(57)【要約】【課題】結像性能の劣化となる光学部材の変形による収差を低減することで所望の光学性能をもたらし、高解像力を有する投影光学系を実現することができる保持装置を提供する。【解決手段】光学部材を保持するための保持装置であって、前記光学部材の形状の変形量を検出する検出手段と、前記変形量に基づいて、前記光学部材の形状を調整する調整ユニットとを有することを特徴とする保持装置を提供する。【選択図】          図１
2004247619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材を保持するための保持装置であって、
前記光学部材の形状の変形量を検出する検出手段と、
前記変形量に基づいて、前記光学部材の形状を調整する調整ユニットとを有することを特徴とする保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、光学部材を搭載する精密機械、特に、露光装置等の投影光学系に関し、更に詳細には、半導体素子、撮像素子（ＣＣＤ等）又は薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフィー工程に使用される露光装置において、原版（例えば、マスク及びレチクル（なお、本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する。））の像を被処理体（例えば、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板）に投影露光する際、より正確な結像関係を得るための光学部材の保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトリソグラフィー技術を用いてデバイスを製造する際に、マスクに描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。投影光学系は回路パターンからの回折光をウェハの上に干渉させて結像させる。
【０００３】
近年の電子機器の小型化及び薄型化への要請を実現するためには、電子機器に搭載されるデバイスを高集積化する必要があり、転写される回路パターンの微細化、即ち、高解像度化がますます要求されている。高解像力を得るためには、光源の波長を短くすること、及び、投影光学系の開口数（ＮＡ）を上げることが有効であり、同時に投影光学系の収差を極めて小さく抑えなくてはならない。
【０００４】
投影光学系を構成する光学部材（例えば、レンズ、ミラーなど）に変形が生じると、変形前後で光路が屈折し、一点に結像するべき光線が一点に収束せずに収差を生じる。収差は位置ずれを招いてウェハ上の回路パターンの短絡を招く。一方、短絡を防止するためにパターン寸法を広くすれば微細化の要求に反する。従って、収差が小さい投影光学系を実現するためには、投影光学系を構成する光学部材の形状を変化させることなく投影光学系内に保持して、光学部材が有する本来の光学的性能を最大限に引き出す必要がある。特に、近年の投影光学系の高ＮＡ化により、投影レンズは大口径化しているのでレンズ容積も大きくなり、自重による変形が発生しやすくなっている。また、最近盛んに研究が進められている回折光学素子も、その特徴の一つである薄さのために形状が変化しやすくなっている。
【０００５】
そこで、光学部材の保持装置として、金枠などによって全周を支持された光学部材の上方からネジ環（「玉押し」とも呼ばれる。）によって押圧固定したり、光学部材を円周方向に等間隔な３点で支持したりするものが従来から用いられている。
【０００６】
また、光学部材の円周方向に沿って３箇所にほぼ等間隔で光学部材支持部を設け、かかる支持部に支持された光学部材の円周部を重力に抗して押し上げるように弾性部材を用いて支持する保持装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１４９０２９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、金枠によって光学部材の全周を支持する場合、光学部材と接触する金枠の支持面にはうねりがあり、光学部材の接触する面形状と一致しないため実際には不規則な角度の３点で光学部材と接触（支持）することが多く、従って、光学部材の面形状が変化してしまい、光学部材の光学性能を劣化させる要因となる。
【０００９】
また、光学部材を円周方向に等間隔な３点で支持する場合は、光学部材の自重により支持部の３点にならって光学部材の変形を生じる。特に、大口径のレンズでは自重変形量が大きくなり光学性能が劣化する要因となり好ましくない。
【００１０】
更に、特許文献１で提案されている保持装置は、重力に抗して押し上げる弾性部材に作用する力（即ち、光学部材に直接作用させる力）は、材料の物性や寸法によって変化し、各弾性部材に作用する力の相対精度を高精度に管理することが困難である。従って、各弾性部材に作用する荷重が不均一となり、光学部材に変形を発生させてしまう。
【００１１】
即ち、従来の光学部材の保持装置は、結像性能の劣化となる光学部材の変形を防止し、微細化の要求に答える高解像力を達成する収差の少ない投影光学系を提供するには至っていない。
【００１２】
そこで、本発明は、結像性能の劣化となる光学部材の変形による収差を低減することで所望の光学性能をもたらし、高解像力を有する投影光学系を実現することができる保持装置、露光装置及びデバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての保持装置は、光学部材を保持するための保持装置であって、前記光学部材の形状の変形量を検出する検出手段と、前記変形量に基づいて、前記光学部材の形状を調整する調整ユニットとを有することを特徴とする。かかる保持装置によれば、検出手段が検出した光学部材の形状の変形量に基づいて調整ユニットにより形状を調整することができるので、光学部材の変形による収差の発生を低減させることができる。
