(57)【要約】【課題】  光学要素を支持する支持部材の変形や光学要素と支持部材との傾きの差異によって生じる計測誤差を低減しつつ光学要素の位置を計測可能な保持装置を提供することを目的とする。【解決手段】  光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記支持部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、  前記複数の接触部が実質的に第１平面上に存在し、前記光学要素の重心を通り前記第１平面に垂直な軸を回転軸とするとき、前記複数の接触部と前記センサによる複数の被検出箇所は、前記回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置される。【選択図】  図２
2008242448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記支持部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、
前記複数の接触部が実質的に第１平面上に存在し、前記光学要素の重心を通り前記第１平面に垂直な軸を回転軸とするとき、
前記複数の接触部と前記センサによる複数の被検出箇所は、前記回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置されることを特徴とする光学要素保持装置。
【請求項２】
光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記支持部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、
前記複数の接触部が実質的に第１平面上に存在し、前記複数の接触部を直線でつないで形成される多角形の重心を通り前記第１平面に垂直な軸を回転軸とするとき、
前記複数の接触部と前記センサによる複数の被検出箇所は、前記回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置されることを特徴とする光学要素保持装置。
【請求項３】
前記複数の接触部と前記センサによる複数の被検出箇所とが、前記光学要素の光軸回りの回転方向において実質的に同一の方向に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の光学要素保持装置。
【請求項４】
光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記支持部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、
前記複数の接触部を直線でつないで形成される多角形と、前記前記センサによる複数の被検出箇所を直線でつないで形成される多角形の各頂点の向きが実質的に一致することを特徴とする光学要素保持装置。
【請求項５】
前記支持部材は、前記光軸回りの回転方向に関して等間隔な３箇所で前記光学要素を支持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学要素保持装置。
【請求項６】
光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記光学要素に取り付けられたターゲット部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、
前記複数の接触部が実質的に第１平面上に存在し、前記光学要素の重心を通り前記第１平面に垂直な軸を回転軸とするとき、
前記複数の接触部と前記センサによる複数の被検出箇所は、前記回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置されることを特徴とする光学要素保持装置。
【請求項７】
光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記光学要素に取り付けられたターゲット部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、
前記複数の接触部が実質的に第１平面上に存在し、前記複数の接触部を直線でつないで形成される多角形の重心を通り前記第１平面に垂直な軸を回転軸とするとき、
前記複数の接触部と前記センサによる複数の被検出箇所は、前記回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置されることを特徴とする光学要素保持装置。
【請求項８】
光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記光学要素に取り付けられたターゲット部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、
前記複数の接触部を直線でつないで形成される多角形と、前記センサによる複数の被検出箇所を直線でつないで形成される多角形の各頂点の向きが実質的に一致することを特徴とする光学要素保持装置。
【請求項９】
前記支持部材は前記センサと対向する位置に切り欠きが設けられ、前記切り欠きの内側に前記被検出箇所が配置されることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の光学要素保持装置。
【請求項１０】
前記光学要素は鏡筒の内側に配置され、前記アクチュエータは前記鏡筒に対して前記支持部材を駆動し、前記センサは前記鏡筒に対する前記光学要素または前記ターゲット部材の相対変位を検出することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の光学要素保持装置。
【請求項１１】
前記光学要素は鏡筒の内側に配置され、前記アクチュエータは前記鏡筒に対して前記支持部材を駆動し、前記センサは前記支持部材に対する前記光学要素または前記ターゲット部材の相対変位を検出し、さらに前記鏡筒に対する前記支持部材の相対変位を検出する第２センサを備えることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の光学要素保持装置。
【請求項１２】
前記ターゲット部材はガラス材からなり、前記被被検出箇所に金属膜が形成されることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の光学要素保持装置。
【請求項１３】
原版のパターンを投影光学系によって基板上に投影して露光する露光装置であって、
前記投影光学系の一部を構成する光学要素を請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学要素保持装置で保持することを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
