(57)【要約】【課題】  光学素子を径方向に変形可能な弾性部を介して保持部材で支持する従来の光学素子保持部材では、径方向の剛性を大きく低下させることになり、光学素子の位置を安定に保つことができない。そのため、保持部材の体積変化の影響は低減できても、光学性能は劣化してしまう。【解決手段】  光学素子保持部材をリング状部材で構成し、このリング状部材の中心軸を中心とする同心円の任意の周において連続しないように、リング状部材に切り欠き、又は、切り欠き及びスリットを設ける。【選択図】  図１
2009271187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を、該光学素子の光軸と中心軸が一致するように保持するリング状部材からなる光学素子保持部材であって、前記リング状部材が前記中心軸を中心とする同心円の任意の周において連続しないように、前記リング状部材に形成された切り欠き、又は、切り欠き及びスリットから構成され、前記リング状部材の周方向の剛性を低下させる低剛性部を設けることを特徴とする光学素子保持部材。
【請求項２】
前記低剛性部は、前記リング状部材の径方向の内側と外側から設ける切り欠きを、該切り欠きの径方向の長さの和が、リング状部材の径方向の厚み寸法以上とすることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持部材。
【請求項３】
前記低剛性部は、前記リング状部材の中心軸に平行な方向の一方の側と逆方向の側から設ける切り欠きを、該切り欠きの中心軸に平行な方向の長さの和が、リング状部材の中心軸方向の厚み寸法以上とすることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持部材。
【請求項４】
前記低剛性部は周方向にＮ箇所（Ｎ≧２）設けられ、中心軸に対してＮ回回転対称となることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子保持部材。
【請求項５】
前記光学素子保持部材の内周に沿って３箇所以上の位置に、等間隔で配置された光学素子支持部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学素子保持部材。
【請求項６】
前記低剛性部は前記光学素子支持部を中心として周方向で対称に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の光学素子保持部材。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学素子保持部材の内側に、該光学素子保持部材の中心軸と光軸が一致するように光学素子を収容した光学素子保持体を、前記光学素子保持部材の周方向の変位を制限しないように保持する外側保持部材に取付けたことを特徴とする光学素子保持装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光学素子保持装置を複数有し、各光学素子の光軸が同軸であることを特徴とする光学機器。
【請求項９】
光源から発せられた光をレチクルに照射する照射光学系と、前記レチクルを介した光を基板に投影する投影光学系とを有し、前記照射光学系と前記投影光学系の少なくともいずれかに請求項７に記載の光学素子保持装置を備え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、光学素子を保持する部材の体積変化に伴う光学性能の劣化を低減するための光学素子保持部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、レンズやミラーなどの光学素子を用いて光を利用する光学機器は、民生用から産業用に至るまで広い分野で利用されている。光学機器において求められる光学素子の精度や安定性は、用途や使用環境により様々であるが、レンズやミラーを用いて像を作る場合には、使用に適した像が得られるように光学性能を維持することが必要である。特に、紫外線領域の波長の光を用いて、レチクル上のパターンを基板に縮小投影する露光装置では、高精度な光学性能の安定性が求められている。
【０００３】
