JP2010114212A - 光学素子駆動装置、鏡筒、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子を迅速に且つ複数の方向に移動又は変位させることができる光学素子駆動装置、鏡筒、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】光学素子駆動装置４２は、第１ミラー２８の周縁部に配置される３つの駆動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを備えている。これら各駆動装置４１Ａ〜４１Ｃは、第１ミラー２８の光軸２８ａに平行な第１の方向への第１電磁気力と、前記第１の方向に交差すると共に、第１ミラー２８の周縁部に沿った第２の方向への第２電磁気力とを発生する駆動源４５をそれぞれ有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズやミラーなどの光学素子を駆動するための光学素子駆動装置、該光学素子駆動装置を備える鏡筒、該鏡筒を備える露光装置及び該露光装置を用いるデバイスの製造方法に関するものである。

この種の露光装置における光学系は、レンズやミラーなどの光学素子を有し、この光学素子は、光学素子保持装置で保持されている。そして、露光装置が備える光学系のうち、投影光学系は、その光学特性が調整可能に構成されている。例えば、投影光学系を構成する複数の光学素子のうち、任意の光学素子は、光学素子駆動装置によりその姿勢が調整可能になっている。

近年、例えば半導体素子は、著しい高集積度化要求に伴って、回路パターンがますます微細化してきている。このため、半導体製造用露光装置では、露光精度の向上及び高解像度化の要求が高まってきている。また、半導体素子を安価に製造するためには、フォトリソグラフィ工程における露光装置のスループットが重要である。こうした要求に伴って、投影光学系の光学特性の調整を迅速に行うことが要求されている。

以上の要求に対応すべく、光学素子を迅速に位置調整する光学素子駆動装置を備え、光学系の光学特性制御の迅速性を向上しようとする露光装置も提案されてきている。このような光学素子駆動装置としては、例えば台盤の支持面と光学素子を保持する光学素子保持盤の案内面との間に光学素子保持盤を台盤上に非接触状態で支持する静圧軸受を設け、３個のＺリニアモータにより光学素子保持盤を支持面に平行な軸に沿って移動するようになっている（特許文献１参照）。この光学素子駆動装置では、光学素子を移動させる際における機械的な損失がなく、光学素子を迅速に駆動させることができる。
特開平１０−２０６７１４号公報

ところが、上記従来構成における３個のＺリニアモータは、光学素子をその光軸方向に変位させるのみであった。したがって、この構成では補正可能な光学特性の成分が限られてしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学素子を迅速に且つ複数の方向に移動又は変位させることができる光学素子駆動装置、鏡筒、露光装置及びデバイスの製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図１〜図１０に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明は、光学素子（１９，２１，２２，２３，２４，２８，２９，３０，３１，３２，３３）を駆動する光学素子駆動装置（４２）において、前記光学素子（１９，２１，２２，２３，２４，２８，２９，３０，３１，３２，３３）の周縁部に配置される複数の駆動装置（４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）を有し、前記各駆動装置（４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）は、前記光学素子（１９，２１，２２，２３，２４，２８，２９，３０，３１，３２，３３）の光軸（３３ａ）に平行な第１の方向への第１電磁気力と、前記第１の方向に交差すると共に、前記光学素子（１９，２１，２２，２３，２４，２８，２９，３０，３１，３２，３３）の周縁部に沿った第２の方向への第２電磁気力とを発生する駆動源（４５）をそれぞれ有することを要旨とする。

上記発明によれば、光学素子（１９，２１，２２，２３，２４，２８，２９，３０，３１，３２，３３）を電磁気力によって少なくとも第１の方向及び第２の方向に変位させることができる。そのため、光学素子（１９，２１，２２，２３，２４，２８，２９，３０，３１，３２，３３）の姿勢や位置を変更する際に、駆動源（４５）から加えられる駆動力が機械的損失を受けずに、光学素子（１９，２１，２２，２３，２４，２８，２９，３０，３１，３２，３３）を複数の方向に変位させることができる。

なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明によれば、光学素子を迅速に且つ複数の方向に移動又は変位させることができる。

