JP2005175177A - 光学装置及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鏡筒内で保持されるミラーの位置を高精度かつ安定性良く計測する。
【解決手段】部分鏡筒１５２ｃ内で保持されるミラーＭ１の位置計測に用いられるレーザ干渉計において、参照ビームの光路のうち測長ビームとは独立した光路の光路長を決定するビームスプリッタ７２と参照鏡７４を少なくとも含む干渉計ブロック６４ｘ₁を部分鏡筒に固設する。すなわち、部分鏡筒そのものの剛性を高くすることにより、ビームスプリッタから参照鏡までの距離を一定に維持することができるので、計測対象であるミラーの位置を、参照鏡に照射される参照ビームの光路長と測長ビームの光路長との差に基づいて精度良くかつ安定性良く、非接触にて計測することが可能となる。また、干渉計ブロックを保持する保持部材として大型かつ大重量な保持部材を用いる必要がないため、装置の大型化を招くこともない。
【選択図】図６

Description

本発明は、光学装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、投影光学系等に用いて好適な光学装置及び前記光学装置を備える露光装置に関する。

従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜「ウエハ」ともいう）上に転写する露光装置が用いられている。この種の装置としては、近年では、スループットを重視する観点から、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆる「ステッパ」）や、このステッパを改良したステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置などの逐次移動型の投影露光装置が主として用いられている。

かかる露光装置では、従来、露光用の照明光（露光ビーム）として超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）や、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などが使用されていた。近年ではより高い解像度（解像力）を得るために、露光ビームとしてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を露光ビームとする露光装置も実用化されている。これらの露光装置の投影光学系としては、屈折系、又は反射屈折系が主として使用されていた。

これに対して、より微細な半導体素子等を製造するために、最近では、露光光として波長が１００ｎｍ程度以下の軟Ｘ線領域の光、すなわちＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を使用するＥＵＶ露光装置の開発も行われている。このＥＵＶ露光装置では、ＥＵＶ光が透過する光学材料が現時点では存在しないため、照明光学系及び投影光学系は全て反射光学素子（ミラー）によって構成され、レチクルもまた反射型レチクルが使用される。

投影光学系として、屈折系、反射屈折系及び反射系のいずれを用いる場合であっても、レチクルパターンの像を高解像度でウエハ上に転写するためには投影光学系の結像特性（諸収差）を調整することが必要であり、そのための手段として、投影光学系を構成する少なくとも一部の光学素子（以下、「可動光学素子」と呼ぶ）の位置・姿勢を調整する手段が一般的に採用される。この場合、その可動光学素子の位置を計測することが必要であるが、露光装置の投影光学系に要求される解像度が年々高くなるのに伴い、より高精度な位置計測が必然的に要請されるようになってきた。

しかしながら、従来においては、上記の可動光学素子の位置計測には、静電容量型の変位センサが主として用いられていることから、計測精度が要求精度に対して不十分であった。また、静電容量型の変位センサでは、計測ストロークが光学部材の必要な調整ストロークに対して不十分となる場合があった。

特に、前述したＥＵＶ露光装置などの場合には、投影光学系の鏡筒の内部に複数のミラーが配置され、それらのミラー相互間の空間に各ミラーに対する入射光束及び反射光束が必然的に密集する傾向にあるため、その空間内に変位センサを配置することが困難な場合もあった。

上述した種々の不都合を改善するための手段として、実験装置等で現実に採用されているレーザ干渉計を用いて上記可動光学素子などの光学部材の位置を計測することが考えられる。しかし、実際の投影光学系において光学部材の位置計測をレーザ干渉計を用いて行う場合には、例えば投影光学系の周辺に、レーザ干渉計を保持する巨大な構造物を設置するなどして、レーザ干渉計を含む計測系の剛性がある程度以上高くなる構成を採用することが必要である。これは、計測系の剛性が低いと、振動などの影響により、計測精度が低下するからである。しかしながら、上記のような構造物がその周囲に設置された投影光学系を、露光装置の投影光学系として採用することは、装置の必要以上の大型化、重量化を招くため、現実問題として困難である。また、露光装置によっては、スペースの問題から、投影光学系の周囲に巨大な構造物を設置することが不可能な場合も考えられる。

本発明は、上述した事情の下になされたもので、その第１の目的は、鏡筒内に配置される光学素子の位置を、非接触で、高分解能かつ安定性良く計測することが可能な光学装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、マスクのパターンを感光物体上に精度良く転写することが可能な露光装置を提供することにある。

レーザ干渉計は、参照鏡に照射される参照ビームの光路長と、計測対象物に照射される測長ビームの光路長との差に基づいて、参照鏡を基準とする計測対象物の位置（相対位置）を計測するものである。従って、基準となるのは、参照ビームの光路長であり、この参照ビームの光路のうち、測長ビームとは独立した光路の光路長が変化しないことが重要である。すなわち、光源から射出されるレーザビームを測長ビームと参照ビームとに分離する分離光学素子（ビームスプリッタなど）から参照鏡までの距離が一定に維持されていることが重要である。本発明は、かかる点に着目してなされたもので、以下のような構成を採用する。

請求項１に記載の発明は、鏡筒（５２）と；該鏡筒内で保持される１又は２以上の光学素子（Ｍ１〜Ｍ６）と；前記光学素子のうちの少なくとも１つの位置計測に用いられるレーザ干渉計の一部を構成し、前記鏡筒に固設される干渉計構成部品（６４ｘ_i，６４ｙ_i）と；を備え、前記干渉計構成部品は、光源（８０）から射出されるレーザビームを、測長ビームと参照ビームとに分離する分離光学素子（７２）と、前記参照ビームを反射する参照鏡（７４）とを少なくとも含むことを特徴とする光学装置である。

これによれば、鏡筒内で保持される１又は２以上の光学素子のうちの少なくとも１つの位置計測に用いられるレーザ干渉計の一部を構成する干渉計構成部品が鏡筒に固設されている。この干渉計構成部品は、光源から射出されるレーザビームを、測長ビームと参照ビームとに分離する分離光学素子と、前記参照ビームを反射する参照鏡とを少なくとも含んでいる。すなわち、参照ビームの光路のうち、測長ビームとは独立した光路（の光路長）を決定する分離光学素子と参照鏡を少なくとも含む干渉計構成部品が鏡筒に固設されているので、鏡筒そのものの剛性を高くすることにより、分離光学素子から参照鏡までの距離（分離光学素子と参照鏡との位置関係）を一定に維持することができる。この結果、前記レーザ干渉計により、測長ビームが照射される光学素子の位置を、参照鏡に照射される参照ビームの光路長と測長ビームの光路長との差に基づいて精度良く（静電容量式変位センサなどに比べて高い分解能で）かつ安定性良く、非接触にて計測することが可能となる。また、レーザ干渉計の測長ストロークは、静電容量式変位センサなどの計測ストロークに比べて格段に長いのが通常であり、測長ストロークが光学素子の調整ストロークに対して不十分となることはない。また、干渉計構成部品を保持する保持部材として大型かつ大重量な保持部材を用いる必要がなく、鏡筒をある程度剛性の高い構造にすれば足りるので、装置の大型化を招くこともない。