光学機器に用いられている光学素子の保持方法として、光学素子をリング状の保持部材に嵌合し、弾性部材や保持環により保持部材に押し付けたり、接着剤によって保持部材に接着したりして、固定する方法がある。複数の光学素子を重ね合わせて、光学鏡筒として使用する場合、保持部材がリング状であれば、光学素子の光軸と保持部材の中心軸をあわせて固定した後に鏡筒として組み立てることで、光軸合わせが容易になる。
【０００４】
光学素子の保持部材は、一般的に光学素子とは異なる材料で製造されるため、製造時、輸送時、設置時、そして使用時において、環境変化等による温度変化が生じた場合には、異なる体積変化を生じる。光学素子と保持部材が前述したような方法で固定されていれば、光学素子と保持部材の間に働く力によって光学素子の変形や位置ズレが生じる。
【０００５】
光学素子の光学特性が光軸回りに対称な場合は、６自由度のうち、光軸と光軸に直交する２軸方向との並進３自由度と、光軸に直交する２軸回りの変位が生じた場合に、光学性能は大きな影響を受ける。
【０００６】
図１０に光学素子保持部材の一例を示す。光学素子１をリング状の保持部材８に３箇所等配置で設けられ、鉛直方向の逆方向に突出させた光学素子支持部８ａで支持し、光学素子１はリング状の保持部材８との間隙に充填された接着剤３により固定される。
【０００７】
図１０で示す構成において、リング状の保持部材８の体積が膨張する場合、保持部材８の内径は増加するので、光学素子支持部８ａにおいて光学素子１を径方向へ引張る力や、接着剤３を通して光学素子１を引張る力が光学素子１を変形させる。また、光学素子１を径方向に引張る力のつり合いが崩れれば、光学素子１の位置がずれる。光学素子の変形や位置ズレが生じれば光学性能は劣化する。
【０００８】
そこで、光学素子と保持部材の材料構成において、光学素子が石英のような低熱膨張の材料で製造される場合、温度変化による体積変化の対策を保持部材に対して行えば光学性能の劣化を低減する効果が期待できる。従来の光学素子と保持部材の体積変化の差による光学素子の変形を低減する方法には、光学素子と保持部材の間に、あるいは、保持部材そのものに、径方向に変形可能な弾性部を設けるものがある（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。これらは、弾性部で光学素子の周縁部を支持し、体積変化の差により発生する径方向の力を弾性部が保持部材の径方向に変形することにより吸収している。
【特許文献１】特開平０７−１９１２４７号公報
【特許文献２】特開平０８−０６８８９９号公報
【特許文献３】特開平１０−１８６１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１、２、３のように、弾性部が保持部材の径方向に変形することにより光学素子への負荷を低減する方法では、径方向の剛性を大きく低下させることになる。径方向の剛性を低下させると、光軸と直交する方向における光学素子の位置を安定に保つことができない。そのため、保持部材の体積変化の影響は低減できても、光学性能は劣化してしまう。
【００１０】
そこで本発明は、径方向の剛性を大きく低下させることなく、保持部材の体積変化に伴う光学性能の劣化を低減する光学素子の保持部材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】
上記の目的を達成するために、本発明は、光学素子を、該光学素子の光軸と中心軸が一致するように保持するリング状部材からなる光学素子保持部材であって、前記リング状部材が前記中心軸を中心とする同心円の任意の周において連続しないように、前記リング状部材に形成された切り欠き、又は、切り欠き及びスリットから構成され、前記リング状部材の周方向の剛性を低下させる低剛性部を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明において、光学素子保持部材に体積変化が生じる場合、光学素子保持部材の周の長さの変化は、低剛性部で吸収されるので、光学素子保持部材の径変化は低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を、添付の図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明の光学素子保持部材及び光学素子保持体の概略を説明する図である。図１において、１はレンズやミラー等の光学素子であり、２は光学素子を保持する光学素子保持部材（以下、保持部材と呼ぶ）である。２０はリング状部材であって、本発明の保持部材２は実質的にリング状部材２０からなる。光学素子１は保持部材２の内側に嵌合され、光学素子１と保持部材２は接着剤３によって固定され、光学素子保持体を構成する。固定の方法は接着剤に限られたものではない。
