JP2004247438A

JP2004247438A - 冷却装置

Info

Publication number: JP2004247438A
Application number: JP2003034449A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hara; 真一原; Eiji Sakamoto; 英治坂本; Yasuo Hasegawa; 康生長谷川; Yoshinori Miwa; 良則三輪; Yoshiki Kino; 芳樹木野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2004-09-02
Also published as: US7095480B2; US20060017896A1; US20040174504A1; US20070091275A1; US7145632B2; US7265812B2

Abstract

【課題】光学部材の内部の温度分布を改善すると共に光学部材を基準温度に維持し、結像性能の劣化となる光学部材の熱膨張による変形を低減することで所望の光学性能をもたらす冷却装置を提供する。
【解決手段】真空又は減圧環境に置かれ、光が照射される照射領域を有する光学部材を冷却する冷却装置であって、前記光学部材の温度を局所的に非接触に変化させる温度変化機構を有することを特徴とする冷却装置を提供する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、冷却装置に係り、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を露光する露光装置に用いられる光学素子を冷却する冷却装置に関わる。本発明は、特に、露光光源として紫外線や極端紫外線（ＥＵＶ：ｅｘｔｒｅｍｅｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を利用する露光装置に用いられる光学素子を冷却する冷却装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、レチクル又はマスク（本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する。）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められ、超高圧水銀ランプ（ｉ線（波長約３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と用いられる紫外線光の波長は短くなってきた。
【０００４】
しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外線光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、０．１μｍ以下の非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外線光よりも更に波長が短い、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度の極端紫外線（ＥＵＶ）光を用いた縮小投影露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」と称する。）が開発されている。
【０００５】
露光光の短波長化が進むと物質による光の吸収が非常に大きくなるので、可視光や紫外光で用いられるような光の屈折を利用した屈折素子、即ち、レンズを用いることは難しく、更に、ＥＵＶ光の波長領域では使用できる硝材が存在しなくなり、光の反射を利用した反射素子、即ち、ミラー（例えば、多層膜ミラー）のみで光学系を構成する反射型光学系が用いられる。
【０００６】
ミラーは、露光光を全て反射するわけではなく、３０％以上の露光光を吸収する。吸収した露光光は、分熱となりミラーの表面形状を変形させて光学性能（得に、結像性能）の劣化を引き起こしてしまう。そこで、ミラーは、温度変化によるミラー形状の変化を小さくするために線膨張係数の小さな、例えば、線膨張係数が１０ｐｐｂといった低熱膨張のガラスで構成される。
【０００７】
ＥＵＶ露光装置は、０．１μｍ以下の回路パターンの露光に使用されるため、線幅精度が非常に厳しく、ミラーの表面形状は０．１ｎｍ程度以下の変形しか許されない。従って、ミラーの線膨張係数を１０ｐｐｂとしても、露光光吸収により温度が徐々に上昇し、ミラーの表面形状が変化してしまう。例えば、ミラーの厚さが５０ｍｍであるとすると、０．２℃の温度上昇により、ミラーの表面形状が０．１ｎｍ変化することになる。
【０００８】
そこで、図１４に示すように、露光光ＥＬを反射するミラーＭの表面（反射面）ＭＲに対して反対側の裏面ＭＮに輻射板ＲＰを配置し、輻射によりミラーＭを冷却することが本出願人によって提案されている（特願２００２−２２２９１１）。図１４は、ミラーＭの冷却方法の一例を示す概略構成図である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、ミラーＭの反射面ＭＲにおける照射領域ＩＥと非照射領域ＮＩＥや照射領域ＩＥの裏面ＩＢとの温度分布において、かかる温度分布を緩和し、且つ、ミラーＭを基準温度に保つ温度調節に関しては提案がなされていない。
そのために、ミラーＭの内部で発生する温度分布によってミラーＭの反射面ＭＲが熱変形し、図１５に示すように、元の反射面ＭＲの曲率に対して熱変形後の反射面ＭＲ´の曲率が変化し、結像性能の劣化を招いてしまう。図１５は、熱変形によるミラーＭの曲率の変化を示す概略模式図である。
【００１０】
また、ミラーの内部の温度分布を改善したとしてもミラーを基準温度に維持できなければ、温度変動によってミラーの位置が変わり、同様に、結像性能が劣化してしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、光学部材の内部の温度分布を改善すると共に光学部材を基準温度に維持し、結像性能の劣化となる光学部材の熱膨張による変形を低減することで所望の光学性能をもたらす冷却装置を提供することを例示的目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての冷却装置は、真空又は減圧環境に置かれ、光が照射される照射領域を有する光学部材を冷却する冷却装置であって、前記光学部材の温度を局所的に非接触に変化させる温度変化機構を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の例示的一態様である冷却装置及び露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の一側面としての冷却装置１の例示的一形態を示す概略構成図である。
【００１５】
