(57)【要約】【課題】設置が容易な機構を用いてかつ小さい力で、反射部材の反射面を種々の形状に変形可能とする。【解決手段】照明光ＩＬを反射するデフォーマブルミラー５０であって、照明光ＩＬを反射する凹面鏡よりなるミラー２２と、ミラー２２の反射面２２ｄの裏面２２ｅに設けられた凸状のミラーポスト２４と、ミラーポスト２４の先端部をミラーポスト２４が延びる方向に交差する方向に変位させる荷重付与系５８と、ミラーポスト２４の先端部の変位を計測する位置センサ６０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射する反射光学素子であって、
光を反射する反射部材と、
前記反射部材の反射面の裏面に設けられた凸状の部材と、
前記凸状の部材を前記凸状の部材が延びる方向に交差する方向に変位させる変位機構と、
を備えることを特徴とする変形可能な反射光学素子。
【請求項２】
前記変位機構は、前記凸状の部材が延びる方向に直交する面内で、前記凸状の部材を互いに直交する２方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載の変形可能な反射光学素子。
【請求項３】
前記変位機構は、前記凸状の部材を、前記凸状の部材が延びる方向にも変位可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変形可能な反射光学素子。
【請求項４】
前記変位機構は、前記凸状の部材の変位の自由度に応じた数のアクチュエータを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の変形可能な反射光学素子。
【請求項５】
前記凸状の部材は、棒状部材であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の変形可能な反射光学素子。
【請求項６】
前記凸状の部材が設けられる前記反射部材の前記裏面に凸部が形成され、
前記凸状の部材と前記裏面の凸部とを連結するクランプ部を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の変形可能な反射光学素子。
【請求項７】
前記凸状の部材と前記変位機構との組み合わせを複数備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の変形可能な反射光学素子。
【請求項８】
複数の光学素子を含む光学系において、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の変形可能な反射光学素子と、
前記反射光学素子の前記変位機構を介して前記凸状の部材を変位させ、収差を補正する制御装置とを備えることを特徴とする光学系。
【請求項９】
前記反射光学素子は、前記凸状の部材と前記変位機構との組み合わせを複数備え、
前記制御装置は、前記収差を補正するために、前記複数の凸状の部材のうち、少なくとも一つの凸状の部材を、当該凸状の部材に対応する前記変位機構を介して変位させるとともに、前記少なくとも一つの凸状の部材の変位によって生じる前記反射部材の位置変化を起こす力を補正するように、前記複数の凸状の部材のうち、前記少なくとも一つの凸状の部材とは異なる凸状の部材を、当該凸状の部材に対応する前記変位機構を介して変位させることを特徴とする請求項８に記載の光学系。
【請求項１０】
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
請求項８又は請求項９に記載の光学系を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
前記光学系は前記投影光学系であることを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
反射光学素子の駆動方法であって、
前記反射光学素子は、請求項７に記載の反射光学素子で構成され、
前記複数の凸状の部材のうち、少なくとも一つの凸状の部材を、当該凸状の部材に対応する前記変位機構を介して変位させ、前記反射部材の反射面を変形させる第１工程と、
前記少なくとも一つの凸状の部材の変位によって生じる前記反射部材の位置変化を起こす力を補正するように、前記複数の凸状の部材のうち、前記少なくとも一つの凸状の部材とは異なる凸状の部材を、当該凸状の部材に対応する前記変位機構を介して変位させる第２工程とを含むことを特徴とする反射光学素子の駆動方法。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの凸状の部材を複数の異なる条件で変位させたときに生じる前記反射部材の位置変化を起こす力に関する情報を、前記条件に応じて記憶する工程を有し、
前記第１工程は、前記反射部材の反射面の目標とする変形量に応じて、前記複数の異なる条件の中から所定の条件を選択し、前記少なくとも一つの凸状の部材を、当該凸状の部材に対応する前記変位機構を介して変位させ、前記反射部材の反射面を変形させ、
前記第２工程は、前記所定の条件に対応する前記反射部材の位置変化を起こす力に関する情報に基づいて、前記少なくとも一つの凸状の部材とは異なる凸状の部材を、当該凸状の部材に対応する前記変位機構を介して変位させることを特徴とする請求項１２に記載の反射光学素子の駆動方法。
【請求項１４】
前記複数の異なる条件は、前記凸状の部材の変位量又は変位方向を含むことを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の反射光学素子の駆動方法。
【請求項１５】
前記反射部材の位置変化を起こす力に関する情報は、前記反射部材の光軸周りの回転力を含むことを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載の反射光学素子の駆動方法。
【請求項１６】
前記第１工程は、前記複数の条件から選択された条件の重みを求めることを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか一項に記載の反射光学素子の駆動方法。
【請求項１７】
請求項１０又は請求項１１に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射面が変形可能な反射光学素子、この反射光学素子の駆動方法、その反射光学素子を有する光学系、及びこの光学系を備える露光装置に関する。さらに本発明は、その露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、レチクル（又はフォトマスク等）に形成されているパターン、又は空間光変調器等で生成されるパターンを、投影光学系を介してフォトレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）の表面に転写するために、ステッパー等の一括露光型の露光装置、又はスキャニングステッパー等の走査露光型等の露光装置等が使用されている。
【０００３】
これらの露光装置に搭載される投影光学系は、諸収差が所定の許容範囲内に収まるように組立調整が行われる。この際に、例えば歪曲収差や倍率誤差等の回転対称で、かつ低次数の収差成分が残存していても、これらの収差は投影光学系に装着されている通常の結像特性補正機構（例えば所定のレンズ及び／又はミラーの光軸方向の位置や傾斜角を制御する機構）によって補正することができる。これに対して、光軸上での非点収差（以下、センターアスと言う。）のような非回転対称な収差成分が残存している場合には、従来の通常の結像特性補正機構ではその補正は困難である。
【０００４】
そこで、そのような非回転対称な収差成分を補正するために、投影光学系中の所定のミラーの側面の凸部をアクチュエータで微小量変形させることによって、そのミラーの反射面の形状を変形させるようにした補正機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この補正機構によれば、比較的小さい力でその反射面を変形させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６６５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の非回転対称な収差成分の補正機構は、投影光学系中のミラー側面の凸部を機械的に変形させていたため、その凸部の変形量とミラーの反射面の変形量との関係が複雑な関係にあった。そのため、その反射面を目標とする形状に高精度に変形させるのが困難であるとともに、その反射面を種々の複雑な形状に変形させるのが困難であった。
