JP7093221B2 - 光学装置の調整方法、光学装置の製造方法、および、物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学装置の調整方法、光学装置の製造方法、および、物品製造方法に関する。

レンズまたはミラーのような光学部品を保持機構によって保持した光学装置では、光学部品がその自重等によって応力を受けて変形しうる。例えば、特許文献１には、レンズとレンズ設置部とが複数の点で接触するような構成において、レンズが変形し光学特性が悪化しうることが記載されている。

特開２００１－２４２３６４号公報

光学部品がその自重によって変形することは避けられないが、その変形を考慮した上で、該光学部品を含む光学装置の光学特性を調整することは可能である。しかし、光学装置を出荷前に調整し出荷後に再調整する場合において、出荷前と出荷後とで光学部品の変形状態が異なると、出荷前の調整の意義は減殺され、出荷後の再調整に長時間を要しうる。

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、光学装置の再調整に要する時間を短縮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１つの側面は、支持機構および操作機構を使って光学装置の光学部品を調整する調整方法に係り、前記調整方法は、前記光学部品の状態を、前記操作機構が前記光学部品を支持することなく前記支持機構が前記光学部品を支持する第１状態に設定する設定工程と、前記光学部品の状態を、前記操作機構が前記光学部品を支持する第２状態に変更する第１変更工程と、前記光学部品の状態を、前記操作機構が前記光学部品を支持することなく前記支持機構が前記光学部品を支持する前記第１状態に変更する第２変更工程と、を含み、前記設定工程、前記第１変更工程および前記第２変更工程は、前記光学装置の出荷前に、予め決められた仕様に従って実施され、前記光学装置の出荷後に、前記出荷前における前記仕様と同じ仕様に従って更に実施される。

本発明によれば、光学装置の再調整に要する時間を短縮するために有利な技術が提供される。

本発明の一実施形態の光学装置としての露光装置の構成を模式的に示す図。 本発明の一実施形態の光学装置の構成を模式的に示す図。 応力緩和動作を例示する図。 本発明の一実施例を模式的に示す図。 操作機構による光学部品の操作に依存して生じる光学部品の変形について説明するための図。 拘束部品（支持機構の一種）と光学部品とを接触させる手順を例示する図。 本発明の他の実施例を模式的に示す図。 本発明の他の実施形態の光学装置の構成を模式的に示す図。 本発明の更に他の実施形態の光学装置の構成を模式的に示す図。 課題を説明するための図。 課題を説明するための図。 課題を説明するための図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

まず、図１０、図１１、図１２を参照しながら課題を説明する。なお、図１０、図１１、図１２に示された光学装置２００は、課題を説明するための参考例を示すものに過ぎず、公知の光学装置を示すものではない。光学装置２００は、光学部品１と、光学部品１を支持する支持機構２、３と、光学部品１を収容する筐体３０（収容部材）とを備えうる。光学部品１と支持機構２、３との間には、摩擦力が発生する。摩擦力の大きさおよび方向は、支持機構２、３に光学部品１を搭載する手順（順番）、および、支持機構２、３への光学部品１の搭載時の光学部品１の移動量等によって変化しうる。光学装置２００の組立作業は、例えば、人力またはクレーンで光学部品１を吊り上げて支持機構２、３の上に降ろす作業を含みうる。図１１には、光学部品１をクレーン５４で吊り上げて支持機構２、３の上に降ろす作業が模式的に示されている。図１１に示された例では、光学部品１は、左側（支持機構２の側）にずれた状態で支持機構２、３の上に降ろされる。したがって、光学部品１は、支持機構２、３のうち左側の支持機構２に最初に接触する。クレーン５４の位置を目標位置に完全に一致させたつもりであっても、クレーン５４の位置は、マイクロメーターオーダーでは、必ず目標位置からずれる。したがって、支持機構２、３の上に降ろされ支持機構２、３によって支持された光学部品１に作用する摩擦力は、支持機構２、３の上に光学部品１を降ろす度に変化しうる。

光学部品１が支持機構２、３の上に降ろされ支持機構２、３によって支持された後、光学装置２００の光学性能が検査され、規格を満たすように調整されうる。その後、光学装置２００は、輸送のための準備（例えば、梱包、固定）がされ、輸送（出荷）されうる。光学装置２００の輸送は、全体または一部が分解された状態でなされることもある。図１１には、輸送時における光学装置２００が模式的に示されている。輸送時は、光学部品１が固定部品５５、５６によって固定されうる。光学部品１を固定部品５５、５６によって固定することによって、輸送時における光学部品１の破損を防止することができる。しかし、光学部品１を固定部品５５、５６で固定することによって光学部品１に力が加わり、光学部品１が変形しうる。また、輸送中も光学装置２００に衝撃が加わり、光学部品１が変形しうる。また、輸送時は、光学装置２００の温度変化が発生しうるので、光学部品１と支持機構２、３との熱膨張差によって光学部品１が変形しうる。更に、図１２に模式的に示されるように、輸送のための積み込み、積み下ろし等において光学装置２００をクレーンで吊り上げると、吊り上げ用フック５７、５８を支持点として筐体３０が自重によって変形しうる。

