(57)【要約】【課題】鏡筒内に配置される光学素子の波面収差を好適に維持できる光学系、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。【解決手段】投影光学系１６は、低熱膨張材料で構成される鏡筒４０と、鏡筒４０内に配置されるミラー２８，３３と、ミラー２８，３３を保持し、且つ鏡筒４０に対してミラー２８，３３を移動させるべく駆動するアクチュエータを有するミラー保持装置と、鏡筒４０に対するミラー２８，３３の位置を計測する計測装置６０と、計測装置６０による計測結果に基づきミラー保持装置を制御する制御装置と、を備えている。【選択図】図４
2011096931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低熱膨張材料で構成される鏡筒と、
前記鏡筒内に配置される光学素子と、
前記光学素子を保持し、且つ前記鏡筒に対して前記光学素子を移動させるべく駆動する駆動部を有する光学素子保持装置と、
前記鏡筒に対する前記光学素子の位置を計測する計測装置と、
前記計測装置による計測結果に基づき前記光学素子保持装置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記鏡筒は、線熱膨張係数が１．０×１０―６／℃以下の低熱膨張材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記鏡筒は、低熱膨張材料で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の光学系。
【請求項４】
前記鏡筒は、基準部位を有すると共に、
前記計測装置は、前記基準部位を基準とした前記鏡筒の中心軸に沿う第１方向における前記光学素子の位置を計測する第１計測部を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の光学系。
【請求項５】
前記第１計測部は、第１干渉計と、該第１干渉計によって観察される干渉縞に基づき前記第１方向における前記光学素子の前記基準部位に対する位置を算出する第１算出部と、を有することを特徴とする請求項４に記載の光学系。
【請求項６】
前記第１干渉計は、計測光を発光する第１発光部と、第１観察部と、入射する計測光の少なくとも一部を前記第１観察部側に反射する第１基準面と、入射する計測光の少なくとも一部を前記第１観察部側に反射する第１ミラー部と、を有し、
前記第１観察部は、前記第１基準面及び前記第１ミラー部からの各反射光によって形成される干渉縞を観察可能であると共に、前記基準部位側及び前記光学素子側の何れか一方に配置され、
前記第１ミラー部は、前記基準部位側及び前記光学素子側の何れか他方に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の光学系。
【請求項７】
前記第１観察部は、前記基準部位側に配置されると共に、前記第１ミラー部は、前記光学素子の一部を加工して形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光学系。
【請求項８】
前記第１基準面は、前記第１方向において前記第１観察部よりも前記第１ミラー部側に配置されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の光学系。
【請求項９】
前記鏡筒は、低熱膨張材料で構成されており、
前記第１基準面は、前記鏡筒の側壁の一部を加工して形成されていることを特徴とする請求項６〜請求項８のうち何れか一項に記載の光学系。
【請求項１０】
前記鏡筒は、円筒部分を有すると共に、前記光学素子は、その光軸が前記鏡筒の中心軸に対して所定間隔離間するように配置されており、
前記計測装置は、前記第１方向と交差する第２方向における前記鏡筒の中心軸に対する前記光学素子の光軸の位置を計測する第２計測部をさらに有し、
該第２計測部は、前記円筒部分の径を検出する径検出部と、前記円筒部分の側壁と前記光学素子の検出位置との間隔を検出する間隔検出部と、前記各検出部による検出結果に基づき前記第２方向における前記鏡筒の中心軸に対する前記光学素子の光軸の位置を算出する第２算出部と、を有することを特徴とする請求項４に記載の光学系。
【請求項１１】
前記間隔検出部は、第２干渉計と、該第２干渉計によって観察される干渉縞に基づき前記円筒部分の側壁と前記光学素子の検出位置との間隔を算出する間隔算出部と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の光学系。
【請求項１２】
前記第２干渉計は、計測光の光路が前記第１方向に沿って延びるように配置される第２発光部と、前記基準部位に配置される第２観察部と、入射する計測光の少なくとも一部を前記第２観察部側に反射する第２基準面と、前記光学素子の検出位置に配置され、且つ入射する計測光の少なくとも一部を前記第２観察部側に反射する第２ミラー部と、を有し、
前記第２観察部は、前記第２基準面及び前記第２ミラー部からの各反射光によって形成される干渉縞を観察可能であることを特徴とする請求項１１に記載の光学系。
【請求項１３】
前記鏡筒は、低熱膨張材料で構成され、
前記第２発光部は、射出する計測光の光路が前記鏡筒の側壁内に形成されるように配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の光学系。
【請求項１４】
前記第２基準面は、前記第１方向において前記観察部よりも前記第２ミラー部に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の光学系。
【請求項１５】
前記基準部位から前記第１方向に沿って延びる延設部材をさらに備え、
前記間隔検出部は、計測光を射出する第２発光部と、前記基準部位に配置される第２観察部と、前記延設部材において前記基端とは前記第１方向で異なる位置に配置され、且つ入射する計測光の少なくとも一部を前記第２観察部側に反射する第２基準面と、前記光学素子に設けられ、且つ入射する計測光の少なくとも一部を前記第２観察部側に反射する第２ミラー部と、前記第２発光部からの計測光を前記第２基準面及び前記第２ミラー部に分岐する分岐部と、を有し、
前記第２観察部は、前記第２基準面及び前記第２ミラー部からの各反射光によって形成される干渉縞を観察可能であることを特徴とする請求項１０に記載の光学系。
【請求項１６】
前記延設部材を構成する材料の線熱膨張係数は、前記鏡筒を構成する前記低熱膨張材料の線熱膨張係数のＮ（Ｎは、１よりも大きな値）倍であり、
前記延設部材の前記第１方向における長さは、前記第１方向における前記基準部位と前記第２ミラー部との間隔に対応する長さの１／Ｎ倍であることを特徴とする請求項１５に記載の光学系。
【請求項１７】
前記延設部材は、前記第１方向において前記基準部位から前記光学素子の配置位置とは反対側に延びるように配置されていることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の光学系。
【請求項１８】
所定のパターンが形成されたマスクに放射ビームを導く照明光学系と、
前記マスクを介した放射ビーム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、
前記各光学系の少なくとも一方は、請求項１〜請求項１７のうち何れか一項に記載の光学系で構成されることを特徴とする露光装置。
【請求項１９】
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１８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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に光学素子が収容される鏡筒を備える光学系、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。