露光された基板を現像する工程とを備えることを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学要素を保持するための保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体露光装置等において、光学要素を保持するための保持装置が用いられる。
【０００３】
半導体露光装置はレチクルのパターンをシリコンウエハに転写して回路を形成する装置であり、高集積度の回路を形成するためにはウエハ上に多層に転写されるパターンの重ね合わせ精度を向上させる必要がある。
【０００４】
重ね合わせ精度を向上させるためには、アライメント誤差、倍率誤差、像歪みを抑える必要がある。アライメント誤差は、レチクルとウエハとの相対位置関係を調整することで低減することができる。倍率誤差は、投影光学系を構成する光学要素の一部を光軸方向に移動させることによって低減することができる。ここで光学要素を光軸方向に移動させるときには、光軸方向以外の他成分、とりわけ平行偏心および傾き誤差が大きくならないようにしなければならない。また像歪みは、投影光学系を構成する光学要素の一部を平行偏心あるいは傾き偏心させることによって低減することができる。
【０００５】
以上のことから、重ね合わせ精度を向上させるために光学要素を移動させる機構を備える保持装置が注目される。このような光学要素の保持装置として特許文献１に記載された構成を図１４に示す。
【０００６】
図１４において、可動レンズ３８ａは第１レンズセル４６の内周面上に複数突設された受け座に設置された状態で、レンズ押さえ部材等により固定されている。また第１レンズセル４６はインナリング部４４ａに固定され、インナリング部４４ａは連結アーム５９を介してアクチュエータ５０によって光軸方向に駆動される。
【０００７】
アクチュエータ５０は、インナリング４４ａの外側に配置されたアウタリング４４ｂの外周に沿って等角度間隔で３つ設けられる。またアウタリング部の外周方向に隣接するアクチュエータの中間には、アウタリング部４４ｂに対するインナリング部４４ａの位置を計測するセンサ７２が設けられる。センサ７２は３箇所に設けられ、それぞれがインナリング部４４ａとアウタリング部４４ｂとの光軸方向における相対移動量を計測できる。
【０００８】
また特許文献２に記載された保持装置を図１５に示す。
【０００９】
図１５において、複数のレンズ素子２ａは環状のレンズ枠に保持され、各レンズ枠は鏡筒６２ａ，６２ｂ，６２ｃの内側張出部６３ａ，６３ｂ，６３ｃに支持される。また、投影光学系１０の鏡筒６２ａ，６２ｂ，６２ｃに設けられた外側張出部３６ａ，３６ｂ，３６ｃに鏡筒を駆動するアクチュエータ６０ｂ、６０ｃと、鏡筒間の変位を検出する変位検出器６４ａ，６４ｂが設置される。
【特許文献１】特開２００１−３４３５７５号公報
【特許文献２】特開平１０−０５４９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の構成では、インナリング部４４ａを傾斜させたときにインナリング部４４ａが変形してしまう。これは、主にインナリング部４４ａを駆動するアクチュエータ５０とインナリング部４４ａとの接続部の回転方向のかわしが不十分であることに起因する。すると、センサによる傾斜量の検出結果がインナリング部４４ａの変形の影響を受けてしまい、インナリング部４４ａの傾斜を正しく検出することができなくなる。つまり、可動レンズ３８ａとインナリング部４４ａとの傾きにずれが生じてしまうことになる。
【００１１】
また、特許文献２の構成は、鏡筒間の変位を検出してアクチュエータで駆動するため、重量がある鏡筒を高い精度で位置決めすることが難しい。
【００１２】
本発明は、上述の点に鑑みなされたものであり、光学要素を支持する支持部材の変形や光学要素と支持部材との傾きの差異によって生じる計測誤差を低減しつつ光学要素の位置を計測可能保持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記支持部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、
前記複数の接触部が実質的に第１平面上に存在し、前記光学要素の重心を通り前記第１平面に垂直な軸を回転軸とするとき、前記複数の接触部と前記センサによる複数の被検出箇所は、前記回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置されることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の別の観点では、光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記支持部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、前記複数の接触部が実質的に第１平面上に存在し、前記複数の接触部を直線でつないで形成される多角形の重心を通り前記第１平面に垂直な軸を回転軸とするとき、
前記複数の接触部と前記センサによる複数の被検出箇所は、前記回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置されることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の別の観点では、光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記支持部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、前記複数の接触部を直線でつないで形成される多角形と、前記前記センサによる複数の被検出箇所を直線でつないで形成される多角形の各頂点の向きが実質的に一致することを特徴としている。
【００１６】
本発明の別の観点では、光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記光学要素に取り付けられたターゲット部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、前記複数の接触部が実質的に第１平面上に存在し、前記光学要素の重心を通り前記第１平面に垂直な軸を回転軸とするとき、前記複数の接触部と前記センサによる複数の被検出箇所は、前記回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置されることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の別の観点では、光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記光学要素に取り付けられたターゲット部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、前記複数の接触部が実質的に第１平面上に存在し、前記複数の接触部により形成される多角形の重心を通り前記第１平面に垂直な軸を回転軸とするとき、前記複数の接触部と前記センサによる複数の被検出箇所は、前記回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置されることを特徴としている。
