JP4945845B2 - 光学素子保持装置、鏡筒及び露光装置並びにマイクロデバイスの製造方法。 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイス、あるいはレチクル、フォトマスク等のマスクなどの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置において、投影光学系等の光学素子を保持するための光学素子保持装置に関するものである。また、その光学素子保持装置を用いて光学素子を保持してなる鏡筒、及びその鏡筒を備えた露光装置に関するものである。さらに、この露光装置を用いて製造するマイクロデバイスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の露光装置においては、マスクとしてのレチクル上のパターンが照明光学系により照明される。そして、そのパターンの像が投影光学系を介して、フォトレジスト等の感光材料を塗布してなる基板としてのウエハまたはガラスプレート等に区画された各ショット領域に転写されるようになっている。
【０００３】
ところで、近年における半導体素子等の著しい高度集積化に伴って、パターンがますます微細化してきている。このため、前記のような露光装置では、波面収差やディストーションの極めて少ない投影光学系が要求されるようになってきている。このような要求に対応するため、従来から、例えば図２３に示すように、投影光学系を構成する鏡筒内には、レンズ等の光学素子を光軸方向に移動させるとともに、その光学素子をチルト可能に保持するための光学素子保持装置を備える。そして、駆動機構により光学素子を移動して精密に位置決めするようにした構成が提案されている。
【０００４】
すなわち、この図２３に示す従来構成においては、鏡筒９１内に収容される複数のレンズ９２のうちで、レチクルＲの近傍に位置するレンズ９２ａが光学素子保持装置９３を介して、光軸方向に移動可能に、またはチルト可能に保持されている。また、複数のレンズ９２のうちで、鏡筒９１の中間部及びウエハＷの近傍に位置する他のレンズ９２ｂは、鏡筒９１の鏡筒本体９１ａ内に収容され、かつレンズ９２ａに対して固定されている。
【０００５】
図２３のレンズ９２ａを保持する構成を図２５に示す。図２３及び図２５に示すように、前記光学素子保持装置９３においては、鏡筒本体９１ａ上にサブ鏡筒９１ｂが案内機構としての３つの板バネ９４を介して光軸方向へ移動可能に連結されている。これら板バネ９４の一端は、ボルト９８により鏡筒本体９１ａまたはサブ鏡筒９１ｃに固定され、他端は、ボルト９８によりサブ鏡筒９１ｂに固定される。そして、このサブ鏡筒９１ｂ内に前記レンズ９２ａが保持されている。図２３に示すように、鏡筒本体９１ａの側部には、圧電素子等よりなる駆動機構としての複数のアクチュエータ９５が光軸方向と平行な方向へ延びるように配設されている。これらのアクチュエータ９５により、サブ鏡筒９１ｂを介してレンズ９２ａが光軸方向へ移動されるようになっている。各アクチュエータ９５の外側近傍に位置するように、鏡筒本体９１ａ上には複数のセンサ９６が配設され、これらのセンサ９６により、サブ鏡筒９１ｂの位置及び姿勢が検出されるようになっている。
【０００６】
このような構成の鏡筒９１では、製造段階においてアクチュエータ９５によりレンズ９２ａを収容したサブ鏡筒９１ｂを光軸方向へ容易に移動することができて、投影光学系を効率よく製造することが可能となる。また、投影光学系を露光装置に搭載した後の実稼動時においても、大気圧変化及び照射熱等により発生する諸収差やディストーションの変化等を、露光中にリアルタイムで容易に補正することが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来構成においては、鏡筒９１内に収容される複数のレンズ９２のうちで、アクチュエータ９５によりサブ鏡筒９１ｂを介して移動調整されるレンズ９２ａが、レチクルＲの近傍に位置するものに限定されている。このため、補正できる収差の種類も限られるという問題があった。
【０００８】
すなわち、鏡筒９１の中間部に位置するレンズ群は、レチクルＲに近い上端部のレンズ群に比較し、光軸方向への移動及びチルトにおいて結像性能に対し極めて敏感である。従って、中間部のレンズ群を駆動させる場合には、レチクルＲに近いレンズ群よりその駆動性能及び案内精度ともにほぼ一桁上位の性能が要求される。よって、従来の鏡筒構造では、このような要求に対応することが困難であった。
【０００９】
もし、投影光学系の中間部のレンズ９２ｂを可動させる場合、上述したレンズ９２ａと同様にレンズ９２ｂを収容するサブ鏡筒を設ける必要がある。そして、そのサブ鏡筒上に、サブ鏡筒９１ｂを移動可能に支持することになる。このため、このような鏡筒９１では、サブ鏡筒９１ｂの駆動は容易であるが、サブ鏡筒９１ｂが載置され、中間部のレンズ９２ｂを収容するサブ鏡筒を駆動することは困難であった。
【００１０】
このような問題に対処するため、図２３の従来構成を変更した図２４に示すような光学素子保持装置９３では、サブ鏡筒９１ｂを複数段積み上げて、中間部のレンズ群を可動に構成するようになっている。この変更構成では、レンズ９２ａを収容した駆動対象であるサブ鏡筒９１ｂ上に、レンズ９２ｂを収容した非駆動対象であるサブ鏡筒９１ｃを直接積み重ねることはできない。このため、支持部材９７を介して上方の構造物を順に積層支持するようになっている。
【００１１】
しかしながら、この図２４に示す変更構成では、鏡筒９１の外周に支持部材９７が配置されているため、鏡筒９１全体の外径が非常に大きなものになるという問題があった。また、各サブ鏡筒９１ｂと対応するアクチュエータ９５やセンサ９６が、支持部材９７の内側に入り込むため、それらの点検交換等のメンテナンスが困難になるという問題もあった。
【００１２】
さらに、この変更構成のように、中間部のレンズ群を駆動対象とした場合、特定の波面収差やディストーション成分を、そのレンズの単一駆動で補正できることはほとんどなく、原理上最低５つの駆動箇所が必要となる。このため、サブ鏡筒９１ｂを有する光学素子保持装置９３を５段積み上げた場合、光軸方向にも大嵩になって鏡筒９１が大型化してしまうことになる。そして、鏡筒９１内に非駆動対象となる残りの複数のレンズ９２ｂを支持するためのスペースを確保するのが困難になるという問題もあった。
【００１３】
しかも、図２４に示す変更構成では、各光学素子保持装置９３のアクチュエータ９５として、高精度、低発熱、高剛性及び高クリーン度の圧電素子を使用した場合、圧電素子自身の長さが光軸方向と平行な方向に長くなってしまう。このため、アクチュエータ９５として、コンパクトで大きな可動範囲を有するボイスコイルモータや流体圧駆動部材を使用せざるを得なかった。
【００１４】
ところが、ボイスコイルモータを使用した場合には、作動時に発熱を伴うため、レンズ９２ａを収容したサブ鏡筒９１ｂを精密に位置決めすることができない上に、発熱に起因する諸収差を併発するという問題が生じた。また、流体圧駆動部材を使用した場合には、位置決め対象物であるサブ鏡筒９１ｂの支持剛性が不足して、外部から侵入する振動の影響を受けやすく、サブ鏡筒９１ｂの振動が増加するとともに、制御応答性が低下するという問題が生じた。特に、近年のスキャン型露光装置では、レチクルステージ及びウエハステージにおける駆動の高速度化が進み、投影光学系の鏡筒に加わる加速度も増加している。このような状況下では、サブ鏡筒９１ｂを支持する剛性力を高く保つことは必須の要件とされている。
【００１５】
一方、図２３に示す従来構成及び図２４に示す変更構成においては、光学素子保持装置９３の案内機構として、板バネ９４が使用されている。この板バネ９４は図２６に示すように、板バネ９４の両端部と、それらの固定部材をなす鏡筒本体９１ａ及びサブ鏡筒９１ｂ，９１ｃとの間で滑りが生じるのを回避することができない。
【００１６】
すなわち、アクチュエータ９５により、レンズ９２ａ及びサブ鏡筒９１ｂが光軸方向へ移動されると、図２６に示すように、板バネ９４に撓みが生じる。この場合、板バネ９４の両端と固定部材９１ａ〜９１ｃとの接合面間の滑りを、ボルト９８の締付力のみにより、サブμｍオーダで拘束することは事実上不可能である。この滑りを発生する大きな原因は、図２７に示すように、板バネ９４が変形された際に余弦誤差が生じることにある。つまり、水平に配置され、その一端が固定された長さＬの板バネ９４が、角度αだけ撓んだ場合、撓んだ板バネ９４の両端間の水平距離は撓む前の板バネ９４より余弦誤差 Ｌ（１−ｃｏｓα）だけ短い。従って、板バネ９４と固定部材９１ａ〜９１ｃとの間に、余弦誤差 Ｌ（１−ｃｏｓα）を補償するようなサブμｍオーダの滑りが生じる。
【００１７】
また、この板バネ９４よりなる案内機構では、３箇所の板バネ９４の取付状態、材質、寸法等にばらつきがあるため、レンズ９２ａ及びサブ鏡筒９１ｂが光軸方向へ移動された際、図２８に示すように、光軸方向の変位に付随して必ず一定量の径方向の変位が生じる。
【００１８】
この変位量は、極微小であれば結像性能そのものには影響は小さいが、所定値を超えるとウエハＷ上で像シフトを生じて、重ね合わせ精度を悪化させることになる。この場合、予めそれらの変位量を測定しておき、ウエハステージで補正することにより、重ね合わせ精度を確保することができる。ただし、それを可能とするためには、光軸方向の変位と径方向の変位とが１対１で対応していること、すなわち光軸方向の変位に対する径方向の変位に再現性が得られて、ヒステリシスがないことが条件となる。なぜなら、前記ウエハステージによる像シフトの補正は、像の位置をリアルタイムで測定する閉ループ制御ではなく、光軸方向の変位をモニターする開ループ制御とならざるを得ないからである。
【００１９】
ところが、板バネ９４を用いた案内機構では、前記のように板バネ９４の両端と固定部材９１ａ〜９１ｃとの接合面間で滑りが生じるため、図２８に示すように、ヒステリシスが存在することは避け難い。このため、ウエハステージによる像シフトの補正が困難で、重ね合わせ精度を悪化させてしまうという問題があった。
【００２０】
また、光学的見地からの径方向における変位の許容量は、一般にレチクルＲ付近では比較的大きいが、中間部付近では厳しくなる。このため、中間部付近のレンズ群を駆動させることは、レチクルＲ付近のレンズ群を駆動させることに比べて非常に高い精度が要求される。従って、図２４の変更構成では、収差の補正を高精度に行うことができないという問題もあった。
【００２１】
本発明は、前記のような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的としては、光学素子を高精度に駆動することができる光学素子保持装置を提供することにある。
【００２２】
本発明のその他の目的は、鏡筒をコンパクトに構成することができるとともに、光学素子を高精度に駆動することができる光学素子保持装置を提供することにある。
【００２３】
本発明のその他の目的は、全体がコンパクトであるとともに、内部の光学素子を容易かつ高精度に駆動調整することができる鏡筒を提供することにある。
本発明のさらにその他の目的は、投影光学系の光学素子の収差を高精度に調整することができて、パターンの像を基板上に正確に転写することができる露光装置を提供することにある。
【００２４】
本発明のさらにその他の目的は、パターンの像を基板上に正確に転写して製造するマイクロデバイスの製造方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本願請求項１に記載の発明は、光学素子を保持する光学素子保持装置において、アウタリング部と、前記アウタリング部の内側に配置され、前記光学素子の周縁部を保持する保持部と、前記アウタリング部に設けられたアクチュエータと、前記アウタリング部に対して前記保持部を駆動する駆動機構とを備え、前記駆動機構は、前記アクチュエータの変位を前記保持部に伝達する第１リンク機構と、前記第１リンク機構とは別に設けられ、前記アクチュエータの変位が前記第１リンク機構を介して前記保持部に伝達されたときに、前記アウタリング部に対して前記保持部を所定方向に案内する第２リンク機構とを有することを特徴とするものである。