また、ミラーの反射面の形状を種々の形状に制御するためには、ミラー側面の凸部の数を増加することが好ましい。しかしながら、投影光学系の鏡筒の構造等から、ミラー側面の多数の凸部にそれぞれ変形機構を付加するのは困難であった。
【０００７】
本発明の態様は、このような事情に鑑み、設置が容易な機構を用いて、反射光学素子の反射面を種々の形状に変形可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、変形可能な反射光学素子が提供される。この反射光学素子は、光を反射する反射部材と、その反射部材の反射面の裏面に設けられた凸状の部材と、その凸状の部材をその凸状の部材が延びる方向に交差する方向に変位させる変位機構と、を備えるものである。
【０００９】
また、第２の態様によれば、複数の光学素子を含む光学系が提供される。この光学系は、本発明の変形可能な反射光学素子と、その反射光学素子のその変位機構を介してその凸状の部材を変位させ、収差を補正する制御装置とを備えるものである。
また、第３の態様によれば、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、本発明の光学系を備える露光装置が提供される。
【００１０】
また、第４の態様によれば、反射光学素子の駆動方法が提供される。この駆動方法は、その反射光学素子が、本発明の複数組のその凸状の部材とその変位機構との組み合わせを備える反射光学素子で構成され、その複数の凸状の部材のうち、少なくとも一つの凸状の部材を、当該凸状の部材に対応するその変位機構を介して変位させ、その反射部材の反射面を変形させる第１工程と、その少なくとも一つの凸状の部材の変位によって生じるその反射部材の位置変化を起こす力を補正するように、その複数の凸状の部材のうち、その少なくとも一つの凸状の部材とは異なる凸状の部材を、当該凸状の部材に対応するその変位機構を介して変位させる第２工程とを含むものである。
【００１１】
また、第５の態様によれば、本発明の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の態様によれば、反射部材の反射面の裏面に設けられた凸状の部材を、その凸状の部材が延びる方向に交差する方向に変位させることによって、設置が容易な機構を用いてかつ小さい力で、その反射部材の反射面を種々の形状に変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の一例の露光装置の本体部を示す断面図である。
【図２】図１中のデフォーマブルミラー５０を示す断面図である。
【図３】図２のＡＡ線に沿う断面図である。
【図４】（Ａ）は図３中のＸ軸のアクチュエータ５９Ｘ及びバイアス部６３Ｘを示す断面図、（Ｂ）はミラーポスト２４の支持方法の変形例を示す断面図である。
【図５】（Ａ）はミラー裏面の入力荷重の第１の例を示す図、（Ｂ）はミラーのホールドブロックに作用する力を示す図、（Ｃ）はミラー反射面の変形量の分布を示す図、（Ｄ）は屈折力及び傾斜角を補正した後の変形量の分布を示す図である。
【図６】（Ａ）はミラー裏面の入力荷重の第２の例を示す図、（Ｂ）はミラーのホールドブロックに作用する力を示す図、（Ｃ）はミラー反射面の変形量の分布を示す図、（Ｄ）は屈折力及び傾斜角を補正した後の変形量の分布を示す図である。
【図７】（Ａ）はミラー裏面の入力荷重の第３の例を示す図、（Ｂ）はミラーのホールドブロックに作用する力を示す図、（Ｃ）はミラー反射面の変形量の分布を示す図、（Ｄ）は屈折力及び傾斜角を補正した後の変形量の分布を示す図である。
【図８】ツェルニケ係数で反射面の変形量を表す場合の誤差の一例を示す図である。
【図９】（Ａ）はミラー裏面の複数の荷重点の一例を示す図、（Ｂ）はある荷重点に単位荷重をかけた状態を示す図、（Ｃ）は第１組の荷重セットを示す図である。
【図１０】（Ａ）は第１組の荷重セットとこれに対応するミラー反射面の変形量とを示す図、（Ｂ）は複数組の荷重セットを示す図である。
【図１１】複数組の荷重セットの組み合わせから任意の反射面の変形量を得る方法の説明図である。
【図１２】（Ａ）は露光工程の準備工程の動作の一例を示すフローチャート、（Ｂ）は露光工程の一例を示すフローチャートである。
【図１３】（Ａ）は変形例のアクチュエータ及びバイアス部を示す断面図、（Ｂ）は変形例のミラーポストの支持方法を示す断面図である。
【図１４】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態の一例につき図１〜図１２を参照して説明する。
図１は、本実施形態の露光装置ＥＸの露光本体部を示す。露光装置ＥＸは、一例としてスキャニングステッパーよりなる走査露光型の投影露光装置である。図１において、露光装置ＥＸは、露光用の照明光ＩＬ（露光光）を発生する露光光源（不図示）と、照明光ＩＬでレチクルＲ（マスク）を照明する照明光学系ＩＬＳ（図１ではこの一部のみが表れている）と、レチクルＲのパターンの像をウエハＷ（基板）の表面に形成する投影光学系ＰＬとを備えている。さらに、露光装置ＥＸは、レチクルＲを保持して移動するレチクルステージ１５と、ウエハＷを保持して移動するウエハステージ３２と、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系５（図２参照）とを備えている。
【００１５】
以下、投影光学系ＰＬのレチクルＲ側の部分光学系（後述の第１結像光学系Ｇ１）の光軸ＡＸ１に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面（本実施形態ではほぼ水平面）内で図１の紙面に平行にＹ軸を、図１の紙面に垂直にＸ軸を取って説明する。走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向はＹ軸に平行な方向（Ｙ方向）であり、レチクルＲのパターン面及びウエハＷの表面はＸＹ面にほぼ平行である。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行な軸の回りの回転方向（傾斜方向）をθｘ方向、θｙ方向、及びθｚ方向とも呼ぶ。
【００１６】
まず、投影光学系ＰＬ、レチクルステージ１５、及びウエハステージ３２を含む露光本体部は、フレーム機構によって支持されている。そのフレーム機構は、床面に設置されたフレームキャスタよりなるベース部材１と、ベース部材１の上面に設置された例えば３本（４本等でも可）の第１コラム２と、これらの第１コラム２の上面に例えば能動型の防振装置３Ａ，３Ｂ（実際には３個又は４個配置されている）を介して設置された第２コラム４とを備えている。第２コラム４の底部に設けられた平板状の支持板部４ａの中央のＵ字型の開口部に投影光学系ＰＬが搭載されている。
【００１７】
そのフレーム機構の近傍に設置された露光光源（不図示）は、ＡｒＦエキシマレーザ光源（発振波長１９３ｎｍ）であるが、その他にＫｒＦエキシマレーザ光源（波長２４８ｎｍ）、又は固体レーザ（ＹＡＧレーザ若しくは半導体レーザ等）の高調波発生装置等も使用できる。その露光光源から射出された照明光ＩＬは、照明光学系ＩＬＳに入射する。照明光学系ＩＬＳは、レチクルＲのパターン面（下面）のＸ方向（非走査方向）に細長いスリット状の照明領域を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度分布で照明する。
【００１８】
サブチャンバ１４内に配置された照明光学系ＩＬＳは、例えば米国特許出願公開第２００３／０２５８９０号明細書などに開示されるように、空間光変調器又は回折光学素子等を含む光量分布設定機構（不図示）、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ又はロッドインテグレータなど）等を含む照度均一化光学系（不図示）、レチクルブラインド等の可変視野絞り（不図示）、並びにレンズ１１，１３及びミラー１２を含むコンデンサ光学系等を含んでいる。また、通常照明、２極照明、４極照明、又は輪帯照明等の照明条件に応じて、その光量分布設定機構が、照明光学系ＩＬＳ内の瞳面（不図示）における照明光ＩＬの光量分布を、光軸を中心とする円形領域、光軸を挟む２つの領域、光軸を挟む４つの領域、又は輪帯状の領域等でそれぞれ大きい光量となる分布に切り換える。
【００１９】