以下に、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図６に基づき説明する。
図１に示すように、本実施形態の露光装置１１は、光源装置１２から射出される、波長が１００ｎｍ程度以下の軟Ｘ線領域である極端紫外光、即ちＥＵＶ（Extreme Ultraviolet ）光を露光光ＥＬとして用いるＥＵＶ露光装置である。こうした露光装置１１は、内部が大気よりも低圧の真空雰囲気に設定されるチャンバ１３（図１では二点鎖線で囲まれた部分）を備えており、該チャンバ１３内には、所定のパターンが形成された反射型のレチクルＲと、表面にレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハＷとが設置される。なお、本実施形態の光源装置１２としては、レーザ励起プラズマ光源が用いられており、該光源装置１２は、波長が５〜２０ｎｍ（例えば１３．５ｎｍ）となるＥＵＶ光を露光光ＥＬとして射出するようになっている。

チャンバ１３内には、該チャンバ１３外に配置される光源装置１２から射出された露光光ＥＬが入射するようになっている。そして、チャンバ１３内に入射した露光光ＥＬは、照明光学系１４を介してレチクルステージ１５にて保持されるレチクルＲを照明し、該レチクルＲで反射した露光光ＥＬは、投影光学系１６を介してウエハステージ１７に保持されるウエハＷを照射するようになっている。

照明光学系１４は、チャンバ１３の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される筐体１８（図１で一点鎖線で囲まれた部分）を備えている。この筐体１８内には、光源装置１２から射出された露光光ＥＬを集光するコリメート用ミラー１９が設けられており、該コリメート用ミラー１９は、入射した露光光ＥＬを略平行に変換して射出するようになっている。そして、コリメート用ミラー１９から射出された露光光ＥＬは、オプティカルインテグレータの一種であるフライアイ光学系２０（図１では破線で囲まれた部分）に入射するようになっている。このフライアイ光学系２０は、一対のフライアイミラー２１，２２を備えており、該各フライアイミラー２１，２２のうち入射側に配置される入射側フライアイミラー２１は、レチクルＲの被照射面Ｒａ（即ち、図１における下面であって、パターン形成面）とは共役となる位置に配置されている。こうした入射側フライアイミラー２１で反射された露光光ＥＬは、射出側に配置される射出側フライアイミラー２２に入射するようになっている。

また、照明光学系１４には、射出側フライアイミラー２２から射出された露光光ＥＬを筐体１８外に射出するコンデンサミラー２３が設けられている。そして、コンデンサミラー２３から射出された露光光ＥＬは、後述する鏡筒２７内に設置された折り返し用の反射ミラー２４により、レチクルステージ１５に保持されるレチクルＲに導かれる。なお、照明光学系１４を構成する各ミラー１９，２１，２２，２３，２４の反射面には、露光光ＥＬを反射する反射層がそれぞれ形成されている。この反射層は、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜から構成されている。

レチクルステージ１５は、投影光学系１６の物体面側に配置されており、レチクルＲを静電吸着する吸着面２５ａを有する静電チャック２５と、レチクルＲをＹ軸方向（図１における左右方向）に所定ストロークで移動させる図示しないレチクルステージ駆動部と、静電チャック２５を支持する支持ステージ２６とを備えている。レチクルステージ駆動部は、レチクルＲをＸ軸方向（図１において紙面と直交する方向）及びθｚ方向（Ｚ軸周りの回転方向）にも移動可能に構成されている。なお、レチクルＲの被照射面Ｒａに露光光ＥＬが照明される場合、該被照射面Ｒａの一部には、Ｘ軸方向に延びる略円弧状の照明領域が形成される。

投影光学系１６は、露光光ＥＬでレチクルＲの被照射面Ｒａを照明することにより形成されたパターンの像を所定の縮小倍率（例えば１／４倍）に縮小させる光学系であって、チャンバ１３の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される鏡筒２７を備えている。この鏡筒２７内には、複数枚（本実施形態では６枚）の反射型のミラー２８，２９，３０，３１，３２，３３が収容されている。これら各ミラー２８〜３３は、後述するミラー保持装置を介して鏡筒２７に対して変位可能な状態でそれぞれ保持されている。なお、各ミラー２８〜３３は、それらの光軸がＺ軸方向に延びるようにそれぞれ配置されている。

そして、物体面側であるレチクルＲ側から導かれた露光光ＥＬは、第１ミラー２８、第２ミラー２９、第３ミラー３０、第４ミラー３１、第５ミラー３２、第６ミラー３３の順に反射され、ウエハステージ１７に保持されるウエハＷの被照射面Ｗａ（即ち、図１における上面）に導かれる。こうした各ミラー２８〜３３の反射面には、露光光ＥＬを反射する反射層がそれぞれ形成されている。この反射層は、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜から構成されている。