この場合において、請求項２に記載の光学装置の如く、前記干渉計構成部品は、λ／４板（７６Ａ，７６Ｂ）、及びディテクタ（７８）の少なくとも一方を更に含むこととすることができる。

上記請求項１及び２に記載の各光学装置において、請求項３に記載の光学装置の如く、前記レーザ干渉計の計測結果に基づいて、前記光学素子を駆動する光学素子駆動機構（４６₁〜４６₆）を更に備えることとすることができる。

請求項４に記載の発明は、照明光（ＥＬ）によりマスク（Ｒ）を照射し、前記マスクのパターンを投影光学系（ＰＯ）を介して感光物体（Ｗ）上に転写する露光装置であって、前記投影光学系として、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学装置を備える露光装置である。

これによれば、鏡筒内で保持される少なくとも１つの光学素子の位置を高分解能かつ安定性良く、非接触で計測することが可能な光学装置を、投影光学系として備えることから、その計測結果に基づいて、その光学素子の位置・姿勢を調整することで、その投影光学系の結像特性を高精度に調整することが可能となり、この結像特性調整後の投影光学系によりマスクのパターンを感光物体上に転写することで、前記パターンを感光物体上に精度良く転写することが可能になる。

この場合において、請求項５に記載の露光装置の如く、前記投影光学系は、反射光学素子のみから成る反射光学系であり、前記照明光は、波長５〜２０ｎｍのＥＵＶ光であることとすることができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。

図１には、一実施形態に係る露光装置１０の全体構成が概略的に示されている。この露光装置１０では、後述するように、投影光学系ＰＯが使用されているので、以下においては、この投影光学系ＰＯの光学軸方向をＺ軸方向、これに直交する面内で図１における紙面内左右方向をＹ軸方向、紙面に直交する方向をＸ軸方向として説明するものとする。

この露光装置１０は、レチクルＲに形成された回路パターンの一部の像を投影光学系ＰＯを介してウエハＷ上に投影しつつ、レチクルＲとウエハＷとを投影光学系ＰＯに対して１次元方向（ここではＹ軸方向）に相対走査することによって、レチクルＲの回路パターンの全体をウエハＷ上の複数のショット領域の各々にステップ・アンド・スキャン方式で転写するものである。

露光装置１０は、ＥＵＶ光（軟Ｘ線領域の光）ＥＬを射出する光源装置１２、この光源装置１２からのＥＵＶ光ＥＬを反射して所定の入射角、例えば約５０〔ｍｒａｄ〕でレチクルＲのパターン面（図１における下面（−Ｚ側の面））に入射するように折り曲げる折り曲げミラーＭを含む照明光学系（なお、折り曲げミラーＭは、投影光学系ＰＯの鏡筒内部に存在しているが、実際には照明光学系の一部である）、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲのパターン面で反射されたＥＵＶ光ＥＬをウエハＷの被露光面（図１における上面（＋Ｚ側の面））に対して垂直に投射する投影光学系ＰＯ、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ等を備えている。この露光装置１０は、実際には、不図示の真空チャンバ内に収納されている。

前記光源装置１２としては、一例として、レーザ励起プラズマ光源が用いられている。このレーザ励起プラズマ光源は、ＥＵＶ光発生物質（ターゲット）に高輝度のレーザ光を照射することにより、そのターゲットが高温のプラズマ状態に励起され、該ターゲットが冷える際に放出するＥＵＶ光、紫外光、可視光、及び他の波長域の光を利用するものである。なお、本実施形態では、主に波長５〜２０ｎｍ、例えば波長１１ｎｍのＥＵＶ光が露光ビームとして用いられるものとする。

前記照明光学系は、照明ミラー、波長選択窓等（いずれも図示省略）及び折り曲げミラーＭ等を含んで構成されている。また、光源装置１２内の集光ミラーとしての放物面鏡も照明光学系の一部を構成する。光源装置１２で射出され、照明光学系を介したＥＵＶ光ＥＬ（前述の折り曲げミラーＭで反射されたＥＵＶ光ＥＬ）は、レチクルＲのパターン面を円弧スリット状の照明光となって照明する。

前記レチクルステージＲＳＴは、ＸＹ平面に沿って配置されたレチクルステージベース３２上に配置され、レチクルステージ駆動系３４を構成する例えば磁気浮上型２次元リニアアクチュエータが発生する磁気浮上力によって前記レチクルステージベース３２上に浮上支持されている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルステージ駆動系３４が発生する駆動力によってＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Ｘ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）にも微小量駆動されるようになっている。また、このレチクルステージＲＳＴは、レチクルステージ駆動系３４が複数箇所で発生する磁気浮上力の調整によってＺ軸方向及びＸＹ面に対する傾斜方向（Ｘ軸回りの回転方向であるθｘ方向及びＹ軸回りの回転方向であるθｙ方向）にも微小量だけ駆動可能に構成されている。

レチクルステージＲＳＴの下面側に不図示の静電チャック方式（又はメカチャック方式）のレチクルホルダが設けられ、該レチクルホルダによってレチクルＲが保持されている。このレチクルＲとしては、照明光ＥＬが波長１１ｎｍのＥＵＶ光であることと対応して反射型レチクルが用いられている。このレチクルＲは、そのパターン面が下面となる状態でレチクルホルダによって保持されている。このレチクルＲは、シリコンウエハ、石英、低膨張ガラスなどの薄い板から成り、その−Ｚ側の表面（パターン面）には、ＥＵＶ光を反射する反射膜が形成されている。この反射膜は、モリブデンＭｏとベリリウムＢｅの膜が交互に約５．５ｎｍの周期で、約５０ペア積層された多層膜である。この多層膜は波長１１ｎｍのＥＵＶ光に対して約７０％の反射率を有する。なお、前記折り曲げミラーＭ、その他の照明光学系内の各ミラーの反射面にも同様の構成の多層膜が形成されている。

レチクルＲのパターン面に形成された多層膜の上には、吸収層として例えばニッケルＮｉ又はアルミニウムＡｌが一面に塗布され、その吸収層にパターンニングが施されて回路パターンが形成されている。

レチクルＲの吸収層が残っている部分に当たったＥＵＶ光はその吸収層によって吸収され、吸収層の抜けた部分（吸収層が除去された部分）の反射膜に当たったＥＵＶ光はその反射膜によって反射され、結果として回路パターンの情報を含んだＥＵＶ光がレチクルＲのパターン面からの反射光として後述する投影光学系ＰＯへ向かう。

レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）のステージ移動面内での位置（ＸＹ面内の位置）は、レチクルステージＲＳＴに設けられた（又は形成された）反射面にレーザビームを投射するレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）８２Ｒによって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクル干渉計は、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向位置（Ｘ位置）を計測するレチクルＸ干渉計とレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向位置（Ｙ位置）を計測するレチクルＹ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的にレチクル干渉計８２Ｒとして示されている。そして、レチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計の少なくとも一方、例えばレチクルＹ干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）のＹ位置に加え、θｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）の回転量（ヨーイング量）も計測できるようになっている。