レチクルＲを通過した照明光ＩＬは、投影光学系ＰＬを介して、フォトレジスト（感光剤）が塗布された円板状の基板であるウエハ（半導体ウエハ）Ｗの表面の一つのショット領域のＸ方向に細長い露光領域に、レチクルＲの照明領域内のパターンを投影倍率β（例えば１／４，１／５等）で縮小した像を形成する。本実施形態の投影光学系ＰＬは反射屈折光学系である。投影光学系ＰＬは、フランジ部４４ａによって支持板部４ａに載置されている。照明光学系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＬの照明光ＩＬの光路はほぼ気密化され、これらの光路には、ほぼ真空紫外域の光に対して高透過率の気体（以下、「パージガス」と呼ぶ）であるドライエアー、窒素、又は希ガス（ヘリウム等）等が、供給用の配管２０Ａ等及び排気用の配管２１Ａ，２１Ｄ等を介して供給されている。
【００２０】
また、レチクルＲは、レチクルホルダ（不図示）を介してレチクルステージ１５の上面に保持され、レチクルステージ１５はレチクルベース１６のＸＹ面に平行な上面に、Ｙ方向に一定速度で移動可能に、かつＸ方向、Ｙ方向、θｚ方向に変位可能な状態で載置されている。レチクルベース１６は、第２コラム４の上端に固定されている。レチクルステージ１５の少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角はレーザ干渉計１７によって計測され、この計測値及び主制御系５からの制御情報に基いて、リニアモータ等を含む駆動装置（不図示）がレチクルステージ１５を駆動する。
【００２１】
一方、ウエハＷは、ウエハホルダ（不図示）を介してウエハテーブル３１の上面に保持され、ウエハテーブル３１はウエハステージ３２の上面に固定されている。ウエハステージ３２は、ウエハベース３３のＸＹ面に平行な上面にＹ方向に一定速度で移動可能に、かつＸ方向、Ｙ方向にステップ移動可能に載置されている。ウエハベース３３は、能動型の防振装置３８Ａ，３８Ｂ等を介してベース部材１上に載置されている。ウエハステージ３２の少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角はレーザ干渉計３４によって計測され、この計測値及び主制御系５からの制御情報に基いて、リニアモータ等を含む駆動装置（不図示）がウエハステージ３２を駆動する。
【００２２】
また、ウエハステージ３２の内部には、ウエハテーブル３１（ウエハＷ）のＺ方向の位置（フォーカス位置）と、θｘ方向及びθｙ方向の傾斜角とを調整するためのフォーカス・レベリング機構が組み込まれている。投影光学系ＰＬの下部側面に配置された投射光学系３５Ａと受光光学系３５Ｂとから構成される斜入射方式の多点の焦点位置検出系（オートフォーカスセンサ）によって計測されるウエハＷの複数の計測点でのフォーカス位置の情報に基いて、そのフォーカス・レベリング機構は、露光中に継続してウエハＷの表面を投影光学系ＰＬの像面に合焦させる。投射光学系３５Ａ及び受光光学系３５Ｂは、投影光学系ＰＬのフランジ部４４ａの底面に取り付けられたセンサーコラム３６に取り付けられている。
【００２３】
また、ウエハテーブル３１の上部に、例えば米国特許第６，５７３，９９７号明細書等で開示されているシアリング干渉方式又はポイント・ディフラクション・干渉方式（ＰＤＩ方式）の波面収差計測装置３９が設けられている。波面収差計測装置３９によって計測される投影光学系ＰＬの波面収差の情報は図２の結像特性制御系６に供給される。結像特性制御系６では、通常の露光時には、例えば照明光ＩＬの積算エネルギー等に基づいて、投影光学系ＰＬの波面収差の変動量を逐次予測している。
【００２４】
露光時には、不図示のアライメント系を用いてレチクルＲ及びウエハＷのアライメントを行った後、ウエハステージ３２をＸ方向、Ｙ方向にステップ移動することで、ウエハＷの露光対象のショット領域が露光領域の手前に移動する。その後、レチクルＲの照明領域内のパターンの投影光学系ＰＬによる像でウエハＷの当該ショット領域を露光しつつ、レチクルステージ１５及びウエハステージ３２を介してレチクルＲとウエハＷとをＹ方向に投影光学系ＰＬの投影倍率を速度比として同期移動する走査露光が行われる。そのステップ移動と走査露光とをステップ・アンド・スキャン方式で繰り返すことによって、ウエハＷの全部のショット領域にレチクルＲのパターンの像が露光される。
【００２５】
次に、本実施形態の投影光学系ＰＬの構成等につき詳細に説明する。図１において、反射屈折光学系からなる投影光学系ＰＬは、レチクルＲのパターンの第１中間像を形成する屈折型の第１結像光学系Ｇ１と、凹面鏡よりなるミラー２２と２つの負屈折力のレンズＬ８，Ｌ９とから構成されて第１中間像とほぼ等倍の第２中間像を形成する第２結像光学系Ｇ２と、第２中間像からの光を用いてウエハＷ上にレチクルＲのパターンの最終像を形成する屈折型の第３結像光学系Ｇ３と、デフォーマブルミラー５０と、を備えている。デフォーマブルミラー５０は、ミラー２２を含み、ミラー２２の反射面の形状を制御可能である。さらに、投影光学系ＰＬは、第１結像光学系Ｇ１からの光を第２結像光学系Ｇ２に向かって偏向する反射面Ａと、第２結像光学系Ｇ２からの光を第３結像光学系Ｇ３に向かって偏向する反射面Ｂとが形成された光路折り曲げ鏡ＦＭを備えている。第１中間像及び第２中間像は、それぞれ反射面Ａと第２結像光学系Ｇ２との間、及び第２結像光学系Ｇ２と反射面Ｂとの間に形成される。
【００２６】
また、第１結像光学系Ｇ１及び第３結像光学系Ｇ３はＺ軸に平行な光軸ＡＸ１を有し、第２結像光学系Ｇ２の光軸ＡＸ２は、光軸ＡＸ１と直交するように、かつＹ軸に平行に設定されている。更に、光路折り曲げ鏡ＦＭの２つの反射面Ａ，Ｂの交線（厳密にはその仮想延長面の交線）Ｃで光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とが交差している。
第１結像光学系Ｇ１は、レチクルＲ側から順に、平行平面板Ｌ１、レンズＬ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７を配置して構成されている。第２結像光学系Ｇ２は、光の進行往路に沿ってレチクル側（即ち入射側）から順に、負のレンズＬ８及びＬ９と、ミラー２２とを配置して構成されている。第３結像光学系Ｇ３は、光の進行方向に沿ってレチクル側から順に、レンズＬ１０，Ｌ１１と、開口絞りＡＳと、レンズＬ１２，Ｌ１３とを配置して構成されている。開口絞りＡＳの配置面は投影光学系ＰＬの瞳面又はその近傍の面であり、ミラー２２の反射面２２ｄは、ほぼ第２結像光学系Ｇ２の瞳面の近傍に配置されている。すなわち、ミラー２２の反射面２２ｄは、投影光学系ＰＬの瞳面とほぼ共役である。また、第１結像光学系Ｇ１及び第２結像光学系Ｇ２の瞳面（投影光学系ＰＬの瞳面と共役な面）の近傍に、結像特性補正用の平行平面板を配置してもよい。なお、投影光学系ＰＬの構成は任意である。
【００２７】
本実施形態において、投影光学系ＰＬを構成する全ての屈折光学素子（レンズ成分）の光学材料には合成石英又は蛍石（ＣａＦ2 結晶）を使用している。また、光路折り曲げ鏡ＦＭ及びミラー２２は、一例として炭化ケイ素（ＳｉＣ）或いはＳｉＣとケイ素（Ｓｉ）とのコンポジット材の反射面にアルミニウム等の金属膜、又は誘電体多層膜を被着することにより形成される。このとき、脱ガス防止のためにミラー２２全体を炭化ケイ素等でコーティングすることが好ましい。また、ミラー２２の材料としては、コーニング社のＵＬＥ（Ultra Low Expansion:商品名）などの低膨張材料、又はベリリウム（Ｂｅ）を用いても良い。ベリリウムを用いる場合には、ミラー２２全体を炭化ケイ素等でコーティングすることが好ましい。
【００２８】
また、第１結像光学系Ｇ１の平行平面板Ｌ１、レンズＬ２〜Ｌ７は、それぞれ輪帯状のレンズ枠４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆ，４２Ｇを介して円筒状の分割鏡筒４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ，４１Ｇ内に保持され、分割鏡筒４１Ａ〜４１Ｇは光軸ＡＸ１に沿って気密性を保持する状態で例えば対向するフランジ部（不図示）をボルト（不図示）で固定して連結されている。レンズ枠４２Ｂ〜４２Ｇ等には上記のパージガスを流通させるための複数の開口が形成されている（以下同様）。
【００２９】
