JP2009170793A - 温度調整装置、光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反射型の光学素子が収容される鏡筒の変形を抑制できる温度調整装置、光学系、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】温度調整装置３５は、第２鏡筒２４の内壁２４ａに支持される第５ミラー２９からの輻射熱を受ける輻射温調板４６と、該輻射温調板４６の温度を調整するための第１温度調整機構５０と、第５ミラー２９及び輻射温調板４６を内部に収容する遮蔽カバー３９と、該遮蔽カバー３９を第２鏡筒２４の内壁２４ａに支持するためのカバー用支持部材４０とを備えている。また、遮蔽カバー３９とカバー用支持部材４０との間には、カバー用断熱材４１が配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、反射型の光学素子の温度を調整するための温度調整装置、該温度調整装置を備える光学系、該光学系を備える露光装置、該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関するものである。

一般に、ＥＵＶ（Extreme Ultraviolet ）光やＥＢ（Electron Beam ）などを露光光として用いて基板にパターン像を転写する露光装置は、照明光学系及び投影光学系を備えている。これら照明光学系及び投影光学系には、内部が真空雰囲気に設定された鏡筒と、該鏡筒内に収容される複数の反射型の光学素子とがそれぞれ設けられており、該各光学素子は、支持部材を介して鏡筒の内壁にそれぞれ支持されている。そして、露光光源から射出された露光光は、照明光学系を構成する各光学素子で順番に反射された後、所定のパターンが形成されたレチクルなどの反射型のマスクの表面を照射する。このマスクで反射された露光光は、投影光学系を構成する各光学素子で順番に反射された後、感光性材料の塗布されたウエハ及びガラスプレートなどの基板を照射する。その結果、基板上には、上記パターンに対応した形状のパターン像が投影される。

ところで、照明光学系及び投影光学系を構成する各光学素子は、それぞれの表面に露光光ＥＬが照射された場合、該露光光ＥＬの一部を吸収してそれぞれ発熱する。そして、光学素子の温度が上昇した場合には、光学素子で発熱した熱が支持部材を介して鏡筒に伝わり、該鏡筒が熱変形することがある。このように鏡筒が熱変形した場合には、鏡筒に支持されている各光学素子の間隔が変化してしまい、結果として、投影光学系の結像特性が変動するおそれがあった。そこで、近時では、光学素子の温度を調整するための温度調整装置を鏡筒内に配置することが提案されている。

この温度調整装置は、光学素子毎に設けられるものであって、光学素子の裏面から所定間隔だけ離間した位置に配置される輻射部と、該輻射部を冷却するためのペルチェ素子とを備えている。そのため、露光光が照射される光学素子は、その輻射熱を輻射部が吸熱するため、露光光の照射に起因した温度上昇が抑制される。したがって、上記温度調整装置は、光学素子から支持部材を介した鏡筒への熱伝導を抑制し、鏡筒内における各光学素子間の距離の変化を抑制可能とされていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１３５２０３号公報

ところが、上記温度調整装置では、露光光が照射されて発熱する光学素子と、ペルチェ素子によって冷却される輻射部とが鏡筒の内壁に対して露出した状態でそれぞれ配置されることになる。そのため、鏡筒の内壁のうち光学素子に相対する部分は、光学素子からの輻射熱により温度が上昇する。一方、鏡筒の内壁のうち輻射部に対向する部分は、該輻射部による吸熱（即ち、輻射冷却）に基づき温度が低下する。したがって、上記温度調整装置では、鏡筒の内壁に発生する複雑な温度分布に起因して鏡筒が部分的に熱変形する可能性が依然としてあり、この点で未だ改善の余地があった。

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、反射型の光学素子が収容される鏡筒の変形を抑制できる温度調整装置、光学系、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７に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の温度調整装置は、鏡筒（１９，２４）内に収容された反射型の光学素子（２０，２１，２５，２６，２７，２８，２９，３０）の温度を調整するための温度調整装置（３５，３５Ａ，３５Ｂ）であって、前記光学素子（２０，２１，２５，２６，２７，２８，２９，３０）からの輻射熱を受ける輻射部（４６）と、該輻射部（４６）の温度を調整するための輻射部用温度調整機構（５０）と、前記光学素子（２０，２１，２５，２６，２７，２８，２９，３０）及び前記輻射部（４６）のうち少なくとも一方から前記鏡筒（１９，２４）の内壁（２４ａ）への熱の輻射を遮る遮蔽部（３９，６０，６１）と、該遮蔽部（３９，６０，６１）を前記鏡筒（１９，２４）の内壁（２４ａ）に支持するための支持部（４０，４１）とを備えたことを要旨とする。