ウエハステージ１７は、ウエハＷを静電吸着する吸着面３４ａを有する静電チャック３４と、ウエハＷをＹ軸方向に所定ストロークで移動させる図示しないウエハステージ駆動部とを備えている。このウエハステージ駆動部は、ウエハＷをＸ軸方向及びＺ軸方向（図１における上下方向）にも移動可能に構成されている。また、ウエハステージ１７には、静電チャック３４を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのＺ軸方向における位置及びＸ軸周り、Ｙ軸周りの傾斜角を調整する図示しないＺレベリング機構とが組み込まれている。さらに、ウエハステージ１７には、投影光学系１６から射出された露光光ＥＬの波面収差を計測するための波面収差測定装置３５が設けられている。そして、波面収差測定装置３５による計測結果に基づき、図示しない制御装置は、投影光学系１６の各ミラー２８〜３３の姿勢や位置を調整すべく、上記各ミラー保持装置を制御するようになっている。

本実施形態の露光装置１１を用いてウエハＷにパターンの像を投影する場合、レチクルＲは、上記レチクルステージ駆動部の駆動によって、Ｙ軸方向に所定ストローク毎に移動する。すると、レチクルＲにおける照明領域は、該レチクルＲの被照射面Ｒａの−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側（図１では左側から右側）に沿って移動する。すなわち、レチクルＲのパターンが−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に順にスキャンされる。また、ウエハＷは、上記ウエハステージ駆動部の駆動によって、レチクルＲのＹ軸方向に沿った移動に対して投影光学系１６の縮小倍率に応じた速度比で−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に同期して移動する。その結果、ウエハＷの一つのショット領域には、レチクルＲ及びウエハＷの同期移動に伴って、レチクルＲ上のパターンを所定の縮小倍率に縮小した形状のパターンが形成される。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハＷの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。

次に、本実施形態の投影光学系１６においてミラー２８〜３３を保持するミラー保持装置のうち、第１ミラー２８を保持するミラー保持装置について図２〜図６に基づき説明する。なお、第１ミラー２８以外の他のミラー２９〜３３を保持するミラー保持装置に関しては、その構成が第１ミラー２８用のミラー保持装置とほぼ同等の構成であるため、それらの説明は省略するものとする。また、図３〜図６では、鏡筒２７の図示を省略している。

図２に示すように、本実施形態のミラー保持装置４０は、第１ミラー２８の周縁部にほぼ等間隔をおいて配置される複数（本実施形態では３つ）の駆動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを有する光学素子駆動装置４２と、各駆動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの可動側の部材（後述する可動子４６）が固定される円環状部材４３とを備えている。なお、各駆動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃのうち、最も＋Ｙ方向側（図２における右側）に位置する駆動装置を、第１駆動装置４１Ａというと共に、図２において第１駆動装置４１Ａの時計方向側に位置する駆動装置を、第２駆動装置４１Ｂといい、さらに、図２において第１駆動装置４１Ａの反時計方向側に位置する駆動装置を、第３駆動装置４１Ｃというものとする。

円環状部材４３は、ステンレスなどの剛性を有する材料から構成されている。また、円環状部材４３は、図３及び図４に示すように、その−Ｚ方向側（図３では下側）の部位の内径の方が、その＋Ｚ方向側（図３では上側）の部位の内径よりも大きくなるように形成されている。こうした円環状部材４３の−Ｚ方向側の部位における内周側には、第１ミラー２８の＋Ｚ方向側部位が収容されている。すなわち、第１ミラー２８は、円環状部材４３の内周側に配置されている。

また、円環状部材４３の−Ｚ方向側部位の内周側には、第１ミラー２８の光軸２８ａを中心とした周方向において等間隔に配置される複数（本実施形態では３つ）のフレクシャ部４４が設けられている。本実施形態では、各フレクシャ部４４は、周方向において各駆動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと略同一位置にそれぞれ配置されている。そして、各フレクシャ部４４は、第１ミラー２８の線膨張係数と円環状部材４３の線膨張係数の違いに起因する相対的な位置変化に応じて変位するようにそれぞれ構成されている。そのため、第１ミラー２８への露光光ＥＬの入射などにより該第１ミラー２８に熱エネルギーが蓄熱された場合、第１ミラー２８は、円環状部材４３に対して熱膨張可能である。また、第１ミラー２８への露光光ＥＬへの入射を停止することにより第１ミラー２８の熱エネルギーが減少した場合、第１ミラー２８は、円環状部材４３に対して収縮可能である。

