(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を保持する光学素子保持装置であって、
枠部材と、
前記枠部材の内部に配置され、前記光学素子を保持する保持部材と、
前記枠部材と前記保持部材との間に設けられ、駆動力が伝わることによって、前記光学素子の光軸と交差する方向に変位する変位部と、
前記枠部材と前記変位部とを接続し、前記駆動力が前記変位部に伝わった時に前記変位部を前記光学素子の光軸と交差する方向に案内する平行リンク部と、
前記保持部材に連結される一端部と、前記変位部に連結される他端部とを有し、前記変位部の前記光学素子の光軸と交差する方向の変位を前記光学素子の光軸とほぼ平行な方向の変位として、前記保持部材に伝達する伝達部とを備える光学素子保持装置。
【請求項２】
前記変位部は前記光学素子の光軸に垂直な方向に変位する請求項１に記載の光学素子保持装置。
【請求項３】
前記枠部材に取り付けられ、前記駆動力を生成する駆動部材を更に備え、前記駆動部材は、前記光学素子の光軸と交差する方向に前記変位部を付勢する請求項１又は２に記載の光学素子保持装置。
【請求項４】
前記枠部材は中心を有する環状であり、前記駆動部材は、前記枠部材の前記中心に向けて前記変位部を付勢する請求項３に記載の光学素子保持装置。
【請求項５】
前記駆動部材は、駆動素子と、前記変位部に連結され、前記駆動素子を収容するハウジングとを含む請求項３又は４に記載の光学素子保持装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記駆動素子の発生した駆動力を前記変位部に伝達する連結部を有する請求項５に記載の光学素子保持装置。
【請求項７】
前記駆動部材は、前記保持部材の位置の粗調整を行う粗調整機構と、前記保持部材の位置の微調整を行う微動機構とを含む請求項３乃至６のいずれか１項に記載の光学素子保持装置。
【請求項８】
前記微動機構はピエゾ素子を含む請求項７に記載の光学素子保持装置。
【請求項９】
前記変位部と前記枠部材との間に設けられ、前記変位部を前記枠部材に向けて付勢する付勢部材を更に備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学素子保持装置。
【請求項１０】
前記伝達部は、前記保持部材に対して任意の方向に傾動及び回動可能に連結された一端と、前記変位部に任意の方向に傾動及び回動可能に連結される他端とを有するロッドを備え、前記ロッドの一端と他端とを結ぶ軸線は前記変位部の変位方向に対して傾いている請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学素子保持装置。
【請求項１１】
前記変位部は、前記枠部材に３つ設けられ、前記伝達部は、前記３つの変位部のそれぞれに連結された２つの前記ロッドを含む請求項１０に記載の光学素子保持装置。
【請求項１２】
前記枠部材と前記変位部との間に設けられ、前記駆動力に起因する前記変位部の振動を減衰する振動減衰機構を更に備える請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光学素子保持装置。
【請求項１３】
前記振動減衰機構は、前記枠部材及び前記変位部の一方に固定されて、他方に摺接する摩擦部材を含む請求項１２に記載の光学素子保持装置。
【請求項１４】
前記枠部材と前記変位部と前記平行リンク部と前記伝達部のうち少なくとも２つが１つの構造体に一体成形されている請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
【請求項１５】
前記１つの構造体は、彫り込み加工により形成されて、前記枠部材と前記変位部と前記平行リンク部と前記伝達部のうちの前記少なくとも２つを相互に接続する接続部を含む請求項１４に記載の光学素子保持装置。
【請求項１６】
前記接続部は、前記枠部材と前記平行リンク部、前記変位部と前記平行リンク部、前記変位部と前記伝達部、及び前記伝達部と前記保持部材とを相対移動可能にそれぞれ接続する請求項１５に記載の光学素子保持装置。
【請求項１７】
前記枠部材の内部に設けられて、前記保持部材の変位を検出する検出器と、前記枠部材の外部に設けられて、前記検出器の検出結果を前記枠部材の外部から監視する監視部とを含む変位検出機構を更に備える請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の光学素子保持装置。
【請求項１８】
前記検出器は検出結果を表示し、前記監視部は前記枠部材の気密状態を維持しつつ前記検出結果を読取る請求項１７に記載の光学素子保持装置。
【請求項１９】
前記枠部材の内部空間を前記枠部材の外部から遮断し、前記枠部材の内部空間を密封するシールを更に備える請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の光学素子保持装置。
【請求項２０】
光学素子と、前記光学素子を保持する請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の保持装置を備える鏡筒。
【請求項２１】
前記光学素子は、マスク上に形成された所定のパターンの像を基板上に投影する投影光学系を構成する複数の光学素子の１つである請求項２０に記載の鏡筒。
【請求項２２】
所定のパターンの像を基板上に露光する露光装置において、
前記所定のパターンの像の形成されたマスクと、
前記像を前記基板上に転写する、請求項２１に記載の鏡筒とを備える露光装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の露光装置を用いた露光を含むリソグラフィ工程を備え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、光学素子の保持装置に係り、詳しくは高精度な光学素子の位置調整が可能な保持装置に関する。本発明は、保持装置、前記保持装置を備える鏡筒、前記鏡筒を備える露光装置、及び、前記露光装置を用いた露光を含むデバイスの製造方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、投影露光装置の投影光学系を構成する複数の光学素子は、各光学素子の光軸方向の位置やチルトなどの姿勢を精密に調整可能な保持装置によって保持される。位置と姿勢の調整によって、収差の補正と、大気圧の変化や熱照射の吸収に起因する収差変動の抑制が行われる。【０００３】
光学素子の位置調整を自動制御で行う保持装置が開示されている（特許文献１参照）。この保持装置は、可動レンズの周縁を保持するインナリングと、インナリングに連結され、インナリングの外側に配置されるアウタリングとを備える。アウタリングはアクチュエータを備える。アクチュエータの変位は変位拡大機構によってインナリングに伝えられ、可動レンズを変位させる。アウタリングには、可動レンズの位置をモニタするためのセンサが取り付けられている。この保持装置を備えた鏡筒は比較的コンパクトである。【０００４】
高密度でファインピッチの半導体デバイスを製造するために、より高い解像度で露光可能な投影露光装置が要求されている。投影露光装置はより短波長の露光光を使用する傾向にある。ＡｒＦエキシマレーザ（λ＝１９３ｎｍ）やＦ２レーザ（λ＝１５７ｎｍ）が使用される。露光光の短波長化は解像度の向上に貢献する。【０００５】