上記構成によれば、光学素子及び輻射部のうち少なくとも一方は、鏡筒の内壁への熱の輻射が遮蔽部によって遮られる。そのため、光学素子及び輻射部が鏡筒の内壁に共に露出する従来の場合に比して、鏡筒の内壁に複雑な温度分布が発生することが抑制される。したがって、反射型の光学素子が収容される鏡筒の変形を抑制できる。

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、反射型の光学素子が収容される鏡筒の変形を抑制できる。

（第１の実施形態）
以下に、本発明を具体化した第１の実施形態について図１〜図３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、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露光装置であって、内部が真空雰囲気となるチャンバ１２（図１では二点鎖線で示す。）内に設置されている。この露光装置１１は、露光光源１３と、照明光学系１４と、所定のパターンが形成された反射型のレチクルＲを保持するレチクルステージ１５と、投影光学系１６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を保持するウエハステージ１７と、露光装置１１全体を制御するための制御装置１８とを備えている。なお、本実施形態の露光光源１３としては、レーザ励起プラズマ光源が用いられており、該露光光源１３は、波長が５〜２０ｎｍ（例えば１３．５ｎｍ）となるＥＵＶ光を射出する。

照明光学系１４は、熱膨張係数の低い材料（本実施形態では、ニッケルと鉄とを含む合金であるスーパーインバー）にて構成された第１鏡筒１９（図１では一点鎖線で示す。）を備え、該第１鏡筒１９内は、チャンバ１２の内部と同様に、真空雰囲気に設定されている。また、第１鏡筒１９内には、露光光源１３側から順に配置された反射型のコリメート用ミラー２０及びコンデンサミラー２１が収容されている。これら各ミラー２０，２１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。そして、コンデンサミラー２１で反射された露光光ＥＬは、コンデンサミラー２１よりもレチクルＲ側に配置された折り返し用の反射ミラー２２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は、不図示の一対のフライアイ反射鏡を備えた構成であってもよい。

レチクルステージ１５は、後述する投影光学系１６の物体面側に配置されており、レチクルＲを静電吸着する静電チャック２３と、レチクルＲをＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させるための図示しない移動機構とを備えている。そして、レチクルＲにおいて上記パターンが形成された被照射面（即ち、図１における下面）に反射された露光光ＥＬは、投影光学系１６に導かれる。

投影光学系１６は、熱膨張係数の低い材料（本実施形態では、スーパーインバー）にて構成された第２鏡筒２４（図１では一点鎖線で示す。）を備え、該第２鏡筒２４内は、チャンバ１２の内部及び第１鏡筒１９の内部と同様に、真空雰囲気に設定されている。また、第２鏡筒２４内には、複数枚（本実施形態では６枚）の反射型のミラー２５，２６，２７，２８，２９，３０が収容されている。これら各ミラー２５〜３０において露光光ＥＬが照射されない部分で、かつ後述する輻射温調板４６（図２参照）に相対しない部分は、低輻射率化されている。このように低輻射率化するためには、その部分に金属膜をコーティングすることが望ましい。そして、レチクルＲ側から導かれた露光光ＥＬは、第１ミラー２５、第２ミラー２６、第３ミラー２７、第４ミラー２８、第５ミラー２９、第６ミラー３０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に導かれる。なお、本実施形態において、低輻射率化とは、輻射率が０．３以下となる状態にすることである。

ウエハステージ１７は、ウエハＷを静電吸着する静電チャック３１と、ウエハＷをＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させるための図示しない移動機構とを備えている。そして、投影光学系１６から射出された露光光ＥＬでウエハＷの表面（図１における上面）が照射されることにより、ウエハＷには、レチクルＲ上の上記パターンを所定倍率に縮小したパターン像が投影される。