前記レチクルＲのＺ軸方向の位置は、パターン面に対し斜め方向から検出ビームを照射する送光系１３ａと、レチクルＲのパターン面で反射された検出ビームを受光する受光系１３ｂとから構成されるレチクルフォーカスセンサ（１３ａ，１３ｂ）によって計測されている。このレチクルフォーカスセンサ（１３ａ，１３ｂ）としては、例えば特開平６−２８３４０３号公報等に開示される多点焦点位置検出系が用いられている。このため、該レチクルフォーカスセンサ（１３ａ，１３ｂ）の計測値に基づいて、レチクルＲのパターン面のＺ位置のみならず、ＸＹ面に対する傾斜（θｘ、θｙ方向の回転量）も求めることができる。

レチクル干渉計８２Ｒ及びレチクルフォーカスセンサ（１３ａ，１３ｂ）の計測値は、主制御装置２０（図７参照）に供給され、該主制御装置２０によってそれらレチクル干渉計８２Ｒ及びレチクルフォーカスセンサ（１３ａ，１３ｂ）の計測値に基づいてレチクルステージ駆動系３４を介してレチクルステージＲＳＴが駆動されることで、レチクルＲの６次元方向の位置及び姿勢制御が行われるようになっている。

前記投影光学系ＰＯは、開口数（Ｎ．Ａ．）が例えば０．１で、後述するように、反射光学素子（ミラー）のみから成る反射光学系が使用されており、ここでは、投影倍率が１／４倍のものが使用されている。従って、レチクルＲによって反射され、レチクルＲに形成されたパターンの情報を含むＥＵＶ光ＥＬは、投影光学系ＰＯによって４分の１に縮小されてウエハＷ上に投射され、これによりレチクルＲ上のパターンは１／４に縮小されてウエハＷに転写される。なお、投影光学系ＰＯの具体的構成等については、後に更に詳述する。

前記ウエハステージＷＳＴは、ＸＹ平面に沿って配置されたウエハステージベース６０上に配置され、例えば磁気浮上型２次元リニアアクチュエータから成るウエハステージ駆動系６２によって該ウエハステージベース６０上に浮上支持されている。このウエハステージＷＳＴは、前記ウエハステージ駆動系６２によってＸ軸方向及びＹ軸方向に所定ストローク（ストロークは例えば３００〜４００ｍｍである）で駆動されるとともに、θ方向（Ｚ軸回りの回転方向）にも微小量駆動されるようになっている。また、このウエハステージＷＳＴは、ウエハステージ駆動系６４によってＺ軸方向及びＸＹ面に対する傾斜方向にも微小量だけ駆動可能に構成されている。

ウエハステージＷＳＴの上面には、静電チャック方式の不図示のウエハホルダが載置され、該ウエハホルダによってウエハＷが吸着保持されている。ウエハステージＷＳＴの位置は、外部に配置されたウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）８２Ｗにより、例えば、０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。なお、実際には、Ｘ軸方向に測長軸を有する干渉計及びＹ軸方向に測長軸を有する干渉計が設けられているが、図１ではこれらが代表的にウエハ干渉計８２Ｗとして示されている。それらの干渉計は、測長軸を複数有する多軸干渉計で構成され、ウエハステージＷＳＴのＸ、Ｙ位置の他、回転（ヨーイング（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転）、ピッチング（Ｘ軸回りの回転であるθｘ回転）、ローリング（Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転））も計測可能となっている。

また、鏡筒を基準とするウエハＷのＺ軸方向位置は、斜入射方式のウエハフォーカスセンサによって計測されるようになっている。このウエハフォーカスセンサは、図１に示されるように、投影光学系ＰＯの鏡筒を保持する不図示のコラムに固定され、ウエハＷの上面に対し斜め方向から検出ビームを照射する送光系１４ａと、同じく不図示のコラムに固定され、ウエハＷ面で反射された検出ビームを受光する受光系１４ｂとから構成される。このウエハフォーカスセンサ（１４ａ，１４ｂ）としては、レチクルフォーカスセンサ（１３ａ，１３ｂ）と同様の多点焦点位置検出系が用いられる。

ウエハ干渉計８２Ｗ及びウエハフォーカスセンサ（１４ａ、１４ｂ）の計測値は、主制御装置２０（図７参照）に供給され、該主制御装置２０によってウエハステージ駆動系６２が制御され、ウエハステージＷＳＴの６次元方向の位置及び姿勢制御が行われるようになっている。

ウエハステージＷＳＴ上面の一端部には、レチクルＲに描画されたパターンがウエハＷ面上に投影される位置と、後述するアライメント系ＡＬＧの相対位置関係の計測（いわゆるベースライン計測）等を行うための空間像計測器ＦＭが設けられている。この空間像計測器ＦＭは、従来のＤＵＶ露光装置の基準マーク板に相当するものである。

さらに、本実施形態では、図１に示されるように、投影光学系ＰＯの鏡筒に、アライメント系ＡＬＧが固定されている。このアライメント系ＡＬＧとしては、ブロードバンド光をウエハＷ上のアライメントマーク（または空間像計測器ＦＭ）に照射し、その反射光を受光して画像処理によりマーク検出を行うＦＩＡ（Field Image Alignment ）方式のアライメントセンサ、レーザ光をウエハＷ上の回折格子状のアライメントマークに２方向から照射し、発生した２つの回折光を干渉させ、その位相からアライメントマークの位置情報を検出するＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment ）方式のアライメントセンサ、レーザ光をウエハＷ上のアライメントマークに照射し、回折・散乱された光の強度を利用してマーク位置を計測するＬＳＡ（Laser Step Alignment）方式のアライメントセンサやＡＦＭ（原子間力顕微鏡）のような走査型プローブ顕微鏡等種々のものを用いることができる。

次に、前記投影光学系ＰＯについて、図２〜図６に基づいて、詳細に説明する。

図２には、投影光学系ＰＯの概略斜視図が示されている。この投影光学系ＰＯは、Ｚ軸方向に沿って上から下へ順次連結された５つの部分鏡筒１５２ａ、１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄ，１５２ｅ、及び部分鏡筒１５２ｂ，１５２ｃ間に設けられたフランジＦＬＧから成る鏡筒５２と、該鏡筒５２内部に配置されたミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６（図３（Ａ），図３（Ｂ），及び図４参照）とを含んで構成されている。この鏡筒５２の−Ｙ側の側壁には、部分鏡筒１５２ａ及び部分鏡筒１５２ｂの両者に跨る開口５２ａが形成されている。部分鏡筒１５２ａ〜１５２ｅ及びフランジＦＬＧは、ステンレス（ＳＵＳ）等の脱ガスの少ない材料にて形成されている。

前記部分鏡筒１５２ａは、その下端部近傍の外周面の一部（−Ｚ側かつ＋Ｙ側部分）に外部に突出する張り出し部１５２ｆが設けられ、全体として上面が閉塞された概略円筒状の部材によって形成されている。この部分鏡筒１５２ａは、その上壁（＋Ｚ側の壁）に上下に貫通する矩形の開口５２ｂが形成されている。

前記部分鏡筒１５２ｂは、前記部分鏡筒１５２ａよりも僅かに径の大きい円筒状の部材から成り、部分鏡筒１５２ａの下側（−Ｚ側）に連結されている。この部分鏡筒１５２ｂの下端部近傍には、他の部分より直径が大きな前記フランジ部ＦＬＧが連結されている。