冷却装置１は、真空又は減圧環境のチャンバＶＣ内に置かれた光学部材Ｍを冷却する冷却装置である。チャンバＶＣ内は、残留ガス（高分子有機ガスなど）成分と露光光ＥＬとの反応により光学部材Ｍの表面にコンタミが付着し、反射率や透過率などが低下することを低減させるために、図示しない真空ポンプによって１×１０^−６［Ｐａ］程度の真空に維持されている。
【００１６】
チャンバＶＣ内において、鏡筒ＭＡに支持される光学部材Ｍは、支持部材ＭＢを介して所定の位置に、クランプ部材ＭＣによって位置決めされ、反射、屈折及び回折等を利用して光を結像させる。光学部材Ｍは、例えば、ミラー、レンズ、平行平板ガラス、プリズム及びフレネルゾーンプレート、キノフォーム、バイナリオプティックス、ホログラム等の回折光学素子を含む。本実施形態においては、光学部材Ｍとしてミラーを例に説明する。
【００１７】
なお、図１においては、特徴的に、１つの光学部材Ｍのみを部分的に囲むように鏡筒ＭＡを設置し、光学部材Ｍを鏡筒ＭＡに支持する支持部材ＭＢ及び光学部材Ｍをクランプするクランプ部材ＭＣが図示されている。クランプ部材ＭＣは、エアシリンダなどの圧空アクチュエーターで光学部材Ｍを３点で支持するものである。支持部材ＭＢは、光学部材Ｍを鏡筒ＭＡに支持し、例えば、キネマティックマウントによって、クランプ部材ＭＣによって３点支持された光学部材Ｍの位置を過拘束なく拘束し（自由度６）、所定の位置へ支持している。
【００１８】
冷却装置１は、図１によく示されるように、温度変化機構１００として冷却機構１１０を有する。温度変化機構１００は、光学部材Ｍの温度を局所的に非接触に変化させる。
【００１９】
冷却機構１１０は、光学部材Ｍに露光光ＥＬを遮らないように非接触で配置され、光学部材Ｍに対して輻射により光学部材Ｍから熱を吸収する。冷却機構１１０は、輻射板１１１と、検出部１１２と、ペルチェ素子１１３と、放熱ブロック１１４と、循環部１１５と、制御部１１６とを有する。
【００２０】
輻射板１１１は、図示しない輻射板支持定盤に支持された輻射板支持部材によって、光学部材Ｍの反射面ＭＲにおける照射領域ＩＥに対して間隔を有して配置される。かかる間隔は、光学部材Ｍの照射領域ＩＥから熱を吸収する効率を上げるために短くすることが好ましい。
【００２１】
輻射板１１１は、後述するペルチェ素子１１３が接合され、ペルチェ素子１１３のペルチェ効果により冷却されて光学部材Ｍに対して低温となり温度差を形成する。即ち、輻射板１１１は、光学部材Ｍとの温度差から輻射によって光学部材Ｍの熱を吸収する。輻射板１１１は、比較的熱伝導性がよく輻射率の高い材料、例えば、セラミクスの窒化アルミニウムからなる。
【００２２】
検出部１１２は、輻射板１１１に取り付けられ、輻射板１１１の温度を検出する。また、検出部１１２は、検出した輻射板１１１の温度を後述する制御部１１６に送信する。検出部１１２は、例えば、熱電対、抵抗温度センサー、赤外線温度センサーなどの温度センサーから構成される。なお、本実施形態では、検出部１１２を輻射板１１１に取り付けている（接触させている）が、輻射板１１１と非接触に検出部１１１を構成し、輻射板１１１の温度を検出してもよい。
【００２３】
ペルチェ素子１１３は、ペルチェ素子１１３に流す電流を可変することで、吸熱面１１３ａと放熱面１１３ｂとの温度差を形成するものであり、放熱面１１３ｂを後述する放熱ブロック１１４でほぼ一定の温度とすることで、吸熱面１１３ａの温度を下げることができる。従って、ペルチェ素子１１３の吸熱面１１３ａを輻射板１１１と接合することで、輻射板１１１から熱を吸収して冷却することができる。ペルチェ素子１１３は、応答性が高いために高精度に輻射板１１１の温度を制御して、光学部材Ｍの温度を所定の値にすることができる。
【００２４】
放熱ブロック１１４は、ペルチェ素子１１３の放熱面１１３ａに接合されて、後述する循環部１１５が供給する冷媒が流れるための流路１１４ａを有する。流路１１４ａは、パイプ１１５ａを介して循環部１１５と接続される。流路１１４ａは、放熱ブロック１１４内部に形成され、放熱ブロック１１４全面に一様に冷媒が流れるように構成される。放熱ブロック１１４は、冷媒により冷却されてペルチェ素子１１３の放熱面１１３ｂから排熱される熱を回収する。
【００２５】
循環部１１５は、パイプ１１５ａと接続し、パイプ１１５ａを介して冷媒を放熱ブロック１１４の流路１１４ａに供給及び循環させる。循環部１１５が流路１１４ａに供給及び循環させる冷媒は、放熱ブロック１１４の熱を回収するためである。
【００２６】
制御部１１６は、検出部１１２の検出する輻射板１１１の温度が所定の値となるように、冷却機構１１０を制御する。制御部１１６は、より詳細には、ペルチェ素子１１３に印加する印加電圧を変化させることで輻射板１１１の温度を制御する。即ち、制御部１１６は、輻射板１１１が吸収しなければならない熱量を算出し、かかる熱量から輻射板１１１の温度を決定する。更に、制御部１１６は、決定した輻射板１１１の温度に基づいて、ペルチェ素子１１３に印加する印加電圧を調節する。かかる制御によって、輻射板１１１が光学部材Ｍから吸収する熱量が調節される。
【００２７】
例えば、輻射によって、絶対温度Ｔ_２［Ｋ］、面積Ａ_２［ｍ^２］の物質Ｙが絶対温度Ｔ_１［Ｋ］、面積Ａ_１［ｍ^２］の物質Ｘから吸収する熱量は、物質Ｘの輻射率をＥ_１、物質Ｙの輻射率をＥ_２、輻射形態係数（即ち、物質Ｘから出たエネルギーが物質Ｙへ到達する割合）をＦ_１２とした場合に、熱流速密度Ｑ［Ｗ／ｍ^２］を用いて以下の数式で表される。但し、Ｔ_１＞Ｔ_２とする。
【００２８】
【数１】

【００２９】
つまり、輻射形態係数が大きいほど、面積が大きいほど、輻射率が大きいほど、輻射によってより熱を与えたり、吸収したりすることができる。
【００３０】
ここで、輻射板１１１は、光学部材Ｍの反射面ＭＲの露光光ＥＬが照射される領域、所謂、照射領域ＩＥに近接した対向位置に配置しているために、輻射板１１１と光学部材Ｍの照射領域ＩＥの輻射形態係数が他の領域（非照射領域）ＮＩＥの輻射形態係数より大きくなり、照射領域ＩＥから局所的に輻射で熱を吸収することになる。
【００３１】
従って、光学部材Ｍが露光光ＥＬを吸収することによって照射領域ＩＥの温度が高くなることを低減し、非照射領域ＮＩＥとの温度差を少なくすることができる。これにより、光学部材Ｍの表面形状（曲率等）の変化を抑え、結像性能の劣化を防止することができる。
【００３２】
本実施形態では、輻射板１１１の温度を検出し、検出される輻射板１１１の温度が一定となるように制御を行っているが、検出部１１２を光学部材Ｍに接合し、光学部材Ｍの温度が一定となるように制御を行ってもよい。これにより、光学部材Ｍの表面形状と光学部材Ｍの温度の相関関係は非常に高いため、更に高精度に光学部材Ｍの表面形状（曲率等）の変化を抑え、結像性能の劣化を防止することができる。
【００３３】
なお、輻射板１１１を光学部材Ｍの照射領域ＩＥに近接した対向位置に配置できない場合は、図２に示すように、光学部材Ｍの照射領域ＩＥに輻射板１１１を向けるように配置してもよい。その際、輻射板１１１を円錐状に、照射領域ＩＥを囲むように配置すると、照射領域ＩＥと対向する輻射板１１１の面積が大きくなり、輻射での熱の吸収量が増えるので望ましい。ここで、図２は、輻射板１１１を光学部材Ｍの照射領域ＩＥに近接した対向位置に配置できない場合の輻射板１１１の配置例の一例を示す要部模式図である。
