発熱が外部に漏れることを抑制することができる。冷却機構の一例としては、コイルをジャケットで覆い、ジャケット内部に冷却液を供給し、コイルの冷却を行う。
【００２２】
以下リニアモータを用いた光学素子微動機構６１の詳細を説明する。光学素子微動機構６１の概略を図２に示す。
【００２３】
可動部１には、リニアモータを構成する可動子３が取り付けられている。図３では、可動部１の裏面にすべての可動子が配置されているが、一部または全部の可動子を可動部１の側面などに構成されていても構わない。
【００２４】
一方、固定部２には、リニアモータを構成する固定子が取り付けられている（図４参照）。
【００２５】
図３および図４にそれぞれ可動部１、固定部２の斜視図を示し、リニアモータの取り付けを詳細に説明する。
【００２６】
可動部１の裏面には７個のリニアモータの可動子が取り付けられている（勿論７個には限らず６軸方向への駆動が可能な個数であればいくつであっても構わない）。各可動子は、厚み方向に着磁された２極の磁石１７およびヨーク（閉じた磁路を形成する部材）１９を２組み有している（図５参照）。この２組の磁石１７およびヨーク１９は、側板２０で連結して箱状の構造を形成し、後述のリニアモータの固定子を非接触で挟み込むように対面する。
【００２７】
７個の可動子のうち、３個の可動子９ａ、９ｂ、および９ｃは、可動部１を固定部２に対してＺ方向に微動駆動するためのＺ可動子を形成する。Ｚ可動子９ａ、９ｂ、および９ｃにおいては、図５に示すように前記２極の磁石１７がＺ方向に沿って配列されており、後述のＺ方向に直角な直線部をもつＺ固定子１４ａ、１４ｂ、および１４ｃの長円コイルに流れる電流と相互作用してＺ方向の推力を発生する。ここで、長円コイルは、Ｚ軸方向と垂直な直線部を持つコイルのことであり、Ｚ軸方向と垂直な直線部を有していれば特に長円に限らずどのような形状であっても構わない。また、Ｚ可動子９ａ、９ｂ、および９ｃは、一直線上に並ばないように、すなわち９ａ、９ｂ、および９ｃにより三角形を形成するように配置する。
【００２８】
残る４個の可動子のうち、２個の可動子は、可動部１を固定部２に対してＸ方向に微動駆動するためのＸ可動子１０ａ、および１０ｂを形成する。Ｘ可動子１０ａ、および１０ｂにおいては、前記２極の磁石１７がＸ方向に沿って配列されており、後述のＸ方向に直角な直線部をもつＸ固定子１５ａおよび１５ｂの長円コイルに流れる電流と相互作用してＸ方向の推力を発生する。ここで、長円コイルは、Ｘ軸方向と垂直な直線部を持つコイルのことであり、Ｘ軸方向と垂直な直線部を有していれば特に長円に限らずどのような形状であっても構わない。
【００２９】
残りの２個の可動子は、可動部１を固定部２に対してＹ方向に微動駆動するためのＹ可動子１３ａ、および１３ｂを形成する。Ｙ可動子１３ａ、および１３ｂにおいては、前記２極の磁石１７がＹ方向に沿って配列されており、後述のＹ方向に直角な直線部をもつＹ固定子１６ａ、１６ｂの長円コイルに流れる電流と相互作用してＹ方向の推力を発生する。ここで、長円コイルは、Ｙ軸方向と垂直な直線部を持つコイルのことであり、Ｙ軸方向と垂直な直線部を有していれば特に長円に限らずどのような形状であっても構わない。
【００３０】
なおＸ、Ｙ方向それぞれ２個のリニアモータについて述べたが、上で述べたように、どちらか１個でも良い。
【００３１】
可動部１と固定部２には、それぞれ可動部１の自重を支えるための自重補償ばね２１が配置され（可動部１と固定部２のうち一方にのみ自重補償ばねが配置されていても構わない）、Ｚ方向のリニアモータの推力を軽減し、その結果、モータの発熱を抑えることができる。自重補償ばね２１は自重支持方向および他の５自由度方向のばね定数が極めて小さく設計されており（相対的にはミラーの自重方向のばね定数が他の５自由度方向のばね定数より大きい方が好ましい）、自重補償ばね２１を介して固定部２から可動部１への振動伝達がほぼ無視できるようになっている。本実施例では自重補償ばね２１は可動部１、固定部２の間に３個配置してあるが、その他の数の自重補償ばね２１で支持してもよいが３個以上配置するのが好ましい。またこの自重補償手段は、図４に示したコイルばねだけでなく、その他のばね特性をもつ要素や、あるいは互いに反発する磁性をもった磁石の組み合わせを３組以上配置するようにしても良い。
【００３２】
Ｘ可動子１０ａ、および１０ｂが発生する力の作用線のＺ座標及びＹ座標は概ね一致している。Ｘ可動子１０ａ、および１０ｂが発生する力の作用線のＺ座標は、Ｘ可動子１０ａ、および１０ｂ、Ｙ可動子１３ａ、および１３ｂ、Ｚ可動子９ａ、９ｂ、および９ｃを含む可動部１（可動部１が光学要素３２を含んでいない場合はそれも含む）の重心のＺ座標及びＹ座標と概ね一致するようになっていることが望ましい。これによって、Ｘ可動子１０ａ、および１０ｂに発生するＸ方向の推力によって、Ｙ軸回り及びＺ軸回りの回転力がほとんど可動部１に作用しないようになっている。
【００３３】
Ｘ可動子と同様に、Ｙ可動子１３ａ、および１３ｂが発生する力の作用線のＺ座標及びＸ座標は概ね一致している。Ｙ可動子１３ａ、および１３ｂが発生する力の作用線のＺ座標は、Ｘ可動子１０ａ、および１０ｂ、Ｙ可動子１３ａ、および１３ｂ、Ｚ可動子９ａ、９ｂ、および９ｃを含む可動部１（可動部１が光学要素３２を含んでいない場合はそれも含む）の重心のＺ座標及びＸ座標と概ね一致するようになっていることが望ましい。このためＹ可動子１３ａ、および１３ｂに発生するＹ方向の推力によって、Ｘ軸回り及びＺ軸回りの回転力がほとんど可動部１に作用しないようになっている。
【００３４】
一方、固定部２には、可動部１を６軸方向に位置制御する７個のリニアモータの固定子、および可動部１の自重を支持するための一つまたは複数個の自重補償ばね２１の一端が固定されている。
【００３５】
各固定子は、長円形のコイルをコイル固定枠で支持する構造になっており、前述の可動部１裏面に固定されたリニアモータ可動子と非接触で対面するようになっている。
【００３６】
７個の固定子のうち、３個の固定子１４ａ、１４ｂ、および１４ｃは、可動部１を固定部２に対してＺ方向に微動駆動するためのＺ固定子を形成する。Ｚ固定子１４ａ、１４ｂ、および１４ｃは、前記長円コイルの直線部がＺ方向と直角になるように配置されており、前記Ｚ可動子９ａ、９ｂ、および９ｃのＺ方向に沿って配置された２極の磁石１７にＺ方向の推力を作用できるようになっている。
【００３７】
