(57)【要約】【課題】  ミラーの位置・姿勢の変化を抑えることのできるミラー固定構造等を提供する。【解決手段】  メトローロジリング１０１は、鏡筒の端部に外嵌可能なリング状の平板からなり、内端部には計１２個の板バネ（フレクシャー機構）１１０が形成されている。メトローロジリング１０１の張出し部１０３の端面１０３ａ、１０３ｂには鏡面加工が施されており、干渉計に対向する反射ミラーとなっている。板バネ１１０によって、鏡筒の位置・姿勢の変化がミラーに伝わるのを断つことができるので、鏡筒に位置・姿勢の変化が生じたとしても、ミラーの位置・姿勢を一定に保つことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系鏡筒の外面にミラーを固定する構造であって、
前記ミラーが、前記鏡筒に取り付けられるミラー支持部材に固定されており、
該ミラー支持部材の前記鏡筒への取付部に、柔軟性を有するフレクシャー機構が設けられていることを特徴とするミラー固定構造。
【請求項２】
前記フレクシャー機構が、前記鏡筒と前記ミラー支持部材との熱変形差を吸収することを特徴とする請求項１記載のミラー固定構造。
【請求項３】
前記ミラーの固有振動周波数に応じて、前記フレクシャー機構自体の変形を最適化することを特徴とする請求項１又は２記載のミラー固定構造。
【請求項４】
前記ミラー支持部材が、前記鏡筒に外嵌されるリング状の部材（メトローロジリング）からなることを特徴とする請求項１、２又は３記載のミラー固定構造。
【請求項５】
前記フレクシャー機構が、前記メトローロジリングの周方向に実質的に等間隔離れて３つ以上設けられていることを特徴とする請求項４記載のミラー固定構造。
【請求項６】
前記フレクシャー機構が板バネからなることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のミラー固定構造。
【請求項７】
前記板バネが、
前記ミラー支持部材（メトローロジリング）に繋がる支持端部と、
前記鏡筒への取付部となる取付端部と、
を備えることを特徴とする請求項６記載のミラー固定構造。
【請求項８】
移動・位置決めされるステージと、
光学系鏡筒と、
該鏡筒の外面に固定されるミラーと、
該ミラーが固定された鏡筒を基準として前記ステージの位置を測定するステージ位置測定手段と、
を具備し、
前記ミラーが、前記請求項１〜７いずれか１項記載のミラー支持部材に固定されていることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡筒の外面側にミラーを固定する構造、及び、そのような構造を備える露光装置に関する。特には、ミラーの位置・姿勢の変化を抑えることのできるミラー固定構造等に関する。
【背景技術】
【０００２】
現状の光露光装置を例に採って説明する。
図６は、スキャン露光を行う光露光装置の全体構成の一例を模式的に示す図である。
図６に示す光露光装置１は、メインボディ（支持構造体）３を備えている。このメインボディ３は、防振台（エアマウント等）５Ａ、５Ｂを介して、床面上に配置されている。この例のメインボディ３は、中空部３ａを備えている。この中空部３ａ内は、配線等を収納可能なスペースとなっている。メインボディ３の下面側には、ボックス状のウェハチャンバ７が接続されている。このウェハチャンバ７は、防振台（エアマウント等）９Ａ、９Ｂを介して、床面上に固定されている。
【０００３】
ウェハチャンバ７の底面７ａ上には、ウェハステージ装置のステージベース１１が配置されている。このウェハステージベース１１上には、ウェハの移動・位置決めを行うウェハステージ（移動子）１３が、図示せぬ静圧平面軸受を介して搭載されている。ウェハステージ１３は、ウェハステージベース１１上のガイド機構（図示されず）にガイドされつつスライド可能である。
【０００４】
メインボディ３の上面には、大きなボックス状のマスクチャンバ１７が固定されている。このマスクチャンバ１７の上部１７ａ中央には、照明光学系鏡筒１９が固定されている。マスクチャンバ１７内部において、メインボディ３の上面には、片持ち状の固定台２１が設置されている。この固定台２１上には、マスクの移動・位置決めを行うマスクステージ（移動子）２３が、図示せぬ静圧平面軸受を介して搭載されている。マスクステージ２３は、固定台２１上のガイド機構（図示されず）にガイドされつつスライド可能である。
【０００５】