【００３４】
また、光学部材Ｍの照射領域ＩＥの温度が低下しても、輻射板１１１が非照射領域ＮＩＥから輻射によって熱を吸収してしまうと非照射領域ＮＩＥでも温度が低下してしまい、光学部材Ｍの照射領域ＩＥと非照射領域ＮＩＥとの温度差が縮まらない場合がある。そこで、図３に示すように、光学部材Ｍを囲むように輻射板１１１を配置し、光学部材Ｍの反射面ＭＲの非照射領域ＮＩＥに対向して、輻射率が０．２以下である輻射遮蔽部１１７を配置するとよい。輻射率が低いために輻射遮蔽部１１７は、光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥから輻射による放熱を防止する。また、輻射遮蔽部１１７は、前述のペルチェ素子や熱媒体によって光学部材Ｍと同様の温度に温度制御された板でもよく、光学部材Ｍとの温度差が少ないために輻射による放熱を防止する。この場合は、輻射板１１１を光学部材Ｍの照射領域ＩＥに近接して配置しなくても、照射領域ＩＥを輻射で冷却できるような位置に配置すればよい。例えば、輻射板１１１を鏡筒ＭＡの内面に保持させてもよいし、鏡筒ＭＡに温度を調節する温調媒体を流すなどして温度を一定に保つことで、鏡筒ＭＡ自体を輻射板１１１としてもよい。図１及び図２に示した冷却装置１に輻射遮蔽部１１７を設けても同様の効果が得られることは言うまでもない。ここで、図３は、光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥに輻射遮蔽部１１７を設けた場合の冷却装置１の一例を示す要部模式図である。
【００３５】
更に、図４に示すように、光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮに対向した位置に輻射遮蔽部１１７を設けることで、光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮからの輻射による放熱を防ぐことが可能となり、光学部材Ｍの照射領域ＩＥと非照射領域ＮＩＥとの温度差をより低減することができ、光学部材Ｍの表面形状（曲率等）の変化を抑え、結像性能の劣化を防止することができる。ここで、図４は、光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥ及び反射面ＭＲの裏面ＭＮに輻射遮蔽部１１７を設けた場合の冷却装置１の一例を示す要部模式図である。
【００３６】
また、輻射遮蔽部１１７として、光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥ及び光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮに輻射率が０．２以下の付加膜を成膜しても同様の効果を得られ、輻射遮蔽部１１７を設置するスペースがない場合に有利である。
【００３７】
冷却装置１において、上述したように、輻射板１１１の温度の制御は、輻射板１１１の温度が一定となるように制御してもよいし、光学部材Ｍの温度が一定となるように制御してもよい。それは、優れた光学性能を発揮するための光学部材Ｍの最適な温度を予め求めておき、光学部材Ｍが最適な温度になるように制御すれば、光学部材Ｍは優れた光学性能を発揮することができるからである。
【００３８】
更に、光学部材Ｍが最適な温度になる輻射板１１１の温度を求めておけば、かかる温度で一定となるように輻射板１１１の温度を制御しても光学部材Ｍは優れた光学性能を発揮することができるからである。
【００３９】
また、冷却装置１は、光学部材Ｍの照射領域ＩＥと非照射領域ＮＩＥとの温度差を低減するだけではなく、光学部材Ｍの温度が一定となるよう輻射板１１１の温度を制御している場合はもちろんであるが、熱荷重がほぼ一定の場合は、光学部材Ｍにかかる熱荷重と輻射板１１１により除去可能な熱量とが釣り合うため、輻射板１１１の温度を一定としても光学部材Ｍの温度を一定に保つことができる。従って、光学部材Ｍの平均的な温度が上昇することよって生じる光学部材Ｍの反射面ＭＲの位置変動及び支持部材ＭＢの温度が上昇することによって生じる光学部材Ｍの位置変動などを低減することが可能であり、光学部材Ｍの位置安定性を高めて光学特性を向上させることができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、輻射板１１１の冷却にペルチェ素子１１３を用いたが、輻射板１１１に流路を形成し、かかる流路に低温の熱媒体を流すことで輻射板１１１を低温に保ってもよい。これにより、輻射板１１１の温度安定性は低下するもののペルチェ素子１１３を用いる場合に比べて、スペースが少なくても冷却機構１１０を構成することができる。
【００４１】
次に、図５及び図６を参照して、冷却装置１の変形例である冷却装置１Ａについて説明する。冷却装置１Ａは、冷却装置１と比べて温度変化機構１００Ａが異なる。より詳細には、冷却装置１Ａは、光学部材Ｍの照射領域ＩＥからは熱を吸収し、光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥには熱を与えて、照射領域ＩＥと非照射領域ＮＩＥとの温度差を低減している。ここで、図５は、図１に示す冷却装置１の変形例である冷却装置１Ａの例示的一形態を示す概略構成図である。
【００４２】
冷却装置１Ａは、図５によく示されるように、温度変化機構１００Ａとして冷却機構１１０と加熱機構１２０とを有する。温度変化機構１００Ａは、光学部材Ｍの温度を局所的に非接触に変化させる。
【００４３】
冷却機構１１０は、光学部材Ｍに露光光ＥＬを遮らないように非接触で配置され、光学部材Ｍに対して輻射により光学部材Ｍ（特に、照射領域ＩＥ）から熱を吸収する。
【００４４】
加熱機構１２０は、光学部材Ｍに露光光ＥＬを遮らないように非接触で配置され、光学部材Ｍに対して輻射により光学部材Ｍに熱を与える。加熱機構は、輻射板１２１と、検出部１２２と、ペルチェ素子１２３と、放熱ブロック１２４と、循環部１２５と、制御部１２６とを有する。
【００４５】
輻射板１２１は、図示しない輻射板支持定盤に支持された輻射板支持部材によって、光学部材Ｍの反射面ＭＲにおける非照射領域ＮＩＥに対して間隔を有して配置される。かかる間隔は、光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥに熱を与える効率を上げるために短くすることが好ましい。
【００４６】
輻射板１２１は、後述するペルチェ素子１２３に接合され、ペルチェ素子１２３のペルチェ効果により加熱されて光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥに対して高温となり温度差を形成する。即ち、輻射板１２１は、光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥとの温度差から輻射によって光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥに熱を与える。輻射板１２１は、比較的熱伝導性がよく輻射率の高い材料、例えば、セラミクスの窒化アルミニウムからなる。
