(57)【要約】【課題】非点収差を補正するに際して、コマ収差を発生させることなく確実に非点収差を補正することを可能とした、簡易で小型の投影光学系における光学要素の保持装置、該保持装置による光学調整方法、該保持装置を有する露光装置、露光方法、デバイス製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも２つの光学要素を保持する投影光学系における光学要素の保持装置であって、前記２つの光学要素のいずれか一方を、光軸に対して傾ける相対的角度調整手段と、前記相対的角度調整手段による傾き方向と逆方向に同じ量だけ、前記少なくとも２つの光学要素を一体的に、前記相対角度調整手段と分離して光軸に対して傾ける傾け量調整手段と、を有する構成とする。【選択図】　　　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの光学要素を保持する投影光学系における光学要素の保持装置であって、前記２つの光学要素のいずれか一方を、光軸に対して傾ける相対的角度調整手段と、
前記相対的角度調整手段による傾き方向と逆方向に同じ量だけ、前記少なくとも２つの光学要素を一体的に、前記相対角度調整手段と分離して光軸に対して傾ける傾け量調整手段と、を有することを特徴とする光学要素の保持装置。
【請求項２】
前記相対的角度調整手段は、前記少なくとも２つの光学要素のいずれか一方を保持する第１保持部材と、他方の光学要素を保持する第２保持部材との相対的角度を調整する手段であることを特徴とする請求項１に記載の光学要素の保持装置。
【請求項３】
前記傾け量調整手段は、前記第２保持部材を取付けるためのベース部材に対して相対的角度調整手段における傾け中心軸と平行な中心軸にて、前記第２保持部材を傾ける傾け量調整手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学要素の保持装置。
【請求項４】
前記第１及び第２保持部材は、前記２つの光学要素の外周位置にて１２０°おきに３ヵ所略等分の位置にて保持し、それぞれの保持位置は、６０°ずれている位置にて光学要素を保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学要素の保持装置。
【請求項５】
前記第１保持部材において、前記光学要素を保持する３ヵ所のうち１ヵ所の高さを可変させることにより、前記第１保持部材に保持されている一方の光学要素を、前記第２保持部材に保持されている他方の光学要素に対して傾けることを特徴とする請求項４に記載の光学要素の保持装置。
【請求項６】
前記レンズ保持装置は、前記投影光学系の光軸に対して回転可能に取付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学要素の保持装置。
【請求項７】
前記レンズ保持装置は、前記投影光学系の光軸に対して傾け可能に取付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学要素の保持装置。
【請求項８】
前記保持装置は、前記投影光学系に対して着脱可能に取りつけられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学要素の保持装置。
【請求項９】
前記光学要素は、屈折率と厚さが互いにほぼ等しい少なくとも２枚の平行平板レンズ部材であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学要素の保持装置。
【請求項１０】
前記投影光学系の非点収差を測定する測定手段を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学要素の保持装置。
【請求項１１】