【００１４】
本発明の他の目的及び更なる特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の例示的な保持装置１００及び露光装置２００について説明する。但し、本発明は、これらの実施例に限定するものではなく、本発明の目的が達成される範囲において、各構成要素が代替的に置換されてもよい。例えば、本実施形態では、保持装置１００を例示的に露光装置２００の投影光学系２３０に適用しているが、露光装置２００の照明光学系２１４、その他周知のいかなる光学系に適用してもよい。
【００１６】
ここで、図１及び図２は、露光装置２００の投影光学系２３０に適用される本発明の保持装置１００を示す概略斜視図であって、図１は、光学部材１１０を保持した場合の保持装置１００を示す図、図２は、光学部材１１０を除いた場合の保持装置１００を示す図である。重力方向は、光学部材１１０の光軸方向と一致し、図面矢印方向である。重力方向と光学部材１１０の光軸方向とが一致した場合が、光学部材１１０の自重変形が大きくなり、光学性能に大きな影響を与える場合が多いので、本実施形態においては、重力方向と光学部材１１０の光軸方向とが一致する場合に対して本発明を適用した。なお、各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
保持装置１００は、図１及び図２に示すように、保持部材１２０と、調整ユニット１３０とを有し、光学部材１１０を保持すると共に光学部材１１０の３θ成分の変形をコントロールする。
【００１８】
光学部材１１０は、後述する保持部材１２０に搭載され、反射、屈折及び回折等を利用して光を結像させる。光学部材１１０は、保持部材１２０の支持部１２２で支持され、その円周に亘って接合部２１４を介して保持部材１２０と接合している。光学部材１１０は、例えば、レンズ、平行平板ガラス、プリズム、ミラー及びフレネルゾーンプレート、キノフォーム、バイナリーオプティックス、ホログラム等の回折光学素子を含む。
【００１９】
保持部材１２０が光学部材１１０を保持する構造は、まず重力方向について、光学部材１１０の光学的に使用する有効領域外で最外周部に１２０度ピッチで３箇所に光学部材１１０を重力方向に支持する支持部１２２を設けてあり、かかる支持部１２２に光学部材１１０を載置する。保持部材１２０は、光軸を中心とする円環状板部材であり、例えば、真鍮などの銅合金、ステンレス鋼、鉄、低熱膨張金属であるインバ、炭素鋼などの金属、セラミック等を材料とする。
【００２０】
保持部材１２０に設けられている支持部１２２の支持面（即ち、光学部材１１０と当接する面）１２２ａの大きさは、光学部材１１０を保持部材１２０に載置する際に、光学部材１１０にキズなどが入らない程度の小さな面積にすることが好ましい。これは、光学部材１１０を保持部材１２０に載置後、光学部材１１０の自重によって発生する光学部材１１０の変形量を見積もる際に、シミュレーションで計算した値と実質等しくなるようにする必要があるためである。
【００２１】
接合部１２４は、保持部材１２０の内側面に配置され、光学部材１１０と保持部材１２０を光学部材１１０の円周に亘って接合固定する。接合は、本実施例では、接着剤を用いているが、メカニカルな接合、例えば、板バネ等を用いて接合してもよい。
【００２２】
接着剤は、接着硬化後のゴム硬度７０以下が好ましく、更に、接着硬化時の硬化収縮が実質的に光学部材１１０の変形を与えない程度の硬化収縮特性を有し、且つ、接着剤からの脱ガスが光学部材１１０に光学特性の劣化を与えないものが好ましい。
【００２３】
接着剤からの脱ガスによる光学部材１１０の光学特性の劣化とは、脱ガスの光学部材１１０への付着が原因で起こる透過率劣化や、脱ガスが露光光に反応して光学部材１１０へ付着することで生じる透過率劣化等を示す。かかる透過率劣化は、例えば、露光装置のスループットを低減させるため、このような影響のない接着剤を選択しなければならず、本実施形態では、接着剤としてスリーボンド社ＴＢ１２３０を使用する。
【００２４】
調整ユニット１３０は、保持部材１２０に載置された光学部材１１０の面形状のコントロールを行う。調整ユニット１３０は、光学部材１１０を保持する保持部材１２０の３箇所に設けられた支持部１２２の配置に対して、支持部１２２と同一円周上の中間位置に等間隔で３箇所に配置されている。
【００２５】
図３は、図１に示す調整ユニット１３０の一例を示す概略断面図である。調整ユニット１３０は、図３に示すように、フック１３１と、弾性部材１３２と、スペーサー１３３と、歪みゲージ１３４とを有する。
【００２６】
フック１３１は、光学部材１１０の下面と保持部材１２０の下面に接触し、光学部材１１０に所望の変位を与えるための力を伝達する。
【００２７】
弾性部材１３２は、光学部材１１０に所望の変位を与えるための力を発生させる。弾性部材１３２は、本実施形態では、引っ張りコイルバネを用いたが、板バネなどの他のバネ要素を用いてもよい。
【００２８】
スペーサー１３３は、保持部材１２０に取り付けられる。弾性部材１３２の両端のうち一方は保持部材１２０の上にあるスペーサー１３３に連結され、もう一方はフック１３１に連結されており、スペーサー１３３の高さを調整することで弾性部材１３２に所望の力を発生させることが可能である。この際、弾性部材１３２に発生した力は、フック１３１を介して光学部材１１０に伝達され、所望の変位量を光学部材１１０に与えることが可能となる。
【００２９】
歪みゲージ１３４は、図３においては、フック１３１の上面及び下面に接着固定されている。歪みゲージ１３４は、本実施形態において、フック１３１が光学部材１１０に伝達する力を正確に知るために設けられ、光学部材１１０に与える変形量を変位として計測することが困難な位微小量を想定しているため、所望の変位を与える力を測定することで変位と置き換えている。