以上のような理由により、輸送の準備（梱包、固定）、積み込み、輸送、積み下ろし等において、光学部品１に種々の変形が生じうる。よって、出荷前の調整時と出荷後の出荷先における設置時とでは、光学装置２００あるいは光学部品１の状態（光学部品１の変形状態）は大きく異なりうる。また、光学装置２００の全部または一部が分解された状態で輸送される場合には、輸送先あるいは設置先において光学装置２００の組立が行われうる。このような分解および組立によっても、出荷前の調整時と出荷後の出荷先における設置時とでは、光学装置２００あるいは光学部品１の状態（光学部品１の変形状態）は大きく異なりうる。

そこで、出荷先において光学装置２００の光学特性が再調整されうる。この調整は、光学部品１の位置調整を含みうる。また、調整用光学素子を有する光学装置２００においては、調整用光学素子を加工することによって調整が行われうる。調整用光学素子の加工を出荷元の工場で行い、それを出荷先に搬送し、光学装置２００に組み込むためには相応の時間ないし日数を要することになる。

以上のように、参考例においては、光学装置２００の光学特性は、出荷前の調整終了時と出荷先への設置時とでは大きく異なる可能性があり、出荷先での光学装置２００の光学特性の再調整のために多くの時間を要しうる。以下の実施形態は、このような課題に鑑みてなされたものである。

図１には、本発明の一実施形態の光学装置１００としての露光装置の構成が模式的に示されている。光学装置１００は、基板Ｓに塗布された感光剤（フォトレジスト）に原版（レチクル）Ｍのパターンを投影し転写するように構成されうる。ただし、光学装置１００は、露光装置以外の光学装置、例えば、望遠鏡、加工装置等として構成されてもよい。

光学装置１００は、照明光学系１１０、原版駆動機構１２０、投影光学系１３０および基板駆動機構１４０を備えうる。照明光学系１１０は、原版Ｍを照明するように構成される。照明光学系１１０は、光源１１１と、光源１１１からの光で原版Ｍを照明するための１又は複数の光学部品１１２とを含みうる。原版駆動機構１２０は、原版Ｍを保持し駆動するように構成される。

投影光学系１３０は、照明光学系１１０によって照明された原版Ｍのパターンを基板Ｓに投影するように構成される。投影光学系１３０は、光学部品１３１、１３２、１３３を含みうる。光学部品１３１は、光路を折り曲げる２つの反射面を有しうる。光学部品１３２は、凹面鏡でありうる。光学部品１３３は、凸面鏡でありうる。投影光学系１３０を構成する複数の光学部品の全部または一部は、屈折光学部品であってもよい。投影光学系１３０は、原版駆動機構１２０と光学部品１３１との間に配置された光学部品１３４、および／または、光学部品１３１と基板駆動機構１４０との間に配置された光学部品１３５を含んでもよい。光学部品１３４、１３５は、屈折光学部品でありうる。光学部品１３４、１３５は、投影光学系１３０の光学特性を調整するための調整用光学部品を含んでもよい。

図２には、本発明の一実施形態の光学装置１００の構成が模式的に示されている。図２に示された光学装置１００は、例えば、図１に示された光学装置１００の全部または一部を構成しうる。光学装置１００は、光学部品１と、光学部品１を支持する支持機構２、３と、光学部品１の状態が変更されるように、光学部品１に接触して光学部品１を操作するための操作機構６、７とを含みうる。操作機構６、７は、光学部品１の応力が緩和されるように光学部品１を操作することができるように構成されうる。光学装置１００は、光学部品１を収容する筐体３０（収容部材）を備えうる。操作機構６、７は、筐体３０の中に配置された光学部品１の状態を変更することができるように構成されうる。

支持機構２、３の個数は、１又は複数でありうる。操作機構６、７の個数は、１又は複数でありうる。光学部品１の状態は、光学部品１が支持機構２、３によって支持された第１状態と、光学部品１が操作機構６、７によって支持された第２状態とを含みうる。第１状態では、光学部品１は、支持機構２、３のみによって支持されうる。第２状態は、光学部品１が複数の支持機構２、３の少なくとも１つ、および、操作機構６、７の少なくとも１つによって支持された第３状態を含みうる。また、第２状態は、光学部品１が複数の操作機構６、７の少なくとも１つによって支持され、支持機構２、３によっては支持されていない第４状態を含みうる。