【００１８】
さらに別の観点として、光学要素の周縁部の複数箇所で接触して前記光学要素を支持する支持部材と、前記支持部材を支持する鏡筒と、前記光学要素または前記光学要素に取り付けられたターゲット部材の変位を複数箇所で検出するセンサと、前記センサの出力にもとづいて前記光学要素を移動させるアクチュエータとを備える光学要素保持装置であって、前記複数の接触部を直線でつないで形成される多角形と、前記センサによる複数の被検出箇所を直線でつないで形成される多角形の各頂点の向きが実質的に一致することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光学要素を支持する支持部材の変形や光学要素と支持部材との傾きの差異によって生じる計測誤差を低減しつつ光学要素の位置を計測可能な保持装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施例１）
実施例１における光学要素保持装置を説明する。本実施例では、露光装置において投影光学系の一部を構成する光学要素を保持する例を示すがこれにかぎるものではない。すなわち、光学要素を高精度に位置決めする機器に本保持装置を適用することができる。
【００２１】
図１は、保持装置が適用される走査型露光装置の概略を示す図である。露光装置はスリット光をレチクルに照射する照明ユニット４と、レチクル５（原版）を搭載して移動するレチクルステージ６と、レチクル５のパターンをウエハ８上（基板上）に投影する投影光学系７と、ウエハ８（基板）を搭載して移動するウエハステージ９等を備える。
【００２２】
投影光学系７は、複数の鏡筒１１を備え、これらが光軸ＡＸ方向（図中のＺ軸方向）に積み重ねられて互いに締結される。投影光学系７は支持体としての鏡筒定盤１２によって支持され、鏡筒定盤１２は床に設置された本体１３に除振機構１４を介して支持される。この除振機構１４によって床からの振動が投影光学系７に伝達することを抑えることができる。
【００２３】
上述の構成により、露光が開始されるとレチクルステージ６とウエハステージ９は同期して走査駆動される。ウエハステージ９は光軸方向に移動する機構を有しており、これによって露光中にフォーカス調整を行うことができる。
【００２４】
図２（ａ）は鏡筒１１の内部を示す図であり、光軸方向から見た平面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。ここで光軸方向に延びる軸をＺ軸として、Ｚ軸と直交する平面内で直交する軸をＸ軸およびＹ軸とする。また光学要素１の光軸をＡＸで示す。
【００２５】
投影光学系７は所定の光学パワーをもつ光学要素１を複数備え、光学要素１は鏡筒１１の内側に配置される。本実施例では光学要素１としてレンズを用いた例を示すが、ミラーなどの光学要素を用いてもよく、その形状も限定されない。
【００２６】
以下、図２ないし図５を参照しつつ、光学要素１を保持する保持装置１００について説明をする。
【００２７】
保持装置１００は、光学要素１の周縁部の複数箇所で光学要素１を接触して支持する支持枠（支持部材）１０４を備える。さらに保持装置は光学要素１または光学要素１に取り付けられたターゲット部材の変位を複数箇所で検出するセンサ１０２と、センサ１０２の出力にもとづいて光学要素１を移動させるアクチュエータを含む駆動機構を備える。
【００２８】
光学要素１は、支持枠１０４に設けられた胴付き１０６によって光軸方向に接触して支持され、光学要素１と支持枠１０４との間に僅かに設けられた隙間に充填された接着剤によって半径方向に支持される。胴付き１０６は図９に示すような光学要素１と支持枠１０４が接する部分である。胴付き１０６は光学要素１の外周に沿って３箇所設けられ、光軸回りに略１２０°の間隔で設けられる。すなわち、支持枠１０４は、光軸回りの回転方向に関して等間隔な３箇所で光学要素１を支持する。このように支持することで、光学要素１の変形による影響を緩和することができる。光学要素１と支持枠１０４との間の隙間は０．０５から０．２ｍｍあればよい。接着剤は略全周にわたって充填されることが好ましく、接着剤の粘度と表面張力により、隙間内に接着剤はとどまって硬化する。
【００２９】
光学要素１を支持する支持枠１０４には外周に沿った６箇所に切り欠きが設けられ、そのうちの３箇所は駆動機構１１０の出力部に支持枠取り付けネジ１０５によって締結される。なお３箇所の締結部の高さを、駆動機構１１０と支持枠１０４の間に設けたスペーサ（不図示）によって相対的に同一にすることで、支持枠１０４および光学要素１に不要な変形が伝わるのを抑えることができる。また他の３箇所の切り欠きは、位置センサと対向する位置に設けられる。支持枠１０４の切り欠きの内側に位置センサ１０２による被検出部（被検出箇所）を配置することによって保持装置を小型化することができる。
【００３０】
駆動機構１１０および位置センサ１０２は鏡筒１１の平坦部に取り付けられ、それぞれ光軸回りに略１２０°の間隔で３つずつ配置される。駆動機構１１０（もしくはアクチュエータ１１２）および位置センサ１０２は、互いに６０°ずれた位置に配置されており、これによりスペース効率がよくなり装置が小型化できる。駆動機構１１０は光学要素制御系２０によって制御され、所定の光学要素を駆動することによって投影光学系７の光学性能を最適化することができる。光学要素制御系２０は、気圧センサ等の各種センサからの情報および予めメモリに記憶されたプログラムにもとづいて制御しうる。
【００３１】
つづいて位置センサ１０２の詳細について説明する。
【００３２】
位置センサ１０２は光学要素１の光軸方向および光軸と直行する半径方向における変位を検出するために用いられる。計測方法として、半導体レーザを用いた干渉型測長器、静電容量変位計、リニアエンコーダ、差動トランス変位計、渦電流変位計など要求精度に応じて好適に用いることが出来るが、本実施例では静電容量型の場合について述べることにする。
【００３３】
図３（ａ）に、図１で示した位置センサ１０２の断面斜視図を、図３（ｂ）にセンサヘッドとブラケットの斜視図を示す。
【００３４】
位置センサ１０２は、センサブラケット１２２と、センサブラケット１２２にネジで固定されたセンサヘッドとを備える。センサヘッドは、光軸に沿った方向における鏡筒１１に対する支持枠１０４の相対変位を計測できるように配置したＺ−センサヘッド１２０と、光軸に直交する半径方向における相対変位を計測できるように配置したＲ−センサヘッド１２１とを備える。
【００３５】
また、光学要素１の側面（コバ部）には被検出部材としてのターゲット部材１２３が設けられる。ターゲット部材１２３は光学要素１と一体的に形成されてもよく、接着、溶着、ネジ締結のいずれかにより光学要素１に固定されていてもよい。ターゲット部材１２３の材質は、光学要素１と略同一の線膨張係数の材質であることが好ましく、同一の材質がより好ましい。しかしながら、位置センサ１０２として静電容量型センサを用いる場合には、被検出部は導電性材料でなければならないため、ターゲット部材１２３の表面（被検出部）にスパッタリング法や真空蒸着法などによってアルミなどの金属膜をつけなければならない。一例として、ターゲット部材１２３はガラス材からなり、ターゲット部材１２３の被検出箇所に金属膜が形成されることが好ましい。