請求項３〜９のいずれか１項に記載の光学要素の保持装置を用いて行われる光学調整方法であって、前記相対的角度調整手段で前記第１保持部材に保持されている一方の光学要素を、前記第２保持部材に保持されている他方の光学要素に対して傾けると共に、前記傾け量調整手段にて、前記２つの光学要素を一体的に前記ベース部材に対して前記所望の１／２の角度の傾きを戻すことにより、前記投影光学系の光軸に対し互いに逆方向に傾けることを特徴とする光学調整方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載のレンズ保持装置を用いて行われる光学調整方法であって、前記非点収差測定手段の結果に応じて、前記相対的角度調整手段で前記第１保持部材に保持されている一方の光学要素を、前記第２保持部材に保持されている他方の光学要素に対して傾けると共に、前記傾け量調整手段にて、前記２つの光学要素を一体的に前記ベース部材に対して前記所望の１／２の角度の傾きを戻すことにより、前記投影光学系の光軸に対し互いに逆方向に傾けることを特徴とする光学調整方法。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光学要素の保持装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１１または請求項１２に記載の光学調整方法を用い、マスクのパターンを基板上に投影して露光することを特徴とする露光方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の露光装置または請求項１４に記載の露光方法を用いてデバイスを製造す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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影光学系における光学要素の保持装置、該保持装置による光学調整方法、該保持装置を有する露光装置、露光方法、デバイス製造方法に関し、特に、ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、ＣＣＤ等の撮像素子、液晶パネル等の表示素子を製造する際に用いられる投影光学系における光学要素の保持装置、該保持装置による光学調整方法、該保持装置を有する露光装置、露光方法、デバイス製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズ保持装置、特に半導体露光装置用に使用する投影光学系のレンズ保持装置では、一般的に性能を満足させるために、複数枚のレンズ部材によって投影光学系が構成されている。この１枚１枚のレンズ部材においては、製造エラーやレンズ保持による変形が発生する。しかし、投影光学系のトータル性能を達成させるために、この投影光学系で発生する収差を補正する必要がある。
【０００３】
また、走査型露光装置においては、マスクを照明する照明光束の断面形状が走査方向と直交する直交方向に延びた矩形または円弧であるため、マスクのパターンから生じる結像光束の断面形状も直交方向に延びた形状となる。このような結像光束が投影光学系に入射すると、投影光学系のレンズが結像光束の一部を吸収することにより生じる屈折率分布や屈折面の変形具合が走査方向と直交方向とで異なってしまう。そのため、照明光束を主として直交方向に回折して回折光を投影光学系に入射させるパターンとで、ベストピント位置（最良結像位置）が異なってしまう（以下、これを『非点収差』と言う）という問題が生じ、この収差を補正する必要が生じる。
【０００４】
上記の問題を解決するために、特開平１０−２７７４３号公報では、非点収差を補正するため２枚の平行平板を光軸に対して、互いに逆方向に同じ量だけ傾ける投影露光装置が開示されている。
また、特開平１０−５４９３２号公報では、コマワッシャーやアクチュエータ及びピエゾ素子を用いてレンズ部材を傾けることによって収差を補正する構造が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例で示すレンズ部材傾け機構では、非点収差補正とコマ収差補正機構の分離ができておらず、非点収差の補正を行う際に、投影光学系のコマ収差を変化させてしまうといった問題があった。つまり、非点収差の補正には、２枚の平行平板レンズを光軸に対して互いに同じ量だけ逆方向に傾ける必要があり、この傾け量が２枚の平行平板レンズ部材が光軸に対して同じ量にならないと、コマ収差として発生してしまう。特に非点収差を補正する２枚の平行平板レンズ部材の傾け量に対して、コマ収差を発生させてしまう傾け量は、非常に敏感である。