操作機構６は、光学部品１を駆動する駆動機構（アクチュエータ）を含みうる。該駆動機構は、光学部品１を支持する支持部４を駆動するように構成されうる。操作機構７は、光学部品１を駆動する駆動機構（アクチュエータ）を含みうる。該駆動機構は、光学部品１を支持する支持部５を駆動するように構成されうる。

図３には、出荷前および出荷後における光学装置１００の組立手順（あるいは、調整手順）が例示されている。ここで、出荷前における光学装置１００の組立手順（あるいは、調整手順）と出荷後における光学装置１００の組立手順（あるいは、調整手順）とは同じでありうる。工程Ｓ８では、支持機構２、３によって光学部品１が支持される。工程Ｓ８では、例えば、人力またはクレーン等の外部装置によって光学部品１が支持機構２、３の上に降ろされ、光学部品１が支持機構２、３によって支持されうる。課題の説明において述べたように、支持機構２、３の上に降ろされ支持機構２、３によって支持された直後の光学部品１に作用する摩擦力は、支持機構２、３の上に光学部品１が降ろされる度に変化しうる。

そこで、人力またはクレーン等の外部装置によって光学部品１が支持機構２、３の上に降ろされ光学部品１が支持機構２、３によって支持された第１状態の後に、光学部品１が操作機構６、７によって支持された第２状態を経て第１状態に戻されうる。また、光学部品１の状態を第１状態から第２状態を経て第１状態に戻す動作は、予め決定された仕様に従って毎回同じように実施されうる。仕様は、光学部品１の状態の複数回の変更を含みうる。また、仕様は、複数回の変更の実施順番（操作機構６、７の駆動手順）の指定および操作機構６、７による光学部品１の移動量の指定を含みうる。出荷前における光学装置１００の組立手順（あるいは、調整手順）においても、出荷後における光学装置１００の組立手順（あるいは、調整手順）においても、同じ仕様に従って光学部品１の状態が第１状態から第２状態を経て第１状態に戻されうる。ここで、第１状態から第２状態を経て第１状態に戻す動作を応力解放動作と呼ぶことにする。

出荷前においても出荷後においても同じ仕様に従って応力解放動作を実施することによって、出荷前の光学装置１００の状態（光学部品１における応力）と出荷後の光学装置１００の状態（光学部品１における応力）との差を低減することができる。そこで、操作機構６、７は、光学装置１００の出荷前の調整に先立って仕様に従って光学部品１の状態を変更し、光学装置１００の出荷後においては、光学装置１００の出荷後の調整に先立って当該仕様に従って光学部品１の状態を変更する。ここで、第２状態は、光学部品１が複数の支持機構２、３の少なくとも１つ、および、複数の操作機構６、７の少なくとも１つによって支持された第３状態を含みうる。また、第２状態は、光学部品１が複数の操作機構６、７の少なくとも１つによって支持され、支持機構２、３によっては支持されていない第４状態を含みうる。操作機構６、７は、第１状態、第３状態、第４状態、第３状態、第１状態の順に光学部品１の状態を変更してもよい。

図３には、操作機構６、７は、第１状態、第３状態、第４状態、第３状態、第１状態の順に光学部品１の状態を変更する例が示されている。工程Ｓ８は第１状態に対応し、工程Ｓ９は第３状態に対応し、工程Ｓ１０は第４状態に対応し、工程Ｓ１１は第３状態に対応し、工程Ｓ１２は第１状態に対応する。工程Ｓ８では、光学部品１は、支持機構２、３によって支持され、操作機構６、７によっては支持されていない。工程Ｓ９では、光学部品１は、支持機構２、３のうちの支持機構３と操作機構６、７のうちの操作機構７とによって支持されている。工程Ｓ１０では、光学部品１は、操作機構６、７によって支持され、支持機構２、３によっては支持されていない。工程Ｓ１１では、光学部品１は、支持機構２、３のうちの支持機構２と操作機構６、７のうちの操作機構７とによって支持されている。工程Ｓ１２では、光学部品１は、支持機構２、３によって支持され、操作機構６、７によっては支持されていない。