残る４個の固定子のうち、２個の固定子１５ａ、および１５ｂは、Ｘ固定子を形成する。Ｘ固定子１５ａ、および１５ｂでは、前記長円コイルの２つの直線部がＸ方向と直角になり、２つの直線部がＸ方向に沿うように配置されており、前記Ｘ可動子１０ａ、および１０ｂのＸ方向に沿って配置された２極の磁石１７にＸ方向の推力を作用できるようになっている。
【００３８】
残りの２個の固定子１６ａ、および１６ｂはＹ固定子を形成する。Ｙ固定子１６ａ、および１６ｂでは、前記長円コイルの２つの直線部がＹ方向と直角になり、２つの直線部がＹ方向に沿うように配置されており、前記Ｙ可動子１３ａ、および１３ｂのＹ方向に沿って配置された２極の磁石１７にＹ方向の推力を作用できるようになっている。
【００３９】
ここで、ミラーの位置合わせを行う手順について述べる。簡単に述べると、最初は固定部２上に設けられた非接触計測手段６５を用いて可動部１の位置合わせを行い（この際の位置合わせは予め記憶されている設計値等に基づいて行う）、その状態でテスト露光や波面収差計測を行った後、再度可動部１の位置合わせを行う。その後、露光中の熱によるミラーの位置に誤差が生じた場合等の微小なミラーの位置の誤差に関しては、基準構造体４１上に設けられた非接触計測手段４２を用いて可動部１の位置合わせを行う。そして、露光装置の電源再投入後、もしくは輸送後等のようにミラーの位置が大きく変わる可能性がある際にはこの工程を再度行う。以下、上記の工程について詳細に述べる。
【００４０】
可動部１と固定部２には、それぞれキネマチックマウント６２を備えており、固定部２に対して可動部１を位置決めできるようになっている。しかし、キネマチックマウント６２の位置決め精度は、数百ｎｍ程度であるので、ナノメートルオーダーの位置決め精度が要求される可動部１の位置決め手段としては不十分である。そこで、位置決めセンサ６３を用いて固定部２に対する可動部１の位置決めを行う。位置決めセンサ６３の非接触計測手段６５としては、静電容量センサや渦電流センサ、差動トランス式変位センサなどが考えられる。ここでは、静電容量センサを用いる。静電容量センサの精度は数十ｎｍである。図２に示すように可動部１側にセンサターゲット６４を設け、固定部２側に静電容量センサを設ける。位置決めセンサ６３は、可動部１を固定部２のＸＹＺ軸方向に関してそれぞれ位置決めが行えるように設ける。ここでは位置決めセンサを３個用いたが、必要に応じてこれとは異なる個数を用いても構わない。
【００４１】
次に、可動部１の固定部２に対する位置決めの方法を説明する。
【００４２】
まず、可動部１と固定部２のキネマチックマウント６２を突き当てる。次に、光学素子微動機構６１を用いて、可動部１の位置制御を行う。位置決めセンサ６３の値が、ある値（例えば０）になるように、可動部１の位置を移動すれば、可動部１を固定部２に対して位置決めすることができる。
【００４３】
しかし、固定部の組み付け誤差や位置決めセンサ６３の精度が数十ｎｍ程度であることから、各可動部の位置決め精度には、数十ｎｍの誤差が生じている。そこで、各可動部の位置を補正するために、テスト露光を行い、要求される結像関係を満たすように、光学素子微動機構６１を用いて、可動部１の位置補正を行う。これにより要求される結像関係を得ることができる。
【００４４】
これで、露光前の段階の光学素子（ミラー）を含む可動部１の位置合わせが完了する。
【００４５】
しかし、一度正確な結像関係が得られたとしても、露光を繰り返すうちに、露光熱により光学素子３２が熱変形するなどの原因により、正確な結像関係が得られなくなる。そのため、正確な結像関係を維持するために、露光装置の使用開始時はもちろん、一定の期間ごとにテスト露光を行い、各可動部の位置を補正しなければならない。一定の期間としては、例えば、露光装置の使用時間、露光したウエハの枚数、光学素子３２（レンズ或いはミラー）の温度上昇量、露光エネルギの積算量などがある。
【００４６】
そこで、露光熱等の影響により、可動部１の位置がずれた場合等に可動部１の位置を再調整する方法について説明する。
【００４７】
この露光装置の可動部１には、センサターゲット５が設けられており、本実施例の露光装置はそのセンサターゲット５を用いて、基準構造体４１に対する可動部１の６軸方向の位置を計測するための非接触計測手段４２を有している。非接触計測手段４２は、可動部１の可動範囲内で有効に働く必要があり、例えば、超音波センサ、光センサ、レーザ干渉計またはリニアスケールにより構成できる。
【００４８】
図２は、すべての軸の非接触計測手段４２にレーザ干渉計を用いた例を示す。可動部１に６本の光ビームを照射することで、可動部１の６自由度の位置を計測している。図２の例では、Ｘ軸に平行でＺ位置およびＹ位置の異なる３本の干渉計ビームにより、可動部１のＸ方向の位置およびθｙ（Ｙ軸回り）、θｚ（Ｚ軸回り）方向の回転量が計測できる。また、Ｙ軸に平行でＺ位置の異なる２本の干渉計ビームにより、Ｙ方向の位置およびθｘ（Ｘ軸回り）方向の回転量が計測できる。さらにＺ軸に平行な干渉計ビームにより、Ｚ方向の位置が計測できる。レーザ光を照射するレーザ干渉計は、基準構造体４１上に設ける。図１では、基準構造体４１を固定部２や構造体フレーム２４とは別に設けているが、基準構造体４１が固定部２や構造体フレーム２４と同一もしくはそれらと一体的に設けられていても構わない。
【００４９】
このように、露光装置の動作中において、非接触計測手段４２を用いて基準構造体に対する可動部１の６軸方向の位置を計測し、その計測結果に基づいて、駆動機構２９を用いて可動部１を高精度に駆動することにより、露光装置が有する光学素子（ミラー等）の位置がずれたとしても適切に光学素子を駆動することができるため、露光装置（投影光学系）の光学性能を維持することができる。このような手法で光学素子の位置がずれた場合等に光学素子の位置の再調整を行っている。
【００５０】
勿論、この手法は光学素子の位置がずれた場合に限らない。例えば、第1計測手段（静電容量センサ）よりも第２計測手段（超音波センサ、光センサ、レーザ干渉計、またはリニアスケール）の方が位置合わせ精度が高い場合には、第１計測手段に基づく位置合わせを行った後に、第２計測手段に基づく位置合わせを行うことにより、高精度な位置合わせを行うようにしても構わない。
【００５１】