【００２６】
この請求項１に記載の発明では、第１リンク機構と第２リンク機構とを有する駆動機構によりアウタリング部に対して保持部を移動させることで、光学素子が移動される。このため、光学素子に荷重がかかることなく、保持するとともに移動させることができる。特に、保持部とアウタリング部とを内側と外側とにずらして配置することで、鏡筒をコンパクトに構成することができるとともに、アウタリング部において光学素子の光軸方向へ順に積層配置することができる。このため、鏡筒の中間部付近に位置する光学素子であっても、駆動機構により高精度に駆動することができる。
また、駆動機構の変位に基づいて、アウタリング部に対して保持部を移動させる際に、その移動を第２リンク機構により所定の方向へ正確に案内することができる。よって、光学素子を高精度に駆動する構成として好適である。
加えて、アクチュエータの変位に基づいて、保持部とアウタリング部とを相対移動させる際に、その相対移動を第２リンク機構により所定の方向へより正確に案内することができる。このため、光学素子を、より正確にその光軸方向に駆動及びチルト駆動させることができる。
【００２９】
本願請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記光学素子の移動量を計測する計測装置を備え、前記の計測装置の少なくとも一部を、断熱材を介して前記保持部及び前記アウタリング部の少なくとも一方に取り付けたことを特徴とするものである。
【００３０】
この請求項２に記載の発明では、計測装置にて光学素子の移動量を計測することにより、光学素子の移動量を適正に測定することができる。また、計測装置で発生する熱が光学素子に伝達されるのを断熱材にて抑制することができて、光学素子の駆動をより高精度に行うことができる。
【００３１】
本願請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、前記計測装置は、前記アウタリング部に対する前記保持部の変位量を計測し、その計測結果に基づいて、前記光学素子の移動量を求めることを特徴とするものである。
【００３２】
この請求項３に記載の発明では、計測装置により、アウタリング部に対する保持部の変位量を計測し、その計測結果に基づいて光学素子の移動量を求めることで、その移動量を適正に測定することができる。
本願請求項４に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記駆動機構を前記アウタリング部に対して、等角度間隔をおいて少なくとも３つ設けたことを特徴とするものである。
この請求項４に記載の発明では、少なくとも３つの駆動機構により、光学素子を光軸方向へ高精度に駆動することができるとともに、チルトさせることができる。
【００３３】
本願請求項５に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記光学素子の移動量を計測する計測装置を備え、前記計測装置は、前記保持部に取り付けられた被測定部と、前記アウタリング部に取り付けられた計測ヘッドとを備える光学式エンコーダを含むことを特徴とするものである。
【００３４】
この請求項５に記載の発明では、計測装置として光学式エンコーダを設けたことで、光学素子の移動量をドリフトの影響を回避しつつ高精度に計測することができる。
【００３７】
本願請求項６に記載の発明は、前記請求項５に記載の発明において、前記駆動機構を前記アウタリング部に対して、等角度間隔をおいて少なくとも３つ設け、前記計測装置を前記等角度間隔をおいて設けられた前記駆動機構の中間に配置したことを特徴とするものである。
【００３８】
この請求項６に記載の発明では、例えば３つの駆動装置と３つの計測装置とを、アウタリング部の外周部に嵩張ることなく配置することができて、鏡筒を外径方向に対してコンパクトに構成することができる。また、駆動装置と計測装置とがアウタリング部の外周方向に交互に配置することもできて、それらのメンテナンスを容易に行うことができる。
【００３９】
本願請求項７に記載の発明は、前記請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明において、前記アクチュエータは、前記アウタリング部に対して、前記アクチュエータの変位方向が前記アウタリング部の外周面の接線方向に沿うように配置されていることを特徴とするものである。
【００４０】
この請求項７に記載の発明では、駆動機構をアウタリング部の外周面から大きく突出することなく配置することができる。また、駆動機構が鏡筒を光学素子の光軸方向に大型化させることがない。このため、鏡筒をコンパクトに構成することができる。
【００４１】
本願請求項８に記載の発明は、前記請求項７に記載の発明において、前記アクチュエータと前記アウタリング部との間に配置される回転ピボットをさらに備えることを特徴とするものである。
【００４２】
この請求項８に記載の発明では、アクチュエータの駆動力を歪みが生じることなく保持部に伝達することができて、光学素子を高精度に駆動させるのに好適である。
【００４３】
本願請求項９に記載の発明は、前記請求項８に記載の発明において、前記回転ピボットは、前記光学素子の光軸に対して交差する方向に、かつ前記アウタリング部に切り欠いて形成される切り欠きばねを有することを特徴とするものである。
【００４４】
この請求項９に記載の発明では、回転ピボットの摩擦抵抗を低減することができて、アクチュエータの駆動力を保持部に歪みなく好適に伝達することができる。
【００４５】
本願請求項１０に記載の発明は、前記請求項１〜請求項９のうちいずれか一項に記載の発明において、前記アウタリング部は、前記アウタリング部を切り欠いて形成された開口部を有し、前記アクチュエータは、前記開口部に収容されることを特徴とするものである。
【００４６】
この請求項１０に記載の発明では、アクチュエータをアウタリング部の外周に突出することなく、開口部内に収容することができて、鏡筒を一層コンパクトに構成することができる。また、アクチュエータを開口部からアウタリング部の外表面に露出させることもでき、アクチュエータのメンテナンスを容易に行うこともできる。
【００４７】
本願請求項１１に記載の発明は、前記請求項１〜請求項１０のうちいずれか一項に記載の発明において、前記アクチュエータは、圧電素子を含むことを特徴とするものである。
【００４８】
この請求項１１に記載の発明では、光学素子を駆動するためのアクチュエータとして、高精度、低発熱、高剛性及び高クリーン度の優れた特性を発揮することができる。
【００５１】
本願請求項１２に記載の発明は、前記請求項７〜請求項９のうちいずれか一項に記載の発明において、前記第１リンク機構は、前記アクチュエータの変位を前記光学素子の光軸方向の変位に変換することを特徴とするものである。
【００５２】
この請求項１２に記載の発明では、第１リンク機構によりアクチュエータの変位を光学素子の光軸方向の変位に変換して保持部に伝達することができる。よって、構成の簡略化を図ることができる。
【００５３】
本願請求項１３に記載の発明は、前記請求項１〜請求項１２のうちいずれか一項に記載の発明において、前記第１リンク機構は、前記アクチュエータの変位量を拡大する変位拡大機構を含むことを特徴とする
この請求項１３に記載の発明では、駆動機構の僅かな変位を変位拡大機構により大きな変位に拡大することができて、保持部とアウタリング部とを大きな変位量で相対移動させることができる。よって、光学素子を高精度に駆動する構成として好適である。
【００５４】
本願請求項１４に記載の発明は、前記請求項１〜請求項１３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記第１リンク機構は、前記光学素子の光軸に対して交差する方向に延びるように、前記アウタリング部を切り欠いて形成される切り欠きばねを含むことを特徴とするものである。
【００５５】
この請求項１４に記載の発明では、第１リンク機構を保持部及びアウタリング部と一体の部材で形成することができて、構造を簡略化することができるとともに、部品点数を減少させることができる。
【００５６】
本願請求項１５に記載の発明は、前記請求項１４に記載の発明において、前記切り欠きばねは、前記光学素子の光軸に対して交差する方向に形成された複数のスリットと複数の貫通孔とを有する弾性ヒンジリンクで構成されることを特徴とするものである。
【００５７】
この請求項１５に記載の発明では、第１リンク機構の構造が簡単で部品点数を減少させることができる。
【００５９】
本願請求項１６に記載の発明は、前記請求項１４または請求項１５に記載の発明において、前記第２リンク機構は、前記光学素子の光軸に対して交差するように延びる複数の貫通孔と、前記複数の貫通孔に連続して形成された複数のスリットとにより区画された平行リンク機構を含むことを特徴とするものである。
【００６０】
この請求項１６に記載の発明では、第２リンク機構の構造が簡単で部品点数を減少させることができるとともに、光学素子の径方向変位をより確実に規制することができて、光学素子を光軸方向に沿ってより正確に移動させることができる。また、平行リンク機構の捩じれ方向の柔軟性が増すため、光学素子のチルト動作の可動範囲を拡大することができる。
【００６１】
本願請求項１７に記載の発明は、前記請求項１〜請求項１６のうちいずれか一項に記載の発明において、前記アウタリング部は、軸線と交差する端面の少なくとも一方に、前記軸線方向に沿って隣接して配置される他の光学素子保持装置を取り付ける取付面を有することを特徴とするものである。
【００６２】
この請求項１７に記載の発明では、複数の光学素子保持装置のアウタリング部を、それらの取付面にて重合させることにより、光学素子の光軸方向へ安定状態で積層配置することができる。
【００６３】
本願請求項１８に記載の発明は、前記請求項１〜請求項１７のうちいずれか一項に記載の発明において、前記第２リンク機構は、光学素子の光学的ピボタル位置とほぼ一致するように、前記保持部を案内することを特徴とするものである。
【００６４】
この請求項１８に記載の発明では、光学素子のチルト動作時等においても径方向変位が生じることなく、光学素子を光軸方向へより正確に移動させることができる。
【００６５】
本願請求項１９に記載の発明は、前記請求項１〜請求項１８のうちいずれか一項に記載の発明において、前記保持部に接続され、前記保持部をその原点位置に復帰させる復帰機構を有することを特徴とするものである。
【００６６】
この請求項１９に記載の発明では、駆動機構による保持部の可動範囲を拡大することができて、光学素子を高精度に駆動する構成として好適である。
本願請求項２０に記載の発明は、前記請求項１〜請求項１９のうちいずれか一項に記載の発明において、前記保持部は、前記光学素子の周縁部を保持するインナリング部を有し、前記アウタリング部は、他のアウタリング部に取り付けられる取付部を有することを特徴とするものである。
【００６７】
この請求項２０に記載の発明では、保持部とアウタリング部とを内側のインナリング部と外側のアウタリング部とにずらして配置することで、鏡筒をコンパクトに構成することができる。また、アウタリング部において光学素子の光軸方向へ順に積層配置することができる。このため、鏡筒の中間部付近に位置する光学素子であっても、駆動機構により高精度に駆動することができる。
【００６９】