【００３６】
また、位置センサ１０２が静電容量型センサの場合には、ターゲット部材１２３の電極と位置センサ１０２の変換器とを接続する電気配線が設けられる。本実施例ではこの電気配線を経由して光学要素１に振動が伝わらないように、電気配線を支持枠１０４に一旦固定している。
【００３７】
図１で説明したように、位置センサ１０２は光軸回りに略１２０度の間隔で３箇所に設けられ、各位置センサは光軸から略等距離に配置される。このような構成により、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向における変位と、Ｘ軸回りの回転方向およびＹ軸回りの回転方向における角変位（回転量）を測定することができる。すなわち、３個のＺ−センサヘッドから得られる各変位値の平均値を光学要素１の中心のＺ軸方向における変位として算出し、３つの変位値と対応する点が形成する平面が、光軸と直交する平面となす角度から各回転方向における角変位を算出することができる。
【００３８】
本実施例では３つの駆動機構１１０によって光学要素１を３軸方向（Ｚ軸方向、Ｘ軸回りの回転方向、Ｙ軸回りの回転方向）に駆動することができる。したがって、３つの位置センサ１０２から得られるこれら３軸方向の変位にもとづいて光学要素１の位置を制御することができる。なお、位置センサ１０２から得られるＸ方向およびＹ方向における変位は、ウエハステージ９の駆動量または他の光学要素に設けた駆動機構の駆動量を補正するとよい。
【００３９】
本実施例によれば、光学要素１に取り付けられたターゲット部材１２３の変位を検出している。ただし、光学要素１または支持枠１０４の変位を検出するものであってもよい。このような構成であっても支持枠の変形に起因する光学要素１と支持枠との傾きの差を低減することができる。好適な例として光学要素１または光学要素１に取り付けられたターゲット部材１２３の変位を検出することによって、支持枠１０４の変形や、支持枠１０４と光学要素１との傾きの差異による計測誤差をさらに低減することができる。
【００４０】
また、光学要素１は胴付き１０６によって支持された部分以外は重力によって光軸方向に変形する。さらに駆動機構の動作によって、Ｘ軸回り、もしくはＹ軸回りに回転させられた場合、支持枠１０４は僅かに変形してしまう。本実施例によれば、胴付き１０６が光学要素１と接触する接触部と位置センサ１０２の被検出部（ターゲット部材１２３）は、ある回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置される。ここで、胴付き１０６が光学要素１と接触する接触部が実質的に第１平面上に存在し、光学要素１の重心を通り第１平面に垂直な軸を回転軸とする。この同一方向の一致の範囲は、適用される光学要素１の光学敏感度、すなわち許容される誤差によって異なる。例えば±５度の範囲であれば、傾き角度検出の誤差に影響しない場合が多いうえ、比較的光学要素１の直径が小さい場合でも駆動機構１１０と干渉することなく配置することが可能である。これによって、上述の変形が小さい箇所で検出を行うことができる。すなわち変形による計測誤差をさらに低減することができる。
【００４１】
また、光学要素１の重心を通る回転軸の代わりに、複数の接触部を直線でつないで形成される多角形の重心を通り第１平面に垂直な軸を回転軸としてもよい。もちろん、光学要素１の重心を通る回転軸と多角形の重心を通る回転軸とが一致してもよい。
【００４２】
本実施例では光学要素１の光軸が上述の回転軸と一致する例を示すが、光軸が回転軸と一致しない場合にも適用可能であり、これについては実施例３で説明する。すなわち、実施例１における光軸を上記回転軸と置き換えることも可能である。
【００４３】
また、観点を変えると、本実施例のように接触部とセンサが３つ以上ある場合に、複数の接触部を直線でつないで形成される多角形と、センサの被検出部を直線でつないで形成される多角形の各頂点の向きが実質的に一致するということができる。
【００４４】
以上のようにして、位置センサ１０２は鏡筒１１に対する光学要素１またはターゲット部材１２３の相対変位を検出することができる。
【００４５】
つぎに駆動機構の詳細について説明する。図４（ａ）は駆動機構１１０を分解したものを光軸方向からみた平面図である。図４（ｂ）は側面図であり、図４（ｃ）は斜視図である。
【００４６】
駆動機構１１０は、ピエゾアクチュエータ１１２と、ピエゾアクチュエータ１１２の変位を伝える本体１１１と、本体から伝えられた変位の方向を変換する方向変換部材１１５等を備える。ピエゾアクチュエータ１１２は、電歪素子と電極とが交互に積層された駆動源と、駆動源を封入して伸縮可能な密閉型円筒容器とを備え、印加電圧に略比例してＸ軸方向の全長が増加する。なお、本実施例では好適な例としてピエゾアクチュエータを用いた例を説明するが、これにかぎるものではなく、モータとボールネジを組み合わせた直動機構などを用いることもできる。
【００４７】
本体１１１は略Ｈ型形状であり、複数のリンク（たとえば１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｈ等）によってリンク機構を構成する。方向変換部材１１５は２つの窓部を有し、複数のリンク（たとえば１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄ等）によってリンク機構を構成する。これらのリンク機構によってピエゾアクチュエータ１２のＸ方向変位は本体１１１から方向変換部材１１５へ伝えられ、方向変換部材１１５によってＺ方向変位として出力される。リンク機構の詳細については後述する。
【００４８】
ここで、本体１１１と方向変換部材１１５の製作方法について説明をする。
【００４９】
まず母材となる板状金属ブロックをフライス加工及びワイヤ放電加工することによって、本体部の外形（リンク機構）を形成する。つぎに、穴あけ加工機によって固定リンク１１１ｈのネジ用丸穴を加工したのち、変位取り出しリンク１１１ａ，１１１ｂの側面から取り付けネジ穴の下穴およびネジの逃げ穴を加工する。そして、ピエゾ調整ネジ１１３を装填するためのピエゾ調整ネジ穴１１１ｍをネジ加工し、加工が完了する。
【００５０】
同様に、母材となる板状金属ブロックをフライス加工及びワイヤ放電加工することによって、方向変換部材１１５の外形（リンク機構）を形成する。つぎに、穴あけ加工機によってレンズ枠取り付けネジ穴１１５ｊの下穴を加工したのち、両側側面から取り付けネジ穴の下穴およびネジの逃げ穴を加工する。最後にレンズ枠取り付けネジ穴１１５ｊと、水平リンク１１５ａ及び１１５ｂの下穴にネジ加工し、加工が完了する。
【００５１】
次に駆動機構の組立手順について説明する。
【００５２】