【００４７】
検出部１２２は、輻射板１２１に取り付けられ、輻射板１２１の温度を検出する。また、検出部１２２は、検出した輻射板１２１の温度を後述する制御部１２６に送信する。検出部１２２は、例えば、熱伝対、抵抗温度センサー、赤外線温度センサーなどの温度センサーから構成される。なお、本実施形態では、検出部１２２を輻射板１２１に取り付けている（接触させている）が、輻射板１２１と非接触に検出部１２１を構成し、輻射板１２１の温度を検出してもよい。
【００４８】
ペルチェ素子１２３は、ペルチェ素子１２３に流す電流を可変することで、吸熱面１２３ａと放熱面１２３ｂとの温度差を形成するものであり、吸熱面１２３ａを後述する放熱ブロック１２４でほぼ一定の温度とすることで、放熱面１２３ａの温度を上げることができる。従って、ペルチェ素子１２３の放熱面１２３ｂを輻射板１２１と接合することで、輻射板１２１から熱を放出して光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥを加熱することができる。ペルチェ素子１２３は、応答性が高いために高精度に輻射板１２１の温度を制御して、光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥの温度を所定の値にすることができる。
【００４９】
放熱ブロック１２４は、ペルチェ素子１２３の吸熱面１２３ａに接合されて、後述する循環部１２５が供給する熱媒体が流れるための流路１２４ａを有する。流路１２４ａは、パイプ１２５ａを介して循環部１２５と接続される。流路１２４ａは、放熱ブロック１２４内部に形成され、放熱ブロック１２４全面に一様に熱媒体が流れるように構成される。放熱ブロック１２４は、熱媒体により加熱されてペルチェ素子１２３の吸熱面１２３ａに熱を与える。
【００５０】
循環部１２５は、パイプ１２５ａと接続し、パイプ１２５ａを介して熱媒体を放熱ブロック１２４の流路１２４ａに供給及び循環させる。循環部１２５が流路１２４ａに供給及び循環させる熱媒体は、放熱ブロック１２４に熱を与えるためである。
【００５１】
制御部１２６は、検出部１２２の検出する輻射板１２１の温度が所定の値となるように、加熱機構１２０を制御する。制御部１２６は、より詳細には、ペルチェ素子１２３に印加する印加電圧を変化させることで輻射板１２１の温度を制御する。即ち、制御部１２６は、輻射板１２１が光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥに与えなければならない熱量を算出し、かかる熱量から輻射板１２１の温度を決定する。更に、制御部１２６は、決定した輻射板１２１の温度に基づいて、ペルチェ素子１２３に印加する印加電圧を調節する。かかる制御によって、輻射板１２１が光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥに与える熱量が調節される。
【００５２】
冷却装置１Ａは、加熱機構１２０によって光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥを加熱することで、光学部材Ｍの照射領域ＩＥとの温度差を低減させ、光学部材Ｍの表面形状（曲率等）の変化を抑え、結像性能の劣化を防止することができる。また、図５に示すように、冷却機構１１０によって光学部材Ｍの照射領域ＩＥを冷却することで、更に光学部材Ｍの照射領域ＩＥと非照射領域ＮＩＥとの温度差を低減させることが可能であり、光学部材Ｍの表面形状（曲率等）の変化を抑えることができる。
【００５３】
更に、本実施形態においては、光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮにも冷却機構１１０を配置することにより、光学部材Ｍの内部方向への温度分布を低減すると共に、光学部材Ｍの温度を所望の温度に保つことができる。光学部材Ｍを所望の温度に保つことができれば、光学部材Ｍの位置安定性がよくなり、光学性能を向上させることができる。
【００５４】
また、光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮには、反射面ＭＲと異なり、加熱機構１２０との配置の干渉がないために大きな面積の輻射板１１１を配置することができ、光学部材Ｍからより多くの熱量を吸収することが可能となる。従って、光が照射されることで吸収される熱量が大きくても、所望の温度にまで光学部材Ｍを冷却することができる。所望の温度とは、例えば、鏡筒ＭＡの温度であり、鏡筒ＭＡの温度と光学部材Ｍの温度を一致させることで、支持部材ＭＢ及びクランプ部材ＭＣの温度変化によって生じる光学部材Ｍの位置変動に起因する光学性能の劣化を防止することができる。
【００５５】
本実施形態では、光学部材Ｍの反射面ＭＲに関しては、検出部１１２及び１２２を輻射板１１１及び１２１に接合し、検出される輻射板１１１及び１２１の温度が一定となるように制御して反射面ＭＲで温度分布の無いようにしており、光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮに関しては、検出部１１２を光学部材Ｍに接合し、検出される光学部材Ｍの温度が一定となるように輻射板１１１の温度を制御している。しかし、上述したように、全ての輻射板を輻射板の温度が一定となるように制御してもよいし、全ての輻射板及び一部の輻射板を光学部材の温度が一定となるように制御してもよい。それは、優れた光学性能を発揮するための光学部材Ｍの最適な温度を予め求めておき、光学部材Ｍが最適な温度になるように制御すれば、光学部材Ｍは優れた光学性能を発揮することができるからである。
【００５６】
更に、光学部材Ｍが最適な温度になる輻射板１１１及び１２１の温度を求めておけば、かかる温度で一定となるように輻射板１１１及び１２１の温度を制御しても光学部材Ｍは優れた光学性能を発揮することができるからである。但し、光学部材Ｍの表面形状と光学部材Ｍの温度の相関関係は非常に高いため、光学部材Ｍの温度が一定となるように輻射板１１１及び１２１の温度を制御すれば、更に高精度に光学部材Ｍの表面形状（曲率等）の変化を抑え、結像性能の劣化を防止することができる。一方、光学部材Ｍの温度を検出するよりも輻射板１１１及び１２１の温度を検出する方が実装上簡単である。それは、温度の検出精度のよい接触式の温度センサーを高精度に位置決めされる光学部材Ｍに接合しなくてよいからである。
【００５７】