【００１５】
光学素子１は、本発明の光学素子保持部材を構成するものではないが、光学素子保持部材の用途として、光軸に対して光学特性が回転対称である光学素子を保持することが好ましい。本発明は、光学素子の６自由度のうち、光学特性が光軸回りに対称な場合には、光軸回りの変位が光学性能に大きな影響を与えないことに着目してなされたものである。
【００１６】
リング状部材２０は、内径と外径を有し、中心軸方向に厚みをもつ部材であって、例えばＣ字型部材のように、周方向に閉じていないものは含まれない。光学素子保持体を（ｘ，ｙ，ｚ）直交座標系および（ｒ，θ，ｚ）円筒座標系に置いたときのｘ−ｙ平面図が（ａ）であり、ｙ−ｚ断面図が（ｂ）である。図１の（ａ）および（ｂ）のように、リング状部材２０の中心軸はｚ軸に相当し、光学素子１の光軸は中心軸に略一致するように嵌合される。リング状部材２０は内径をＲ１、外径をＲ２としてＲ１≦ｒ≦Ｒ２上に存在し、ｒ方向にＲ２−Ｒ１＝Ｒの径方向厚み寸法を持っている。また、図１の（ｂ）のように、Ｚ１≦ｚ≦Ｚ２上に存在し、ｚ方向にＺ２−Ｚ１＝Ｚの中心軸方向厚み寸法を持っている。図１の（ｂ）ではｙ−ｚ断面が長方形である円筒部材であるが、断面は多角形であってもよいし、円形或いは楕円形のようなＯリングであってもよい。
リング状部材には本発明の要旨を逸脱しない範囲において、凹凸を設けてもよい。
【００１７】
本発明は、このようなリング状部材２０に低剛性部４が設けられていることを特徴としている。低剛性部４は、リング状部材２０の周方向（θ方向）の剛性を低下させる。ここでいう「低下させる」とは、同じ材料からなり、同じ径方向・中心軸方向の寸法を持つ、低剛性部が設けられていないリング状の部材よりも周方向の剛性が低くなる、という意味である。低剛性部４の形状は限定されないが、リング状の部材に切り欠きを設けることによって形成することができる。切り欠きに加え、スリットを設けることによっても形成することができる。金型から成型することもできるが、リング状の部材を加工して、切り欠きやスリットを形成することが加工精度の観点から好ましい。
【００１８】
さらに、低剛性部４は、リング状部材２０が、中心軸（ｚ軸）を中心とする同心円（Ｒ１≦ｒ≦Ｒ２、Ｚ１≦ｚ≦Ｚ２）の任意の周（０≦θ＜２π）において、連続しないように設けられている。（以下、簡単に「任意の周で連続しない」という。）「同心円」という条件は、保持部材がリング状であることに起因する。なお、ここでいう、「任意の周」とは、あらゆる周という意味であって、ある１つの周においてのみ、リング状部材が連続していないことを意味するのではない。この観点から、低剛性部は、それ単独で、任意の周においてリング状部材が連続しない構成となるものを１つの低剛性部とする。低剛性部４の数は、好ましくは２箇所以上、より好ましくは３箇所以上であればよい。低剛性部４の周における位置は特に限定されないが、中心軸に回転対称性を有することが好ましい。
【００１９】
以上のような構成をもつ保持部材において、本発明の効果を奏する作用を説明する。
【００２０】
通常、リング状の部材の内径をｒ＝Ｒ１、線膨張係数をα（＞０）とした時、温度変化Ｔ（＞０）によって部材の体積変化が生じる場合には、体積変化後の内周は２πＲ１（１＋αＴ）となり、内径はＲ１（１＋αＴ）となる。一方、図１に示した保持部材２では、周方向の剛性を低下させる低剛性部が設けられているため、体積変化によって生じる内周の増加は、前記低剛性部４の周方向の変形によって吸収される。
【００２１】
このため、体積変化後の内周は２πＲ１（１＋αＴ）より小さくなり、内径はＲ１（１＋αＴ）より小さくなる。ここでは内周及び内径について説明したが、半径がＲ１＜ｒ≦Ｒ２の任意の同心円においても同様に説明することができる。膨張について説明したが、収縮（Ｔ＜０）の場合でも同様に説明できるし、熱膨張係数が負の材料（α＜０）においても、説明することができる。
【００２２】