同様に、第３結像光学系Ｇ３のレンズＬ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３は、それぞれ輪帯状のレンズ枠４２Ｈ，４２Ｋ，４２Ｉ，４２Ｊを介して円筒状の分割鏡筒４１Ｈ，４４，４１Ｉ，４１Ｊ内に保持されている。開口絞りＡＳは、分割鏡筒４４，４１Ｉに挟まれた分割鏡筒４１Ｋ内に保持され、分割鏡筒４１Ｈ，４４，４１Ｋ，４１Ｉ，４１Ｊは気密性を保持する状態で連結されている。そして、分割鏡筒４４にフランジ部４４ａが設けられている。分割鏡筒４１Ｇ，４１Ｈ間に＋Ｙ方向に開口が設けられた円筒状の分割鏡筒４３が連結され、分割鏡筒４３内の突部に保持枠４３ａを介して光路折り曲げ鏡ＦＭが固定されている。分割鏡筒４１Ａ〜４１Ｋ，４３，４４より第１の部分鏡筒７が構成されている。
【００３０】
また、図２の結像特性制御系６の制御のもとで、例えばレンズ枠４２Ａ〜４２Ｅを駆動して、平行平面板Ｌ１、レンズＬ２〜Ｌ５をＺ方向、θｘ方向、θｙ方向に微動することによって、投影光学系ＰＬのディストーション及びコマ収差等の回転対称で比較的低次の収差を補正する回転対称な結像特性補正機構（不図示）が設けられている。このような回転対称な結像特性補正機構としては、例えば米国特許出願公開第２００６／２４４９４０号明細書に開示されている機構を使用可能である。
【００３１】
また、第２結像光学系Ｇ２のレンズＬ８，Ｌ９は、それぞれ保持枠４６Ａ，４６Ｂを介して、円筒型の分割鏡筒４５，４１Ｌ内に保持され、ミラー２２を含むデフォーマブルミラー５０は、分割鏡筒４１Ｌに連結されて保持されている。デフォーマブルミラー５０は、投影光学系ＰＬの結像特性としてのセンターアス等の非回転対称な収差及び高次の収差を含む波面収差を補正するための補正機構でもある。本実施形態では、その波面収差をツェルニケ(Zernike)多項式の係数（以下、ツェルニケ係数Ｚｉという）で表すものとする。図２の結像特性制御系６は、通常の露光時には、予測される投影光学系ＰＬの結像特性の変動量のうち、回転対称で比較的低次の収差を除く波面収差（例えば５次〜８１次のツェルニケ係数Ｚｉで表される収差）の情報を図２の収差制御系９に供給する。収差制御系９では、その波面収差を補正するようにデフォーマブルミラー５０のミラー２２の反射面を変形させる。収差制御系９には、デフォーマブルミラー５０を駆動するための情報が記憶された記憶装置１０が連結されている。
【００３２】
デフォーマブルミラー５０は、分割鏡筒４１Ｌに連結されて、ミラー２２がホールドブロック２３を介して収納された円筒状の分割鏡筒４７と、分割鏡筒４７の＋Ｙ方向の開口を覆うように分割鏡筒４７の端面に固定された仕切り板５３と、仕切り板５３の外面５３ａに設けられてミラー２２の反射面を変形させる駆動系５４と、仕切り板５３に駆動系５４を覆うように固定されたハウジング５５と、を備えている。駆動系５４は、ミラー２２の裏面２２ｅに連結された複数の棒状のミラーポスト２４の先端にそれぞれＸ方向及びＺ方向の荷重を付与する。本実施形態では、ミラーポスト２４の先端にかかるＸ方向、Ｚ方向の荷重にほぼ比例してその先端がＸ方向、Ｚ方向に変位するため、その先端に対する荷重の付与はその先端を変位させることと等価である。
【００３３】
図２に示すように、仕切り板５３は複数のボルト４０Ａを介して分割鏡筒４７に固定され、ハウジング５５は複数のボルト４０Ｂを介して仕切り板５３に固定されている。また、図２のＡＡ線に沿う断面図である図３に示すように、外形がほぼ円柱状のミラー２２の側面に等角度間隔で３箇所の凸の保持部２２ａ，２２ｂ，２２ｃが形成され、保持部２２ａ〜２２ｃがそれぞれ分割鏡筒４７の内面に固定されたホールドブロック２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃに保持されている。ミラー２２は、３つのホールドブロック２３Ａ〜２３Ｃによってキネマティックに安定に支持されている。なお、ホールドブロック２３Ａ〜２３Ｃは、図１では代表的に一つのホールドブロック２３で表されている。
【００３４】
また、ミラー２２の反射面２２ｄとは反対側の面（裏面）２２ｅに、ミラー２２と一体的に複数の凸部２５が形成され、複数の凸部２５の先端部にそれぞれほぼＹ方向に伸びた棒状のミラーポスト２４の連結部２４ａ，２４ｂが連結されている。
なお、凸部２５は、ミラー２２と一体的に形成せずに、凸部２５をミラー２２の裏面に螺合させたり、接着剤等で固定してもよい。
複数のミラーポスト２４の円柱状の先端部２４ｅは、それぞれ仕切り板５３に設けられた開口５３ｂを通して仕切り板５３の外面５３ａ側に突き出ている。ミラーポスト２４は一例として金属製であり、ミラーポスト２４は、先端部２４ｅから連結部２４ａ，２４ｂまで一体的に形成されている。ミラー２２の先端部２４ｅと連結部２４ａ，２４ｂとの間に、先端部２４ｅをＸ方向、Ｚ方向に弾性変形によって容易に変位させるための直径が細くなった２箇所のヒンジ部２４ｃ，２４ｄ（図４参照）が形成されている。これによって先端部２４ｅにＸ方向、Ｚ方向に荷重を加えたときに先端部２４ｅの変位が大きくなるため、後述のように位置センサ６０によって先端部２４ｅの変位を計測し、この変位から荷重を求める際の計測精度が向上する。なお、例えば先端部２４ｅの変位をより高い分解能（精度）で計測する場合には、必ずしもヒンジ部２４ｃ，２４ｄを設ける必要はない。
【００３５】
また、仕切り板５３の外面５３ａの各開口５３ｂの近傍に、それぞれミラーポスト２４の先端部２４ｅにＸ方向及びＺ方向への荷重を与えて先端部２４ｅをＸ方向及びＺ方向に変位させるＸ軸及びＺ軸のアクチュエータ５９Ｘ，５９Ｚよりなる荷重付与系５８と、ミラーポスト２４の先端部２４ｅにＸ方向及びＺ方向への力（予圧又はバイアス力）を与えるＸ軸及びＺ軸のバイアス部６３Ｘ，６３Ｚよりなるバイアス系６２とが固定されている。複数のミラーポスト２４に対応して設置された複数の荷重付与系５８及びバイアス系６２を含んで駆動系５４が構成されている。本実施形態では、ミラーポスト２４の先端部２４ｅにＸ方向、Ｚ方向への荷重を付与すると、テコの原理によって対応するミラー２２の凸部２５に大きい応力が作用し、この応力によってミラー２２の反射面２２ｄが点線Ｂ２で示すように変形する。この際に、予め複数のミラーポスト２４の先端部２４ｅにかかる荷重（又は先端部２４ｅの変位）と反射面２２ｄの変形量（例えば波面収差で表される）との変換関係の情報が求められており、この情報が記憶装置１０に記憶されている。なお、ミラー２２の裏面２２ｅからミラーポスト２４の先端部２４ｅまでの高さは、一例として数１０ｍｍである。
【００３６】
さらに、各ミラーポスト２４の先端部２４ｅの端面に２次元の格子パターン６１が形成され、各先端部２４ｅに対応する位置のハウジング５５の内面にそれぞれその格子パターン６１のＸ方向、Ｚ方向への変位を計測する位置センサ６０が固定されている。位置センサ６０は、一例として格子パターン６１に対応するパターンが形成された参照部材６０ａ（図４（Ａ）参照）を備えており、検出光を用いて参照部材６０ａに対する格子パターン６１の変位を検出する光学式センサである。ただし、位置センサ６０としては、静電容量式又は磁気式等の他の方式のセンサも使用可能である。複数の位置センサ６０の検出信号は検出信号処理系５７に供給される。検出信号処理系５７では、位置センサ６０で検出されるｊ番目（ｊ＝１，２，…）のミラーポスト２４の先端部２４ｅのＸ方向、Ｚ方向への所定の基準位置（例えば可動範囲の中央の位置）からの変位ΔＸＭｊ，ΔＺＭｊより、その先端部２４ｅにかかるＸ方向、Ｚ方向への荷重ｆＸＭｊ，ｆＺＭｊを求め、このようにして求めた荷重の情報をアクチュエータ制御系５６に供給する。
【００３７】
収差制御系９は、結像特性制御系６から供給される補正対象の波面収差（ミラー２２の反射面の目標変形量の情報）、及び記憶装置１０の上記の変換関係の情報からｊ番目のミラーポスト２４の先端部２４ｅのＸ方向、Ｚ方向への目標荷重ｆＸＴｊ，ｆＺＴｊを算出し、算出された目標荷重ｆＸＴｊ，ｆＺＴｊの情報をアクチュエータ制御系５６に供給する。アクチュエータ制御系５６は、検出信号処理系５７から供給されるｊ番目のミラーポスト２４の先端部２４ｅの計測される荷重ｆＸＭｊ，ｆＺＭｊがその目標荷重ｆＸＴｊ，ｆＺＴｊとなるように、対応する荷重付与系５８の動作を制御する。ミラーポスト２４の個数をｎ（ｎは２以上の整数）とすると、各ミラーポスト２４の先端部２４ｅの変位（荷重が付与される方向）の自由度は２であるため、全体としてのミラー２２の反射面の変形の自由度は２ｎとなる。
【００３８】