また、冷却装置１Ａは、光学部材Ｍの照射領域ＩＥと非照射領域ＮＩＥとの温度差を低減するだけではなく、光学部材Ｍの温度が一定となるように輻射板１１１及び１２１の温度を制御している場合はもちろんであるが、熱荷重がほぼ一定の場合は、光学部材Ｍにかかる熱荷重と輻射板１１１により除去可能な熱量とが釣り合うため、輻射板１１１及び１２１の温度を一定としても光学部材Ｍの温度を一定に保つことができる。従って、光学部材Ｍの平均的な温度が上昇することよって生じる光学部材Ｍの反射面ＭＲの位置変動及び支持部材ＭＢの温度が上昇することによって生じる光学部材Ｍの位置変動などを低減することが可能であり、光学部材Ｍの位置安定性を高めて光学特性を向上させることができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、輻射板１１１及び１２１の冷却及び加熱にペルチェ素子１１３及び１２３を用いたが、輻射板１１１及び１２１に流路を形成し、かかる流路に低温及び高温の熱媒体を流すことで輻射板１１１及び１２１を低温及び高温に保ってもよい。これにより、輻射板１１１及び１２１の温度安定性は低下するもののペルチェ素子１１３及び１２３を用いる場合に比べて、スペースが少なくても冷却機構１１０及び加熱機構１２０を構成することができる。なお、ペルチェ素子１２３の代替手段としてヒーターを用いても同様の効果を得ることができる。
【００５９】
光学部材Ｍの反射面ＭＲ側の冷却機構１１０の輻射板１１１を光学部材Ｍの照射領域ＩＥに近接した対向位置に配置できない場合は、図６に示すように、輻射板１１１を照射領域ＩＥに近接して配置しなくても、照射領域ＩＥを冷却することができる位置に配置すればよい。例えば、輻射板１１１を鏡筒ＭＡの内面に保持させてもよいし、鏡筒ＭＡに温度を調節する温調媒体を流すなどして温度を一定に保つことで、鏡筒ＭＡ自体を輻射板１１１としてもよい。ここで、図６は、光学部材Ｍの反射面ＭＲ側の冷却機構１１０の輻射板１１１を照射領域ＩＥに近接した対向位置に配置できない場合の輻射板１１１の配置例の一例を示す要部模式図である。
【００６０】
なお、光が照射されることで光学部材Ｍに吸収される熱量が小さい場合や、光学部材Ｍの反射面ＭＲ側に十分に広い面積を有する輻射板１１１を配置することができる場合には、反射面ＭＲ側の冷却機構１１０のみの輻射で必要熱量を吸収することができるので、反射面ＭＲの裏面ＭＮに冷却機構１１０を配置しなくてもよい。
【００６１】
また、加熱機構１２０においては、わずかな面積を有する輻射板１２１を光学部材Ｍの照射領域ＩＥの近傍に配置させても光学部材Ｍの表面形状（曲率）の変形を低減させて結像性能の劣化を防止することができる。この場合、輻射板１２１によって光学部材Ｍに与えられる熱量が少ないので、光学部材Ｍを所望の温度に保つための冷却機構１２０の輻射板１２１の面積を低減することができ、温度をそれほど下げなくてよいという利点がある。
【００６２】
次に、図７乃至図１０を参照して、冷却装置１の変形例である冷却装置１Ｂについて説明する。冷却装置１Ｂは、冷却装置１と比べて温度変化機構１００Ｂが異なる。より詳細には、冷却装置１Ｂは、光学部材Ｍの照射領域ＩＥからは熱を吸収し、光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮには熱を与えて、照射領域ＩＥと反射面ＭＲの裏面ＭＮとの温度差を低減している。ここで、図７は、図１に示す冷却装置１の変形例である冷却装置１Ｂの例示的一形態を示す概略構成図である。
【００６３】
冷却装置１Ｂは、図７によく示されるように、温度変化機構１００Ｂとして冷却機構１１０と加熱機構１２０とを有する。
【００６４】
冷却機構１１０は、光学部材Ｍに露光光ＥＬを遮らないように非接触で配置され、光学部材Ｍに対して輻射により光学部材Ｍ（特に、照射領域ＩＥ）から熱を吸収する。
【００６５】
加熱機構１２０は、光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮに非接触で配置され、光学部材Ｍに対して輻射により裏面ＭＮを加熱する。
【００６６】
輻射板１２１は、光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮにおける照射領域ＩＥの裏側に相当する位置に対して間隔を有して配置され、かかる位置に輻射によって熱を与える。
【００６７】
冷却装置１Ｂは、加熱機構１２０によって光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮ（特に、照射領域ＩＥの裏側）を加熱することで、光学部材Ｍの照射領域ＩＥとの温度差を低減させ、光学部材Ｍの表面形状（曲率等）の変化を抑え、結像性能の劣化を防止することができる。また、図７に示すように、冷却機構１１０によって光学部材Ｍの照射領域ＩＥを冷却することで、更に光学部材Ｍの照射領域ＩＥと非照射領域ＮＩＥとの温度差を低減させることが可能であり、光学部材Ｍの表面形状（曲率等）の変化を抑えることができる。
【００６８】
更に、冷却装置１Ｂは、光学部材Ｍを冷却する冷却機構１１０によって、露光光ＥＬによって温度上昇する光学部材Ｍの温度を所望の温度に保つことが可能であり、光学部材Ｍの位置安定性がよくなり、光学性能を向上させることができる。
【００６９】
本実施形態では、光学部材Ｍの反射面ＭＲに関しては、検出部１１２を輻射板１１１に接合し、検出される輻射板１１１の温度が一定となるように制御し、光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮに関しては、検出部１２２を光学部材Ｍに接合し、検出される光学部材Ｍの温度が一定となるように輻射板１２１の温度を制御している。しかし、上述したように、全ての輻射板を輻射板の温度が一定となるように制御してもよいし、全ての輻射板及び一部の輻射板を光学部材の温度が一定となるように制御してもよい。
【００７０】
なお、本実施形態では、輻射板１１１及び１２１の冷却及び加熱にペルチェ素子１１３及び１２３を用いたが、輻射板１１１及び１２１に流路を形成し、かかる流路に低温及び高温の熱媒体を流すことで輻射板１１１及び１２１を低温及び高温に保ってもよい。これにより、輻射板１１１及び１２１の温度安定性は低下するもののペルチェ素子１１３及び１２３を用いる場合に比べて、スペースが少なくても冷却機構１１０及び加熱機構１２０を構成することができる。なお、ペルチェ素子１２３の代替手段としてヒーターを用いても同様の効果を得ることができる。
【００７１】
なお、冷却機構１１０の輻射板１１１を光学部材Ｍの照射領域ＩＥに近接した対向位置に配置できない場合は、例えば、図８に示すように、光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥに対向した位置に配置してもよい。この場合、加熱機構１２０の輻射板１２１を光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏面ＭＮ全面に亘って配置させる。これにより、冷却機構１１０の輻射板１１１によって光学部材Ｍの非照射領域ＮＩＥの温度が低下してしまうことを防止し、光学部材Ｍの照射領域ＩＥと非照射領域ＮＩＥとの温度差を低減させることができる。ここで、図８は、輻射板１１１を光学部材Ｍの照射領域ＩＥに近接した対向位置に配置できない場合の輻射板１１１の配置例の一例を示す要部模式図である。