一般的に、リング状部材に切り欠きやスリット等を設けることによって、リング状部材全体として見た周方向の剛性は低くなる。しかし、部材が連続する周がある場合、この周においては剛性は低下しないことになる。そのため、リング状部材全体として見た周方向の剛性を、有意な効果を持つほど低くすることはできない。あるいは、有意な効果を持つほど低くするためには、径方向の剛性も大きく低下させなければならなくなる。本発明は、周変化を周方向の変形によって吸収する上で、任意の周において、リング状部材が連続しないという条件を見出したことによってなされたものである。
【００２３】
この作用によって、保持部材２が体積変化する場合、径変化を小さくすることができる。そのため、光学素子保持体においては、光学素子へ加えられる力が低減され、光学素子の変形や光軸と直交する面内における光学素子の位置ズレが小さくなることにより、光学性能の劣化を低減することが可能となる。
【００２４】
保持部材２の体積変化にともなう径方向の変化量は、線膨張係数のみでは表すことはできず、リング状部材の材料、形状、低剛性部４の形状、位置、数が影響する。光学素子と保持部材２との支持位置・支持方法や、保持部材２と該保持部材２の外側を保持する外側保持部材との保持位置・保持方法も影響する。特に、低剛性部４の形状に関しては、低剛性部４の変形部の径方向の厚みと周方向の厚みが保持部材２の剛性に大きな影響を与える。
【００２５】
したがって、前記の各条件を調整することにより光学素子保持部材の径変化を制御することが可能である。そうすれば、光学性能への影響が大きい方向の剛性を一定以上に保ちつつ、光学性能の劣化を低減することができる。
【００２６】
（第１の実施形態）
図２に本発明の第１の実施形態の光学素子保持部材を示す。
【００２７】
図２の（ａ）が示すように、本実施形態は、周方向の４箇所の位置に等間隔で、つまり９０°ピッチで低剛性部４１を設けたものである。光軸と中心軸が一致するように光学素子を保持する場合には、リング状部材２１の低剛性部４１は、周方向に等間隔で配置されていることが好ましい。言い換えれば、Ｎ箇所（Ｎ≧２、ここではＮ＝４）の低剛性部４１が、中心軸回りにＮ回回転対称（ここではＮ＝４）となっている。等間隔であれば、リング状部材２１の周方向の変位が光学素子に与える影響を分散し、光軸回りの歪みを低減することができる。
【００２８】
図２の（ｂ）は（ａ）のそれぞれの低剛性部４１の拡大図であり、リング状部材２１には、内側（ｒ＝Ｒ１）から、中心軸と平行な方向（ｚ方向）にＺ１≦ｚ≦Ｚ２に渡る切り欠き４１ａが外側に向かってＲ３の長さで設けられている。さらに、外側（ｒ＝Ｒ２）から中心軸と平行な方向にＺ１≦ｚ≦Ｚ２に渡る切り欠き４１ｂが内側に向かってＲ４の長さで設けられている。
【００２９】
ここで、Ｒ３＋Ｒ４≧Ｒ２−Ｒ１＝Ｒの関係がある。つまり、内側と外側から設けられた切り欠きの径方向の長さの和が、リング状部材２１の径方向の厚み寸法以上となっている。本実施形態では、切り欠きは周に直交するように設けられているが、周に対して斜めに切り欠きを設けてもよい。
【００３０】
このように切り欠きを設けることによって、リング状部材２１は周方向の剛性が低くなる。そして、任意の周においてリング状部材２１は連続していないため、切り欠き４１ａ、４１ｂの間に設けられたリング状部材２１の一部である変形部４１ｃは、体積変化によりリング内で生じる周方向の力によって、周方向に容易に変形することができる。周方向に容易に変形することができれば、内周の増加は周方向で吸収されるため、径変化を低減することができる。径変化を低減する効果は、径方向の変形ではなく周方向の変形により得られるので、低剛性部４１の径方向の剛性を意図的に低下させる必要はない。よって、径方向の剛性は一定以上に高くなるように、切り欠き４１ａ、４１ｂを調整することができる。周方向の剛性と径方向の剛性は、切り欠きの周方向幅、切り欠きの径方向長さ、切り欠きの間隔等によって、適用形態に応じて最適になるように設計すればよい。また、切り欠きを内側と外側から設ければ、中心軸方向の厚みを小さくせずに済むので、中心軸方向の剛性を一定以上に強く保つことができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、低剛性部４１は内側と外側から設けた切り欠き４１ａ、４１ｂによって構成されているが、これに限定されるものではなく、切り欠きの形状や構成は様々な形状が考えられる。図３の（ａ）のように、低剛性部４１の代わりに（ｂ）に示すような、低剛性部４２を、中心軸と平行な方向の下側（ｚ＝Ｚ１）から、径方向にＲ１≦ｒ≦Ｒ２に渡る切り欠き４２ａを中心軸と平行な方向の上側に向かってＺ３の長さで設ける。さらに、中心軸と平行な方向の上側（ｚ＝Ｚ２）から、径方向にＲ１≦ｒ≦Ｒ２に渡る切り欠き４２ｂを中心軸と平行な方向の下側に向かってＺ４の長さで設ける。ここで、上側、下側というのは図面上の便宜的な表現であって、リング状部材２２においてはどちらの面が上側であっても構わない。