前記部分鏡筒１５２ｃは、部分鏡筒１５２ｂよりも僅かに直径の小さい円筒状の部材から成り、フランジＦＬＧの下側（−Ｚ側）に連結されている。

前記部分鏡筒１５２ｄは、前記部分鏡筒１５２ｃよりも僅かに直径の小さい円筒状の部材から成り、部分鏡筒１５２ｃの下側（−Ｚ側）に連結されている。

前記部分鏡筒１５２ｅは、底面が閉塞された前記部分鏡筒１５２ｄよりも僅かに直径の小さい円筒上部材から成り、部分鏡筒１５２ｄの下側（−Ｚ側）に連結されている。この部分鏡筒１５２ｅの底壁（−Ｚ側の壁）には、不図示ではあるが、投影光学系ＰＯからウエハＷに向けてＥＵＶ光ＥＬを通過させるための開口が形成されている。

図３（Ａ）には、鏡筒５２内に配置された６つのミラーＭ１〜Ｍ６が斜め上方から見た斜視図にて示され、図３（Ｂ）には、これらの６つのミラーＭ１〜Ｍ６が斜め下方から見た斜視図にて示されている。これらの図からわかるように、６つのミラーＭ１〜Ｍ６は、上からミラーＭ２、ミラーＭ４、ミラーＭ３、ミラーＭ１、ミラーＭ６、ミラーＭ５の順に配置されている。なお、図３（Ａ），図３（Ｂ）では、各ミラーの反射面に、ハッチングが付されている。

本実施形態では、ミラーＭ１〜Ｍ６それぞれの反射面は、設計値に対して露光波長の約５０分の１から６０分の１以下の凹凸となる加工精度が実現され、ＲＭＳ値（標準偏差）で０．２ｎｍから０．３ｎｍ以下の平坦度誤差しかないように設定されている。また、各ミラーの反射面の形状は、計測と加工とを交互に繰り返しながら形成されている。

前記ミラーＭ１は、図３（Ａ）及び図４からわかるように、その上面が球面又は非球面などの回転対称な反射面とされ、その回転対称軸が投影光学系ＰＯの光学軸ＡＸにほぼ一致するように位置調整された凹面鏡である。このミラーＭ１は、前記部分鏡筒１５２ｃの内部に配置されている。このミラーＭ１は、部分鏡筒１５２ｃを一部破断して示す斜視図である図５に示されるように、ミラー保持機構９２によって、部分鏡筒１５２ｃ内で保持されている。なお、ミラーＭ１は、実際には、図３（Ａ）に示されるように、その外周の輪郭が多角形状であるが、図５において、図示の便宜上から、その外周面の一部にそれぞれ形成された反射面６５ｘ、６５ｙ以外の部分の輪郭が円弧状であるかのような形状で示されている。ここで、反射面６５ｘは、ミラーＭ１の外周面の＋Ｘ側の一部に形成されたＸ軸に垂直な平面（鏡面加工が施された平面）であり、反射面６５ｙは、ミラーＭ１の外周面の＋Ｙ側の一部に形成されたＹ軸に垂直な平面（鏡面加工が施された平面）である。

前記ミラー保持機構９２は、部分鏡筒１５２ｃの内面にその一部が固定されたパラレルリンク機構４１₁と、該パラレルリンク機構４１₁のエンドエフェクタを構成するインナーリング４２の上面にそれぞれ設けられ、ミラーＭ１の側面の３箇所を保持するミラー保持部材４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃとを備えている。

前記パラレルリンク機構４１₁は、部分鏡筒１５２ｃ内面に内接した状態で設けられたベース部を構成する円環状部材から成るアウターリング４８と、該アウターリング４８よりも径が一回り小さい円環状部材から成り、アウターリング４８の上方に配置されたインナーリング４２と、アウターリング４８とインナーリング４２とを相互に連結するとともにインナーリング４２をアウターリング４８に対して相対的にＸ，Ｙ，Ｚ軸方向及びθｘ（Ｘ軸回りの回転方向）、θｙ（Ｙ軸回りの回転方向）、θｚ（Ｚ軸回りの回転方向）の６自由度方向に駆動する駆動機構４６と、を備えている。

前記駆動機構４６は、一端と他端が、アウターリング４８、インナーリング４２に対して球面対偶を介して接続された同一構成の６本のリンク１１０によって構成されている。各リンク１１０は、図５に示されるように、第１軸部材１１３と、該第１軸部材１１３に接続又は連結された第２軸部材１１５とを有し、第１軸部材１１３の一端（下端）は、アウターリング４８にボールジョイントと同様の運動の自由度を有するヒンジ１１１を介して取り付けられ、第２軸部材１１３の他端（上端）は、インナーリング４２にボールジョイントと同様の運動の自由度を有するヒンジ（不図示）を介して取り付けられている。

この場合、第２軸部材１１５と、第１軸部材１１３との少なくとも一方には、リンク１１０の長さ、すなわち、第１軸部材１１３の下端と第２軸部材１１５の上端との距離を変更可能なアクチュエータが設けられている。かかるアクチュエータとしては、直動シリンダ、小型モータ、圧電素子などを用いることが考えられるが、本実施形態では、一例として圧電素子が用いられているものとする。

これまでの説明からわかるように、パラレルリンク機構４１₁は、６本の伸縮可能なリンクを有する、スチュワートプラットホーム型と呼ばれるパラレルリンク機構である。

前記ミラー保持部材４４Ａ〜４４Ｃは、インナーリング４２の上面（＋Ｚ側の面）に所定の位置関係で配置され、ミラーＭ１の外周面の３箇所、例えば中心角１２０°間隔の外周の３等分点をそれぞれ保持している。これらのミラー保持部材４４Ａ〜４４Ｃは、それぞれ、ほぼ逆Ｕ字状の形状を有しており、インナーリング４２の半径方向についての剛性が低くなるように設定されている。

ミラー保持部材４４Ａ〜４４ＣのそれぞれとミラーＭ１との間は、接着剤等により固着されており、これにより、ミラーＭ１がインナーリング４２に対して所定の位置関係を維持した状態で保持されている。

このように、ミラーＭ１がインナーリング４２の半径方向についての剛性が低いミラー保持部材４４Ａ〜４４Ｃによって、その外周の３等分点で保持されていることから、ミラーＭ１に熱膨張が生じるような場合であっても、ＸＹ面内の各方向にほぼ均等な熱膨張が生じ、その外周面の輪郭形状が元の相似形に維持されるようになっている。

図５に示されるように、ミラーＭ１の反射面６５ｘに対向してＸレーザ干渉計を構成する干渉計構成部品としての干渉計ブロック６４ｘ₁が部分鏡筒１５２ｃに埋め込まれた状態で設けられており（図６参照）、ミラーＭ１の反射面６５ｙに対向してＹレーザ干渉計を構成する干渉計構成部品としての干渉計ブロック６４ｙ₁が部分鏡筒１５２ｃに埋め込まれた状態で設けられている。

