(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学要素を保持する第１部材を第２部材に対して移動し、前記光学要素を所定位置に位置決めする位置決め方法であって、
前記第２部材に対し、１次元方向にそれぞれ変位する３つの支持機構を介して前記第１部材を支持し、
前記３つの支持機構のうち、一つの支持機構を前記１次元方向に交差する方向に変位し、
前記一つの支持機構が前記交差する方向に変位することに伴い、残りの２つの前記支持機構を前記１次元方向にそれぞれ変位させて、前記光学要素を前記所定位置に位置決めすることを特徴とする光学要素の位置決め方法。
【請求項２】
前記１次元方向は、前記第２部材の中心に向かう方向であることを特徴とする請求項１に記載の光学要素の位置決め方法。
【請求項３】
前記３つの支持機構は、ほぼ円周を３等分する位置に配置されるとともに、
前記３つの支持機構が変位する前記１次元方向はそれぞれ前記円周の中心に向かう方向であることを特徴とする請求項１に記載の光学要素の位置決め方法。
【請求項４】
前記３つの支持機構をそれぞれ前記１次元方向に交差する方向に変位させて、前記第２部材に対して前記第１部材を所定面内での並進方向及び回転方向の３自由度で位置決めすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学要素の位置決め方法。
【請求項５】
光学要素を保持する第１部材を第２部材に対して移動し、前記光学要素を所定位置に位置決めする位置決め装置であって、
前記第２部材と前記第１部材との間に配置され、１次元方向にそれぞれ変位する３つの支持機構と、
前記３つの支持機構のうち、少なくとも一つの支持機構を前記１次元方向に交差する方向に変位させる変位機構とを有することを特徴とする光学要素の位置決め装置。
【請求項６】
前記１次元方向は、前記第２部材の中心に向かう方向であることを特徴とする請求項５に記載の光学要素の位置決め装置。
【請求項７】
前記３つの支持機構は、ほぼ円周を３等分する位置に配置されるとともに、
前記３つの支持機構が変位する前記１次元方向はそれぞれ前記円周の中心に向かう方向であることを特徴とする請求項５に記載の光学要素の位置決め装置。
【請求項８】
前記変位部材は、前記３つの支持機構のそれぞれに設けられることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の光学要素の位置決め装置。
【請求項９】
前記第１部材、前記第２部材、及び前記３つの支持機構は実質的に一体的に構成され、
前記３つの支持機構及びこれに対応する前記変位部材は弾性ヒンジを用いたリンク機構より構成されていることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の光学要素の位置決め装置。
【請求項１０】
前記支持機構は、前記第１部材に固定されて前記１次元方向に沿った溝を有する第１のＶ溝ブロックと、
前記第１のＶ溝ブロックに配置されるボールと、
前記第２部材に固定されて前記１次元方向に交差する方向に沿った溝を備え、該溝に前記ボールが配置される第２のＶ溝ブロックとを有し、
前記変位機構は、前記第２のＶ溝ブロックに対して前記ボールを移動させる駆動部材を有することを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の光学要素の位置決め装置。
【請求項１１】
複数の光学要素を備え、第１物体のパターンの像を第２物体上に投影する投影光学系であって、
請求項５から１０のいずれか一項に記載の光学要素の位置決め装置を備え、
前記投影光学系を構成する複数の光学要素の少なくとも一つを前記位置決め装置によって位置決めすることを特徴とする投影光学系。
【請求項１２】
請求項１１に記載の投影光学系を備え、マスクに形成されたパターンの像を前記投影光学系を介して基板上に転写することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレンズやミラーなどの光学要素の位置決め方法及び装置に関し、例えば半導体素子、液晶表示素子、又はプラズマディスプレイ素子などのデバイスを製造するためのリソグラフィ工程で使用される投影露光装置に備えられた投影光学系の鏡筒構造、特にその投影光学系を構成するレンズの偏心調整機構に使用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の投影露光装置ではパターンの微細化に伴い、波面収差及びディストーションの少ない投影光学系が要求されている。投影露光装置の投影光学系においては、カメラレンズのような一般の光学系に比べて桁違いの精度が要求されるため、レンズエレメントやミラー等の光学要素の公差を厳密に管理しても、単に光学要素を組み立てるだけで目標とする結像性能を達成することは困難である。そのため、投影光学系を製造する際には、光学要素（レンズエレメント等）を組み上げて結像が可能となった後も、収差の測定とそれに対する調整、例えば光学要素間の間隔調整、及び光学要素の偏心調整といった調整を繰り返して、結像性能を向上させていく必要がある。即ち、投影露光装置の投影光学系を製造する際には、投影光学系を構成する複数の光学要素間の間隔及び各光学要素の偏心を極めて高精度に調整する必要がある。
【０００３】
このような調整を行うために、従来は一般に以下のような方法が用いられていた。従来の第１の調整方法は、投影光学系における偏心収差の調整方法であり、投影光学系の鏡筒を複数の分割鏡筒を光軸方向に連結して構成しておき、分割箇所において、隣り合う分割鏡筒間の相対位置を微調整後、再締結するという方法である。
【０００４】
また、従来の第２の調整方法は、投影光学系における偏心収差の微調整方法であり、特定の収差を補正するのに有効なレンズエレメントを保持するレンズ室（レンズ枠）を、外部から調整ねじで光軸に垂直な面内で微動できる構造としておき、そのレンズ室を微動させて特定の収差を微調整するという方法である。この場合、調整ねじは、４方向からレンズ室を挟みつつ、基準面に押し付けるように配置され、調整ねじが調整（微動）手段と固定手段とを兼用する。一方、駆動されるレンズ室の変位は外部から変位センサ（静電容量センサ等）により計測可能であり、調整時は変位センサの計測値を参照しつつレンズ室を微調整し、変位センサの計測値が所定値を指したところで、調整ねじを４方向から締め付けてレンズ室を固定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く従来の投影光学系の光学要素の調整方法としては、分割鏡筒間の相対位置を微調整する第１の調整方法と、レンズ室の位置を微調整する第２の調整方法とが用いられていた。
これらの方法の内で、前者の第１の調整方法においては、一般に数１００ｋｇにおよぶ重量物である投影光学系を、サブμｍの精度で微動させることが困難であること、更に鏡筒にも弾性が存在するために、分割鏡筒外径において計測される変位が、必ずしも内部のレンズエレメント群の変位を表していない場合があるという不都合がある。即ち、このような方法は収差の粗調整方法としては有効であっても、最近の一層高い解像度が要求される投影光学系の組立調整完了に近い段階での最終調整（微調整）方法としては不十分である。