【背景技術】
【０００２】
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リソグラフィ工程では、パターン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形成する露光装置が用いられる。こうした露光装置に搭載される投影光学系は、鏡筒と、該鏡筒内に収容される複数の光学素子（例えば、反射ミラー）とを備え、該各光学素子は、鏡筒に対して光学素子の位置を調整可能な光学素子保持装置を介して鏡筒にそれぞれ支持されている（特許文献１参照）。
【０００３】
そして、上記露光装置では、各光学素子保持装置を駆動させて各光学素子の位置をそれぞれ調整することにより、投影光学系の波面収差が調整される。こうして投影光学系の波面収差が適切に調整された状態で露光処理を実行することにより、投影光学系の像面側に配置される基板には、適切な大きさ及び形状のパターンが形成されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０１３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、投影光学系を構成する各光学素子は、それぞれに入射する露光光の一部を吸収し、各光学素子自身の温度を上昇させてしまう。特にＥＵＶ（Extreme Ultraviolet ）光を露光光として用いる露光装置では、光学素子が吸収する熱量が他の波長の光を露光光として用いる露光装置に比べて多い。そして、各光学素子が吸収した熱は、光学素子を保持する光学素子保持装置を介して鏡筒に伝わったり、光学素子からの輻射熱によって鏡筒に伝わったりする。すると、こうした熱が鏡筒全体に伝わることにより、鏡筒が熱膨張、即ち相似的に拡大してしまう。そのため、投影光学系を構成する各光学素子同士の位置関係が変化したり、鏡筒の中心軸からずれた位置に配置される光学素子が偏心したりし、投影光学系の波面収差が露光処理中に変化するおそれがあった。
【０００６】
また、露光処理中に発生した投影光学系の波面収差の変化を調整するために、波面収差を定期的に計測し、該計測結果に基づき各光学素子の位置や形状を調整する方法が考えられる。しかしながら、投影光学系の波面収差を計測するためには、露光処理を一時中断させる必要があり、リソグラフィ工程の効率が低下する問題があった。
【０００７】
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、鏡筒内に配置される光学素子の波面収差を好適に維持できる光学系、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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１２に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の光学系は、低熱膨張材料で構成される鏡筒（４０）と、前記鏡筒（４０）内に配置される光学素子（２８，２９，３０，３１，３２，３３）と、前記光学素子（２８，２９，３０，３１，３２，３３）を保持し、且つ前記鏡筒（４０）に対して前記光学素子（２８，２９，３０，３１，３２，３３）を移動させるべく駆動する駆動部（５５）を有する光学素子保持装置（４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆ）と、前記鏡筒（４０）に対する前記光学素子（２８，２９，３０，３１，３２，３３）の位置を計測する計測装置（６０）と、前記計測装置（６０）による計測結果に基づき前記光学素子保持装置（４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆ）を制御する制御部（１３１）と、を備えることを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、鏡筒（４０）は、低熱膨張材料で構成されるため、熱膨張しにくい。そのため、光学素子保持装置（４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆ）を介して鏡筒（４０）に支持される光学素子（２８，２９，３０，３１，３２，３３）の変位が抑制される。また、本発明の光学系には、鏡筒（４０）に対する光学素子（２８，２９，３０，３１，３２，３３）の位置を計測する計測装置（６０）が設けられている。そのため、露光処理中であっても、鏡筒（４０）に対する光学素子（２８，２９，３０，３１，３２，３３）の位置を計測可能である。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、鏡筒内に配置される光学素子の波面収差を好適に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態における露光装置を示す概略構成図。
【図２】投影光学系の鏡筒内を示す概略側面図。
【図３】ミラー保持装置を模式的に示す斜視図。
【図４】軸方向干渉計を模式的に示す側断面図。
【図５】径方向干渉計を模式的に示す側断面図。
【図６】第４ミラー用の径方向干渉計を模式的に示す平面図。
【図７】第４ミラー用の径方向干渉計を模式的に示す側断面図。
【図８】直径計測用干渉計を模式的に示す平断面図。
【図９】電気的構成を説明するブロック図。
【図１０】（ａ）は別の実施形態における軸方向干渉計を模式的に示す側断面図、（ｂ）は軸方向干渉計の要部を模式的に示す平断面図。
【図１１】デバイスの製造例のフローチャート。
【図１２】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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図９に基づき説明する。なお、本実施形態では、投影光学系の光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向をＹ軸方向とし、その走査方向に直交する非走査方向をＸ軸方向として説明する。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転方向をθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向ともいう。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の露光装置１１は、光源装置１２から射出される、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露光装置である。こうした露光装置１１は、内部が大気よりも低圧の真空雰囲気に設定されるチャンバ１３（図１では二点鎖線で囲まれた部分）を備えている。このチャンバ１３内には、光源装置１２からチャンバ１３内に供給された露光光ＥＬで所定のパターンが形成された反射型のレチクルＲを照明する照明光学系１４と、パターンの形成されたパターン形成面Ｒａが−Ｚ方向側（図１では下側）に位置するようにレチクルＲを保持するレチクルステージ１５とが設けられている。また、チャンバ１３内には、レチクルＲを介した露光光ＥＬでレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハＷを照射する投影光学系１６と、露光面（感光性材料が塗布されたウエハ表面）Ｗａが＋Ｚ方向側（図１では上側）に位置するようにウエハＷを保持するウエハステージ１７とが設けられている。
【００１５】