【００７２】
また、図９に示すように、光学部材Ｍの反射面ＭＲの裏側ＭＮにおける照射領域ＩＥの裏側の位置以外に冷却機構１１０の輻射板１１１を配置してもよい。更に、図１０に示すように、光学部材Ｍを囲むように冷却機構１１０の輻射板１１１を配置してもよい。ここで、図９及び１０は、輻射板１１１を光学部材Ｍの照射領域ＩＥに近接した対向位置に配置できない場合の輻射板１１１の配置例の一例を示す要部模式図である。
【００７３】
図８乃至図１０に示したように、冷却機構１１０の輻射板１１１を光学部材Ｍの照射領域ＩＥに近接した対向位置に配置しなくても、照射領域ＩＥを輻射により冷却できる位置に配置すれば、光学部材Ｍの照射領域ＩＥとの温度差を低減させ、光学部材Ｍの表面形状（曲率等）の変化を抑え、結像性能の劣化を防止することができる。
【００７４】
なお、冷却装置１、１Ａ及び１Ｂにおいて、輻射板１１１及び１２１の光学部材Ｍと対向する面は、冷却及び加熱を効率的に行うために０．８以上の輻射率を有するように構成するとよい。一方、輻射板１１１及び１２１の光学部材Ｍと対向しない面は、周囲の部材の温度に影響を与えて熱変形させたりしないために、０．２以下の輻射率とすることが望ましい。
【００７５】
以下、図１１を参照して、本発明の冷却装置１、１Ａ又は１Ｂを適用した例示的な露光装置２００について説明する。ここで、図１１は、本発明の一側面としての露光装置２００の例示的一形態を示す概略構成図である。
【００７６】
本発明の露光装置２００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でマスク２２０に形成された回路パターンを被処理体２４０に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、マスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【００７７】
図１１を参照するに、露光装置２００は、照明装置２１０と、マスク２２０と、マスク２２０を載置するマスクステージ２２５と、被処理体２４０を載置するウェハステージ２４５と、アライメント検出機構２５０と、フォーカス位置検出機構２６０とを有する。
【００７８】
また、図１１に示すように、ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低く、残留ガス（高分子有機ガスなど）成分との反応によりコンタミを生成してしまうため、少なくとも、ＥＵＶ光が通る光路中（即ち、光学系全体）は真空雰囲気ＶＣとなっている。
【００７９】
照明装置２１０は、投影光学系２３０の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）によりマスク２２０を照明する照明装置であって、ＥＵＶ光源２１２と、照明光学系２１４とを有する。
【００８０】
ＥＵＶ光源２１２は、例えば、レーザープラズマ光源が用いられる。これは、真空容器中のターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射される、例えば、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用するものである。ターゲット材としては、金属膜、ガスジェット、液滴などが用いられる。放射されるＥＵＶ光の平均強度を高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高い方がよく、通常数ｋＨｚの繰り返し周波数で運転される。
【００８１】
照明光学系２１４は、集光ミラー２１４ａ、オプティカルインテグレーター２１４ｂから構成される。集光ミラー２１４ａは、レーザープラズマからほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光を集める役割を果たす。オプティカルインテグレーター２１４ｂは、マスク２２０を均一に所定の開口数で照明する役割を持っている。
また、照明光学系２１４は、マスク２２０と共役な位置に、マスク２２０の照明領域を円弧状に限定するためのアパーチャ２１４ｃが設けられている。かかる照明光学系２１４を構成する光学部材である集光ミラー２１４ａ及びオプティカルインテグレーター２１４ｂに本発明の冷却装置１、１Ａ及び１Ｂを適用することができ、冷却装置１、１Ａ及び１Ｂにより集光ミラー２１４ａ及びオプティカルインテグレーター２１４ｂを冷却することで熱膨張による変形を防止して、優れた結像性能を発揮することができる。
【００８２】
マスク２２０は、反射型マスクで、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、マスクステージ２２５に支持及び駆動されている。マスク２２０から発せられた回折光は、投影光学系２３０で反射されて被処理体２４０上に投影される。マスク２２０と被処理体２４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置２００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、マスク２２０と被処理体２４０を走査することによりマスク２２０のパターンを被処理体２４０上に縮小投影する。
【００８３】
マスクステージ２２５は、マスク２２０を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ２２５は、当業界周知のいかなる構造をも適用することができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、少なくともＸ方向にマスクステージ２２５を駆動することでマスク２２０を移動することができる。露光装置２００は、マスク２２０と被処理体２４０を同期した状態で走査する。
【００８４】
投影光学系２３０は、複数の反射ミラー（即ち、多層膜ミラー）２３０ａを用いて、マスク２２０面上のパターンを像面である被処理体２４０上に縮小投影する。複数のミラー２３０ａの枚数は、４枚乃至６枚程度である。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、マスク２２０と被処理体２４０を同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系２３０の開口数（ＮＡ）は、０．２乃至０．３程度である。かかる投影光学系２３０を構成する光学部材であるミラー２３０ａに本発明の冷却装置１、１Ａ及び１Ｂを適用することができ、冷却装置１、１Ａ及び１Ｂによりミラー２３０ａを冷却することで熱膨張による変形を防止して、優れた結像性能を発揮することができる。
【００８５】
被処理体２４０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体２４０には、フォトレジストが塗布されている。
【００８６】