【０００６】
また、後者の第２の調整方法においては、作業性が悪い、調整精度が低い、及びレンズエレメントに変形・歪を与える恐れがあるという不都合がある。即ち、１回転で数１００μｍ程度動く調整ねじを用いてサブμｍの駆動分解能を得ること自体が困難な上、最後に調整ねじを締め付ける瞬間にも或る程度レンズ室が微小変位することが不可避であり、作業には高度な技能が求められる。更に、調整ねじを締め付けることにより、レンズ室には或る程度の変形が生じる。この場合、変位センサで計測しているのは、その変形しているレンズ室の外周であるため、サブμｍの領域においては変位センサの計測値がレンズエレメントの正しい変位を示しているとは言い難い。更にそのレンズ室の変形は、内包するレンズエレメントに変形・歪を与えることにつながり、高次収差や複屈折といった副作用を併発する恐れもある。
【０００７】
以上の如く、従来の調整方法では投影光学系の最終微調整を、高精度に且つ、レンズの変形や歪等の副作用を伴うことなく行うことが困難であった。
本発明は斯かる点に鑑み、投影露光装置の投影光学系を構成する特定のレンズエレメントなどの光学要素の位置を高精度に、且つ副作用を伴うことなく調整できる光学要素の位置決め技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による光学要素の位置決め方法は、光学要素を保持する第１部材（２）を第２部材（１）に対して移動し、その光学要素を所定位置に位置決めする位置決め方法であって、その第２部材に対し、１次元方向（Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６）にそれぞれ変位する３つの支持機構（５Ａ〜５Ｃ，９）を介してその第１部材を支持し、その３つの支持機構のうち、一つの支持機構をその１次元方向に交差する方向（Ｄ１）に変位し、その一つの支持機構がその交差する方向に変位することに伴い、残りの２つのその支持機構をその１次元方向にそれぞれ変位させて、その光学要素をその所定位置に位置決めするものである。
【０００９】
斯かる本発明によれば、例えば図４に示すように、３つの支持機構（５Ａ〜５Ｃ，９）はそれぞれ１次元方向に移動可能に、即ち２次元方向に拘束されている。従って、その第１部材はその第２部材に対して過不足のない自由度で拘束された状態、即ち実質的にいわゆるキネマティック拘束状態で支持されている。この状態で、一つの支持機構（５Ａ，９）を能動的に駆動すると、光学要素を保持する第１部材（２）は空間上の或る１点Ｂを中心として回転運動する。その中心Ｂは、他の２つの支持機構を通り、各々の１次元の変位方向に垂直な直線の交点である。また、その一つの支持機構を能動的に駆動すると、他の２つの支持機構はそれぞれその１次元方向に受動的に移動するため、その第１部材には変形や歪が生じることがなく、例えばその第１部材の外形の変位をセンサ等で計測し、この計測結果に基いて駆動量を制御することによって、その第１部材、ひいてはその光学要素を目標位置に高精度に位置決めすることができる。このようにして、調整精度の問題と光学要素の変形・歪等の副作用の問題とが同時に解決される。
【００１０】
この場合、その３つの支持機構のうち、２つの支持機構をその１次元方向に交差する方向にそれぞれ能動的に駆動してもよい。これによって、その第２部材に対してその第１部材（光学要素）を例えば並進方向に２自由度で位置決めできる。この場合にもその第１部材に変形や歪が生じることがない。特に光学系のレンズの調整においては回転角の微調整の必要性は小さく、回転角の調整が不要な場合には、２つの支持機構の微調整だけで必要な位置決めを行うことができる。
【００１１】
また、一例として、その１次元方向は、その第２部材の中心に向かう方向である。
また、その３つの支持機構は、ほぼ円周を３等分する位置に配置されるとともに、その３つの支持機構が変位するその１次元方向（Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６）はそれぞれその円周の中心に向かう方向であることが望ましい。この場合、例えば図４に示すように、その一つの支持機構（５Ａ，９）の駆動量δｓとその第１部材（２）の変位量δｃとはほぼ３：２の関係にあり、方向は同一である。従って、支持機構の駆動量が縮小されてその第１部材が変位するため、その第１部材をより高精度に位置決めすることができる。
【００１２】
また、その３つの支持機構をそれぞれその１次元方向に交差する方向（Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５）に変位させて、その第２部材に対してその第１部材を所定面内での並進方向及び回転方向の３自由度で位置決めすることが望ましい。これによって、例えば光軸に垂直な面上でその第１部材（光学要素）を任意の状態に位置決めすることができる。
【００１３】
次に、本発明の光学要素の位置決め装置は、光学要素を保持する第１部材（２）を第２部材（１）に対して移動し、その光学要素を所定位置に位置決めする位置決め装置であって、その第２部材とその第１部材との間に配置され、１次元方向にそれぞれ変位する３つの支持機構（５Ａ〜５Ｃ，９）と、その３つの支持機構のうち、少なくとも一つの支持機構をその１次元方向に交差する方向に変位させる変位機構（３Ａ）とを有するものである。この位置決め装置によれば、その第１部材はその第２部材に対して実質的にキネマティック拘束状態で支持されるため、本発明の位置決め方法を実施できる。
【００１４】
この場合、一例として、その１次元方向は、その第２部材の中心に向かう方向である。
また、その３つの支持機構は、ほぼ円周を３等分する位置に配置されるとともに、その３つの支持機構が変位するその１次元方向はそれぞれその円周の中心に向かう方向であることが望ましい。
また、その変位部材は、その３つの支持機構のそれぞれに設けられることが望ましい。これによって、その第１部材を３自由度で位置決めできる。
【００１５】
また、その第１部材（２３）、その第２部材（２２）、及びその３つの支持機構（２５Ａ〜２５Ｃ）を実質的に一体的に構成し、その３つの支持機構及びこれに対応するその変位部材を弾性ヒンジを用いたリンク機構より構成してもよい。これによって、位置決め装置を小型化できる。
また、その支持機構を、その第１部材（４２）に固定されてその１次元方向に沿った溝を有する第１のＶ溝ブロック（５３）と、その第１のＶ溝ブロックに配置されるボール（５０）と、その第２部材（４１）に固定されてその１次元方向に交差する方向に沿った溝を備え、この溝にそのボールが配置される第２のＶ溝ブロック（４６）とを有するように構成し、その変位機構を、その第２のＶ溝ブロックに対してそのボールを移動させる駆動部材（５１，５２，５５，５６）を有するように構成してもよい。これによって、その第１部材の可動範囲を広くすることができる。
【００１６】
次に、本発明の投影光学系は、複数の光学要素を備え、第１物体のパターンの像を第２物体上に投影する投影光学系（ＰＬ）であって、本発明の何れかの光学要素の位置決め装置を備え、その投影光学系を構成する複数の光学要素の少なくとも一つをその位置決め装置によって位置決めするものである。本発明の適用によって、その光学要素に変形や歪を与えることなく高精度にその光学要素の位置決めを行うことができる。