【００３０】
歪みゲージ１３４の接着固定に用いる接着剤は、光学性能の劣化を考慮して脱ガスの少ないものが好ましい。また、測定面（即ち、フック１３１との接着面）の微小な歪みが歪みゲージ１３４に伝わりやすいように接着剤は弾性の少ないものが好ましい。
【００３１】
歪みゲージ１３４は、図４に示すように、フック１３１の上面及び下面に複数の歪みゲージ１３４ａ及び１３４ｂを接着固定することで、更に微小な変形量でも計測することが可能となる。ここで、図４は、図１に示す調整ユニット１３０の一例を示す概略断面図である。
【００３２】
図５は、歪みゲージ１３４のブリッジ回路を示す回路図である。図５を参照するに、歪みゲージ１３４は、１２０Ωの抵抗Ｒでブリッジ回路を構成し、更に、図示しない変換器に接続され出力を読み取る。歪みゲージ１３４から得られた値と保持部材１２０にかかる力をあらかじめ求めておくことによって、光学部材１１０にかける荷重を高精度に検知することができる。
【００３３】
以下にブリッジ回路のメカニズムについて説明する。Ｒは固定抵抗、Ｒｍ１は図３のフック１３１の上面部に接着固定された歪みゲージ１３４、Ｒｍ２はフック１３１の下面部に接着固定された歪みゲージ１３４である。Ｅは所定のブリッジ電圧、ｅ０はブリッジ回路の出力電圧を示す。また、歪みゲージのゲージ率をＫｓとし、歪み量ε０から出力電圧ｅ０を求めると、以下の数式１で示される。
【００３４】
【数１】
2004247619.tif 000003
【００３５】
例えば、歪み量ε０が１００×１０−６ひずみ、ブリッジ電圧Ｅが１０Ｖ、ゲージ率Ｋｓ＝２とすると、数式１より出力電圧ｅ０＝１ｍＶを得る。このように歪みゲージの歪み量に応じて出力電圧を得ることができ、数式１より歪み量と出力電圧は線形の関係である。図５のブリッジ回路を更に精度よく測定するために、固定抵抗Ｒの２箇所を図４に示す保持部材１２０側歪みゲージ１３４ａにそれぞれ置き換えることで、計４枚の歪みゲージのブリッジ回路を構成することができる。これにより歪み量に対する出力電圧の敏感度が２倍になり、更に高精度な測定を行うことができる。
【００３６】
ここで、光学部材１１０を保持部材１２０に接着接合する手順を説明する。まず、光学部材１１０を保持部材１２０に設けられた３箇所の支持部１２２に載置する。この時、接合部１２４が光学部材１１０と保持部材１２０の隙間に均等な厚さとなるように、光学部材１１０と保持部材１２０の中心位置は所望の真円度に納めておく。
【００３７】
光学部材１１０を保持部材１２０の支持部１２２に載置した後、光学部材１１０と保持部材１２０とを嵌合する際のクリアランス量が全周略一定となるように、保持部材１２０と光学部材１１０の芯合わせを行う。光学部材１１０と保持部材１２０とを嵌合する際のクリアランス量が一定となったところで、ディスペンサーなどの注入量を管理できるものを用いて、接合部１２４に接着剤を注入する。なお、接合部１２４に注入する接着剤の注入量を最適化することによって、常に光学部材１１０と保持部材１２０の間を繋ぐ弾性体としての接合部１２４の機械剛性を管理することが可能となる。
【００３８】
本実施形態において、光学部材１１０に調整ユニット１３０を介して所望の変形量を与えようとする場合、保持部材１２０から光学部材１１０に力を伝達する際に、接合部１２４も変形させる必要があり、接合部１２４の変形を制御可能とするためには、接合部１２４の弾性体としての弾性定数を所望の値に管理しなくてはならない。板バネなどを用いて光学部材１１０を保持部材１２０に締結接合する場合には、かかる板バネの弾性定数を管理すればよい。
【００３９】
光学部材１１０が保持部材１２０に接着固定された後、保持部材１２０の３箇所に配置された調整ユニット１３０を用い、スペーサー１３３の厚みを所望の厚さに変更して、光学部材１１０に力を付与する。この際、歪みゲージ１３４の出力をモニターすることで、光学部材１１０に付与している力を正確に読み取ることができる。従って、光学部材１１０の３箇所それぞれに所望の変位を与えることができ、光学部材１１０が保持部材１２０に保持されることで発生する自重による３θ成分の変形を打ち消すような変位を光学部材１１０に与えることによって光学部材１１０の光学特性に悪影響を及ぼす光学部材１１０の変形を低減することができる。
【００４０】
保持装置１００を、例えば、露光装置の投影光学系を構成する光学部材の保持に用いることで、光学部材の３点支持による光学部材の自重変形の影響を低減することができる。従って、露光装置の高ＮＡ化とともに大口径化された光学部材の自重変形を低減させて保持することが可能となり、光学部材の変形が起因である露光性能を大幅に向上することができる。
【００４１】
次に、図６乃至図８を参照して、調整ユニット１３０の変形例である調整ユニット１３０Ａについて説明する。図６は、図１に示す調整ユニット１３０の変形例である調整ユニット１３０Ａの一例を示す概略断面図である。調整ユニット１３０Ａは、調整ユニット１３０が弾性部材１３２の発生する力を調整するためにスペーサー１３３で高さを調整していたのに対して、保持部材１２０の外部から弾性部材１３２の発生する力を調整可能としたものである。調整ユニット１３０Ａは、図６に示すように、フック１３１と、弾性部材１３２と、歪みゲージ１３４と、調整ネジ１３５とを有する。
【００４２】
調整ネジ１３５は、先端に円錐で螺旋形状の螺旋部１３５ａを有し、螺旋部１３５ａに弾性部材１３２の一方の端部が取り付けられる。調整ネジ１３５を回転させると調整ネジ１３５が直進するため、螺旋部１３５ａに取り付けられた弾性部材１３２の端部の位置を図中上下方向に可変とすることができる。従って、保持部材１２０の外部から調整ネジ１３５を回転させることで弾性部材１３２の長さを調整することができ、光学部材１１０に所望の力を付与することが可能となる。また、調整ネジ１３５は、弾性部材１３２の長さをネジ回転角度に対して均等に調整するために、保持部材１２０と接合する調整ネジ１３５の軸１３５ｂと螺旋部１３５ａの軸を同軸の形状にする必要がある。なお、調整ネジ１３５の螺旋部１３５ａを円錐形状としても、弾性部材１３２がすべりながら上下方向に可変することで同様の機能を得ることができる。