まず、方向変換部材１１５の２箇所の窓部に対して変位取り出しリンク１１１ａ，１１１ｂおよび連結リンク１１１ｅ，１１１ｆを挿入し、変換部材結合ネジ１１６によって変位取り出しリンクと連結リンクを締結する。次に変位取り出しリンク１１１ａと１１１ｂの間にピエゾ受けリンク１１１ｑ，１１１ｒを介してピエゾアクチュエータを装填する。そして、ピエゾ調整ネジ穴１１１ｍの外側からピエゾ調整ネジ１１３をねじ込むことによって、ピエゾアクチュエータ１１２をピエゾ受けリンクに押しつけて接触させる。このようにしてピエゾ調整ネジ１１３は、ピエゾアクチュエータ１１２の寸法誤差を補正し、さらに予圧を与えるために用いられる。ピエゾ調整ネジのねじ込み量はピエゾアクチュエータの予圧量と概ね比例関係にあるため、このねじ込み量を調整することによって個々のピエゾアクチュエータの特性のばらつきによる影響を軽減することができる。ねじ込み量の調整はダイヤルゲージなどを用いればよく、例えばレンズ枠駆動リンク１１５ｇのＺ軸方向の移動量をダイヤルゲージで計測すればよい。また、ピエゾ調整ネジが緩まないようにナットで留めることが好ましい。
【００５３】
最後に、駆動機構取り付けネジを用いて方向変換部材１１５のうち変位しない部分と、本体１１１の固定リンク１１１ｈを鏡筒１１の平坦部に締結して組立が完了する。なお、図において方向変換部材１１５の下面の３箇所で鏡筒１１に取り付けられているが、これは駆動機構による駆動力が鏡筒に伝わって不要な変形を発生させて、さらに位置センサ１０２の取り付け面を変形させて、計測誤差を引き起こすのを抑えるためである。鏡筒の平坦部が厚くするなどして剛性を十分高くした場合には、方向変換部材の下面全面で鏡筒に締結してもよい。
【００５４】
つぎに、図５（ａ）および図５（ｂ）を参照しつつ本体部１１１および方向変換部材１１５のリンク機構の動作について説明する。図５（ａ）および図５（ｂ）はそれぞれ図４（ａ）および図４（ｂ）を模式的に表した図である。
【００５５】
変位取り出しリンク１１１ａ，１１１ｂとピエゾ受けリンク１１１ｑ，１１１ｒとは弾性ヒンジＨ１１，Ｈ２１を介して連結される。また変位取り出しリンク１１１ａ，１１１ｂと固定リンク１１１ｈとは弾性ヒンジＨ１２，Ｈ２２を介して連結される。さらに変位取り出しリンク１１１ａ，１１１ｂと連結リンク１１１ｅ，１１１ｆとは弾性ヒンジＨ１３，Ｈ２３を介して連結される。
【００５６】
なお、上述したピエゾ調整ネジ１１３をピエゾ受けリンク１１１ｑ，１１１ｒの両方に設けることによって、これらの弾性ヒンジの位置を調整することが容易となる。本体１１１に配置された弾性ヒンジＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３をＹ軸と平行な直線上に並べて、弾性ヒンジＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３をＹ軸と平行な直線上に並べる方が運動の精度上好ましい。
【００５７】
ピエゾアクチュエータ１１２に設けられた２本の電極端子（不図示）に電圧を印加すると、ピエゾアクチュエータ１１２の全長ＬはＸ軸方向にｄＬだけ伸張する。すると、一方のピエゾ受けリンク１１１ｑは図中左方向にｄＸ１＝ｄＬ／２だけ変位し、他方のピエゾ受けリンク１１１ｒは図中右方向にｄＸ２＝ｄＬ／２だけ変位する。その結果、ヒンジＨ１２及びＨ２２を中心に変位取り出しリンク１１１ａ，１１１ｂはＺ軸回りに微小角度だけ回転し、連結リンク１１１ｅは図中右方向にｄＸ３だけ変位し、連結リンク１１１ｆは図中左方向にｄＸ４だけ変位する。
【００５８】
図５（ａ）に記載されるように、アクチュエータ変位前（実線）の変位取り出しリンク１１１ａ，１１１ｂの長さをａ＋ｂのように定義すると、変位量ｄＸ３，ｄＸ４はそれぞれ変位量ｄＸ１，ｄＸ２のおよそｂ／ａ倍となる。ここで、この倍率を本体部の幾何倍率αと定義する。変位取り出しリンク１１１ａ及び１１１ｂの撓み変形や弾性ヒンジの伸びなどにより幾何倍率αが低下し、駆動ロスにつながるため、リンク形状には十分注意する必要がある。
【００５９】
連結リンク１１１ｅ及び１１１ｆのＸ軸方向の変位は、図５（ｂ）に示したように、方向変換部材１１５の水平リンク１１５ａ及び１１５ｂに伝達される。水平リンク１１５ａ，１１５ｂがＸ軸方向に変位すると、Ｘ軸に対して角度θをなして配置された方向変換リンク１１５ｃ及び１１５ｄが回転し、方向変換リンクと連結されたレンズ枠駆動リンク１１５ｇをＺ軸方向にｄＺだけ変位する。ここで、水平リンク１１５ａ，１１５ｂと方向変換リンク１１５ｃ，１１５ｄとは弾性ヒンジＨ１５，Ｈ２５を介して連結され、方向変換リンク１１５ｃ，１１５ｄとレンズ枠駆動リンク１１５ｇとは弾性ヒンジＨ１４，Ｈ２４を介して連結される。
【００６０】
変位ｄＺ５は、水平リンク１１５ａ及び１１５ｂの変位（平均値）の概ねｃｏｔθ倍となる。ここで、この倍率を方向変換部材１１５の幾何倍率βと定義する。本体１１１と方向変換部材１１５を組合わせた駆動機構全体の幾何倍率γは、両者の幾何倍率の積（α×β）で表すことができる。
【００６１】
ピエゾアクチュエータ１１２の僅かな発生変位ｄＬから大きな変位を取り出して光学要素の駆動範囲を大きくするためにはαおよびβの少なくとも一方を大きくとることが望ましい。αを大きくとるには、変位取り出しリンク１１１ａ，１１１ｂの形状パラメータａを小さくしてｂを大きくすればよい。βを大きくするためには、θを小さくとればよい。しかし、ｂを大きくとると鏡筒１１の直径が大きくなるため、設計上制約がある。また拡大率を大きくすると、駆動機構１１０の固有振動数の低下につながり、例えば鏡筒外部からの振動を光学要素１に伝えて像性能の悪化、駆動速度の低下を引き起こしうるため、配慮が必要である。振動を考慮すると、幾何倍率γは０．７以上２以下でとるのが好ましい。また、Ｚ軸方向のスペースを考慮すると方向変換リンクがＸ軸となす角度θは３０〜６０度の間でとることが好ましく、この場合に幾何倍率βはおよそ０．５７〜１．７２の間をとることになる。
【００６２】
以上にように、ピエゾアクチュエータ１１２の伸張に伴いレンズ枠駆動リンク１１５ｇがＺ軸方向に変位するが、このリンクはＸ軸方向及びＹ軸方向には変位せずにＺ軸方向のみに変位することが望ましい。そこで以下のような補助リンクが設けられる。
【００６３】
レンズ枠駆動リンク１１５ｇのＸ軸方向の変位を規制するために、リンクの左右両側にサポートリンク１１５ｅ及び１１５ｆが連結される。このリンクにより、レンズ枠駆動リンク１１５ｇはＺ軸方向に自由度をもち、Ｘ軸方向に自由度をもたない。
【００６４】
また、レンズ枠駆動リンク１１５ｇのＹ軸方向の変位を規制するために、サポートリンク１１５ｓ及び１１５ｔが設けられる。サポートリンク１１５ｓ，１１５ｔは、弾性ヒンジＨ１６，Ｈ２６を介して水平リンク１１５ａ，１１５ｂに連結され、弾性ヒンジＨ１７，Ｈ２７を介して固定リンク１１５ｗに連結される。このリンクは、水平リンク１１５ａ及び１１５ｂの中央寄りに配置され、水平リンクのＸ軸方向の自由度を維持したまま、Ｙ軸方向の自由度を規制する。水平リンク１１５ａ，１１５ｂがＹ軸方向に規制されることによって、方向変換リンク１１５ｃ，１１５ｄ，レンズ枠駆動リンク１１５ｇはＹ軸方向に規制される。以上の構成により、レンズ枠駆動リンク１１５ｇ上のネジ穴１１５ｊの領域はＺ軸方向のみに変位し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への自由度が規制されるため、レンズ枠駆動リンク１１５ｇに締結されたレンズ枠１０４をＺ軸方向に正確に駆動することができる。