【００１７】
また、本発明の露光装置は、本発明の投影光学系を備え、マスクに形成されたパターンの像をその投影光学系を介して基板上に転写するものである。本発明の適用によって、マスクのパターンの像を高精度に基板上に転写することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態につき図１〜図４を参照して説明する。本例は、投影露光装置の投影光学系や光学機器用のレンズエレメントなどの光学要素を保持するための保持機構に本発明を適用したものである。
図１は、本例の保持機構を示す斜視図、図２はその保持機構を示す分解斜視図であり、これら図１、図２において、円形の平板状の固定テーブル１（第２部材）の上面外周部の等角度間隔（１２０°間隔）で配置された３箇所に互いに同一構造の連結部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（変位機構）が設置され、固定テーブル１の上方に配置された円形の平板状の可動テーブル２（第１部材）の底面の連結部３Ａ〜３Ｃに対向する位置にそれぞれ先端部５Ａ〜５Ｃが球面に加工された円錐状のピボット４Ａ〜４Ｃが設置されている。そして、連結部３Ａ〜３Ｃの上面の凹部でピボット４Ａ〜４Ｃの先端部５Ａ〜５Ｃを支持することによって、固定テーブル１上に連結部３Ａ〜３Ｃを介して可動テーブル２が支持されている。この場合、固定テーブル１はほぼ水平面上に設置され、可動テーブル２は自重によって固定テーブル１上に安定に載置されている。この保持機構を投影露光装置の投影光学系に適用した場合には、一例として、固定テーブル１が投影光学系の鏡筒に固定され、可動テーブル２にレンズ、又はレンズを収納するレンズ室が固定される。
【００１９】
次に、図３は連結部３Ａを示し、この図３において、連結部３Ａは、図１の固定テーブル１に固定される固定ステージ６と、固定ステージ６に対して溝６ａに沿って方向Ｄ１に移動自在に載置された能動ステージ８と、固定ステージ６に対して能動ステージ８を方向Ｄ１に駆動する調整ねじ７と、能動ステージ８に対して方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２に溝８ａに沿って移動自在に載置された受動ステージ９とを有している。また、受動ステージ９上には、図２のピボット４Ａの先端部５Ａに当てはまる半球面状の凹部（以下、「連結ピボット」と言う）１０が形成されており、図２において、ピボット４Ａと連結部３Ａとは、先端部５Ａ及び連結ピボット１０を介して着脱自在に、且つ回転自在に連結される。ピボット４Ａ〜４Ｃの先端部５Ａ〜５Ｃと対応する受動ステージ９とが３つの支持機構に対応している。
【００２０】
図３の方向Ｄ１は、図１及び図２の固定テーブル１の外周に沿った円周方向に対応し、方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２は、固定テーブル１の中心と連結部３Ａとを結ぶ方向に対応している。従って、図１、図２において、可動テーブル２の底面のピボット４Ａは、連結部３Ａの調整ねじ７によって固定テーブル１の円周方向の位置を調整できると共に、その円周方向に直交する方向に自由に移動できるように支持されている。同様に、可動テーブル２の他のピボット４Ｂ，４Ｃと連結部３Ｂ，３Ｃとは、それぞれ先端部５Ｂ，５Ｃ及び受動ステージ９上の連結ピボットを介して着脱自在に、且つ回転自在に連結されている。また、ピボット４Ｂ，４Ｃについても、それぞれ連結部３Ｂ，３Ｃの調整ねじ７によって固定テーブル１の円周方向の位置を調整できると共に、その円周方向に直交する方向に自由に移動できるように支持されている。
【００２１】
この結果、可動テーブル２は固定テーブル１に対して、３箇所（ピボット４Ａ〜４Ｃの先端部５Ａ〜５Ｃ）でそれぞれ２自由度（円周方向、固定テーブル１の高さ方向）ずつ拘束されており、機構学の原理により、可動テーブル２の自由度拘束は過不足なく行われた状態、いわゆるキネマティック拘束状態にある。そして、可動テーブル２は固定テーブル１に対して、３箇所でそれぞれ固定テーブル１の半径方向に対して拘束されない状態で支持されている。従って、可動テーブル２の固定テーブル１に対する位置を調整するために、３箇所のピボット４Ａ〜４Ｃの何れかの位置を円周方向に動かしても、可動テーブル２には反力が生じることはなく、可動テーブル２の変形は全く生じない。そのため、例えば可動テーブル２でレンズエレメントを保持する場合には、レンズエレメントを変形させることなく、レンズエレメントの２次元の位置、及び回転角を高精度に微調整することができる。これについて図４を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図４は、図１における固定テーブル１上の連結部３Ａ〜３Ｃとその上の可動テーブル２との関係を示す平面図であり、この図４において、円周上に等角度間隔（１２０°間隔）で３個の連結部３Ａ〜３Ｃが設置され、連結部３Ａ〜３Ｃの受動ステージ９上の連結ピボット１０に、可動テーブル２の３箇所のピボット４Ａ〜４Ｃの先端部５Ａ〜５Ｃが設置されている。この場合、先端部５Ａ〜５Ｃはそれぞれ連結部３Ａ〜３Ｃの能動ステージ８の可動方向Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５（円周方向）に駆動可能であると共に、それらの先端部５Ａ〜５Ｃはそれぞれ連結部３Ａ〜３Ｃの受動ステージ９の可動方向（固定テーブル１の中心Ａと連結ピボット１０とを結ぶ直線１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに沿った半径方向）Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６に拘束されることなく移動できるように支持されている。この場合、方向Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５は順次交差角６０°で交差しており、方向Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６はそれぞれ方向Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５に直交している。
【００２３】
図４において、１箇所の連結部（例えば連結部３Ａとする）の調整ねじ７を駆動すると、可動テーブル２は空間上の或る１点Ｂを回転中心として回転運動する。その中心Ｂは、残りの２箇所の連結部３Ｂ，３Ｃの受動ステージ９の連結ピボット１０を通り、各々の受動ステージ９の可動方向Ｄ４，Ｄ６に垂直な直線の交点である。本例では、能動ステージ８の可動方向Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５と受動ステージ９の可動方向Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６とが直交し、且つ各能動ステージ８の可動方向Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５が同一円周の接線方向を向いており、３個の能動ステージ８が１２０°間隔で配置されている。従って、図４において、点Ａ、点Ｂ、及び先端部５Ｂ（又は５Ｃ）を頂点とする３角形は、正三角形を２等分した直角三角形であるため、点Ａと点Ｂとを結ぶ線分の長さは、点Ａと先端部５Ｂ（又は５Ｃ）とを結ぶ線分（円周の半径）の２倍である。