【００３２】
ここで、Ｚ３＋Ｚ４≧Ｚ２−Ｚ１＝Ｚの関係がある。つまり、上側と下側から設けられた切り欠きの中心軸方向の長さの和が、保持部材の中心軸方向の厚み寸法以上となっている。この場合においても、切り欠きは中心軸に対して斜めに設けられていてもよい。
【００３３】
このように切り欠きを設けることによって、リング状部材２２は周方向の剛性が低くなる。そして、任意の周においてリング状部材２２は連続しないため、切り欠き間に設けられたリング状部材２２の一部である変形部４２ｃは、体積変化によりリング内で生じる周方向の力によって、周方向に容易に変形することができる。周方向に容易に変形することができれば、周の増加は周方向で吸収されるため、径変化を低減することができる。径変化を低減する効果は、径方向の変形ではなく周方向の変形により得られるので、低剛性部４２の径方向の剛性を意図的に低下させる必要はない。この実施形態の場合、切り欠きを下側と上側から設けているため、低剛性部の径方向厚みを小さくせずに済むので、径方向の剛性は一定以上に強く保つことができる。中心軸方向の剛性は切り欠き４２ａ、４２ｂを調整することによって、一定以上に高くなるようにすればよい。
【００３４】
（第３の実施形態）
切り欠きの径方向（或いは中心軸方向）の長さの和が、リング状部材の径方向（或いは中心軸方向）の厚み寸法未満である場合において、スリットをさらに設けることによってリング状部材が連続しないようにすることもできる。ここでいうスリットとは、中心軸と平行な方向から設ける場合には径方向においてＲ１＜ｒ＜Ｒ２に渡って形成され、中心軸方向に部材を貫通するような形状を指す。径方向から設ける場合には、中心軸方向において０＜ｚ＜Ｚ１に渡って形成され、径方向に部材を貫通するような形状を指す。
【００３５】
この場合、切り欠きの径方向（或いは中心軸方向）の長さと、スリットの径方向（或いは中心軸方向）の長さの和が、リング状部材の径方向（或いは中心軸方向）の厚み寸法以上となるようにすれば、リング状部材は任意の周で連続しないことになる。
【００３６】
図４はスリットを設けた低剛性部の例である。ここでは、下側から設けた切り欠き４２ｄと上側から設けた切り欠き４２ｅとの中心軸方向の長さの和はＺ５＋Ｚ６＜Ｚである。中心軸方向にＺ７の長さで、径方向に貫通するスリット４２ｆをさらに設けることによって、Ｚ５＋Ｚ６＋Ｚ７≧Ｚとすることができる。これらの切り欠き及びスリットによって、変形部４２ｇは体積変化に伴って変形し、径変化を低減することができる。
【００３７】
スリットを設ければ、低剛性部を図４のように中心軸方向で対称にすることができたり、図４の切り欠きの周方向両側にスリットを設けることによって周方向で対称にすることができたりするので、設計の自由度を上げることができる。設計の自由度が上がれば、径変化をより適切に制御することが可能になる。当然、様々な方向から設けられた切り欠きやスリットを組み合わせて低剛性部を形成してもよい。
【００３８】
このように、切り欠きやスリットを用いて、任意の周においてリング状部材が連続しないように、低剛性部を設けることによって、径変化を低減することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
本発明において、保持部材で光学素子を支持する支持構造は、特に限定されるものではない。光学素子の周縁部の略全周を支持する方法でもよい。光学素子の周縁部を、径方向の内側に突出させ内周に沿って等間隔に設けられた光学素子支持部で支持する方法でもよい。しかし、光学素子１の光軸が鉛直方向に一致するように使用する場合には、保持部材で光学素子に加わる重力を支持することが有効である。支持部の数は３点以上であればよいが、３点で支持すれば、光学素子の光軸に直交する２軸回りの変位を防ぐことができるとともに、各支持部に加わる力を均等にすることができる。
【００４０】