固定台２１の下側において、メインボディ３の中央（マスクステージ２３の下方）には、投影光学系鏡筒２５が設置されている。この投影光学系鏡筒２５の下方には、前述のウェハステージ１３が配置されている。投影光学系鏡筒２５の図６中左側において、メインボディ３の上下面には、それぞれ干渉計２７、２８が設けられている。上側の干渉計２７は、投影光学系鏡筒２５上端部に固定されたミラー３１と、マスクステージ２３側面のミラー３２に対向している。一方、下側の干渉計２８は、投影光学系鏡筒２５下端部に固定されたミラー３５と、ウェハステージ１３側面のミラー３６に対向している。
【０００６】
各干渉計２７（２８）は、ミラー３１、３２（３５、３６）に向けてレーザ光等を当ててその反射光を受ける。そして、投影光学系鏡筒２５に固定されたミラー３１（３５）からの反射光を基準として、ステージ２３（１３）のミラー３２（３６）からの反射光の変化を検知し、図示せぬ制御装置に出力する。この制御装置は、干渉計２７（２８）の検知結果に基づき、ステージ２３（１３）の位置・姿勢を制御する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述した図６に示すような光露光装置１において、メインボディ３の自重による変形や、露光光の照射等に伴う発熱による熱変形等が起こる場合がある。このような変形が生じた場合には、メインボディ３に支持されている投影光学系鏡筒２５の姿勢も変化することとなる。すると、同鏡筒２５に固定されているミラー３１（３５）の位置も変化してしまうため、干渉計２７（２８）による反射光の検知結果が不正確になる。こうなると、ステージ２３（１３）の位置・姿勢が適切に制御されず、露光精度の悪化を招くこととなる。
【０００８】
あるいは、図６の光露光装置１とは別に、電子ビームを用いるＥＢ露光装置や、ＥＵＶ光（Extreme  Ultra  Violet光：極端紫外光）を用いるＥＵＶＬ露光装置等では、チャンバ（図６のウェハチャンバ７やマスクチャンバ１７に相当）の内部が真空に引かれて減圧化される。このように、チャンバ内部が真空圧とされる露光装置では、メインボディ３の中空部３ａ内の大気圧との間に差圧が生じるため、メインボディ３の変形の度合いが大きくなり易い。そのため、露光精度の悪化が一層引き起こされ易くなるおそれがある。
【０００９】
通常、ミラーを鏡筒に固定する場合、メトローロジリングを介して固定されている。このようなメトローロジリングを用いる場合、前記自重による変形は、主としてメインボディの剛性を高めることで対応している。しかしながら、ＥＢ露光装置やＥＵＶＬ露光装置では、前述の通りチャンバ内部が真空に引かれて減圧化され、メインボディには真空圧と大気圧との差圧が加わるため、単に剛性を高めるだけでは充分に対応しきれないおそれがある。また、熱的な変形にも対応できない。
【００１０】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであって、ミラーの位置・姿勢の変化を抑えることのできるミラー固定構造を提供することを目的とする。
さらに、そのようなミラー固定構造を有する露光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】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明のミラー固定構造は、光学系鏡筒の外面にミラーを固定する構造であって、  前記ミラーが、前記鏡筒に取り付けられるミラー支持部材に固定されており、  該ミラー支持部材の前記鏡筒への取付部に、柔軟性を有するフレクシャー機構が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、ミラー支持部材のフレクシャー機構によって、鏡筒の位置・姿勢の変化がミラーに伝わるのを断つことができる。そのため、鏡筒に位置・姿勢の変化が生じたとしても、フレクシャー機構の柔軟性（フレクシャー効果）によってミラーの位置・姿勢を一定に保つことができる。したがって、例えばミラーが位置計測用の反射ミラーである場合は、干渉計等による反射光の正確な検知状態を維持することができる。
【００１３】
本発明のミラー固定構造においては、前記フレクシャー機構が、前記鏡筒と前記ミラー支持部材との熱変形差を吸収することができる。
この場合、フレクシャー機構により、エネルギ線の照射等に伴う発熱による変形誤差も調整可能となる。
【００１４】
本発明のミラー固定構造においては、前記ミラーの固有振動周波数に応じて、前記フレクシャー機構自体の変形を最適化することができる。
この場合、フレクシャーの振動伝達特性を適正化することにより、ミラーに固有振動数の振動が伝わらないようにできるという利点がある。なお、変形の最適化は、例えばフレクシャー機構を板バネとする場合は、板バネの材質、厚さ、幅等に基づき決定する。
【００１５】