出荷前における光学装置１００の組立手順が図３に例示される仕様に従って実施された後、出荷前検査および出荷前調整が実施されうる。出荷前検査では、光学装置１００の光学特性（例えば、各種の収差）が検査される。出荷前検査の結果、光学装置１００の光学特性が規格を満足していれば、光学装置１００は、出荷（輸送）のために作業がなされた後に出荷先に出荷（輸送）されうる。出荷前検査の結果、光学装置１００の光学特性が規格を満足していなければ、出荷前調整が実施されうる。出荷前調整では、光学装置１００の光学特性（例えば、各種の収差）が調整される。出荷前調整は、例えば、光学部品１の位置または姿勢（傾き）の調整を含みうる。出荷前調整は、光学装置１００の光学特性が規格を満足するように実施されうる。出荷前調整は、光学装置１００が調整用光学部品を有する場合において、該調整用光学部品の加工を含みうる。例えば、図１に例示されるような光学装置１００が調整対象である場合、出荷前調整は、光学部品１３４、１３５の少なくとも１つを調整用光学部品として加工することを含みうる。

出荷前調整が完了すると、光学装置１００は、輸送のための準備（例えば、梱包、固定）がされた後に輸送（出荷）される。即ち、光学装置１００は、梱包、固定、輸送、吊り上げ等を経る。これにより、光学部品１が変形し、光学装置１００の光学特性は、出荷前調整が完了した時点の光学特性からずれる。

しかし、本実施形態では、光学装置１００が出荷先に輸送された後、出荷前の光学装置１００の組立手順と同様に、出荷後の光学装置１００の組立手順が図３に例示される仕様に従って実施される。これにより、光学装置１００の状態は、出荷前の応力解放動作の直後の状態、あるいは、出荷前調整の直後の状態とほぼ同様の状態に戻る。例えば、図１の光学装置１００が調整対象であり、光学部品１３４、１３５の少なくとも１つを調整用光学部品として加工した場合、その調整用光学部品が光学装置１００に組み込まれることによって、光学装置１００は、規格を満足する光学特性を発揮しうる。したがって、出荷後に調整用光学部品を加工する必要はない。

以下、図４、図５、図６を参照しながら、図１に示された光学装置１００をより具体化した実施例を説明する。図４には、本発明の一実施形態の光学装置１００の一部の構成が模式的に示されている。光学装置１００は、図１に示された光学装置１００の光学部品１３２に相当する光学部品１を備えている。光学部品１は凹面鏡である。光学部品１は、低熱膨張ガラスで構成され、直径がφ１５００ｍｍ、質量が１３００ｋｇである。支持機構２、３は鋼製である。支持機構２、３のは、光学部品１との接触面に弾性体１３、１４を有する。弾性体１３、１４としては、ＰＴＦＥ又はポリアミドなどが好ましく、ＰＴＦＥは摩擦係数が小さい点で優れており、ポリアミドは加工性が良い点で優れている。弾性体１３、１４を取り付けることで、弾性体１３、１４が弾性変形をし、光学部品１と支持機構２、３との間の接触面積が大きくなる。これにより、光学部品１への応力集中を緩和し、光学部品１の破損を防ぐことができる。

操作機構６、７の支持部４、５は、支持機構２、３と同じく鋼製で、光学部品１との接触面に弾性体１５、１６が取り付けられている。操作機構６、７は、駆動機構として、リンク機構１７、１８または直動機構を含みうる。リンク機構１７、１８は、その構成が簡素である点で優れており、直動機構は、光学部品１と操作機構６、７の接触面で滑りを起こさない点で優れている。操作機構６、７の駆動機構は、アクチュエータを含みうる。アクチュエータは、例えば、ステッピングモーターまたはエアシリンダーであり、ステッピングモーターは速度制御が容易である点で優れており、エアシリンダーは発熱しない点で優れている。

図４に示された実施例における出荷前の組立について説明する。光学部品１は、凹面鏡で、下方から２つの支持機構２、３によって支持されている。光学部品１は、その自重によって、Ｘ方向とＺ方向に関して位置が拘束されている。また、光学部品１と支持機構２、３との間の摩擦力によって、光学部品１は、ωＹ方向（Ｙ軸周りの回転）についても拘束されている。その他、光学部品１の外周部の３箇所に、Ｙ方向に関する拘束部品１９、２０、２１が設けられている。光学部品１は、３箇所がＹ方向に関して拘束されるので、ωＸ方向（Ｘ軸周りの回転）およびωＺ方向（Ｚ軸周りの回転）についても拘束されている。

次に、出荷前組立に伴う応力緩和動作について説明する。応力緩和動作は、図３に示される手順で行われる。まず、工程Ｓ９で、操作機構６によって、光学部品１が支持機構２の支持面から０．１ｍｍ離れるように光学部品１が駆動される。次に、工程Ｓ１０で、操作機構７によって、光学部品１が支持機構３の支持面から０．１ｍｍ離れるように光学部品１が駆動される。光学部品１が支持機構２の支持面から離れる量と光学部品１が支持機構３の支持面から離れる量とは等しくされうる。この量は、例えば、０ｍｍより大きく、１０ｍｍより小さい範囲内の量にされうる。工程Ｓ１０において、光学部品１は、支持機構２、３のそれぞれの支持面から完全に離れた状態になる。次に、工程Ｓ１１で、操作機構６によって、光学部品１が支持機構２の支持面に接触するように、操作機構６の支持部４が降下される。次に、工程Ｓ１２で、操作機構７によって、光学部品１が支持機構３の支持面に接触するように、操作機構７の支持部５が降下される。