２００ｎｍ以下の波長の露光光を使用する場合には、その露光光が進行する光路空間内に、水、酸素あるいは有機物質などの吸収物質が存在すると、露光光の強度は吸収物質によって大きく減衰する。そこで、特許文献１の保持装置では、鏡筒内にパージガスを供給して、光路空間内に存在する水、酸素あるいは有機物質を鏡筒内から排除している。しかし、アウタリングとアクチュエータとの間に間隙があるため、その間隙からパージガスが漏出したり、外気（酸素、水、有機物質を含む気体）がその間隙から鏡筒の内部空間に流入するおそれがある。そこで、鏡筒の周りにジャケットが設けられ、ジャケットで囲まれた空間をパージガスで満たしている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００１／００３８５００号明細書
【０００６】
ジャケットで囲まれた空間には、センサに接続される信号通信用被覆線や、アクチュエータに接続される給電用の被覆線が配置される。被覆線は極微量の有機物質等の化学汚染物質（アウトガス）を発生する可能性がある。ジャケットで囲まれた空間は、上述した間隙によって鏡筒内の空間と連通している。そのため、被覆線から発生した極微量の化学汚染物質は、ジャケットで囲まれた空間から上述した間隙を介して鏡筒の内部空間に流入し、露光光を吸収したり鏡筒内のレンズを曇らせる可能性がある。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、鏡筒の内部のパージ雰囲気を乱すことなく、光学素子の位置と姿勢の調整が可能な光学素子保持装置を提供することにある。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様は、枠部材と、前記枠部材の内部に配置され、光学素子を保持する保持部材と、前記枠部材と前記保持部材との間に設けられ、駆動力が伝わることによって、前記光学素子の光軸と交差する方向に変位する変位部と、前記枠部材と前記変位部とを接続し、前記駆動力が前記変位部に伝わった時に前記変位部を前記光学素子の光軸と交差する方向に案内する平行リンク部と、前記保持部材に連結される一端部と、前記変位部に連結される他端部とを有し、前記変位部の前記光学素子の光軸と交差する方向の変位を前記光学素子の光軸とほぼ平行な方向の変位として、前記保持部材に伝達する伝達部とを備える光学素子保持装置を提供する。化学汚染物質を発生する可能性のある駆動源を枠部材の外部に配置できるため、光学素子に対する化学汚染物質の影響を低減することができる。
【０００９】
一実施形態では、前記変位部は前記光学素子の光軸に垂直な方向に変位する。これにより、光学素子の光軸に沿った光学素子保持装置の寸法（厚み）を低減できる。また駆動力が光学素子の光軸に垂直な面内で働くため、駆動力によって枠部材が光学素子の光軸に沿って歪むことはない。
【００１０】
一実施形態では、前記枠部材に取り付けられ、前記駆動力を生成して前記光学素子の光軸と交差する方向に前記変位部を付勢する駆動部材を更に備える。この場合、駆動部材が枠部材にあるため、枠部材の内部構造は簡略である。
【００１１】
一実施形態では、前記駆動部材は、駆動素子と、前記変位部に連結され、前記駆動素子を収容するハウジングとを含み、ハウジングは駆動素子の発生した駆動力を前記変位部に伝達する連結部を有する。この場合、枠部材外部からの駆動力はハウジングを介して変位部に伝達される。
【００１２】
一実施形態では、前記駆動部材は、前記保持部材の位置の粗調整を行う粗調整機構と、前記保持部材の位置の微調整を行う微動機構とを含む。この構成により、変位部の大まかな位置調整と精密な調整が迅速に行なうことができる。
【００１３】
一実施形態では、前記微動機構はピエゾ素子を含む。ピエゾ素子は制御が容易で、反応が早く、強く安定した駆動力を発生するので、光学素子の姿勢調整に適している。
【００１５】
一実施形態では、前記変位部と前記枠部材との間に設けられ、前記変位部を前記枠部材に向けて付勢する付勢部材を更に備える。この構成により、変位部の変位に正確に追従した光学素子の姿勢制御が可能である。
【００１６】
一実施形態では、前記伝達部は、前記保持部材に対して任意の方向に傾動及び回動可能に連結された一端と、前記変位部に任意の方向に傾動及び回動可能に連結される他端とを有するロッドを備え、前記ロッドの一端と他端とを結ぶ軸線は前記変位部の変位方向に対して傾いている。この構成によれば、光学素子の光軸に垂直な面内における変位部の変位によって、保持部材の一部を光学素子の光軸と平行に移動させることができる。
【００１７】
一実施形態では、前記変位部は、前記枠部材に３つ設けられ、前記伝達部は、前記３つの変位部のそれぞれに連結された２つの前記ロッドを含む。この構成により、光学素子はキネマティックに支持される。
【００１８】
一実施形態では、前記枠部材と前記変位部との間に設けられ、前記駆動力に起因する前記変位部の振動を減衰する振動減衰機構を更に備える。この構成により、伝達部及び保持部材がストレスを受けることなく、光学素子の姿勢が適切に調整される。
【００１９】
一実施形態では、前記振動減衰機構は、前記枠部材及び前記変位部の一方に固定されて、他方に摺接する摩擦部材を含む。この場合、簡易な構成で振動を効果的に減衰できる。
【００２０】
一実施形態では、前記枠部材と前記変位部と前記平行リンク部と前記伝達部のうち少なくとも２つが１つの構造体に一体成形されている。例えば、前記１つの構造体は、彫り込み加工により形成されて、前記枠部材と前記変位部と前記平行リンク部と前記伝達部のうちの前記少なくとも２つを相互に接続する接続部を含むことができる。複数の構成部分を一体成形とすることで、部品点数が減り、構造が簡易であり、部間の相対位置が厳密に決められ、無用な応力が生じず、構造体の剛性が高くなる。
【００２１】
一実施形態では、前記枠部材の内部に設けられて、前記保持部材の変位を検出する検出器と、前記枠部材の外部に設けられて、前記検出器の検出結果を前記枠部材の外部から監視する監視部とを含む変位検出機構を更に備える。前記監視部は前記枠部材の気密状態を維持しつつ前記検出結果を読取ることができる。この場合、鏡筒内のパージ雰囲気を乱すことなく、保持部材の変位が分かる。
【００２２】
一実施形態では、前記枠部材の内部空間を前記枠部材の外部から遮断し、前記枠部材の内部空間を密封するシールを更に備える。特に鏡筒を覆うカバーを使用せずに、保持装置が鏡筒内部の高度なパージ雰囲気を維持可能である。
【００２３】
前記保持装置は鏡筒に組み込むことができる。この鏡筒は単独で高度なパージ雰囲気を達成することができる。この鏡筒は例えばマスク上に形成された所定のパターンの像を基板上に投影する投影光学系を含んでもよい。この鏡筒は露光装置に組み込むことができる。露光装置は収差の精密な補正ができるので、精密なデバイスの製造におけるリソグラフィ工程で使用するのに適している。これにより、高品質のデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の好ましい実施形態に従う光学素子保持装置を備えた露光装置の概略図。
【図２】光学素子保持装置の斜視図。
【図３】光学素子保持装置の平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図５】図３の部分拡大平面図。
【図６】図４の部分拡大図。
【図７】好ましい実施形態に従う光学素子保持装置の模式図。
【図８】好ましい実施形態に従う光学素子保持装置の模式図。
【図９】図４の部分断面図。
【図１０】スケールの正面図。
【図１１】デバイスの製造方法の概略的なフローチャート。
【図１２】半導体デバイスの製造方法の部分的なフローチャート。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明の一実施形態に従う光学素子の保持装置について説明する。まず、図１を参照して露光装置３１を概略的に説明する。露光装置３１は光源３２と、照明光学系３３と、マスクとしてのレチクルＲｔを保持するレチクルステージ３４と、投影光学系３５と、基板としてのウエハＷを保持するウエハステージ３６とを備える。【００２６】