【００２４】
その結果、連結部３Ａの調整ねじ７による能動ステージ８の方向Ｄ１への駆動量δｓと、それによる可動テーブル２の中心の移動量δｃとは、方向が同じで３：２の関係がある。即ち、次の関係が成立している。
δｃ＝（２／３）δｓ      …（１）
また、このように連結部３Ａの能動ステージ８を方向Ｄ１に駆動する際には、他の２箇所の連結部３Ｂ，３Ｃでは、受動ステージ９がそれぞれ方向Ｄ４，Ｄ６に移動するため、可動テーブル２に変形や応力が発生することがない。同様に、他の連結部３Ｂ及び３Ｃの能動ステージ８を方向Ｄ３及びＤ５に駆動することで、可動テーブル２に変形や応力を発生させることなく可動テーブル２の中心をそれぞれ方向Ｄ３及びＤ５に移動することができる。３個の連結部３Ａ〜３Ｃによって可動テーブル２が駆動される方向は、互いに独立の関係にあり、３個の連結部３Ａ〜３Ｃによる駆動量を適当に組み合わせることにより、可動テーブル２の直交する２方向の変位量、及び固定テーブル１の上面に垂直な軸の回りの回転角を自在に決定することができる。しかも、可動テーブル２は固定テーブル１に対してキネマティック拘束状態にあるため、そのように可動テーブル２を駆動する際に、可動テーブル２に変形・歪や応力を発生させることがないという利点がある。
【００２５】
なお、本例の保持機構で露光装置の投影光学系の所定のレンズの調整を行う場合、そのレンズの調整においては回転角の微調整の必要性は小さい。そこで、回転角の微調整を行う必要が無い場合には、図４の３箇所の連結部３Ａ〜３Ｃの内の２箇所に調整ねじ７による能動ステージ８の駆動機構を設けるようにして、残りの１箇所では能動ステージ８の駆動機構を省くようにしてもよい。これによって、駆動機構を簡素化することができる。
【００２６】
また、図４の３箇所の連結部３Ａ〜３Ｃの調整ねじ７の駆動量を計測するためのエンコーダ（例えばロータリーエンコーダ）を設けるようにしてもよい。この際に、本例では可動テーブル２の変形が全く無いため、３箇所の調整ねじ７の駆動量から可動テーブル２（ひいては保持されているレンズ等の光学要素）の位置及び回転角を高精度に求めることができる。従って、可動テーブル２の位置及び回転角を所望の状態に高精度に調整することができる。
【００２７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態につき図５〜図１４を参照して説明する。本例は、投影露光装置の投影光学系を構成する所定のレンズ（光学要素）を保持するレンズ室に本発明を適用したものである。
図５は、本例のレンズ室２４を示す斜視図、図６はそのレンズ室２４を示す平面図、図７は図６のレンズ室２４の正面図、図８は図６のＡＡ線に沿う断面図であり、図５において、レンズ室２４は、リング状の固定リンク部２２（第２部材）の内側にリング状の可動リンク部２３（第１部材）を配置して構成され、可動リンク部２３の内側に保持対象物としてのレンズ２１が保持されている。この場合、固定リンク部２２は、ほぼ水平面に平行に支持されている。そして、固定リンク部２２と可動リンク部２３とは、一つのリング状の部材を３箇所の円弧状のすり割り部２４ａ〜２４ｃ、及びこれらの間の狭いスリット状の切り欠き部によって半径方向に分離した構造であり、固定リンク部２２と可動リンク部２３とは、実質的に一体構造とみなすことができる。また、固定リンク部２２の内側に１２０°間隔で支持機構としての３箇所のリンク機構部２５Ａ〜２５Ｃが設けられ、リンク機構部２５Ａ〜２５Ｃによって可動リンク部２３が所定自由度で変位自在に支持されている。更に、リンク機構部２５Ａ〜２５Ｃの近傍の固定リンク部２２に、それぞれリンク機構部２５Ａ〜２５Ｃを介して可動リンク部２３を微動させるための変位機構としての調整部２６Ａ〜２６Ｃが設置されている。
【００２８】
図９は、本例のレンズ室２４の一部を図７のＡＡ線に沿って断面とした平面図であり、図９において、可動リンク部２３の外周部に１２０°間隔で３箇所の突部よりなる保持部２３ａ〜２３ｃが設けられ、保持部２３ａ〜２３ｃと固定リンク部２２との間にそれぞれリンク機構部２５Ａ〜２５Ｃが設けられている。そして、固定リンク部２２に設けられた調整部２６Ａ〜２６Ｃの調整レバー３４の先端部がそれぞれリンク機構部２５Ａ〜２５Ｃに螺合（ねじ止め）されており、調整レバー３４及びリンク機構部２５Ａ〜２５Ｃを介して３箇所の保持部２３ａ〜２３ｃを変位させることによって、可動リンク部２３及びレンズ２１の２次元的な位置、及び回転角を微調整できるように構成されている。
【００２９】
図１０は、図９中のリンク機構部２５Ａ及び調整部２６Ａの構造を示す部分拡大図であり、この図１０において、リンク機構部２５Ａは、固定リンク部２２の内側に対向するように形成された一対の支点部２２ａ，２２ｂの間に配置されている。そして、リンク機構部２５Ａは、支点部２２ａ，２２ｂにそれぞれヒンジ２９Ａ，２９Ｂを介して回転自在に連結された一対のリンク部材２７Ａ，２７Ｂと、このリンク部材２７Ａ，２７Ｂと保持部２３ａとの間に配置されたリンク部材２８Ａ，２８Ｂとを備えている。また、リンク部材２８Ａ，２８Ｂの外側の端部がそれぞれヒンジ３０Ａ，３０Ｂを介して回転自在にリンク部材２７Ａ，２７Ｂに連結され、リンク部材２８Ａ，２８Ｂの内側の端部がそれぞれヒンジ３１Ａ，３１Ｂを介して回転自在に保持部２３ａに連結されている。
【００３０】
一方、調整部２６Ａは、固定リンク部２２に設けられた貫通孔２２ｃを通して先端部がリンク部材２７Ａに螺合された調整レバー３４と、貫通孔２２ｃを覆うように固定リンク部２２の外面に固定された支持部材３２と、支持部材３２に調整レバー３４を挟むように螺合された一対の調整ねじ３５，３６とを備えている。この場合、貫通孔２２ｃの内径は調整レバー３４の外径よりも広く形成されており、調整ねじ３５，３６を押し引きすることによって、貫通孔２２ｃの遊びの範囲内で調整レバー３４を固定リンク部２２の外周に沿った方向（図１０の紙面に沿った方向）に微動できるように構成されている。このように調整部２６Ａにおいて調整レバー３４の一端を固定リンク部２２の外周方向（円周方向）に所定量駆動することによって、調整レバー３４の他端、即ちリンク機構部２５Ａのリンク部材２７Ａもその外周方向にその所定量よりも少ない量だけ駆動され、これに追従して可動リンク部２３の保持部２３ａも同じ方向に同じ量だけ駆動される。この意味で、リンク部材２７Ａを変位機構の一部とみなすこともできる。
【００３１】