本実施例においては、テスト露光を行ったり、波面収差計測を行ったりすることによって、その結果に基づいて光学素子を駆動しているが、それに限定はされない。例えば、露光装置が、露光装置内の環境（例えば温度、コンタミネーション、圧力、光路空間の屈折率等）により光学素子を配置する位置を演算できる手段、あるいはそのような露光装置内の環境と光学素子の位置との関係をテーブルで記憶する手段を備え、その露光装置内の環境を測定し、その測定結果に基づいて、演算手段もしくは記憶手段を使って光学素子を配置すべき位置を求め、その配置すべき位置に光学素子を配置するようにしても構わない。勿論、露光装置内の環境自体も実際に測定せずに、予め実験やシミュレーション等で予測し、その予測結果を記憶する手段を有し、その予測結果に基づいて光学素子を駆動するようにしても構わない。
【００５２】
通常、露光装置を用いて被処理体（ウエハ等）を露光する場合、前述のように露光熱により光学素子３２の温度が上昇することが予想できる。光学素子３２の温度が上昇し、一定の変形量を超えると、正確な結像関係が得られなくなる。そこで、本実施例１では、光学素子３２を冷却するための冷却手段７１を設けた。光学素子３２の位置決め精度を考慮すると、図４に示すように冷却手段７１は固定部２に設け、光学素子３２を非接触で冷却できることが望ましい。非接触な冷却手段としては、輻射冷却がある。輻射冷却を行う手段は様々なものがあるが、本実施例１においては、ペルチェ素子を用いて輻射部材（輻射板）を冷却し、その輻射部材からの輻射を用いて可動部１（特に光学素子３２）を冷却する構成とした。勿論輻射部材を冷却する方法としては冷媒を輻射部材の内部もしくは表面に流すことにより輻射部材を冷却しても良いし、他の冷却手段を用いても構わない。
【００５３】
また、ＥＵＶ光は、物質に吸収され易く、更にＥＵＶ光がコンタミネーションと反応すると光学素子３２の表面にカーボンなどが付着し、光学素子３２の反射率を低下する。そのため、ＥＵＶ光が通過する鏡筒空間８０のコンタミネーション分圧を低く保つ必要がある。
【００５４】
コンタミネーション分圧を低くに保つために、図６に示すように、光学素子位置決め装置の可動部１と固定部２の間に真空隔壁８１を設ける。真空隔壁８１の材質としては、電解研磨されたアルミニウムやステンレス、チタン、セラミックス、フッ素系樹脂、ガラスなどがある。ただし、図６のリニアモータのように、駆動手段２９が電界或いは磁界の影響を受ける場合、可動部１と固動部２の間の真空隔壁８１には、非磁性体或いは絶縁体を用いる必要がある。
【００５５】
図６では省略しているが、鏡筒空間８０のコンタミネーション分圧を低く保つために、真空隔壁外部にも排気系を設けることが望ましい。
【００５６】
図６の非接触計測手段６５は、真空隔壁内部に設けているが、窓などを設けて真空隔壁の外部に設けることも可能である。また、冷却装置７１は装置の構成上、真空隔壁８１の内部に設けることもある。
【００５７】
駆動手段２９がパラレルリンク機構のように可動部１と固定部２に接続されている場合、図７に示すように、駆動手段２９を覆うように真空隔壁８１を設ける。
【００５８】
図６の鏡筒空間８０のコンタミネーション分圧と、ステージ空間８４のコンタミネーション分圧は異なり、異なるコンタミネーション分圧を維持するために、開口部８５を形成する面をウエハ面に近接して配置することで差動排気を設ける。
【００５９】
更に、ステージ空間８４から鏡筒空間８０へコンタミネーションが流入を防ぐために、図８に示すように、開口部８５にフィルタ８３を設けても良い。フィルタとしては、ポリプロピレン、ジルコニウム、ボロン、シリコン、窒化シリコン、ベリリウムなどがある。
【００６０】
また、ステージ空間８４から鏡筒空間８０へコンタミネーションが流入を防ぐために、図９に示すように、開口部８５にパージガス８６を噴出しても良い。パージガス８６としては、ＥＵＶ光の透過率の高い不活性ガスが良い。例えば、ヘリウムやアルゴンなどである。
【００６１】
（第２実施形態）
次に、光学素子位置決め装置の第２の実施形態について説明する。第２の実施の形態は第１の実施の形態に基づくものであり、第１の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
【００６２】
実施の形態２は、図１０に示すように、露光装置本体に波面収差計測装置を搭載し、これを用いて投影光学系内部の光学素子３２の位置（光学素子３２を保持する可動部１の位置と考えても良い）を計測することができる。
【００６３】
次に、波面収差計測装置について図１０を用いて説明する。干渉計ユニット４４からの光束を、ステージ上に設けたＴＳ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｐｈｅｒｅ）４５を含む光学系に照射する。この光束のうち一部はＴＳ４５から干渉計ユニット４４に戻され、他方は鏡筒２５内に配置された投影光学系５５を介し、さらにたとえばレチクル（或いはマスク）ステージ裏面に設けたＲＳ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｐｈｅｒｅ）４６で反射され、再度投影光学系５５、およびＴＳ４５を経由して干渉計ユニット４４に入り、前述の投影光学系５５などを経由しなかった光束と干渉する。その強度分布から投影光学系５５の波面収差を測定することができ、さらにＴＳ４５、およびＲＳ４６を駆動し、露光領域内の複数の点における波面収差を測定することで、各光学素子やウエハ面、マスク面の位置・角度を算出することができる。したがって、波面収差計測装置と光学素子微動機構６１を用いて光学素子３２の位置を補正することができる。
【００６４】
次に、波面収差計測装置を用いた、光学素子３２の位置決め方法について説明する。
【００６５】
まず、可動部１と固定部２をキネマチックマウント６２に突き当てる。次に、光学素子微動機構６１を用いて、可動部１の位置制御を行う。位置決めセンサ６３の値がある値（例えば０）になるように、可動部１の位置を移動すれば、可動部１を固定部２に対して位置決めすることができる。実施の形態１で述べたように、固定部の組み付け誤差や位置決めセンサ６３の精度が数十ｎｍ程度であることから、各可動部の位置決め精度には、数十ｎｍの誤差が生じている。そこで、各可動部の位置決め誤差を補正するために、波面収差計測装置を用いて、各光学素子３２（可動部１）の位置計測を行い、光学素子微動機構６１を用いて、光学素子３２（可動部１）の位置を補正する。これにより要求される結像関係を得ることができる。
【００６６】