本願請求項２１に記載の発明は、前記請求項１〜請求項２０のうちいずれか一項に記載の発明において、前記第１リンク機構及び前記第２リンク機構は、前記アウタリング部の側壁に形成されることを特徴とするものである。
【００７０】
本願請求項２２に記載の発明は、前記請求項２０に記載の発明において、前記取付部は、前記アウタリング部の一端または他端の少なくとも一方に設けられることを特徴とするものである。
【００７１】
この請求項２２に記載の発明では、前記請求項１７に記載の発明の作用とほぼ同様の作用が発揮される。
【００７６】
本願請求項２３に記載の発明は、内部に複数の光学素子を保持する鏡筒において、前記光学素子の少なくとも１つを、請求項１〜請求項２２のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置を介して保持したことを特徴とするものである。
【００７７】
この請求項２３に記載の発明では、鏡筒全体をコンパクトに構成することができるとともに、その内部の光学素子を容易かつ高精度に駆動調整することができる。
【００７８】
本願請求項２４に記載の発明は、マスク上に形成されたパターンの像を投影光学系を介して基板上に転写する露光装置において、前記投影光学系は、複数の光学素子を収容する鏡筒を有し、前記複数の光学素子は、請求項１〜請求項２２のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置で保持され、前記鏡筒は、前記光学素子保持装置の取付面を介して積層されて構成されることを特徴とするものである。
【００７９】
この請求項２４に記載の発明では、投影光学系の光学素子の収差を高精度に調整することができて、微細なパターンの像を基板上により正確に転写することができる。
【００８０】
本願請求項２５に記載の発明は、マイクロデバイスの製造方法において、請求項２４に記載の露光装置を用いてマイクロデバイスを製造することを特徴とするものである。
【００８１】
この請求項２５に記載の発明では、露光精度を向上することができて、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。
【００８２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下に、本発明の第１実施形態について図１〜図１４に基づいて説明する。
【００８３】
図１は、本実施形態の露光装置３１の概略構成を示すものである。図１に示すように、この実施形態の露光装置３１は、光源３２と、照明光学系３３と、マスクとしてのレチクルＲ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とより構成されている。
【００８４】
前記光源３２は、高圧水銀灯、ＫｒＦエキシマレーザ光源、ＡｒＦエキシマレーザ光源、Ｆ２レーザ光源、金属蒸気レーザまたはＹＡＧレーザ等の高調波を発振する光源等のいずれかからなっている。照明光学系３３は、図示しないリレーレンズ、フライアイレンズ、コンデンサレンズ等の各種レンズ系や、開口絞り及び前記レチクルＲのパターン面と共役な位置に配置されたブラインド等を含んで構成されている。そして、光源３２から入射される露光光ＥＬが、この照明光学系３３を通過することにより、レチクルＲ上のパターンを均一に照明するように調整される。
【００８５】
前記レチクルステージ３４は、照明光学系３３の下方において、そのレチクル載置面が投影光学系３５の光軸方向と直交するように配置されている。投影光学系３５は、鏡筒３７内に複数の光学素子としてのレンズ３８を収容して構成されている。ウエハステージ３６は、投影光学系３５の下方において、そのウエハ載置面が投影光学系３５の光軸方向と交差するように配置されている。そして、露光光ＥＬが投影光学系３５を通過する際に、レチクルＲ上のパターンの像が所定の縮小倍率にて縮小された状態で、ウエハステージ３６上のウエハＷに転写されるようになっている。
【００８６】
次に、前記投影光学系３５の鏡筒３７の構成について詳細に説明する。
図１に示すように、前記鏡筒３７は露光装置のフレーム４１上に載置され、鏡筒の一部を構成する複数の部分群鏡筒４２を光軸方向に積層して構成されている。そして、中間部に位置する部分群鏡筒４２及びそれよりも上方に位置する所定数の部分群鏡筒４２は、光学素子保持装置４３と、その光学素子保持装置４３により光軸方向に移動可能で、かつチルト可能に保持されたレンズ３８ａとを備える。以下、光軸方向に移動可能で、かつチルト可能なレンズを可動レンズと称する。
【００８７】
図２は、投影光学系３５の鏡筒３７の一部を構成する部分群鏡筒４２を、一部を切り欠いて示した図である。図３は、その部分群鏡筒４２の平面図である。また、図４は、その部分群鏡筒４２の断面図である。図２〜図４に示すように、前記可動レンズ３８ａを備える部分群鏡筒４２の鏡筒本体４４は、保持部及び第１保持部として機能するインナリング部４４ａと、インナリング部４４ａが連結される連結部として機能するアウタリング部４４ｂとを有する。アウタリング部４４ｂは、後述するように、露光光ＥＬの光軸方向に沿って配置される他の部分群鏡筒４２に対する取付面４８を備えているため、他の部分群鏡筒４２に対する連結部として機能する。言い換えれば、アウタリング部４４ｂは、外部装置としての他の部分群鏡筒４２、または露光装置本体への連結機能を有する。このアウタリング部４４ｂとインナリング部４４ａとは一体に形成されている。もしくは、アウタリング部４４ｂとインナリング部４４ａとは同一部材で形成されている。アウタリング部４４ｂは円筒状に形成され、その下端にはベースリング４５が固定されている。インナリング部４４ａはその外径がアウタリング部４４ｂの内径よりも僅かに小さくなるように円筒状に形成され、ベースリング４５の内側において光軸方向へ移動可能及びチルト可能に配置されている。
【００８８】
なお、鏡筒３７を露光装置３１のフレーム４１上に載置する場合は、３点で、いわゆる「キネマティックに」支持されている。すなわち、鏡筒３７のフランジ部３７ａ（図１参照）の下面と、フレーム４１の上面との間には、キネマティックカップリング機構が設置される。このキネマティックカップリング機構は、フランジ部３７ａとフレーム４１との一方に取付けられ、Ｖ溝が形成された第１の係合部材と、フランジ部３７ａとフレーム４１との他方に取付けられ、上記第１の係合部材に係合する凸部（例えば、ボール）を有する第２の係合部材とを備える。
【００８９】
さらに、フランジ部３７ａとフレーム４１との間には、鏡筒３７の荷重をキャンセルするための荷重キャンセル機構（例えば、弾性部材としてのバネを利用したバネ機構）が取付けられている。また、荷重キャンセル機構の代わりに、エアパッド（ワッシャパッド）を用いてもよい。
【００９０】
このように、フランジ部３７ａとフレーム４１との間に、荷重キャンセル機構やエアパッドを設置することによって、鏡筒３７をフランジ部３７ａ上に載置するときに発生する応カの均一化を図ることができ、鏡筒３７に対して不均一な応力がかからないようにすることができる。
【００９１】
前記インナリング部４４ａには、光軸方向にインナリング部４４ａを介して移動される光学素子としての可動レンズ３８ａが第１レンズセル４６を介して取り付けられている。可動レンズ３８ａは、第１レンズセル４６に対してその周縁部が、例えば第１レンズセル４６の内周面上に複数突設された受け座（図示略）に載置された状態で、レンズ押さえ部材等により固定されている。詳しくは、可動レンズ３８ａの周縁部は、互いに平行な面を有するフランジが形成されている。このフランジの下面は、第１レンズセル４６の内方に突出する複数の受け座（図示略）に載置され、フランジの上面には、受け座とともにフランジを挟むためのレンズ押さえ部材が取付けられる。
【００９２】
可動レンズ３８ａの上方に互いの光軸が一致または光学特性が最適化されるように、アウタリング部４４ｂには常に静止状態に保たれる光学素子としてのレンズ３８ｂが第２レンズセル４７を介して取り付けられている。このレンズ３８ｂは、鏡筒本体４４に常に静止している状態であるため、以下、このレンズ３８ｂを静止レンズと称する。第１レンズセル４６により保持された可動レンズ３８ａ及び第２レンズセル４７により保持された静止レンズ３８ｂの間に、レンズ室が区画される。
【００９３】
前述したように、鏡筒３７は、光軸方向に積層された複数の部分群鏡筒４２により形成されている。ウエハステージ３６側及びレチクルステージ３４側における各部分群鏡筒４２は、アウタリング部４４ｂにおける一方の端面に取付面４８を一つ備える。その間に配置される各部分群鏡筒４２は、アウタリング部４４ｂにおける両方の端面に取付面４８を備える。詳述すると、前記アウタリング部４４ｂの上端面及びベースリング４５の下端面には、平面状の取付面４８がそれぞれ形成されている。そして、複数の部分群鏡筒４２間において、上下の取付面４８が互いに接触して重合されることによって、複数の部分群鏡筒４２の鏡筒本体４４がインナリング部４４ａに荷重をかけることなく、光軸方向へ安定状態で積層配置されるようになっている。なお、複数の部分群鏡筒４２の間、すなわち、各部分群鏡筒４２の取付面４８の間には、部分群鏡筒４２間の間隔を調整するための間隔調整部材を配置してもよい。
【００９４】
この問隔調整部材は、アウタリング部４４ｂの径と略同径を有するリング状のワッシャ、または取付面４８の径方向の長さより小さい径を有するワッシャで形成される。なお、後者のワッシャは、アウタリング部４４ｂの取付面４８内に、等間隔おきに複数個配置される。
【００９５】
このようにワッシャを用いた場合は、複数の部分群鏡筒４２を積層する際に、各部分群鏡筒４２の取付面４８は直接接触することがない。
図５は部分群鏡筒４２の駆動機構の周辺を示す拡大図であり、図６はその断面図である。前記アウタリング部４４ｂの周壁（側壁）には、開口部をなす３つの切欠部４９（図２参照）が等角度間隔をおいて形成されている。図３及び図５に示すように、各切欠部４９内には、アクチュエータ５０が収容されている。各アクチュエータ５０は、の長手軸がアウタリング部４４ｂの接線方向に沿うように配置されている。また、各アクチュエータ５０は、アウタリング部４４ｂの周面に露出している。各アクチュエータ５０は、好ましくは、高精度、低発熱、高剛性、高クリーン度の特性を有する圧電素子から構成される。制御装置５１（図１参照）は、アクチュエータ５０に制御信号に従う制御電圧を印加し、アクチュエータ５０の伸縮を制御する。このアクチュエータ５０の伸縮方向は、アウタリング部４４ｂの接線方向に対して、略平行な方向である。
【００９６】
図１３は、アクチュエータ５０とアウタリング部４４ｂとの両端の結合構成を示す図である。図２、図５及び図１３に示すように、前記各アクチュエータ５０の一端に対応して、そのアクチュエータ５０と同方向へ延びるように、アウタリング部４４ｂの周壁には保持ボルト５２が螺合されている。各アクチュエータ５０の他端と対応するように、アウタリング部４４ｂに形成された後述する変位拡大機構６０の第１リンク６２ａ上には結合具５３が固定されている。そして、各アクチュエータ５０の両端が、保持ボルト５２の先端及び結合具５３に対して、円錐溝５５及びボール５６よりなる回転ピボット機構５４を介して相対回転可能に結合されている。
【００９７】
図９は部分群鏡筒４２の鏡筒本体４４を示す斜視図であり、図１０はその切欠部４９周辺の拡大図である。また、図１１は、アクチュエータ５０の周辺の拡大図である。図１０に示すように、前記各アクチュエータ５０に対応して、インナリング部４４ａの上端面には３つの連結アーム部５９が形成されている。各連結アーム部５９の両側縁に連結配置されるように、アウタリング部４４ｂにはリンク機構としての変位拡大機構６０及び案内機構６１がそれぞれ配設されている。そして、インナリング部４４ａがアウタリング部４４ｂに対し、３箇所のアクチュエータ５０、変位拡大機構６０、案内機構６１及び連結アーム部５９を介して、光軸方向へ相対移動可能に連結されている。この変位拡大機構６０が第１リンク機構の機能を備え、案内機構６１が第２リンク機構の機能を備える。