このように、調整部２６Ａによって、可動リンク部２３の保持部２３ａを微少量駆動することができる。図９の他のリンク機構部２５Ｂ，２５Ｃ及び調整部２６Ｂ，２６Ｃもそれぞれ図１０のリンク機構部２５Ａ及び調整部２６Ａと同じ構造であり、調整部２６Ｂ及び２６Ｃによって、それぞれ可動リンク部２３の保持部２３ｂ及び２３ｃを固定リンク部２２の外周方向（円周方向）に微少量駆動することができる。また、リンク機構部２５Ａ〜２５Ｃの作用によって、可動リンク部２３の３箇所の保持部２３ａ〜２３ｃはそれぞれ固定リンク部２２の中心と外周部とを通る直線に沿った方向に自由に変位できるように支持されている。即ち、可動リンク部２３は、固定リンク部２２に対して、３箇所（支持部２３ａ〜２３ｃ）でそれぞれ２自由度（円周方向、固定リンク部２２の高さ方向）ずつ拘束されており、可動リンク部２３は固定リンク部２２に対して実質的にキネマティック拘束状態にある。
【００３２】
図１１は、図９の固定リンク部２２に対する可動リンク部２３（レンズ２１を保持）の変位の自由度を示す概念図であり、図１２は、図１１中のリンク機構部２５Ａ及び調整部２６Ａを示す部分拡大図であり、図１２において、調整部２６Ａの調整レバー３４を動かすことによって、支点部２２ａ，２２ｂを基準としてリンク機構部２５Ａが変位して、可動リンク部２３の保持部２３ａは、固定リンク部２２の外周方向（円周方向）Ｄ１に能動的に移動する。また、リンク機構部２５Ａはヒンジ３０Ａ，３０Ｂ及び３１Ａ，３１Ｂを備えているため、保持部２３ａは方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２（固定リンク部２２の中心Ａと保持部２３ａとを結ぶ直線１１Ａ（図１１参照）に沿った半径方向）に拘束されることなく、即ち受動的に移動することができる。
【００３３】
図１１において、可動リンク部２３の他の保持部２３ｂ及び２３ｃは、それぞれ固定リンク部２２の中心Ａと保持部２３ｂ及び２３ｃとを結ぶ直線１１Ｂ，１１Ｃに沿った半径方向に受動的に移動できると共に、その半径方向に直交する円周方向に調整部２６Ｂ，２６Ｃによって能動的に移動する。直線１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、順次交差角１２０°（又は６０°）で交差している。
【００３４】
この場合、支点部２２ａとリンク部材２７Ａとの間隔（正確には図１２のヒンジ２９Ａとヒンジ３０Ａとの間隔）をａ、支点部２２ａから調整レバー３４の端部までの間隔（正確には図１０のヒンジ２９Ａと調整ねじ３５，３６との間隔）をｂとして、調整レバー３４の端部の円周方向への移動量をｓ１とすると、可動リンク部２３の保持部２３ａの移動量ｓ２は、次のようになる。図１１の状態では、ａ／ｂはほぼ１／３である。
【００３５】
ｓ２＝（ａ／ｂ）ｓ１    …（２）
また、保持部２３ｂ及び２３ｃが能動的に移動する方向に沿った２つの直線の交点をＢとすると、調整部２６Ａの調整レバー３４の移動によって、可動リンク部２３はその点Ｂを中心として回転運動する。本例でも、図１１において、点Ａ、点Ｂ、及び保持部２３ｂ（又は２３ｃ）を頂点とする３角形は、正三角形を２等分した直角三角形であるため、点Ａと点Ｂとを結ぶ線分の長さは、点Ａと保持部２３ｂ（又は２３ｃ）とを結ぶ線分（円周の半径）の２倍である。従って、保持部２３ａの移動量がｓ２であるときの可動リンク部２３の中心の移動量ｓ３は、方向が同じで２／３の量である。即ち、（２）式を用いて次の関係が成立している。
【００３６】
ｓ３＝（２／３）ｓ２
＝（２／３）（ａ／ｂ）ｓ１    …（３）
即ち、図４の実施の形態に比べて本例では、調整レバー３４の縮小比率（ａ／ｂ）だけ、調整レバー３４の移動量ｓ１（図４では能動ステージ８の移動量）に対する可動リンク部２３（図４では可動テーブル２）の中心の移動量ｓ３がより小さくなっている。このため、本例では可動リンク部２３及びレンズ２１をより小さい分解能で、より高精度に位置決めすることができる。
【００３７】
また、このように保持部２３ａを円周方向に駆動する際には、図１３に示すように他の２箇所の保持部２３ｂ，２３ｃはリンク機構部２５Ｂ，２５Ｃの作用によって直線１１Ｂ，１１Ｃに沿って移動する。
図１３は、図１１の状態から保持部２３ａを円周方向にｓ２だけ移動した状態を示す図、図１４は、図１２の状態から調整レバー３４を動かした状態を示す図であり、先ず図１４において、調整部２６Ａの調整レバー３４を位置Ｐ１に移動することによって、リンク機構部２５Ａが平行四辺形状に変位して、保持部２３ａは円周方向に沿って位置Ｐ２まで移動している。次に図１３において、保持部２３ａが位置Ｐ２に移動するのに伴って、その他の保持部２３ｂ及び２３ｃはそれぞれ直線１１Ｂに沿った位置Ｐ３、及び直線１１Ｃに沿った位置Ｐ４まで移動しており、可動リンク部２３は全体として位置Ｐ５にｓ３だけ移動している。
【００３８】
このように可動リンク部２３は固定リンク部２２に対してキネマティック拘束状態にあるため、調整部２６Ａを用いて可動リンク部２３を直線１１Ａに直交する方向に移動させても、可動リンク部２３に変形や応力が発生することがない。同様に、他の調整部２６Ｂ，２６Ｃを用いて可動リンク部２３をそれぞれ直線１１Ｂ，１１Ｃに直交する方向に移動させた場合にも、可動リンク部２３に変形や応力が発生することがない。このため、可動リンク部２３に保持されているレンズ２１にも変形・歪や応力が発生しない。また、調整部２６Ａ〜２６Ｃによって可動リンク部２３が駆動される方向は、互いに独立の関係にあり、３個の調整部２６Ａ〜２６Ｃによる駆動量を適当に組み合わせることにより、可動リンク部２３の直交する２方向の変位量、及び固定リンク部２２の上面に垂直な軸の回りの回転角を自在に決定することができる。
【００３９】
なお、本例でも、レンズ２１の回転角の微調整を行う必要が無い場合には、図９の３箇所のリンク機構部２５Ａ〜２５Ｃの内の２箇所に調整レバー３４による駆動機構を設けるようにして、残りの１箇所では駆動機構を省くようにしてもよい。これによって、駆動機構を簡素化することができる。
また、図９の３箇所の調整部２６Ａ〜２６Ｃの調整レバー３４の駆動量を計測するためのエンコーダ（例えば調整ねじ３５に連結されたロータリーエンコーダ）を設けるようにしてもよい。その他に、図９において、３箇所のすり割り部２４ａ〜２４ｃに、例えば静電容量式などの高分解能のギャップセンサを設置して、固定リンク部２２に対する可動リンク部２３の３自由度の変位を直接計測するようにしてもよい。この際に、本例では可動リンク部２３の変形が全く無いため、３箇所のギャップから可動リンク部２３（ひいてはレンズ２１）の位置及び回転角を高精度に計測することができ、この計測値に基いてレンズ２１の位置及び回転角を所望の状態に高精度に調整することができる。
【００４０】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態につき図１５〜図１８を参照して説明する。本例は、投影露光装置に装着される投影光学系の先端部のレンズ（光学要素）を保持するための高い剛性を有する保持機構に本発明を適用したものである。