また、本実施形態の露光装置１１には、各ミラー２０〜２２，２５〜３０に対して循環用管路３２を介して循環液（例えば、純水）を供給可能な循環液供給装置３３が設けられている。循環用管路３２は、ミラー２０〜２２，２５〜３０毎に設けられており、各ミラー２０〜２２，２５〜３０では、循環用管路３２を介して供給される循環液を用いて各ミラー２０〜２２，２５〜３０の温度が調整される。すなわち、レチクルＲよりも露光光源１３側に配置された各ミラー２０〜２２に対しては、該各ミラー２０〜２２に当接して直接熱交換する公知の温度調整装置が用いられる。また、レチクルＲよりもウエハＷ側に配置された各ミラー２５〜３０に対しては、該ミラー２５〜３０を輻射冷却する温度調整装置３５（図２参照）が用いられる。そして、このような各温度調整装置３５は、制御装置１８からの制御指令に基づき各ミラー２０〜２２，２５〜３０の温度を個別に調整するようになっている。

次に、各ミラー２５〜３０用の温度調整装置３５について図２及び図３に基づき説明する。なお、各温度調整装置３５は、略同一構成である。そのため、ここでは、第５ミラー２９の温度を調整するための温度調整装置３５についてのみ説明し、他の温度調整装置３５の具体的な説明は省略するものとする。

まず、温度調整装置３５の構成を説明する前に、第５ミラー２９の保持方法について説明する。
図２及び図３に示すように、第５ミラー２９の周縁部には、径方向外側に延びる複数（本実施形態では３つ）のミラー用支持部材３６が設けられており、これら各ミラー用支持部材３６は、第５ミラー２９の周方向に沿って等間隔にそれぞれ配置されている。そして、第５ミラー２９は、各ミラー用支持部材３６が第２鏡筒２４の内壁２４ａに設けられた保持部３７に、不図示のフレクシャ機構を介してそれぞれ保持されることにより、第２鏡筒２４の内壁２４ａに支持されている。このように支持される第５ミラー２９の被照射面（図２における上側の面）２９ａには、該第５ミラー２９の中心から偏心した位置に露光光ＥＬによる被照射領域ＩＡ（図３にて二点鎖線で囲まれた領域）が形成される。

また、第２鏡筒２４の内壁２４ａにおける各保持部３７近傍には、温度センサ３８がそれぞれ設けられている。そして、制御装置１８は、各温度センサ３８からの検出信号に基づき第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度を検出する。

次に、第５ミラー２９の温度を調整する温度調整装置３５について説明する。
図２及び図３に示すように、温度調整装置３５は、内部に第５ミラー２９が収容される中空状の遮蔽カバー３９を備えている。この遮蔽カバー３９は、第５ミラー２９と第２鏡筒２４の内壁２４ａとの間に配置される円筒部材３９Ａと、該円筒部材３９Ａの−Ｚ方向側端部（図２における下側）に固定される底壁４４と、円筒部材３９ＡのＺ方向側端部（図２における上側）に固定される上壁３９Ｂとを有する。また、遮蔽カバー３９は、複数（本実施形態では３つ）のカバー用支持部材４０を介して第２鏡筒２４の内壁２４ａに支持されている。これらカバー用支持部材４０は、周方向において互いに隣り合うミラー用支持部材３６同士の略中央にそれぞれ配置されている。また、遮蔽カバー３９と各カバー用支持部材４０との間には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの熱伝導性の低い合成樹脂から構成されるカバー用断熱材４１がそれぞれ設けられている。

遮蔽カバー３９は、アルミニウム合金などの熱伝導性の高い材料にて構成されている。また、遮蔽カバー３９の内面（第５ミラー２９や後述する輻射温調板４６に対向する面）及び外面（第２鏡筒２４の内壁２４ａに対向する面）は、光沢処理を施すことにより、それぞれ低輻射率化されている。このように遮蔽カバー３９の内面及び外面を低輻射率化するためには、特別な処理を施すことなく、金属面のままにしてもよい。