【０００６】
コマワッシャーでの調整やピエゾ素子による駆動を用いると２枚の平行平板レンズに対して各々３軸制御つまり６軸の制御を行って、所望の方向に所望の同じ量だけ傾ける必要がある。つまり、１枚の平行平板レンズ部材を傾ける調整量と残りの平行平板レンズ部材を傾ける調整量を光軸に対して全く同じ量にする必要があり、傾き精度が非常に出しにくいといった問題があった。各々の平行平板レンズ部材の光軸に対する傾き精度を非点収差補正精度レベルで粗く調整してしまうと、非点収差とコマ収差の傾き敏感度の違いにより、２枚の平行平板の光軸に対する傾き残差によって、コマ収差を発生させてしまうといった問題があった。
【０００７】
また、ピエゾ素子等を用いると２枚の平行平板レンズに対して各々３軸制御つまり６軸の制御を行う必要があり、機構が大型化してしまうといった問題があった。特にこのような平行平板レンズは、経済的な理由より小径なレンズ部材、また、研磨面の精度も得易いという理由から投影光学系の基板面側に配置されることが望まれる。しかし、基板面付近には、半導体露光装置のアライメント測定部等が位置していることが多いため、特にスペースの確保が困難な位置にある。このため、特に機構の大型化に関しては、大きな問題となっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、非点収差を補正するに際して、コマ収差を発生させることなく確実に非点収差を補正することを可能とした、簡易で小型の投影光学系における光学要素の保持装置、該保持装置による光学調整方法、該保持装置を有する露光装置、露光方法、デバイス製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成するため、つぎの（１）〜（１５）のように構成した投影光学系における光学要素の保持装置、該保持装置による光学調整方法、該保持装置を有する露光装置、露光方法、デバイス製造方法を提供するものである。
（１）少なくとも２つの光学要素を保持する投影光学系における光学要素の保持装置であって、前記２つの光学要素のいずれか一方を、光軸に対して傾ける相対的角度調整手段と、
前記相対的角度調整手段による傾き方向と逆方向に同じ量だけ、前記少なくとも２つの光学要素を一体的に、前記相対角度調整手段と分離して光軸に対して傾ける傾け量調整手段と、を有することを特徴とする光学要素の保持装置。
（２）前記相対的角度調整手段は、前記少なくとも２つの光学要素のいずれか一方を保持する第１保持部材と、他方の光学要素を保持する第２保持部材との相対的角度を調整する手段であることを特徴とする上記（１）に記載の光学要素の保持装置。
（３）前記傾け量調整手段は、前記第２保持部材を取付けるためのベース部材に対して相対的角度調整手段における傾け中心軸と平行な中心軸にて、前記第２保持部材を傾ける傾け量調整手段であることを特徴とする
上記（１）または上記（２）に記載の光学要素の保持装置。
（４）前記第１及び第２保持部材は、前記２つの光学要素の外周位置にて１２０°おきに３ヵ所略等分の位置にて保持し、それぞれの保持位置は、６０°ずれている位置にて光学要素を保持することを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の光学要素の保持装置。
（５）前記第１保持部材において、前記光学要素を保持する３ヵ所のうち１ヵ所の高さを可変させることにより、前記第１保持部材に保持されている一方の光学要素を、前記第２保持部材に保持されている他方の光学要素に対して傾けることを特徴とする上記（４）に記載の光学要素の保持装置。
（６）前記レンズ保持装置は、前記投影光学系の光軸に対して回転可能に取付けられていることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の光学要素の保持装置。
（７）前記レンズ保持装置は、前記投影光学系の光軸に対して傾け可能に取付けられていることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の光学要素の保持装置。