光源３２は、例えば波長１５７ｎｍのＦ２レーザを発振する。光源３２は、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザや波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを発振してもよい。本発明は、Ｆ２レーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、あるいは波長１３ｎｍの極短紫外光ＥＵＶなどの比較的短波長の光線を使用する露光装置３１にとって有用である。【００２７】
照明光学系３３は、図示しないフライアイレンズやロッドレンズ等のオプティカルインテグレータ、リレーレンズ、コンデンサレンズ等の各種レンズ系及び開口絞りを含む。光源３２から出射されたレーザは、照明光学系３３を通過することにより、レチクルＲｔ上のパターンを均一に照明する露光光ＥＬに調整される。【００２８】
レチクルステージ３４は、その上にレチクルＲｔが載置される載置面を有する。レチクルステージ３４は、照明光学系３３の射出側、すなわち、投影光学系３５の物体面側（露光光ＥＬの入射側）において、載置面が投影光学系３５の光軸とほぼ直交するように配置される。【００２９】
投影光学系３５はレンズ等の光学素子３７を備える。投影光学系３５は、複数の鏡筒モジュール３９ａを積層して組み立てられた鏡筒３９内に収容される。各鏡筒モジュール３９ａは１つ又は２つの光学素子３７を保持する。【００３０】
いくつかの鏡筒モジュール３９ａ（図１では５個）は光学素子３７を保持する保持装置３８を備える。他の鏡筒モジュール３９ａも保持装置３８を備えてもよいし、あるいは、保持装置３８とは異なる構成の保持装置を備えてもよい。【００３１】
ウエハステージ３６はその上にウエハＷが載置される載置面を有する。ウエハステージ３６の載置面は、投影光学系３５の像面側（露光光ＥＬの射出側）において、投影光学系３５の光軸方向と交差するように配置されている。露光光ＥＬにて照明されたレチクルＲｔ上のパターンの像は、投影光学系３５を通して所定の縮小倍率に縮小されて、ウエハステージ３６上のウエハＷに投影され、転写される。【００３２】
次に、保持装置３８について説明する。図２は、保持装置３８を備えた鏡筒モジュール３９ａの斜視図であり、図３は保持装置３８を備えた鏡筒モジュール３９ａの平面図であり、図４は図３のＡ−Ａ線における断面図である。【００３３】
図２に示すように、保持装置３８は、環状の枠部材４１と、光学素子３７を保持する３つの支持部材４２と備える。図３に示すように、枠部材４１は、保持部材として機能するインナリング４３と、アウタリング４４と、変位部７０と、平行リンク部７１と、伝達リンク部７２とを備える。【００３４】
アウタリング４４は、外周面を有する側壁部４４ａと、側壁部４４ａの内側に配置された環状の平板部４４ｂとを備える。側壁部４４ａの上端及び下端には環状の締結部４０が設けられている。【００３５】
締結部４０は平らな上側及び下側締結面４０ａを含む。上側の締結面４０ａには、Ｏリングを収容するための環状溝４０ｂが形成されている（図４参照）。各締結面４０ａには複数のボルト穴４０ｃが等角度間隔で形成されている。環状溝４０ｂにＯリングを収容して上側の締結面４０ａは他の鏡筒モジュール３９ａの下側の締結面４０ａと当接させ、各ボルト穴４０ｃにボルトを挿入して、ナットで締結する。このように組みつけられた複数の鏡筒モジュール３９ａでは、Ｏリングにより高い気密性が得られる。鏡筒モジュール３９ａの内外の圧力差、締結部４０の形状や素材に応じて、複数のＯリングを収容可能な複数の環状溝４０ｂを形成したり、Ｏリングに代えてガスケットのようなシール部材を用いてもよい。【００３６】
図３に示すように、アウタリング４４の側壁部４４ａには、３つのピエゾ駆動部４６が１２０度間隔で取り付けられている。側壁部４４ａにおいて、３つのピエゾ駆動部４６からそれぞれ６０°ずれた位置に監視部として機能する３つのセンサヘッド４７が取り付けられている。ピエゾ駆動部４６とセンサヘッド４７の取り付けられた部分を除く側壁部４４ａの他の部分は閉じた面である。この構造により、アウタリング４４の気密性は向上する。【００３７】
枠部材４１について説明する。枠部材４１は、ステンレススチール等の金属材料をカッター、ドリル、エンドミル、レーザ加工及び放電加工などのスリット加工技術や彫り込み加工技術により加工して形成される。まず、金属材料は円盤状に切り出され、光学素子３７と干渉しない厚みに削られ、中心付近に円形の穴を形成し、インナリング４３の形状に沿って部分的に切断する。そして、変位部７０、平行リンク部７１及び伝達リンク部７２が平面的なスリット加工や立体的な彫り込み加工のような切断分離技術により形成される。各部７０，７１，７２は完全に分離されておらず、接続部（ＬＰＵ，ＬＰＬ，ＥＨ１〜ＥＨ４）によって他の部分と連結されている。各部７０，７１，７２は関連する接続部の可撓性により、所定方向に傾動可能である。インナリング４３、アウタリング４４、変位部７０、平行リンク部７１、及び伝達リンク部７２は同一材料からなる一体構造体であり、これらの部間の相対位置は厳密に決められ、各部には無用な応力も働かない。そのため、ピエゾ素子６５の伸縮のストロークは、優れた線形性で拡大されてインナリング４３の変位に変換される。【００３８】
図５を参照してインナリング４３、アウタリング４４、変位部７０、平行リンク部７１、及び伝達リンク部７２について説明する。【００３９】
変位部７０は図５のピエゾ駆動部４６の近傍に配置されている。
平行リンク部７１は変位部７０を案内する機能を有する。変位部７０の両側に配置された一組の平行リンク部７１が変位部７０を案内する。変位部７０の変位方向は一組の平行リンク部７１により厳密に規制される。以下平行リンク部７１について詳述する。平行リンク部７１は、図５において変位部７０の右側に配置される右内リンク７１ＲＦ及び右外リンク７１ＲＢと、変位部７０の左側に配置される左内リンク７１ＬＦ及び左外リンク７１ＬＢを含む。【００４０】
右内リンク７１ＲＦは弾性ヒンジＥＨ１によって変位部７０と連結され、弾性ヒンジＥＨ２によってアウタリング４４の平板部４４ｂと連結されている。弾性ヒンジＥＨ１、ＥＨ２は光軸ＡＸとほぼ平行な軸線を有する。右内リンク７１ＲＦは弾性ヒンジＥＨ１を支点として回転し、変位部７０に対して傾動する。右内リンク７１ＲＦは弾性ヒンジＥＨ２を支点として回転し、平板部４４ｂに対して傾動する。弾性ヒンジＥＨ１の軸線と弾性ヒンジＥＨ２の軸線を含む平面がピエゾ駆動部４６の駆動方向と直交するように、弾性ヒンジＥＨ１と弾性ヒンジＥＨ２の位置は決められている。【００４１】
右外リンク７１ＲＢは弾性ヒンジＥＨ３によって変位部７０と連結され、弾性ヒンジＥＨ４によって平板部４４ｂに連結されている。弾性ヒンジＥＨ３、ＥＨ４は光軸ＡＸとほぼ平行な軸線を有する。右外リンク７１ＲＢは弾性ヒンジＥＨ３を支点として回転し、変位部７０に対して傾動する。右外リンク７１ＲＢは弾性ヒンジＥＨ４を支点として回転し、平板部４４ｂに対して傾動する。弾性ヒンジＥＨ３の軸線と弾性ヒンジＥＨ４の軸線を含む平面はピエゾ駆動部４６の駆動方向と直交するように、弾性ヒンジＥＨ３と弾性ヒンジＥＨ４の位置は決められている。【００４２】
従って、弾性ヒンジＥＨ１と弾性ヒンジＥＨ２の軸線を含む面は、弾性ヒンジＥＨ３と弾性ヒンジＥＨ４の軸線を含む面と平行である。弾性ヒンジＥＨ１と弾性ヒンジＥＨ３の軸線を含む面は、弾性ヒンジＥＨ２と弾性ヒンジＥＨ４の軸線を含む面と平行である。弾性ヒンジＥＨ１〜ＥＨ４の軸線を結んで形成される四角形は平行四辺形である。【００４３】