光源装置１２は、波長が５〜２０ｎｍのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして出力する装置であって、図示しないレーザ励起プラズマ光源を備えている。このレーザ励起プラズマ光源では、例えば半導体レーザ励起を利用したＹＡＧレーザやエキシマレーザなどの高出力レーザで高密度のＥＵＶ光発生物質（ターゲット）を照射することによりプラズマが発生され、該プラズマからＥＵＶ光が露光光ＥＬとして放射される。こうした露光光ＥＬは、図示しない集光光学系によって集光されてチャンバ１３内に出力される。
【００１６】
照明光学系１４は、チャンバ１３の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される筐体１８（図１では一点鎖線で囲まれた部分）を備えている。この筐体１８内には、光源装置１２から出力された露光光ＥＬを集光するコリメート用ミラー１９が設けられており、該コリメート用ミラー１９は、入射した露光光ＥＬを略平行に変換してオプティカルインテグレータの一種であるフライアイ光学系２０（図１では破線で囲まれた部分）に向けて射出する。このフライアイ光学系２０は、一対のフライアイミラー２１，２２を備えており、該各フライアイミラー２１，２２のうち入射側に配置される入射側フライアイミラー２１は、レチクルＲのパターン形成面Ｒａと光学的に共役となる位置に配置されている。こうした入射側フライアイミラー２１で反射された露光光ＥＬは、射出側に配置される射出側フライアイミラー２２に入射する。
【００１７】
また、照明光学系１４には、射出側フライアイミラー２２から射出された露光光ＥＬを筐体１８外に射出するコンデンサミラー２３が設けられている。そして、コンデンサミラー２３から射出された露光光ＥＬは、後述する鏡筒４０内に設置された折り返し用の反射ミラー２４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。
【００１８】
レチクルステージ１５は、投影光学系１６の物体面側に配置されており、レチクルＲを静電吸着するための第１静電吸着保持装置２５を備えている。この第１静電吸着保持装置２５は、誘電性材料で形成され且つ吸着面２６ａを有する基体２６と、該基体２６内に配置される図示しない複数の電極部とを備えている。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体２６から発生されるクーロン力により、吸着面２６ａにレチクルＲが静電吸着される。
【００１９】
また、レチクルステージ１５は、図示しないレチクルステージ駆動部の駆動によって、Ｙ軸方向（図１における左右方向）に移動可能である。すなわち、レチクルステージ駆動部は、第１静電吸着保持装置２５に保持されるレチクルＲをＹ軸方向に所定ストロークで移動させる。また、レチクルステージ駆動部は、レチクルＲをＸ軸方向（図１において紙面と直交する方向）、Ｚ軸方向及びθｚ方向にも移動させることが可能である。なお、レチクルＲのパターン形成面Ｒａが露光光ＥＬで照明される場合、該パターン形成面Ｒａの一部には、Ｘ軸方向に延びる略円弧状の照明領域が形成される。
【００２０】
投影光学系１６は、その開口数が例えば０．１であって、且つ光学素子の一種である反射型のミラー２８，２９，３０，３１，３２，３３を有する反射光学系である。本実施形態では、投影倍率が１／４倍の投影光学系が使用されている。そして、レチクルＲによって反射された露光光ＥＬは、投影光学系１６を介してウエハＷに導かれる。なお、投影光学系１６の具体的構成などについては、後に詳述する。
【００２１】
照明光学系１４及び投影光学系１６が備える各ミラー１９，２１〜２４，２８〜３３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。これら各反射層は、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜をそれぞれ有している。
【００２２】
ウエハステージ１７は、ウエハＷを静電吸着するための第２静電吸着保持装置３４を備え、該第２静電吸着保持装置３４は、誘電性材料で形成され且つ吸着面３５ａを有する基体３５と、該基体３５内に配置される図示しない複数の電極部とを備えている。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体３５から発生されるクーロン力により、吸着面３５ａにウエハＷが静電吸着される。また、ウエハステージ１７には、第２静電吸着保持装置３４を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのＺ軸方向（図１では上下方向）における位置及びＸ軸周り、Ｙ軸周りの傾斜角を調整する図示しないＺレベリング機構とが組み込まれている。
【００２３】
こうしたウエハステージ１７は、図示しないウエハステージ駆動部によって、Ｙ軸方向に移動可能である。すなわち、ウエハステージ駆動部は、第２静電吸着保持装置３４に保持されるウエハＷをＹ軸方向に所定ストロークで移動させる。また、ウエハステージ駆動部は、第２静電吸着保持装置３４に保持されるウエハＷをＸ軸方向に所定ストロークで移動させることが可能であるとともに、Ｚ軸方向にも移動させることが可能となるように構成されている。
【００２４】
そして、ウエハＷの一つのショット領域にレチクルＲのパターンを形成する場合、照明光学系１４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とともに、ウエハステージ駆動部の駆動によって、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１６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。
【００２５】
次に、本実施形態の投影光学系１６について図１又は図２に基づき詳述する。
図１及び図２に示すように、投影光学系１６は、チャンバ１３の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される鏡筒４０（図１では一点鎖線で示す。）と、複数枚（本実施形態では６枚）の反射型のミラー２８〜３３とを備えている。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２８、第２ミラー２９、第３ミラー３０、第４ミラー３１、第５ミラー３２、第６ミラー３３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。
【００２６】
各ミラー２８〜３３は、それぞれの反射面が鏡筒４０の中心軸ＡＸ（即ち、投影光学系１６の光軸）に対して所定の位置関係になるようにそれぞれ位置調整されている。また、各ミラー２８〜３３は、露光光ＥＬを遮光しないようにそれぞれ加工されている。なお、第４ミラー３１は、その中心軸３１ａが中心軸ＡＸに対して所定間隔離れた位置に配置されると共に、他のミラー２８〜３０，３２，３３は、鏡筒４０の円筒部分内に収容されている。
【００２７】
鏡筒４０は、略円筒状の分割鏡筒４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ，４０Ｆと、図示しない支持装置を介してチャンバ１３に支持されるリング状のフランジ４１とを備えている。これら各分割鏡筒４０Ａ〜４０Ｆ及びフランジ４１は、線熱膨張係数が１．０×１０―６／℃以下の低熱膨張材料でそれぞれ構成されている。こうした低熱膨張材料の一例として、熱膨張係数が０．０２×１０−６／℃となる低熱膨張ガラス（具体的には、ショット社のＺｅｒｏｄｕｒｅ（商品名）など）が挙げられる。
【００２８】
また、各分割鏡筒４０Ａ〜４０Ｆは、各ミラー２８〜３３に個別対応しており、各分割鏡筒４０Ａ〜４０Ｆ及びフランジ４１は、Ｚ軸方向に沿ってそれぞれ配置されている。すなわち、分割鏡筒４０Ａは、フランジ４１の−Ｚ方向側（図２では下側であって、ウエハＷ側）に配置されると共に、その＋Ｚ方向側（図２では上側であって、レチクルＲ側）がフランジ４１に固定されている。また、分割鏡筒４０Ａは、第１ミラー保持装置４３Ａを介して第１ミラー２８を支持している。