一度、波面収差計測装置を用いて、各光学素子の位置補正を行えば、しばらくの間、非接触計測装置４２の計測情報により、各光学素子の位置決めを行うことができる。しかし、非接触計測装置の計測が中断された場合は、波面収差計測装置による、各光学素子の位置補正をやり直す必要がある。また、露光を繰り返すうちに、露光熱により光学素子３２が熱変形するなどの原因により、正確な結像関係が得られなくなる。そのため、正確な結像関係を維持するために、露光装置の使用開始時はもちろん、一定の期間ごとに波面収差計測装置による、各光学素子の位置補正を行う必要がある。一定の期間としては、例えば、露光装置の使用時間、露光したウエハの枚数、光学素子（レンズ或いはミラー）の温度上昇量、露光エネルギの積算量などがある。
【００６７】
実施の形態１で述べた、テスト露光による各光学素子の位置補正を、波面収差計測装置を用いた位置補正と併用しても良い。
【００６８】
（第３実施形態）
次に、光学素子位置決め装置の第３の実施形態について説明する。第３の実施の形態は、第１の実施の形態に基づくものであり、第１の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
【００６９】
実施の形態３は、異なる可動部間の６軸方向の相対変位を非接触計測手段を用いて計測し、その計測情報を基に駆動機構２９により可動部の位置決めを行うものである。図１１にその概略を示す。
【００７０】
非接触計測手段としてレーザ干渉計を用いる。可動部１ａと可動部１ｂ間の異なる３ヶ所のＺ軸方向の相対変位を計測することにより、Ｚ軸方向の相対変位、及びＸ、Ｙ軸回りの相対角度を求める。また、可動部１ａと可動部１ｂ間の異なる２ヶ所のＸ軸方向の相対変位を計測することにより、Ｘ軸方向の相対変位、及びＺ軸回りの相対角度を求める。更に、可動部１ａと可動部１ｂ間のＹ軸方向の相対変位を計測する。
【００７１】
まず、Ｚ軸方向の相対変位の計測方法を説明する。レーザ光源９４からでたレーザ光は、可動部１ｂに固定された偏向ビームスプリッタ９１により、計測光と参照光に分岐される。
【００７２】
計測光は、１／４λ板９８を通り、可動部１ａに固定されたミラー９６ａで反射され、１／４λ板９８を通り、偏向ビームスプリッタ９１に戻ってくる。戻ってきた計測光は、コーナーキューブ９２で反射され、再び偏向ビームスプリッタを通り、１／４λ板９８を通り、可動部１ａに固定されたミラー９６ａで反射され、１／４λ板９８を通り、偏向ビームスプリッタを通った後、ディテクタ９５に入る。
【００７３】
偏向ビームスプリッタ９１を出た参照光は、１／４λ板９８を通り、可動部１ｂに固定されたミラー９６ｂで反射され、１／４λ板９８を通り、偏向ビームスプリッタ９１を通った後、コーナーキューブで反射され、再び偏向ビームスプリッタ９１を通る。その後、１／４λ板９８を通り、可動部１ｂに固定されたミラー９６ｂで反射され、１／４λ板９８を通り、偏向ビームスプリッタ９１を通った後、ディテクタ９５に入る。ディテクタ９５で計測光と参照光を干渉させることにより、可動部１ａと可動部１ｂのＺ軸方向の相対変位を計測することができる。
【００７４】
次に、Ｘ、Ｙ軸方向の相対変位の計測方法を説明する。Ｘ軸方向とＹ軸方向の計測方法は同じなので、Ｘ軸方向の計測方法を例に説明する。レーザ光源９４から出たレーザ光は、可動部１ｂに固定された偏向ビームスプリッタ９１により、計測光と参照光に分岐される。
【００７５】
計測光は、１／４λ板９８を通り、基準構造体４１に固定されたバーミラー９３で反射され、１／４λ板９８を通り、偏向ビームスプリッタ９１を通った後、コーナーキューブ９２で反射され、再び偏向ビームスプリッタ９１通る。その後、１／４λ板９８を通り、バーミラー９３で反射され、１／４λ板９８を通り、偏向ビームスプリッタ９１を通った後、ディテクタ９５に入る。
【００７６】
偏向ビームスプリッタ９１出た参照光は、１／４λ板９８を通り、可動部１ｂに固定されたミラー９６ｂで反射され、１／４λ板９８を通り、偏向ビームスプリッタ９１を通った後、コーナーキューブ９２で反射され、再び偏向ビームスプリッタ９１通る。その後、１／４λ板９８を通り、ミラー９６ｂで反射され、１／４λ板９８を通り、偏向ビームスプリッタ９１を通った後、ディテクタ９５に入る。
【００７７】
ディテクタ９５で計測光と参照光を干渉させることにより、可動部１ｂの基準構造体４１に対するＸ軸方向の相対変位を計測することができる。
【００７８】
同様に、可動部１ａの基準構造体４１に対するＸ軸方向の相対変位を計測し、可動部１ｂの基準構造体４１に対するＸ軸方向の相対変位との差分をとることで、可動部１ａと可動部１ｂのＸ軸方向の相対変位を求めることができる。
【００７９】
上述した方法により計測された可動部１ａと可動部１ｂ間の６軸方向の相対変位情報を基に、補償器で可動部１ａ及び可動部１ｂの駆動機構２９への指令値を演算する。ここでは、補償器としてＰＩＤ補償器を用いる。
【００８０】
以上のように、本実施の形態は、異なる光学素子３２の相対変位を制御することにより、要求される結像関係を得ることができる。
【００８１】
本実施の形態において、テスト露光による各光学素子の位置補正や、波面収差計測装置を用いた位置補正を行っても良い。
【００８２】
（第４実施形態）
次に、光学素子位置決め装置の第４の実施形態について説明する。第４の実施の形態は、第３の実施の形態に基づくものであり、第３の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
【００８３】
実施の形態４は、異なる可動部間の６軸方向の相対変位を非接触計測手段を用いて計測し、その計測情報を基に駆動機構２９により可動部の位置決めを行うものである。図１２にその概略を示す。
【００８４】
非接触計測手段としてレーザ干渉計を用いる。可動部１ａと可動部１ｂ間の異なる３ヶ所のＺ軸方向の相対変位を計測することにより、Ｚ軸方向の相対変位、及びＸ、Ｙ軸回りの相対角度を求める。また、可動部１ａと可動部１ｂ間の異なる２ヶ所のＸ軸方向の相対変位を計測することにより、Ｘ軸方向の相対変位、及びＺ軸回りの相対角度を求める。更に、可動部１ａと可動部１ｂ間のＹ軸方向の相対変位を計測する。
【００８５】
Ｚ軸方向の相対変位の計測方法は、実施の形態３と同じである。
【００８６】
次に、Ｘ、Ｙ軸方向の相対変位の計測方法を説明する。レーザ光源９４からでたレーザ光は、可動部１ｂに固定された偏向ビームスプリッタ９１により、計測光ａと計測光ｂに分岐される。
【００８７】
計測光ａは、１／４λ板９８を通り、可動部１ａに固定されたミラー９６ａで反射され、基準構造体４１に固定されたバーミラー９３で反射され、ミラー９６ａで反射され、１／４λ板９８を通り、偏向ビームスプリッタ９１を通った後、ディテクタ９５に入る。
【００８８】