駆動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、図５及び図６に示すように、第１ミラー２８の光軸２８ａに平行な第１の方向への第１電磁気力と、第１ミラー２８の中心と駆動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃとを結ぶ仮想線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３（図２では一点鎖線で示す線であって、第１ミラー２８の中心から放射状に延びる線）と略直交すると共に上記第１の方向と略直交する第２の方向への第２電磁気力とを発生可能な駆動源４５をそれぞれ備えている。なお、本実施形態では、第１の方向とは、Ｚ軸方向のことを示すと共に、第２の方向とは、円環状部材４３の接線に沿った方向（接線方向ともいう。）のことを示している。

駆動源４５は、円環状部材４３の周縁部に固定される可動子４６と、鏡筒２７の側壁のうち可動子４６に対応する位置に固定される四角環状の固定子４７とを備えている。そして、可動子４６の図６における上面、下面、右側面、左側面のそれぞれには、固定子４７が非接触状態で設けられている。

可動子４６は、第１の方向であるＺ軸方向に沿って配置される略直方体状の磁石４８，４９を２つ備えており、各磁石４８，４９は、一方の極性であるＳ極と、一方の極性とは異なる他方の極性であるＮ極とをそれぞれ有している。具体的には、各磁石４８，４９のうち＋Ｚ方向側に位置する第１磁石４８は、極性がＳ極である部位が＋Ｚ方向側に位置すると共に、極性がＮ極である部位が−Ｚ方向側に位置するように配置されている。また、−Ｚ方向側に位置する第２磁石４９は、極性がＮ極である部位が＋Ｚ方向側に位置すると共に、極性がＳ極である部位が−Ｚ方向側に位置するように配置されている。

こうした各磁石４８，４９は、Ｎ極同士が対向すると共に、Ｓ極がそれぞれ表出するように接合されている。そして、Ｎ極同士の接合面から可動子４６の外方へ出た磁力線は、可動子４６の表面に表出した２つのＳ極にそれぞれ向かう曲線（図６では一点鎖線で示す。）を描くことになる。すなわち、可動子４６は、極性がＳ極である第１極部５０、極性がＮ極である第２極部５１、極性がＳ極である第３極部５２がＺ軸方向に沿って順に配置された永久磁石である。なお、本実施形態において、略直方体状をなす可動子４６の＋Ｚ方向側の面４６ａ及び−Ｚ方向側の面４６ｂは、第１の方向に延びる図示しない仮想線と直交する、即ち第２の方向と平行となるようにそれぞれ形成されている。

固定子４７は、四角環状の固定子ケース５３を備えている。この固定子ケース５３内には、可動子４６における磁力線の出口となる位置、即ち可動子４６の第２の方向における両端側に配置される第１コイル部５４と、可動子４６における磁力線の入口となる位置、即ち可動子４６の第１の方向における両端側に配置される第２コイル部５５とが設けられている。第１コイル部５４は、可動子４６においてＮ極同士が対向した部位、即ち第２極部５１を挟んで配置される一対の第１のコイル５４ａ，５４ｂを有している。これら一対の第１のコイル５４ａ，５４ｂは、第１の方向に沿って延びる筒状のボビン（図示略）にコイル線を巻装することによりそれぞれ形成されている。また、第２コイル部５５は、可動子４６においてＳ極が表出する各面４６ａ，４６ｂに対向する一対の第２のコイル５５ａ，５５ｂを有している。これら一対の第２のコイル５５ａ，５５ｂは、第２の方向に沿って延びる筒状のボビン（図示略）にコイル線を巻装することによりそれぞれ形成されている。こうした各コイル５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂには、図示しない電流供給部から電流がそれぞれ供給される。

そして、第１コイル部５４の両第１のコイル５４ａ，５４ｂに図５に示す第１矢印方向Ａへの電流が供給された場合、固定子４７は、フレミング左手の法則に基づき、第１の方向における一方側（＋Ｚ方向側のことであって、＋第１の方向側ともいう。）に移動する。これは、両第１のコイル５４ａ，５４ｂにおいて可動子４６に近い部分における電流の流れる方向と該部分における磁力の方向との関係から、＋第１の方向側への第１電磁気力が固定子４７に付与されるためである。また、第１コイル部５４の両第１のコイル５４ａ，５４ｂに図５に示す第１矢印方向Ａとは逆方向の第２矢印方向Ｂへの電流が供給された場合、固定子４７は、可動子４６に対して、第１の方向における他方側（−Ｚ方向側のことであって、−第１の方向側という。）への第１電磁気力が付与される。その結果、固定子４７は、−第１の方向側に移動する。

