JP2008124079A - 露光装置とそれを用いた半導体装置または液晶装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度計をミラ−に取り付けると、取り付けに起因する歪みや振動伝達等の発生誘因ともなり、高精度に調整されたミラ−の光学特性の悪化が懸念される。また、ミラ−に貼り付けた温度計の温度上昇を検出してから温度上昇を抑えるようにペルチェ素子を駆動していたため、冷却処置が遅れてしまうという事態が生じる。
【解決手段】露光光を反射するミラ−とミラ−を温調する温調装置を備える露光装置であって、温調装置がミラ−からの輻射熱を授受するようミラ−に相対向して設けられた輻射温調板と、輻射温調板を温調するための温調素子と、輻射温調板を温調するための温度検出器を備え、少なくとも温度検出器の温度検出部が輻射温調板の少なくとも一部に接合して設けられ、温度検出部と輻射温調板との接合箇所が、温調素子と輻射温調板との接合部温度変化に追随検出制御できる距離であって、温調素子の接合面外に配置される露光装置とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、露光装置における光学素子の冷却構造などに関する。

一般的な露光装置の投影光学系ミラ−の輻射冷却機構は、ミラ−に対向した輻射温調板にペルチェ素子を設け、ペルチェ素子の放熱側を液冷による循環冷却で冷却するものである。この方式ではミラ−と輻射温調板が非接触のため、ミラ−への変形や振動の伝達が少ない。また、輻射温調板の熱吸収効率を高めるため、ミラ−対向面にセラミックなどの高輻射率素材を塗布することも行われる。

しかし、温度制御対象である投影光学系ミラ−の温度をリアルタイムでモニタ−するために、従来、ミラ−温度計測用の温度計（熱電対等）をミラ−本体に接合させて取り付けることでミラ−温度を直接モニタ−していた。例えば、特許文献１に上記構成の一例が開示されている。
特開２００５−１０９１５８

しかし、このように温度計をミラ−に取り付けると、取り付けに起因する歪みや振動伝達等の発生誘因ともなり、高精度に調整されたミラ−の光学特性の悪化が懸念される。また、ミラ−に貼り付けた温度計の温度上昇を検出してから温度上昇を抑えるようにペルチェ素子を駆動していたため、冷却処置が遅れてしまうという事態が生じていた。
そこで本発明においては、ミラ−温度測定用の温度計をミラ−と非接触とすることで、温度計を介した振動や熱の伝達等を防ぎ、また温度計とミラ−の熱膨張率差等に起因する歪みも無くすことで、ミラ−の光学特性への悪影響を低減することを目的とする。

この発明にかかる露光装置は、露光光を反射するミラ−とミラ−を温調する温調装置を備える露光装置であって、温調装置がミラ−からの輻射熱を授受するようミラ−に相対向して設けられた輻射温調板と、輻射温調板を温調するための温調素子と、輻射温調板を温調するための温度検出器を備え、少なくとも温度検出器の温度検出部が輻射温調板の少なくとも一部に接合して設けられ、温度検出部と輻射温調板との接合箇所が、温調素子と輻射温調板との接合部温度変化に追随検出制御できる距離であって、温調素子の接合面外に配置されることを特徴とする。

また好ましくは、ミラ−と温調装置は真空チャンバ−中に保持され、温調素子がペルチェ素子からなることを特徴とする。
さらに好ましくは、温調素子と、温度検出部と輻射温調板との接合箇所が、輻射温調板上の最短距離で３０ｍｍ以内に配置されることを特徴とする。
さらに好ましくは、露光装置の露光光波長がＥＵＶ領域であることを特徴とする。

また好ましくは、ミラ−が極端紫外光を反射する多層膜積層構造を有する、複数の投影光学系ミラ−からなることを特徴とする。
またこの発明にかかる半導体装置または液晶装置の製造方法は、露光光を反射するミラ−とミラ−を温調する温調装置を備え、温調装置がミラ−からの輻射熱を吸収するようミラ−に相対向して設けられた輻射温調板と輻射温調板を温調するための温調素子と温度検出器を備え、輻射温調板の少なくとも一部に接合して設けられ、温度検出部と輻射温調板との接合箇所が、温調素子と輻射温調板との接合部温度変化に追随検出制御できる距離であって、温調素子の接合面外に配置される温度検出器の温度検出部からの検出出力を検知する工程と、検出出力及び露光光の光量に基づき温調素子を温度制御する工程を有することを特徴とする。