計測光ｂは、１／４λ板９８を通り、バーミラー９３で反射され、１／４λ板９８を通り、偏向ビームスプリッタ９１を通った後、ディテクタ９５に入る。ディテクタ９５で計測光ａと参照光ｂを干渉させることにより、可動部１ａと可動部１ｂのＸ或いはＹ軸方向の相対変位とＺ軸方向の相対変位を合わせた変位量を計測することができる。この変位量から先に計測したＺ軸方向の相対変位を引くことで、Ｘ或いはＹ軸方向の相対変位を求めることができる。
【００８９】
上述した方法により計測された可動部１ａと可動部１ｂ間の６軸方向の相対変位情報を基に、補償器により可動部１ａ及び可動部１ｂの駆動機構２９への指令値を演算する。ここでは、補償器としてＰＩＤ補償器を用いる。
【００９０】
以上のように、本実施の形態は、異なる光学素子３２の相対変位を制御することにより、要求される結像関係を得ることができる。
【００９１】
本実施の形態において、テスト露光による各光学素子の位置補正や、波面収差計測装置を用いた位置補正を行っても良い。
【００９２】
（第５実施形態）
次に、光学素子位置決め装置の第５の実施形態について説明する。第５の実施の形態は、第３の実施の形態に基づくものであり、第３の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９３】
第５の実施の形態は、異なる可動部間の６軸方向の相対変位を非接触計測手段を用いて計測し、その計測情報を基に駆動機構２９により可動部の位置決めを行うものである。図１３にその概略を示す。
【００９４】
非接触計測手段としてレーザ干渉計を用いる。可動部１ａと可動部１ｂ間の異なる３ヶ所のＺ軸方向の相対変位を計測することにより、Ｚ軸方向の相対変位、及びＸ、Ｙ軸回りの相対角度を求める。また、可動部１ａと可動部１ｂ間の異なる２ヶ所のＸ軸方向の相対変位を計測することにより、Ｘ軸方向の相対変位、及びＺ軸回りの相対角度を求める。更に、可動部１ａと可動部１ｂ間のＹ軸方向の相対変位を計測する。
【００９５】
Ｚ軸方向の相対変位の計測方法は、実施の形態３と同じである。
【００９６】
次に、Ｘ、Ｙ軸方向の相対変位の計測方法を説明する。Ｘ軸方向とＹ軸方向の計測方法は同じなので、Ｘ軸方向の計測方法を例に説明する。レーザ光源９４からでたレーザ光は、可動部１ｂに固定された偏向ビームスプリッタ９１により、計測光と参照光に分岐される。
【００９７】
計測光は、可動部１ａに固定されたプリズム９７により屈折され、１／４λ板９８を通り、可動部１ｂに固定された傾斜ミラー９９ｂで反射され、１／４λ板９８を通り、再びプリズム９７で屈折され、偏向ビームスプリッタ９１を通った後、ディテクタ９５に入る。ただし、傾斜ミラー９９ｂの反射面と光学素子３２のＺ軸に直行する面がなす角は、プリズム９７の入射光と射出光のなす角（図１３のθ）に等しい。
【００９８】
偏向ビームスプリッタ９１を出た参照光は、１／４λ板９８を通り、可動部１ｂに固定されたミラー９６ｂで反射され、１／４λ板９８を通り、偏向ビームスプリッタ９１を通った後、ディテクタ９５に入る。ディテクタ９５で計測光と参照光を干渉させることにより、可動部１ａと可動部１ｂのＸ軸方向の相対変位とＺ軸方向の相対変位を合わせた変位量を計測することができる。この変位量から先に計測したＺ軸方向の相対変位を引くことで、Ｘ軸方向の相対変位を求めることができる。また、プリズムによる屈折の大きさを変えることにより、Ｘ或いはＹ軸方向の計測の分解能を変えることができる。すなわち、図１３のθが大きいほど（ただし、０°＜θ＜９０°）、Ｘ或いはＹ方向の計測の分解能が向上する。
【００９９】
上述した方法により計測された可動部１ａと可動部１ｂ間の６軸方向の相対変位情報を基に、補償器で可動部１ａ及び可動部１ｂの駆動機構２９への指令値を演算する。ここでは、補償器としてＰＩＤ補償器を用いる。
【０１００】
以上のように、本実施の形態は、異なる光学素子３２の相対変位を制御することにより、要求される結像関係を得ることができる。
【０１０１】
本実施の形態において、テスト露光による各光学素子の位置補正や、波面収差計測装置を用いた位置補正を行っても良い。
【０１０２】
次に、図１４及び図１５を参照して、上述の図１に示した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１４は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。本実施形態においては、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。
【０１０３】
図１５は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、上述の露光装置を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【０１０４】
本発明の実施態様は以下のように記載することができる。
（実施態様１） 光学素子を含む第１可動部と、第１固定部と、
前記第１固定部に対して前記第１可動部を駆動する第１駆動手段と、
前記第１可動部の前記第１固定部に対する位置を計測する第１計測手段と、
前記第１可動部の基準構造体に対する変位を計測する第２計測手段と、
前記第２計測手段の計測結果に基づいて、前記第１駆動手段を制御する第１補償器とを有し、
前記第１計測手段の計測結果に基づいて、前記第１駆動手段、前記第２計測手段及び前記第１補償器を用いて前記光学素子の位置決めを行うことを特徴とする光学素子位置決め装置。
（実施態様２） 前記光学素子を含む光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段を有し、前記波面収差計測手段の計測結果に基づいて、前記光学素子の位置決めを行うことを特徴とする実施態様１記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様３） 前記第１駆動手段、前記第２計測手段及び前記第１補償器が、前記第１計測手段の計測結果に基づいて前記光学素子の位置決めを行った後、前記波面収差計測手段の計測結果に基づいて前記光学素子の位置決めを行うことを特徴とする実施態様２記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様４） 前記第１計測手段が静電容量センサを有することを特徴とする実施態様１乃至３いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様５） 