前記干渉計ブロック６４ｘ₁は、図６に示されるように、部分鏡筒１５２ｃの外部に配置された光源８０から発せられ、不図示の送光光学系（ミラーやビームスプリッタ等を含む）を介して部分鏡筒１５２ｃの内部に向かって−Ｘ方向に進行するレーザ光の光路上に配置された偏光ビームスプリッタ７２と、該偏光ビームスプリッタ７２の−Ｚ側に順次配置されたλ／４板（四分の一波長板）７６Ａ、参照鏡７４と、偏光ビームスプリッタ７２の−Ｘ側に配置されたλ／４板７６Ｂと、偏光ビームスプリッタ７２の＋Ｚ側に配置されたディテクタ７８とを備えている。

前記光源８０としては、ここではゼーマン効果を利用した２周波レーザが用いられている。この光源８０は、周波数安定化されたもので、ゼーマン効果を用いて２〜３ＭＨｚだけ振動数が異なり（従って波長が異なり）、かつ、偏光方向が互いに直交する第１の偏光成分と第２の偏光成分を含むガウス分布の円形ビームからなるレーザ光束を出力する。ここでは、第１の偏光成分が水平偏光成分であるものとし、以下これを「Ｈ成分」と呼ぶこととする。また、第２の偏光成分が垂直偏光成分であるものとし、以下これを「Ｖ成分」と呼ぶこととする。

前記偏光ビームスプリッタ７２は、所定の偏光成分を通過させ、これに直交する偏光成分を反射する光学素子であり、例えば光源８０からのＶ成分をそのまま透過させ、Ｈ成分を反射することにより、Ｖ成分とＨ成分とを分離するものである。

この場合、上記干渉計ブロック６４ｘ₁と光源８０とによってミラーＭ１のＸ軸方向の位置（Ｘ位置）を計測するＸレーザ干渉計が構成されている。このＸレーザ干渉計によると、光源８０から射出されたレーザ光は、不図示の送光光学系を経由して、偏光ビームスプリッタ７２に入射し、該偏光ビームスプリッタ７２によってＶ成分とＨ成分とに分離される。この場合、偏光ビームスプリッタ７２を透過するＶ成分が測長ビームとなり、偏光ビームスプリッタ７２で反射されるＨ成分が参照ビームとなる。

そして、偏光ビームスプリッタ７２で分離された参照ビーム（Ｈ成分）はλ／４板７６Ａを透過して、円偏光に変換され、参照鏡７４で反射された後、λ／４板７６Ａを前と逆向きに再び透過する。これにより、参照ビーム（Ｈ成分）は、その偏光方向がλ／４板７６Ａに対する入射時の偏光方向（Ｙ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）に変換されてλ／４板７６Ａから出力され、偏光ビームスプリッタ７２に入射し、その偏光ビームスプリッタ７２を透過した後、ディテクタ７８に入射する。

一方、偏光ビームスプリッタ７２で分離された測長ビーム（Ｖ成分）は、λ／４板７６Ｂを透過して、円偏光に変換され、ミラーＭ１の反射面６５ｘで反射された後、λ／４板７６Ｂを前と逆向きに再び透過する。これにより、測長ビームは、その偏光方向がλ／４板７６Ｂに対する入射時の偏光方向（Ｚ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に変換されてλ／４板７６Ｂから出力され、偏光ビームスプリッタ７２に入射し、その偏光ビームスプリッタ７２で反射されて、参照ビームと同軸に合成されて同一の光路上を進み、ディテクタ７８に入射する。

ディテクタ７８は、その内部に不図示の偏光子と光電変換素子とを備え、偏光子は、偏光ビームスプリッタ７２によって同軸に合成された測長ビーム（偏光方向（振動方向）がＹ軸方向の成分）及び参照ビーム（偏光方向（振動方向）がＸ軸方向の成分）に対して偏光角が４５°の方向になるように設定されており、これにより両成分の干渉光が光電変換素子に与えられるようになっている。この光電変換素子は、両成分の干渉光を光電変換した電気信号（干渉信号）を不図示の信号処理系に供給する。

この信号処理系には、光源８０から位相検出のための基準信号が供給されており、信号処理系ではその基準信号を用いて演算を行い、ミラーＭ１のＸ位置を求めるようになっている。なお、信号処理系による信号処理の詳細はヘテロダイン干渉計に関して周知の方法による処理が行われているので、その詳細な説明は省略する。

前記干渉計ブロック６４ｙ₁は、上記干渉計ブロック６４ｘ₁と同様に構成されている。この干渉計ブロック６４ｙ₁と前述の光源８０とによって、ミラーＭ１のＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測するＹレーザ干渉計が構成されている。すなわち、光源８０からのレーザ光が、部分鏡筒１５２ｃの外部に設けられた不図示の送光光学系（ビームスプリッタやミラー等から構成される）を経由して、干渉計ブロック６４ｙ₁に入射し、該干渉計ブロック６４ｙ₁によって干渉計ブロック６４ｘ₁と同様にして、ミラーＭ１のＹ位置が計測される。

図３（Ａ）に戻り、前記ミラーＭ２は、その下面が球面又は非球面などの回転対称な反射面とされ、その回転対称軸が投影光学系ＰＯの光学軸ＡＸに一致するように位置調整された凹面鏡である（図３（Ｂ）、図４等参照）。このミラーＭ２は、図２の部分鏡筒１５２ａ内で、前述したミラーＭ１を保持する保持機構９２と同様の保持機構によって保持され、該保持機構を構成する前述のパラレルリンク機構４１₁と同様の構成のパラレルリンク機構４１₂（図７参照）によって６自由度方向に駆動可能となっている。また、ミラーＭ２も、前述のミラーＭ１と同様に、Ｘ干渉計、Ｙ干渉計によって、そのＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置がそれぞれ計測されるようになっている。そのＸ干渉計、Ｙ干渉計は、前述と同様に部分鏡筒１５２ａにそれぞれ設けられた干渉計ブロック６４ｘ₂，６４ｙ₂（図７参照）と光源８０とによって、それぞれ構成されている。

前記ミラーＭ３は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図４を総合するとわかるように、その上面が反射面とされた凸面鏡から成り、投影光学系ＰＯの光学軸ＡＸから外れた位置に配置されている。但し、図４に示されるように、ミラーＭ３の反射面は、破線９４ａで示される球面又は非球面などの回転対称な面の一部であり、その回転対称軸が光学軸ＡＸにほぼ一致する位置にミラーＭ３は位置調整されている。このミラーＭ３は、図２の部分鏡筒１５２ｂ内で、前述したミラーＭ１を保持する保持機構９２と同様の保持機構によって保持され、該保持機構を構成する前述のパラレルリンク機構４１₁と同様の構成のパラレルリンク機構４１₃（図７参照）によって６自由度方向に駆動可能となっている。また、ミラーＭ３も、前述のミラーＭ１と同様に、Ｘ干渉計、Ｙ干渉計によって、そのＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置がそれぞれ計測されるようになっている。そのＸ干渉計、Ｙ干渉計は、前述と同様に部分鏡筒１５２ｂにそれぞれ設けられた干渉計ブロック６４ｘ₃，６４ｙ₃（図７参照）と光源８０とによって、それぞれ構成されている。