本発明のミラー固定構造においては、前記ミラー支持部材が、前記鏡筒に外嵌されるリング状の部材（メトローロジリング）からなることができる。
メトローロジリングは、加工が容易で低コストであるという利点がある。
【００１６】
本発明のミラー固定構造においては、前記フレクシャー機構が、前記メトローロジリングの周方向に実質的に等間隔離れて３つ以上設けられていることができる。
この場合、メトローロジリングの鏡筒に対する平坦度が容易に確保できる。
【００１７】
本発明のミラー固定構造においては、前記フレクシャー機構が板バネからなることができる。
この場合、ミラー支持部材（メトローロジリング）に板バネ加工を施すことにより、他に特別な部材等を追加することなくフレクシャー効果を実現できる。
【００１８】
本発明のミラー固定構造において、フレクシャー機構の板バネのより具体的な態様は、前記ミラー支持部材（メトローロジリング）に繋がれた支持端部と、  前記鏡筒への取付部となる取付端部と、を備えるものとすることができる。
【００１９】
本発明の露光装置は、移動・位置決めされるステージと、  光学系鏡筒と、  該鏡筒の外面に固定されるミラーと、  該ミラーが固定された鏡筒を基準として前記ステージの位置を測定するステージ位置測定手段と、を具備し、  前記ミラーが、前記請求項１〜７いずれか１項記載のミラー支持部材に固定されていることを特徴とする。
なお、本発明における“エネルギ線”は特に限定されず、紫外光やＥＵＶ光、紫外線レーザ、電子ビーム、イオンビーム等を含むものとする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ミラーの位置・姿勢の変化を抑えることのできるミラー固定構造等を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図５は、本発明の一実施の形態に係る露光装置の全体構成図である。
図５に示す露光装置は、前述した図６に示す露光装置１と基本的に同様の構成を有する。本発明に係る図５の露光装置が、図６に示す現状の露光装置と異なる点は、投影光学系鏡筒２５の上下端部に、以下に述べるミラー支持部材（メトローロジリング）１０１（２０１、３０１）を介して、ミラー３１、３５が固定されていることである。
【００２２】
なお、前述の通り、露光装置自体の構成は同様であるため、図５には図６と同一符号を付すことにより説明を簡略化する。
さらに、本実施の形態では光露光装置を例に採っているが、本発明はこれに限定されず、ＥＢ露光装置やＥＵＶＬ露光装置等にも適用することができる。
【実施例１】
【００２３】
図１（Ａ）は本発明の実施例１に係るメトローロジリングを示す斜視図であり、図１（Ｂ）は同メトローロジリングの板バネの拡大図であり、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。
図１に示すメトローロジリング１０１は、図５に示す投影光学系鏡筒２５の端部に外嵌可能なリング状の平板からなる。このメトローロジリング１０１は、例えばゼロデュアー等の低熱膨張性の材料からなる。メトローロジリング１０１の内端部には、この例では計１２個の板バネ（フレクシャー機構）１１０が形成されている。これらの板バネ１１０は、リング周方向に互いに等間隔離れて形成されている。このように、各板バネ１１０が等間隔おきに形成されていることで、メトローロジリング１０１の鏡筒２５に対する平坦度が確保できる。板バネ１１０は、メトローロジリング１０１と一体的に形成されてもよいし、メトローロジリング１０１に取り付ける型でもよい。
【００２４】
図１（Ｂ）に示すように、板バネ１１０は、メトローロジリング１０１の内縁から径方向に切り込まれた２つの切込み１０２の間に形成されている。図１（Ｃ）にわかり易く示すように、板バネ１１０は、メトローロジリング１０１の上端部からリング内側方向に水平に延びる水平部１１３と、この水平部１１３から９０°折れ曲がって垂下した鉛直部１１５と、この鉛直部１１５の下端から９０°折れ曲がってリング内側方向に水平に延びる取付部１１１からなる。取付部１１１には、メトローロジリング１０１を鏡筒２５に固定するボルト（図示されず）を通すボルト孔１１１ａが形成されている。
【００２５】
メトローロジリング１０１の鏡筒２５への固定状態（図１（Ｃ）参照）において、メトローロジリング１０１本体の下面は、板バネ１１０の取付部１１１の下面よりも上側にあり、両者は面一とはなっていない。さらに、取付部１１１の先端は、メトローロジリング１０１本体の内周縁上にほぼ位置している。板バネ１１０は、固定された取付部１１１に対して、鉛直部１１５が水平方向（図１（Ｃ）のα方向）に弾性変形可能であり、水平部１１３が上下方向（図１（Ｃ）のβ方向）に弾性変形可能である。この板バネ１１０の弾性変形により、メトローロジリング１０１の柔軟性（フレクシャー効果）が実現される。