【００４３】
光学部材１１０に接するフック１３１が水平にずれた場合、光学部材１１０にかかる荷重が変化して光学部材１１０のバランスが崩れて面形状に悪影響を与えたり、設計値と一致しなかったりすることがある。従って、図７に示すように、保持部材１２０とフック１３１の接する領域１２８に固定部材１３６を取り付けることで、フック１３１を固定し、水平方向のずれを防止することもできる。ここで、図７は、保持部材１２０とフック１３１の接する領域１２８を改良した調整ユニット１３０Ａの一例を示す概略断面図である。
【００４４】
固定部材１３６は、フック１３１を水平方向に固定し、例えば、薄板などで構成される。固定部材１３６は、光学部材１１０の形状のコントロールには悪影響を与えないように、固定部材１３６の曲げ応力を弾性部材１３２の発生する力に比べてはるかに小さくなるように固定部材１３６の厚さを設計する。
【００４５】
また、図８に示すように、フック１３１の保持部材１２０に接する端部１３１ａを鋭角の形状とし、フック１３１の端部１３１ａを受ける保持部材１２０の領域（即ち、保持部材１２０とフック１３１の接する領域）１２８にコーン形状又はＶ字形状の溝１２８ａを設けることで、フック１３１の位置を固定し、水平方向のずれを防止することができる。この際、大きな横からの力でもフック１３１が水平方向にずれないように、フック１３１の端部１３１ａの鋭角形状の傾斜及び保持部材１２０に設けられた溝１２８ａの傾斜とも角度は剛性の保てる範囲で鋭い方がよい。ここで、図８は、保持部材１２０とフック１３１の接する領域１２８を改良した調整ユニット１３０Ａの一例を示す概略断面図である。
【００４６】
調整ユニット１３０Ａは、保持部材１２０の外部から弾性部材１３２の発生する力を調整し（即ち、弾性部材１３２の長さを調整し）、光学部材１１０の３θ成分の変形をコントロールすることができるため、例えば、光学部材１１０の鏡筒の外側から光学部材１１０の形状をコントロールすることが可能となる。
【００４７】
鏡筒全体の観点からみると、複数の光学部材１１０の３θ成分の変形、組み立て誤差、ホモジニティー等の組み合わせである波面収差が発生する。この際、鏡筒の外部から、調整ユニット１３０Ａの弾性部材１３２に発生させる力を調整することで波面収差を最小限に抑えることが可能となる。なお、波面収差を打ち消しあう目的で光学部材１１０の３θ成分の変形を強制的に増加させることも考えられる。更に、複数の光学部材１１０の３θ成分をそれぞれ独立に調整し、組み合わせることで、より広い範囲で波面収差を変化させることができる。波面収差への敏感度が大きな光学部材１１０は、波面収差を広範囲で調整することができ、波面収差への敏感度が小さな光学部材１１０は、波面収差を高分解能で調整することができる。
【００４８】
また、調整ネジ１３５を回すためのアクチュエーター等の電動器具を装着することで鏡筒の外部から直接アクセスすることなく、調整ネジ１３５を回すことが可能である。これによって、鏡筒内部にアクセスするための孔を鏡筒に設ける必要もなく、しかも調整ネジ１３５の回転を高精度、高分解能で回すことができる。従って、フック１３１に接着固定された歪みゲージ１３４の出力をモニターし、かかる値を基に調整ネジ１３５の回転を操作することで光学部材１１０を所望の形状に変形させることができる。
【００４９】
次に、保持装置１００を用いてフィードバック制御により光学部材１１０の形状をアクティブにコントロールする方法について説明する。図９は、保持装置１００に保持された光学部材１１０の形状を調整する調整法方１０００を説明するためのフローチャートである。
【００５０】
まず、光学部材１１０の形状が変形すると、保持部材１２０に添付された歪みゲージ１３４の出力の変化により、変形後の光学部材１１０の形状が得られる（ステップ１００２）。次に、取得した変形後の光学部材１１０の形状を所望の形状にするために必要な、弾性部材１３２が光学部材１１０に与える力を算出する（ステップ１００４）。弾性部材１３２が算出した力を生じるように、弾性部材１３２の長さを調整し（ステップ１００６）、光学部材１１０に算出した力を与える（ステップ１００８）。光学部材１１０に力を付与した後、歪みゲージ１３４によって光学部材１１０の形状を計測し、光学部材１１０の形状が所望の形状となっているか判断する（ステップ１０１０）。光学部材１１０の形状が所望の形状となっていれば、光学部材１１０の形状のコントロールを終了し（ステップ１０１２）、光学部材１１０の形状が所望の形状となっていなければ、ステップ１００４以下を繰り返す。なお、光学部材１１０の形状と歪みゲージ１３４の出力は予め知っておく必要がある。このように、光学部材１１０の形状を検出する手段として歪みゲージ１３４を用いることで光学部材１１０の形状のフィードバック制御が可能となる。
【００５１】
また、光学部材１１０は、自重変形、面形状誤差、ホモジニティー等のエラーによって波面収差を発生する。光学部材１１０の組み込み（組み立て）、検査時では、この波面収差を所望の規格内に収める必要がある。かかる場合は、光学部材１１０の波面収差を直接測定する波面収差測定装置を用いて、光学部材１１０の波面収差を検出し（ステップ１０１４）、検出した波面収差が規格内となるように弾性部材１３２の長さを調整する（ステップ１００６）ことでフィードバック制御が可能となる。
【００５２】