次いで、光学装置１００は、出荷先に搬送され組み立てられる。この組立に伴う応力緩和動作も、上記の出荷前の組立に伴う応力緩和動作と同じ仕様（図３）に従って実施される。ここで、出荷前における応力緩和動作と出荷後における応力緩和動作とが同じ仕様に従って実施されればよく、この条件が満たされれば、仕様は変更されうる。

操作機構６、７は、駆動機構（アクチュエータ）を含まなくてもよく、その場合、操作機構６、７の支持部４、５は、手動によって昇降されうる。例えば、支持部４、５をそれぞれ昇降させるためのボルトを設けて、ボルトを手動で回転させることによって支持部４、５が昇降されてもよい。ここで、手動とは、道具を使って実施される作業を含みうる。このような作業において、支持部４、５からの光学部品１の離隔量は、支持部４、５と光学部品１との間に所定厚さ（例えば、０．１ｍｍ）のスペーサを挿入することによって管理されてもよい。操作機構６、７は、駆動機構（アクチュエータ）を組み込む場合には、前述の仕様に従った駆動プログラムによって駆動機構が制御されうる。操作機構６、７の駆動機構（アクチュエータ）を駆動プログラムによって制御することによって作業ミスをなくすことができる。また、手動で作業を行う場合は、例えば、作業者が光学装置１００の内部に入る必要が生じうる。この場合、作業スペースを確保するために数多くの部品を取り外す必要があるかもしれない。また、作業者の体温で光学装置１００を温めてしまい、光学性能を変化させる可能性がある。よって、作業後に温度が元に戻るまで、待たなくてはならないかもしれない。操作機構６、７に駆動機構（アクチュエータ）を設けることによって、このような不利益を解消することができる。

図５を参照しながら、操作機構６、７による光学部品１の操作に依存して生じる光学部品１の変形について説明する。なお、図５では、光学部品１の変形が強調して示されている。Ｓ５１には、光学部品１が操作機構６、７によって支持され、支持機構２、３によっては支持されていない状態が示されている。Ｓ５２では、光学部品１が左側の支持機構２に接触するように左側の操作機構６が動作した状態が示されている。この時、光学部品１は右側の操作機構７との接触部分を回転中心として回転して、左側の支持機構２に接触し、光学部品１の中心が位置２２から位置２３に移動する。つまり、光学部品１は、その中心が支持機構２、３の対称軸から左側に偏心した状態で左側の支持機構２の支持面に接触する。光学部品１と左側の支持機構２との間に反力２５が発生し、これにより摩擦力が発生する。したがって、光学部品１は、左側の支持機構２の支持面と接触する部分の近傍が弾性変形する。

Ｓ５３では、光学部品１が右側の支持機構３にも接触するように右側の操作機構７が動作した状態が示されている。光学部品１と右側の支持機構３との間に反力２６が発生し、これにより摩擦力が発生する。したがって、光学部品１は、右側の支持機構３の支持面と接触する部分の近傍が弾性変形する。また、光学部品１の中心は、位置２３から位置２４に移動する。この時、光学部品１は、左側の弾性変形の影響が残った状態で右側の支持機構３の支持面に接触するので、右側の弾性変形が左側の弾性変形と異なる状態となる。つまり、光学部品１は、左右で非対称な変形を有することになる。シミュレーションによれば、図５のような駆動手順で光学部品１が支持機構２、３によって支持された場合、光学部品１が完全に同時に支持機構２、３に接触するように支持機構２、３によって支持された場合と比較して、最大で１２．０ｎｍの差が生じた。

光学部品１と支持機構２、３が完全剛体であり、摩擦係数が０であれば、操作機構６、７の駆動順とは無関係であり、光学部品１の非対称な変形は生じない。しかし、実際には、光学部品１と支持機構２、３は弾性体であり、摩擦係数は０ではないので、光学部品１の非対称な変形が生じる。したがって、光学部品１が可能な限り同時に支持機構２、３に接触するように操作機構６、７を動作させることが望ましい。