前記ミラーＭ４は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図４を総合するとわかるように、その下面が反射面とされた凹面鏡から成り、投影光学系ＰＯの光学軸ＡＸから大きく外れた位置に配置されている。但し、図４に示されるように、ミラーＭ４の反射面は、破線９４ｂで示される球面又は非球面などの回転対称な面の一部であり、その回転対称軸が光学軸ＡＸにほぼ一致する位置にミラーＭ４は位置調整されている。このミラーＭ４は、図２の部分鏡筒１５２ａ内で、前述したミラーＭ１を保持する保持機構９２と同様の保持機構によって、張り出し部１５２ｆに例えば１つのリンクがはみ出した状態で保持され、該保持機構を構成する前述のパラレルリンク機構４１₁と同様の構成のパラレルリンク機構４１₄（図７参照）によって６自由度方向に駆動可能となっている。また、ミラーＭ４も、前述のミラーＭ１と同様に、Ｘ干渉計、Ｙ干渉計によって、そのＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置がそれぞれ計測されるようになっている。そのＸ干渉計、Ｙ干渉計は、前述と同様に部分鏡筒１５２ｂにそれぞれ設けられた干渉計ブロック６４ｘ₄，６４ｙ₄（図７参照）と光源８０とによって、それぞれ構成されている。

前記ミラーＭ５は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図４を総合するとわかるように、その上面が反射面とされ、その一部に切り欠きが形成された全体として概略馬蹄形状の凸面鏡である。このミラーＭ５は、その反射面が球面又は非球面などの回転対称な面の一部となっており、その回転対称軸が投影光学系ＰＯの光学軸ＡＸにほぼ一致するように位置調整されている。このミラーＭ５では、光学軸ＡＸより−Ｙ側の部分に照明光ＥＬの光路となる上記切り欠きが形成されている。このミラーＭ５は、図２の部分鏡筒１５２ｅ内で、前述したミラーＭ１を保持する保持機構９２と同様の保持機構によって保持され、該保持機構を構成する前述のパラレルリンク機構４１₁と同様の構成のパラレルリンク機構４１₅（図７参照）によって６自由度方向に駆動可能となっている。また、ミラーＭ５も、前述のミラーＭ１と同様に、Ｘ干渉計、Ｙ干渉計によって、そのＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置がそれぞれ計測されるようになっている。そのＸ干渉計、Ｙ干渉計は、前述と同様に部分鏡筒１５２ｅにそれぞれ設けられた干渉計ブロック６４ｘ₅，６４ｙ₅（図７参照）と光源８０とによって、それぞれ構成されている。

前記ミラーＭ６は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図４を総合するとわかるように、その下面が反射面とされ、その一部に切り欠きが形成された全体として概略馬蹄形状の凹面鏡である。このミラーＭ６は、その反射面が球面又は非球面などの回転対称な面の一部となっており、その回転対称軸が投影光学系ＰＯの光学軸ＡＸにほぼ一致するように位置調整されている。このミラーＭ６では、光学軸ＡＸより＋Ｙ側の部分に照明光ＥＬの光路となる上記切り欠きが形成されている。このミラーＭ６は、図２の部分鏡筒１５２ｄ内で、前述したミラーＭ１を保持する保持機構９２と同様の保持機構によって保持され、該保持機構を構成する前述のパラレルリンク機構４１₁と同様の構成のパラレルリンク機構４１₆（図７参照）によって６自由度方向に駆動可能となっている。また、ミラーＭ６も、前述のミラーＭ１と同様に、Ｘ干渉計、Ｙ干渉計によって、そのＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置がそれぞれ計測されるようになっている。そのＸ干渉計、Ｙ干渉計は、前述と同様に部分鏡筒１５２ｄにそれぞれ設けられた干渉計ブロック６４ｘ₆，６４ｙ₆（図７参照）と光源８０とによって、それぞれ構成されている。

本実施形態では、図７に示されるように、前記干渉計ブロック６４ｘ₁、６４ｙ₁で計測されるミラーＭ１の位置情報、前記干渉計ブロック６４ｘ₂，６４ｙ₂で計測されるミラーＭ２の位置情報、前記干渉計ブロック６４ｘ₃，６４ｙ₃で計測されるミラーＭ３の位置情報、前記干渉計ブロック６４ｘ₄，６４ｙ₄で計測されるミラーＭ４の位置情報、前記干渉計ブロック６４ｘ₅，６４ｙ₅で計測されるミラーＭ５の位置情報、前記干渉計ブロック６４ｘ₆，６４ｙ₆で計測されるミラーＭ６の位置情報は、それぞれ主制御装置２０に供給されるようになっている。主制御装置２０では、ミラーＭ１〜Ｍ６の位置情報に基づいて、パラレルリンク機構４１₁〜４１₆を介してミラーＭ１〜Ｍ６のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を調整するようになっている。

ここで、上述のようにして構成された投影光学系ＰＯの作用について図４に基づいて説明する。光源装置１２から射出され、投影光学系ＰＯの鏡筒５２に形成された開口５２ａを介して鏡筒５２の内部に入射されたＥＵＶ光ＥＬは、鏡筒５２内に配置された照明光学系の一部を構成する折り曲げミラーＭでほぼ上向きに反射され、鏡筒５２の開口５２ｂを介してレチクルＲに所定の入射角で入射する。そして、レチクルＲのパターン面で反射されたＥＵＶ光ＥＬは、ミラーＭ１で反射されてミラーＭ２の反射面に集光される。次いで、ミラーＭ２の反射面で反射されたＥＵＶ光ＥＬは、ミラーＭ３、Ｍ４で順次反射され、ミラーＭ６の切り欠きを通過してミラーＭ５に入射し、ミラーＭ５の反射面で反射される。その後、ミラーＭ５で反射されたＥＵＶ光ＥＬは、ミラーＭ６で反射され、パターンの結像光束となってミラーＭ５の切り欠きを介してウエハＷに照射される。

図７には、本実施形態の露光装置１０の制御系の主要な構成が概略的に示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御する主制御装置２０を中心として構成されている。

次に、上述のようにして構成された本実施形態の露光装置１０による露光工程の動作について説明する。

まず、不図示のレチクル搬送系によりレチクルＲが搬送され、ローディングポジションにあるレチクルステージＲＳＴに保持される。次いで、主制御装置２０（図７参照）により、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの位置が制御され、レチクルＲ上に形成された不図示のレチクルアライメントマークのウエハＷ面上への投影像が空間像計測器ＦＭを用いて検出され、その検出結果と干渉計８２Ｒ、８２Ｗの計測値とに基づいて、レチクルパターン像のウエハＷ面上への投影位置が求められる。すなわち、レチクルアライメントが行われる。

次に、主制御装置２０により、空間像計測器ＦＭがアライメント系ＡＬＧの直下へ位置するように、ウエハステージＷＳＴが移動され、アライメント系ＡＬＧの検出信号及びそのときのウエハ干渉計８２Ｗの計測値に基づいて、間接的にレチクルＲのパターン像のウエハＷ面上への投影位置とアライメント系ＡＬＧの相対距離、すなわちアライメント系ＡＬＧのベースラインが求められる。