左内リンク７１ＬＦ及び左外リンク７１ＬＢは、右内リンク７１ＲＦ及び右外リンク７１ＲＢと、ピエゾ駆動部４６の駆動方向である作用線ＡＬについて対称である。左内リンク７１ＬＦ及び左外リンク７１ＬＢの作用は、右内リンク７１ＲＦ及び右外リンク７１ＲＢのものと同等である。【００４４】
従って、平行リンク部７１は、アウタリング４４の平板部４４ｂを基準に、変位部７０の移動を、光軸ＡＸと直交する方向に規制する。詳細には、左内リンク７１ＬＦ及び左外リンク７１ＬＢと、右内リンク７１ＲＦ及び右外リンク７１ＲＢは作用線ＡＬについてそれぞれ対称であるため、一対の平行リンク部７１の相互作用により作用線ＡＬと垂直な力が打ち消される。その結果、変位部７０は光軸ＡＸに直交する作用線ＡＬに沿って精密に直線的に案内される。【００４５】
伝達リンク部７２は伝達部として機能する。伝達リンク部７２は、１組のプッシュロッドで構成される。１組のプッシュロッドは作用線ＡＬの右側にある第１のロッド７２Ｒと作用線ＡＬの左側にある第２のロッド７２Ｌとから構成される。各ロッド７２Ｒ、７２Ｌは側壁部４４ａに近い外側端部と、側壁部４４ａから遠い内側端部とを有する。図３に示すように、側壁部４４ａに近いほど、ロッド７２Ｒ、７２Ｌは互いに接近している。第１のロッド７２Ｒの外側端部は外側ロッドピボットＬＰＬによって変位部７０と連結される。第１のロッド７２Ｒの内側端部は内側ロッドピボットＬＰＵによってインナリング４３と連結される。外側ロッドピボットＬＰＬ及び内側ロッドピボットＬＰＵは、スリット加工と上下端面からの彫り込み加工とを併用して、変位部７０及びインナリング４３と一体に形成される。インナリング４３の上下面を彫り込み加工して、設計深さを有する外側ロッドピボットＬＰＬ及び内側ロッドピボットＬＰＵが形成され、立体的な第１のロッド７２Ｒが形成される。【００４６】
第１のロッド７２Ｒは外側ロッドピボットＬＰＬ及び内側ロッドピボットＬＰＵの各々を支点として任意の方向に傾動及び回動可能である。【００４７】
外側ロッドピボットＬＰＬ及び内側ロッドピボットＬＰＵは、平板部４４ｂの表面及び裏面からの深さが異なり、内側ロッドピボットＬＰＵは外側ロッドピボットＬＰＬよりも上方にある。従って、内側ロッドピボットＬＰＵと外側ロッドピボットＬＰＬとを結ぶ線ＰＬ（第１のロッド７２Ｒの軸線）は、変位部７０の変位方向に対して所定の偏角（仰角）を有する。第２のロッド７２Ｌは、作用線ＡＬに対して第１のロッド７２Ｒと対称的に構成されている。【００４８】
伝達リンク部７２の動作について説明する。伝達リンク部７２の外側端部は、外側ロッドピボットＬＰＬにより変位部７０と連結されているため、光軸ＡＸに直交する方向に直線的に変位する。伝達リンク部７２が変位部７０により光軸ＡＸに垂直に交わる方向に押された場合、伝達リンク部７２の内側端部（ロッドピボットＬＰＵ）の動きは光軸ＡＸに沿った方向に規制される。複数の伝達リンク部７２の変位によって、インナリング４３がキネマティックに駆動される。これについては後述する。【００４９】
以下の説明では、外側ロッドピボットＬＰＬと内側ロッドピボットＬＰＵを結ぶ線ＰＬを伝達リンク部７２の軸線ＰＬと呼ぶこともある。軸線ＰＬと、光軸ＡＸに垂直な平面とがなす角度は、例えば、１０°〜１５°程度である。そのため、伝達リンク部７２の外側端部が水平に付勢された場合、伝達リンク部７２の外側端部は水平に変位するが、伝達リンク部７２の内側端部は光軸ＡＸに沿って上方に変位する。【００５０】
また、伝達リンク部７２の内側端部の変位量（距離）は、外側端部の変位量（距離）よりも拡大されている。本実施形態の駆動源はピエゾ素子６５のような圧電素子である。ピエゾ素子６５は、印加電圧に対するレスポンスが早く、安定したストローク（変位量）で伸縮し、駆動力も極めて大きい性質を有する。そのため、光学素子３７の位置及び姿勢の制御用途には極めて好適である。しかしながら、一般にピエゾ素子６５の伸縮のストロークは小さいので、ピエゾ素子６５の伸縮のストロークを拡大する必要がある。上記した偏角は、ピエゾ素子６５の伸縮の方向を変換する作用と、ピエゾ素子６５の伸縮のストロークを光学素子３７の位置制御に足りる程度にまで拡大する作用とを有する。【００５１】
図３に示すように、光学素子３７は円形の凸レンズや凹レンズ等の各種のレンズである。光学素子３７は合成石英や蛍石等の所定以上の破壊強度を有する硝材から構成される。図４に示すように、光学素子３７の周縁にはフランジ部３７ａが形成されている。【００５２】
光学素子３７の直径はインナリング４３の内径と略同じである。図３に示すように、インナリング４３の内周縁に沿って３つの支持部材４２が等角度間隔をおいて配置されている。光学素子３７は３つの支持部材４２によって支持される。図９に示すように、各支持部材４２は基台部材７９とクランプ部材７８とを含む。基台部材７９とクランプ部材７８によって光学素子３７のフランジ部３７ａが挟持される。基台部材７９は、外部装置から支持部材４２が受けた光学素子３７の光学面の状態に影響を与える要因（例えば露光装置３１の本体の表面及び枠部材４１の締結部４０の表面の微小な荒れやうねり）を吸収するフレクシャ構造を備える。このため、枠部材４１を介した外部からの歪みに起因してインナリング４３の平面性が変化した場合であっても、その変化は光学素子３７とインナリング４３との間の支持部材４２によって吸収される。従って、光学素子３７がストレスを受けたり、光学面が悪影響を受けることはない。【００５３】
図６を参照して微動機構として機能するピエゾ駆動部４６を説明する。ピエゾ駆動部４６はアウタリング４４の側壁部４４ａ（図２参照）に取り付けられる。側壁部４４ａにはアウタリング４４の中心（光軸ＡＸ）に向かって延びる導入穴４８が形成されている。【００５４】
導入穴４８には、底面部５５と、長手方向の中央部の外面に形成された環状のフランジ５６とを含む円筒状のピエゾハウジング５４が挿入される。ピエゾハウジング５４の底面部５５の中央には半球突起５７が形成されている。【００５５】
ピエゾハウジング５４のフランジ５６は、変位部７０の内部に形成された駆動部７４に当接し、押え環７５により固定される。駆動部７４は、ピエゾハウジング５４と変位部７０との相対位置を正確に決める。押え環７５は変位部７０にネジ止め固定されて、駆動部７４とフランジ５６の相対位置がずれるのを防止する。【００５６】
導入穴４８には、スリーブ状のシールハウス４９が嵌合されている。すなわち、シールハウス４９は側壁部４４ａに固定されている。シールハウス４９の内面と外面にはそれぞれ環状溝５０、５１が形成されている。環状溝５０、５１にはＯリング５２、５３がそれぞれ嵌合されている。ピエゾハウジング５４の外径と略同じ内径を有するシールハウス４９が導入穴４８の内壁面とシールハウス４９の外周面との間に配置されている。Ｏリング５２、５３はピエゾハウジング５４とシールハウス４９との間及びシールハウス４９と導入穴４８との間をそれぞれシールする。また、Ｏリング５２、５３はピエゾハウジング５４とシールハウス４９と側壁部４４ａとの摺動を許容する。【００５７】
側壁部４４ａの導入穴４８の周辺には、環状の押えブロック５８がネジ止め固定されている。押えブロック５８の開口を覆うピエゾキャップ５９が押えブロック５８にネジ止め固定されている（図５参照）。ピエゾキャップ５９はピエゾハウジング５４の中心線に沿ったネジ孔を有する。このネジ孔とロックナット６４に粗動ネジ６０の軸部６１が螺入されている。粗動ネジ６０の軸部６１の先端には、アウタリング４４の中心を向いた半球突起６２が形成されている。粗動ネジ６０の頭部６３は円盤状である。ロックナット６４をピエゾキャップ５９に締め付けることで粗動ネジ６０は固定される。【００５８】