更に、光学部材１１０を保持した保持装置１００を搭載した露光装置において、ウェハパターンを検出する手段を用いて、常にウェハを検出し（ステップ１０１６）、検出したウェハ情報に基づいて弾性部材１３２の長さを調整する（ステップ１００６）ことでフィードバック制御が可能となる。かかるフィードバック制御により、所望のウェハパターンを得るために常にウェハパターンを検出し、所望の規格内に入るように常に光学部材１１０の形状をコントロールできるアクティブレンズ（ミラー）を実現することができる。
【００５３】
また、フック１３１の歪み量を測定し、その測定された歪み量とその歪み量が発生した時に光学部材１１０に付加すべき力との関係を演算する演算装置、或いはその関係を記憶する記憶装置を備えるようにしておくようにしても構わない。その際、フック１３１の歪み量の大きさが許容範囲内であるか、許容範囲外であるかを判断し、許容範囲内なら光学部材に付加する力は変化させないようにしてもよい。
【００５４】
また、図１及び図２においては、３箇所の支持部１２２の間隔それぞれに調整ユニット１３０及び歪みゲージ（検出手段）１３４を配置しているが、この限りではない。光学部材の偏心、傾き等が大きくない限り、３箇所の支持部のそれぞれの間隔（３つ）において光学部材はほぼ同じように変形するものと考えられる。つまり、１つの間隔における光学部材の変形（量）、もしくは１つの間隔における歪みゲージ（検出手段）により測定される歪み（量）が分かれば、その他の間隔における光学部材の変形（量）や歪みゲージにより測定される歪み（量）は容易に推定することができる（大抵の場合は３つの間隔において同じ変形や同じ歪みが測定される）。従って、歪みゲージ（検出手段）を３箇所の支持部の間の３つの間隔のうち少なくとも１つの間隔に配置し、その歪みゲージで測定された歪みに基づいてその他の間隔に配置された調整ユニットが光学部材に付加する力を制御するようにしてもよい。
【００５５】
次に、図１０を参照して、保持装置１００の変形例である保持装置１００Ａについて説明する。図１０は、図１に示す保持装置１００の変形例である保持装置１００Ａを示す概略斜視図である。
【００５６】
保持装置１００Ａは、図１０に示すように、光学部材１１０に直接歪みゲージ１３４を接着固定することで光学部材１１０の変形を測定する。即ち、保持部材１２０に保持された光学部材１１０において、光学部材１１０の上面又は下面の有効半径外の部分に歪みゲージ１３４を接着固定することで、光学部材１１０の変形を歪みゲージ１３４で検出することが可能である。なお、光学部材１１０の保持方法は、３点支持、全周接着、メカ的な保持方法などいずれであってもよい。
【００５７】
ここで、光学部材１１０に接着固定した歪みゲージ１３４の使用方法について説明する。まず、光学設計値規格内の面形状に加工された光学部材１１０がまだ保持部材１２０に接着固定されていない状態で、光学部材１１０に歪みゲージ１３４を接着する。このとき、歪みゲージ１３４の出力値を読み取る。
【００５８】
次に、光学部材１１０の保持部材１２０への載置及び調整ユニット１３０の配置を行い、最終的に光学部材１１０を保持した保持装置１００を装置に搭載する段階の前後で歪みゲージ１３４の出力値を読み取る。このときの出力値が初期値（即ち、光学部材１１０がまだ保持部材１２０に接着固定されていない状態のときの出力値）とどのくらい異なるのかを読み取ることで光学部材１１０を保持することで生じた変形（即ち、光学部材１１０の自重変形）を測定することができる。
【００５９】
そして、調整ユニット１３０を用いて歪みゲージ１３４の出力値を初期値に近づけることで光学部材１１０を保持することで生じた変形を打ち消すことができる。
【００６０】
また、光学部材１１０に接着固定した歪みゲージ１３４の別の使用方法について説明する。まず、保持部材１２０に保持された光学部材１１０に歪みゲージ１３４を接着固定する。そして、調整ユニット１３０で光学部材１１０の形状を段階的に変化させて各段階の歪みゲージ１３４の出力値から光学部材１１０の変形量を測定する。この光学部材１１０の変形量と歪みゲージ１３４の出力値の相関関係を予め調べておくことで、光学部材１１０を保持した保持装置１００が組み込まれた鏡筒の外側から調整ユニット１３０を調整するだけで所望の形状に変形させることができる。かかる方法は、歪みゲージ１３４の取り付け誤差や、調整ユニット１３０の組み立て加工誤差などを考慮することなく、実現することができる。
【００６１】
歪みゲージ１３４を接着固定する位置として、図１０に示すように、等間隔に３箇所の位置に接着固定した場合、主に、光学部材１１０の３θ成分の変形を検出することが可能である。また、等間隔に６箇所の位置に歪みゲージ１３４を接着固定した場合は、光学部材１１０の６θ成分の変形を検出することが可能である。このように、歪みゲージ１３４を接着固定する位置は、検出したい光学部材１１０の変形の成分によって決定し、それらの組み合わせとして多くの位置にゆがみゲージ１３４を接着固定することも可能である。
【００６２】
また、光学部材１１０がミラーの場合であっても、同様に、歪みゲージ１３４を光学部材１１０に直接接着固定することが可能であり、図１１に示すように、ミラーである光学部材１１０の反射面１１０ａの裏側の面１１０ｂに歪みゲージ１３４を接着することで大きな歪みを検出することができ、高精度な測定として有効である。ここで、図１１は、光学部材１１０がミラーである場合の保持装置１００Ａを示す概略断面図である。
【００６３】
以下、図１２を参照して、本発明の保持装置１００を適用した例示的な投影光学系２３０及び投影光学系２３０を有する露光装置１００について説明する。ここで、図１２は、本発明の一側面としての露光装置２００の例示的一形態を示す概略ブロック図である。露光装置２００は、図１２に示すように、回路パターンが形成されたマスク２２０を照明する照明装置２１０と、照明されたマスクパターンから生じる回折光をプレート２４０に投影する投影光学系２３０と、プレート２４０を支持するステージ２４５とを有する。