【００２９】
分割鏡筒４０Ｂは、各分割鏡筒４０Ａ〜４０Ｆのうち最も＋Ｚ方向側に配置されると共に、第２ミラー保持装置４３Ｂを介して第２ミラー２９を支持している。また、分割鏡筒４０Ｂの＋Ｚ方向側の開口は、有底筒状の分割鏡筒４０Ｇによって閉塞されており、該分割鏡筒４０Ｇには、露光光ＥＬの通過を許容する図示しない開口が形成されている。
【００３０】
分割鏡筒４０Ｃは、フランジ４１の＋Ｚ方向側に配置されると共に、その−Ｚ方向側の部位がフランジ４１に固定されている。また、分割鏡筒４０Ｃは、第３ミラー保持装置４３Ｃを介して第３ミラー３０を支持している。
【００３１】
分割鏡筒４０Ｄは、Ｚ軸方向において分割鏡筒４０Ｂと分割鏡筒４０Ｃとの間に配置され、その−Ｚ方向側の部位が分割鏡筒４０Ｃに固定されると共に、その＋Ｚ方向側の部位が分割鏡筒４０Ｂに固定されている。また、分割鏡筒４０Ｄは、その＋Ｙ方向の側面（図２では左側面）が切り欠かれている。そして、分割鏡筒４０Ｄは、第４ミラー３１の少なくとも一部が分割鏡筒４０Ｄ外に位置するように、第４ミラー保持装置４３Ｄを介して第４ミラー３１を支持している。また、分割鏡筒４０Ｄは、照明光学系１４の一部を構成する反射ミラー２４を図示しない保持装置を介して支持している。
【００３２】
分割鏡筒４０Ｅは、各分割鏡筒４０Ａ〜４０Ｆのうち最も−Ｚ方向側に配置されると共に、第５ミラー保持装置４３Ｅを介して第５ミラー３２を支持している。また、分割鏡筒４０Ｅの−Ｚ方向側の開口は、有底筒状の分割鏡筒４０Ｈによって閉塞されており、該分割鏡筒４０Ｈには、ウエハＷ側に射出される露光光ＥＬの通過を許容する図示しない開口が形成されている。
【００３３】
分割鏡筒４０Ｆは、Ｚ軸方向において分割鏡筒４０Ａと分割鏡筒４０Ｅとの間に配置され、その−Ｚ方向側の部位が分割鏡筒４０Ｅに固定されると共に、その＋Ｚ方向側の部位が分割鏡筒４０Ａに固定されている。また、分割鏡筒４０Ｆは、第６ミラー保持装置４３Ｆを介して第６ミラー３３を支持している。
【００３４】
また、本実施形態の投影光学系１６には、鏡筒４０に対する各ミラー２８〜３３の位置を計測するための計測装置６０（図４〜図８参照）が設けられている。この計測装置６０の構成については後述する。
【００３５】
次に、各ミラー２８〜３３を保持するミラー保持装置４３Ａ〜４３Ｆのうち、第１ミラー２８用の第１ミラー保持装置４３Ａについて図２及び図３に基づき説明する。なお、他のミラー保持装置４３Ｂ〜４３Ｆは、第１ミラー保持装置４３Ａと略同等の構成を有しているため、それらの詳細な説明を省略する。また、図２及び図３では、明細書の説明理解の便宜上、計測装置６０を構成する各部材の図示を省略する。
【００３６】
図２及び図３に示すように、分割鏡筒４０Ａの−Ｚ方向側には、分割鏡筒４０Ａの内側に突出した支持部（フランジ部）４４が形成されており、該支持部４４は、鏡筒４０の中心軸ＡＸを中心とした周方向に沿って等間隔に配置される複数（本実施形態では３つ）の位置粗調整機構４５を介して第１ミラー保持装置４３Ａを支持している。この第１ミラー保持装置４３Ａは、各位置粗調整機構４５を介して分割鏡筒４０Ａの支持部４４に支持される円環状のアウタリング４６を備え、該アウタリング４６は、ＸＹ平面と略平行な状態で配置されている。また、第１ミラー保持装置４３Ａには、アウタリング４６上に配置されるパラレルリンク機構４７と、該パラレルリンク機構４７に支持される円環状のインナリング４８とが設けられており、該インナリング４８は、複数（本実施形態では３つ）の保持機構４９を介して第１ミラー２８を支持している。そして、パラレルリンク機構４７の駆動に伴ってインナリング４８の位置が変位することにより、第１ミラー２８のアウタリング４６に対する位置及び姿勢のうち少なくとも一方が調整される。
【００３７】
パラレルリンク機構４７は、インナリング４８をアウタリング４６に対して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向の６自由度方向に移動させるべく駆動する。すなわち、パラレルリンク機構４７は、２本のリンク５０を有するリンク機構５１を複数（本実施形態では３つ）備え、該各リンク機構５１は、周方向において等間隔にそれぞれ配置されている。
【００３８】
各リンク５０は、それぞれの長手方向における両端がアウタリング４６及びインナリング４８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５０は、第１軸部材５２と、該第１軸部材５２に接続又は連結される第２軸部材５３とをそれぞれ有している。各第１軸部材５２の一端（下端）は、アウタリング４６にボールジョイント５４を介してそれぞれ取り付けられ、各第２軸部材５３の他端（上端）は、インナリング４８に図示しないボールジョイントを介してそれぞれ取り付けられている。そして、第１軸部材５２及び第２軸部材５３の少なくとも一方の各々には、リンク５０の長さ、即ち第１軸部材５２の一端と第２軸部材５３の他端との距離を変更させるべく駆動するアクチュエータ５５（図９参照）がそれぞれ設けられている。アクチュエータ５５の一例として、リンク５０の長手方向に伸縮駆動する圧電素子が挙げられる。そして、各リンク５０は、後述する制御装置１３０に基づきアクチュエータ５５が駆動する場合にそれぞれ伸縮動作する。
【００３９】
各保持機構４９は、各リンク機構５１と同一周方向位置であって、且つインナリング４８の＋Ｚ方向側の面（図３では上面）にそれぞれ配置されている。こうした各保持機構４９は、＋Ｚ方向側が閉塞すると共に−Ｚ方向側が開口する略逆Ｕ字状にそれぞれ形成されている。すなわち、各保持機構４９は、Ｚ軸方向に延びる一対の延設部４９ａと、該両延設部４９ａの＋Ｚ方向側の端部を連結する連結部４９ｂとをそれぞれ有している。
【００４０】
次に、本実施形態の計測装置６０について図４〜図８に基づき説明する。なお、図４〜図８では、明細書の説明理解の便宜上、ミラーを保持するミラー保持装置の図示がそれぞれ省略されている。
【００４１】
図４には、計測装置６０において第６ミラー３３のＺ軸方向における位置を計測する部分が図示されている。すなわち、フランジ４１において径方向における内側には、−Ｚ方向側が開口すると共に＋Ｚ方向側が閉塞する干渉計用収容空間６１Ａが形成されている。また、鏡筒４０の側壁には、鏡筒４０の中心軸ＡＸと略平行な第１方向（本実施形態ではＺ軸方向）に沿って延びる貫通孔６１Ｂと、Ｚ軸方向において第６ミラー３３と同一位置に位置する凹部６１Ｃとが形成されている。貫通孔６１Ｂの＋Ｚ方向側（図４では上側）の開口端は干渉計用収容空間６１Ａに連通していると共に、貫通孔６１Ｂの−Ｚ方向側（図４では下側）の開口端は凹部６１Ｃに連通している。こうした干渉計用収容空間６１Ａ及び凹部６１Ｃ内には、計測装置６０においてフランジ４１を基準とした第６ミラー３３のＺ軸方向における位置を計測する軸方向干渉計６１が設けられている。
【００４２】
軸方向干渉計６１は、干渉計用収容空間６１Ａ内においてフランジ４１の＋Ｚ方向側部位４１ｂに固定され、Ｚ軸方向に沿って計測光ＳＬ１を出力する軸方向発光部６２を備えており、該軸方向発光部６２は、径方向及び周方向において貫通孔６１Ｂと略同一位置に配置されている。また、干渉計用収容空間６１Ａ内において軸方向干渉計６１の−Ｚ方向側には、フランジ４１に図示しない支持部を介して支持され、軸方向発光部６２から出力された計測光ＳＬ１が入射する光学面６３を有する第１ビームスプリッタ６４が設けられている。この第１ビームスプリッタ６４は、その光学面６３に軸方向発光部６２から出力された計測光ＳＬ１が入射する際の入射角が４５°となるように配置されている。そして、第１ビームスプリッタ６４に入射した計測光ＳＬ１の大部分は、鏡筒４０の側壁に形成された貫通孔６１Ｂ内に入射し、該貫通孔６１Ｂ内を−Ｚ方向側に向けて進行する。