【００９８】
インナリング部４４ａは、３箇所のアクチュエータ５０の伸縮量がそれぞれ異なった場合に、アウタリング部４４ｂに対してチルトする。また、インナリング部４４ａは、３箇所のアクチュエータ５０の伸縮量が略等しい場合に、アウタリング部４４ｂに対して略平行に移動する。
【００９９】
前述したように、可動レンズ３８ａは、第１レンズセル４６を介してインナリング部４４ａに固定されるために、このインナリング部４４ａの移動に伴って、可動レンズ３８ａが、光軸方向への移動及びチルトする。
【０１００】
前記各変位拡大機構６０は、アクチュエータ５０の伸縮量（変位）を拡大する変位拡大機構を構成するとともに、アクチュエータ５０の変位の方向を可動レンズ３８ａの光軸方向への移動方向に変換する役割も担っている。また、各変位拡大機構６０は、複数のスリット６３と複数の貫通孔６４とからなる弾性ヒンジリンク機構６２で構成されている。
【０１０１】
ここで、弾性ヒンジリンク機構６２について説明する。図１４は、弾性ヒンジ部６５の拡大図である。図１１に示すように、各連結アーム部５９の紙面右側においてアウタリング部４４ｂには、光学素子の光軸に対して交差して延びる複数の貫通孔６４と、複数の貫通孔６４に接続された複数のスリット６３がワイヤカット加工等により形成されている。すなわち、複数の貫通孔６４は、アウタリング部４４ｂの軸心に向かって延びるように形成されている。また、複数のスリット６３は、アウタリング部４４ｂの外面からその内面に向かって貫通孔６４に沿って形成されている。これにより、近接する一対の貫通孔６４間に弾性ヒンジ部６５が形成される（図１４参照）。そして、複数のスリット６３及び貫通孔６４によって、弾性ヒンジリンク機構６２の第１リンク６２ａ及び第２リンク６２ｂが区画される。
【０１０２】
図１２は、部分群鏡筒４２におけるアクチュエータ５０、変位拡大機構６０及び案内機構６１の動作を模式的に示したものである。図１１及び図１２に示すように、前記第１リンク６２ａは、図面において右端（アクチュエータ５０の他端部を右端とする）の弾性ヒンジ部６５ａを支点Ｐ１として、アウタリング部４４ｂの周壁に回動可能に連結されるとともに、連結点Ｐ２をなす前記回転ピボット機構５４を介してアクチュエータ５０の右端に連結されている。また、第２リンク６２ｂは、右端の弾性ヒンジ部６５ｂを連結点Ｐ３として、第１リンク６２ａの下端に連結されるとともに、左端の弾性ヒンジ部６５ｃを連結点Ｐ４として、連結アーム部５９の右側縁に連結されている。ここで、アクチュエータ５０の一端部（図面において左端）の回転ピボット機構５４は、支点Ｐ０に相当する。
【０１０３】
そして、アクチュエータ５０が左端の回転ピボット機構５４を支点Ｐ０として回転されながら伸長変位されたとき、第１リンク６２ａが支点Ｐ１を中心にして図１２の時計方向に回転されるとともに、第２リンク６２ｂが上方に移動されて、連結アーム部５９が上方に移動変位される。この場合、第１リンク６２ａ及び第２リンク６２ｂの作動により、アクチュエータ５０の変位が拡大されるとともに、その変位方向がアクチュエータ５０の伸張方向に対して交差する方向への変位に変換されて連結アーム部５９に伝達される。これにより、インナリング部４４ａに保持された可動レンズ３８ａが、光軸方向へ移動されるようになっている。
【０１０４】
一方、前記各案内機構６１は、図１１に示すように、各連結アーム部５９の紙面左側に形成されている。そして、各案内機構６１は、アウタリング部４４ｂに対するインナリング部４４ａの相対移動を所定の方向、すなわち可動レンズ３８ａの光軸とほぼ平行な方向に案内する案内手段を構成している。そして、各案内機構６１は、可動レンズ３８ａの光学的ピボタル位置、すなわち可動レンズ３８ａがチルト動作された場合に生じる像シフトがゼロとなる光軸上の位置とほぼ一致するように配置されている。また、各案内機構６１は、前記弾性ヒンジリンク機構６２とほぼ同様の複数のスリット６３と複数の貫通孔６４とからなる平行リンク機構６６で構成される。
【０１０５】
詳述すると、複数のスリット６３と複数の貫通孔６４とは、光学系（例えば、可動レンズ３８ａ）の光軸に対して交差する方向に、すなわち、複数のスリット６３は、アウタリング部４４ｂの軸線に向かって延びるように形成されている。また、複数のスリット６３は、複数の貫通孔６４に連続して形成されている。従って、複数のスリット６３は、アウタリング部４４ｂの外面からその内面に向かって貫通孔６４に沿って形成されている。つまり、変位拡大機構６０及び案内機構６１を構成する複数の貫通孔６４及び複数のスリット６３は、アウタリング部４４ｂのリング中心を含む中心軸（部分群鏡筒４２が光学素子を保持している場合には光軸を示す）を含む仮想面上において、アウタリング部４４ｂの外面から内面、もしくは内面から外面に向かって形成されている。
【０１０６】
ここで、近接対向する一対の貫通孔６４間が弾性ヒンジ部６５となっている。そして、これらのスリット６３及び貫通孔６４によって、平行リンク機構６６の一対のレバー６６ａ，６６ｂが形成されている。各レバー６６ａ，６６ｂは、その長手方向が可動レンズ３８ａの接線に沿うように、すなわち、アウタリング部４４ｂの周壁に沿って、アウタリング部４４ｂに形成される。
【０１０７】
図１１及び図１２に示すように、前記一対のレバー６６ａ，６６ｂは、左端の弾性ヒンジ部６５ｄ，６５ｅを支点Ｐ５，Ｐ６として、アウタリング部４４ｂの周壁に回動可能に連結されるとともに、右端の弾性ヒンジ部６５ｆ，６５ｇを連結点Ｐ７，Ｐ８として、連結アーム部５９の左側縁に連結されている。そして、アクチュエータ５０の伸長変位に伴い、変位拡大機構６０及び連結アーム部５９を介してインナリング部４４ａが光軸方向に移動されるとき、一対のレバー６６ａ，６６ｂが支点Ｐ５，Ｐ６を中心にして図１２の反時計方向に回転される。これにより、可動レンズ３８ａを支持したインナリング部４４ａの移動が、可動レンズ３８ａの径方向及び接線方向に規制されながら、光軸方向のみに許容されるようになっている。
【０１０８】
図５及び図６に示すように、連結アーム部５９の外面のそれぞれにはバネ受け６７が取り付けられ、それらのバネ受け６７と対応するように、ベースリング４５の外周面にはバネ受け６８が取り付けられている。バネ受け６７，６８間には、復帰機構としての一対の引張りバネ６９がそれぞれ掛装されている。そして、これらの引張りバネ６９の付勢力により、前記アクチュエータ５０の非作動状態において、可動レンズ３８ａを支持するインナリング部４４ａが、その可動範囲の原位置に復帰移動されるようになっている。
【０１０９】
図７は部分群鏡筒４２におけるセンサ７２の周辺を示すものであり、図８は図７の８−８線に沿った断面図である。図２〜図４、図７及び図８に示すように、前記アウタリング部４４ｂの外側部において、その外周方向に隣接するアクチュエータ５０の中間位置には、アウタリング部４４ｂに対するインナリング部４４ａの位置を計測するために、アウタリング部４４ｂに切り欠いて形成された開口部が形成されている。この開口部に、計測装置としての３つのセンサ７２が等角度間隔おきに配設されている。
【０１１０】
各センサ７２は非接触式エンコーダ、例えば光学式エンコーダから構成され、スケールホルダ７３を介してインナリング部４４ａ上のスケール台４４ｃに取り付けられた被測定部としてのスケール７４と、そのスケール７４に近接対応するように、ヘッドホルダ７５を介してアウタリング部４４ｂ上に取り付けられた計測ヘッドとしての検出ヘッド７６とを備えている。検出ヘッド７６は、アウタリング部４４ｂの周壁（側壁）に形成された切欠部に配置される。そして、検出ヘッド７６は、前記切欠部の開口からインナリング部４４ａに取付けられたスケールの目盛７４ａを読み取る。また、各スケール７４及び各検出ヘッド７６は、アウタリング部４４ｂの周壁の切欠部に、露出された状態で配置されている。すなわち、各センサ７２のスケール７４及び検出ヘッド７６は、アウタリング部４４ｂの外表面から露出している。
【０１１１】
そして、前記アクチュエータ５０が非作動状態にあって、可動レンズ３８ａを支持するインナリング部４４ａが原位置に配置された状態で、検出ヘッド７６にてスケール７４上の目盛７４ａが読み取られることにより、移動量計測のための原点が検出されるようになっている。また、アクチュエータ５０にてインナリング部４４ａが光軸方向に移動された状態で、検出ヘッド７６にてスケール７４上の目盛７４ａが読み取られることにより、前記原点に基づいてインナリング部４４ａの移動量が計測されるようになっている。検出ヘッド７６とスケール７４とは、光学式エンコーダを構成する。
【０１１２】
さらに、この実施形態においては、前記ヘッドホルダ７５がセラミック等の断熱材で構成されている。これにより、センサ７２の計測時に検出ヘッド７６で発生する熱が、ヘッドホルダ７５を介してアウタリング部４４ｂ上の静止レンズ３８ｂや、インナリング部４４ａ上の可動レンズ３８ａに伝達されるのが抑制されるようになっている。
【０１１３】
なお、図１に示すように、前記鏡筒３７の中間部のフランジ部３７ａ上には円筒状のジャケット７９が配設され、このジャケット７９によりフランジ部３７ａよりも上方に位置する部分群鏡筒４２の外周が包囲されるようになっている。ジャケット７９の周壁には制御装置５１から延びるケーブル５１ａを挿通するための挿通孔８０が形成され、その内周にはシール部材８１が取り付けられている。これにより、鏡筒３７の中間部より上方の部分が二重構造となって、鏡筒３７の内部にその下端部等から導入される不活性ガスが充填状態に維持されるようになっている。鏡筒３７の内部にその下端部から不活性ガスを導入し、導入された不活性ガスをアクチュエータ５０が収容された切欠部４９や複数のスリット６３や複数の貫通孔６４を介して排気する。そうすることによって、アクチュエータ５０や案内機構６１、平行リンク機構６６などが変位する際に生じる不純物（露光光を吸収する吸光物質など）が光学レンズに付着することが抑制できる。なお、不活性ガスとしては、窒素ガス、ヘリウムなどの希ガスを使用することができる。
【０１１４】
次に、前記のように構成された光学素子保持装置４３により、可動レンズ３８ａが光軸方向に移動される場合の動作について説明する。
図１２に示すように、アクチュエータ５０が電圧の印加に伴い、図面左端の回転ピボット機構５４を支点Ｐ０として回転されながら変位量ｄＬだけ伸長変位されると、変位拡大機構６０を構成する弾性ヒンジリンク機構６２の第１リンク６２ａが支点Ｐ１を中心にして時計方向に回転される。これにより、第２リンク６２ｂに対する第１リンク６２ａの下端の連結点Ｐ３が、左方へ変位量ｄｘだけ変位されるとともに、上方へ変位量ｄｙだけ変位される。
【０１１５】
このとき、インナリング部４４ａ上の連結アーム部５９は、平行リンク機構６６で構成された案内機構６１によって、光軸方向のみに移動できるように案内保持されている。このため、第２リンク６２ｂの右端の連結点Ｐ３に前記のような変位が加わると、その第２リンク６２ｂは上方に突き上げられ、これによって連結アーム部５９は上方へ変位量ｄＹだけ移動変位される。従って、案内機構６１と弾性ヒンジリンク機構６２とは、アクチュエータ５０の変位を互いに協働し合って、連結アーム部５９を上方へ移動させる。
【０１１６】
この場合、前記アクチュエータ５０の変位は、弾性ヒンジリンク機構６２の第１リンク６２ａ及び第２リンク６２ｂにて、変位の方向を変換されながら２段階で拡大されて連結アーム部５９に伝達される。よって、アクチュエータ５０の僅かな変位に基づいて、インナリング部４４ａに支持された可動レンズ３８ａが光軸方向へ大きな変位量で移動変位されることになる。