【００６４】
露光装置２００は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でマスク２２０に形成された回路パターンをプレート２４０に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、マスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後、ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」とは、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【００６５】
照明装置１１０は、転写用の回路パターンが形成されたマスク２２０を照明し、光源部２１２と、照明光学系とを有する。
【００６６】
光源部２１２は、例えば、光源としては、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができる。但し、レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザーを使用してもよいし、そのレーザーの個数も限定されない。また、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーや波長１０ｎｍ乃至２０ｎｍ程度の極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光源等を用いてもよい。例えば、独立に動作する２個の固体レーザーを使用すれば固定レーザー間相互のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。さらにスペックルを低減させるために光学系を直線的又は回転的に揺動させてもよい。また、光源部２１２にレーザーが使用させる場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部２１２に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００６７】
照明光学系２１４は、マスク１２０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照明光学系２１４は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。開口絞りは解像度を向上させる変形照明用の輪帯照明絞りや４重極照明絞りとして構成されてもよい。かかる照明光学系２１４のレンズなどの光学部材の保持に本発明の保持装置２００を使用することができる。
【００６８】
マスク２２０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、図示しないマスクステージに支持及び駆動される。マスク２２０から発せられた回折光は、投影光学系２３０を通りプレート２４０上に投影される。マスク２２０とプレート２４０は、光学的に共役の関係にある。本実施形態の露光装置２００はスキャナーであるため、マスク２２０とプレート２４０を縮小倍率比の速度比でスキャンすることによりマスク２２０のパターンをプレート２４０上に転写する。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（「ステッパー」とも呼ばれる。）の場合は、マスク２２０とプレート２４０を静止させた状態で露光が行われる。
【００６９】
投影光学系２３０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を利用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００７０】
かかる投影光学系２３０のレンズなどの光学部材の保持に本発明の保持装置１００を使用することができる。保持装置１００は、図１３に示すように、保持部材１２０に設けられた半径方向の変形を吸収することができる吸収部材によって投影光学系２３０の鏡筒２３２に連結されている。このような構成にすることによって装置輸送時などの温度環境変動時に、線膨張率の違いから生じる鏡筒２３２と保持部材１２０の相対変位により、保持部材１２０が鏡筒２３２に対して偏芯することを防止することができる。ここで、図１３は、露光装置２００の鏡筒２３２内部の概略断面斜視図である。
【００７１】
なお、保持装置１００は、上述した構成であり、ここでの詳細な説明は省略する。従って、投影光学系２３０は、結像性能の劣化となる光学部材の変形による収差を低減することができ、所望の光学性能を達成することができる。
【００７２】
プレート２４０は、ウェハや液晶基板などの被処理体でありフォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質（即ち、界面活性剤塗布による疎水性化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング（焼成）工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。
【００７３】
ステージ２４５は、プレート２４０を支持する。ステージ２４５は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、ステージ２４５は、リニアモーターを利用してＸＹ方向にプレート２４５を移動することができる。マスク２２０とプレート２４０は、例えば、同期走査され、ステージ２４５と図示しないマスクステージの位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ステージ２４５は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、マスクステージ及び投影光学系２３０は、床等に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