（８）前記保持装置は、前記投影光学系に対して着脱可能に取りつけられていることを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の光学要素の保持装置。
（９）前記光学要素は、屈折率と厚さが互いにほぼ等しい少なくとも２枚の平行平板レンズ部材であることを特徴とする上記（１）〜（８）のいずれかに記載の光学要素の保持装置。
（１０）前記投影光学系の非点収差を測定する測定手段を備えていることを特徴とする上記（１）〜（９）のいずれかに記載の光学要素の保持装置。
（１１）上記（３）〜（９）のいずれかに記載の光学要素の保持装置を用いて行われる光学調整方法であって、前記相対的角度調整手段で前記第１保持部材に保持されている一方の光学要素を、前記第２保持部材に保持されている他方の光学要素に対して傾けると共に、前記傾け量調整手段にて、前記２つの光学要素を一体的に前記ベース部材に対して前記所望の１／２の角度の傾きを戻すことにより、前記投影光学系の光軸に対し互いに逆方向に傾けることを特徴とする光学調整方法。
（１２）上記（１０）に記載のレンズ保持装置を用いて行われる光学調整方法であって、前記非点収差測定手段の結果に応じて、前記相対的角度調整手段で前記第１保持部材に保持されている一方の光学要素を、前記第２保持部材に保持されている他方の光学要素に対して傾けると共に、前記傾け量調整手段にて、前記２つの光学要素を一体的に前記ベース部材に対して前記所望の１／２の角度の傾きを戻すことにより、前記投影光学系の光軸に対し互いに逆方向に傾けることを特徴とする光学調整方法。
（１３）上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の光学要素の保持装置を備えることを特徴とする露光装置。
（１４）上記（１１）または上記（１２）に記載の光学調整方法を用い、マスクのパターンを基板上に投影して露光することを特徴とする露光方法。
（１５）上記（１３）または上記（１４）に記載の露光方法を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記構成を適用することにより、相対的角度調整手段により２つの光学要素のいずれか一方を、光軸に対して傾けた後、傾け量調整手段により相対的角度調整手段による傾き方向と逆方向に同じ量だけ、前記２つの光学要素を一体的に光軸に対して傾けることができ、これにより相対的角度調整手段による角度調整と、傾け量調整手段による傾け量の調整を、それぞれ分離して調整することができ、投影光学系で発生する非点収差を確実に補正することができる。
また、レンズ保持装置を投影光学系の光軸に対して回転可能に取付けるように構成することによって、投影光学系で発生する任意の方向の非点収差を補正することができる。
【００１１】
また、２つの光学要素の外周位置にて１２０°おきに３ヵ所略等分位置にて保持し、それぞれの保持位置は、６０°ずれている位置にて平行平板レンズ部材を保持するように構成することによって、光学要素を保持するレンズ保持装置としての保持自重変形によって発生する収差を最低限にすることができる。
また、第１保持部材において、光学要素を保持する３ヵ所のうち１ヵ所の高さを可変させることにより、第１保持部材に保持されている一方の光学要素を、第２保持部材に保持されている他方の光学要素に対して傾けるように構成することによって、前記２つの光学要素を合わせて、６ヵ所全ての保持部の高さを可変させることなく、１ヵ所のみの高さ可変にてこれらの相対角度を調整することができる。その際、保持部の高さを可変させる手段として、傾けスペーサあるいはピエゾ素子等の手段を用いて必要な所望の傾け量を持つようにすることができる。
また、レンズ保持装置は、投影光学系に対して着脱可能に取付けることによって、投影露光装置を製造している途中及び完成後において、投影光学系を投影露光装置本体から取り外すことなく、非点収差を確実に補正することができる。
【００１２】
また、レンズ保持装置は、投影光学系の光軸に対して傾け可能に取付けることによって、２枚の平行平板レンズ部材を同時に投影光学系の光軸に対して傾けることにより、コマ収差についても補正することができる。