【０１１７】
すなわち、アクチュエータ５０が非作動状態にあって、第１リンク６２ａが原位置に配置された状態において、支点Ｐ１と連結点Ｐ２との垂直方向（光軸方向）への距離をａ、支点Ｐ１と連結点Ｐ３との垂直方向への距離をｂ、支点Ｐ１と連結点Ｐ３との水平方向（光軸方向と直交する方向）への距離をｃとしたとき、前記連結点Ｐ３の変位量ｄｘ，ｄｙは、次の（１）式及び（２）式に示すようになる。
ｄｘ ＝ （ｂ／ａ）×ｄＬ …（１）
ｄｙ ＝ （ｃ／ａ）×ｄＬ …（２）
さらに、前記第２リンク６２ｂが原位置に配置された状態において、連結点Ｐ３と連結点Ｐ４とを結ぶ線分の水平線に対する角度をαとしたとき、前記連結点Ｐ４すなわち連結アーム部５９の変位量ｄＹは、次の（３）式に示すようになる。
ｄＹ ＝ （１／tanα）×ｄｘ＋ｄｙ …（３）
よって、この（３）式に前記（１）及び（２）式を代入すると、前記連結アーム部５９の変位量ｄＹは、次の（４）式に示すようになる。
ｄＹ ＝ ｛（１／tanα）×（ｂ／ａ）＋（ｃ／ａ）｝×ｄＬ …（４）
この（４）式において、各パラメータａ〜ｃ，αは比較的自由に設定することができるため、それらのパラメータａ〜ｃ，αを任意に設定することにより、変位量ｄＬに対する変位量ｄＹの拡大率を所望の値にすることができる。従って、光学素子保持装置４３及びそれを備えた鏡筒３７の設計の自由度を高めることができる。
【０１１８】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（イ） この光学素子保持装置４３では、可動レンズ３８ａの周縁に係合してその可動レンズ３８ａを保持するインナリング部４４ａと、そのインナリング部４４ａをアクチュエータ５０の変位に基づいて相対移動可能に保持するアウタリング部４４ｂとが設けられている。また、アウタリング部４４ｂがインナリング部４４ａと一体の部材で形成されるとともに、そのインナリング部４４ａの外側に配置されている。そして、インナリング部４４ａとアウタリング部４４ｂとが、アクチュエータ５０の変位に基づいて可動レンズ３８ａの光軸にほぼ沿う方向に相対移動可能に連結されている。
【０１１９】
このため、光学素子保持装置４３を備えた複数の部分群鏡筒４２を、互いに積み重ねた際に可動レンズ３８ａが保持されたインナリング部４４ａに荷重をかけることなく、そのインナリング部４４ａの外側のアウタリング部４４ｂにおいて、可動レンズ３８ａの光軸方向へ順に積層配置することができる。よって、鏡筒３７の中間部付近に位置するレンズ３８であっても、アクチュエータ５０により光軸方向へ高精度に駆動することができる。また、可動レンズ３８ａを保持するインナリング部４４ａと、そのインナリング部４４ａを外部の装置に連結するアウタリング部４４ｂとが、内側と外側とに位置をずらして配置されているため、鏡筒３７をレンズ３８の光軸方向に対してコンパクトに構成することができる。
【０１２０】
（ロ） この光学素子保持装置４３では、アクチュエータ５０の変位に基づいて移動する可動レンズ３８ａがインナリング部４４ａに保持されるとともに、常に静止状態に保たれる静止レンズ３８ｂがアウタリング部４４ｂに保持されている。そして、可動レンズ３８ａと静止レンズ３８ｂとがほぼ重合状態になるように配置されている。このため、静止レンズ３８ｂを保持するための部分群鏡筒４２を別に設ける必要がなく、可動レンズ３８ａを保持した部分群鏡筒４２内に、静止レンズ３８ｂを重合状態で保持することができて、鏡筒３７をコンパクトに構成することができる。
【０１２１】
（ハ） この光学素子保持装置４３では、インナリング部４４ａとアウタリング部４４ｂとの相対移動量を計測するセンサ７２が設けられ、そのセンサ７２の検出ヘッド７６が断熱材よりなるヘッドホルダ７５を介してアウタリング部４４ｂに取着されている。このため、センサ７２にてインナリング部４４ａとアウタリング部４４ｂとの相対移動量を計測することにより、可動レンズ３８ａの光軸方向への移動量を適正に測定することができる。また、センサ７２の計測時に検出ヘッド７６で発生する熱が、部分群鏡筒４２内のレンズ３８に伝達されるのを断熱材にて抑制することができて、そのレンズ３８の面精度等が低下するのを抑制することができる。
【０１２２】
（ニ） この光学素子保持装置４３では、前記センサ７２が、スケール７４及び検出ヘッド７６を備えた非接触式エンコーダから構成されている。このため、アクチュエータ５０の変位に基づく可動レンズ３８ａの移動量を、ドリフトの影響を回避しつつ高精度に計測することができる。
【０１２３】
（ホ） この光学素子保持装置４３では、センサ７２のスケール７４及び検出ヘッド７６が、アウタリング部４４ｂの外表面に露出するように配設されている。このため、アウタリング部４４ｂの外表面から、スケール７４及び検出ヘッド７６の交換や調整等のメンテナンスを容易に行うことができる。
【０１２４】
（ヘ） この光学素子保持装置４３では、前記センサ７２がスケール７４及び検出ヘッド７６から構成され、インナリング部４４ａとアウタリング部４４ｂとの相対移動量を計測するための原点を検出する原点検出機能を備えている。このため、検出された原点に基づいて、可動レンズ３８ａの移動量計測を絶対位置計測にてより正確に行うことができる。
【０１２５】
（ト） この光学素子保持装置４３では、前記アクチュエータ５０がアウタリング部４４ｂの外側部に等角度間隔をおいて３つ設けられている。このため、３つのアクチュエータ５０により、可動レンズ３８ａを光軸方向へ高精度に駆動させることができるとともに、チルトさせることができる。
【０１２６】
（チ） この光学素子保持装置４３では、前記センサ７２がアウタリング部４４ｂの外周方向に隣接するアクチュエータ５０の中間にそれぞれ配置されている。このため、３つのアクチュエータ５０と３つのセンサ７２とを、アウタリング部４４ｂの外側部に嵩張ることなく配置することができて、鏡筒３７を外径方向に対してコンパクトに構成することができる。また、アクチュエータ５０とセンサ７２が、アウタリング部４４ｂの径方向に並設されることなく、外周方向に交互に配置されているため、それらのメンテナンスを容易に行うことができる。
【０１２７】
（リ） この光学素子保持装置４３では、前記アクチュエータ５０が、その長手方向をアウタリング部４４ｂの外周面の接線方向に沿わせるように配置されている。このため、アクチュエータ５０をアウタリング部４４ｂの外周面から大きく突出することなく配置することができる。また、前記アクチュエータ５０の短手方向が、可動レンズ３８ａの光軸方向に一致するため、光学素子保持装置４３内にアクチュエータ５０を装着することでの部分群鏡筒４２の光軸方向への大型化を最小限に留めることができる。従って、鏡筒３７をコンパクトに構成することができる。
【０１２８】
（ヌ） この光学素子保持装置４３では、前記アクチュエータ５０の両端部が、アウタリング部４４ｂに対して、相対回転可能な回転ピボット機構５４を介して結合されている。このため、アクチュエータ５０の駆動力を歪みが生じることなく伝達することができて、可動レンズ３８ａを高精度に駆動させることができる。
【０１２９】
（ル） この光学素子保持装置４３では、アウタリング部４４ｂの周壁に３つの切欠部４９が形成され、それらの切欠部４９内にアクチュエータ５０が収容配置されている。このため、アクチュエータ５０をアウタリング部４４ｂの外周に突出することなく、切欠部４９内に収容配置することができて、鏡筒３７を一層コンパクトに構成することができる。また、アクチュエータ５０が切欠部４９からアウタリング部４４ｂの外表面に露出するため、アクチュエータ５０の交換や調整等のメンテナンスを容易に行うこともできる。
【０１３０】
（ヲ） この光学素子保持装置４３では、前記アクチュエータ５０が圧電素子からなっている。このため、可動レンズ３８ａを駆動するためのアクチュエータ５０として、高精度、低発熱、高剛性及び高クリーン度の優れた特性を発揮させることができる。
【０１３１】
（ワ） この光学素子保持装置４３では、前記インナリング部４４ａとアウタリング部４４ｂとが、アクチュエータ５０と、そのアクチュエータ５０の変位を拡大する変位拡大機構６０と、インナリング部４４ａの移動を所定の方向に案内する案内機構６１とを介して連結されている。このため、アクチュエータ５０の僅かな変位を、変位拡大機構６０により大きな変位に拡大することができて、インナリング部４４ａを大きな変位量で移動させることができる。また、そのインナリング部４４ａの移動を案内機構６１により所定の方向へより正確に案内することができる。よって、可動レンズ３８ａを高精度に駆動することができることになる。
【０１３２】
（カ） この光学素子保持装置４３では、前記変位拡大機構６０が、アクチュエータ５０の変位の方向を可動レンズ３８ａの移動方向に変換して伝達する変換機能を備えている。このため、アクチュエータ５０の変位の方向と可動レンズ３８ａの移動方向が異なる場合でも、変位拡大機構６０により、アクチュエータ５０の変位を拡大するとともに変位の方向を可動レンズ３８ａの移動方向に変換して伝達することができて、構成の簡略化を図ることができる。
【０１３３】
（ヨ） この光学素子保持装置４３では、前記変位拡大機構６０が、複数のスリット６３と複数の貫通孔６４とからなる弾性ヒンジリンク機構６２で構成されている。このため、変位拡大機構６０をインナリング部４４ａ及びアウタリング部４４ｂと一体の部材で、ワイヤカット加工等により容易に形成することができ、構造を簡単にして部品点数を減少させることができる。
【０１３４】
（タ） この光学素子保持装置４３では、前記案内機構６１が、複数のスリット６３と複数の貫通孔６４とからなる平行リンク機構６６で構成され、そのレバー６６ａ，６６ｂが可動レンズ３８ａの接線に沿うように配置されている。このため、案内機構６１をインナリング部４４ａ及びアウタリング部４４ｂと一体の部材で、ワイヤカット加工等により容易に形成することができ、構造を簡単にして部品点数を減少させることができる。
【０１３５】
また、レバー６６ａ，６６ｂの延長方向が可動レンズ３８ａの接線方向と一致しているため、レバー６６ａ，６６ｂの回転によって僅かな余弦誤差が生じても、その余弦誤差が可動レンズ３８ａの径方向への横シフトを誘発したり、可動レンズ３８ａのレンズセル４６を歪ませたりすることはない。よって、可動レンズ３８ａの径方向変位をより確実に規制することができて、可動レンズ３８ａを光軸方向に沿ってより正確に移動させることができる。
【０１３６】
さらに、この平行リンク機構６６からなる案内機構６１では、隣接対向する一対の貫通孔６４間の弾性ヒンジ部６５において、捩じれ方向及び圧縮方向に弾性変形可能となっている。このため、その弾性変形を利用して、インナリング部４４ａを光軸方向に高精度に案内しながら、チルト方向にも必要な量だけ容易に移動させることができる。
【０１３７】
（レ） この光学素子保持装置４３では、前記アウタリング部４４ｂの上端面、及びそのアウタリング部４４ｂの下部に固定されたベースリング４５の下端面に、平面状の取付面４８がそれぞれ形成されている。このため、複数の部分群鏡筒４２を、それらの上下の取付面４８を互いに重合させることによって、可動レンズ３８ａが支持されたインナリング部４４ａに荷重をかけることなく、光軸方向へ安定状態で積層配置することができる。
【０１３８】
（ソ） この光学素子保持装置４３では、前記案内機構６１が、アクチュエータ５０の変位に基づいて駆動される可動レンズ３８ａの光学的ピボタル位置とほぼ一致するように配置されている。このため、可動レンズ３８ａのチルト動作時等においても径方向変位が生じることなく、その可動レンズ３８ａを光軸方向へより正確に移動させることができる。
【０１３９】