第２コイル部５５の両第２のコイル５５ａ，５５ｂに図５に示す第３矢印方向Ｃへの電流が供給された場合、固定子４７は、可動子４６に対して、第２の方向における一方側（図６及び図７における左方側であって、＋第２の方向側という。）への第２電磁気力が付与される。その結果、固定子４７は、＋第２の方向側に移動する。また、第２コイル部５５の両第２のコイル５５ａ，５５ｂに図５に示す第３矢印方向Ｃとは逆方向の第４矢印方向Ｄへの電流が供給された場合、固定子４７は、可動子４６に対して、第２の方向における他方側（図６及び図７における右方側であって、−第２の方向側という。）への第２電磁気力が付与される。その結果、固定子４７は、−第２の方向側に移動する。

次に、本実施形態の露光装置１１の作用のうち、第１ミラー２８の変位に関する部分の作用を中心に説明する。
さて、各駆動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの全ての第１のコイル５４ａ，５４ｂに第１矢印方向Ａへの電流が供給されると、各可動子４６は、該各可動子４６に個別対応する各固定子４７からの＋第１の方向への第１電磁気力に基づき、＋第１の方向側にそれぞれ移動する。その結果、円環状部材４３及び各フレクシャ部４４を介して各可動子４６に連結される第１ミラー２８は、各可動子４６の＋第１の方向側への移動に伴い、＋第１の方向側に変位する。一方、全ての第１のコイル５４ａ，５４ｂに第２矢印方向Ｂへの電流が供給されると、各可動子４６は、該各可動子４６に個別対応する各固定子４７からの−第１の方向への第１電磁気力に基づき、−第１の方向側にそれぞれ移動する。その結果、第１ミラー２８は、各可動子４６の−第１の方向側への移動に伴い、−第１の方向側に変位する。

また、各駆動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの全ての第２のコイル５５ａ，５５ｂに第３矢印方向Ｃへの電流が供給されると、各可動子４６は、該各可動子４６に個別対応する各固定子４７からの＋第２の方向への第２電磁気力に基づき、第１ミラー２８の光軸２８ａを中心とした周方向における一方側（図２では時計方向であって、＋θｚ方向側という。）にそれぞれ回転する。その結果、第１ミラー２８は、各可動子４６の回転に伴い、光軸２８ａを軸中心とした＋θｚ方向側に回転する。また、全ての第２のコイル５５ａ，５５ｂに第４矢印方向Ｄへの電流が供給されると、各可動子４６は、該各可動子４６に個別対応する各固定子４７からの−第２の方向への第２電磁気力に基づき、第１ミラー２８の光軸２８ａを中心とした周方向における他方側（図２では反時計方向であって、−θｚ方向側という。）にそれぞれ回転する。その結果、第１ミラー２８は、各可動子４６の回転に伴い、光軸２８ａを軸中心とした−θｚ方向側に回転する。

このように、本実施形態では、各駆動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの各第１のコイル５４ａ，５４ｂ及び各第２のコイル５５ａ，５５ｂへの電流の供給態様を個別に調整することにより、第１ミラー２８を複数の方向に変位させることが可能である。すなわち、本実施形態のミラー保持装置４０は、Ｚ軸方向やθｚ方向だけではなく、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸周りの回転方向）及びθｙ方向（Ｙ軸周りの回転方向）にも第１ミラー２８を変位させることが可能である。

そのため、ウエハＷへの露光に先立って、投影光学系１６から射出される露光光ＥＬの波面収差が波面収差測定装置３５によって測定されると、該測定結果は、図示しない記憶装置に記憶される。そして、ウエハＷへの露光が開始されると、その露光の途中、例えば一つのショット領域への露光が完了してから次のショット領域への露光が開始されるまでの間で、投影光学系１６から射出される現時点の露光光ＥＬの波面収差が波面収差測定装置３５によって計測される。そして、現時点の波面収差と記憶装置に記憶された波面収差との変化が算出（又は予測）されると、該算出結果（又は予測結果）が０（零）に限りなく接近するように、各ミラー保持装置のうち少なくとも一つのミラー保持装置（例えば、第１ミラー２８）用のミラー保持装置４０が制御される。その結果、各ミラー２８〜３３のうち少なくとも一つのミラー（例えば第１ミラー２８）の姿勢や位置が調整され、投影光学系１６の光学特性が補正される。

したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）ミラー２８〜３３を第１電磁気力及び第２電磁気力によって少なくとも第１の方向及び第２の方向に変位させることができる。そのため、ミラー２８〜３３の姿勢や位置を変更する際に、駆動源４５から加えられる駆動力が機械的損失を受けずに、ミラー２８〜３３を複数の方向に変位させることができる。

（２）本実施形態では、ミラー２８〜３３の光軸を中心とした周方向に沿って配置される複数（３つ）の駆動装置４１Ａ〜４１Ｃの第１電磁気力及び第２電磁気力の発生態様を個別に調整することにより、ミラー２８〜３３を、６自由度方向に任意に変位させることができる。そのため、ミラー２８〜３３の移動方向が制限される場合に比して、投影光学系１６の波面収差を容易に調整することができる。したがって、露光装置１１における露光性能を大きく向上させることができる。

（３）駆動源４５は、２つの磁石４８，４９をＮ極同士が対向すると共にＳ極がそれぞれ表出するように接合した永久磁石（即ち、可動子４６）を有している。そのため、一体化した１つの永久磁石で容易に異なる２つの方向への磁力線を発生させることができる。

（４）駆動源４５は、可動子４６における磁力線の出口に沿うように配置された一対の第１のコイル５４ａ，５４ｂと、可動子４６における磁力線の２つの入口を挟むように配置された一対の第２のコイル５５ａ，５５ｂとを有している。このため、可動子４６が発生する異なる２つの方向への磁力線を利用することができる簡素な構成で、異なる２方向への電磁気力を発生させることができる。

（５）本実施形態では、可動子４６が各磁石４８，４９から構成されている。そのため、可動子４６が複数のコイル５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂから構成される場合とは異なり、可動子４６に配線を接続する必要がない分、ミラー２８〜３３の位置や姿勢を、容易に調整することができる。

（６）ミラー２８〜３３は、円環状部材４３などを介して光学素子駆動装置４２に保持される。そのため、光学素子駆動装置４２がミラー２８〜３３に直接取り付けられる場合とは異なり、固定子４７から発生する各電磁気力に基づく負荷がミラー２８〜３３に直接伝達することを回避できる。その結果、光学素子駆動装置４２の駆動によってミラー２８〜３３が不必要に変形することを抑制できる。

（７）また、本実施形態では、可動子４６が固定子４７の内縁側に配置されているため、各可動子４６の移動できる範囲が限られる。そのため、コイル５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂに不用意に過大な電流が供給されたとしても、第１ミラー２８が必要以上に大きく変位することを抑制できる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・実施形態において、ミラー保持装置４０は、図７に示すように、円環状部材４３及び各フレクシャ部４４を省略し、各駆動装置４１Ａ〜４１Ｃによって第１ミラー２８を直接保持させる構成であってもよい。この場合、上記実施形態の場合に比して、円環状部材４３及び各フレクシャ部４４を省略できる分、可動側を軽量化でき、結果として、ミラー保持装置４０の省電力化に貢献できる。

・また、各駆動装置４１Ａ〜４１Ｃは、図７に示すように、複数のコイル５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂを有し且つ第１ミラー２８側に取り付けられる可動子６０と、該可動子６０を構成する各コイル５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂに包囲され且つ鏡筒２７の側壁に取り付けられる永久磁石を有する固定子６１とを備えた構成であってもよい。このように、上記実施形態とは逆にコイル５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ側を移動させる駆動装置４１Ａ〜４１Ｃであっても、第１ミラー２８の姿勢や位置を変更する際に、駆動源４５から加えられる駆動力が機械的損失を受けずに、第１ミラー２８を複数の方向に変位させることができる。