また、上記レンズ保持装置を備えた投影露光装置または方法を構成することによって、非点収差を確実に補正できる投影露光装置または方法を提供することができる。
また、前記相対的角度調整手段で前記第１保持部材に保持されている一方の光学要素を、前記第２保持部材に保持されている他方の光学要素に対して傾けると共に、前記傾け量調整手段にて、前記２つの光学要素を一体的に前記ベース部材に対して前記所望の１／２の角度の傾きを戻すことにより、前記投影光学系の光軸に対し互いに逆方向に傾ける光学調整方法を投影露光装置または方法に適用することによって、露光中に発生する非点収差に関しても正確に検出し、確実に補正できる投影露光装置または方法を提供することができる。
【００１３】
また、光学要素は、例えば屈折率と厚さが互いにほぼ等しい少なくとも２枚の平行平板レンズ部材で構成することができ、これによって１枚の平行平板レンズ部材を傾けた後、２枚一体で平行平板レンズを逆方向に光軸に対して傾けることにより、非点収差の補正量を調整する２枚の平行平板の傾け角度を調整する手段、コマ収差残差を補正する２枚の平行平板を光軸に対して互いに同じ量だけ逆方向に傾ける調整手段が完全に分離して調整を行うことができる。このため非点収差を補正する際に非点収差よりも傾きに敏感なコマ収差の補正と分離して調整することができ、精度良く各々の収差を補正することができる。また、これにより確実に光軸に対し互いに逆方向に同じ量だけ傾けることができ、投影光学系で発生する非点収差を確実に補正することができる。また、非点収差補正量調整（２枚の平行平板の相対角度調整）→コマ残差補正（光軸に対する２枚の平行平板の角度調整）→非点収差発生方向に対する位相調整といった、３段階の調整制御にて非点収差の補正ができるので、小型構造の簡易な制御のレンズ保持装置にて非点収差補正が可能となる。
また、検出手段により検出された検出結果に応じて、２枚の平行平板の傾け角度及び傾け方向を可変させるように構成することにより、露光中に発生する非点収差においても、小型構造の簡易な制御で、自動的に補正することができる。
【００１４】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
本発明の実施例１を、図１〜図３および図５に基づいて説明する。
図１〜図３は、本実施例のレンズ保持装置の構成を示す断面図である。また、図５は、上記レンズ保持装置を組み込んだ投影露光装置の構成概略断面図である。まず、図５の投影露光装置において、１は露光用光源、２は露光用光源１からの照明光によってレチクルＲの所定領域を照明する照明光学系であって、レチクルステージ３上に保持されたレチクルＲを照明する。レチクルＲを透過した光は、投影光学系４によって、ウエハステージ６上に載置されたウエハＷに達し、レチクルＲのパターンが露光領域に投影露光される。
投影光学系４には、ウエハＷ側に２枚の厚さと屈折率がほぼ等しい平行平板を配置しているレンズ保持装置５を有する。
【００１５】
次に上記レンズ保持装置５について、図１に基づいて説明する。
図１は、レンズ保持装置５の断面を斜め上から見た斜視断面図である。図中２枚の厚さと屈折率がほぼ等しい平行平板は、露光光源に近い方からＧ１，Ｇ２で構造体が見やすいように２点鎖線で示している。平行平板Ｇ１は、レンズ保持体１１（以下Ｇ１セルと呼ぶ），平行平板Ｇ２は、レンズ保持体１２（以下Ｇ２セルと呼ぶ）に保持されている。平行平板保持方法は、平行平板Ｇ１の場合、Ｇ１セル１１の突起部１１ａ上に搭載され、Ｇ１押え環１３に設けられた突起部１３ａで押圧固定されるようになっている。
【００１６】
本実施例では、Ｇ１押え環１３に円環状の板ばねを使用し、板ばねのたわみ量を一定にすることによって、突起部１３ａに所定の力が発生するようにしている。また、Ｇ１セル突起部１１ａは、平行平板Ｇ１の有効径（照明光が通る径）より外側に配置され、しかも１２０°ピッチで３ヵ所設けられている。
Ｇ１押え環の突起部１３ａは、前記Ｇ１セル突起部１１ａの真上にくるように取付けられ、平行平板Ｇ１をＧ１セル突起部１１ａと押え環突起部１３ａで挟み込んで保持するようになっている。