ピエゾハウジング５４は円柱形のピエゾ素子６５を収容する。ピエゾ素子６５は、電圧の印加に応答して僅かに伸張し、駆動部７４を介して変位部７０を変位させる。ピエゾ素子６５は、光軸ＡＸに近い内端面の中央に形成された円錐凹部６６と、光軸ＡＸから遠い外端面の中央に形成された円錐凹部６７とを有する。ピエゾ素子６５がピエゾハウジング５４に収容された状態では、円錐凹部６６は半球突起５７と嵌合する。円錐凹部６７は粗動ネジ６０の螺入によって半球突起６２と嵌合する。ピエゾ素子６５は円錐凹部６６においてのみピエゾハウジング５４と接触するように、ピエゾハウジング５４とピエゾ素子６５との間には空隙が設けられている。キャップ状の電極６８がピエゾ素子６５の外端部を覆っている。ピエゾハウジング５４と電極６８とは、電気的に絶縁されている。図示しないケーブルを介して、図示しない制御装置からピエゾ素子６５を駆動するための駆動電圧がピエゾ駆動部４６に供給される。【００５９】
ピエゾ素子６５の駆動に伴う各部の動作を作用する。
ピエゾ素子６５の外端面の位置は、円錐凹部６７と粗動ネジ６０の半球突起６２との嵌合により決まる。この状態でピエゾ素子６５が伸張すると、ピエゾ素子６５はピエゾハウジング５４の半球突起５７をアウタリング４４の中心に向けて付勢する。これにより、ピエゾハウジング５４自体がアウタリング４４の中心（光軸ＡＸ）方向に移動する。フランジ５６は変位部７０を光軸ＡＸ方向に付勢する。変位部７０は、平行リンク部７１に案内されて（図５参照）、光軸ＡＸと直交する方向に変位する。【００６０】
図５に示すように、作用線ＡＬと平行な一対のリターンスプリング７６が変位部７０とアウタリング４４の平板部４４ｂとの間を連結している。リターンスプリング７６は伸張した状態のコイルスプリングのような付勢部材であり、変位部７０をアウタリング４４の平板部４４ｂに向けて、つまり光軸ＡＸから遠ざかる方向に付勢する。ピエゾ素子６５への駆動電圧の印加の停止に伴ってピエゾ素子６５が短縮したときに、変位部７０はリターンスプリング７６の付勢によりピエゾハウジング５４の半球突起５７が円錐凹部６６に当接する位置まで光軸ＡＸから遠ざかる方向に変位する。【００６１】
粗動ネジ６０は、押えブロック５８及びピエゾキャップ５９を介して枠部材４１に連結されている。粗動ネジ６０の頭部６３を回動すると、軸部６１がピエゾキャップ５９に対して相対的に前進又は後退し、半球突起６２と光軸ＡＸとの間の距離が変化し、ピエゾ素子６５の外端面の初期位置が変化する。これに伴ってピエゾハウジング５４及び変位部７０の初期位置も変化する。このようにして粗動ネジ６０は変位部７０と光軸ＡＸとの距離を粗調整する。【００６２】
図６に示すように、フランジ５６はピエゾハウジング５４の周囲に設けられた環状の連結部である。変位部７０の駆動部７４はフランジ５６に対応して環状である。ピエゾ素子６５の駆動力はフランジ５６と駆動部７４によって変位部７０に均等にかつ作用線ＡＬに沿って伝達される。変位部７０の直線運動を妨げる力は発生することなく、効率的に駆動力が変位部７０に伝達される。【００６３】
ピエゾハウジング５４に収容されたピエゾ素子６５は、円錐凹部６７において粗動ネジ６０の半球突起６２によって固定されている。ピエゾ素子６５の発生した駆動力は円錐凹部６６と半球突起５７を介してピエゾハウジング５４に伝達され、フランジ５６を介して変位部７０に伝達される。半球突起５７がフランジ５６よりも光軸ＡＸに近い位置に配置され、ピエゾ素子６５の外端面がアウタリング４４の側壁部４４ａよりも外側に配置される。本実施形態では、アウタリング４４と変位部７０との間の狭い領域にピエゾ素子を無理して配置する必要はなく、ピエゾ素子６５は比較的大きなスペースに配置することができる。したがって、大型のピエゾ素子６５を用いることができる。ピエゾ素子６５は長いほど伸縮のストロークは大きい。そのため、一般にピエゾ素子は伸縮のストロークの小さな駆動素子であるが、枠部材４１自体を大きくすることなく、光学素子３７を大きく変位させることができる。また、ピエゾ素子６５のような駆動素子を枠部材４１内に収容するために、鏡筒を大型にする必要もない。【００６４】
本実施形態の構成によれば、パージ空間に連通する枠部材４１の内部空間には、アクチュエータ、電子回路及びケーブルのようなアウトガス（化学汚染物質）放出源は配置されない。ピエゾハウジング５４（及びセンサヘッド４７）が枠部材４１の内部空間を外部から隔離している。ピエゾ素子６５が枠部材４１の内部空間に配置されていないから、パージ雰囲気を乱すことなく容易にピエゾ素子６５を交換することもできる。ピエゾ素子６５のサイズに応じた押えブロック５８及びピエゾキャップ５９を使用することで、様々なサイズのピエゾ素子６５を使用することができる。この場合でも、パージ雰囲気を乱すことなくピエゾ素子６５のサイズを変更することができる。【００６５】
図６に示すように、振動減衰機構として機能する摩擦機構８０が変位部７０の上下両面を挟むように配置されている。摩擦機構８０は、アウタリング４４の平板部４４ｂに固定された摩擦ハウス８１を含む。摩擦ハウス８１は、変位部７０に対面する凹部を有する。その凹部には圧縮されたコイルバネ（摩擦バネ）８２が収容される。摩擦バネ８２の先端には、擦動板８３が配置される。擦動板８３は、一端が摩擦ハウス８１に固定され、他端が自由端である板バネ状部材である。摩擦バネ８２は擦動板８３の自由端を変位部７０に向けて強く付勢する。これにより、ピエゾ駆動部４６の駆動力によって変位部７０が移動しようとしたときに、この移動を低減するように摩擦力が働く。この摩擦力は、変位部７０の移動を制止するには至らないが、変位部７０の急激な移動を抑制するに足りる程度の大きさである。摩擦機構８０は変位部７０の上下両面を挟むように変位部７０を押えるので、露光に影響する振動の発生が抑制される。【００６６】
摩擦機構８０は変位部７０に対して摩擦力を作用させる。すなわち、ピエゾ素子６５の伸縮のストロークが伝達リンク部７２により拡大される前の段階で、ピエゾ駆動部４６の駆動に起因した振動は抑制される。そのため、振動を低減するための力やストレスは伝達リンク部７２やインナリング４３に対して直接に作用しない。また、変位部７０を変位させるトルクは比較的大きいため、摩擦機構８０の摩擦力によって変位部７０の変位が止まることはない。もし、振動減衰用の摩擦力を伝達リンク部７２やインナリング４３に対して直接に作用させた場合には、伝達リンク部７２やインナリング４３の変位自体が止まるおそれがある。【００６７】
次に、図７及び８を参照して光学素子３７の姿勢制御を説明する。図７，８は保持装置３８を模式的に示す。【００６８】
３つの変位部７０が１２０°の等間隔でアウタリング４４に配置される。ピエゾ駆動部４６は図示されていない。各変位部７０の両側に平行リンク部７１が配置されている。各変位部７０は伝達リンク部７２を示す１組のプッシュロッドによってインナリング４３に連結されている。１組のプッシュロッドの間の間隔はインナリング４３に近づくに連れて拡大している。各プッシュロッドは水平面に対して上向きに傾いている。変位部７０、平行リンク部７１及び伝達リンク部７２は３つの変位リンク部Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を構成している。【００６９】
図８はインナリング４３と変位部７０と伝達リンク部７２のみを模式的に示している。【００７０】
１組のプッシュロッドは光軸ＡＸを含む面に対して互いに対称である。変位部７０を図８のように半径方向に沿って動かすことによりインナリング４３が駆動される。変位部７０の変位量とインナリング４３の姿勢変化との定量的な関係を説明する。【００７１】