【００２６】
図１（Ａ）に示すように、メトローロジリング１０１本体の外周端の一部（図１（Ａ）中右側）には、張出し部１０３が形成されている。この張出し部１０３の端面１０３ａ、１０３ｂには鏡面加工が施されており、図５の干渉計２７（２８）に対向する反射ミラーとなっている。あるいは、張出し部１０３の端面１０３ａ、１０３ｂを鏡面とせず、図１（Ｃ）に示すように、張出し部１０３上にミラー３１（３５）を固定することもできる。
【実施例２】
【００２７】
図２（Ａ）は本発明の実施例２に係るメトローロジリングを示す平面図であり、図２（Ｂ）は同メトローロジリングの板バネの断面拡大図である。
図２に示すメトローロジリング２０１は、実施例１と同様にリング状の平板からなる。このメトローロジリング２０１には、板バネ（フレクシャー機構）２１０が形成されている。板バネ２１０は、リング周方向に互いに等間隔離れて計１２個形成されている。
【００２８】
各板バネ２１０は、メトローロジリング２０１に切り込まれたコ字状の切込み２０２の間に形成されている。図２（Ｂ）にわかり易く示すように、板バネ２１０自体の構造は実施例１と同様であり、水平部２１３、鉛直部２１５及び取付部２１１からなる。この取付部２１１にも、メトローロジリング２０１を鏡筒２５に固定するボルト（図示されず）を通すボルト孔２１１ａが形成されている。
【００２９】
実施例１のメトローロジリング１０１の板バネ１１０は、リング内周端において直線状の切込み１０２間に形成されているのに対し、実施例２のメトローロジリング２０１の板バネ２１０は、リング幅中央のコ字状の切込み２０２間に形成されており、この点で両者は大きく異なる。メトローロジリング２０１の板バネ２１０も、固定された取付部２１１に対して、鉛直部２１５が水平方向（α方向）に、水平部２１３が上下方向（β方向）に弾性変形可能である。実施例２のメトローロジリング２０１は、本体の内周端部が補強の役割を果たすので、実施例１のメトローロジリング１０１よりも強度が向上するという利点がある。
【００３０】
図２に示すように、メトローロジリング２０１本体の上面の一部には、厚みの薄い薄肉部２０４が形成されている。この薄肉部２０４は、例えば、オートフォーカス用のビームを通す場合に用いられる。さらに、メトローロジリング２０１本体の上面の一部（図２（Ａ）中右上側）には、ミラー２３０が固定されている。このミラー２３０は、両端の折曲部外側面２３０ａ、２３０ｂに鏡面加工が施されたものである。このミラー２３０は、図５のミラー３１、３５に相当し、干渉計２７（２８）に対向する反射ミラーとなる。
【実施例３】
【００３１】
図３は、本発明の実施例３に係るメトローロジリングを示す平面図である。
図４（Ａ）は同メトローロジリングの板バネの断面拡大図であり、図４（Ｂ）は同メトローロジリングの斜視図である。
図３及び図４に示すメトローロジリング３０１は、第１、実施例２と同様にリング状の平板からなる。このメトローロジリング３０１には、板バネ（フレクシャー機構）３１０が形成されている。板バネ３１０は、リング周方向に互いに等間隔離れて計１２個形成されている。
【００３２】
各板バネ３１０は、メトローロジリング３０１に切り込まれたコ字状の切込み３０７の間に形成されている。図４（Ａ）に示すように、実施例３の板バネ３１０は、断面コ字状に形成されている。すなわち、この板バネ３１０は、メトローロジリング３０１の内側上端部からリング外側方向に水平に延びる水平部３１３と、この水平部３１３から９０°折れ曲がって垂下した鉛直部３１５と、この鉛直部３１５の下端から９０°折れ曲がってリング内側方向に水平に延びる取付部３１１からなる。
【００３３】
水平部３１３と取付部３１１には、メトローロジリング３０１を鏡筒２５に固定するボルト（図示されず）を通すボルト孔３１３ａ、３１１ａが形成されている。水平部３１３のボルト孔３１３ａは大径であり、ボルト本体を挿通することができるが、取付部３１１のボルト孔３１１ａは小径であり、ボルトの軸部のみを挿通する。水平部３１３と取付部３１１間のスペース３０８は、メトローロジリング３０１内周面側から掘り込まれて形成される。この掘り込み時にメトローロジリング３０１内周面に形成されるのが、符号３０６で示す孔である。
【００３４】
このメトローロジリング３０１は、各板バネ３１０の水平部３１３の上側からボルトを通し、取付部３１１を鏡筒２５へと固定する。この板バネ３１０も、固定された取付部３１１に対して、鉛直部３１５が水平方向（α方向）に、水平部３１３が上下方向（β方向）に弾性変形可能である。