露光装置のミラ−への接合箇所が減り、接合を介したミラ−への振動・伝熱・変形等の露光精度に与える悪影響を排除した露光装置を実現し、この装置を利用してより安定した正確な露光による半導体装置や液晶装置が作製できる。

以下 本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明をＥＵＶ露光装置の投影光学系ミラ−に適用した場合のミラ−冷却装置の模式図である。ＥＵＶ露光光（１０ｎｍ〜１５ｎｍ）１０は投影光学系のミラ−１１に照射され反射されるが、反射率は理論上７０％程度が限界であり、残りの大部分の光エネルギ−はミラ−１１表面にて熱エネルギ−となる。

この熱を放熱するため、高輻射率セラミック１２がコ−ティングされた輻射温調板１３を、ミラ−１１裏面にミラ−１１と独立に配置する。輻射温調板１３は裏面のペルチェ素子１６にて冷却される。そして、ペルチェ素子１６の冷却温度をモニタ−する温度計１４を、輻射温調板１３裏面にペルチェ素子１６の中心から距離Ｌだけ離して配置する。
この構成では、温度計１４が輻射温調板１３に設置されるので、投影光学系のミラ−１１は、その支持ステ−を除いて独立であり、温度計１４を介した、変形や振動、熱の影響を受けることはない。

一方で、温度計１４は直接に投影光学系のミラ−１１の温度を測定しないので、このままでは制御対象であるミラ−温度が、現在何度なのかが不明となり、正確なミラ−温度制御が行えないという問題が生じる。
そこで、本願発明者は、露光装置に使用されるミラ−１１や輻射温調板１３であって主として冷却を行う輻射温調板等は、露光対象等によって必要な要求特性がある程度絞られることに着目した。

すなわち、露光対象等によって必要な要求特性がある程度絞られることで、その材料や形状が限定されるので、後述のような熱解析によるシミュレ−ションを用いて実際の露光にて再現することで、ミラ−温度を予測制御することに成功した。
図２に、本発明の実施形態にかかる冷却の説明フロ−を示す。まず、露光対象の対象半導体が決まると、その描画プロセスに必要な露光条件である露光量が決まる（ステップ２１）。露光量が決まると、ミラ−に照射される露光量に依存するミラ−表面での発熱（吸熱）量が決まることから、この熱を放熱するために必要な輻射温調板の最適な温度計目標設定温度が、後述するシミュレ−ション結果に基づいて決定される（ステップ２２）。

その後、露光の開始にあわせて、ペルチェ素子に通電が開始され輻射温調板の冷却が始まる（ステップ２３）。ペルチェ素子の出力は、輻射温調板の温度計検出値と目標設定温度との差が小さくなるように、ＰＩＤ制御により通電制御される（ステップ２４）。
すなわち温度差が減少すれば（ステップ２４）、ペルチェ素子の通電量を下げて出力を低減させ（ステップ２５）、温度差が減少しなければ出力を上げて出力を増大させる（ステップ２６）。これにより、輻射温調板の温度計検出値が目標設定温度を超えて下がらないように、ペルチェ素子の出力が調整される。

この一連の制御の繰り返し（ステップ２４〜ステップ２６、繰り返し部図示せず）により、ミラ−上のミラ−特定点は装置の基準温度（例えば２３℃）から±０．１℃未満の温度変動範囲で、一定温度に制御することが可能となる（ステップ２７）。
ここで、ミラ−特定点の温度が目標値である２３℃から±０．１℃の範囲に制御されているかどうかの確証や、また露光光量にあわせて温度計の目標設定温度を決定するためには、予め、ミラ−や輻射温調板等の熱特性の把握が不可欠となる。

すなわち、実際に用いられるミラ−や輻射温調板を含めた冷却機構等の露光装置において、どの程度の発熱がミラ−表面で生じたときに、どの程度の輻射冷却制御を行えば、ミラ−特定点が一定温度となるかの事前シミュレ−ションが必要である。
そこで、以下、この事前シミュレ−ションについて説明する。本発明の実施形態にかかる熱シミュレ−ション模式図である図５に示すように、投影光学系ミラ−５１表面で発生した熱５９により、投影光学系ミラ−５１の厚さ方向に熱勾配５ａを生じ、投影光学系ミラ−５１裏面側へ熱５９がゆっくりと伝わる。伝わる速度は、細かくはミラ−材質により異なるが、おおまかに分単位のオ−ダは必要である。