図３に示すように、複数のミラーポスト２４は、ミラー２２の裏面２２ｅの光軸上の位置を中心とする例えば１６箇所（ｎ＝１６）に配置されている。以下では、各ミラーポスト２４の先端部２４ｅが基準位置にあるときの先端部２４ｅの中心を荷重点Ｐｊ（ｊ＝１，２，…，１６）と呼ぶこととする。光軸上の荷重点はＰ８である。一例として、荷重点Ｐ２，Ｐ８はＺ軸に平行な直線上に配置され、荷重点Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０はＸ軸に平行な直線Ｃ３上に配置され、荷重点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ８，Ｐ１３，Ｐ１６はＺ軸に対して時計回りに３０°回転した直線に平行な直線Ｃ１上に配置されている。また、荷重点Ｐ３，Ｐ５，Ｐ８，Ｐ１２，Ｐ１５はＺ軸に対して反時計回りに３０°回転した直線に平行な直線Ｃ２上に配置され、荷重点Ｐ８，Ｐ１１を結ぶ直線は、Ｘ軸に平行な直線に対して時計回りに３０°回転した直線である。また、荷重点Ｐ３，Ｐ５，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１６は、荷重点Ｐ２，Ｐ８を結ぶ直線に関して荷重点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ６，Ｐ１２，Ｐ１１，Ｐ１５と対称である。なお、ミラーポスト２４の個数ｎ（荷重点Ｐｉの個数ｎ）及びその配置は任意である。
【００３９】
ここで、図２の一つのミラーポスト２４並びにこれに対応するＸ軸のアクチュエータ５９Ｘ及びバイアス部６３Ｘ等の構成につき図４（Ａ）を参照して説明する。なお、Ｚ軸のアクチュエータ５９Ｚ及びバイアス部６３Ｚは、それぞれＸ軸のアクチュエータ５９Ｘ及びバイアス部６３Ｘをミラーポスト２４の回りに９０°回転した構成であるため、その説明を省略する。
【００４０】
図４（Ａ）において、ミラー２２の裏面２２ｅに正方形の角柱状の凸部２５が形成され、ミラーポスト２４の下端に、凸部２５をＸ方向及びＺ方向に挟む連結部２４ａ及び２４ｂが形成されている。連結部２４ａ，２４ｂには切り欠き部によってヒンジ部２４ａ１等が設けられ、連結部２４ａ，２４ｂの先端を不図示の保持具で開いた状態で、その先端を凸部２５の外面に移動して、その先端を閉じることによって、ミラーポスト２４を連結部２４ａ，２４ｂを介して凸部２５に連結できる。
【００４１】
また、アクチュエータ５９Ｘは、仕切り板５３に固定されたベース部材６６と、ベース部材６６の側面にヒンジ部６８ａを介してＺ軸に平行な軸の回りに所定の角度範囲内で回転可能に連結されたＬ字型の変位変換部６８と、を有する。一例として変位変換部６８とベース部材６６とは金属よりなり、かつ一体的に形成されている。なお、変位変換部６８を回転軸受けを介してベース部材６６に連結してもよい。さらに、アクチュエータ５９Ｘは、ベース部材６６に固定されて変位変換部６８の一方の端部６８ｂをＹ方向に変位させるピエゾ素子又は超音波モータ等の駆動素子６７と、変位変換部６８のＸ方向に変位可能な他方の端部６８ｃとミラーポスト２４の先端部２４ｅとを連結する棒状の連結部材６９と、を有する。一例として金属製の連結部材６９は、先端部２４ｅにネジ部によって結合されており、変位変換部６８の端部６８ｃと連結部材６９とはボルトによって結合されている。ミラーポスト２４の先端部２４ｅは、Ｚ方向にも変位するため、連結部材６９にはＸ軸に垂直な方向に可撓性を持つ直径が小さいヒンジ部６９ａが形成されている。
【００４２】
また、バイアス部６３Ｘは、仕切り板５３に固定された支持部材６４と、支持部材６４の先端部とミラーポスト２４の先端部２４ｅとの間に設けられて、先端部２４ｅを支持部材６４側に引く力を常時与えるコイルばね６５と、を有する。なお、例えば駆動素子６７の変位部と変位変換部６８の端部６８ｂとが結合されている場合には、バイアス部６３Ｘ（バイアス系６２）を省略することが可能である。
【００４３】
アクチュエータ５９Ｘ及びバイアス部６３Ｘによって、ミラーポスト２４の先端部２４ｅを、点線で示す反時計回りに回転した状態Ａ１と時計回りに回転した状態Ａ２との間の任意の位置に変位させることができる。その変位（荷重）に応じて、テコの原理によってミラー２２の凸部２５に応力が作用する。このようにテコの原理を用いることによって、アクチュエータ５９Ｘで発生する荷重が小さい場合でも、ミラー２２には大きい応力を与えることができ、ミラー２２の反射面を容易に大きく変形させることができる。
【００４４】
なお、図４（Ｂ）に示すように、ミラー２２の裏面２２ａの凸部２５の周囲に所定の深さの溝部２５Ｓを形成してもよい。これによって、ミラーポスト２４の先端部２４ｅに対するＸ方向（又はＺ方向）への荷重（変位）が同じでも、ミラー２２の凸部２５にかかる応力が大きくなり、ミラー２２の反射面の変形量を大きくできる場合がある。
次に、ミラー２２の反射面２２ｄに所望の変形量（変形分布）を与えるために、ミラー２２の裏面２２ｅの各荷重点Ｐｊ（ミラーポスト２４の先端部２４ｅ）に付与する荷重の分布である入力荷重の例につき説明する。まず、ミラー反射面に、図５（Ｃ）に示すように（等高線の間隔は波長の０．００１倍である。以下同様。）、５次のツェルニケ係数（Ｚ５）で１λ（λは照明光ＩＬの波長）に相当する変形量を与える場合の入力荷重の一例は、図５（Ａ）に示す分布となる。図５（Ａ）において、円周Ｅ１の半径は１ｋｇｆ（１ｋｇ重）の荷重に対応しており、ベクトルＥ２は荷重点Ｐ４にかかる荷重の大きさ及び方向を表している（他の荷重点のベクトルも同様である）。また、この入力荷重は、図５（Ｂ）に示すように、ミラー２２を保持するホールドブロック２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃに作用する力Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５（それぞれ大きさが４ｇｆ）の和（合力）が０で、かつ力Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５によってミラー２２に作用するモーメントの和（合モーメント）が０になるように設定されている。これによって、ミラー２２の反射面を変形させた状態でも、ミラー２２を光軸に垂直なＸ方向、Ｚ方向に並進移動させる力、及びミラー２２を光軸の回りに回転させるモーメントが作用しないため、ホールドブロック２３Ａ〜２３Ｃによってミラー２２を安定に保持できる。なお、ミラー２２がホールドブロック２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃに対して横ずれを起こさないために、ホールドブロック２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃに作用する力Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５はそれぞれ０であることが好ましい。上述のようにホールドブロック２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃに作用する力Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５が生じるときでも、これらの力Ｅ３〜Ｅ５は、ホールドブロック２３Ａ〜２３Ｃの保持力よりも十分に小さく抑えられているため、ミラー２２が横ずれを起こすことはない。
【００４５】
なお、図５（Ｃ）のミラー反射面の変形は、回転対称の結像特性の補正機構を用いてミラー２２の屈折力及び傾斜角を補正することによって、容易に図５（Ｄ）に示すように光軸を中心とする変形に変換できる。従って、図５（Ｃ）のミラー反射面の変形量は図５（Ｄ）の変形量と実質的に等価である。
また、ミラー反射面に、図６（Ｃ）に示すように、１０次のツェルニケ係数（Ｚ１０）で１λに相当する変形量を与える場合の入力荷重の一例は、図６（Ａ）に示す分布となる。この入力荷重も、図６（Ｂ）に示すように、ミラー２２に対する合力が０で、かつ合モーメントが０になるように設定されている。図６（Ｃ）のミラー反射面の変形量は、屈折力及び傾斜角を補正することで図６（Ｄ）の変形量と実質的に等価である。
【００４６】
さらに、ミラー反射面に、図７（Ｃ）に示すように、１４次のツェルニケ係数（Ｚ１４）で１λに相当する変形量を与える場合の入力荷重の一例は、図７（Ａ）に示す分布となる。この入力荷重も、図７（Ｂ）に示すように、ミラー２２に作用する合力が０で、かつ合モーメントが０になるように設定されている。図７（Ｃ）のミラー反射面の変形量は、屈折力及び傾斜角を補正することで図７（Ｄ）の変形量と実質的に等価である。