用語の定義について説明する。図８に示すように、各変位リンク部Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３の１組のプッシュロッドの延長線の交点を仮想ピボットＶと呼ぶ。３つの仮想ピボットＶによって定義される平面をピボタル平面と呼ぶ。変位部７０が変位していない状態にあるときのピボタル平面は光軸ＡＸに垂直である。３つの仮想ピボットＶを通る円の中心を観測点Ｃと呼ぶ。観測点Ｃがピボタル平面上にあることは明らかである。変位部７０が変位していない状態にあるときの観測点Ｃは光軸ＡＸ上にある。【００７２】
直交座標系の定義を説明する。変位部７０が変位していない状態にあるときの観測点Ｃを原点とする。図８のように、原点と第１変位リンク部Ｕ１の仮想ピボットＶとを結ぶ線をＸ軸、Ｘ軸から光軸ＡＸの周りで反時計方向に９０°の角度にある軸をＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸と垂直な軸すなわち光軸ＡＸをＺ軸とする。変位リンク部Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３の区別が必要な場合には、例えば、伝達リンク部７２Ｕ１〜７２Ｕ３、変位部７０Ｕ１〜Ｕ３、及び仮想ピボットＶＰＵ１〜Ｕ３のように、部材番号にＵ１〜Ｕ３を付して説明する。【００７３】
次に、変位部７０の変位に伴うインナリング４３の姿勢変化に関する定量値を定義する。インナリング４３の姿勢が変化すると、観測点Ｃが変位する。観測点ＣのＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿った変位量をそれぞれｄｘ，ｄｙ，ｄｚと表す。光学系の微調整のためのインナリング４３の姿勢変化は極めて微少である。従って、インナリング４３の姿勢変化は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りの回転量ｄθｘ，ｄθｙ，ｄθｚの成分に線形的に分解して考えて差し支えない。正の符号は座標軸の正の向きに対して右ネジの法則に従う。【００７４】
インナリング４３の姿勢を決める６つの変位量ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄθｘ，ｄθｙ，ｄθｚのうち、構造上明らかにｄｘ，ｄｙ，ｄθｚは０である。つまり、インナリング４３はｘ方向とＹ方向、即ち水平方向にシフトすることはなく、変位部７０はラジアル方向（作用線ＡＬの方向）にのみ変位可能であり、Ｚ軸周りで回転することはない。【００７５】
以上より、インナリング４３の姿勢変化ΔＩは次式で表すことができる。
ΔＩ＝（ｄｚ  ｄθｘ  ｄθｙ）Ｔ【００７６】
本実施形態では、インナリング４３の姿勢を変化させる変位部７０の変位は作用線ＡＬに沿った直線移動であり、移動の自由度は１である。そのため、３つの変位部７０Ｕ１〜Ｕ３の変位量をそれぞれδ１，δ２，δ３と定める。【００７７】
変位部７０Ｕ１〜Ｕ３の変位量をまとめて入力変位Δｐと表すことができる。Δｐ＝（δ１，δ２，δ３）Ｔ【００７８】
入力変位Δｐに対して姿勢変化ΔＩが直線的にすなわち１：１で対応するため、この関係は、変換行列Ａ（３行×３列）を用いて次式の１次変換と考えることができる。
ΔＩ＝ＡΔｐ
本実施形態に限らず、変換行列Ａは幾何学的考察により容易に定式化が可能であり、一般に逆行列が存在する。【００７９】
つまり、
Δｐ＝Ａ−１ΔＩ
である。このことは、光学調整の観点から求まる所望の光学素子の姿勢変化ΔＩを達成するための調整量（入力変位Δｐ）が簡単な計算により求まることを意味する。【００８０】
以下に本実施形態の変換行列Ａを示す。
Ａ＝（ａ  Ｒａ  Ｒ２ａ）
ａ＝（１／３tanθ  ０  ２／３ｒtanθ）Ｔ
ただし、Ｒ：Ｚ軸周りの１２０°の回転行列である。【００８１】
本実施形態における変換行列Ａを示す。θやｒを適当に定めることにより、調整精度、分解能、可動範囲を最適化することが可能である。このようにして、変位部７０の駆動が伝達リンク部７２を介してインナリング４３の姿勢を変化させることができる。
尚、上記した各機構は枠部材４１に内包されている。【００８２】
図７に模式的に示すように、アウタリング４４において、３つの変位部７０は３つの平行リンク部７１とそれぞれ連結されている。各変位部７０は関連する平行リンク部７１によって精密に案内され、アウタリング４４の半径方向に直線的に変位する。変位部７０の変位は伝達リンク部７２によってインナリング４３に伝達されて、インナリング４３の姿勢を変化させる。このようにしてインナリング４３は第１変位リンク部Ｕ１〜第３変位リンク部Ｕ３によりキネマティックに支持されている。各変位部７０を何らかの手法で変位させて、インナリング４３の姿勢を変更させるのが本実施形態の仕組みである。【００８３】
図９及び１０を参照して変位検出機構について説明する。枠部材４１には、３つのセンサヘッド４７と、３つの検出器８５とが設けられている。センサヘッド４７はアウタリング４４に設けられ、検出器８５はインナリング４３に設けられる。各検出器８５はインナリング４３と共に変位するスケール８６を含む。【００８４】
スケール８６は、センサヘッド４７の近傍のインナリング４３に取り付けられる。図１０に示すように、スケール８６はセンサヘッド４７に対面する平板を含む。この平板には、インクリメンタルリニアエンコーダを構成するための目盛りとなる格子と、原点を示す原点格子が表示される。光学式のセンサヘッド４７がこの目盛りを読みとり、インナリング４３の変位すなわち光学素子３７の変位を検出する。【００８５】
センサヘッド４７は、アウタリング４４の開口部にＯリング８７を介して気密に取り付けられる。センサヘッド４７は、スケール８６の目盛りを読取る図示しない対物レンズと、読み取りに応じた検出信号を生成する図示しない光学的センサ部とを含む。対物レンズは鏡筒３９内のパージ雰囲気に影響を与えないように気密に構成されている。一実施形態では、光学的センサ部は検出信号を外部の制御装置に供給する。制御装置は、受信した検出信号に従ってカウントをインクリメントして変位量を演算する。センサヘッド４７は、先端のレンズ部分を除き、電子回路やセンサ本体、ケーブルはパージ空間に露出しない。パージ空間内にアウトガス放出源は配置されないので、パージ雰囲気に悪影響を及ぼすことがない。【００８６】
インナリング４３においてスケール８６の近傍に基準面８８が設けられる。基準面８８と対面した枠部材４１側にデータムハウス８９が設けられる。データムハウス８９には、スタッドボルト９０と、スタッドボルト９０の頭部に取り付けら得た球面データム９１とが配置される。球面データム９１はインナリング４３に対面する球面を含む。球面データム９１とスタッドボルト９０によって、インナリング４３の基準位置が規定される。即ち、インナリング４３は最も下方の基準位置にあるときに球面データム９１と当接する。もし、インナリング４３が球面データム９１に当接しない場合には、原則的に隣接するピエゾ駆動部４６の粗動ネジ６０をゆるめて変位部７０を光軸ＡＸから遠ざかる方向に変位させてインナリング４３を下降させる。一方、インナリング４３が球面データム９１に当接した状態で、ピエゾ素子６５の両端の円錐凹部６６，６７と、ピエゾハウジング５４の半球突起５７、若しくは粗動ネジ６０の半球突起６２との間に遊びが生じる場合がある。この場合には、原則的に隣接するピエゾ駆動部４６の粗動ネジ６０を、インナリング４３が球面データム９１と離れない程度まで締めて、変位部７０を光軸ＡＸに近づく方向に変位させる。【００８７】
図１に示す露光装置３１は、保持装置３８を備えた鏡筒モジュール３９ａによって構成された鏡筒３９を含む。露光装置３１は例えば次のように製造される。【００８８】