【００１７】
平行平板Ｇ２の場合は、Ｇ１と同様に図中Ｇ２セル１２突起部１２ａ及びＧ２押え環１４に設けられた突起部１４ａで挟み込んで平行平板Ｇ２を前記平行平板Ｇ１と同様に保持する。Ｇ１と異なる点は、Ｇ２セル突起部１２ａ及びＧ２押え環突起部１４ａの位相位置が、Ｇ１セル突起部１１ａ及びＧ１押え環突起部１３ａと６０°ずれた関係位置に配置されていることである。
【００１８】
次にＧ１及びＧ２を保持しているＧ１セル１１及びＧ２セル１２の保持方法について説明する。
Ｇ１セル１１及びＧ２セル１２は、共に補正鏡筒２２に保持されるようになっている。Ｇ１セル１１に設けられた貫通穴１１ｂにＧ１保持ピン１５がＧ１保持ピン押え１７によって取付けられている。Ｇ１保持ピン１５とＧ１保持ピン押え１７には、ねじ等で連結されるようになっており、Ｇ１セル１１に対して取付けられるようになっている。この貫通穴１１ｂ，Ｇ１保持ピン１５，Ｇ１保持ピン押え１７は、前記突起部と同様に１２０°ピッチで３ヵ所設けられており、補正鏡筒２２に対して、Ｇ１保持ピン１５の最下面部１５ａの３点で搭載されるようになっている。
【００１９】
また、Ｇ１保持ピン１５の再上面部１５ｂには、Ｇ１セル押え環１９によって押圧力が加えられるようになっており、上側からＧ１保持ピン１５の再上面１５ｂに力を加えることによって、Ｇ１セル１１を補正鏡筒２２に固定できるようになっている。本実施例では、Ｇ１セル押え環１９に円環状の板ばねを使用し、板ばねのたわみ量を一定にすることによって、Ｇ１保持ピン最上面部１５ｂに所定の力が発生するようにしている。
【００２０】
Ｇ２セル１２の場合は、Ｇ２セル１２に設けられた貫通穴１２ｂ，Ｇ２保持ピン１６，Ｇ２保持ピン押え１８，Ｇ２セル押え環２０によって、Ｇ１セル１１と同様に３ヵ所で補正鏡筒２２に対して固定されるようになっている。Ｇ１セルと異なる点は、Ｇ２セル貫通穴１２ｂ及びＧ２セル保持ピン１６，Ｇ２セル押え環１８の位相位置が、Ｇ１セル貫通穴１１ｂ及びＧ１セル保持ピン１５，Ｇ１セル押え環１７と６０°ずれた関係位置に配置されている点である。
【００２１】
また、本実施例では、平行平板Ｇ２をＧ２セル１２を介して補正鏡筒２２に固定しているが、直接補正鏡筒２２に保持しても構わない。本実施例にて用いた円環板ばね状の押え環１３，１４，１９，２０に関しては、不図示ねじ等によって、補正鏡筒２２に対して取付けられている。また、図１中、傾けスペーサ２１，円環楔２３については、次の動作機構説明時に図２，３中で説明する。
【００２２】
次に、２枚の平行平板Ｇ１とＧ２を光軸に対し互いに逆方向に同じ量だけ傾ける動作機構について、図２，３を用いて説明する。
図２は、図１に対してＧ１のみ光軸に対して傾けた状態を示した図である。まず、Ｇ１のみを非点収差を補正するために必要なＧ１，Ｇ２の平行平板傾け量を光軸に対して傾ける。Ｇ１セル１１とＧ１セル保持ピン１５との間に傾けスペーサ２１を入れることによって、Ｇ１及びＧ１セル１１を補正鏡筒２２と光軸に対して傾けることができる。この時、傾けスペーサ２１は、３ヵ所設けられたＧ１セル保持ピン１５のどの位置で行っても構わない。また、Ｇ２セル１２とＧ２セル保持ピン１６の間に傾けスペーサを入れることによって行っても構わない。Ｇ１セル及びＧ２セルの合わせて６ヵ所調整可能な箇所のうち１ヵ所のみ行えば良い。この傾けスペーサ２１の挿入によって、どちらか１枚の平行平板が光軸に対して、非点収差補正に必要な所望の傾け量を持つことになる。また、傾ける動作機構においては上記のような傾けスペーサを用いる手段に限られものではなく、例えばピエゾ素子等を用いて必要な所望の傾け量を持つように構成してもよい。
【００２３】