（ツ） この光学素子保持装置４３では、前記アクチュエータ５０の非作動状態において、インナリング部４４ａをその可動範囲の一端に復帰させるための引張りバネ６９が設けられている。このため、アクチュエータ５０の非作動状態における中立点の両側をインナリング部４４ａの可動範囲として使用することができて、インナリング部４４ａの可動範囲を拡大することができ、可動レンズ３８ａの移動調整が容易になる。
【０１４０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１４１】
この第２実施形態においては、図１５〜図１６に示すように、アクチュエータ５０の変位を拡大するとともに変位方向を変換するための変位拡大機構６０の構成が、第１実施形態と相違している。すなわち、この変位拡大機構６０は、複数のスリット６３と複数の貫通孔６４とからなる弾性ヒンジリンク機構６２で構成され、第１リンク６２ａと弾性片６２ｃと備えている。そして、第１リンク６２ａの左端が、弾性片６２ｃを介して、連結アーム部５９の右側縁に連結されている。
【０１４２】
よって、図１６に示すように、アクチュエータ５０が電圧の印加に伴って変位量ｄＬだけ伸長変位されると、第１リンク６２ａが支点Ｐ１を中心にして時計方向に回転され、弾性片６２ｃを介して連結アーム部５９が上方に引っ張られる。これにより、連結アーム部５９が平行リンク機構６６で構成された案内機構６１により光軸方向に案内されながら、上方へ変位量ｄＹだけ移動変位される。このとき、第１リンク６２ａと弾性片６２ｃとの連結部には左方への変位も生じるが、この変位は弾性片６２ｃの弾性変形によって吸収される。
【０１４３】
従って、アクチュエータ５０の僅かな変位に基づいて、インナリング部４４ａに支持された可動レンズ３８ａが光軸方向へ大きな変位量で移動変位されることになる。ここで、第１リンク６２ａが原位置に配置された状態において、支点Ｐ１と連結点Ｐ２との垂直方向への距離をａ、支点Ｐ１と連結点Ｐ３との水平方向への距離をｃとしたとき、前記連結アーム部５９の変位量ｄＹは、次の（５）式に示すようになる。
ｄＹ ＝ （ｃ／ａ）×ｄＬ …（５）
この（５）式において、各パラメータａ，ｃを適切に設定することにより、任意の拡大率を得ることができる。
【０１４４】
従って、本実施形態によれば、前記第１実施形態における（イ）〜（ツ）に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１４５】
この第３実施形態においては、図１７〜図１８に示すように、変位拡大機構６０の構成が、第１実施形態と相違している。すなわち、この変位拡大機構６０は、複数のスリット６３と複数の貫通孔６４とからなる弾性ヒンジリンク機構６２で構成され、第１リンク６２ａと第２リンク６２ｂと備えている。そして、第１リンク６２ａの右端、すなわち弾性ヒンジ部６５ａが支点Ｐ１としてアウタリング部４４ｂの周壁に連結されるとともに、第１リンク６２ａの左端、すなわち弾性ヒンジ部６５ｂが連結点Ｐ３として第２リンク６２ｂの下端に連結されている。また、第２リンク６２ｂの上端が連結点Ｐ２にてアクチュエータ５０の右端に連結されるとともに、第２リンク６２ｂの左端、すなわち弾性ヒンジ部６５ｃが連結点Ｐ４として連結アーム部５９の右側縁に連結されている。
【０１４６】
よって、図１８に示すように、アクチュエータ５０が電圧の印加に伴って変位量ｄＬだけ伸長変位されると、第２リンク６２ｂの上端の連結点Ｐ２に対して上方への引張り力が作用する。このとき、第２リンク６２ｂの下端の連結点Ｐ３が、第１リンク６２ａにより垂直方向（光軸方向）のみに移動可能に案内される。同時に、第２リンク６２ｂの左端の連結点Ｐ４が、連結アーム部５９とともに平行リンク機構６６で構成された案内機構６１により垂直方向のみに移動可能に案内される。このため、第２リンク６２ｂは、実質的に支点Ｐ１と連結点Ｐ３とを結ぶ線分の延長線上と、連結点Ｐ４から水平方向に延ばした線との交点Ｐｉを瞬間回転中心として時計方向に回転変位される。これによって、連結アーム部５９が上方へ変位量ｄＹだけ移動変位される。
【０１４７】
従って、アクチュエータ５０の僅かな変位に基づいて、インナリング部４４ａに支持された可動レンズ３８ａが光軸方向へ大きな変位量で移動変位させることができる。ここで、第２リンク６２ｂが原位置に配置された状態において、瞬間回転中心Ｐｉと連結点Ｐ２との垂直方向への距離をｅ、瞬間回転中心Ｐｉと連結点Ｐ４との水平方向への距離をｆとしたとき、前記連結アーム部５９の変位量ｄＹは、次の（６）式に示すようになる。
ｄＹ ＝ （ｆ／ｅ）×ｄＬ …（６）
この（６）式において、各パラメータｅ，ｆを適切に設定することにより、任意の拡大率を得ることができる。
【０１４８】
従って、本実施形態によれば、前記各実施形態における（イ）〜（ツ）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（ネ） この光学素子保持装置４３では、変位拡大機構６０が第１リンク６２ａと第２リンク６２ｂとを有する弾性ヒンジリンク機構６２で構成されている。そして、アクチュエータ５０の伸長変位に伴って、第２リンク６２ｂが実際の支点Ｐ１よりも遠くに設定される架空の瞬間回転中心Ｐｉの周りで回転変位されるようになっている。このため、アクチュエータ５０の変位量に対する可動レンズ３８ａの移動量の拡大率を大きくすることができる。
【０１４９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１５０】
この第４実施形態においては、図１９に示すように、アクチュエータ５０の右端部と変位拡大機構６０の第１リンク６２ａとの間の回転ピボット機構５４の構成が、第１実施形態と相違している。すなわち、この回転ピボット機構５４は、ワイヤカット加工等によりアウタリング部４４ｂにほぼ連続するように形成した複数のスリット６３と、そのスリット６３の対向端に所定の間隔をおいて形成した一対の貫通孔６４とで構成されている。そして、隣接対向する一対の貫通孔６４間が弾性ヒンジ部６５ｈとなっている。
【０１５１】
従って、本実施形態によれば、前記各実施形態における（イ）〜（ツ）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（ナ） この光学素子保持装置４３では、アクチュエータ５０の一端部の回転ピボット機構５４が、アウタリング部４４ｂにほぼ連続するように形成した複数のスリット６３と、その対向端に所定の間隔をおいて形成した複数の貫通孔６４とで構成されている。このため、アクチュエータ５０の作動時に、回転ピボット機構５４に摩擦抵抗が生じるのを低減することができて、アクチュエータ５０の駆動力を歪みなく好適に伝達することができる。
【０１５２】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１５３】
この第５実施形態においては、図２０に示すように、インナリング部４４ａの移動を案内するための案内機構６１の構成が、第１実施形態と相違している。すなわち、この案内機構６１は、複数のスリット６３と複数の貫通孔６４とからなる１本のリンク機構８５で構成されている。そして、そのリンク機構８５のレバー８５ａが可動レンズ３８ａの接線に沿うように配置されている。
【０１５４】
よって、前記第１実施形態の場合とほぼ同様に、アクチュエータ５０の伸長変位に伴い、変位拡大機構６０を介して連結アーム部５９が移動変位されるとき、リンク機構８５のレバー８５ａが可動レンズ３８ａの接線に沿う面内で回転されて、連結アーム部５９の移動が光軸方向に案内規制される。
【０１５５】
従って、本実施形態によれば、前記各実施形態における（イ）〜（ヨ）及び（レ）〜（ツ）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（ラ） この光学素子保持装置４３では、前記案内機構６１が、複数のスリット６３と複数の貫通孔６４とからなる１本のリンク機構８５で構成され、そのレバー８５ａが可動レンズ３８ａの接線に沿うように配置されている。このため、案内機構６１の構造が簡単で部品点数を減少させることができるとともに、可動レンズ３８ａの径方向変位をより確実に規制することができて、可動レンズ３８ａを光軸方向に沿ってより正確に移動させることができる。また、リンク機構８５の捩じれ方向の柔軟性が増すため、可動レンズ３８ａのチルト動作の可動範囲を拡大することができる。
【０１５６】
（変更例）
なお、前記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・ 前記各実施形態では、変位拡大機構６０が変位の方向を変換するように構成したが、駆動機構の変位の方向を変換する変換機構を変位拡大機構６０と別に設けてもよい。
【０１５７】
なお、前記各実施形態では、駆動機構（リンク機構）として、アクチュエータ５０の変位量をインナリング部４４ａに伝達する変位拡大機構６０（第１リンク機構）と、インナリング部４４ａとアウタリング部４４ｂとの相対移動を、光軸方向に案内する案内機構６１（第２リンク機構）とを含む構成について説明した。これに対して、変位拡大機構６０に案内機構６１の機能を持たせ、案内機構６１を省略してもよい。また、案内機構６１に変位拡大機構６０の機能を持たせ、変位拡大機構６０を省略してもよい。
【０１５８】
・ 前記各実施形態では、変位拡大機構６０を介して、アクチュエータ５０の変位を拡大してインナリング部４４ａに伝達したが、インナリング部４４ａの光軸方向への移動量が微小な場合には、変位拡大機構６０を省略してもよい。
【０１５９】
・ 前記各実施形態では、駆動機構としてのアクチュエータ５０を圧電素子で構成したが、これを磁歪アクチュエータや流体圧アクチュエータで構成してもよい。
【０１６０】
・ 前記各実施形態では、インナリング部４４ａとアウタリング部４４ｂとの間に復帰機構としての引張りバネ６９を設けたが、アクチュエータ５０として復帰バネを内蔵した圧電素子を用いて、アクチュエータ５０の非作動時に、インナリング部４４ａが可動範囲の一端側に復帰されるように構成してもよい。
【０１６１】
・ 前記各実施形態では光学素子としてレンズ３８が例示されているが、この光学素子は平行平板、位相差板等の他の光学素子であってもよい。さらに、この光学素子は、露光光ＥＬを偏向する偏向部材、露光光ＥＬを反射する反射面を備えた反射光学部材であってもよい。
【０１６２】
・ 前記各実施形態では、複数の部分群鏡筒４２を積層する際に、各部分群鏡筒４２の取付面４８の間に、間隔調整部材を配置したが、間隔調整部材を省略して、各部分群鏡筒４２の取付面４８同士を直接接触させてもよい。
【０１６３】
・ この発明の光学素子保持装置４３は、前記実施形態の露光装置３１の投影光学系３５における横置きタイプのレンズ３８の保持構成に限定されることなく、露光装置３１における照明光学系３３における各種光学素子の保持装置、あるいは縦置きタイプの光学素子の保持装置に具体化してもよい。さらに、他の光学機械、例えば顕微鏡、干渉計等の光学系における光学素子の保持装置に具体化してもよい。
【０１６４】
・ 本発明の露光装置は、半導体素子製造用の露光装置３１に限定されるものではなく、また、縮小露光型の露光装置に限定されるものでもない。すなわち、この露光装置は、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等の露光装置を含むものである。また、等倍露光型の露光装置、ステップ・アンド・リピート方式の一括露光型露光装置、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型露光装置をも含むものである。
【０１６５】
このようにした場合でも、前記各実施形態に記載の効果とほぼ同様の効果が得られる。
また、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プロキシミティ露光装置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。