図１５は、本例の保持機構を示す斜視図、図１６はその保持機構を示す分解斜視図であり、これら図１５、図１６において、平板のリング状の固定テーブル４１（第２部材）の上面外周部に等角度間隔（１２０°間隔）で３個の連結部４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃが設置され、連結部４５Ａ〜４５Ｃ上にボルト５４を介してリング状の可動テーブル４２（第１部材）が配置され、可動テーブル４２上にレンズ４４を保持するレンズ室４３が固定されている。固定テーブル４１はほぼ水平面に平行になるように、不図示の鏡筒の上端に支持される。本例の３つの連結部４５Ａ〜４５Ｃの内の２つの連結部４５Ａ，４５Ｂはそれぞれマイクロメータヘッドを有し可動テーブル４２を所定方向に移動できる能動型の連結部であるが、残る一つの連結部４５Ｃは受動型の連結部である（詳細後述）。
【００４１】
図１７（Ａ）は、図１６の第１の連結部４５Ａを示す平面図、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）の正面図（但し、固定テーブル４１及び可動テーブル４２は断面図で表されている）であり、図１７（Ａ），（Ｂ）において、連結部４５Ａは、ボルト４９を介して固定テーブル４１上に固定された第１のＶ溝ブロック４６と、このＶ溝ブロック４６を挟むようにそれぞれボルト４９を介して固定テーブル４１上に固定された一対のベース部材４７，４８と、Ｖ溝ブロック４６上に一次元方向（これを「方向Ｄ１」と呼ぶ）に沿って形成されたＶ溝部に回転自在に載置されたセラミックス製の高剛性の球体５０とを備えている。更に連結部４５Ａは、方向Ｄ１に沿って球体５０を挟むようにそれぞれベース部材４７及び４８に固定されたマイクロメータヘッド５１及び反力ロッド５２と、反力ロッド５２をマイクロメータヘッド５１側に付勢するためにベース部材４８に取り付けられた圧縮コイルばね５５及びストッパー５６（図１８（Ａ）参照）と、球体５０の上面に方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２に沿って摺動自在に設置された第２のＶ溝ブロック５３とを備え、このＶ溝ブロック５３がボルト５４を介して可動テーブル４２に固定されている。
【００４２】
また、図１８（Ａ）は、図１７（Ａ）のＣＣ線に沿う断面図、図１８（Ｂ）は、図１７（Ｂ）のＤＤ線に沿う断面図であり、図１８（Ａ）に示すように、連結部４５Ａの第２のＶ溝ブロック５３の球体５０との接触部には、方向Ｄ１に直交する方向（図１８（Ｂ）の方向Ｄ２）に沿ったＶ溝部が形成されており、図１８（Ｂ）に示すように、第２のＶ溝ブロック５３及び可動テーブル４２は、球体５０の上面を方向Ｄ２に拘束力の無い状態で自由に移動することができる。また、図１８（Ａ）において、圧縮コイルばね５５によって反力ロッド５２は、マイクロメータヘッド５１側に常時付勢されているため、マイクロメータヘッド５１のスピンドルを押し引きすることによって、球体５０を第１のＶ溝ブロック４６に沿って方向Ｄ１に能動的に移動させることができる。この場合、第２のＶ溝ブロック５３と球体５０とは方向Ｄ１には相対変位できないように配置されているため、球体５０が方向Ｄ１に移動するときには同時に、第２のＶ溝ブロック５３を介して可動テーブル４２も固定テーブル４１に対して方向Ｄ１に移動する。
【００４３】
本例においては、可動テーブル４２に連結されるＶ溝ブロック５３、球体５０、及び固定テーブル４１に連結されるＶ溝ブロック４６を一つの「支持機構」とみなし、球体５０を押し引きするためのマイクロメータヘッド５１、反力ロッド５２、圧縮コイルばね５２、ストッパー５６を一つの「変位機構」とみなすことができる。
【００４４】
図１７（Ａ），（Ｂ）に戻り、連結部４５Ａにおいては、マイクロメータヘッド５１で球体５０を押し引きすることによって、球体５０及びＶ溝ブロック５３を介して、固定テーブル４１に対して可動テーブル４２を方向Ｄ１に沿って能動的に移動することができる。更に、球体５０に対してＶ溝ブロック５３が方向Ｄ２に自由に移動できるため、固定テーブル４１に対して可動テーブル４２は、方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２に沿って拘束力の無い状態で受動的に移動できるように支持されている。その方向Ｄ１及び方向Ｄ２は、それぞれ図１６の固定テーブル４１の外周に沿った円周方向、及び固定テーブル４１の中心と連結部４５Ａとを結ぶ直線に沿った半径方向に対応している。
【００４５】
図１６に戻り、第２の連結部４５Ｂも第１の連結部４５Ａと同様に構成され、第２の連結部４５Ｂにおいても、マイクロメータヘッドによって固定テーブル４１に対して可動テーブル４２を円周方向に能動的に移動できると共に、固定テーブル４１に対して半径方向に可動テーブル４２が拘束力の無い状態で受動的に移動できるように構成されている。一方、第３の連結部４５Ｃは、図１７の連結部４５Ａからマイクロメータヘッド５１のヘッド部を取り除いた構成であり、第３の連結部４５Ｃにおいては、可動テーブル４２は固定テーブル４１に対して半径方向に拘束力の無い状態で受動的に移動できるが、可動テーブル４２は円周方向には固定されている。この結果、本例の保持機構においては、固定テーブル４１に対して連結部４５Ａ〜４５Ｃを介して可動テーブル４２及びレンズ室４３は、２箇所で円周方向に能動的に移動できると共に、３箇所で半径方向に受動的に移動できるため、可動テーブル４２及びレンズ室４３に対して変形及び応力を与えることなく、固定テーブル４１に対して可動テーブル４２及びレンズ室４３の直交する２方向の位置を高精度に調整することができる。
【００４６】
なお、本例においても、２箇所の連結部４５Ａ，４５Ｂのマイクロメータヘッド５１にロータリエンコーダを設置して、それぞれ可動テーブル４２の円周方向への移動量をモニタし、このモニタ結果より固定テーブル４１の中心に対する可動テーブル４２の中心の変位量を求めることが望ましい。その変位量を目標値に設定することによって、可動テーブル４２ひいてはレンズ室４３の位置を正確に目標値に設定することができる。
【００４７】
また、図１６において、第３の連結部４５Ｃにも円周方向に可動テーブル４２を能動的に移動できる機能を持たせてもよい。これによって、固定テーブル４１に対して可動テーブル４２の直交する２方向の位置のみならず、回転角をも調整することができる。
次に、図１５及び図１６の実施の形態の保持機構を適用した投影露光装置の一例につき図１９を参照して説明する。
【００４８】
図１９は、本例の投影露光装置の概略構成を示し、この図１９において、発振波長が１９３ｎｍで狭帯化されたＡｒＦエキシマレーザ光源６１（露光光源）からの露光ビームとしての紫外パルス光ＩＬは、ビームマッチングユニット（ＢＭＵ）６２、及び遮光性のパイプ６３を介して光アッテネータとしての可変減光器６６に入射する。ウエハ上のレジストに対する露光量を制御するための露光コントローラ８７が、ＡｒＦエキシマレーザ光源６１の発光の開始及び停止、並びに発振周波数及びパルスエネルギーで定まる出力を制御すると共に、可変減光器６６における減光率を段階的、又は連続的に調整する。なお、露光光源としては、Ｆ2 レーザ（波長１５７ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、又は半導体レーザの高調波発生装置等も使用することができる。
【００４９】