図６には、拘束部品１９、２０、２１（支持機構の一種）と光学部品１とを接触させる手順が例示されている。光学部品１と拘束部品１９、２０、２１との間にも摩擦力が発生し、これが光学部品１に応力を発生させることによって光学部品１を変形させうる。よって、光学部品１の変形を低減させるために、光学部品１と拘束部品１９、２０、２１との間の摩擦力を低減し、光学部品１の応力を緩和することが望ましい。このような動作も応力緩和動作である。

拘束部品１９、２０、２１による応力を緩和する応力緩和動作も、支持機構２、３による応力を緩和する応力緩和動作と同様に、出荷前と出荷後とで同じ仕様にしたがって実施されうる。つまり、出荷前の応力緩和動作も出荷後の応力緩和動作も、図６に示された仕様に従って実施されうる。勿論、出荷前の応力緩和動作も出荷後の応力緩和動作も同じ仕様に従って実施されるのであれば、図６に示された仕様とは異なる仕様にしたがって実施されてもよい。

ここで、図６に示された仕様について説明する。応力緩和動作は、Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ３０、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３の順で行われる。Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ２９では、拘束部品２０が光学部品１を支持する支持状態から、拘束部品２０が光学部品１を支持しない非支持状態を経て、拘束部品２０が光学部品１を支持する支持状態にされる。次に、Ｓ２９、Ｓ３０、Ｓ３１では、拘束部品１９が光学部品１を支持する支持状態から、拘束部品１９が光学部品１を支持しない非支持状態を経て、拘束部品１９が光学部品１を支持する支持状態にされる。Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３では、拘束部品２１が光学部品１を支持する支持状態から、拘束部品２１が光学部品１を支持しない非支持状態を経て、拘束部品２１が光学部品１を支持する支持状態にされる。

以下、図７を参照しながら、図１に示された光学装置１００をより具体化した他の実施例を説明する。図７には、本発明の一実施形態の光学装置１００の一部の構成が模式的に示されている。光学装置１００は、図１に示された光学装置１００の光学部品１３４または１３５に相当する光学部品３４を備えている。光学部品３４は屈折光学部品（レンズ）である。光学部品３４は合成石英製で構成され、Ｙ方向寸法が４５０ｍｍ、Ｘ方向寸法が９００ｍｍ、Ｚ方向寸法（厚さ）が３０ｍｍ、質量が２５ｋｇである。光学装置１００は、支持機構としての支持部３５、３６、３７および操作機構としてのアクチュエータ３８、３９、４０を備えている。支持部３５、３６、３７はＰＯＭ製で、半球形状を有する。アクチュエータ３８、３９、４０は、ステッピングモーター又はエアシリンダーなどが好ましく、ステッピングモーターは速度制御が容易である点で優れており、エアシリンダーは発熱しない点で優れている。また、アクチュエータ３８、３９、４０は、光学部品３４との接触面に、光学部品３４の破損を防止するために、樹脂部材を有してもよい。

図７には、出荷前および出荷後における光学装置１００の応力緩和動作が例示されている。ここで、出荷前における光学装置１００の応力緩和動作と出荷後における光学装置１００の応力緩和動作とは同じでありうる。

光学部品３４は、その厚さ方向がＺ方向に一致するように、下方から３つの支持部３５、３６、３７によって支持されている。光学部品３４は、その自重によって、Ｚ方向に関して拘束されている。また、光学部品３４は、３箇所において支持部３５、３６、３７によって支持されているので、ωＸ方向およびωＹ方向に関しても拘束されている。応力緩和動作は、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ４４、Ｓ４５、Ｓ４６、Ｓ４７の順に行われる。工程Ｓ４１では、左側のアクチュエータ３８を動作させて、光学部品３４を左側の支持部３５から０．１ｍｍ離す。次に、工程Ｓ４３では、中央のアクチュエータ３９を動作させて、光学部品３４を中央の支持部３６から０．１ｍｍ離す。次に工程Ｓ４４では、右側のアクチュエータ４０を動作させて、光学部品３４を右側の支持部３７から０．１ｍｍ離す。なお、離す量は０．１ｍｍに限定するものではなく、左右の離し量が等しければよく、例えば、０ｍｍより大きく、１０ｍｍより小さい範囲内の量にされうる。工程Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ４４によって、光学部品３４は、支持機構としての支持部３５、３６、３７から完全に離れ、操作機構としてのアクチュエータ３８、３９、４０によって支持された状態となる。

工程Ｓ４５では、右側のアクチュエータ４０を動作させて、光学部品３４を右側の支持部３７と中央のアクチュエータ３９で支持された状態にする。工程Ｓ４６では、中央のアクチュエータ３９を動作させて、光学部品３４を右側の支持部３７と左側のアクチュエータ３８で支持された状態にする。工程Ｓ４７では、左側のアクチュエータ３８を動作させて、光学部品３４を支持部３５、３６、３７で支持された状態にする。ここではアクチュエータ３８、３９、４０を動作させることによって応力緩和動作を実施しているが、アクチュエータ３８、３９、４０の代わりにボルト等を手動で操作することによって応力緩和動作が実施されてもよい。