前記第１計測手段が渦電流式センサを有することを特徴とする実施態様１乃至３いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様６） 前記第１計測手段が差動トランス式変位センサを有することを特徴とする実施態様１乃至３いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様７） 第１の光学素子を含む第１可動部と、第１固定部と、前記第１固定部に対して前記第１可動部を駆動する第１駆動手段と、第２の光学素子を含む第２可動部と、第２固定部と、前記第２固定部に対して前記第２可動部を駆動する第２駆動手段と、前記第１可動部と前記第２可動部の間の相対変位を計測する第３計測手段と、前記第３計測手段の計測情報を基に、前記第１駆動手段を制御する第１補償器と、前記第３計測手段の計測情報を基に、前記第２駆動手段を制御する第２補償器を有し、前記第１補償器と前記第２補償器とを用いて、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の位置決めを行うことを特徴とする光学素子位置決め装置。
（実施態様８） 前記第１光学素子及び前記第２光学素子を含む光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段を有し、前記波面収差計測手段の計測結果に基づいて、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の位置決めを行うことを特徴とする実施態様７記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様９） 前記第３計測手段が、前記第１可動部と前記第２可動部との第１の方向に関する相対位置を３箇所以上において計測する第４計測手段と、前記第１可動部と前記第２可動部との前記第１の方向と垂直な第２の方向に関する相対位置を２箇所以上において計測する第５計測手段と、前記第１可動部と前記第２可動部との前記第１の方向及び前記第２の方向の両者に対して垂直な第３の方向に関する相対位置を１箇所以上において計測する第６計測手段とを有していることを特徴とする実施態様７又は８記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様１０） 前記第１の方向が前記光学素子の光軸方向と略一致していることを特徴とする実施態様９記載の光学素子位置決め方法。
（実施態様１１） 前記第４計測手段及び前記第５計測手段が、前記第１可動部に固定された第１ミラーと、前記第２可動部に固定された偏光ビームスプリッタと、前記第２可動部に固定された第２ミラーと、前記偏光ビームスプリッタと前記第１ミラーとの間及び前記偏光ビームスプリッタと前記第２ミラーの間に配置された１／４λ板と、前記偏光ビームスプリッタに対して前記第１ミラーの略反対側設けたレーザ光源とディテクタと、偏光ビームスプリッタに対して第２ミラーの略反対側に設けたコーナーキューブとを有することを特徴とする実施態様９又は１０いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様１２） 前記第４計測手段及び前記第５計測手段が、基準構造体に固定されたバーミラーと、第１可動部に固定された第１偏光ビームスプリッタと、可動部１に固定された第１ミラーと、第１偏光ビームスプリッタと第１ミラー及びバーミラーの間に設けた１／４λ板と、第１偏光ビームスプリッタに対して第１ミラーの略反対側設けた第１レーザ光源と第１ディテクタと、第１偏光ビームスプリッタに対してバーミラーの略反対側に設けた第１コーナーキューブと、第２可動部に固定された第２偏光ビームスプリッタと、第２可動部に固定された第２ミラーと、第２偏光ビームスプリッタと第２ミラー及びバーミラーの間に設けた１／４λ板と、第２偏光ビームスプリッタに対して第２ミラーの略反対側設けた第２レーザ光源と第２ディテクタと、第２偏光ビームスプリッタに対してバーミラーの略反対側に設けた第２コーナーキューブと、を有することを特徴とする実施態様９乃至１１いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様１３） 前記第４計測手段及び前記第５計測手段が、基準構造体に固定されたバーミラーと、第１可動部に固定された第１ミラーと、第２可動部に固定された偏光ビームスプリッタと、偏光ビームスプリッタと第１ミラー及びバーミラーの間に設けた１／４λ板と、偏光ビームスプリッタに対して第１ミラーの略反対側設けたレーザ光源と、偏光ビームスプリッタに対してバーミラーの略反対側に設けたディテクタとを有することを特徴とする９乃至１２いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様１４） 前記第４計測手段及び前記第５計測手段が、第１可動部に固定されたプリズムと、第２可動部に固定された偏光ビームスプリッタと、可動部２に固定されたミラーと、可動部２に固定された傾斜ミラーと、偏光ビームスプリッタとミラーの間に設けた１／４λ板と、プリズムと傾斜ミラーの間に設けた１／４λ板と、偏光ビームスプリッタに対してミラーの略反対側設けたディテクタと、偏光ビームスプリッタに対してプリズムの略反対側に設けたレーザ光源とを有することを特徴とする実施態様９乃至１３いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様１５） 前記第２計測手段がレーザ干渉計、エンコーダ、静電容量センサ、渦電流式センサ、差動トランス式変位センサのいずれかを有することを特徴とする実施態様１乃至６いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様１６） 前記第３計測手段がエンコーダ、静電容量センサ、渦電流式センサ、差動トランス式変位センサのいずれかを有することを特徴とする実施態様７乃至１４いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様１７） 前記第１駆動手段、及び前記第２駆動手段の少なくとも一方がリニアモータを用いた６軸微動機構を用いることを特徴とする実施態様１乃至１６いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様１８） 前記第１駆動手段、及び前記第２駆動手段の少なくとも一方が電磁石アクチュエータを用いた６軸微動機構を用いることを特徴とする実施態様１乃至１７いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様１９） 