【００３５】
メトローロジリング３０１本体の上面の一部には、実施例２と同様の厚みの薄い薄肉部３０４が形成されている。さらに、メトローロジリング３０１本体の外周面の一部（図３中右上側参照）には張出し部３０３が形成されており、この張出し部３０３にミラー３３０が固定されている（図４（Ｂ）参照）。このミラー３３０は、実施例２のミラー２３０と同様の構造であって、両端の折曲部外側面３３０ａ、３３０ｂに鏡面加工が施されている。
【００３６】
本発明においては、第１〜実施例３に示すメトローロジリング１０１、２０１、３０１の板バネ１１０、２１０、３１０によって、鏡筒２５の位置・姿勢の変化がミラー１０３ａ・１０３ｂ、２３０（２３０ａ・２３０ｂ）、３３０（３３０ａ・３３０ｂ）に伝わるのを断つことができる。そのため、鏡筒２５に位置・姿勢の変化が生じたとしても、板バネのフレクシャー効果（弾性変形）によってミラーの位置・姿勢を一定に保つことができる。したがって、図５に示すステージ１３、２３の位置・姿勢を適切に制御することができ、露光精度の悪化を引き起こさずに済む。
【００３７】
なお、前述の各実施例における板バネの性状は、メトローロジリングの材質や、板バネ各部（水平部、鉛直部、取付部）の長さや厚み、各部間のスペースの幅、取付部のボルト孔の径や位置等を考慮して適宜決定する。実施例１のメトローロジリング１０１は加工・製造コストが安くて済む利点があり、第２、実施例３のメトローロジリング２０１、３０１は実施例１よりも剛性が高い利点がある。これら各メトローロジリングのいずれを用いるかは、図５に示す鏡筒２５の形状や配置場所、メインボディ３の変形状況、要求される位置測定精度（ミラーの動的及び静的な位置精度等）等を総合的に判断して決定するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１（Ａ）は本発明の実施例１に係るメトローロジリングを示す斜視図であり、図１（Ｂ）は同メトローロジリングの板バネの拡大図であり、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明の実施例２に係るメトローロジリングを示す平面図であり、図２（Ｂ）は同メトローロジリングの板バネの断面拡大図である。
【図３】本発明の実施例３に係るメトローロジリングを示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）は同メトローロジリングの板バネの断面拡大図であり、図４（Ｂ）は同メトローロジリングの斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る露光装置の全体構成図である。
【図６】スキャン露光を行う光露光装置の全体構成の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  光露光装置
１１  ウェハステージベース              １３  ウェハステージ
２３  マスクステージ                    ２５  投影光学系鏡筒
２７、２８  干渉計                      ３１、３２、３５、３６  ミラー
１０１  メトローロジリング
１１０  板バネ（フレクシャー機構）      １０２  切込み
１１３  水平部                          １１５  鉛直部
１１１  取付部                          １０３  張出し部
１０３ａ、１０３ｂ  端面（鏡面）
２０１  メトローロジリング
２１０  板バネ（フレクシャー機構）      ２０２  切込み
２１３  水平部                          ２１５  鉛直部
２１１  取付部                          ２３０  ミラー
３０１  メトローロジリング
３１０  板バネ（フレクシャー機構）      ３０７  切込み
３１３  水平部                          ３１５  鉛直部
３１１  取付部                          ３０３  張出し部
３３０  ミラー
【図１】
2005079366.tif 000003
【図２】
2005079366.tif 000004
【図３】
2005079366.tif 000005
【図４】
2005079366.tif 000006
【図５】
2005079366.tif 000007
【図６】
2005079366.tif 000008