・実施形態において、可動子４６は、極性がＮ極である第１極部、極性がＳ極である第２極部、極性がＮ極である第３極部が第１の方向に沿って配置される構成であってもよい。この場合、第１のコイル５４ａ，５４ｂに対して第１矢印方向Ａへの電流が供給されると、可動子４６には、−第１の方向側への第１電磁気力が付与される一方、第１のコイル５４ａ，５４ｂに対して第２矢印方向Ｂへの電流が供給されると、可動子４６には、＋第１の方向側への第１電磁気力が付与される。また、第２のコイル５５ａ，５５ｂに対して第３矢印方向Ｃへの電流が供給されると、可動子４６には、−第２の方向側への第２電磁気力が付与される一方、第２のコイル５５ａ，５５ｂに対して第４矢印方向Ｄへの電流が供給されると、可動子４６には、＋第２の方向側への第２電磁気力が付与される。

・実施形態において、可動子４６は、図８に示すように、極性がＮ極である第１極部５０Ａ、極性がＳ極である第２極部５１Ａ、極性がＮ極である第３極部５２Ａが第２の方向に沿って配置される構成であってもよい。こうした可動子４６は、＋第２の方向側の極性がＮ極であると共に−第２の方向側の極性がＳ極である第１磁石６５と、＋第２の方向側の極性がＳ極であると共に−第２の方向側の極性がＮ極である第２磁石６６とから構成される永久磁石であってもよい。この場合、略直方体状をなす可動子４６の＋第２の方向側の面４６ａ及び−第２の方向側の面４６ｂは、第２の方向に延びる図示しない仮想線と直交する、即ち第１の方向と平行となるようにそれぞれ形成されている。このように構成しても、上記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。

もちろん、可動子４６は、極性がＳ極である第１極部、極性がＮ極である第２極部、極性がＳ極である第３極部が第２の方向に沿って配置される構成であってもよい。
・実施形態において、可動子４６は、Ｓ極に着磁される第１極部、Ｎ極に着磁される第２極部、Ｓ極に着磁される第３極部が第１の方向に沿って配置される一つの磁石から構成されるものであってもよい。

・実施形態において、可動子４６の＋Ｚ方向側の面４６ａ及び−Ｚ方向側の面４６ｂは、第２の方向と平行な面でなくてもよい。また、可動子４６は、＋Ｚ方向側の面４６ａ及び−Ｚ方向側の面４６ｂが互いに平行ではない構成であってもよい。

・実施形態において、光学素子駆動装置４２は、ミラー２８〜３３の光軸を中心とした周方向に沿って配置される３つ以外の任意数（例えば４つ）の駆動装置４１Ａ〜４１Ｃを備えた構成であってもよい。

・実施形態において、投影光学系１６は、各ミラー２８〜３３のうち少なくとも１つのミラー（例えば第１ミラー２８）に対してのみ光学素子駆動装置４２を設けた構成であってもよい。

・実施形態において、駆動源４５は、ローレンツ力を用いた電磁式リニアモータを備える構成であってもよい。この場合、駆動源４５は、その可動側に対して第１の方向への第１電磁気力及び第２の方向への第２電磁気力を付与する構成であることが望ましい。

・実施形態において、光学素子駆動装置を、照明光学系１４を構成するミラー１９，２１〜２４に第１電磁気力及び第２電磁気力を付与可能な装置に具体化してもよい。
・実施形態において、露光装置１１は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置１１は、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。

・また、露光装置１１を、レチクルＲとウエハＷとが相対移動した状態でレチクルＲのパターンをウエハＷへ転写し、ウエハＷを順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパに具体化してもよい。

・実施形態において、光源装置１２は、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ（１２６ｎｍ）等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置１２は、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を供給可能な光源であってもよい。

こうした光源を使用する場合、照明光学系１４及び投影光学系１６は、透過型の光学素子（レンズ）を使用することになる。こうした場合、本発明を、透過型の光学素子に対して第１電磁気力及び第２電磁気力を付与する光学素子駆動装置に具体化してもよい。

次に、本発明の実施形態の露光装置１１によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図９は、マイクロデバイス（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。

まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、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（レチクルＲなど）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。

次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板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で処理された基板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、ボンティング工程、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。最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたマイクロ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マイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図１０は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ１１１（酸化ステップ）おいては、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）においては、基板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）においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜ステップＳ１１４のそれぞれは、基板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。

基板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、基板に感光性材料を塗布する。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１１）によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）において、ステップＳ１１６にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、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感光性材料を取り除く。すなわち、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。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、基板上に多重に回路パターンが形成される。