【００４７】
このようにして、ミラー２２の反射面２２ｄに、５次から３５次までのツェルニケ係数Ｚｉ（Ｚ５〜Ｚ３５）でそれぞれ１λに相当する変形量を与えるために、ミラー２２の裏面の荷重点Ｐｊに合力が０で合モーメントが０となる最適な入力荷重を与えた場合の、反射面２２ｄの形状誤差を図８に示す。図８において、横軸はツェルニケ係数Ｚｉであり、縦軸はRMS(root mean square)（λ）で表した形状誤差である。
【００４８】
次に、デフォーマブルミラー５０を用いて投影光学系ＰＬの波面収差を補正しながらウエハを露光する動作の一例につき図１２（Ａ）及び（Ｂ）のフローチャートを参照して説明する。まず、図１２（Ａ）の準備工程のステップ１０２において、図２の結像特性制御系６内の演算部では、ミラー２２の裏面のｎ個の荷重点Ｐｊ（ミラーポスト２４の先端部２４ｅ）にそれぞれＸ方向及びＺ方向の単位荷重を付与した場合のミラー２２の反射面の変形量の割合（レート）を、１次から８１次までのツェルニケ係数Ｚｉ（ｉ＝１〜８１）の変化量Ｚa,b（ａ＝１〜８１，ｂ＝１〜２ｎ）で表す。荷重の付与方法の自由度は２ｎであり、その変化量を行列で表すと次式が得られる。この行列は記憶装置１０に記憶される。なお、変化量Ｚa,bはコンピュータのシミュレーションで求めることも可能であるが、変化量Ｚa,bは、実際に駆動系５４から各荷重点Ｐｊに単位荷重を付与したときに図１の波面収差計測装置３９によって計測される波面収差の変動量から求めてもよい。
【００４９】
2013106014.tif 000003
また、説明の便宜上、ミラー２２の裏面の荷重点Ｐｊを図９（Ａ）の荷重点Ｐ１〜Ｐ７として、図９（Ｂ）に示すように、ある一つの荷重点（例えばＰ７）にある方向の単位荷重を付与するものとする。
【００５０】
次のステップ１０４において、図９（Ｃ）に示すように、その荷重点Ｐ７以外の複数の荷重点（例えば荷重点Ｐ１〜Ｐ６）に合力が０で合モーメントが０となるような方向と大きさの荷重を付与する。このように合力が０で合モーメントが０となるような荷重の分布を持つ１組の荷重を荷重セットと呼ぶ。図９（Ｃ）の荷重セットは第１の荷重セットＬＳ１である。説明の便宜上、図９（Ａ）の荷重点Ｐｊが配置される直交座標系を（ｘ，ｙ）として、ｉ番目の荷重点Ｐｉのｘ方向の座標をｘi、ｙ方向の座標をｙi、荷重点Ｐｉに作用する荷重がｘ方向に対してなす角度をφiとする。このとき、荷重点Ｐｉに作用する荷重による原点の回りのモーメントｍiは次のようになる。
【００５１】
2013106014.tif 000004
また、各荷重点Ｐｊに２つの自由度で作用する荷重をｆiとすると、全部で自由度が２ｎの荷重によるミラー２２に対する合力（ｘ方向の合力Ｆx、ｙ方向の合力Ｆy）及び合モーメントＭは次のように表される。
【００５２】
2013106014.tif 000005
このとき、ｉ番目の荷重点Ｐｉに対する荷重が１のときに、式（１２）の合力及び合モーメントが０となる組み合わせを求めるものとする。このために式（１２）の左辺のＦx，Ｆy，Ｍに０を代入すると次式が得られる。なお、ｆc,iは、ｉ番目の荷重点Ｐｉの荷重が１のときの他の荷重点Ｐｊの荷重である。
【００５３】
2013106014.tif 000006
式（１３）を変形すると次式が得られる。
【００５４】
2013106014.tif 000007
【００５５】
この式をベクトルＦiについて解くことにより、荷重ｆc,iひいては第１の荷重セットＬＳ１を求めることができる。しかしながら、ｎが３以上の整数であるとすると、行列Ｍiは３行×（２ｎ−１）列の非正則行列であり、逆行列を持たない。すなわち、行列Ｍiにおいては、列数が行数よりも大きくなるため、解は無限通り存在する。このため、一例として、次のムーア・ペンローズ(Moore-Penrose)の一般逆行列を用いる。なお、行列ＭTiは行列Ｍiの転置行列である。
Ｍ+i＝ＭTi（ＭiＭTi）-1      （１５）
式（１５）の一般逆行列を用いてベクトルＦiを次のように表すものとする。
【００５６】
2013106014.tif 000008
式（１６）で表されるベクトルＦiは式（１４）を満たし、かつ次式により定められるベクトルＦiのノルムを最小にする解である。
【００５７】
2013106014.tif 000009
すなわち、式（１６）で表されるベクトルＦiは、ｉ番目の荷重点Ｐｉに単位荷重を与えたときに、合力及び合モーメントが０になるように、かつ全体として最小の力となるように他の荷重点Ｐｊに与えられる力（ステップ１０４で他の荷重点に付与される荷重）の解である。
【００５８】
次のステップ１０６において、ｉ番目の荷重点Ｐｉに単位荷重を与え、他の荷重点Ｐｊに式（１６）の荷重を与えたときのミラー２２の反射面の変形量を、図１０（Ａ）に示すようにツェルニケ係数Ｚｉの変化量Ｚa,b（ａ＝１〜８１，ｂ＝ｉ）に換算して求める。変化量Ｚa,bは、図１の波面収差計測装置３９による計測で求めてもよいが、式（１０）に要素数が２ｎの荷重のベクトルＦiを乗算して求めてもよい。次のステップ１０８において、その第１組の荷重セットＬＳ１及び反射面の変形量は記憶装置１０に記憶される。次のステップ１１０において、ステップ１０２〜１０８を繰り返すことによって、図１０（Ｂ）に示すように、他の組の荷重セットＬＳ２，ＬＳ３，…及びこれらの荷重セットに対応するミラー２２の反射面の変形量（ツェルニケ係数Ｚｉの変化量Ｚa,b）が求められて、記憶装置１０に記憶される。
【００５９】
この場合、ｎ個の荷重点Ｐｊに対する荷重のかけ方には２ｎ通りの自由度があるが、本実施形態では、ミラー２２に対するＸ方向の合力（Ｘ方向の並進力）、Ｚ方向の合力（Ｚ方向の並進力）、及び光軸の回りの合モーメントがそれぞれ０であるという３つの条件が加わるため、互いに独立な荷重セットの組は（２ｎ−３）通りとなる。これらの全部の荷重セットの荷重ｆa,b（ａ＝１〜２ｎ，ｂ＝１〜２ｎ−３）を行列で表すと、下記の行列Ｗloadsetが得られる。
【００６０】
2013106014.tif 000010
また、各荷重セットに関してステップ１０６で求められるミラー２２の反射面の変形量（ツェルニケ係数Ｚｉの変化量Ｚa,b）を行列で表すと、式（１９）のツェルニケ感度レート行列Ｒset->Zが得られる。なお、ツェルニケ感度レート行列Ｒset->Zは、式（１０）の行列ＲF->Zに式（１８）の行列Ｗloadsetを掛けても得られる。このツェルニケ感度レート行列Ｒset->Zは記憶装置１０に記憶される。これによって準備工程が終了する。
【００６１】
2013106014.tif 000011
【００６２】
次に、本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、図１２（Ｂ）の露光工程が開始されると、ステップ１１２において、レチクルステージ１５にレチクルＲがロードされ、ステップ１１４において、照明光学系ＩＬＳで照明条件が設定され、レチクルＲのアライメントが行われる。次のステップ１１６でウエハテーブル３１にフォトレジストが塗布された未露光のウエハＷがロードされ、ウエハＷのアライメントが行われる。次のステップ１１８で、結像特性制御系６は照明光ＩＬの積算エネルギー等に基づいて投影光学系ＰＬの結像特性の変動量を算出する。さらに、ステップ１２０において、結像特性制御系６は、その結像特性の変動量を補正するためのミラー２２の反射面の目標変形量を算出し、算出結果を収差制御系９に供給する。次のステップ１２２において、収差制御系９は、その目標変形量を実現するために、ミラー２２の裏面の複数のミラーポスト２４の荷重点に付与する荷重を規定する各荷重セットＬＳｉ等の重みｓi（ｉ＝１〜２ｎ−３）を算出する。これは、図１１に示すように、目標とする変形量をツェルニケ係数Ｚｉで表したときに、その変形量を実現するための各荷重セットＬＳ１，ＬＳ２等の重みａ，ｂ等を決定することを意味している。
【００６３】
この場合、式（１９）のツェルニケ感度レート行列Ｒset->Z及びその重みｓiを要素とするベクトルＳを用いると、ミラー２２の反射面の変形量（ツェルニケ係数Ｚ１〜Ｚ８１に換算した変形量Ｚa（ａ＝１〜８１））を表すベクトルＺは、次の式（２０）及びこれと等価な式（２１）を満たす。
【００６４】
2013106014.tif 000012
【００６５】