まず、照明光学系３３、投影光学系３５を構成するレンズやミラー等の複数の光学素子３７のうちの少なくとも一つを保持装置３８で保持する。照明光学系３３及び投影光学系３５を露光装置３１の本体に組み込み、光学調整を行う。ピエゾ駆動部４６及びセンサヘッド４７に検出信号及び駆動信号のためのケーブルを接続する。これらのケーブルによって、ピエゾ駆動部４６及びセンサヘッド４７は、コンピュータ制御された周知の制御装置に接続される。制御装置は、センサヘッド４７から供給された検出信号に基づいて光学素子３７の変位を算出する。制御装置は、算出した変位と前述の計算式に従って駆動信号を生成し、駆動信号をピエゾ駆動部４６に供給する。ピエゾ駆動部４６の駆動に伴って光学素子３７の姿勢が変化する。【００８９】
次いで、多数の機械部品からなるウエハステージ３６を露光装置３１の本体に取り付けて配線を接続する。スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージ３４も取り付けられる。そして、露光光の光路内にガスを供給するガス供給配管を接続し、鏡筒内のパージを行う。例えば、鏡筒内のＯ２及び水分を徹底的に排除した後に、鏡筒内にＮ２を充填する。配線と配管の接続後、総合調整（電気調整、動作確認など）を行う。【００９０】
保持装置３８を構成する各部品やＯリング等のシール部材については、アウトガス放出源にならないように、超音波洗浄などにより加工油や金属物質などの不純物が除去された後で組み上げられるのが好ましい。また、露光装置３１の製造は、温度、湿度、気圧、及びクリーン度が制御されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。【００９１】
好ましい実施形態では、光学素子３７の硝材として、蛍石、石英などを例にあげたが、例えば、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、リチウム−カルシウム−アルミニウム−フロオライド、及びリチウム−ストロンチウム−アルミニウム−フロオライド等の結晶等が挙げられる。また、ジルコニウム−バリウム−ランタン−アルミニウムからなるフッ化ガラスや、フッ素がドープされた石英ガラス、フッ素と水素がドープされた石英ガラス、ＯＨ基を含有する石英ガラス、フッ素とＯＨ基を含有する石英ガラス等の改良石英を使用することができる。【００９２】
次に、露光装置３１をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法を説明する。
図１１は、ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等のデバイスの製造工程のフローチャートである。まず、ステップＳ２０１（設計ステップ）では、デバイス（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）と、その機能を実現するためのパターン設計が行われる。ステップＳ２０２（マスク製作ステップ）では、設計された回路パターンを形成したマスク（レチクルＲｔ等）を製作する。ステップＳ２０３（基板製造ステップ）では、シリコン、ガラスプレート等の材料を用いて基板を製造する。基板は例えばシリコンウエハＷである。【００９３】
ステップＳ２０４（基板処理ステップ）では、マスクと基板を使用して、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路を形成する。ステップＳ２０５（デバイス組立ステップ）では、ステップＳ２０４で処理された基板を用いてデバイスを組立てる。ステップＳ２０５は、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入等）等を含みえる。【００９４】
ステップＳ２０６（検査ステップ）では、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。このようにして、デバイスが完成し、出荷される。【００９５】
図１２はステップＳ２０４の詳細なフローチャートである。半導体デバイスの製造の場合、ステップＳ２１１（酸化ステップ）では、ウエハＷの表面を酸化する。ステップＳ２１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハＷ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２１３（電極形成ステップ）では、ウエハＷ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２１４（イオン打込みステップ）では、ウエハＷにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１１〜Ｓ２１４のそれぞれは、ウエハ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。【００９６】
ウエハ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。後処理工程では、まず、ステップＳ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハＷに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２１６（露光ステップ）において、先に説明したリソグラフィシステム（露光装置３１）によってマスク（レチクルＲｔ）の回路パターンをウエハＷ上に転写する。次に、ステップＳ２１７（現像ステップ）では露光されたウエハＷを現像し、ステップＳ２１８（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Ｓ２１９（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レジストを取り除く。【００９７】
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、ウエハＷ上に多重に回路パターンが形成される。【００９８】
本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ２１６）において上記の露光装置３１が用いられ、真空紫外域の露光光ＥＬにより解像力の向上が可能となり、しかも露光量制御を高精度に行うことができる。従って、結果的に最小線幅が０．１μｍの高集積度のデバイスを歩留まりよく生産することができる。【００９９】
本実施形態では以下の利点が得られる。
（１）ピエゾ駆動部４６とセンサヘッド４７が枠部材４１に取り付けられるが、アウタリング４４がパージ空間を外部から気密に遮断する。また、パージ空間に連通している枠部材４１の内部空間には、センサ、アクチュエータ、ケーブルなどのアウトガス放出源が配置されない。そのため、Ｆ２レーザを光源に用いても、パージ雰囲気を乱すことなく光学素子３７の調整を行うことができる。【０１００】
（２）本実施形態では、枠部材４１に取り付けられたピエゾ素子６５の駆動力が、変位部７０、伝達リンク部７２によりインナリング４３に伝達されるため、駆動源を枠部材４１の外部に配置でき、枠部材４１内部の構成を簡易にすることができる。【０１０１】
（３）変位部７０は光軸ＡＸに垂直な平面内で光軸ＡＸに向かって変位し、ピエゾ駆動部４６は枠部材４１の厚さ内に収容される。従って、保持装置３８はコンパクトである。駆動力が光軸ＡＸに垂直な平面と平行に働くため、枠部材４１は歪まず、保持装置３８の平面性が保持され、高いシール性能が維持される。また、この構造は光学素子３７の姿勢制御の計算をシンプルにするため、姿勢制御の精度及び信頼性は高い。【０１０２】