本実施形態における露光装置を示す概略構成図。 本実施形態のミラー保持装置を模式的に示す平面図。 ミラー保持装置を示す斜視図。 図３とは異なる方向からミラー保持装置を見た場合の斜視図。 一つの駆動装置の要部を模式的に示す斜視図。 一つの駆動装置の要部を模式的に示す断面図。 別の実施形態のミラー保持装置を模式的に示す斜視図。 他の別の実施形態の駆動装置の要部を模式的に示す断面図。 デバイスの製造例のフローチャート。 半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート。

符号の説明

１１…露光装置、１８…筐体、１９，２１〜２４，２８〜３３…光学素子としてのミラー、２７…鏡筒、２８ａ…光軸、４１Ａ〜４１Ｃ…駆動装置、４２…光学素子駆動装置、４３…円環状部材、４５…駆動源、４６ａ，４６ｂ…面、４８，４９，６５，６６…磁石、５０，５０Ａ…第１極部、５１，５１Ａ…第２極部、５２，５２Ａ…第３極部、５４…第１コイル部、５４ａ，５４ｂ…第１のコイル、５５…第２コイル部、５５ａ，５５ｂ…第２のコイル、ＥＬ…放射ビームとしての露光光、Ｗ…基板としてのウエハ。

Claims (13)

1. 光学素子を駆動する光学素子駆動装置において、
   前記光学素子の周縁部に配置される複数の駆動装置を有し、
   前記各駆動装置は、前記光学素子の光軸に平行な第１の方向への第１電磁気力と、前記第１の方向に交差すると共に、前記光学素子の周縁部に沿った第２の方向への第２電磁気力とを発生する駆動源をそれぞれ有することを特徴とする光学素子駆動装置。
2. 前記駆動源は、一方の極性の第１極部、前記一方の極性とは異なる他方の極性の第２極部及び前記一方の極性の第３極部が前記第１の方向又は前記第２の方向に沿って順に配置される永久磁石と、該永久磁石における磁力線の出口に配置される第１コイル部と、前記永久磁石における磁力線の入り口に配置される第２コイル部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の光学素子駆動装置。
3. 前記永久磁石は、２つの磁石を前記他方の極性同士が対向すると共に前記一方の極性がそれぞれ表出するように接合した構成であることを特徴とする請求項２に記載の光学素子駆動装置。
4. 前記永久磁石は、前記一方の極性が表出している２つの面が互いに平行に形成され、かつ前記２つの面が前記第２の方向と平行になるように、前記光学素子側に取り付けられることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光学素子駆動装置。
5. 前記永久磁石は、前記一方の極性が表出している２つの面が互いに平行に形成され、かつ前記２つの面が前記第１の方向と平行になるように、前記光学素子側に取り付けられることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光学素子駆動装置。
6. 前記第１コイル部は、前記他方の極性同士が対向した部位を挟んで設けられる一対のコイルを有し、前記第２コイル部は、前記一方の極性が表出した面を挟んで設けられる一対のコイルを有することを特徴とする請求項２〜請求項５のうち何れか一項に記載の光学素子駆動装置。
7. 前記駆動源は、前記第１コイル部に電流が供給される場合には前記永久磁石との間で前記第１電磁気力を発生させ、前記第２コイル部に電流が供給される場合には前記永久磁石との間で前記第２電磁気力を発生させることを特徴とする請求項２〜請求項６のうち何れか一項に記載の光学素子駆動装置。
8. 前記駆動装置は、前記光学素子の周縁部にほぼ等角度間隔をおいて３つ配置されている請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載の光学素子駆動装置。
9. 前記光学素子は、円環状部材の内周側に配置され、
   前記駆動装置は、前記円環状部材に取り付けられることを特徴とする請求項１〜請求項８のうち何れか一項に記載の光学素子駆動装置。
10. 前記第２の方向は、前記円環状部材の接線方向であることを特徴とする請求項９に記載の光学素子駆動装置。
11. 複数の光学素子を保持する鏡筒において、
    前記複数の光学素子のうち少なくとも一つの光学素子を保持する装置として、請求項１〜請求項１０のうち何れか一項に記載の光学素子駆動装置を設けた鏡筒。
12. 請求項１１に記載の鏡筒を備え、
    該鏡筒に保持される前記各光学素子を介して放射ビームを感光性材料が塗布された基板に照射し、該基板に所定のパターンを形成する露光装置。
13. リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
    前記リソグラフィ工程は、請求項１２に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。

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