式（２１）をベクトルＳ（重みｓi）について解くことができれば、各荷重セットＬＳｉの重みが求められたことになる。ところが、式（２１）中のツェルニケ感度レート行列Ｒset->Zは、８１行×（２ｎ−３）列の非正則行列であり、逆行列を持たない。また、行列Ｒset->Zにおいては、ｎが４２より小さい通常の状態では、行数が列数よりも大きいため、厳密な解析解は存在せず、解には必ず誤差が存在する。そこで、本実施形態では、生成されるミラー２２の面形状の誤差を最小にするように、複数の荷重セットの重みのベクトルＳを算出する。そのために、次の対角行列ＷRMSを想定する。この対角行列の対角成分は、各ツェルニケ係数Ｚｉから面形状の誤差（RMS(root mean square)で表される誤差）への変換係数である。
【００６６】
2013106014.tif 000013
そして、式（２１）の両辺に左から式（２２）の対角行列ＷRMSを掛けることによって、次式が得られる。
ＷRMSＺ＝ＷRMSＲset->ZＳ      （２３）
【００６７】
ここで、ツェルニケ係数ＺｉのＲＭＳで表現した誤差を要素とするベクトルＺRMS及び行列Ｒset->RMSを用いると、式（２３）は次のようになる。
ＺRMS＝Ｒset->RMSＳ           （２４）
ただし、ベクトルＺRMS及び行列Ｒset->RMSは次のように定義されている。
ＺRMS≡ＷRMSＺ              （２５）
Ｒset->RMS≡ＷRMSＲset->Z        （２６）
式（２１）はツェルニケ係数Ｚｉを用いて表した式であるが、式（２４）は、ツェルニケ係数ＺｉのＲＭＳで表現した誤差を用いて表した式である。
【００６８】
次に、式（２６）の行列Ｒset->RMSに対して、ムーア・ペンローズの一般逆行列を適用すると、次式で表される行列Ｒ+set->RMSが得られる。なお、行列ＲTset->RMSは行列Ｒset->RMSの転置行列である。
Ｒ+set->RMS＝（ＲTset->RMSＲset->RMS）-1ＲTset->RMS        （２７）
【００６９】
式（２７）を式（２４）に適用することによって、収差制御系９は、ベクトルＳ（重みｓi）を次のように計算する。
Ｓ＝Ｒ+set->RMSＺRMS            （２８）
この式によって求めたベクトルＳは、近似解であるため、ベクトルＳを式（２４）に代入すると左辺に次のような誤差ｅRMSが生じる。
ＺRMS＋ｅRMS＝Ｒset->RMSＳ       （２９）
【００７０】
誤差ｅRMSの各成分は、ツェルニケ係数Ｚｉで表される面形状の誤差のＲＭＳである。ムーア・ペンローズの一般逆行列の性質より、式（２８）のベクトルＳは、誤差ｅRMSの各成分の自乗和が最小になるように算出される。誤差ｅRMSの各成分の自乗和は、ミラー２２の反射面の形状誤差のＲＭＳの自乗であるため、式（２８）からベクトルＳを計算することによって、反射面の形状誤差（ＲＭＳ）を最小にする複数の荷重セットＬＳｉの重みｓi（ｉ＝１〜２ｎ−３）を算出できたことになる。
【００７１】
次のステップ１２４において、収差制御系９は、ステップ１２２で求めた荷重セットＬＳｉの重みｓi（ｉ＝１〜２ｎ−３）よりなるベクトルＳと式（１８）の行列Ｗloadsetとを用いて、次式からミラー２２の裏面のｎ個のミラーポスト２４の先端部２４ｅにＸ方向、Ｚ方向に加える荷重（又は先端部２４ｅのＸ方向、Ｚ方向への変位よりなる駆動量）ｆi（ｉ＝１〜２ｎ）を算出する。荷重ｆiを成分とするベクトルがＦである。これは、複数の荷重セットの加重和によって各ミラーポスト２４に対する加重を算出することを意味している。
Ｆ＝ＷloadsetＳ          （３０）
【００７２】
次のステップ１２６において、収差制御系９は図２のアクチュエータ制御系５６にその２ｎ個の荷重ｆiを供給する。これによって、各ミラーポスト２４の先端部２４ｅにそれぞれＸ方向、Ｚ方向に設定された荷重（ひいては変位）が付与され、その荷重がテコの原理によって応力としてミラー２２に作用し、ミラー２２の反射面２２ｄは目標とする形状に変形される。従って、投影光学系ＰＬの結像特性の変動量は、回転非対称な成分及び高次の成分を含めて高精度に補正されるため、レチクルＲのパターンの像が投影光学系ＰＬを介してウエハＷの表面に高精度に形成される。
【００７３】
この状態で次のステップ１２８において、照明光ＩＬの照射が開始され、レチクルＲのパターンの像がステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷの各ショット領域に露光される。その後、ステップ１３０で露光済みのウエハＷのアンロードが行われ、次のステップ１３２で次のウエハへの露光を行う場合には、ステップ１１６〜１３０が繰り返される。そして、ステップ１３２で未露光のウエハがなくなったときに露光工程が終了する。この際に、投影光学系ＰＬの結像特性が高精度に補正されているため、レチクルＲのパターンの像を高精度にウエハＷの各ショット領域に露光できる。
【００７４】
本実施形態の効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態のデフォーマブルミラー５０は、照明光ＩＬを反射する凹面鏡よりなるミラー２２と、ミラー２２の反射面２２ｄの裏面２２ｅに設けられた凸状のミラーポスト２４と、ミラーポスト２４の先端部２４ｅにミラーポスト２４が延びる方向にほぼ直交するＸ方向及びＺ方向に荷重を与えてその先端部２４ｅをＸ方向及びＺ方向に変位させる荷重付与系５８（アクチュエータ５９Ｘ，５９Ｚよりなる変位機構）と、を備えている。
【００７５】
本実施形態によれば、ミラー２２の裏面２２ｅに設けられた凸状のミラーポスト２４の先端部２４ｅに、そのミラーポスト２４の長手方向（ほぼＹ方向）にほぼ直交する方向に荷重を与える（変位を与える）ことによって、テコの原理によって小さい荷重でミラー２２の反射面２２ｄを変形させることができる。また、ミラー２２の裏面２２ｅには、ミラーポスト２４が個数が多い場合でもミラーポスト２４と同じ個数の荷重付与系５８を容易に設置できる。そして、ミラーポスト２４の個数を多くすることで、ミラー２２の反射面２２ｄを種々の形状に容易に変形可能である。
【００７６】
（２）また、デフォーマブルミラー５０は、各ミラーポスト２４の先端部２４ｅのＸ方向、Ｚ方向への変位を計測する位置センサ６０を備えている。従って、先端部２４ｅのＸ方向、Ｚ方向への変位から先端部２４ｅに与えられる荷重を計測できるため、この計測値をフィードバックすることによって、各ミラーポスト２４の先端部２４ｅに目標とする荷重（又は目標とする変位）を高精度に付与できる。
なお、各ミラーポスト２４には、位置センサ６０の代わりに荷重センサ（ロードセル等）を設けて、荷重を直接的に計測してもよい。
【００７７】
（３）また、ミラー２２の裏面には複数のミラーポスト２４が設けられており、複数のミラーポスト２４にそれぞれ荷重付与系５８が設けられているため、ミラー２２の反射面２２ｄの変形の自由度が高い。なお、ミラー２２の裏面には一つのミラーポスト２４を設けるだけでもよい。
（４）また、各ミラーポスト２４には、Ｘ方向、Ｚ方向への荷重（変位）とともに、ミラーポスト２４の長手方向にほぼ平行なＹ方向（ミラー２２の裏面２２ｅの法線方向）への荷重（変位）を与えてもよい。この場合には、ミラーポスト２４の個数をｎとすると、荷重方向（変位方向）の自由度が３ｎとなるため、ミラー２２の反射面をより多くの自由度で変形できる。
【００７８】
なお、各ミラーポスト２４はミラー２２の裏面の凸部２５に連結されているが、例えば凸部２５を高く形成することによって、凸部２５の先端部に荷重付与系５８から荷重を与えてその先端部を変位させてもよい。
（５）また、本実施形態の投影光学系ＰＬは、レンズＬ８，Ｌ９及びミラー２２（複数の光学素子）を含む反射屈折光学系において、それらの光学素子のうちのミラー２２の反射面を変形可能なデフォーマブルミラー５０を備えている。従って、投影光学系ＰＬの結像特性の変動量（例えば非回転対称な収差及び高次の収差等）を補正するように、デフォーマブルミラー５０によってミラー２２の反射面を変形させることによって、投影光学系ＰＬの結像特性を常に目標とする状態に維持できる。
【００７９】
（６）また、本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光ＩＬ（露光光）でレチクルＲのパターンを照明し、照明光ＩＬでそのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷ（基板）を露光する露光装置において、投影光学系ＰＬはデフォーマブルミラー５０を備えている。従って、投影光学系ＰＬの結像特性を常に目標とする状態に高精度に維持できるため、レチクルＲのパターンの像を高精度にウエハＷの各ショット領域に露光できる。