【０１６６】
なお、照明光学系、投影光学系を構成する複数のレンズ又は反射光学素子の少なくとも一部を本実施の形態の光学部材保持装置で保持し、この照明光学系及び投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるウェハステージ（スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージも含む）を露光装置本体に取り付けて配線を接続し、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た上で、さらに総合調整（電気調整、動作確認など）をすることにより、実施形態の露光装置を製造することができる。また、光学部材保持装置を構成する各部品は、超音波洗浄などにより、加工油や、金属物質などの不純物を落としたうえで、組み上げられる。なお、露光装置の製造は、温度、湿度や気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。
【０１６７】
本実施の形態における硝材として、蛍石、石英などを例に説明したが、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−フローライド、及びリチウム−ストロンチウム−アルミニウム−フローライド等の結晶や、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、フッ素をドープした石英ガラス、フッ素に加えて水素もドープされた石英ガラス、ＯＨ基を含有させた石英ガラス、フッ素に加えてＯＨ基を含有した石英ガラス等の改良石英を用いた場合にも、本実施の形態の光学部材保持装置を適用することができる。
【０１６８】
次に、上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図２１は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。図２１に示すように、まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、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）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レクチル）を製作する。一方、ステップＳ１０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【０１６９】
次に、ステップＳ１０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、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）等の工程が必要に応じて含まれる。
【０１７０】
最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製された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。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１７１】
図２２は、半導体デバイスの場合における、図２１のステップＳ１０４の詳細なフローの一例を示す図である。図２２において、ステップＳ１１１（酸化ステップ）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）では、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）では、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜Ｓ１１４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。
【０１７２】
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。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。この転写の動作時に、大気圧変化及び照射熱により発生する収差やディストーションを上述した光学素子保持装置４３によって補正する。そして、補正しながら転写されたウエハをステップＳ１１７において、現像する。ステップＳ１１８（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Ｓ１１９（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。
【０１７３】
これらの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、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した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Ｓ１１６）において上記の露光装置が用いられ、真空紫外域の露光光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程度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。
【０１７４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本願請求項１に記載の発明によれば、鏡筒をコンパクトに構成することができるとともに、光学素子を高精度に駆動することができる。また、アクチュエータの変位に基づいて、保持部とアウタリング部とを相対移動させる際に、その相対移動を第２リンク機構により所定の方向へ正確に案内することができる。このため、光学素子を、より正確にその光軸方向に駆動及びチルト駆動させることができる。
【０１７６】
本願請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明の効果に加えて、光学素子の移動量を適正に測定することができる。また、計測装置で発生する熱が光学素子に伝達されるのを断熱材にて抑制することができて、光学素子の駆動をより高精度に行うことができる。
【０１７７】
本願請求項３に記載の発明によれば、前記請求項２に記載の発明の効果に加えて、光学素子の移動量を求めることで、その移動量を適正に測定することができる。
【０１７８】
本願請求項４に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明の効果に加えて、光学素子を光軸方向へ高精度に駆動させることができるとともに、チルト駆動させることができる。
本願請求項５に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明の効果に加えて、光学素子の移動量をドリフトの影響を回避しつつ高精度に計測することができる。
【０１８０】
本願請求項６に記載の発明によれば、前記請求項５に記載の発明の効果に加えて、駆動装置と計測装置とをアウタリング部の外周部に嵩張ることなく配置することができて、鏡筒を外径方向に対してコンパクトに構成することができる。また、駆動装置及び計測装置のメンテナンスを容易に行うことができる。
【０１８１】
本願請求項７に記載の発明によれば、前記請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、駆動機構をアウタリング部の外周面から大きく突出することなく配置することができる。また、駆動機構が鏡筒を光学素子の光軸方向に大型化させることがなく、鏡筒をコンパクトに構成することができる。
【０１８２】
本願請求項８に記載の発明によれば、前記請求項７に記載の発明の効果に加えて、アクチュエータの駆動力を歪みが生じることなく保持部に伝達することができて、光学素子を高精度に駆動させるのに好適である。
【０１８３】
本願請求項９に記載の発明によれば、前記請求項８に記載の発明の効果に加えて、回転ピボットの摩擦抵抗を低減することができて、アクチュエータの駆動力を保持部に歪みなく好適に伝達することができる。
【０１８４】
本願請求項１０に記載の発明によれば、前記請求項１〜請求項９のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、アクチュエータをアウタリング部の外周に突出することなく、開口部内に収容することができて、鏡筒を一層コンパクトに構成することができる。また、アクチュエータを開口部からアウタリング部の外表面に露出させることもでき、アクチュエータのメンテナンスを容易に行うこともできる。
【０１８５】
本願請求項１１に記載の発明によれば、前記請求項１〜請求項１０のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、光学素子を駆動するためのアクチュエータとして、高精度、低発熱、高剛性及び高クリーン度の優れた特性を発揮することができる。
【０１８７】
本願請求項１２に記載の発明によれば、前記請求項７〜９のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、第１リンク機構によりアクチュエータの変位を光学素子の光軸方向の変位に変換して保持部に伝達することができる。よって、構成の簡略化を図ることができる。
【０１８８】
本願請求項１３に記載の発明によれば、前記請求項１〜請求項１２のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、駆動機構の僅かな変位を変位拡大機構により大きな変位に拡大することができて、保持部とアウタリング部とを大きな変位量で相対移動させることができる。よって、光学素子を高精度に駆動する構成として好適である。
【０１８９】
本願請求項１４に記載の発明によれば、前記請求項１〜請求項１３のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、第１リンク機構を保持部及びアウタリング部と一体の部材で形成することができる。従って、構造を簡略化することができるとともに、部品点数を減少させることができる。
【０１９０】
本願請求項１５に記載の発明によれば、前記請求項１４に記載の発明の効果に加えて、第１リンク機構の構造が簡単で部品点数を減少させることができる。
【０１９１】
本願請求項１６に記載の発明によれば、前記請求項１４または請求項１５に記載の発明の効果に加えて、第２リンク機構の構造が簡単で部品点数を減少させることができるとともに、光学素子の径方向変位をより確実に規制することができて、光学素子を光軸方向に沿ってより正確に移動させることができる。また、平行リンク機構の捩じれ方向の柔軟性が増すため、光学素子のチルト動作の可動範囲を拡大することができる。
【０１９２】
本願請求項１７に記載の発明によれば、前記請求項１〜請求項１６のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、複数の光学素子保持装置のアウタリング部を、それらの取付面にて重合させることにより、光学素子の光軸方向へ安定状態で積層配置することができる。
【０１９３】
本願請求項１８に記載の発明によれば、前記請求項１〜請求項１７のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、光学素子のチルト動作時等においても径方向変位が生じることなく、光学素子を光軸方向へより正確に移動させることができる。
【０１９４】