投影光学系ミラ−５１裏面に達した熱５ａは、輻射（放射）によりセラミック等の高輻射率の表面被覆材５２にて高効率で吸収される。輻射吸収は、投影光学系ミラ−５１の裏面と対向する輻射温調板５３全面で、温度差がある限り行われる。
一方、輻射温調板５３の裏面に接触して設けられたペルチェ素子５６により接合領域５ｃがまず冷却される。このため、輻射温調板５３で吸収された熱５ｄは、ペルチェ素子５６側へ向かい、輻射温調板５３内にも若干の熱勾配が生じることになる。

このため、ペルチェ素子５６による冷却出力の増減を速やかに検出するためには、輻射温調板５３に取り付ける温度計５４との距離Ｌは、ペルチェ素子に近い方が好ましいが、一方で、ペルチェ素子５６の接着面に温度計５４が設置されると、ペルチェ素子５６と輻射温調板５３の熱伝導の阻害要因となるので好ましくない。
従って、ペルチェ素子と輻射温調板５３の接合面外で、かつＬ＝３０ｍｍ以内に温度計５４を設けることが必要である。Ｌ＝３０ｍｍ以内であれば、ペルチェ素子の温度変化が１０秒以内（典型的には約６〜７秒）で検出できる距離であり、ミラ−温度の制御に不調を来すような検出遅れは生じない。輻射温調板５３で吸収された熱５ｄは、ペルチェ素子５６側へと向かい、液冷ジャケット５５による循環冷却により冷媒ホ−ス５７を通じて熱５ｅとして排出される。

このシミュレ−ションにおいては、予め露光装置に搭載される投影光学系ミラ−と冷却装置等を用いた疑似鏡筒系において、投影光学系ミラ−５１中央の裏面に別途温度計５８を設置し、ここをミラ−特定点として、ミラ−特定点が２３℃一定に保持される制御をシミュレ−トする。
この際、投影光学系ミラ−５１裏面と輻射温調板５３との距離は、投影光学系ミラ−５１大きさの約１００分の１程度であり２ｍｍ程度と短いので、投影光学系ミラ−５１裏面の放熱量と輻射温調板吸熱量は等しいと考えてよい。

ただし、実際の露光装置による露光時には温度計５８は無いので、温度計５８はシミュレ−ション時の確認モニタ−用として、ペルチェ素子出力制御は、温度計５４の検出値を基に行うものとし、距離Ｌは２５ｍｍとして行う。
図３は、本発明の実施形態にかかるシミュレ−ションフロ−である。ミラ−特定点の決定（ステップ３０）は、制御シミュレ−ト時にモニタ−する温度検出位置を決めるもので、この実施形態ではミラ−裏面の中央一点とし、以下の工程により、この温度が２３℃一定に制御できるシミュレ−ション条件を探す。

シミュレ−ションでは、まず露光量を実際に用いる複数の露光量条件のうちから一条件に仮決めする（ステップ３１）。そして、この露光条件時のペルチェ素子の最大出力（ステップ３２）や、輻射温調板取り付け温度計の目標温度設定を変えていきながら（ステップ３３）、露光光照射させることで（ステップ３４）、モニタ−しているミラ−特定点の温度（ステップ３５）が２３℃一定となるよう（ステップ３６）制御条件を求める。

制御は、ＰＩＤ制御を用いミラ−特定点の温度が最適な又は許容範囲内となるような、ペルチェ素子の最大出力や輻射温調板取り付け温度計の目標温度設定を見出すまで、繰り返し行う（ステップ３２、ステップ３３）。
なお、露光量の設定（ステップ３１）においては、実際の半導体素子等の露光工程で実現され得るすべての露光条件に対応する露光量について、実際に条件出ししてもよいし、露光条件の一部について条件出しをし、残りの露光条件時については計算により求めてもよい。

ある露光量の一条件（ステップ３１）に適した、ペルチェ素子の最大出力（ステップ３２）や、輻射温調板取り付け温度計の目標温度設定（ステップ３３）が判明すれば、次のステップとして露光条件を別の一条件として設定する（ステップ３１）。 これを同様に繰り返すことで、実際の露光装置に用いられる、あらゆる露光条件に対して、制御条件がシミュレ−トできることになる（ステップ３１〜ステップ３６）。