前記第１駆動手段、及び前記第２駆動手段の少なくとも一方が圧電素子を用いた６軸微動機構を用いることを特徴とする実施態様１乃至１７いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様２０） 前記光学素子を冷却する冷却手段を有し、該冷却手段を前記光学素子位置決め装置の前記第１固定部及び／又は前記第２固定部に設けることを特徴とする実施態様１乃至１９いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様２１） 前記冷却手段がペルチェ素子を有することを特徴とする実施態様２０記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様２２） 前記第１可動部と前記第１固定部との間及び／又は前記第２可動部と前記第２固定部との間に真空隔壁を有することを特徴とする実施態様１乃至２１いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様２３） 前記真空隔壁の前記第１可動部側の空間及び／又は前記真空隔壁の前記第２可動部側の空間が高真空であることを特徴とする実施態様２２記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様２４） 前記真空隔壁に電解研磨されたアルミニウム、電解研磨されたステンレス、チタン、セラミックス、フッ素系樹脂、ガラスのいずれかを用いることを特徴とする実施態様２２又は２３記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様２５） 前記第１可動部を包含する鏡筒を有し、該鏡筒の開口部に差動排気を用いる、あるいは該鏡筒の開口部にパージガスを流すことを特徴とする実施態様１乃至２４いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様２６） 前記パージガスはヘリウムであることを特徴とする実施態様２５記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様２７） 前記第１可動部を包含する鏡筒を有し、該鏡筒の開口部にフィルタを有することを特徴とする実施態様１乃至２６いずれかに記載の光学素子位置決め装置。
（実施態様２８） 前記フィルタにポリプロピレン、ジルコニウム、ボロン、シリコン、窒化シリコン、ベリリウムのいずれかを用いることを特徴とする実施態様２７記載の光学素子位置決め装置。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明によれば、可動部を高精度に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の概略図。
【図２】光学素子位置決め装置。
【図３】可動部を示す図。
【図４】固定部を示す図。
【図５】可動子の詳細を示す図。
【図６】真空隔壁の実施例を示す図。
【図７】真空隔壁の実施例を示す図。
【図８】フィルタの実施例を示す図。
【図９】パージガスの実施例を示す図。
【図１０】第２実施形態の概略図。
【図１１】第３実施形態の概略図。
【図１２】第４実施形態の概略図。
【図１３】第５実施形態の概略図。
【図１４】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１４に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
１ 可動部
２ 固定部
５ センサターゲット
９ａ、９ｂ、９ｃ Ｚ可動子
１０ａ、１０ｂ Ｘ可動子
１３ａ、１３ｂ Ｙ可動子
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ Ｚ固定子
１５ａ、１５ｂ Ｘ固定子
１６ａ、１６ｂ Ｙ固定子
１７ 磁石
１９ ヨーク
２０ 側壁
２１ 自重補償ばね
２２ ベース
２３ マウント
２４ 構造体フレーム
２５ 鏡筒
２６ 排気系
２７ ウエハステージ
２８ ウエハ
２９ 駆動機構
３０ 光学要素保持ブロック
３１ 保持機構
３２ 光学素子
４１ 基準構造体
４２ 非接触計測手段
４３ ステージ
４４ 干渉計ユニット
４５ ＴＳ
４６ ＲＳミラー
５１ レチクルステージ
５２ 照明光学系
５３ 光源
５５ 投影光学系
６１ 光学素子微動機構
６２ キネマチックマウント
６３ 位置決めセンサ
６４ センサターゲット
６５ 非接触計測手段
７１ 冷却手段
８０ 鏡筒空間
８１ 真空隔壁
８３ フィルタ
８４ ステージ空間
８５ 開口部
８６ パージガス
９１ 偏向ビームスプリッタ
９２ コーナーキューブ
９３ バーミラー
９４ レーザ光源
９５ ディテクタ
９６ ミラー
９７ プリズム
９８ １／４λ板
９９ 傾斜ミラー

Claims (13)

1. 光学素子を含む光学系を有し、前記光学系を介して基板を露光する露光装置であって、
   前記光学素子を含む第１可動部と、
   第１固定部と、
   前記第１固定部に対して前記第１可動部を駆動する第１駆動手段と、
   前記第１可動部の前記第１固定部に対する位置を計測する第１計測手段と、
   前記第１可動部の基準構造体に対する変位を計測する第２計測手段と、
   前記第２計測手段の計測結果に基づいて、前記第１駆動手段を制御する第１制御手段と、
   前記光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段と、
   を有し、
   前記第１計測手段の計測結果に基づいて前記第１制御手段が前記第１駆動手段を制御して前記第１可動部の位置決めを行い、この位置決めを行われた前記光学系の波面収差を前記波面収差計測手段が計測し、その計測結果に基づいて前記第１制御手段が前記第１駆動手段を制御して前記第１可動部の位置決めを行い、この位置決めを行われた前記第１可動部の前記変位を前記第２計測手段が計測し、その計測結果に基づいて前記第１制御手段が前記第１駆動手段を制御して前記第１可動部の位置決めを行う、
   ことを特徴とする露光装置。
2. 前記第１計測手段は、静電容量センサ、渦電流センサおよび差動トランス式変位センサのいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記第２計測手段は、超音波センサ、光センサ、レーザ干渉計およびリニアスケールのいずれかを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