【００７４】
露光において、光源部２１２から発せられた光束は、照明光学系２１４によりマスク２２０を、例えば、ケーラー照明する。マスク２２０を通過してマスクパターンを反映する光は、投影光学系２３０により投影倍率（例えば、１／４、１／５）でプレート２４０に結像される。露光装置２００が使用する投影光学系２３０（及び／又は照明光学系２１４）は、本発明の保持装置１００で保持された光学部材を含んで、光学部材の変形による収差を抑えることができるので、高いスループットで経済性よく従来よりも高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００７５】
次に、図１４及び図１５を参照して、上述の露光装置２００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。ここでは、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、これが出荷（ステップ７）される。
【００７６】
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１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。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２００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。本実施例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、露光装置２００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。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本発明の保持装置は、レンズやミラーやフィルター等の様々な光学部材を保持するために用いることができる。更に、本発明の保持装置をマスクやウェハを支持するために用いてもよい。
【００７８】
本出願は、更に以下の事項を開示する。
【００７９】
〔実施態様１〕  光学部材を保持するための保持装置であって、
前記光学部材の形状の変形量を検出する検出手段と、
前記変形量に基づいて、前記光学部材の形状を調整する調整ユニットとを有することを特徴とする保持装置。
【００８０】
〔実施態様２〕  前記検出手段は、歪みゲージであることを特徴とする実施態様１記載の保持装置。
【００８１】
〔実施態様３〕  前記検出手段は、前記光学部材上に配置されることを特徴とする実施態様１記載の保持装置。
【００８２】
〔実施態様４〕  前記検出手段は、ピッチ１２０°で同一円周上に配置されることを特徴とする実施態様３記載の保持装置。
【００８３】
〔実施態様５〕  前記調整ユニットは、前記光学部材にかかる荷重を均等にすることを特徴とする実施態様１記載の保持装置。
【００８４】
〔実施態様６〕  前記調整ユニットは、前記光学部材の収差を低減させるように前記光学部材にかかる荷重を調整することを特徴とする実施態様１記載の保持装置。
【００８５】
〔実施態様７〕  前記調整ユニットは、コイルバネを有することを特徴とする実施態様５又は６記載の保持装置。
【００８６】
〔実施態様８〕  前記調整ユニットは、前記コイルバネの長さを調整する調整ネジを更に有することを特徴とする実施態様７記載の保持装置。
【００８７】
〔実施態様９〕  前記調整ユニットは、ピッチ１２０°で同一円周上に配置されることを特徴とする実施態様１記載の保持装置。
【００８８】
〔実施態様１０〕  前記光学部材を略３点で支持する支持部を有することを特徴とする実施態様１記載の保持装置。
【００８９】
〔実施態様１１〕  前記検出手段を３つ有し、該３つの検出手段はそれぞれ前記３つの支持部の間に配置されていることを特徴とする実施態様１０記載の保持装置。
【００９０】
〔実施態様１２〕  前記調整ユニットを３つ有し、該３つの調整ユニットはそれぞれ前記３つの支持部の間に配置されていることを特徴とする実施態様１０又は１１記載の保持装置。
【００９１】
〔実施態様１３〕  前記調整ユニットの数は前記検出手段の数より多く、前記検出手段からの検出結果に基づいて前記調整ユニットを駆動することを特徴とする実施態様１乃至１２のうちいずれか１項記載の保持装置。
【００９２】
〔実施態様１４〕  前記光学素子を略３点で支持する支持部を有しており、前記調整ユニットは前記３点の支持部の（前記光学部材の円周方向の）間隔ごとに設けられており、前記検出手段は前記３点の支持部の間隔のうち少なくとも１つの間隔に設けられていることを特徴とする実施態様１乃至１３のうちいずれか１項記載の保持装置。
【００９３】
〔実施態様１５〕  前記検出手段と前記調整ユニットとが一体的に設けられていることを特徴とする実施態様１乃至１４のうちいずれか１項記載の保持装置。
【００９４】
〔実施態様１６〕  前記検出手段は、前記調整ユニットが有する部材を用いて、前記光学部材の変形量を検出していることを特徴とする実施態様１乃至１５のうちいずれか１項記載の保持装置。
【００９５】
〔実施態様１７〕  前記検出手段は、前記調整ユニットが有する部材の歪み量を測定することにより、前記光学部材の変形量を検出していることを特徴とする実施態様１６記載の保持装置。
【００９６】
〔実施態様１８〕  光学部材を保持するための保持装置であって、
前記光学部材の形状を調整する調整ユニットと、
前記調整ユニットを構成する部材の変形量を検出する検出手段とを有し、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記調整ユニットにより前記光学部材の形状を調整することを特徴とする保持装置。