かかるベースライン計測が終了すると、主制御装置２０により、いわゆるＥＧＡ方式のウエハアライメントが行われ、ウエハＷ上の全てのショット領域の位置座標が求められる。

そして、次のようにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光がＥＵＶ光ＥＬを露光用照明光として行われる。すなわち、主制御装置２０ではウエハアライメントの結果得られたウエハＷ上の各ショット領域の位置情報に従って、ウエハ干渉計８２Ｗからの位置情報をモニタしつつ、ウエハステージＷＳＴを第１ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）に移動するとともに、レチクルステージＲＳＴを走査開始位置（加速開始位置）に移動して、その第１ショットの走査露光を行う。この走査露光に際し、主制御装置２０ではレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを相互に逆向きに駆動するとともに両者の速度比が投影光学系ＰＯの投影倍率に正確に一致するように両ステージの速度を制御し、露光（レチクルパターンの転写）を行う。これにより、ウエハＷ上の第１ショット領域には、例えば２５ｍｍ（幅）×５０ｍｍ（走査方向の長さ）の回路パターンの転写像が形成される。

上記のようにして第１ショット領域の走査露光が終了すると、主制御装置２０ではウエハステージＷＳＴを第２ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）へ移動させるショット間のステッピング動作を行う。そして、その第２ショット領域の走査露光を上述と同様にして行う。以後、第３ショット領域以降も同様の動作を行う。

このようにして、ショット間のステッピング動作とショットに対する走査露光動作とが繰り返され、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の全てのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。

ここで、上記の走査露光中やアライメント中には、ウエハフォーカスセンサ（１４ａ、１４ｂ）によってウエハＷ表面と投影光学系ＰＯの間隔、ＸＹ平面に対する傾斜が計測され、主制御装置２０によってウエハＷ表面と投影光学系ＰＯとの間隔、平行度が常に一定になるようにウエハステージＷＳＴが制御される。また、主制御装置２０では、レチクルフォーカスセンサ（１３ａ、１３ｂ）の計測値に基づいて、露光中（レチクルパターンの転写中）の投影光学系ＰＯとレチクルＲのパターン面との間隔が常に一定に保たれるように、レチクルＲの投影光学系ＰＯの光軸方向（Ｚ方向）の位置を調整しつつ、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとをＹ軸方向に沿って同期移動させる。

更に、本実施形態の露光装置１０では、例えばオペレータの指示に基づいて、主制御装置２０によって投影光学系ＰＯの所定の結像特性の調整が行われるようになっている。この投影光学系の結像特性の調整の前提として、結像特性を正確に計測する必要がある。その計測方法としては、例えば所定の計測用パターンが形成された計測用マスクを用いて露光を行い、計測用パターンの投影像が転写形成されたウエハを現像して得られるレジスト像を計測した計測結果に基づいて結像特性を算出する方法（焼き付け法）が主として採用される。

そして、オペレータにより上記の結像特性の算出結果が入力されると、主制御装置２０は、所定の演算を行って、投影光学系ＰＯの結像特性を所望の状態に調整するための、ミラーＭ１〜Ｍ６それぞれのＸ軸、Ｙ軸方向の駆動量（ゼロを含む）を算出し、その算出結果に応じてパラレルリンク機構４１₁〜４１₆を介してミラーＭ１〜Ｍ６の位置調整を行う。この調整に際して、主制御装置２０は、前記干渉計ブロック６４ｘ₁、６４ｙ₁で計測されるミラーＭ１の位置情報、前記干渉計ブロック６４ｘ₂，６４ｙ₂で計測されるミラーＭ２の位置情報、前記干渉計ブロック６４ｘ₃，６４ｙ₃で計測されるミラーＭ３の位置情報、前記干渉計ブロック６４ｘ₄，６４ｙ₄で計測されるミラーＭ４の位置情報、前記干渉計ブロック６４ｘ₅，６４ｙ₅で計測されるミラーＭ５の位置情報、前記干渉計ブロック６４ｘ₆，６４ｙ₆で計測されるミラーＭ６の位置情報に基づいて、ミラーＭ１〜Ｍ６それぞれの位置が目標位置に一致するように、パラレルリンク機構４１₁〜４１₆をフィードバック制御する。これにより、投影光学系ＰＯの結像特性が所望の状態に調整される。

なお、これまでの説明では、干渉計ブロック６４ｘ_i、６４ｙ_i（ｉ＝１〜６）でミラーＭ１〜Ｍ６のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を計測するものとしたが、本実施形態では、ミラーＭ１〜Ｍ６の少なくとも１つの特定ミラーについては、そのＺ軸方向位置計測用の干渉計ブロックが、少なくとも１つ設けられており、その特定ミラーのＺ軸方向の位置、更にはＸＹ面に対する傾斜（チルト）が計測されるようになっていることがより望ましい。かかる場合には、主制御装置２０は、その特定ミラーのＺ軸方向の位置、更にはＸＹ面に対する傾斜（チルト）を調整することで、投影光学系ＰＯの結像特性をより高精度にかつ細やかに調整することが可能になる。

以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１０によると、極めて波長の短いＥＵＶ光ＥＬを露光光として用い、色収差のないオール反射の投影光学系ＰＯを介してレチクルＲのパターンがウエハＷ上に転写されるので、レチクルＲ上の微細パターンをウエハＷ上の各ショット領域に高精度に転写することができる。具体的には、最小線幅７０ｎｍ程度の微細パターンの高精度な転写が可能である。

また、鏡筒５２内で保持されるミラーＭ１〜Ｍ６の位置計測に用いられるレーザ干渉計の一部を構成する干渉計ブロック６４ｘ_i、６４ｙ_i（ｉ＝１〜６）が鏡筒５２に固設されているおり、これらの干渉計ブロック６４ｘ_i、６４ｙ_iのそれぞれは、光源８０から射出されるレーザ光を、測長ビームと参照ビームとに分離するビームスプリッタ７２及び参照ビームを反射する参照鏡７４等を含んでいる。すなわち、参照ビームの光路のうち、測長ビームとは独立した光路（の光路長）を決定するビームスプリッタ７２と参照鏡７４を含む干渉計ブロック６４ｘ_i、６４ｙ_iが鏡筒５２に固設されているので、鏡筒５２そのものの剛性を高くすることにより、ビームスプリッタ７２から参照鏡７４までの距離（ビームスプリッタ７２と参照鏡７４との位置関係）を一定に維持することができる。この結果、それぞれのレーザ干渉計により、測長ビームが照射されるミラーの位置を、参照鏡７４に照射される参照ビームの光路長と測長ビームの光路長との差に基づいて精度良く（静電容量式変位センサなどに比べて高い分解能で）かつ安定性良く、非接触にて計測することが可能となる。また、レーザ干渉計の測長ストロークは、静電容量式変位センサなどの計測ストロークに比べて格段に長いのが通常であり、測長ストロークがミラーの調整ストロークに対して不十分となることはない。また、干渉計ブロックを保持する保持部材として大型かつ大重量な保持部材を用いる必要がなく、鏡筒をある程度剛性の高い構造にすれば足りるので、装置の大型化を招くこともない。

なお、上記実施形態では、６枚のミラー全ての位置をレーザ干渉計で計測する構成を採用したが、本発明がこれに限られるものではなく、全ミラーのうちの少なくとも１枚のミラーの計測を行うことができれば良い。従って、計測対象のミラーやその数などに関しては、任意に設定することができる。