また、ペルチェ素子の冷却能力は、ペルチェ素子放熱側の液冷循環冷却能力（５５、５７）に依存するため、装置能力上、液冷条件が決まっていれば必然的にペルチェ素子の最大出力は決まり固定値とされる（ステップ３２）。
従ってこの場合には、輻射温調板取り付け温度計の目標温度設定値を変えていくことで（ステップ３３）、ミラ−のモニタ−温度が２３℃で安定する最適条件を求めることができる。

また、ペルチェ素子の最大出力は輻射温調板内での温度傾斜が大きくなりすぎないよう設定してもよい（ステップ３２）。また、ステップ３４の露光開始により、ミラ−表面温度が上昇し始めるが、この時、ペルチェ素子がステップ３２で設定した設定最大出力で通電開始するようにしてもよい。また、ステップ３５において、シミュレ−ション時にはミラ−特定点に設置された温度計にてリアルタイムに温度モニタ−してもよい。

このような、シミュレ−ションは実際の露光時、特に真空チャンバ−内で行われるＥＵＶ露光装置では高い確率で再現される。すなわち、ＥＵＶ露光装置では、その要求特性から、外乱の影響が極めて少ない安定した環境下で露光され、このため投影光学系ミラ−の温度へ影響を与える因子は、一定のもの限定される。
従って、この影響因子を把握しコントロ−ルし、あるいは、影響因子の状況を予め測定等で把握しておくことで、同様の条件下でなされる実際の露光工程において、ミラ−温度を直接測定しなくても、正確な予測を可能とし、制御することができることになる。

投影光学系ミラ−の温度に影響を与える因子としては、露光光種類（ＵＶ、ＥＵＶ等）、露光量（時間、強度）、ミラ−の特性（熱容量、伝導率、輻射率、大きさ、厚さ）、輻射温調板の特性（熱容量、伝導率、輻射率、大きさ、厚さ）、高輻射率被覆材（輻射率、大きさ）、ペルチェ素子の最大出力、輻射温調板温度計位置（距離Ｌ）、ミラ−特定点の位置、鏡筒内壁や他のミラ−の輻射熱が挙げられる。

これらのうち、材料系についてはアウトガスが少なく、耐久性や強度を満たし、熱伝導性善し悪しや熱膨張率等の露光装置としての要求水準から、ほぼ決まっており、また、熱伝導率や輻射率等は、単体で測定することもできる。従って、一定の半導体装置に用いる露光装置の形状、構造、材料系は、その装置についてある期間、一定のものが用いられる。

このことから、上述のシミュレ−ト結果は、いったんデ−タ取得または算出すれば、装置系が同じであれば、適用可能であり、多少のミラ−材料系等の改善変更があって材料特性が変わっても、材料単体の特性測定により援用が可能となる。また、仮に大幅な設計変更があっても、再度シミュレ−トすれば実工程で有用となる。
本発明においては、ペルチェ素子制御用の温度計を輻射温調板に取り付けたことで、特に、露光量とこの温度計設定温度（すなわちペルチェ素子制御温度）の関係が重要となる。露光が開始されるとともに、ミラ−温度変化が制御目標値範囲になるよう、シミュレ−トにより予め判明している値でペルチェ素子が駆動されることで、より正確で迅速な制御も可能となった。

この点、従来は、ミラ−に貼り付けた温度計の温度上昇を検出してから、温度上昇を抑えるようにペルチェ素子を駆動していたことで、ミラ−内に相当の蓄熱が生じてから、冷却開始することになっていた。
図４に、本発明の実施形態にかかる冷却制御チャ−ト４０を示す。露光が開始される前に、装置全体の温度は２３℃で安定しているとし、露光対象が決まればこの対象素子用の露光条件が決まっている。

露光条件が入力されると、輻射温調板温度計の設定温度２２℃が決まり、露光開始にあわせて、その設定温度２２℃とすべくＰＩＤ制御によりペルチェ素子が駆動開始する（４２）。
従って、露光開始とともに、ペルチェ素子は設定最大出力（電流量）で輻射温調板温度計が目標設定値２２℃となるよう駆動開始し（４２）、一方でミラ−表面温度は２３℃から露光照射光を受けて徐々に上昇し始める（４３）。

ペルチェ素子の冷却熱は、温度変化をおおきな遅滞なく検出できる距離であるＬ＝２５ｍｍに設置された輻射温調板温度計にて数秒で検出され（４１）、温度が下がり始めたことを検出すると、ペルチェ素子の出力は低減するようＰＩＤ制御される（４２）。
他方、輻射温調板の冷却効果は、やや遅れてミラ−表面に伝わるため、徐々にミラ−表面の温度上昇率は低下し、約２４℃を上限として飽和する（４３）。