ウェハステージ２４５は、ウェハチャック２４５ａによって被処理体２４０を支持する。ウェハステージ２４５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被処理体２４０を移動する。マスク２２０と被処理体２４０は同期して走査される。また、マスクステージ２２５の位置とウェハステージ２４５の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。
【００８７】
アライメント検出機構２５０は、マスク２２０の位置と投影光学系２３０の光軸との位置関係、及び、被処理体２４０の位置と投影光学系２３０の光軸との位置関係を計測し、マスク２２０の投影像が被処理体２４０の所定の位置に一致するようにマスクステージ２２５及びウェハステージ２４５の位置と角度を設定する。
【００８８】
フォーカス位置検出機構２６０は、被処理体２４０面でフォーカス位置を計測し、ウェハステージ２４５の位置及び角度を制御することによって、露光中、常時被処理体２４０面を投影光学系２３０による結像位置に保つ。
【００８９】
露光において、照明装置２１０から射出されたＥＵＶ光はマスク２２０を照明し、マスク２２０面上のパターンを被処理体２４０面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスク２２０と被処理体２４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、マスク２２０の全面を露光する。
【００９０】
ここで、露光装置においては、光学性能は投影光学系の光学部材の形状変化に対して敏感なので、上述したような冷却装置１、１Ａ及び１Ｂは、投影光学系の光学部材に用いることが多い。特に、光量の多いマスク側の光学部材に用いることが多い。但し、照明光学系に用いても構わない。特に、最も光源に近い反射光学部材は、光学部材の中で最も多量の光が入射するので、必然的に吸収する熱量も大きくなり、その吸収した熱による光学部材の形状の変化量も大きくなる。それを防ぐために、上述したような冷却装置１、１Ａ及び１Ｂにより、多量の光を吸収することによる温度上昇を防ぐことができ、光学部材の温度差を低減して形状変化を抑えることができる。
【００９１】
次に、図１２及び図１３を参照して、上述の露光装置２００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１２は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
本実施形態においては、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。
【００９２】
図１３は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置２００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置２００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００９３】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明の冷却装置は、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ_２レーザーなどのＥＵＶ光以外の波長２００ｎｍ以下の紫外線用の光学部材に適用することもでき、マスクやウェハにも適用可能である。
【００９４】
本出願は、更に以下の事項を開示する。
【００９５】
〔実施態様１〕真空又は減圧環境に置かれ、光が照射される照射領域を有する光学部材を冷却する冷却装置であって、
前記光学部材の温度を局所的に非接触に変化させる温度変化機構を有することを特徴とする冷却装置。
【００９６】
〔実施態様２〕前記温度変化機構は、前記光学部材に非接触で配置され、前記光学部材の前記照射領域を冷却する冷却機構を有することを特徴とする実施態様１記載の冷却装置。
【００９７】
〔実施態様３〕前記温度変化機構は、
前記光学部材に非接触で配置され、前記光学部材を冷却する冷却機構と、
前記光学部材に非接触で配置され、前記光学部材の前記照射領域以外の非照射領域の少なくとも一部を加熱する加熱機構とを有することを特徴とする実施態様１記載の冷却装置。
【００９８】
〔実施態様４〕前記冷却機構は、輻射により前記光学部材から熱を吸収することを特徴とする実施態様２又は３記載の冷却装置。
【００９９】
〔実施態様５〕前記加熱機構は、輻射により前記光学部材の前記非照射領域に熱を与えることを特徴とする実施態様３記載の冷却装置。
【０１００】
〔実施態様６〕前記加熱機構は、前記光学部材の前記照射領域の裏面を加熱することを特徴とする実施態様３記載の冷却装置。
【０１０１】
〔実施態様７〕前記冷却機構は、
前記光学部材の温度を検出する検出部と、
前記光学部材の前記照射領域に対して低温となる温度差を形成する輻射板と、前記検出部の検出する前記光学部材の温度が所定の値となるように、前記輻射板の温度を制御する制御部とを有することを特徴とする実施態様２又は３記載の冷却装置。
【０１０２】
〔実施態様８〕前記冷却機構は、
前記光学部材の前記照射領域に対して低温となる温度差を形成する輻射板と、
前記輻射板の温度を検出する検出部と、
前記検出部の検出する前記輻射板の温度が所定の値となるように、前記輻射板の温度を制御する制御部とを有することを特徴とする実施態様２又は３記載の冷却装置。
【０１０３】
〔実施態様９〕前記輻射板は、熱媒体が流れるための流路を有し、
前記制御部に制御され、前記熱媒体を前記流路に循環させる循環部を更に有することを特徴とする実施態様７又は８記載の冷却装置。
【０１０４】
〔実施態様１０〕前記輻射板に接合してペルチェ効果により前記輻射板を冷却するペルチェ素子と、
熱媒体が流れるための流路を有し、前記ペルチェ素子の排熱を回収する放熱ブロックと、
前記熱媒体を前記流路に循環させる循環部とを更に有することを特徴とする実施態様７又は８記載の冷却装置。
【０１０５】
〔実施態様１１〕前記輻射板は、前記光学部材の前記照射領域に向いて配置されていることを特徴とする実施態様７又は８記載の冷却装置。
【０１０６】
〔実施態様１２〕前記輻射板は、前記光学部材の前記照射領域に対して９０度以下の角度を有して配置されることを特徴とする実施態様７又は８記載の冷却装置。
【０１０７】
〔実施態様１３〕前記光学部材の前記照明領域以外の非照射領域に対向して配置され、前記非照射領域への輻射を遮蔽する輻射遮蔽部を更に有することを特徴とする実施態様１２記載の冷却装置。
【０１０８】
〔実施態様１４〕前記輻射遮蔽部は、輻射率が０．２以下であることを特徴とする実施態様１３記載の冷却装置。
【０１０９】
〔実施態様１５〕前記輻射遮蔽部は、前記非照明領域に成膜された付加膜であることを特徴とする実施態様１４記載の冷却装置。
【０１１０】