4. 第１の光学素子を含む第１可動部と、第１固定部と、前記第１固定部に対して前記第１可動部を駆動する第１駆動手段と、第２の光学素子を含む第２可動部と、第２固定部と、前記第２固定部に対して前記第２可動部を駆動する第２駆動手段と、前記第１可動部と前記第２可動部の間の相対変位を計測する第３計測手段と、前記第３計測手段の計測情報を基に、前記第１駆動手段を制御する第１補償器と、前記第３計測手段の計測情報を基に、前記第２駆動手段を制御する第２補償器とを有し、前記第１補償器と前記第２補償器とを用いて、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の位置決めを行う光学素子位置決め装置であって、
   前記第３計測手段が、前記第１可動部と前記第２可動部との第１の方向に関する相対位置を３箇所以上において計測する第４計測手段と、前記第１可動部と前記第２可動部との前記第１の方向と垂直な第２の方向に関する相対位置を２箇所以上において計測する第５計測手段と、前記第１可動部と前記第２可動部との前記第１の方向及び前記第２の方向の両者に対して垂直な第３の方向に関する相対位置を１箇所以上において計測する第６計測手段とを有し、
   前記第４計測手段及び前記第５計測手段が、前記第１可動部に固定された第１ミラーと、前記第２可動部に固定された偏光ビームスプリッタと、前記第２可動部に固定された第２ミラーと、前記偏光ビームスプリッタと前記第１ミラーとの間及び前記偏光ビームスプリッタと前記第２ミラーの間にそれぞれ配置された１／４λ板と、前記偏光ビームスプリッタに対して前記第１ミラーの反対側に設けたレーザ光源およびディテクタと、前記偏光ビームスプリッタに対して前記第２ミラーの反対側に設けたコーナーキューブと、をそれぞれ有することを特徴とする光学素子位置決め装置。
5. 前記第１光学素子及び前記第２光学素子を含む光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段を有し、前記波面収差計測手段の計測結果に基づいて、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の位置決めを行うことを特徴とする請求項４に記載の光学素子位置決め装置。
6. 前記第１の方向が前記第１および第２の光学素子の光軸方向と一致していることを特徴とする請求項４または５に記載の光学素子位置決め装置。
7. 前記第５計測手段及び前記第６計測手段が、基準構造体に固定されたバーミラーと、前記第１可動部に固定された第１偏光ビームスプリッタと、前記第１可動部に固定された第１ミラーと、前記第１偏光ビームスプリッタと前記第１ミラー及び前記バーミラーとの間にそれぞれ設けた１／４λ板と、前記第１偏光ビームスプリッタに対して前記第１ミラーの反対側に設けた第１レーザ光源および第１ディテクタと、前記第１偏光ビームスプリッタに対して前記バーミラーの反対側に設けた第１コーナーキューブと、前記第２可動部に固定された第２偏光ビームスプリッタと、前記第２可動部に固定された第２ミラーと、前記第２偏光ビームスプリッタと前記第２ミラー及び前記バーミラーとの間にそれぞれ設けた１／４λ板と、前記第２偏光ビームスプリッタに対して前記第２ミラーの反対側に設けた第２レーザ光源および第２ディテクタと、前記第２偏光ビームスプリッタに対して前記バーミラーの反対側に設けた第２コーナーキューブと、をそれぞれ有することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の光学素子位置決め装置。
8. 前記第５計測手段及び前記第６計測手段が、基準構造体に固定されたバーミラーと、前記第１可動部に固定された第１ミラーと、前記第２可動部に固定された偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタと前記第１ミラー及び前記バーミラーとの間にそれぞれ設けた１／４λ板と、前記偏光ビームスプリッタに対して前記第１ミラーの反対側に設けたレーザ光源と、前記偏光ビームスプリッタに対して前記バーミラーの反対側に設けたディテクタと、をそれぞれ有することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の光学素子位置決め装置。
9. 前記第５計測手段及び前記第６計測手段が、前記第１可動部に固定されたプリズムと、前記第２可動部に固定された偏光ビームスプリッタと、前記第２可動部に固定されたミラーと、前記第２可動部に固定された傾斜ミラーと、前記偏光ビームスプリッタと前記ミラーとの間に設けた１／４λ板と、前記プリズムと前記傾斜ミラーとの間に設けた１／４λ板と、前記偏光ビームスプリッタに対して前記ミラーの反対側に設けたディテクタと、前記偏光ビームスプリッタに対して前記プリズムの反対側に設けたレーザ光源と、をそれぞれ有することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の光学素子位置決め装置。
10. 前記第１駆動手段および前記第２駆動手段の少なくとも一方は、リニアモータ、電磁石アクチュエータおよび圧電素子のいずれかを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の露光装置または請求項４乃至９のいずれかに記載の光学素子位置決め装置。
11. 前記第１可動部と前記第１固定部との間および前記第２可動部と前記第２固定部との間の少なくとも一方に真空隔壁を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の露光装置または請求項４乃至１０のいずれかに記載の光学素子位置決め装置。
12. 前記真空隔壁の前記第１可動部側の空間および前記真空隔壁の前記第２可動部側の空間の少なくとも一方が真空であることを特徴とする請求項１１に記載の露光装置または光学素子位置決め装置。
13. 請求項１乃至３および請求項１０乃至１２のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
    前記ステップで露光された基板を現像するステップと、
    を有することを特徴とするデバイス製造方法。

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