ここで、ミラ−の制御対象点（シミュレ−ト時のモニタ−点）であるミラ−特定点は、露光開始とともに、ミラ−表面からの熱伝達を徐々に受けてじわじわと温度上昇し始める（４５）。
しかし、輻射温調板からの冷却効果により速やかに冷却開始されることとなり（４６）、０．１℃以内の温度変化において、結局２３℃に安定制御される（４４）。これにより、ミラ−温度の安定制御を高いレベルで実現することが可能となる。

次にＥＵＶ露光装置の構造を、図７のＥＵＶ露光装置の構造模式図を用いて説明する。この露光装置では、投影光学系ミラ−１１５ａ〜１１５ｄのほか、照明光学系（集光ミラ−１１４等）や、放物面ミラ−１１３や、マスク（レチクル）１０２等においても露光光の反射がなされる。なお、照明光学系はコンデンサ−系のミラ−、フライアイ光学系のミラ−、光路折り曲げ用ミラ−等で構成してもよい。

次に、図７に示す本発明の実施形態にかかる露光装置概念図について説明する。
ＥＵＶ露光装置１００は、露光の照明光としてＥＵＶ光を用いる。ＥＵＶ光の波長は０．１〜４００ｎｍの範囲であるが、この実施形態において好ましくは１〜５０ｎｍ程度の波長のＥＵＶ光を用いる。ウエハ１０３上に照射されるパタ−ンは、反射型のレチクル１０２により決定する。これにより、ウエハ１０３上にはレチクル１０２によるパタ−ンの縮小像が形成されることとなる。上記のレチクル１０２は、レチクルステ−ジ１０４の下側に図示しない静電チャックを介して固定する。

また、ウエハ１０３はウエハステ−ジ１０５上に配置する。露光は、例えばステップ・スキャン方式を用いることができる。露光装置全体は、所定の温度範囲に保たれたクリ−ンル−ムに配置しており、装置内部も所定の温度範囲となるように制御する。
露光時の照明光に使用されるＥＵＶ光は大気に対する透過性が低いので、ＥＵＶ光が通過する光経路は、真空ポンプ１０７で真空に保たれた真空チャンバ１０６内に配置する。また、ＥＵＶ光はレ−ザプラズマＸ線源によって生成する。レ−ザプラズマＸ線源は、レ−ザ光源１０８（励起光源として作用）とキセノンガス供給装置１０９から構成される。このレ−ザプラズマＸ線源は、真空チャンバ１１０で取り囲まれておりレ−ザプラズマＸ線源で生成されたＥＵＶ光は真空チャンバ１１０の窓１１１を通過する。

放物面ミラ−１１３は、キセノンガス放出部の近傍に配置する。放物面ミラ−１１３は、プラズマによって生成されたＥＵＶ光を集光する集光光学系を構成する。この放物面ミラ−１１３の焦点位置は、ノズル１１２からのキセノンガスが放出される位置の近傍にくるように調節されている。ＥＵＶ光は、放物面ミラ−１１３の多層膜で反射し、真空チャンバ１１０内の窓１１１を通じて集光ミラ−１１４へと達する。集光ミラ−１１４は、レチクル１０２へＥＵＶ光を集光、反射させる。

ＥＵＶ光は、集光ミラ−１１４で反射され、レチクル１０２の所定の部分に到達する。すなわち、放物面ミラ−１１３と集光ミラ−１１４はこの露光装置の照明システムを構成する。レチクル１０２、放物面ミラ−１１３、集光ミラ−１１４等の反射面は、高精度に加工された石英を基板として、その上にＭｏとＳｉ等の多層膜を形成する構成とする。
レチクル１０２は、ＥＵＶ光を反射する多層膜とパタ−ンを形成するための吸収体パタ−ン層を有している。レチクル１０２でＥＵＶ光が反射されることで、ＥＵＶ光はパタ−ン化される。パタ−ン化されたＥＵＶ光は投影光学系１０１を通じてウエハ１０３に達する。