〔実施態様１６〕前記加熱機構は、前記光学部材の前記照射領域の裏面を加熱することを特徴とする実施態様３記載の冷却装置。
【０１１１】
〔実施態様１７〕前記加熱機構は、輻射により前記光学部材の前記非照射領域に熱を与えることを特徴とする実施態様３記載の冷却装置。
【０１１２】
〔実施態様１８〕前記加熱機構は、
前記光学部材の温度を検出する検出部と、
前記光学部材の前記照射領域に対して高温となる温度差を形成する輻射板と、前記検出部の検出する前記光学部材の温度が所定の値となるように、前記輻射板の温度を制御する制御部とを有することを特徴とする実施態様３記載の冷却装置。
【０１１３】
〔実施態様１９〕前記加熱機構は、
前記光学部材の前記照射領域に対して高温となる温度差を形成する輻射板と、
前記輻射板の温度を検出する検出部と、
前記検出部の検出する前記輻射板の温度が所定の値となるように、前記輻射板の温度を制御する制御部とを有することを特徴とする実施態様３記載の冷却装置。
【０１１４】
〔実施態様２０〕前記輻射板は、熱媒体が流れるための流路を有し、
前記制御部に制御され、前記熱媒体を前記流路に循環させる循環部を更に有することを特徴とする実施態様１８又は１９記載の冷却装置。
【０１１５】
〔実施態様２１〕前記輻射板に接合してペルチェ効果により前記輻射板を加熱するペルチェ素子と、
熱媒体が流れるための流路を有し、前記ペルチェ素子の排熱を回収する放熱ブロックと、
前記熱媒体を前記流路に循環させる循環部とを更に有することを特徴とする実施態様１８又は１９記載の冷却装置。
【０１１６】
〔実施態様２２〕前記制御部に制御され、前記輻射板に接合して前記輻射板を加熱するヒーターを有することを特徴とする実施態様１８又は１９記載の冷却装置。
【０１１７】
〔実施態様２３〕前記冷却機構は、前記光学部材の前記照射領域の裏面に対向して配置され、前記光学部材の前記照射領域に対して低温となる温度差を形成する輻射板を有することを特徴とする実施態様３記載の冷却装置。
【０１１８】
〔実施態様２４〕前記冷却機構は、前記光学部材の前記照射領域に向いて配置され、前記光学部材の前記照射領域に対して低温となる温度差を形成する輻射板を有することを特徴とする実施態様３記載の冷却装置。
【０１１９】
〔実施態様２５〕前記冷却機構は、前記光学部材の前記照射領域に対して９０度以下の角度を有して配置され、前記光学部材の前記照射領域に対して低温となる温度差を形成する輻射板を有することを特徴とする実施態様３記載の冷却装置。
【０１２０】
〔実施態様２６〕前記加熱機構は、前記光学部材の前記照射領域の裏面に対向して配置され、前記光学部材の前記照射領域に対して高温となる温度差を形成する輻射板とを有することを特徴とする実施態様３記載の冷却装置。
【０１２１】
〔実施態様２７〕前記輻射板は、
前記光学部材の前記照射領域に対して０．８以上の輻射率を有する第１の部分と、
前記光学部材の前記照射領域の裏面に対して０．２以下の輻射率を有する第２の部分とを有することを特徴とする実施態様７、８、１８、１９、２３乃至２６のうちいずれか一項記載の冷却装置。
【０１２２】
〔実施態様２８〕実施態様１乃至２７のうちいずれか一項記載の冷却装置と、
前記冷却装置により冷却された光学部材を介してマスクに形成されたパターンを被処理体に露光する光学系とを有することを特徴とする露光装置。
【０１２３】
〔実施態様２９〕前記露光装置は、電子ビームを用いて前記被処理体を露光することを特徴とする実施態様２８記載の露光装置。
【０１２４】
〔実施態様３０〕前記露光装置は、ＥＵＶ光を用いて前記被処理体を露光することを特徴とする実施態様２８記載の露光装置。
【０１２５】
〔実施態様３１〕実施態様２８乃至３０のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【０１２６】
【発明の効果】
本発明によれば、光学部材の内部の温度分布を改善すると共に光学部材を基準温度に維持し、結像性能の劣化となる光学部材の熱膨張による変形を低減することで所望の光学性能をもたらす冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一側面としての冷却装置の例示的一形態を示す概略構成図である。
【図２】輻射板を光学部材の照射領域に近接した対向位置に配置できない場合の輻射板の配置例の一例を示す要部模式図である。
【図３】光学部材の非照射領域に輻射遮蔽部を設けた場合の冷却装置の一例を示す要部模式図である。
【図４】光学部材の非照射領域及び反射面の裏面に輻射遮蔽部を設けた場合の冷却装置の一例を示す要部模式図である。
【図５】図１に示す冷却装置の変形例である冷却装置の例示的一形態を示す概略構成図である。
【図６】光学部材の反射面側の冷却機構の輻射板を照射領域に近接した対向位置に配置できない場合の輻射板の配置例の一例を示す要部模式図である。
【図７】図１に示す冷却装置の変形例である冷却装置の例示的一形態を示す概略構成図である。
【図８】輻射板を光学部材の照射領域に近接した対向位置に配置できない場合の輻射板の配置例の一例を示す要部模式図である。
【図９】輻射板を光学部材の照射領域に近接した対向位置に配置できない場合の輻射板の配置例の一例を示す要部模式図である。
【図１０】輻射板を光学部材の照射領域に近接した対向位置に配置できない場合の輻射板の配置例の一例を示す要部模式図である。
【図１１】本発明の一側面としての露光装置の例示的一形態を示す概略構成図である。
【図１２】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１２に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図１４】ミラーの冷却方法の一例を示す概略構成図である。
【図１５】熱変形によるミラーの曲率の変化を示す概略模式図である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ冷却装置
１００、１００Ａ、１００Ｂ温度変化機構
１１０冷却機構
１１１輻射板
１１２検出部
１１３ペルチェ素子
１１３ａ吸熱面
１１３ｂ放熱面
１１４放熱ブロック
１１４ａ流路
１１５循環部
１１５ａパイプ
１１６制御部
１２０加熱機構
１２１輻射板
１２２検出部
１２３ペルチェ素子
１２３ａ吸熱面
１２３ｂ放熱面
１２４放熱ブロック
１２４ａ流路
１２５循環部
１２５ａパイプ
１２６制御部
２００露光装置
２１０照明装置
２１４照明光学系
２１４ａ集光ミラー
２１４ｂオプティカルインテグレーター
２２０マスク
２３０投影光学系
２３０ａ反射ミラー
２４０被処理体
２５０アライメント検出機構
２６０フォーカス位置検出機構
Ｍ光学部材
ＭＲ反射面
ＭＮ反射面の裏面
ＭＡ鏡筒
ＭＢ支持部材
ＭＣクランプ部材
ＶＣチャンバ
ＩＥ照射領域
ＮＩＥ非照射領域

Claims

真空又は減圧環境に置かれ、光が照射される照射領域を有する光学部材を冷却する冷却装置であって、
前記光学部材の温度を局所的に非接触に変化させる温度変化機構を有することを特徴とする冷却装置。