【００４３】
また、干渉計用収容空間６１Ａ内において第１ビームスプリッタ６４の径方向外側（図４では右側）には、フランジ４１に支持され、且つＣＣＤなどの撮像素子を有する軸方向観察部６６が設けられている。そして、この軸方向観察部６６による観察結果は、後述する制御装置１３０に出力される。
【００４４】
凹部６１Ｃ内には、貫通孔６１Ｂを閉塞するように配置される第２ビームスプリッタ６７が設けられており、該第２ビームスプリッタ６７は、貫通孔６１Ｂから凹部６１Ｃ内に射出される計測光ＳＬ１の一部を第１ビームスプリッタ６４側に反射する基準面６８を有している。この基準面６８は、Ｚ軸方向に延びる計測光ＳＬ１の光路と略直交する平面であって、その凹部分と凸部分との高低差が計測光ＳＬ１の波長の１／２０以下となるように加工（例えば研磨）されている。そして、基準面６８で反射された計測光ＳＬ１の大部分は、鏡筒４０の側壁の貫通孔６１Ｂ内を＋Ｚ方向側に進行した後、第１ビームスプリッタ６４の光学面６３によって軸方向観察部６６側に反射される。
【００４５】
また、凹部６１Ｃ内には、基端が第６ミラー３３に固定される略直方体状の計測用部材６９の先端が収容されている。この計測用部材６９の先端において基準面６８と対向する被検面７０は、基準面６８と略平行な平面である。この被検面７０には、基準面６８を透過した計測光ＳＬ１を基準面６８側に戻すように全反射するための反射コートが製膜されている。こうした被検面７０によって反射された計測光ＳＬ１の大部分は、基準面６８を介して鏡筒４０の側壁の貫通孔６１Ｂ内を＋Ｚ方向側に進行した後、第１ビームスプリッタ６４の光学面６３によって軸方向観察部６６側に反射される。このとき、被検面７０で反射された計測光ＳＬ１と基準面６８で反射された計測光ＳＬ１とは、互いに干渉し合う。すなわち、軸方向観察部６６は、Ｚ軸方向における基準面６８と被検面７０との差（即ち、間隔Ｈ１）に応じた干渉縞を計測可能である。
【００４６】
なお、本実施形態の計測装置６０には、第６ミラー３３以外の他のミラー２８〜３２の基準部位を基準としたＺ軸方向における位置を計測するための軸方向干渉計が設けられている。これら各軸方向干渉計は、第６ミラー３３用の軸方向干渉計６１と略同等の構成であるため、それらの構成の記載を省略する。
【００４７】
図５には、計測装置６０において第６ミラー３３の中心軸ＡＸを中心とする径方向における位置を計測する部分が図示されている。すなわち、フランジ４１において径方向における内側には、−Ｚ方向側が開口すると共に＋Ｚ方向側が閉塞する干渉計用収容空間７５Ａが形成されており、該干渉計用収容空間７５Ａは、軸方向干渉計６１と周方向において異なる位置に配置されている。また、鏡筒４０の側壁には、鏡筒４０の中心軸ＡＸと略平行な第１方向（本実施形態ではＺ軸方向）に沿って延びる貫通孔７５Ｂと、Ｚ軸方向において第６ミラー３３と同一位置に位置する凹部７５Ｃとが形成されている。貫通孔７５Ｂの＋Ｚ方向側（図５では上側）の開口端は干渉計用収容空間７５Ａに連通していると共に、貫通孔７５Ｂの−Ｚ方向側（図５では下側）の開口端は凹部７５Ｃに連通している。こうした干渉計用収容空間７５Ａ及び凹部７５Ｃ内には、計測装置６０において鏡筒４０の内側面４０ａに対する第６ミラー３３の中心軸ＡＸを中心とする径方向における位置を計測するための径方向干渉計７５が設けられている。
【００４８】
径方向干渉計７５には、干渉計用収容空間７５Ａ内においてフランジ４１の＋Ｚ方向側部位４１ｂに固定され、Ｚ軸方向に沿って計測光ＳＬ２を出力する径方向発光部７６が設けられており、該径方向発光部７６は、径方向及び周方向において貫通孔７５Ｂと略同一位置に配置されている。また、干渉計用収容空間７５Ａ内には、フランジ４１に図示しない支持部を介して支持され、径方向発光部７６から出力された計測光ＳＬ２が入射する光学面７７を有する第１ビームスプリッタ７８が設けられている。この第１ビームスプリッタ７８は、その光学面７７に径方向発光部７６から出力された計測光ＳＬ２が入射する際の入射角が４５°となるように配置されている。そして、第１ビームスプリッタ７８に入射した計測光ＳＬ２の大部分は、鏡筒４０の側壁に形成された貫通孔７５Ｂ内に入射し、該貫通孔７５Ｂ内を−Ｚ方向側に向けて進行する。
【００４９】
また、干渉計用収容空間６１Ａ内において第１ビームスプリッタ６４の径方向外側（図４では右側）には、フランジ４１に支持され、且つＣＣＤなどの撮像素子を有する径方向観察部８０が設けられている。そして、この径方向観察部８０による観察結果は、後述する制御装置１３０に出力される。
【００５０】
凹部７５Ｃの底面は、鏡筒４０の側壁の貫通孔７５Ｂ内を−Ｚ方向側に進行してきた計測光ＳＬ２を径方向内側（即ち、第６ミラー３３）に向けて反射する反射面８２として機能する。すなわち、反射面８２は、鏡筒４０の側壁内を−Ｚ方向側に進行してきた計測光ＳＬ２の入射角が略４５°となるように形成されている。こうした反射面８２には、入射する光を全反射するための反射コートを製膜してもよい。
【００５１】
また、鏡筒４０の内側面には、凹部７５Ｃの開口を閉塞するように配置され、且つ透光性材料で構成される板状の閉塞部材８４が設けられている。この閉塞部材８４には、反射面８２から第６ミラー３３側に射出された計測光ＳＬ２の一部を反射面８２側に戻すように反射させると共に、残りの計測光ＳＬ２を透過させる基準面８５が形成されている。この基準面８５は、該基準面８５に入射する計測光ＳＬ２の光路に略直交する平面であって、その凹部分と凸部分との高低差が計測光ＳＬ２の波長の１／２０以下となるように加工（例えば研磨）されている。こうした基準面８５で反射された計測光ＳＬ２の大部分は、反射面８２を介して鏡筒４０の側壁の貫通孔７５Ｂ内に入射し、該貫通孔７５Ｂの＋Ｚ方向側の開口端から射出された後、干渉計用収容空間７５Ａ内の第１ビームスプリッタ７８の光学面７７によって径方向観察部８０側に反射される。なお、閉塞部材８４において基準面８５の反対側の面には、非反射コートを製膜してもよい。
【００５２】
また、第６ミラー３３において、露光光ＥＬの入射しない被入射領域であって、且つ閉塞部材８４と対向する部位には、基準面８５に略平行な被検面８６が加工（研磨など）形成されている。そして、被検面８６によって反射された計測光ＳＬ２の大部分は、反射面８２を介して鏡筒４０の側壁の貫通孔７５Ｂ内に入射し、該貫通孔７５Ｂの＋Ｚ方向側の開口端から射出された後、干渉計用収容空間７５Ａ内の第１ビームスプリッタ７８の光学面７７によって径方向観察部８０側に反射される。このとき、被検面８６で反射された計測光ＳＬ２と基準面８５で反射された計測光ＳＬ２とは、互いに干渉し合う。すなわち、径方向観察部８０は、基準面８５と被検面８６との差（即ち、間隔Ｈ２）に応じた干渉縞を計測可能である。
【００５３】
なお、本実施形態の計測装置６０には、鏡筒４０の円筒部分に配置される第６ミラー３３以外の他のミラー２８〜３０，３２の径方向における位置を計測するための径方向干渉計が設けられている。これら各軸方向干渉計は、第６ミラー３３用の軸方向干渉計６１と略同等の構成であるため、それらの構成の記載を省略する。
【００５４】
図６及び図７には、計測装置６０において第４ミラー３１の径方向における位置を計測する部分が図示されている。すなわち、フランジ４１には、−Ｚ方向側が開口すると共に＋Ｚ方向側が閉塞する干渉計用収容空間９０Ａが形成されており、該干渉計用収容空間９０Ａは、周方向において軸方向干渉計６１及び径方向干渉計７５と異なる位置に配置されている。こうした干渉計用収容空間９０Ａと径方向における同一位置には、鏡筒４０の側壁に対する第４ミラー３１の径方向における位置を計測するための径方向干渉計９０が設けられている。この径方向干渉計９０には、干渉計用収容空間９０Ａ内における径方向外側に配置され、径方向における内側に向けて計測光ＳＬ３を出力する径方向発光部９１が設けられている。この径方向発光部９１は、干渉計用収容空間９０Ａ内における−Ｚ方向側に配置されている。