図７において投影光学系１０１は、第一ミラ−１１５ａ、第二ミラ−１１５ｂ、第三ミラ−１１５ｃ、第四ミラ−１１５ｄの４つの投影光学系ミラ−（反射ミラ−）から構成する。各々のミラ−１１５ａ〜１１５ｄは、ＥＵＶ光を反射する多層膜を備える。
レチクル１０２で反射されたＥＵＶ光は、第一ミラ−１１５ａから第四ミラ−１１５ｄまで順次反射され、レチクル１０２のパタ−ンの縮小像（例えば、１／４、１／５、１／６の縮小率）を形成する。投影光学系１０１は、像の側（ウエハ１０３の側）でテレセントリックになるように設定する。

レチクル１０２は、可動のレチクルステ−ジ１０４によって少なくともＸ−Ｙ平面内で支持される。ウエハ１０３は、好ましくはＸ，Ｙ，Ｚ方向に可動のウエハステ−ジ１０５によって支持、固定される。
ウエハ１０３上のダイを露光するときには、照明システムによりＥＵＶ光がレチクル１０２の所定の領域に照射される。そして、レチクル１０２とウエハ１０３とは投影光学系１０１に対して上記の縮小率に従った所定の速度で動く。このようにして、レチクルパタ−ンはウエハ１０３上の所定の露光範囲（ダイに対して）に露光される。

露光の際には、ウエハ１０３上のレジストから生じるガスが投影光学系１０１のミラ−１１５ａ〜１１５ｄに影響を与えないように、ウエハ１０３はパ−ティション１１６の後ろのウエハチャンバに配置されることが好ましい。パ−ティション１１６は開口部１１６ａを有しており、開口部１１６ａを通じてＥＵＶ光がミラ−１１５ｄからウエハ１０３上へと照射される。

パ−ティション１１６内の空間は真空ポンプ１１７により真空排気されている。このようにして、露光時に生じるガス状のゴミがミラ−１１５ａ〜１１５ｄあるいはレチクル１０２に付着するのを防ぎ、これらコンタミによる光学性能の悪化を防止する。
投影光学系１０１には、４枚の投影光学系ミラ−１１５ａ〜１１５ｄが搭載され、特にこの投影光学系ミラ−１１５ａ〜１１５ｄには高精度な安定特性が要求されるので本発明に好適である。しかし、他のミラ−系やマスクに適用しても、本発明の効果は発揮される。また、投影光学系ミラ−は４枚に限らず、５〜８枚であってもよい。

さらに、露光量によりミラ−表面の発熱量が決まるので、この露光量とペルチェ素子の制御目標温度（輻射温調板温度計の設定温度）下げ幅は、図６に露光量と輻射温調板温度計の設定下げ幅との関係として示すように、ほぼ比例する関係にあることから、同一露光装置の冷却系については、ある露光量時のペルチェ素子目標設定温度がわかれば、異なる露光量時のペルチェ素子設定温度も求めることが可能である。

また、実施形態ではミラ−特定点温度が±０．１℃となる条件を求め適用するが、実際の露光装置では、光学特性上、ミラ−特定点温度が装置基準温度（例えば２３℃）から±０．２℃以内であれば、実質的な影響は少ないと考えられることから、この範囲となるようシミュレ−トして条件出ししてもよい。
また、本発明にいうミラ−とは、典型的には投影光学系ミラ−のことをいうが、照明光学系ミラ−やその他の露光光反射ミラ−であってもよい。ＥＵＶ露光装置のミラ−は、熱膨張による変形等を考慮してス−パ−インバ−等の線膨張係数の小さな母材を用いてもよい。

ＥＵＶ装置では、ミラ−は石英の基板からなり、ＭｏとＳｉの多層膜を形成することで高反射率を実現しているが、例えば、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）等の物質と、Ｓｉ（シリコン）、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｂ４Ｃ（４ホウ化炭素）等の物質との組み合わせた多層膜を、極端紫外光（１０〜１５ｎｍ）のミラ−に用いてもよい。
輻射温調板は、例えば、アルミニウム、タングステン、モリブデン、亜鉛等の比較的熱伝導性のよい部材が基体として用いられ、好ましくは、表面に輻射面としてセラミック等の高輻射率部材（被覆セラミック）が被覆される。輻射温調板による温調は冷却であっても、加温であってもよい。

被覆セラミックは、例えば、窒化アルミニウム、アルミナ、酸化チタン、酸化イットリウム等が用いられるが、被覆自体は薄く形成されているため、被覆部の熱容量や熱伝導性は問題とならない。輻射温調板は、基体と被覆材の二重構造により、セラミック被覆部で効率的に熱の授受が行われ、基体では輻射熱の授受は少なく、速やかに熱伝達がなされることで、温調制御が容易に行える。