図５は本発明の第４の実施形態である。リング状部材２３には、内周に沿って３箇所等分、つまり１２０°ピッチで配置された光学素子支持部２ａがある。光学素子支持部２ａは鉛直方向の逆側に突出させており、ここで光学素子に加わる重力を支持する。
【００４１】
そして、本実施形態の低剛性部４３は周方向に等間隔に、かつ、周方向に同形状で３箇所配置されていることを特徴としている。図５では低剛性部４３は内側と外側から設けられた切り欠きによって形成されているが、これに限定されない。
【００４２】
周方向に同形状であるとは、低剛性部４３を中心軸周りに回転移動した場合に、別の低剛性部４３の形状と一致するという意味である。３箇所の低剛性部が、中心軸回りに３回回転対称となっているともいえる。具体的には、保持部材２全体で見た場合に、内側からの切り欠きと外側からの切り欠きが周方向に交互に配置されているようになっており、各切り欠きの寸法が一致している。
【００４３】
低剛性部の数は３箇所以上が好ましいが、光学素子支持部の数の倍数であることがより好ましい。低剛性部４３は、光学素子支持部２ａの周方向の間に設けられているべきである。さらには、低剛性部４３と光学素子支持部２ａの位置関係が、周方向に略等間隔であることが好ましい。
【００４４】
このような場合は、切り欠き間に設けられた変形部は、それぞれが周方向の同じ方向に同じ長さ変形する。そうすれば、各低剛性部の間に設けられた各光学素子支持部２ａも、周方向の同じ方向に同じ長さ変位する。保持される光学素子が光軸に対して回転対称である場合には、光学素子が光軸回りに回転しても光学性能への影響は小さい。また、光学素子の光軸回りの歪みも小さい。
【００４５】
（第５の実施形態）
図６では、リング状部材２４に、３箇所等分に配置された光学素子支持部２ａと、周方向に６箇所、低剛性部４４１および４４２が設けられている。低剛性部は６箇所であるが、周方向に３回回転対称となるように設けられている。各低剛性部は、各低剛性部に隣接する光学素子支持部２ａの中心と、中心軸とを直交して結ぶ対称軸２ｂに対して線対称になるように設けられることを特徴としている。言い換えれば、低剛性部は光学素子支持部を中心として周方向で対称に配置されている。
【００４６】
図６では、光学素子支持部２ａに隣接する一方の低剛性部４４１は、内側から設けた切り欠きと、外側から設けた切り欠きが周方向の一方の方向にこの順で設けられている。他方の低剛性部４４２も、内側から設けた切り欠きと、外側から設けた切り欠きが周方向の逆方向にこの順で設けられている。そして、両方の低剛性部４４１、４４２は光学素子支持部２ａから等距離となる位置に設けられている。
【００４７】
この場合、低剛性部４４１、４４２の変形部の周方向の変形は、光学素子支持部２ａに対して互いに逆方向に同じ長さなるので、実質的に光学素子支持部２ａの周方向の変位は生じない。よって、低剛性部によって径変化が低減できるとともに、光学素子は光軸回りに実質的に変位しないので、光軸回りの光学性能への影響も、より小さくすることができる。
【００４８】
周方向に対称な低剛性部によって、各低剛性部は、各低剛性部に隣接する光学素子支持部２ａの対称軸２ｂに対して線対称になるようにしてもよい。例えば、内側から設けた切り欠きの周方向の両側に外側から設けた切り欠きを設けることによって、低剛性部は周方向で対称になる。このような低剛性部を周方向に等間隔に配置すれば、Ｎ箇所に設けた低剛性部はＮ回回転対称になるので、切り欠きの数を減らすことができる。また、スリットを併用すれば、低剛性部の対称を容易に実現できる。
【００４９】
（第６の実施形態）
保持部材に光学素子を取付けた光学素子保持体を説明する。光学素子１の光軸は、保持部材２の中心軸と略一致するように嵌合される。図７では、保持部材２は第５の実施形態のリング状部材２４を用いて説明している。光学素子と保持部材との固定方法は、接着剤を用いて接着してもよいし、弾性体を用いて押し付けてもよい。またこれらを組み合わせてもよい。
【００５０】