【００６５】
本体１１１は、変位取り出しリンク１１１ａ、及び１１１ｂがそれぞれ弾性ヒンジＨ１２、Ｈ２２を中心に回転する機構である。そのため、方向変換部材の水平リンク１１５ａ、１１５ｂが厳密にはわずかにＹ軸方向に変位しやすく、それにつれてレンズ枠駆動リンク１１５ｇもＹ軸方向に変位しやすい。補助リンクによりこの変位は軽減されているが、要求される駆動精度によっては十分でない場合がある。このようなＺ軸方向以外の変位はレンズ枠１０４の変形を引き起こし、さらにはレンズの変形を招き、光学性能の悪化につながる有害な成分になる可能性がある。したがって、レンズ枠駆動リンク１１５ｇのＹ軸方向の変位をできるだけ小さく抑えることが望ましい。
【００６６】
以上のようにして、アクチュエータ１１２は鏡筒１１に対して支持枠１０４を駆動する。
【００６７】
次に、図６を用いて光学要素を制御する光学要素制御系について説明する。
【００６８】
光学要素制御系２０は、複数の光学要素用ＣＰＵ２２（または制御回路）を備え、各ＣＰＵがセンサ１０２の出力にもとづいて各光学要素の駆動を制御する。各光学要素用ＣＰＵ２２には、３つのピエゾドライバ２１および３つの位置センサ１０２が接続される。各ピエゾドライバにはピエゾアクチュエータ１１２が接続され、各位置センサ１０２は前述したように光軸方向検出用と半径方向検出用の２つのセンサを備える。
【００６９】
また、各光学要素用ＣＰＵ２２は露光装置の制御を行うための露光装置用ＣＰＵ２３と接続される。露光装置用ＣＰＵ２２３は除振機構制御系２４、照明ユニット４の照明モードおよび光量を制御する照明制御系２５、レチクルステージ制御系２６、ウエハステージ制御系２７等と接続される。
【００７０】
図７を用いて図６における光学要素制御系を用いた光学要素の制御フローについて説明する。
【００７１】
光学要素用ＣＰＵ２２は、露光装置用ＣＰＵ２３と通信することによって、光学要素駆動ルーチンを開始する（ステップＳ１０１）。
【００７２】
駆動ルーチンが開始されると、光学要素用ＣＰＵ２２は露光装置用ＣＰＵから光学要素の駆動波形に関するルックアップテーブルを読み込む（ステップＳ１０３）。このテーブルには照明モードによる光学要素の駆動補正量、スキャン駆動にともなって発生するレチクル像の各種収差を実時間で補正するための駆動波形、光学要素の光学特性変化を補正するための補正量などの補正パラメータが含まれる。ここで、光学要素の光学特性変化は、たとえば照明光が光学要素に吸収されて発熱することによって生じうる。
【００７３】
つぎに、気圧センサ（不図示）によって光学要素の周囲の気圧を検出し、この気圧にもとづいて光学要素の位置補正量を算出する（ステップＳ１０５）。このように光学要素の位置を補正することによって気圧に起因する屈折率変動の影響を低減することができる。
【００７４】
そして、ステップＳ１０３およびＳ１０５で取得した情報にもとづいて光学要素１のＺ軸方向における駆動波形、θｘ方向及びθｙ方向における駆動波形を生成する（ステップＳ１０７）。
【００７５】
ここで、ステップＳ１０７で生成した３軸方向の駆動波形（Ｚ，θｘ，θｙ）を軸変換して、各駆動機構１１０のＺ軸方向における駆動波形（Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ）にする（ステップＳ１０９）。
【００７６】
この状態で光学要素用ＣＰＵは、露光装置用ＣＰＵ２３と通信して駆動開始指令を待つ。駆動開始指令を受けない場合にはそのまま待機し（ステップＳ１１１）、駆動開始指令を受けたら光学要素の駆動を開始する（ステップＳ１１３）。
【００７７】
ステップＳ１１３では、ステップＳ１０９にて生成した駆動波形で光学要素を駆動するために位置センサ１０２の出力をモニタしながら駆動制御する。
【００７８】
Ｓ１０１〜Ｓ１１３を経て１回の光学要素駆動ルーチンが終了し、リターンすることによってルーチンを繰り返すことができる（ステップＳ１１５）。
【００７９】
以上のフローを実行することで光学要素の結像性能を向上させることができる。また、複数の光学要素で同様の駆動制御を行うことによって、投影光学系全体の結像性能を最適化し、レチクルのパターンをウエハに正確に投影することができる。
【００８０】
（実施例２）
図８および図９を用いて実施例２における光学要素保持装置について説明をする。なお、実施例１と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付し、本実施例で言及しない箇所については実施例１と同様であるものとする。
【００８１】
図８（ａ）は図１における鏡筒１１の内部を示す図であり、光軸方向から見た平面図である。図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【００８２】
保持装置は、光学要素１の周縁部の複数箇所で光学要素１を接触して支持する支持枠（支持部材）１０４を備える。保持装置は光学要素１または光学要素１に取り付けられたターゲット部材の変位を複数箇所で検出するセンサ１０２と、センサ１０２の出力にもとづいて光学要素１を移動させるアクチュエータを含む駆動機構を備える。
【００８３】
光学要素１は、支持枠１０４に設けられた胴付き（支持部）１０６によって光軸方向に接触して支持され、光学要素１と支持枠１０４との間に僅かに設けられた隙間に充填された接着剤によって半径方向に支持される。胴付き１０６は光学要素１の外周に沿って３箇所設けられ、光軸回りに略１２０°の間隔で設けられる。すなわち、支持枠１０４は、光軸回りの回転方向に関して等間隔な３箇所で光学要素１を支持する。
【００８４】
光学要素１を支持する支持枠１０４には外周に沿った６箇所に切り欠きが設けられ、そのうちの３箇所は駆動機構１１０の出力部に支持枠取り付けネジ１０５によって締結される。
【００８５】
また他の３箇所の切り欠きは、位置センサと対向する位置に設けられる。支持枠１０４の切り欠きの内側に位置センサ１０２による被検出箇所を配置することによって保持装置を小型化することができる。ここで、実施例１の場合に比べて切り欠きを小さくでき、この３箇所の切り欠きを省略することもできる。
【００８６】
駆動機構１１０および位置センサ１０２は、それぞれ光軸回りに略１２０°の間隔で３つずつ配置される。駆動機構１１０（もしくはアクチュエータ１１２）および位置センサ１０２は、互いに６０°ずれた位置に配置されており、これによりスペース効率がよくなり装置が小型化できる。
【００８７】
図９（ａ）は図８（ａ）における位置センサ１０２の詳細を示す図である。位置センサ１０２は、鏡筒１１に設けられ鏡筒１１に対する支持枠１０４の相対変位を検出する第１センサ１２４を備える。さらに、支持枠１０４に設けられ支持枠１０４に対する光学要素１または光学要素１に取り付けられたターゲット部材１３１の位置を検出する第２センサ１２５とを備える。図においてはターゲット部材１３１の位置を検出する例を示す。