本願請求項１９に記載の発明によれば、前記請求項１〜請求項１８のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、駆動機構による保持部の可動範囲を拡大することができて、光学素子を高精度に駆動する構成として好適である。
【０１９５】
本願請求項２０に記載の発明によれば、前記請求項１〜請求項１９のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、保持部とアウタリング部とを内側のインナリング部と外側のアウタリング部とにずらして配置することで、鏡筒をコンパクトに構成することができるとともに、アウタリング部において光学素子の光軸方向へ順に積層配置することができる。このため、鏡筒の中間部付近に位置する光学素子であっても、駆動機構により高精度に駆動することができる。
【０１９７】
本願請求項２２に記載の発明によれば、前記請求項２０に記載の発明の効果に加えて、前記請求項１７に記載の発明の効果とほぼ同様の効果が得られる。
【０２０１】
本願請求項２３に記載の発明によれば、鏡筒全体をコンパクトに構成することができるとともに、その内部の光学素子を容易かつ高精度に駆動調整することができる。
【０２０２】
本願請求項２４に記載の発明によれば、投影光学系の光学素子の収差を高精度に調整することができて、微細なパターンの像を基板上により正確に転写することができる。
【０２０３】
本願請求項２５に記載の発明によれば、露光精度を向上することができて、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の露光装置を示す概略構成図。
【図２】 図１の投影光学系における部分群鏡筒の一部切欠斜視図。
【図３】 図２の部分群鏡筒の平面図。
【図４】 図３の４−４線における断面図。
【図５】 図２の部分群鏡筒の一部分を拡大して示す要部側面図。
【図６】 図５の６−６線における部分断面図。
【図７】 図２の部分群鏡筒の他部分を拡大して示す要部側面図。
【図８】 図７の８−８線における部分断面図。
【図９】 図２の部分群鏡筒の鏡筒本体を示す斜視図。
【図１０】 図９の鏡筒本体の一部分を拡大して示す要部斜視図。
【図１１】 図５の部分群鏡筒におけるアクチュエータ、変位拡大機構及び案内機構の部分をさらに拡大して示す要部側面図。
【図１２】 図１１の構成の動作を説明する説明図。
【図１３】 アクチュエータの両端の結合構成を示す断面図。
【図１４】 変位拡大機構及び案内機構の弾性ヒンジ構成を拡大して示す部分側面図。
【図１５】 第２実施形態の部分群鏡筒の要部側面図。
【図１６】 図１５の構成の動作を説明する説明図。
【図１７】 第３実施形態の部分群鏡筒の要部側面図。
【図１８】 図１７の構成の動作を説明する説明図。
【図１９】 第４実施形態の部分群鏡筒の要部側面図。
【図２０】 第５実施形態の部分群鏡筒の要部側面図。
【図２１】 デバイスの製造例のフローチャート。
【図２２】 半導体デバイスの場合における図２１のウエハ処理に関する詳細なフローチャート。
【図２３】 従来構成の投影光学系を示す概略構成図。
【図２４】 図２３の投影光学系の変更構成を示す概略構成図。
【図２５】 図２３の投影光学系の鏡筒の一部を示す分解斜視図。
【図２６】 図２３の鏡筒における案内機構を拡大して示す部分断面図。
【図２７】 図２６の案内機構の動作を説明する説明図。
【図２８】 図２６の案内機構の動作を説明する説明図。
【符号の説明】
３１…露光装置、３５…投影光学系、３７…鏡筒、３８…光学素子としてのレンズ、３８ａ…光学素子としての（可動）レンズ、３８ｂ…光学素子としての（静止）レンズ、４２…鏡筒の一部を構成する部分群鏡筒、４３…光学素子保持装置、４４ａ…保持部及び第１保持部を構成するインナリング部、４４ｂ…連結部及び第２保持部を構成するアウタリング部、４８…取付面、４９…開口部をなす切欠部、５０…駆動機構としてのアクチュエータ、５４…回転ピボット機構、６０…第１リンク機構の機能を備える変位拡大機構、６１…第２リンク機構の機能を備える案内手段としての案内機構、６２…弾性ヒンジリンク機構、６３…スリット、６４…貫通孔、６６…平行リンク機構、６９…復帰機構としての引張りバネ、７２…計測装置としてのセンサ、７４…被測定部としてのスケール、７５…計測ヘッドとしての検出ヘッド、８５…リンク機構、８５ａ…レバー、Ｒ…マスクとしてのレチクル、Ｗ…基板としてのウエハ。

Claims (25)

1. 光学素子を保持する光学素子保持装置において、
   アウタリング部と、
   前記アウタリング部の内側に配置され、前記光学素子の周縁部を保持する保持部と、
   前記アウタリング部に設けられたアクチュエータと、
   前記アウタリング部に対して前記保持部を駆動する駆動機構とを備え、
   前記駆動機構は、前記アクチュエータの変位を前記保持部に伝達する第１リンク機構と、前記第１リンク機構とは別に設けられ、前記アクチュエータの変位が前記第１リンク機構を介して前記保持部に伝達されたときに、前記アウタリング部に対して前記保持部を所定方向に案内する第２リンク機構とを有することを特徴とする光学素子保持装置。
2. 前記光学素子の移動量を計測する計測装置を備え、
   前記計測装置の少なくとも一部を、断熱材を介して前記保持部及び前記アウタリング部の少なくとも一方に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持装置。
3. 前記計測装置は、前記アウタリング部に対する前記保持部の変位量を計測し、その計測結果に基づいて、前記光学素子の移動量を求めることを特徴とする請求項２に記載の光学素子保持装置。
4. 前記駆動機構を前記アウタリング部に対して、等角度間隔をおいて少なくとも３つ設けたことを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持装置。
5. 前記光学素子の移動量を計測する計測装置を備え、
   前記計測装置は、前記保持部に取り付けられた被測定部と、
   前記アウタリング部に取り付けられた計測ヘッドとを備える光学式エンコーダを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持装置。
6. 前記駆動機構を前記アウタリング部に対して、等角度間隔をおいて少なくとも３つ設け、
   前記計測装置を前記等角度間隔をおいて設けられた前記駆動機構の中間に配置したこと
   を特徴とする請求項５に記載の光学素子保持装置。
7. 前記アクチュエータは、前記アウタリング部に対して、前記アクチュエータの変位方向が前記アウタリング部の外周面の接線方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
8. 前記アクチュエータと前記アウタリング部との間に配置される回転ピボットをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の光学素子保持装置。
9. 前記回転ピボットは、前記光学素子の光軸に対して交差する方向に、かつ前記アウタリング部に切り欠いて形成される切り欠きばねを有することを特徴とする請求項８に記載の光学素子保持装置。
10. 前記アウタリング部は、前記アウタリング部を切り欠いて形成された開口部を有し、前記アクチュエータは、前記開口部に収容されることを特徴とする請求項１〜請求項９のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
11. 前記アクチュエータは、圧電素子を含むことを特徴とする請求項１〜請求項１０のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
12. 前記第１リンク機構は、前記アクチュエータの変位を前記光学素子の光軸方向の変位に変換することを特徴とする請求項７〜請求項９のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
13. 前記第１リンク機構は、前記アクチュエータの変位量を拡大する変位拡大機構を含むことを特徴とする請求項１〜請求項１２のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
14. 前記第１リンク機構は、前記光学素子の光軸に対して交差する方向に延びるように、前記アウタリング部を切り欠いて形成される切り欠きばねを含むことを特徴とする請求項１〜請求項１３のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
15. 前記切り欠きばねは、前記光学素子の光軸に対して交差する方向に形成された複数のスリットと複数の貫通孔とを有する弾性ヒンジリンクで構成されることを特徴とする請求項１４に記載の光学素子保持装置。
16. 前記第２リンク機構は、前記光学素子の光軸に対して交差するように延びる複数の貫通孔と、前記複数の貫通孔に連続して形成された複数のスリットとにより区画された平行リンク機構を含むことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の光学素子保持装置。
17. 前記アウタリング部は、軸線と交差する端面の少なくとも一方に、前記軸線方向に沿って隣接して配置される他の光学素子保持装置を取り付ける取付面を有することを特徴とする請求項１〜請求項１６のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
18. 前記第２リンク機構は、光学素子の光学的ピボタル位置とほぼ一致するように、前記保持部を案内することを特徴とする請求項１〜請求項１７のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
19. 前記保持部に接続され、前記保持部をその原点位置に復帰させる復帰機構を有することを特徴とする請求項１〜請求項１８のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
20. 前記保持部は、前記光学素子の周縁部を保持するインナリング部を有し、
    前記アウタリング部は、他のアウタリング部に取り付けられる取付部を有することを特徴とする請求項１〜請求項１９のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
21. 前記第１リンク機構及び前記第２リンク機構は、前記アウタリング部の側壁に形成されることを特徴とする講求項１〜請求項２０のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置。
22. 前記取付部は、前記アウタリング部の一端または他端の少なくとも一方に設けられることを特徴とする請求項２０に記載の光学素子保持装置。
23. 内部に複数の光学素子を保持する鏡筒において、
    前記光学素子の少なくとも１つを、請求項１〜請求項２２のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置を介して保持したことを特徴とする鏡筒。
24. マスク上に形成されたパターンの像を投影光学系を介して基板上に転写する露光装置において、
    前記投影光学系は、複数の光学素子を収容する鏡筒を有し、
    前記複数の光学素子は、請求項１〜請求項２２のうちいずれか一項に記載の光学素子保持装置で保持され、
    前記鏡筒は、前記光学素子保持装置の取付面を介して積層されて構成されることを特徴とする露光装置。
25. 請求項２４に記載の露光装置を用いてマイクロデバイスを製造するマイクロデバイスの製造方法。

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