図８には、本発明の他の実施形態の光学装置１００の構成が模式的に示されている。図８に示された光学装置１００は、例えば、図１に示された光学装置１００の全部または一部を構成しうる。図８に示された光学装置１００は、光学部品１の変化を計測するセンサ４８、４９を備えている。センサ４８、４９は、例えば、光学部品１の変位を計測する変位センサでありうる。一例において、センサ４８、４９は、光学部品１と支持機構２、３のそれぞれの支持面との間の隙間量を計測するように構成されうる。センサ４８、４９としては、接触式センサまたは非接触式センサが採用されうる。接触式センサは原点位置の再現性が良い点で優れており、非接触式センサは接触端子を当てる必要がないために測定面が狭くても計測が可能である点で優れている。

光学部品１の応力緩和動作を実施する際に、センサ４８、４９によって計測された結果を操作機構６、７にフィードバックしながら操作機構６、７を動作させることができる。この場合、操作機構６、７をオープンループ制御で動作させる場合よりも光学部品１の応力緩和動作を高い精度で実施することができ、また、出荷前の応力緩和動作と出荷後の応力緩和動作を高い精度で一致させることができる。更に、センサ４８、４９による計測結果を保存することにより、トラブル時の原因究明を容易にすることができる。

図９には、本発明の更に他の実施形態の光学装置１００の構成が模式的に示されている。図９に示された光学装置１００は、例えば、図１に示された光学装置１００の全部または一部を構成しうる。図９に示された光学装置１００は、光学部品１の変化を計測するセンサ５０、５１を備えている。センサ５０、５１は、例えば、光学部品１の形状変化を計測する形状センサでありうる。センサ５０、５１は、例えば、干渉計および／または歪ゲージでありうる。一例において、センサ５０は干渉計、センサ５１は歪ゲージとされうる。干渉計は、光学部品１の光線反射面形状を直接に計測可能な点で優れており、歪ゲージは、光学部品１の光線反射面の形状を間接的ながら簡素な構成で計測可能な点で優れている。

一例において、光学装置１００の出荷前に応力緩和動作が実施され、その後にセンサ５０、５１を使って光学部品１の形状が計測されうる。次いで、光学装置１００が出荷され、その後に出荷前と同じ仕様で応力緩和動作が実施され、その後にセンサ５０、５１を使って光学部品１の形状が計測されうる。そして、出荷前に５０、５１を使って計測された光学部品１の形状と出荷後に５０、５１を使って計測された光学部品１の形状とが比較されうる。出荷前の応力緩和動作と出荷後の応力緩和動作とが正しく実施されていれば、出荷前の光学部品１の形状と出荷前の光学部品１の形状とが一致する。出荷前の応力緩和動作と出荷後の応力緩和動作とが正しく実施されていなければ、出荷前の光学部品１の形状と出荷前の光学部品１の形状とが一致しない。この場合、直ぐに作業をやり直すことができ、作業の遅延を抑えることができる。

一方、センサ５０、５１を備えていない場合には、応力緩和動作の失敗の判断を応力緩和動作の実施の直後に行うことができない。この場合、光学装置１００の種々の調整工程が終了し、光学性能を確認する工程まで進まないと、応力緩和動作の失敗を認識することができないかもしれず、作業の遅延を招きうる。

以下、露光装置として構成された光学装置１００を使って物品（半導体ＩＣ素子、液晶表示素子、ＭＥＭＳ等）を製造する物品製造方法を説明する。物品は、前述の露光装置を使用して、感光剤が塗布された基板（ウェハ、ガラス基板等）を露光する工程と、その基板の感光剤を現像してパターンを形成する工程と、そのパターンを使って基板を処理する工程を経て、該処理された基板から製造されうる。他の周知の工程には、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等が含まれる。本物品製造方法によれば、従来よりも高品位の物品を製造することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１：光学部品、２、３：支持機構、６，７：操作機構、１００：光学装置

Claims (13)