図７は光学素子保持体において接着剤３に複数の切れ目３ａを設けた場合の平面図である。一般的に接着剤は光学素子や保持部材に比べて軟らかい上に非常に薄いが、体積変化する量が大きい場合、接着剤の体積変化による光学素子への影響が無視できない場合もある。図７に示すように光学素子１と保持部材２の間に充填する接着剤３の周上複数箇所に径方向の切れ目を設ければ、前述した保持部材２で径変化が低減されるのと同様に、接着剤３の体積変化にともなう径変化が低減される。したがって、接着剤３の体積変化による光学性能の劣化を低減できる。図７では、光学素子１の保持力低下を抑え、且つ接着剤の体積変化にともなう径変化を低減するために接着剤に狭い切れ目が設けられている。また、低剛性部の変形が光学素子１に影響を及ぼさないように、低剛性部が設けられた部分には接着剤を塗布しないようにしてある。接着剤３が切り欠きに流れ込んで、周方向の剛性に変化を与えないようにする上でも有効である。
【００５１】
（第７の実施形態）
本実施形態は、本発明の保持部材の内側に光学素子を収容した光学素子保持体の外側を保持する外側保持部材に取付けたものである。図８の（ａ）において、１は光学素子、２は保持部材、５は外側保持部材であり、これらが、光学素子保持装置を構成している。
【００５２】
本発明において、光学素子保持体が外側保持部材に、どのように取付けられるかは特に限定されるものではない。しかし、本発明の光学素子保持部材は周変化を利用して径変化を低減するものであるから、外側保持部材５に取付ける場合には、周変化を制限しないように取付けられるべきである。保持部材が、周方向の剛性が保持部材より高い外側保持部材（例えば円筒部材）に固定して取付けられるような場合には、保持部材の周方向の変位が固定部で制限されることになってしまう。そうすれば、保持部材の低剛性部は容易に変形することができず、本発明の効果は低下してしまう。
【００５３】
周変化を制限しないためには、保持部材の熱膨張及び低剛性部の変形によって生じる、保持部材を周方向に変位させようとする力が、保持部材と外側保持部材との最大静止摩擦力より大きくなるようにしなければならない。周方向の変位が保持部材２と外側保持部材５との周方向の摩擦を小さくする必要がある。摩擦を小さくする方法には保持部材２と外側保持部材５との接触面積を小さくしたり、潤滑材を用いたりすることが望ましい。
【００５４】
例えば図８の（ｂ）においては、外側保持部材５に設けられたボール部材５ａとボール部材５ｂによって保持部材２は保持される。ボール部材５ｂは弾性部材５ｃによって保持部材２に圧接されており、光軸方向の変位を制限する。ボール部材５ａ及び５ｂと保持部材２とは接触面積が小さくなっているため、少なくとも周方向における摩擦が小さいので、保持部材２の周変化は制限されない。光軸に直交する方向における光学素子保持体の変位を低減するには、保持部材２とボール部材５ａ及び５ｂとの光軸に直交する方向の相対位置を規定することが有効である。保持部材２には、ボール部材５ａが接する部分に、保持部材２の周方向に沿って設けられたガイド溝５ｄが設けられており、光軸に直交する方向の相対位置が規定される。
【００５５】
保持部材２だけの径変化を小さくすることはこれまで述べてきたが、外側保持部材５と光学素子１の体積変化の影響を打ち消すように、保持部材２が径変化をするように、保持部材２を設計してもよい。
【００５６】
複数の光学素子保持体又は光学素子保持装置を、各光学素子の光軸を同軸に構成し、鏡筒部材６に収容すれば、光学鏡筒を構成することができる。各光学素子保持装置の光軸方向及び光軸に直交する面での位置を最適に調整することによって、所望の光学性能を得ることができる。温度変化によって、各保持部材２が体積変化する場合において、周変化は各保持部材２の低剛性部で吸収され、径変化が低減されるので、各光学素子の光軸のズレを低減することができる。そのため、光学性能を高精度に維持することができる。
【００５７】
前記光学鏡筒と、感光フィルム又は固体撮像素子などの撮像装置とを有する、スチルカメラやビデオカメラにおいては、使用環境下で温度変化が生じた場合において、光軸のズレを低減することができるため、高画質な画像を得ることができる。
【００５８】
光源と、該光源から発せられた光を反射する反射型画像形成装置、若しくは該光源から発せられた光を透過する透過型画像形成装置と、前記光学鏡筒とを有する画像表示装置に用いることもできる。この場合には使用環境下で温度変化が生じた場合において、光軸のズレを低減することができるため、高画質な画像を表示することができる。
【００５９】
本発明の光学素子保持部材はこれらの例に限定されること無く、様々な光学機器に用いることができる。
【００６０】
（第８の実施形態）