次に、図３は、最終的に２枚の平行平板Ｇ１，Ｇ２が光軸に対して互いに逆方向に同じ量だけ傾いている状態の断面図である。図２の状態から円環楔２３に対して補正鏡筒２２を回転させることによって、図３の状態にすることができる。円環楔２３と補正鏡筒２２の突き当て面は、互いに角度がついている状態で不図示ねじ等によって、取付けられている。図２の初期状態では、円環楔２３の厚い箇所と補正鏡筒２２の薄い箇所が取付けられている状態となっている。ここで、円環楔２３に対して、補正鏡筒２２を回転させることにより、補正鏡筒２２全体が光軸に対して傾くことになる。補正鏡筒２２の最も薄い箇所の位置が前記Ｇ１を傾けた際の傾けスペーサ２１を挿入した箇所の位相と一致させることによって、Ｇ１を傾けた時の傾き中心軸と平行な中心軸にて補正鏡筒２２を光軸に対して傾かせることができる。よって、Ｇ１及びＧ２が一体で光軸に対して傾き、Ｇ１を所望の傾け量に戻すことによって、Ｇ２もＧ１とは光軸に対して逆方向に同じ量だけ傾くことになる。
【００２４】
上記動作をまとめると、非点収差の補正量を調整するＧ１とＧ２の相対角度の調整する非点収差補正段階と、Ｇ１とＧ２を光軸に対して同じ量だけ傾かせるコマ収差補正調整段階と完全に分離して調整を行うことができる構造となっている。ここで、レンズ保持装置５は、投影光学系４に対して回転可能に取付けることができるため、非点収差が発生している方向に最大傾きを持つ方向で取付けることによって、所望の方向及び量の非点収差を補正することができる。また、レンズ保持装置５を投影光学系４に取付ける際に、不図示楔板等を用いて、２枚一体で傾けて取付けることにより、所望の方向及び量のコマ収差も補正することができるようになる。
【００２５】
また、本実施例においては、２枚の平行平板レンズ部材Ｇ１，Ｇ２及びレンズ保持体であるＧ１セル，Ｇ２セルを１２０°ピッチの３点でそれぞれ保持することができ、長期に亘り光学性能を維持できる安定した保持をすることができる。また、２枚の保持位置の位相を６０°変えることによって、レンズ部材やセルを保持した時のオムスビ型の自重保持変形を２枚の平行平板でキャンセルすることができる。つまり、２枚の平行平板では、見かけ上レンズ自体の保持変形は、ほぼ無視することができるようになり、非点収差の発生量に対して、計算通りの２枚の平行平板傾け量によって補正することができ、しかも、非点収差の補正による他の収差の発生も最低限に押さえることができる。また、１枚の平行平板を傾ける→２枚同時に傾ける。→収差補正方向に合わせ回転させ取付ける、という３回の簡易な制御によって非点収差を補正できるため、補正機構自体もコンパクトにできるようになる。
【００２６】
［実施例２］
本発明の実施例２を図４及び図６を用いて説明する。
図４は、本実施例の特徴を最もよく表すレンズ保持装置の断面図である。
また、図６は、該レンズ保持装置を組み込んだ投影露光装置の構成概略断面図である。
【００２７】
まず、図６の投影露光装置について説明する。実施例１と同様箇所については、図５と同じ番号が記載されており、説明を省く。
図６において、投影光学系４には、ウエハＷ側に２枚の厚さと屈折率がほぼ等しい平行平板を配置しているレンズ保持装置１０を有している。照明光学系２の中に配置されている２ａは、照明光の一部を取り出すハーフミラーで、取り出された一部の照明光は、光量センサ７に入射し、ウエハＷの露光量がモニタされる。また、９はウエハステージ上に配置された照度測定器であり、８は、投影光学系４に単位時間当たりに入射する光量を計算し、かつ投影光学系４の光学特性の変動を予測する演算手段である。
【００２８】
露光が開始されると投影光学系４が光りの一部を吸収してその温度が変化して投影光学系４の光学特性が変化する。フォーカスや倍率と言った収差成分はもちろんのこと、マスクの露光領域が長方形の場合、露光によって非点収差が発生する。収差の発生及び２枚の平行平板による収差補正可能なことは、特開平１０−２７７４３号公報にて公知であり、本実施例においても同様である。つまり、演算手段８によって検出された非点収差を２枚の平行平板を光軸に対して互いに逆方向に同じ量だけ傾けることにより、検出結果に基づいた非点補正をすることができる。本実施例については、演算手段８によって検出された非点収差の検出結果に基づいて２枚の平行平板を自動的に傾け、非点収差を補正する補正機構について図４を用いて説明する。
【００２９】