（４）インナリング４３が３組のプッシュロッドによりキネマティックに保持されるため、光学素子３７はストレスを受けることなく、制御された姿勢に精密に保持される。【０１０３】
（５）ピエゾ素子６５は、枠部材４１に設けられたピエゾハウジング５４に収容されているため、枠部材４１の外部から交換可能である。【０１０４】
（６）ピエゾ素子６５は駆動電圧に応答して迅速に、強く、正確な量で変位する。従って、光学素子３７の姿勢を迅速に正確に調整できる。【０１０５】
（７）ピエゾハウジング５４と伝達リンク部７２によってピエゾ素子６５の伸縮量が拡大されるので、一般には伸縮量の小さいピエゾ素子６５を用いて光学素子３７の姿勢と位置を調整することができる。【０１０６】
（８）ピエゾ素子６５の駆動は制御装置によって制御されるので、光学素子３７の光軸方向の位置や姿勢を自動で調整できる。また、粗動ネジ６０を保持装置３８の外部から手動で操作できるので、ピエゾ素子６５の位置調整は容易である。【０１０７】
（９）スケール８６の目盛りを自動で検出するセンサヘッド４７を制御措置と組み合わせることで、光学素子３７の自動調節のフィードバックを行うこともできる。検出器８５は、球面データム９１を基準にすることで正確に枠部材４１に対する位置を調整することができる。これにより、変位の検出の精度は向上する。【０１０８】
（１０）駆動力を受けていない時には、変位部７０はリターンスプリング７６によって初期位置に戻る。この際、伝達リンク部７２やインナリング４３に無用のストレスは作用しない。【０１０９】
（１１）簡易な構成の摩擦機構８０は、伝達リンク部７２やインナリング４３に無用のストレスを与えることなく、駆動時の振動を減衰できる。摩擦バネ８２の強度により摩擦力は調整可能である。【０１１０】
（１２）アウタリング４４、インナリング４３、変位部７０、平行リンク部７１、伝達リンク部７２は、彫り込み加工などにより一つの金属構造体に形成される。各部の相対位置は正確で、無用な応力は生じないので、光学素子３７の姿勢制御の線形性は高い。【０１１１】
（１３）締結部４０に設けられた環状溝４０ｂにより、鏡筒モジュール３９ａを他の鏡筒モジュール３９ａと組み合わせることで、高い気密性を有する鏡筒３９が得られる。【０１１２】
（１４）気密性の高い鏡筒３９を有する露光装置３１には、鏡筒内部の高度なパージ雰囲気を維持するためのカバーは不要である。従って、光学素子３７と制御装置を用い、センサヘッド４７からの信号をフィードバックすることで、ピエゾ駆動部４６は光学素子３７の位置や姿勢を高度なパージ雰囲気を維持したまま調整することができる。【０１１３】
（１５）露光装置３１を用いることで、高度なパージ雰囲気を維持して、Ｆ２レーザによる高精度の半導体デバイスの製造を高い歩留まりで行うことができる。【０１１４】
好ましい実施形態は以下のように変更してもよい。
駆動素子は、ピエゾ素子に限らず、ソレノイド、油圧アクチュエータ、リニアモータ等の他の駆動素子でもよい。【０１１５】
ピエゾ素子６５の伸縮のストロークを拡大する代わりに、アクチュエータや光学素子３７等の構成によっては、駆動素子の駆動量を小さくする構成であってもよい。【０１１６】
変位部７０は光軸ＡＸに垂直な面内で変位するが、変位部７０の変位は光軸ＡＸと交差する他の方向であってもよい。
複数の変位部７０及び伝達リンク部７２は等角度間隔で配置されなくてもよい。
剛性を高める必要があれば伝達リンク部を４ヶ所以上設けてもよい。【０１１７】
また、変位部７０にいずれも外部から駆動力を加えられていない状態で、伝達リンク部７２は、ピボット平面において交差するように構成されていたが、必ずしもこのような構成にしなくてもよい。【０１１８】
また、伝達リンク部７２が、作用線ＡＬに対して対称に設けられていたが、これらは対称でない構成も採りうる。
伝達リンク部７２の長さや角度も等しくないような構成でもよい。【０１１９】
その他、好ましい実施形態のように厳密にキネマティックな支持を行うことは望ましいが、実施に差し支えない範囲では、完全にキネマティックな支持でなくてもよい。【０１２０】
好ましい実施形態では、６自由度のうちの３自由度を拘束した変則的なキネマティックな構成であるが、駆動力が光学素子３７の光軸ＡＸと交差する方向に加えられる構成であれば、さらに自由度を高めたキネマティック支持を行うような構成を採用してもよい。【０１２１】
好ましい実施形態では案内部として、平行リンク部７１を例示したが、案内部は、内部又は外部から規制するように摺動させるものなど、その手段は問わない。【０１２２】
好ましい実施形態では、センサヘッド４７は、枠部材４１内のスケール８６を気密状態のレンズを通して読み取るが、アウタリング４４に気密の監視用窓を設けてもよい。変位の検出はスケールの光学的読取に限らず、磁気的な読取等、種々な検出方法を採用してもよい。【０１２３】
露光装置として、投影光学系を用いることなく、マスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するコンタクト露光装置、マスクと基板とを近接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置の光学系にも適用することができる。また、投影光学系としては、全屈折タイプに限らず、反射屈折タイプであってもよい。【０１２４】
本発明の露光装置は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。
本発明は、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にも適用できる。ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置には一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置などでは、透過型マスク（ステンシルマスク、メンバレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。【０１２５】
本発明は、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）などのディスプレイの製造において、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にも適用することができる。また、本発明は、薄膜磁気ヘッド等の製造において、デバイスパターンをセラミック等のウエハ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にも適用することができる。【０１２６】
本発明は、マスクと基板とが相対移動した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパに適用することができる。また、本発明は、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式のステッパにも適用することができる。【０１２７】
また、露光装置の光源としては、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）に限定されず、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）等を用いてもよい。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用いてもよい。
【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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