【００８８】
第１センサ１２４は、鏡筒に配置されたセンサブラケット１２６と、センサブラケット１２６にネジで固定されたセンサヘッドとを備える。センサヘッドは、光軸方向の相対変位を検出できるように配置したＺ−センサヘッド１２７と、光軸に直交する半径方向の相対変位を検出できるように配置したＲ−センサヘッド１２８とを備える。
【００８９】
また、支持枠１０４にはセンサヘッド１２７，１２８によって検出される被検出部が設けられる。本実施例では支持枠１０４が有する光軸と直交する平面および半径方向と直交する面を被検出箇所としたが、別途接着、溶着、ネジ締結のいずれかにより支持枠１０４に被検出箇所としてターゲット部材が固定されていてもよい。
【００９０】
図９（ｂ）は第２センサ１２５を分解した図である。第２センサ１２５は、支持枠１０４に配置されたセンサブラケット１２９と、センサブラケット１２９にネジで固定されたセンサヘッドとを備える。センサヘッドは、光軸に沿った方向の相対変位を検出できるように配置したＺ−センサヘッド１３０を備える。
【００９１】
また、光学要素１にはセンサヘッド１３０によって検出される被検出部としてのターゲット部材１３１が設けられる。光学要素１に設けられたターゲット部材１３１については実施例１で説明したターゲット部材１２３と同様のものが用いられる。
【００９２】
本実施例によれば、光学要素１に取り付けられたターゲット部材１２３の変位を検出している。ただし、光学要素１または支持枠１０４の変位を検出するものであってもよい。このような構成であっても支持枠の変形に起因する光学要素１と支持枠との傾きの差を低減することができる。好適な例として光学要素１または光学要素１に取り付けられたターゲット部材１２３の変位を検出することによって、支持枠１０４の変形や、支持枠１０４と光学要素１との傾きの差異による計測誤差を低減することができる。
【００９３】
また、光学要素１は胴付き１０６によって支持された部分以外は重力によって光軸方向に変形する。さらに駆動機構の動作によって、Ｘ軸回り、もしくはＹ軸回りに回転させられた場合、支持枠１０４は僅かに変形してしまう。本実施例によれば、胴付き１０６が光学要素１と接触する接触部と位置センサ１２５の被検出部（ターゲット部材１３１）は、ある回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置される。ここで、胴付き１０６が光学要素１と接触する接触部が実質的に第１平面上に存在し、光学要素１の重心を通り第１平面に垂直な軸を回転軸とする。この同一方向の一致の範囲は、適用される光学要素１の光学敏感度、すなわち許容される誤差によって異なる。例えば、±５度の範囲であれば、傾き角度検出の誤差に影響しない場合が多いうえ、比較的光学要素１の直径が小さい場合でも駆動機構１１０と干渉することなく配置することが可能である。これによって、上述の変形が小さい箇所で検出を行うことができる。すなわち変形による計測誤差をさらに低減することができる。
【００９４】
また、光学要素１の重心を通る回転軸の代わりに、複数の接触部を直線でつないで形成される多角形の重心を通り第１平面に垂直な軸を回転軸としてもよい。もちろん、光学要素１の重心を通る回転軸と多角形の重心を通る回転軸とが一致してもよい。
【００９５】
本実施例では光学要素１の光軸が上述の回転軸と一致する例を示すが、光軸が回転軸と一致しない場合にも適用可能であり、これについては実施例３で説明する。すなわち、実施例２における光軸を上記回転軸と置き換えることも可能である。
【００９６】
また、観点を変えると、本実施例のように接触部とセンサが３つ以上ある場合に、複数の接触部を直線でつないで形成される多角形と、センサによる被検出箇所を直線でつないで形成される多角形の各頂点の向きが実質的に一致するということができる。
【００９７】
第１センサ１２４についても胴付き部に設けてもよいが、スペースの観点から第１センサ１２４と第２センサ１２５は光軸回りの回転方向において角度をずらして配置するようにしてもよい。
【００９８】
駆動機構や制御系については実施例１で説明したものと同様であるので省略する。
【００９９】
以上のようにして、位置センサ１２４は鏡筒１１に対する支持枠１０４の相対変位を検出し、位置センサ１２５は支持枠１０４に対する光学要素１またはターゲット部材１３１の相対変位を検出する。
【０１００】
また、本実施例によれば、第２センサ１２５によって支持枠１０４に対する光学要素１の傾きを検出して光学要素１の位置制御に用いている。すなわち、第１センサの出力と第２センサの出力を合わせたものを利用して光学要素１を制御している。このため、光学要素１を傾斜駆動させたときに支持枠１０４が変形して光学要素１と支持枠１０４の傾きに差が生じたとしても、光学要素１を所望の位置に制御することができる。このようにすれば、支持枠の剛性が不足している場合であっても支持枠の変形による悪影響を低減することができる。すなわち、支持枠に切り欠きを設けたり、支持枠の厚さが薄くしたりして装置の小型軽量化、スペース効率の向上を図ることができる。
【０１０１】
なお、第２センサ１２５は光軸方向のみ検出しているが、必要であれば半径方向においても検出してもよい。たとえば、光学要素１の駆動によって光学要素と支持枠が半径方向にずれてしまい、光学性能に大きな影響を及ぼしてしまう場合には半径方向において検出することが好ましい。
【０１０２】
（実施例３）
図１０を用いて実施例３における光学要素保持装置について説明する。なお、実施例１と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付し、本実施例で言及しない箇所については実施例１と同様であるものとする。
【０１０３】
実施例１及び２は、光学要素１が主にレンズの場合を想定して述べており、位置センサ１０２や胴付き１０６が、光軸周りに配置されていた。光学要素１として、ミラーなどを用いる反射型の光学系の場合、図１０のように、光学要素１の形状が円形状でない場合がある。この場合、光学要素１と支持枠１０４の接する胴付き１０６は、光学要素１の重心（ＣＧ）に対して均等に配置されるのが良い。３箇所の胴付き１０６にかかる光学要素１の自重が均一になるからである。
【０１０４】
本実施例において、接触部と位置センサ１０２の被検出部（ターゲット部材）は、ある回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置される。ここで、胴付き１０６が光学要素１と接触する接触部が実質的に第１平面上に存在し、光学要素１の重心を通り第１平面に垂直な軸を回転軸とする。この同一方向の一致の範囲は、適用される光学要素１の光学敏感度、すなわち許容される誤差によって異なるが、±５度の範囲であれば、傾き角度検出の誤差に影響しない場合が多いうえ、比較的光学要素１の直径が小さい場合でも駆動機構１１０と干渉することなく配置することが可能である。
【０１０５】
また、光学要素１の重心を通る回転軸の代わりに、複数の接触部を直線でつないで形成される多角形の重心を通り第１平面に垂直な軸を回転軸としてもよい。光学要素１の重心を通る回転軸と多角形の重心を通る回転軸とが一致することがより好ましい。