【００５５】
また、干渉計用収容空間９０Ａ内において径方向発光部９１の径方向内側には、径方向発光部９１から出力された計測光ＳＬ３の入射角が４５°となるように配置された第１光学面９２を有する第１ビームスプリッタ９３が設けられている。この第１ビームスプリッタ９３は、図示しない支持部を介してフランジ４１に支持されている。そして、第１光学面９２に対して径方向発光部９１側から入射した計測光ＳＬ３の大部分は、第１光学面９２を透過した後、径方向内側に射出される。また、干渉計用収容空間９０Ａ内において第１ビームスプリッタ９３の＋Ｚ方向側には、フランジ４１の＋Ｚ方向側部位４１ｂに支持され、且つＣＣＤなどの撮像素子を有する径方向観察部９５が設けられており、該径方向観察部９５による観察結果は、後述する制御装置１３０に出力される。
【００５６】
また、干渉計用収容空間９０Ａにおいて第１ビームスプリッタ９３の径方向内側には、径方向発光部９１から出力された計測光ＳＬ３の一部を−Ｚ方向側に反射する第２光学面９６を有する第２ビームスプリッタ９７が設けられている。この第２ビームスプリッタ９７は、図示しない支持部を介してフランジ４１に支持されている。また、フランジ４１の＋Ｚ方向側部位４１ｂにおいて第２ビームスプリッタ９７と同一径方向位置には、干渉計用収容空間９０Ａ内外を連通させる連通孔９０Ｂが貫通形成されている。
【００５７】
フランジ４１の−Ｚ方向側であって且つ第２ビームスプリッタ９７の−Ｚ方向側には、−Ｚ方向側に延びる延設部材１０３が設けられており、該延設部材１０３内には、Ｚ軸方向に沿って延びる貫通孔１０３ａが貫通形成されている。また、延設部材１０３は、後述するロッド部材９９を構成する材料の線熱膨張係数のＮ倍（Ｎは１よりも大きな値であって、例えば１０倍）の線熱膨張係数を有する材料で構成されている。こうした延設部材１０３のＺ軸方向における長さＬ２は、ロッド部材９９のＺ軸方向における長さＬ１の１／Ｎ倍（例えば０．１倍）である。また、延設部材１０３の先端（即ち、−Ｚ方向側の端部）には、貫通孔１０３ａ内を光路とする計測光ＳＬ３を戻すように全反射する基準面１０４を有する第２反射部材１０４Ａが設けられている。第２反射部材１０４Ａの基準面１０４は、該基準面１０４に入射する計測光ＳＬ３の光路に略直交する平面であって、その凹部分と凸部分との高低差が計測光ＳＬ３の波長の１／２０以下となるように加工（例えば研磨）されている。
【００５８】
こうした延設部材１０３の貫通孔１０３ａ内には、第２ビームスプリッタ９７の第２光学面９６から−Ｚ方向側に射出された計測光ＳＬ３が入射する。すると、計測光ＳＬ３は、延設部材１０３の貫通孔１０３ａ内をその長手方向（即ち、Ｚ軸方向）に進行し、基準面１０４で反射される。そして、基準面１０４で反射された計測光ＳＬ３は、延設部材１０３の貫通孔１０３ａ内を−Ｚ方向側に進行し、該貫通孔１０３ａの＋Ｚ方向側の開口端から射出される。その後、計測光ＳＬ３の一部は、第２ビームスプリッタ９７を透過した後、連通孔９０Ｂからフランジ４１外に射出される。また、残りの計測光ＳＬ３は、第２ビームスプリッタ９７の第２光学面９６及び第１ビームスプリッタ９３の第１光学面９２を介して径方向観察部９５に導かれる。
【００５９】
また、フランジ４１の＋Ｚ方向側であって且つ連通孔９０Ｂと対向する位置には、＋Ｚ方向側に延び、且つ鏡筒４０と同一材料（即ち、低熱膨張材料）で構成されたロッド部材９９が設けられている。このロッド部材９９の先端（即ち、＋Ｚ方向側の端部）は、第４ミラー３１とＺ軸方向において略同一位置に位置している。また、ロッド部材９９内には、Ｚ軸方向に沿って延びる貫通孔９９ａが貫通形成されており、該貫通孔９９ａは、連通孔９０Ｂと連通している。そして、第２ビームスプリッタ９７を透過して連通孔９０Ｂから射出された計測光ＳＬ３は、ロッド部材９９の貫通孔９９ａ内に入射し、該貫通孔９９ａ内をその長手方向（即ち、Ｚ軸方向）に沿って進行する。また、ロッド部材９９の先端には、貫通孔９９ａの＋Ｚ方向側の開口端から射出された計測光ＳＬ３を径方向外側に向けて射出させるための第１反射面１００を有する第１反射部材１００Ａが設けられている。この第１反射部材１００Ａの第１反射面１００は、ロッド部材９９の貫通孔９９ａから射出された計測光ＳＬ３の入射角が略４５°となるように位置している。
【００６０】
第４ミラー３１の＋Ｚ方向側（即ち、露光光ＥＬが入射しない側）には、第１反射部材１００Ａの第１反射面１００から径方向外側に向けて射出された計測光ＳＬ３を戻すように全反射する被検面１０１を有する反射ミラー１０２が設けられている。この反射ミラー１０２の被検面１０１は、該被検面１０１に入射する計測光ＳＬ３の光路と略直交する平面であって、第４ミラー３１の中心軸３１ａを通るＸ軸方向に平行な仮想線３１ｂ上に位置している。こうした被検面１０１で反射された計測光ＳＬ３は、第１反射部材１００Ａの第１反射面１００によって−Ｚ方向側に反射され、第１反射面１００を介してロッド部材９９の貫通孔９９ａ内に入射し、該貫通孔９９ａ内を−Ｚ方向側に向けて進行する。そして、貫通孔９９ａの−Ｚ方向側の開口端から射出された計測光ＳＬ３の大部分は、連通孔９０Ｂを介して干渉計用収容空間９０Ａ内に入射した後、第２ビームスプリッタ９７の第２光学面９６及び第１ビームスプリッタ９３の第１光学面９２を介して径方向観察部９５側に導かれる。このとき、被検面１０１で反射された計測光ＳＬ３と基準面１０４で反射された計測光ＳＬ３とは、互いに干渉し合う。すなわち、径方向観察部９５は、ロッド部材９９と被検面１０１との差（即ち、間隔Ｈ３）に応じた干渉縞を計測可能である。
【００６１】
ここで、ロッド部材９９及び延設部材１０３は、フランジ４１にそれぞれ固定されているため、鏡筒４０の温度と略同等の温度をそれぞれ有しているということができる。ロッド部材９９は、鏡筒４０と同じ材料で構成されている。そのため、もし仮に鏡筒４０が熱膨張した場合、ロッド部材９９のＺ軸方向への熱膨張量（延び量）は、鏡筒４０のＺ軸方向への熱膨張量と略同等となる。一方、延設部材１０３は、線熱膨張係数が鏡筒４０やロッド部材９９を構成する材料のＮ倍となる材料で構成されると共に、そのＺ軸方向における長さがロッド部材９９のＺ軸方向における長さの１／Ｎ倍である。そのため、もし仮にロッド部材９９がＺ軸方向に熱膨張した場合、延設部材１０３のＺ軸方向への熱膨張量は、ロッド部材９９のＺ軸方向への熱膨張量と略同等となる。したがって、ロッド部材９９のＺ軸方向への熱膨張をキャンセルすることが可能である。
【００６２】
図８には、計測装置６０において鏡筒４０の内周面の直径を計測する直径計測用干渉計１１０が図示されている。この直径計測用干渉計１１０は、周方向において軸方向干渉計６１、径方向干渉計７５及び径方向干渉計９０と異なる位置に配置されている。すなわち、フランジ４１内において周方向において軸方向干渉計６１、径方向干渉計７５及び径方向干渉計９０と異なる位置には、直径計測用収容空間１１０Ａが形成されている。この直径計測用収容空間１１０Ａ内には、Ｚ軸方向と直交する方向であって且つ鏡筒４０の中心軸ＡＸに向かう径方向である第２方向に計測光ＳＬ４を出力する直径計測用発光部１１２が設けられている。
【００６３】
また、直径計測用収容空間１１０Ａ内の径方向内側において、直径計測用発光部１１２から出力される計測光ＳＬ４の光路には、該計測光ＳＬ４が入射する光学面１１４を有する第１ビームスプリッタ１１５が設けられている。第１ビームスプリッタ１１５の光学面１１４は、直径計測用発光部１１２から出力された計測光ＳＬ４の入射角が４５°となるように配置されている。そして、光学面１１４に対して直径計測用発光部１１２側から入射した計測光ＳＬ４の大部分は、光学面１１４を透過した後、鏡筒４０内を第２方向（図８では上方）に沿って進行する。
【００６４】