【００９７】
〔実施態様１９〕  前記光学部材を略３点で支持する支持部を有しており、前記調整ユニットは前記略３点の支持部の間隔それぞれに配置されていることを特徴とする実施態様１８記載の保持装置。
【００９８】
〔実施態様２０〕  光学部材の形状を所望の形状に調整する調整方法であって、
前記所望の形状から変形した前記光学部材の形状を取得するステップと、
前記取得ステップで取得した前記光学部材の形状から前記所望の形状にするために必要な当該光学部材に付与する力を算出するステップと、
前記算出ステップで算出した前記付与する力を前記光学部材に付与するステップとを有することを特徴とする調整方法。
【００９９】
〔実施態様２１〕  前記光学部材の波面収差を検出するステップと、
前記検出ステップで検出した前記波面収差が規格内となるように、前記光学部材に力を付与するステップとを更に有することを特徴とする実施態様２０記載の調整方法。
【０１００】
〔実施態様２２〕  実施態様１乃至１９のうちいずれか１項記載の保持装置と、
前記保持装置に保持された光学部材を介してマスク又はレチクルに形成されたパターンを被処理体に露光する光学系とを有することを特徴とする露光装置。
【０１０１】
〔実施態様２３〕  実施態様２２記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体に所定のプロセスを行う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。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明の保持装置によれば、光学部材又は光学部材を直接保持する保持部材に光学部材の形状を検出する歪みゲージを設けることにより、光学部材の形状を容易に知ることができ、歪みゲージの出力に基づいて光学部材の形状を調整することができる。よって、結像性能の劣化となる光学部材の変形による収差を低減することで所望の光学性能をもたらし、高解像力を有する投影光学系を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学部材を保持した場合の本発明の保持装置を示す概略斜視図である。
【図２】光学部材を除いた場合の本発明の保持装置を示す概略斜視図である。
【図３】図１に示す調整ユニットの一例を示す概略断面図である。
【図４】図１に示す調整ユニットの一例を示す概略断面図である。
【図５】歪みゲージのブリッジ回路を示す回路図である。
【図６】図１に示す調整ユニットの変形例である調整ユニットの一例を示す概略断面図である。
【図７】保持部材とフックの接する領域を改良した調整ユニットの一例を示す概略断面図である。
【図８】保持部材とフックの接する領域を改良した調整ユニットの一例を示す概略断面図である。
【図９】図１に示す保持装置に保持された光学部材の形状を調整する調整法方を説明するためのフローチャートである
【図１０】図１に示す保持装置の変形例である保持装置を示す概略斜視図である。
【図１１】光学部材がミラーである場合の保持装置を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の一側面としての露光装置の例示的一形態を示す概略ブロック図である。
【図１３】本発明の露光装置の鏡筒内部の概略断面斜視図である。
【図１４】本発明の露光装置を有するデバイス製造方法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】
１００                保持装置
１１０                光学部材
１２０                保持部材
１２８ａ              溝
１３０                調整ユニット
１３１                フック
１３２                弾性部材
１３３                スペーサー
１３４                歪みゲージ
１３５                調整ネジ
１３５ａ              螺旋部
１３５ｂ              軸
１３６                固定部材
２００                露光装置
２１０                照明装置
２２０                マスク
２３０                投影光学系
２３２                鏡筒
２４０                プレート
２４５                ステージ
【図１】
2004247619.tif 000004
【図２】
2004247619.tif 000005
【図３】
2004247619.tif 000006
【図４】
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【図５】
2004247619.tif 000008
【図６】
2004247619.tif 000009
【図７】
2004247619.tif 000010
【図８】
2004247619.tif 000011
【図９】
2004247619.tif 000012
【図１０】
2004247619.tif 000013
【図１１】
2004247619.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
2004247619.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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