本発明の光学素子保持部材は、紫外領域の波長の光を用いて、レチクル上のパターンを基板に縮小投影する露光装置に、特に好適である。露光装置においては、紫外領域の波長より小さい寸法のパターンを投影するので、温度変化によって生じる光学素子の微小な変位が光学性能に大きく影響する。そして、露光装置においては、光学系の光学性能の安定化が歩留まりに大きく影響するので、温度変化による保持部材の体積変化が生じても光学素子への影響を低減する本発明が有効である。図９を用いて本発明の光学素子保持部材を用いた露光装置７について説明する。
【００６１】
この図９において、７１は照明光源を含む照射光学系である。７２は転写パターンの原版であるレチクルであり、７３はレチクル７２を保持するレチクルステージである。７３は本発明の光学素子保持部材を用いた光学素子保持装置を含む投影光学系であり、７４は投影光学系７３を露光装置に搭載するためのフレームである。７５は基板であり、７６は基板を保持する基板ステージである。
【００６２】
照射光学系７１から射出された光束は、レチクル７２を照明する。レチクルを透過又は反射した光は、投影光学系７３によって基板ステージ７６上の基板７５に達する。基板７５にはレチクル７２に描画されたパターンが基板７５の露光領域に投影される。
【００６３】
照射光学系７１の光源は紫外線領域の光でもよいし、更に波長の短い極端紫外線（ＥＵＶ）でも、Ｘ線でもよい。照射光学系７１に本発明の光学素子保持装置を用いてもよい。照射光学系７１や投影光学系７３に用いられる本発明の光学素子保持体の光学素子はレンズでもよいしミラーでもよい。投影光学系は、レチクルのパターンを縮小投影してもよいし、等倍投影でもよいし、拡大投影してもよい。
【００６４】
また、投影光学系７３と基板７５の間に液体を満たす液浸露光装置にも適用が可能である。露光方法は、基板の露光領域を一括で露光してもよいし、複数の露光領域をステップする方式でもよいし、スキャンする方式でもよい。
【００６５】
このように、露光装置に本発明の光学素子保持部材を適用すれば、温度変化によって光学素子保持部材が体積変化する場合、保持部材に設けえられた低剛性部が周変化を吸収するので、径変化を低減することができる。そのため、光学素子の光軸に直交する面内での変位を低減することができるので、光学性能を安定に保つことでき、歩留まりを向上することができる。また、温度変化に対応して光軸調整をする頻度が減少するため、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の光学素子保持部材の概要を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）。
【図２】第１の実施形態の光学素子保持部材を示す斜視図（ａ）及び低剛性部の拡大平面図（ｂ）。
【図３】第２の実施形態の光学素子保持部材を示す斜視図（ａ）及び低剛性部の拡大立面図（ｂ）。
【図４】第３の実施形態のスリットを設けた低剛性部を示す立面図。
【図５】第４の実施形態の光学素子保持部材を示す斜視図。
【図６】第５の実施形態の光学素子保持部材を示す斜視図。
【図７】第６の実施形態の光学素子保持体を示す平面図。
【図８】第７の実施形態の光学素子保持装置及び光学鏡筒を示す断面図（ａ）と拡大断面図（ｂ）。
【図９】第８の実施形態の露光装置を示す立面図。
【図１０】従来例の光学素子保持部材を示す平面図。
【符号の説明】
【００６７】
１  光学素子
２  保持部材
２０，２１，２２，２３，２４  リング状部材
２ａ  光学素子支持部
３  接着剤
４，４１，４２，４３，４４１，４４２  低剛性部
５  外側保持部材
６  鏡筒部材
７  露光装置
７１  照射光学系
７２  レチクル
７４  投影光学系
７５  基板
【図１】
2009271187.tif 000003
【図２】
2009271187.tif 000004
【図３】
2009271187.tif 000005
【図４】
2009271187.tif 000006
【図５】
2009271187.tif 000007
【図６】
2009271187.tif 000008
【図７】
2009271187.tif 000009
【図８】
2009271187.tif 000010
【図９】
2009271187.tif 000011
【図１０】
2009271187.tif 000012