また、直径計測用収容空間１１０Ａにおいて第１ビームスプリッタ１１５の側方には、ＣＣＤなどの撮像素子を有する直径計測用観察部１１７が設けられている。この直径計測用観察部１１７は、第１ビームスプリッタ１１５の光学面１１４側から入射する光を観察可能に配置されている。そして、直径計測用観察部１１７による観察結果は、後述する制御装置１３０に出力される。
【００６５】
フランジ４１の内側面側であって周方向において第１ビームスプリッタ１１５と同一集方向位置には、透光性材料で構成される板状の基準部材１１８が設けられている。この基準部材１１８には、直径計測用発光部１１２から出力された計測光ＳＬ４の一部を第１ビームスプリッタ１１５側に戻すように反射させると共に、残りの計測光ＳＬ４を透過させる基準面１１９が形成されている。この基準面１１９は、該基準面１１９に入射する計測光ＳＬ４の光路に略直交する平面であって、その凹部分と凸部分との高低差が計測光ＳＬ４の波長の１／２０以下となるように加工（例えば研磨）されている。また、基準部材１１８において基準面１１９の反対側の面には、非反射コートを製膜してもよい。
【００６６】
フランジ４１の内側面において、中心軸ＡＸを挟んで直径計測用発光部１１２の反対側には、被検面１２０が加工形成されている。この被検面１２０には、入射する計測光ＳＬ４を全反射するための反射コートが製膜されている。こうした被検面１２０によって反射された計測光ＳＬ４の大部分は、第２方向に沿って第１ビームスプリッタ１１５側に進行した後、その光学面１１４によって直径計測用観察部１１７側に反射される。このとき、被検面１２０で反射された計測光ＳＬ４と基準面１１９で反射された計測光ＳＬ４とは、互いに干渉し合う。すなわち、直径計測用観察部１１７は、基準面１１９と被検面１２０との差に応じた干渉縞を計測可能である。
【００６７】
次に、本実施形態の露光装置１１を制御する制御装置について図９に基づき説明する。
図９に示すように、制御装置１３０の図示しない入力側インタフェースには、計測装置６０が電気的に接続されている。また、制御装置１３０の図示しない出力側インタフェースには、各ミラー保持装置４３Ａ〜４３Ｆ（より詳しくは、リンク５０内のアクチュエータ５５）が電気的に接続されている。また、制御装置１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどから構築されるコンピュータ１３１と、各ミラー２８〜３３のＺ軸方向における位置を算出するための軸方向算出部１３２と、各ミラー２８〜３３の径方向における位置を算出するための径方向算出部１３３とを備えている。
【００６８】
コンピュータ１３１は、各算出部１３２，１３３での算出結果に基づき、各ミラー保持装置４３Ａ〜４３Ｆの駆動を個別に制御する。すなわち、コンピュータ１３１からの制御指令に基づき、各ミラー２８〜３３の位置及び姿勢がそれぞれ調整される。
【００６９】
軸方向算出部１３２には、ミラー２８〜３３毎に設けられた各軸方向干渉計６１の軸方向観察部６６から観察結果が電気信号として入力される。すなわち、軸方向算出部１３２は、各軸方向観察部６６で観察された干渉縞に基づき、各ミラー２８〜３３のＺ軸方向における位置を算出する。ここで、本実施形態の鏡筒４０は、線熱膨張係数が非常に低い材料で構成されているため、鏡筒４０は、ほとんど熱膨張しない。したがって、本実施形態の軸方向算出部１３２は、フランジ４１の−Ｚ方向側の面４１ａを基準とした各ミラー２８〜３３のＺ軸方向における位置を個別に算出することが可能である。
【００７０】
径方向算出部１３３には、ミラー２８〜３０，３２，３３毎に設けられた径方向干渉計７５の径方向観察部８０、第４ミラー３１用の径方向干渉計９０の径方向観察部９５、及び直径計測用干渉計１１０の直径計測用観察部１１７から観察結果が電気信号として入力される。すなわち、径方向算出部１３３は、各径方向干渉計７５の径方向観察部８０で観察された干渉縞に基づき、鏡筒４０内でのＸＹ平面での各ミラー２８〜３０，３２，３３の位置を個別に算出する。上述したように、本実施形態の鏡筒４０はほとんど熱膨張しない。そのため、本実施形態の径方向算出部１３３は、鏡筒４０の中心軸ＡＸを基準としたＸＹ平面での各ミラー２８〜３０，３２，３３の位置を個別に算出することが可能である。
【００７１】
また、径方向算出部１３３は、直径計測用干渉計１１０の直径計測用観察部１１７で観察された干渉縞に基づき、鏡筒４０の直径を算出すると共に、鏡筒４０の中心軸ＡＸから鏡筒４０の内側面４０ａまでの距離（即ち、半径であって、以下、第１距離という。）を算出する。また、径方向算出部１３３は、径方向干渉計９０の径方向観察部９５で観察された干渉縞に基づき、鏡筒の側壁から第４ミラー３１の中心軸３１ａまでの距離（以下、第２距離という。）を算出する。そして、径方向算出部１３３は、第１距離、第２距離及び鏡筒４０の厚みを加算することにより、鏡筒４０の中心軸ＡＸを基準とした第４ミラー３１のＸＹ平面での位置を算出する。
【００７２】
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）鏡筒４０は、低熱膨張材料で構成されるため、熱膨張しにくい。そのため、ミラー保持装置４０Ａ〜４０Ｆを介して鏡筒４０に支持されるミラー２８〜３３の鏡筒４０の熱膨張に起因した変位が抑制される。また、本実施形態の投影光学系１６には、鏡筒４０に対するミラー２８〜３３の位置を計測する計測装置６０が設けられている。そのため、露光処理中であっても、鏡筒４０に対するミラー２８〜３３の位置を計測できる。したがって、リソグラフィ工程の効率を維持しつつ、投影光学系１６の波面収差を好適に維持できる。
【００７３】
（２）ミラー保持装置４０Ａ〜４０Ｆを介して鏡筒４０に支持されるミラー２８〜３３は、ミラー保持装置４０Ａ〜４０Ｆを構成するアウタリング４６、インナリング４８、各保持機構４９及び各リンク５０の熱変形によって変位することがある。また、従来では、鏡筒（以下、従来鏡筒ともいう。）は、本実施形態の鏡筒４０に比して、構成する材料の線熱膨張係数が高いため、熱膨張しやすい。そのため、従来鏡筒の熱膨張によってミラー２８〜３３が変位することがある。この点、本実施形態では、鏡筒４０はほとんど熱膨張しない。そのため、本実施形態の投影光学系１６は、ミラー２８〜３３が不必要に変位しにくい構成であるということができる。
【００７４】
（３）しかも、本実施形態の投影光学系１６には、ミラー２８〜３３の鏡筒４０に対する位置を計測するための計測装置６０が設けられている。そのため、アウタリング４６、インナリング４８、各保持機構４９及び各リンク５０の熱変形に起因したミラー２８〜３３の変位を、速やかに計測できる。そして、この計測結果に基づきミラー保持装置４０Ａ〜４０Ｆの駆動を制御することにより、ミラー２８〜３３の変位を速やかに解消できる。
【００７５】
（４）鏡筒４０のフランジ４１は、ウエハステージ１７に保持されるウエハＷに対して移動不能な状態とされている。そして、本実施形態では、各軸方向干渉計６１を用いてフランジ４１に対する各ミラー２８〜３３のＺ軸方向における位置が計測される。そのため、各ミラー２８〜３３のＺ軸方向における位置調整を行うことにより、投影光学系１６の光学特性を良好に維持できる。
【００７６】
（５）各計測光ＳＬ１〜ＳＬ３の光路においてＺ軸方向に延びる光路（以下、Ｚ軸光路ともいう。）は、鏡筒４０の側壁に形成された貫通孔内に設けられている。そのため、各計測光ＳＬ１〜ＳＬ３のＺ軸光路を鏡筒４０の側壁外に設ける場合に比して、各計測光ＳＬ１〜ＳＬ３の光路と露光光ＥＬの光路が交差することを回避しやすい。したがって、露光処理中であっても、ミラー２８〜３３の位置を計測できる。
【００７７】
（６）径方向干渉計９０は、ロッド部材９９と、該ロッド部材９９の熱膨張量と略同等の熱膨張量を有する延設部材１０３とを備え、該延設部材１０３の先端に基準面１０４が設けられている。そのため、もし仮に鏡筒４０がＺ軸方向に熱膨張したとしても、その熱膨張をキャンセルして第４ミラー３１のＸＹ平面での位置を計測することができる。