【００８０】
（７）また、デフォーマブルミラー５０がミラーポスト２４と荷重付与系５８（アクチュエータ５９Ｘ，５９Ｚ）との組み合わせを複数備えている場合に、そのデフォーマブルミラー５０を駆動するための本実施形態の駆動方法は、複数のミラーポスト２４のうち、少なくとも一つの例えば荷重点Ｐ７のミラーポスト２４を、当該ミラーポスト２４に対応する荷重付与系５８を介して荷重を与えて変位させ、ミラー２２の反射面を変形させるステップ１０２を有する。さらに、その駆動方法は、その荷重点Ｐ７のミラーポスト２４の変位によって生じるミラー２２の位置変化を起こす力（Ｘ方向、Ｚ方向の合力、及び光軸の周りの合モーメント）を補正するように、その荷重点Ｐ７のミラーポスト２４とは異なる例えば荷重点Ｐ１〜Ｐ６のミラーポスト２４をこれらに対応する荷重付与系５８を介して荷重を与えて変位させるステップ１０４とを含んでいる。
【００８１】
この駆動方法によれば、複数のミラーポスト２４に荷重を与えても、ミラー２２を全体として変位させる力が作用しないため、例えば３箇所のホールドブロック２３Ａ〜２３Ｃによってミラー２２を安定に保持できる。
なお、ステップ１０４では、ミラー２２のＸ方向、Ｚ方向の合力、及び光軸の周りの合モーメントのうちの少なくとも一つを補正するように荷重点Ｐ１〜Ｐ６のミラーポスト２４を変位させてもよい。
【００８２】
（８）また、その駆動方法は、例えば荷重点Ｐ７のミラーポスト２４を複数の異なる条件（荷重に対応する変位量及び／又は変位方向）で変位させたときに生じるミラー２２の位置変化を起こす力に関する情報（合力、合モーメント）を、その条件に応じて記憶するステップを有してもよい。この場合、ステップ１０２では、ミラー２２の反射面の目標とする変形量に応じて、その複数の異なる条件の中から所定の条件を選択し、その荷重点Ｐ７のミラーポスト２４を対応する荷重付与系５８を介して変位させ、ミラー２２の反射面を変形させてもよい。そして、ステップ１０４では、その所定の条件に対応するミラー２２の位置変化を起こす力に関する情報に基づいて、その荷重点Ｐ７のミラーポスト２４とは異なる例えば荷重点Ｐ１〜Ｐ６のミラーポスト２４をこれらに対応する荷重付与系５８を介して変位させてもよい。これによって、ミラー２２の反射面の変形の自由度が向上する。
【００８３】
なお、本実施形態では、以下のような変形が可能である。
まず、図４（Ａ）のＸ軸のアクチュエータ５９Ｘは、駆動素子６７の変位を変位変換部６８を介してミラーポスト２４の先端部２４ｅに伝えている。これに対して、図１３（Ａ）の第１変形例のＸ軸のアクチュエータ５９ＸＡで示すように、駆動素子６７と同様の構成の駆動素子７１からの荷重（変位）を連結部材６９を介して直接にミラーポスト２４の先端部２４ｅに伝えてもよい。図４（Ａ）に対応する部分に同一の符号を付した図１３（Ａ）において、仕切り板５３に固定されたベース部材７０にＸ方向に変位可能な先端部を持つ駆動素子７１が固定されている。そして、その先端部とミラーポスト２４の先端部２４ｅとの間にヒンジ部６９ａを有する連結部材６９が配置されている。
【００８４】
また、仕切り板５３に固定された支持部材６４と、支持部材６４の先端部とミラーポスト２４の先端部２４ｅとの間に設けられて、先端部２４ｅを駆動素子７１側に付勢する圧縮コイルばね６５ＲとからＸ軸のバイアス部６３ＸＡが構成されている。これ以外の構成は、図４（Ａ）のアクチュエータ５９Ｘと同様であり、第１変形例のアクチュエータ５９ＸＡを用いても、ミラーポスト２４の先端部２４ｅにＸ方向への荷重（変位）を容易に与えることができる。なお、例えば駆動素子７１の変位部とミラーポスト２４とが結合されている場合には、バイアス部６３ＸＡを省略することが可能である。
【００８５】
また、図４（Ｂ）の例では、ミラーポスト２４はミラー２２の裏面の凸部２５に連結されていた。この他に、図１３（Ｂ）の第２変形例の要部に示すように、ミラー２２の裏面２２ｅに断面形状がほぼ正方形の凹部２２ｆを形成しておき、この凹部２２ｆに連結される棒状のミラーポスト２４Ａの先端部２４ＡｅにＸ方向及びＺ方向への荷重を与えて先端部２４Ａｅを変位させてもよい。図１３（Ｂ）において、棒状のミラーポスト２４Ａの下端にヒンジ部２４Ａａ１を介してＸ方向に並んだ２つのロッドよりなる連結部２４Ａａが形成されている。その下端にはヒンジ部（不図示）を介してＺ方向に並んだ２つのロッドよりなる連結部２４Ａｂも形成されている。
【００８６】
図１３（Ｂ）において、例えば連結部２４Ａａ，２４Ａｂの先端部を狭くした状態でそれらの先端部を凹部２２ｆに差し込んでから、それらの先端部を開くことによって、ミラーポスト２４Ａを連結部２４Ａａ，２４Ａｂを介してミラー２２の裏面２２ｅに結合できる。また、ミラーポスト２４Ａにもヒンジ部２４Ａｃ，２４Ａｄが形成されているが、ヒンジ部２４Ａｃ，２４Ａｄも省略可能である。
なお、ミラーポスト２４又は２４Ａの先端部２４ｅ，２４Ａｅの断面形状は、円形状には限られず、先端部２４ｅ，２４Ａｅの断面形状を例えば三角形状にして、その断面に３方向から変位を与えてもよい。さらに、先端部２４ｅ，２４Ａｅの断面形状を例えば四角形などの正方形若しくは矩形形状、又は多角形状にして、その断面に複数方向から変位を与えてもよい。
【００８７】
次に、上記の実施形態の露光装置ＥＸを用いて半導体デバイス（電子デバイス）を製造する場合、この半導体デバイスは、図１４に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいてマスク（レチクル）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造するステップ２２３、露光装置ＥＸによりレチクルのパターンをレジストが塗布された基板（感光基板）に露光する工程、露光した基板を現像してレジストパターンを形成する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。
【００８８】
言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置を用いて基板（ウエハ）上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理すること（ステップ２２４）とを含んでいる。この製造方法によれば、その露光装置では非回転対称な収差を含む諸収差を低減できるため、微細パターンを有するデバイスを高精度に製造できる。
【００８９】
なお、本発明は、例えば米国特許出願公開第２００７／２４２２４７号明細書、又は欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書等に開示されている液浸型露光装置の投影光学系の収差補正を行う場合にも適用することができる。また、本発明は、走査型の露光装置のみならず、一括露光型の露光装置（ステッパー等）等にも適用することができる。
【００９０】
また、本発明は、波長数ｎｍ〜１００ｎｍ程度の極端紫外光（ＥＵＶ光）を露光光として用いる投影露光装置の投影光学系の収差補正を行う場合にも適用できる。露光光としてＥＵＶ光を用いる場合には、投影光学系は特定のフィルタ等を除いて複数のミラー（凹面鏡、凸面鏡、平面鏡等）から構成されるため、本発明の光学素子の保持装置は、その複数のミラーのうちの少なくとも１枚のミラーを保持するために使用可能である。
【００９１】
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグフィ工程を用いて製造する際の、露光装置にも適用することができる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００９２】
ＥＸ…露光装置、Ｒ…レチクル、Ｗ…ウエハ、ＩＬＳ…照明光学系、ＰＬ…投影光学系、６…結像特性制御系、９…収差制御系、２２…ミラー（凹面鏡）、２４…ミラーポスト、３９…波面収差計測装置、４７…分割鏡筒、５０…デフォーマブルミラー、５４…駆動系、５８…荷重付与系、６０…位置センサ、６２…バイアス系
【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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