また、温調素子は、電子冷却素子であるペルチェ素子やヒ−トパイプ、水冷含む液冷及びそれらの組み合わせ等であってよい。温調制御は冷却のみでなく、加温にも適用できるものが好ましい。例えば、制御温度と周囲環境温度によっては、輻射温調板の加温により、ミラ−を加温する場合も想定されるからである。
温度検出器には、典型的には、熱電対や白金抵抗等の熱抵抗を検出できる接触型のものが用いられるが、放射温度計のような非接触型温度検出器を用いることもできる。

また、真空チャンバ−は、投影光学系が配置される鏡筒や、いわゆるボディ（本体チャンバ−）で、気圧が１×１０^−４Ｐａ以下で、典型的には１×１０^−６Ｐａ以下であり、ミラ−を含むチャンバ−内デバイスが有機物（炭素）汚染されるのを防ぎ、空気対流による外乱を抑制していることが好ましい。
また、露光装置は、光を用いて一定の描画処理を行う装置で、少なくともその光の一部又は全部を反射等する装置であればよく、露光波長の如何に拘わらず本発明を適用してもよい。

次に、マイクロデバイスの製造方法を説明する。マイクロデバイスとは、ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等である。以下の説明では、マイクロデバイスの典型例として半導体デバイスを前提に説明する。
図８は、マイクロデバイスの製造工程を示すフロ−チャ−トである。図８に示すように、まず、ステップＳ２０１（設計ステップ）では、マイクロデバイスの機能・性能設計（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−ン設計を行う。続くステップＳ２０２（マスク製作ステップ）では、設計された回路パタ−ンを持つマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ２０３（ウエハ製造ステップ）では、シリコン等の半導体材料によりウエハを製造する。

次に、ステップＳ２０４（ウエハ処理ステップ）では、上記のマスクとウエハを使用したフォトリソグラフィにより、ウエハ上に回路等を形成する。続くステップＳ２０５（デバイス組立ステップ）では、処理後のウエハを用いてデバイスを組み立てる。このステップＳ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケ−ジング工程（チップ封入）等の工程を、その必要に応じて含むものとする。

最後に、ステップＳ２０６（検査ステップ）では、組立後の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。こうした各工程を経た後に、マイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
図９は、図８におけるウエハ処理ステップ（ステップＳ２０４）の詳細なフロ−を示す図である。図９に示すとおり、ウエハ処理ステップは、前処理工程と後処理工程とを複数段階に亘って繰り返し、ウエハ上に回路パタ−ンを積層するものである。各段階の前処理工程では、以下の処理のうち必要な処理のみを必要に応じて選択的に実行する。

前処理工程のステップＳ２１１（酸化ステップ）では、ウエハの表面に酸化処理を施す。前処理工程のステップＳ２１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。前処理工程のステップＳ２１３（電極形成ステップ）では、ウエハの表面に電極を蒸着によって形成する。前処理工程のステップＳ２１４（イオン打込みステップ）では、ウエハにイオンを打ち込むことでｎ型、ｐ型等の電気的性質を形成する。

後処理工程の最初のステップＳ２１５（レジスト形成ステップ）では、ウエハにレジストを塗布する。続くステップＳ２１６（露光ステップ）では、投影露光装置によりマスクの回路パタ−ンでウエハ上のレジストを露光する。この投影露光装置は、上述したＥＵＶ露光装置を用いることができる。
続くステップＳ２１７（現像ステップ）では、レジストを現像する現像処理をウエハに施し、さらにステップＳ２１８（エッチングステップ）では、レジストをエッチングマスクとしたエッチング処理をウエハに施す。最後のステップＳ２１９（レジスト除去ステップ）では、エッチング処理後に残存したレジストを除去する。

このマイクロデバイスの製造方法では、図９のステップＳ２１６（露光ステップ）において上述した露光装置を使用するので、マイクロデバイスを高スル−プットに製造することができる。
この発明により、ミラ−と温度計の接触がなくなり、接触による影響を排除するとともに、温調素子の出力を輻射温調板で迅速に確認することができる。

また、空気媒体冷却が無理な真空中であっても、温調素子を電気的制御することで、正確かつ迅速な温調が可能となる。
また、温調素子の温度変化に速やかに対応する温調素子制御が可能となる。
また、露光装置の性能を高レベルに発揮した、ＥＵＶ露光が可能となる。
また、極端紫外光露光装置の中でも特に、精密かつ安定さが求められる投影光学系のミラ−への、温度計接合の影響を排除することができる。