1. 支持機構および操作機構を使って光学装置の光学部品を調整する調整方法であって、
   前記光学部品の状態を、前記操作機構が前記光学部品を支持することなく前記支持機構が前記光学部品を支持する第１状態に設定する設定工程と、
   前記光学部品の状態を、前記操作機構が前記光学部品を支持する第２状態に変更する第１変更工程と、
   前記光学部品の状態を、前記操作機構が前記光学部品を支持することなく前記支持機構が前記光学部品を支持する前記第１状態に変更する第２変更工程と、
   を含み、
   前記設定工程、前記第１変更工程および前記第２変更工程は、前記光学装置の出荷前に、予め決められた仕様に従って実施され、前記光学装置の出荷後に、前記出荷前における前記仕様と同じ仕様に従って更に実施される、
   ことを特徴とする調整方法。
2. 前記第１変更工程および前記第２変更工程は、前記光学部品の応力を緩和するように実施される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の調整方法。
3. 前記第２状態は、前記支持機構が前記光学部品を支持することなく前記操作機構が前記光学部品を支持する状態を含む、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の調整方法。
4. 前記第２状態は、前記支持機構および前記操作機構の双方が前記光学部品を支持する状態を含む、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の調整方法。
5. 前記第２状態は、前記支持機構および前記操作機構の双方が前記光学部品を支持する第３状態、および、前記支持機構が前記光学部品を支持することなく前記操作機構が前記光学部品を支持する第４状態を含み、
   前記第１変更工程は、前記光学部品の状態を前記第１状態から前記第３状態に変更し、その後、前記光学部品の状態を前記第４状態に変更し、その後、前記光学部品の状態を前記第３状態に変更することを含み、
   前記第２変更工程は、前記光学部品の状態を前記第３状態から前記第１状態に変更する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の調整方法。
6. 前記光学装置は、前記光学部品を収容する収容部材を更に備え、
   前記操作機構は、前記収容部材の中に配置された前記光学部品の状態を変更する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の調整方法。
7. 前記操作機構は、前記光学部品を駆動する駆動機構を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の調整方法。
8. 前記第１変更工程は、前記光学部品の変位または形状を計測するセンサによる計測に基づいて実施される、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の調整方法。
9. 前記第２変更工程の後に、前記光学部品の変位または形状を計測する計測する計測工程と、
   前記計測工程の後に、前記光学部品の状態を前記第１状態から前記第２状態に変更する第３変更工程と、
   前記第３変更工程の後に、前記光学部品の状態を前記第１状態に変更する第４変更工程と、
   を更に含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の調整方法。
10. 前記光学部品は、前記光学部品を使って基板を露光する露光装置の光学部品である、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の調整方法。
11. 光学部品と、前記光学部品を支持する支持機構と、前記光学部品の状態を変更するように前記光学部品を操作するための操作機構とを有する光学装置を製造する製造方法であって、
    前記光学部品の状態を、前記支持機構が前記光学部品を支持する第１状態に設定する第１設定工程と、
    前記第１設定工程の後に、前記光学部品の状態を、前記操作機構が前記光学部品を支持する第２状態に変更する第１変更工程と、
    前記第１変更工程の後に、前記光学部品の状態を、前記支持機構が前記光学部品を支持する前記第１状態に変更する第２変更工程と、
    前記第２変更工程の後に、前記光学装置の光学特性を調整する第１調整工程と、
    前記第１調整工程の後に、前記光学装置を輸送する輸送工程と、
    前記輸送工程の後に、前記光学部品の状態を、前記支持機構が前記光学部品を支持する前記第１状態に設定する第２設定工程と、
    前記第２設定工程の後に、前記光学部品の状態を、前記操作機構が前記光学部品を支持する前記第２状態に変更する第３変更工程と、
    前記第３変更工程の後に、前記光学部品の状態を、前記支持機構が前記光学部品を支持する前記第１状態に変更する第４変更工程と、
    を含むことを特徴とする光学装置の製造方法。
12. 前記第４変更工程の後に、前記光学装置の光学特性を調整する第２調整工程を更に含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光学装置の製造方法。
13. 光学部品を使って基板を露光する露光装置を用いて物品を製造する物品製造方法であって、
    前記光学部品の状態を、操作機構が前記光学部品を支持することなく支持機構が前記光学部品を支持する第１状態に設定する設定工程と、
    前記光学部品の状態を、前記操作機構が前記光学部品を支持する第２状態に変更する第１変更工程と、
    前記光学部品の状態を、前記操作機構が前記光学部品を支持することなく前記支持機構が前記光学部品を支持する前記第１状態に変更する第２変更工程と、
    前記露光装置を用いて、感光剤が塗布された基板を露光する工程と、
    前記感光剤を現像してパターンを形成する工程と、
    前記パターンを使って前記基板を処理して前記物品を得る工程と、
    を含み、
    前記設定工程、前記第１変更工程および前記第２変更工程は、前記露光装置の出荷前に、予め決められた仕様に従って実施され、前記露光装置の出荷後に、前記出荷前における前記仕様と同じ仕様に従って更に実施される、
    ことを特徴とする物品製造方法。

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