可変減光器６６を通った紫外パルス光ＩＬは、レンズ系６７Ａ，６７Ｂよりなるビーム整形光学系を経て、オプティカル・インテグレータとしてのフライアイレンズ７１に入射する。フライアイレンズ７１の射出面には照明系の開口絞り系７２が配置されている。開口絞り系７２には、通常照明用の円形の開口絞り、複数の偏心した小開口よりなる変形照明用の開口絞り、輪帯照明用の開口絞り等が切り換え自在に配置されている。フライアイレンズ７１から射出されて開口絞り系７２中の所定の開口絞りを通過した紫外パルス光ＩＬは、透過率が高く反射率が低いビームスプリッタ６８に入射する。ビームスプリッタ６８で反射された紫外パルス光は、光電検出器よりなるインテグレータセンサ６９に入射し、インテグレータセンサ６９の検出信号は露光コントローラ８７に供給され、露光コントローラ８７は、インテグレータセンサ６９の検出信号より間接的に投影光学系ＰＬに対する紫外パルス光ＩＬの入射光量、及びその積分値をモニタする。
【００５０】
ビームスプリッタ６８を透過した紫外パルス光ＩＬは、ミラー７３及び結像用レンズ系７４を経てレチクルブラインド機構７６内の固定照明視野絞り（固定ブラインド）７５Ａに入射する。固定ブラインド７５Ａは、例えば特開平４−１９６５１３号公報に開示されているように、投影光学系ＰＬの円形視野内の中央で走査露光方向と直交した方向に直線スリット状、又は矩形状（以下、まとめて「スリット状」と言う）に伸びるように配置された開口部を有する。更に、レチクルブラインド機構７６内には、固定ブラインド７５Ａとは別に走査露光の開始時及び終了時に不要な露光を防止するために照明領域の走査方向の幅を可変とする可動ブラインド７５Ｂが設けられ、この可動ブライント７５Ｂによってレチクルステージの走査移動ストロークの低減、レチクルＲの遮光帯の幅の低減を図っている。
【００５１】
レチクルブラインド機構７６の固定ブラインド７５Ａでスリット状に整形された紫外パルス光ＩＬは、副コンデンサレンズ系７７、反射ミラー７８、及び主コンデンサレンズ系７９を介して、レチクルＲの回路パターン領域上で固定ブラインド７５Ａのスリット状の開口部と相似な照明領域を一様な強度分布で照射する。即ち、固定ブラインド７５Ａの開口部、又は可動ブラインド７５Ｂの開口部の配置面は、副コンデンサレンズ系７７と主コンデンサレンズ系７９との合成系によってレチクルＲのパターン面とほぼ共役となっている。
【００５２】
紫外パルス光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域内の回路パターンの像が両側テレセントリックな投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率β（βは例えば１／４，１／５等）で、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上のレジスト層のスリット状の露光領域に転写される。レチクルＲ及びウエハＷはそれぞれ第１物体及び第２物体とも呼ぶことができる。本例の投影光学系ＰＬは、ジオプトリック系（屈折系）であるが、その他に例えば国際公開(WO) 00/39623 号に開示されているように、１本の光軸に沿って複数の屈折レンズと、それぞれ光軸の近傍に開口を有する２つの凹面鏡とを配置して構成される直筒型のカタジオプトリック系（反射屈折系）なども使用できることは言うまでもない。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向（ここでは図１９の紙面に平行な方向）にＸ軸を取り、走査方向に直交する非走査方向（ここでは図１９の紙面に垂直な方向）にＹ軸を取って説明する。
【００５３】
本例の投影光学系ＰＬのレチクル側の先端部のレンズを保持するために図１５及び図１６の実施の形態の保持機構が使用されている。即ち、投影光学系ＰＬの鏡筒８８の先端部に連結部４５Ａ〜４５Ｃを介して可動テーブル４２が支持され、可動テーブル４２上にレンズが収納されたレンズ室４３が保持されている。即ち、本例の鏡筒８８は、図１６の固定テーブル４１を兼用しており、２箇所の連結部４５Ａ，４５Ｂにおいて、それぞれ鏡筒８８に対して可動テーブル４２の円周方向（外周方向）の位置を能動的に調整することによって、鏡筒８８に対する可動テーブル４２及びレンズ室４３のＸ方向、Ｙ方向の位置を微調整することができる。即ち、レンズ室４３内のレンズの偏心状態の調整を行うことができる。本例の連結部４５Ａ〜４５Ｃでは可動テーブル４２がそれぞれ光軸ＡＸを中心とする半径方向に受動的に移動できるため、そのように可動テーブル４２（レンズ室４３）の位置を調整する際に、可動テーブル４２及びレンズ室４３に変形や応力が生ずることがない。従って、レンズ室４３内のレンズの位置を目標位置に高精度に調整することができる。この調整は、一例として本例の投影光学系ＰＬの組立調整時、及びメンテナンス時に行われる。
【００５４】
次に、レチクルＲは、レチクルステージ８０上に吸着保持され、レチクルステージ８０は、レチクルベース８１上にＸ方向に等速移動できると共に、Ｘ方向、Ｙ方向、回転方向に微動できるように載置されている。レチクルステージ８０（レチクルＲ）の２次元的な位置、及び回転角は駆動制御ユニット８２内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されている。この計測結果、及び装置全体の動作を統轄制御するコンピュータよりなる主制御系８３からの制御情報に基づいて、駆動制御ユニット８２内の駆動モータ（リニアモータやボイスコイルモータ等）は、レチクルステージ８０の走査速度、及び位置の制御を行う。
【００５５】
一方、ウエハＷは、ウエハホルダＷＨを介してＺチルトステージ８４Ｚ上に吸着保持され、Ｚチルトステージ８４Ｚは、投影光学系ＰＬの像面と平行なＸＹ平面に沿って２次元移動するＸＹステージ８４ＸＹ上に固定され、Ｚチルトステージ８４Ｚ及びＸＹステージ８４ＸＹよりウエハステージ８４が構成されている。Ｚチルトステージ８４Ｚは、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）、及び傾斜角を制御してウエハＷの表面をオートフォーカス方式、及びオートレベリング方式で投影光学系ＰＬの像面に合わせ込み、ＸＹステージ８４ＸＹはウエハＷのＸ方向への等速走査、及びＸ方向、Ｙ方向へのステッピングを行う。Ｚチルトステージ８４Ｚ（ウエハＷ）の２次元的な位置、及び回転角は駆動制御ユニット８５内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されている。この計測結果及び主制御系８３からの制御情報に基づいて、駆動制御ユニット８５内の駆動モータ（リニアモータ等）は、ＸＹステージ８４ＸＹの走査速度及び位置の制御を行う。
【００５６】
そして、走査露光時には、レチクルステージ８０を介して紫外パルス光ＩＬの照明領域に対してレチクルＲが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度Ｖｒで走査されるのに同期して、ＸＹステージ８４ＸＹを介してレチクルＲのパターン像の露光領域に対してウエハＷが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度β・Ｖｒ（βはレチクルＲからウエハＷへの投影倍率）で走査される。レチクルＲとウエハＷとの走査方向が逆であるのは、本例の投影光学系ＰＬが反転投影を行うからである。