なお、上記実施形態では、干渉計ブロックとして、ビームスプリッタ７２、参照鏡７４、λ／４板７６Ａ，７６Ｂ、ディテクタ７８を備える場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、干渉計ブロックとしては、少なくともビームスプリッタ及び参照鏡を備えていれば良い。

また、上記実施形態では、露光光としてＥＵＶ光を用い、６枚のミラーのみから成るオール反射の投影光学系を用いる場合について説明したが、これは一例であって、本発明がこれに限定されないことは勿論である。すなわち、例えば、特開平１１−３４５７６１号公報に開示されるような４枚のミラーのみから成る投影光学系を備えた露光装置は勿論、光源に波長１００〜１６０ｎｍのＶＵＶ光源、例えばＡｒ₂レーザ（波長１２６ｎｍ）を用い、４〜８枚のミラーを有する投影光学系などにも好適に適用することができる。また、レンズのみから成る屈折系の投影光学系、レンズを一部に含む反射屈折系の投影光学系のいずれにも、本発明は好適に適用することができる。勿論、光学素子としては、１又は２以上あれば良いので、その数が３以下の投影光学系についても本発明は好適に適用することができる。

また、上記実施形態では、光学素子駆動機構としてパラレルリンク機構が採用された場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、光学素子を駆動することが可能な機構であれば種々の機構を採用することが可能である。また、レーザ干渉計の計測値に基づいて、オペレータがミラーの位置を調整するような構成を採用することとしても良い。

なお、上記実施形態では、レーザ干渉計を用いてミラーの位置を計測する場合について説明したが、例えば、レーザ干渉計の代わりにリニアエンコーダを用いてミラーの位置を計測することとしても良い。例えば、図８（Ａ）に示されるように、ミラーＭ１に透過型のリニアスケール９９を設け、部分鏡筒１５２ｃにレーザ光を送出するレーザ送光系９８Ａ及びレーザ光を受光するレーザ受光系９８Ｂを設けて、例えば、ミラーＭ１の図８（Ａ）におけるＸ軸方向又はＹ軸方向の位置を計測するようにしても良い。この図８（Ａ）の構成によると、部分鏡筒１５２ｃにレーザ送光系９８Ａ、レーザ受光系９８Ｂが設けられているので、上記実施形態と同様に、部分鏡筒１５２ｃの剛性をある程度高く設定しておくことにより、ミラーＭ１のＸ軸方向又はＹ軸方向の位置を精度良く計測することが可能となる。

また、図８（Ｂ）に示されるように、ミラーＭ１の側面に反射型のリニアスケール９９’を設け、部分鏡筒１５２ｃにレーザ光を反射型のリニアスケール９９’に向けて送出するレーザ送光系９８Ａ’、リニアスケール９９’で反射したレーザ光を受光するレーザ受光系９８Ｂ’を設け、ミラーＭ１の図８（Ｂ）におけるＺ軸方向の位置を計測するようにしても良い。この図８（Ｂ）においても、図８（Ａ）の場合と同様に、レーザ送光系９８Ａ’及びレーザ受光系９８Ｂ’が設けられた部分鏡筒１５２ｃの剛性をある程度高く設定しておくことで、ミラーＭ１のＺ位置を精度良く計測することが可能となる。この場合、図８（Ｂ）に示されるように、部分鏡筒１５２ｃに窓ガラス９７を嵌め込むこととしても、ミラーＭ１の位置計測は可能であるので、投影光学系の鏡筒内を真空あるいは所定のガスで置換する場合などに特に有効である。なお、本変形例は、ミラーＭ１に限らず、その他のミラーにも勿論適用可能である。

なお、上記実施形態では、本発明の光学装置を、露光装置を構成する投影光学系として採用した場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、本発明の光学装置を照明光学系として採用することとしても良い。また、露光装置に限らず、その他、鏡筒内に光学素子を有する光学装置であれば、種々の装置に採用することができ、いずれの場合にも、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

なお、上記実施形態では、露光光として波長１１ｎｍのＥＵＶ光を用いる場合について説明したが、これに限らず、露光光として波長１３ｎｍのＥＵＶ光を用いても良い。この場合には、波長１３ｎｍのＥＵＶ光に対して約７０％の反射率を確保するため、各ミラーの反射膜としてモリブデンＭｏとケイ素Ｓｉを交互に積層した多層膜を用いる必要がある。

また、上記実施形態では、露光光源としてレーザ励起プラズマ光源を用いるものとしたが、これに限らず、ＳＯＲ（Synchrotron Orbital Radiation）、ベータトロン光源、ディスチャージド光源、Ｘ線レーザなどのいずれを用いても良い。

以上説明したように、本発明の光学装置は、露光装置の照明光学系又は投影光学系などとして採用するのに適している。また、本発明の露光装置は、照明光によりマスクを照射し、前記マスクのパターンを投影光学系を介して前記感光物体上に転写するのに適している。

本発明の一実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。 図１の投影光学系の概略斜視図である。 図３（Ａ），図３（Ｂ）は、投影光学系を構成するミラーの配置を説明するための図である。 投影光学系を構成するミラーの作用を説明するための図である。 部分鏡筒１５２ｃの一部を破断して示す斜視図である。 ミラーの位置計測に用いられるレーザ干渉計の構成を示す図である。 一実施形態の制御系を示すブロック図である。 図８（Ａ），図８（Ｂ）は、一実施形態の変形例を説明するための図である。

符号の説明

４６₁〜４６₆…パラレルリンク機構（光学素子駆動機構）、５２…鏡筒、６４ｘ_i，６４ｙ_i…干渉計ブロック（干渉計構成部品）、７２…偏光ビームスプリッタ（分離光学素子）、７４…参照鏡、７６Ａ，７６Ｂ…λ／４板、７８…ディテクタ、８０…光源、ＥＬ…ＥＵＶ光（照明光）、Ｍ１〜Ｍ６…ミラー（光学素子）、ＰＯ…投影光学系、Ｒ…レチクル（マスク）、Ｗ…感光物体（ウエハ）。

Claims (5)

1. 鏡筒と；
   該鏡筒内で保持される１又は２以上の光学素子と；
   前記光学素子のうちの少なくとも１つの位置計測に用いられるレーザ干渉計の一部を構成し、前記鏡筒に固設される干渉計構成部品と；を備え、
   前記干渉計構成部品は、光源から射出されるレーザビームを、測長ビームと参照ビームとに分離する分離光学素子と、前記参照ビームを反射する参照鏡とを少なくとも含むことを特徴とする光学装置。
2. 前記干渉計構成部品は、λ／４板及びディテクタの少なくとも一方を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記レーザ干渉計の計測結果に基づいて、前記光学素子を駆動する光学素子駆動機構を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
4. 照明光によりマスクを照射し、前記マスクのパターンを投影光学系を介して感光物体上に転写する露光装置であって、
   前記投影光学系として、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学装置を備える露光装置。
5. 前記投影光学系は、反射光学素子のみから成る反射光学系であり、
   前記照明光は、波長５〜２０ｎｍのＥＵＶ光であることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
   

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