さらに、より安定した正確な細密露光による、半導体装置や液晶装置を作製することができる。
なお、シミュレ−ションによる温度調整装置制御デ−タはデ−タテ−ブルとして予め記憶装置に記憶し、露光装置に備えておくことで、露光条件入力決定時に、対応する露光条件に合致する制御テ−ブルを随時参照することで、最適制御を行うようにしてもよいし、露光条件と温度調整装置制御条件の関係をシミュレ−ト式として算出できるように関係付けしておき、その関係式や関数にもとづき算出するようにしてもよい。

半導体素子や液晶素子を露光するための露光装置の製造、また露光装置を利用した半導体素子や液晶素子の作製に利用できる。

本発明の実施形態にかかるミラ−冷却装置模式図 本発明の実施形態にかかる冷却の説明フロ− 本発明の実施形態にかかるシミュレ−ションフロ− 本発明の実施形態にかかる冷却制御チャ−ト 本発明の実施形態にかかる熱シミュレ−ション模式図 露光量と輻射温調板温度計の設定下げ幅との関係 ＥＵＶ露光装置の構造模式図 マイクロデバイスの製造工程を示すフロ−チャ−ト ウエハ処理ステップの説明フロ−

符号の説明

１０・・露光光、１１・・投影光学系ミラ−、１２・・高輻射率セラミック、１３・・輻射温調板、１４・・温度計、１５・・液冷ジャケット、１６・・ペルチェ素子、１７・・循環冷却、１００・・ＥＵＶ露光装置、１０１・・投影光学系、１０２・・マスク（レチクル）、１０３・・ウエハ、１０４・・レチクルステ−ジ、１０５・・ウェハステ−ジ、１０６・・真空チャンバ、１０７・・真空ポンプ、１０８・・レ−ザ光源、１０９・・キセノンガス供給装置、１１０・・真空チャンバ、１１１・・窓、１１２・・ノズル、１１３・・放物面ミラ−、１１４・・集光ミラ−、１１５ａ・・第一ミラ−、１１５ｂ・・第二ミラ−、１１５ｃ・・第三ミラ−、１１５ｄ・・第四ミラ−、１１６・・パ−ティション、１１７・・真空ポンプ

Claims (6)

1. 露光光を反射するミラーと前記ミラーを温調する温調装置を備える露光装置であって、
   前記温調装置が前記ミラーからの輻射熱を授受するよう前記ミラーに相対向して設けられた輻射温調板と、
   前記輻射温調板を温調するための温調素子と、
   前記輻射温調板を温調するための温度検出器を備え、
   少なくとも前記温度検出器の温度検出部が前記輻射温調板の少なくとも一部に接合して設けられ、
   前記温度検出部と前記輻射温調板との接合箇所が、前記温調素子と前記輻射温調板との接合部温度変化に追随検出制御できる距離であって、前記温調素子の接合面外に配置されることを特徴とする露光装置。
2. 前記ミラ−と前記温調装置は真空チャンバ−中に保持され、前記温調素子がペルチェ素子からなることを特徴とする
   請求項１に記載の露光装置。
3. 前記温調素子と、前記温度検出部と前記輻射温調板との接合箇所が、前記輻射温調板上の最短距離で３０ｍｍ以内に配置されていることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の露光装置。
4. 前記露光装置の露光光波長がＥＵＶ領域である
   請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. 前記ミラ−が極端紫外光を反射する多層膜積層構造を有する複数の投影光学系ミラ−であることを特徴とする
   請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の露光装置。
6. 露光光を反射するミラーと前記ミラーを温調する温調装置を備え、
   前記温調装置が前記ミラーからの輻射熱を吸収するよう前記ミラーに相対向して設けられた輻射温調板と前記輻射温調板を温調するための温調素子と温度検出器を備え、
   前記輻射温調板の少なくとも一部に接合して設けられ、前記温度検出部と前記輻射温調板との接合箇所が、前記温調素子と前記輻射温調板との接合部温度変化に追随検出制御できる距離であって、前記温調素子の接合面外に配置される前記温度検出器の温度検出部からの検出出力を検知する工程と、
   前記検出出力及び前記露光光の光量に基づき温調素子を温度制御する工程と、
   を有する半導体装置または液晶装置の製造方法。

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