【００５７】
また、本例のＺチルトステージ８４Ｚ上のウエハホルダＷＨの近傍には光電検出器よりなる照射量モニタ８６が設置され、照射量モニタ８６の検出信号も露光コントローラ８７に供給されている。照射量モニタ８６は、投影光学系ＰＬによる露光領域の全体を覆う大きさの受光面を備え、ＸＹステージ８４ＸＹを駆動してその受光面を投影光学系ＰＬの露光領域を覆う位置に設定することで、投影光学系ＰＬを通過した紫外パルス光ＩＬの光量を計測できる。本例では、インテグレータセンサ６９及び照射量モニタ８６の検出信号を用いて投影光学系ＰＬの透過率を計測する。
【００５８】
また、本例ではＡｒＦエキシマレーザ光源６１を用いているため、パイプ６３内から可変減光器６６、レンズ系６７Ａ，６７Ｂ、更にはフライアイレンズ７１〜主コンデンサレンズ系７９までの各照明光路を外気から遮断するサブチャンバ６４が設けられ、そのサブチャンバ６４内の全体には配管（不図示）を通して酸素含有率を極めて低く抑えた乾燥窒素ガス（Ｎ2)又はヘリウムガスのような露光ビームを透過する気体（以下、「パージガス」と言う）が供給される。同様に、投影光学系ＰＬの鏡筒内部の空間（複数のレンズ素子間の空間）、並びにレチクルＲを囲む空間（レチクル室）、及びウエハＷを囲む空間（ウエハ室）にもパージガスが供給される。これによって、ＡｒＦエキシマレーザ光のようにほぼ真空紫外光を露光ビームとして使用する場合にも、ウエハＷ上で高い照度が得られる。
【００５９】
また、上記の実施の形態は、本発明を屈折部材としてのレンズを支持する場合に適用したものであるが、本発明は、凹面鏡や光路折り曲げ用のミラー等の反射部材を支持する場合にも適用できることは言うまでもない。このため、本発明を露光装置の光学部材を支持する機構に適用する場合、露光光（露光ビーム）は上記の紫外光に限られるものではなく、例えばレーザプラズマ光源又はＳＯＲ（Synchrotron Orbital Radiation)リングから発生する軟Ｘ線領域（波長５〜５０ｎｍ）のＥＵＶ光を用いてもよい。ＥＵＶ露光装置では、照明光学系及び投影光学系はそれぞれ複数の反射光学素子のみから構成され、支持対象物も反射光学素子となる。
【００６０】
そして、図１９のウエハＷより半導体デバイスが製造できる。その半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいたレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを制作するステップ、前述した実施の形態の投影露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光するステップ、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、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。
【００６１】
なお、露光装置の用途としては半導体素子製造用の露光装置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）、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等、若しくは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、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【００６２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、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。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、可動部が固定部に対して実質的にキネマティック拘束状態にあるため、投影露光装置の照明光学系や投影光学系を構成する特定のレンズエレメントなどの光学要素の位置を高精度に、且つ光学要素の変形や歪などの副作用を伴うことなく調整できる利点がある。
【００６４】
また、本発明の投影光学系、及び露光装置によれば、投影光学系中の光学要素の位置を高精度に微調整できるため、より微細なパターンをより正確に投影露光でき、集積度の高い各種デバイスを高精度に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態の光学要素の保持機構を示す斜視図である。
【図２】  図１の保持機構を示す分解斜視図である。
【図３】  図２中の連結部３Ａを示す斜視図である。
【図４】  図１における固定テーブル１上の連結部３Ａ〜３Ｃとその上の可動テーブル２との関係を示す平面図である。
【図５】  本発明の第２の実施の形態のレンズ室を示す斜視図である。
【図６】  図５のレンズ室を示す平面図である。
【図７】  図６のレンズ室を示す正面図である。
【図８】  図６のＡＡ線に沿う断面図である。
【図９】  図６のレンズ室の一部を図７のＢＢ線に沿って切り欠いて示す平面図である。
【図１０】  図９のリンク機構部２５Ａ及び調整部２６Ａを示す部分拡大図である。
【図１１】  図９の固定リンク部２２に対する可動リンク部２３（レンズ２１を保持）の変位の自由度を示す概念図である。
【図１２】  図１１中のリンク機構部２５Ａ及び調整部２６Ａを示す部分拡大図である。
【図１３】  図１１の状態から保持部２３ａを円周方向に移動した状態を示す図である。
【図１４】  図１２の状態から調整レバー３４を動かした状態を示す図である。
【図１５】  本発明の第３の実施の形態の保持機構を示す斜視図である。
【図１６】  図１５の保持機構を示す分解斜視図である。
【図１７】  （Ａ）は図１６の連結部４５Ａを示す平面図、（Ｂ）は図１７（Ａ）の連結部４５Ａを示す正面図である。
【図１８】  （Ａ）は図１７（Ａ）のＣＣ線に沿う断面図、（Ｂ）は図１７（Ｂ）のＤＤ線に沿う断面図である。
【図１９】  本発明の実施の形態の保持機構を備えた投影露光装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１…固定テーブル、２…可動テーブル、３Ａ〜３Ｃ…連結部、４Ａ〜４Ｃ…ピボット、５Ａ〜５Ｃ…先端部、６…固定ステージ、７…調整ねじ、８…能動ステージ、９…受動ステージ、１０…連結ピボット、２１…レンズ、２２…固定リンク部、２３…可動リンク部、２４…レンズ室、２５Ａ〜２５Ｃ…リンク機構部、２６Ａ〜２６Ｃ…調整部、３４…調整レバー、４１…固定テーブル、４２…可動テーブル、４３…レンズ室、４５Ａ〜４５Ｃ…連結部、４６，５３…Ｖ溝ブロック、５０…球体
【図１】
0004134566.tif 000002
【図２】
0004134566.tif 000003
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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