図４について、２枚の平行平板傾け順序については、実施例１と同様である。まず、Ｇ１を光軸に対して傾けるために、Ｇ１セル１１の３ヵ所に取付けられたＧ１セル保持ピン１５の１ヵ所をアクチュエータ４１で押すことによって、Ｇ１セル１１と一体でＧ１を傾ける。次にＧ１，Ｇ２共に光軸に対して傾けるために、補正鏡筒２２を光軸に対して傾ける。補正鏡筒２２は、外周１２０°ピッチに設けられた板ばね４７によって、回転板４８に取付けられている。板ばね４７が配置されている箇所には、補正鏡筒２２に突起部２２ａ及び回転板４８に突起部４８ａが設けられており、不図示２ヵ所には、球形状で回転可能な突起部となっている。図示１ヵ所の突起部には、突起部間に楔回転板４３が挟まれている。ここで、回転板４８に取付けられたモータ４２の回転駆動によって、楔回転板４３が回転する。楔回転板４３が回転することにより、突起部２２ａ−４８ａ間隔が変化し、回転板４８に対して、補正鏡筒２２が傾くことになる。最後に２枚の平行平板傾き最大箇所の位相を可変させるために、回転板４８を投影光学系４に対して、回転させる。投影光学系４の内径突出部にコロ４４が周上に複数個配置されている。コロ４４上には、回転板４８が搭載されている。回転板４８には、外周部にギア部４８ｂが形成されており、投影光学系４に取付けられているモータ４５の回転によって、モータ４５の回転と一体で回転するギア４６が回転駆動し、回転板４８が投影光学系４に対して回転するようになっている。
【００３０】
以上の動作によって、レンズ保持装置１０は、演算手段８によって検出された非点収差を補正するために、２枚の平行平板を光軸に対して互いに逆方向に所望の同じ量だけ傾け、所望の方向に傾けることができ、検出結果に基づいた非点補正をすることができる。つまり、露光中に発生する投影光学系の非点収差においても、正確に検出し、確実に補正できる簡易で小型なレンズ保持装置を提供することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、非点収差を補正するに際して、コマ収差を発生させることなく確実に非点収差を補正することが可能な簡易で小型の投影光学系における光学要素の保持装置、該保持装置による光学調整方法、該保持装置を有する露光装置、露光方法、デバイス製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるレンズ保持装置の構成を示す斜視断面図である。
【図２】本発明の実施例１におけるレンズ保持装置の動作途中の状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例１におけるレンズ保持装置の動作完了後の状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例２におけるレンズ保持装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例１にかかるレンズ保持装置を用いた投影露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図６】本発明の実施例２にかかるレンズ保持装置を用いた投影露光装置の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
Ｒ：レチクル
Ｗ：ウエハ
Ｇ１：平行平板レンズ部材
Ｇ２：平行平板レンズ部材
１：露光光源
２：照明光学系
２ａ：ハーフミラー
３：レチクルステージ
４：投影光学系
４ａ：内径突出部
５：レンズ保持装置
６：ウエハステージ
７：光量センサ
８：演算手段
９：照度測定器
１０：レンズ保持装置
１１：Ｇ１セル
１２：Ｇ２セル
１３：Ｇ１押え環
１３ａ：突起部
１４：Ｇ２押え環
１４ａ：突起部
１５：Ｇ１セル保持ピン
１５ａ：最下部
１５ｂ：最上部
１６：Ｇ２セル保持ピン
１７：Ｇ１セル保持ピン押え
１８：Ｇ２セル保持ピン押え
１９：Ｇ１セル押え環
２０：Ｇ２セル押え環
２１：傾けスペーサ
２２：補正鏡筒
２３：円環楔
４１：アクチュエータ
４２：モータ
４３：楔回転板
４４：コロ
４５：モータ
４６：ギア
４７：板ばね
４８：回転板
４８ａ：突起部
【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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