【０１０６】
この一致の精度は、光学要素１の光学敏感度と、重さによって異なるが、上述の平面内で半径３０ｍｍの範囲以内であるのが良い。また、観点を変えると、本実施例のように接触部とセンサが３つ以上ある場合に、複数の接触部を直線でつないで形成される多角形と、センサの被検出箇所を直線でつないで形成される多角形の各頂点の向きが実質的に一致するということができる。
【０１０７】
（実施例４）
図１１を用いて実施例４における保持装置について説明する。実施例１では、光学要素１と支持枠１０４が３箇所の胴付き１０６と接着剤で結合するのに対して、実施例４では機械的にクランプしている。
【０１０８】
図１１において、光学要素の周縁部の３箇所で接触して光学要素を支持する支持部材として、クランプ機構１４０を備える。センサやアクチュエータは図示を省略しているが、実施例１および２と同様に適用されるものとする。
【０１０９】
本実施例によれば、クランプ機構１４０が光学要素１と接触する接触部と位置センサによる被検出箇所は、ある回転軸の回転方向において、実質的に同一の方向に配置される。ここで、クランプ機構１４０が光学要素１と接触する接触部が実質的に第１平面上に存在し、光学要素１の重心を通り第１平面に垂直な軸を回転軸とする。この同一方向の一致の範囲は、適用される光学要素１の光学敏感度、すなわち許容される誤差によって異なる。例えば、±５度の範囲であれば、傾き角度検出の誤差に影響しない場合が多いうえ、比較的光学要素１の直径が小さい場合でも駆動機構と干渉することなく配置することが可能である。
【０１１０】
これによって、上述の変形が小さい箇所で検出を行うことができる。すなわち変形による計測誤差をさらに低減することができる。
【０１１１】
また、光学要素１の重心を通る回転軸の代わりに、複数の接触部を直線でつないで形成される多角形の重心を通り第１平面に垂直な軸を回転軸としてもよい。もちろん、光学要素１の重心を通る回転軸と多角形の重心を通る回転軸とが一致してもよい。
【０１１２】
本実施例では光学要素１の光軸が上述の回転軸と一致する例を示すが、光軸が回転軸と一致しない場合にも適用可能である。
【０１１３】
また、観点を変えると、本実施例のように接触部とセンサが３つ以上ある場合に、複数の接触部を直線でつないで形成される多角形と、センサによる被検出箇所を直線でつないで形成される多角形の各頂点の向きが実質的に一致するということができる。なお、接触部は接触領域における面積重心を代表点として考えてもよい。
【０１１４】
（露光装置を用いたデバイス製造方法の例）
次に、図１２及び図１３を参照して、上述の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１２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。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
【０１１５】
ステップＳ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。ステップＳ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。ステップＳ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製されたウエ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）等の組み立て工程を含む。ステップＳ６（検査）では、ステップＳ５で作製された半導体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。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップＳ７）される。
【０１１６】
図１３は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップＳ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップＳ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップＳ１８（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Ｓ１９（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エハ上に多重に回路パターンが形成される。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】露光装置の概要を示す図
【図２】実施例１における保持装置を示す図
【図３】保持装置の位置センサの詳細を示す図
【図４】駆動機構を示す図
【図５】駆動機構のリンク機構の動作を示す図
【図６】光学要素を制御する制御系を示す図
【図７】光学要素の制御フローチャート図
【図８】実施例２における保持装置を示す図
【図９】実施例２における位置センサの詳細を示す図
【図１０】実施例３における保持装置を示す図
【図１１】実施例４における保持装置を示す図
【図１２】露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャート図
【図１３】図１０に示すフローチャートのステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャート図
【図１４】特許文献１に記載された先行技術を示す図
【図１５】特許文献２に記載された先行技術を示す図
【符号の説明】
【０１１８】
１  光学要素
４  照明ユニット
５  レチクル
６  レチクルステージ
７  投影光学系
８  ウエハ
９  ウエハステージ
１１  鏡筒
１２  鏡筒定盤
１３  本体
１４  除振機構
２０  制御ユニット
２１  ドライバ
２２  光学要素用ＣＰＵ
２３  露光装置用ＣＰＵ
２４  除振機構制御ユニット
２５  照明制御ユニット
２６  レチクルステージ制御ユニット
２７  ウエハステージ制御ユニット
１０２  位置センサ
１０４  支持枠
１０５  支持枠取り付けネジ
１０６  胴付き
１１０  駆動機構
１１１  本体
１１２  ピエゾアクチュエータ
１１３  ピエゾ調整ねじ
１１５  方向変換部材
１１６  変換部材結合ネジ
１２１  センサヘッド
１２２  センサブラケット
１２３  ターゲット
１２４  第１センサ
１２５  第２センサ
１２６  センサブラケット
１２７  Ｚ−センサヘッド
１２８  Ｒ−センサヘッド
１２９  センサブラケット
１３０  Ｚ−センサヘッド
１３１  ターゲット
１４０  保持機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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