【００７８】
（７）各干渉計６１，７５は、発光部６２，７６よりも被検面７０，８６に近い側に基準面６８，８５を配置した構成である。そのため、鏡筒４０の僅かな熱膨張に起因した検出誤差の発生を抑制できる。
【００７９】
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。
・実施形態において、ミラー２８〜３３のＺ軸方向における位置を計測するための計測部は、リニアエンコーダを備える構成であってもよい。すなわち、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、計測部は、Ｚ軸方向に沿って延びる短冊状のフィルム部材１４０を備え、該フィルム部材１４０は、鏡筒４０の内側面４０ａ側に設けられている。このフィルム部材１４０には、その長手方向に沿って等間隔に配置される複数のスリット１４１が形成されている。また、計測部は、ミラー（例えば第６ミラー３３）の側壁に設けられる保持部材１４２を備え、該保持部材１４２の基端は、第６ミラー３３に固定されている。また、保持部材１４２の先端は、二股状に分岐された一対の保持部１４２ａ，１４２ｂであり、両保持部１４２ａ，１４２ｂは、フィルム部材１４０を図１０（ｂ）における左右両側から挟むようにそれぞれ配置されている。また、第１保持部１４２ａには、計測光を発光する発光部１４３が設けられ、第２保持部１４２ｂには、フィルム部材１４０のスリット１４１を介した計測光を受光する受光部１４４が設けられている。この受光部１４４は、制御装置１３０に電気的に接続されており、制御装置１３０の軸方向算出部１３２は、受光部１４４からの電気信号に基づき第６ミラー３３のＺ軸方向における位置を算出する。
【００８０】
このように構成しても、フィルム部材１４０を保持する鏡筒４０は、ほとんど熱膨張しない。そのため、Ｚ軸方向において互いに隣り合うスリット１４１同士の間の間隔はほとんど変化しない。したがって、第６ミラー３３のＺ軸方向における位置を正確に検出できる。
【００８１】
なお、複数のスリット１４１が形成される部材は、フィルム部材の代りに、例えば鏡筒４０と同じ材料で構成される棒状部材であってもよい。
・実施形態において、ミラー２８〜３１，３３と鏡筒４０の内側面４０ａとの間隔を計測するための計測部は、静電容量センサを設けた構成であってもよい。
【００８２】
・実施形態では、鏡筒４０の側壁に貫通孔を形成し、該貫通孔内を計測光の光路としているが、鏡筒４０の側壁にＺ軸方向に延びる凹溝を形成し、該凹溝内を計測光の光路としてもよい。
【００８３】
・実施形態において、各干渉計６１，７５，９０は、発光部６２，７６，９１よりも被検面７０，８６，１０１に近い側に基準面６８，８５，１０４を配置した構成であるが、基準面６８，８５，１０４を被検面７０，８６，１０１よりも発光部６２，７６，９１に近い側に配置した構成であってもよい。例えば、各干渉計６１，７５，９０は、発光部６２，７６，９１、基準面６８，８５，１０４、第１ビームスプリッタ６４，７８．９３及び観察部６６，８０，９５をユニット化した構成であってもよい。
【００８４】
・実施形態において、計測装置６０は、直径計測用干渉計１１０を省略してもよい。このように構成しても、鏡筒４０はほとんど熱膨張しないため、その直径はほとんど変化しない。そのため、鏡筒４０の直径を図示しない記憶装置に予め記憶させておくことにより、鏡筒４０に対する第４ミラー３１のＸＹ平面での位置を計測できる。
【００８５】
・実施形態において、計測装置６０は、ミラー２８〜３３のＺ軸方向における位置を計測可能であれば、ミラー２８〜３３のＸＹ平面での位置を計測できない構成であってもよい。この場合、計測装置６０は、径方向干渉計７５，９０及び直径計測用干渉計１１０を省略してもよい。
【００８６】
・実施形態において、鏡筒４０を構成する材料は、線熱膨張係数が１．０×１０―６／℃以下であれば任意の低熱膨張材料であってもよい。例えば、ＵＬＥ（登録商標）やクリアセラム（登録商標）でもよい。
【００８７】
・実施形態において、鏡筒４０を構成する材料は、非透光性のセラミックスであってもよい。
・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。
【００８８】
・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。
【００８９】
こうした光を露光光ＥＬとして用いる場合、チャンバ１３内を真空雰囲気にしなくてもよい。この場合、もし仮に各計測光ＳＬ１〜ＳＬ３のＺ軸光路を鏡筒４０の側壁外に設けた場合、計測光ＳＬ１〜ＳＬ３によって鏡筒４０内の気体が揺らぐことがある。この点、各計測光ＳＬ１〜ＳＬ３のＺ軸光路を鏡筒４０の側壁内に設けることにより、鏡筒４０内の気体の揺らぎの発生を抑制でき、該揺らぎに起因した光学素子の振動発生を抑制できる。
【００９０】
・実施形態において、光源装置１２は、放電型プラズマ光源を有する装置でもよい。
・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。
【００９１】
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１１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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
図１２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。
【００９５】
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。
【符号の説明】
【００９６】
１１…露光装置、１４…照明光学系、１６…投影光学系、２８〜３３…光学素子としてのミラー、３１ａ…光軸としての中心軸、４０…鏡筒、４１…フランジ、４３Ａ〜４３Ｆ…光学素子保持装置としてのミラー保持装置、５５…アクチュエータ、６０…計測装置、６１…第１計測部を構成する軸方向干渉計（第１干渉計）、６２…第１発光部としての軸方向発光部、６６…第１観察部としての軸方向観察部、６８…第１基準面としての基準面、７０…第１ミラー部としての被検面、７５…第２計測部、間隔検出部を構成する径方向干渉計（第２干渉計）、７６，９１…第２発光部としての径方向発光部、８０，９５…第２観察部としての径方向観察部、８５，１０４…第２基準面としての基準面、８６，１０１…第２ミラー部としての被検面、９０…第２計測部、間隔検出部を構成する径方向干渉計（第２干渉計）、９６…分岐部としての第２光学面、１０３…延設部材、１１０…第２計測部、径検出部を構成する直径計測用干渉計、１３０…制御装置、１３１…制御部としてのコンピュータ、１３２…第１計測部を構成する軸方向算出部（第１算出部）、１３３…第２計測部を構成する径方向算出部（第２算出部、間隔算出部）、ＡＸ…鏡筒の中心軸、ＥＬ…放射ビームとしての露光光、Ｒ…マスクとしてのレチクル、ＳＬ１〜ＳＬ４…計測光、Ｗ…基板としてのウエハ。
【図１】
2011096931.tif 000003
【図２】
2011096931.tif 000004
【図３】
2011096931.tif 000005
【図４】
2011096931.tif 000006
【図５】
2011096931.tif 000007
【図６】
2011096931.tif 000008
【図７】
2011096931.tif 000009
【図８】
2011096931.tif 000010
【図９】
2011096931.tif 000011
【図１０】
2011096931.tif 000012
【図１１】
2011096931.tif 000013
【図１２】
2011096931.tif 000014