また、遮蔽カバー３９の円筒部材３９Ａは、各ミラー用支持部材３６に対応する部分に形成された貫通孔４３を有する。これら各貫通孔４３は、ミラー用支持部材３６の外形形状より大きい開口を有しているため、遮蔽カバー３９と各ミラー用支持部材３６との接触が回避される。また、遮蔽カバー３９の上壁３９Ｂには、第５ミラー２９の被照射面２９ａ（図２における上面）に入射する露光光ＥＬ及び被照射面２９ａで反射した露光光ＥＬが通過する第１開口部４２が形成されている。さらに、遮蔽カバー３９の底壁４４において、第５ミラー２９の被照射領域ＩＡに対応する位置（図２では被照射領域ＩＡの直下位置）には、第１開口部４２よりも小さい第２開口部４５が形成されている。

遮蔽カバー３９内における第５ミラー２９の−Ｚ方向側（図１における下側）には、第５ミラー２９の輻射熱を受ける輻射温調板４６が設けられており、該輻射温調板４６は、第５ミラー２９から所定間隔（例えば略２ｍｍ）だけ離間した位置に配置されている。また、輻射温調板４６は、複数（本実施形態では３つ）の温調板用断熱材４７を介して遮蔽カバー３９の底壁４４に支持されている。これら各温調板用断熱材４７は、周方向において互いに隣り合うカバー用支持部材４０同士の略中央にそれぞれ配置されている。なお、各温調板用断熱材４７は、ＰＴＦＥなど熱伝導性の低い合成樹脂からそれぞれ構成されている。また、本実施形態では、輻射温調板４６と遮蔽カバー３９との間で温調板用断熱材４７を介して僅かな熱の移動があってもよい。

輻射温調板４６は、アルミニウム合金などの熱伝導性の高い材料から構成される略円盤状の温調板本体４８を備え、該温調板本体４８において第５ミラー２９に相対する面上には、膜厚が略１００μｍとなる高輻射率膜４９が形成されている。この高輻射率膜４９は、その輻射率が０．６以上になるように、アルミナなどのセラミック材料にて構成されている。一方、温調板本体４８のうち遮蔽カバー３９の内面に相対する部分は、遮蔽カバー３９への熱の輻射を抑制すべく、低輻射率化されている。

また、輻射温調板４６には、輻射温調板４６の温度を調整するための第１温度調整機構５０が設けられている。この第１温度調整機構５０は、底壁４４の第２開口部４５に対応する位置に配置されている。第１温度調整機構５０は、輻射温調板４６と熱交換するための第１ペルチェ素子５１を備え、該第１ペルチェ素子５１は、図示しない温度センサに基づき検出される輻射温調板４６の温度が装置基準温度（例えば２３℃）よりも１０℃だけ低くなるように制御装置１８によって制御される。

また、第１温度調整機構５０には、第１ペルチェ素子５１と熱交換するための第１熱交換部５２が設けられており、該第１熱交換部５２内には、循環用管路３２を介して供給された循環液が流動する第１流路５３が形成されている。そして、第１流路５３内を流動した循環液は、接続管路５４を介して後述する第２温度調整機構５５の第２熱交換部５７に供給される。なお、第１熱交換部５２に供給される循環液の温度は、装置基準温度以下であることが望ましい。

また、遮蔽カバー３９の底壁４４の−Ｚ方向側には、該遮蔽カバー３９の温度を調整するための第２温度調整機構５５が設けられている。この第２温度調整機構５５は、遮蔽カバー３９と熱交換するための第２ペルチェ素子５６を備えている。この第２ペルチェ素子５６は、各温度センサ３８からの検出信号に基づき制御装置１８によって検出された第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度が所定温度となるように駆動が制御される。なお、本実施形態における所定温度とは、装置基準温度±０．０１℃となる温度範囲のことを示している。

また、第２温度調整機構５５には、第２ペルチェ素子５６と熱交換するための第２熱交換部５７が設けられており、第２熱交換部５７内には、接続管路５４を介して供給された循環液が流動する第２流路５８が形成されている。そして、第２流路５８内を流動した循環液は、循環液供給装置３３に回収される。

次に、各温度調整装置３５が個別に対応する各ミラー２５〜３０及び第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度を調整する際の作用について、第５ミラー２９用の温度調整装置３５が第５ミラー２９の温度を調整する際の作用を例に説明する。

さて、露光装置１１によるウエハＷへのパターン像の投影が実行される際、第５ミラー２９には、第４ミラー２８で反射された露光光ＥＬが入射する。すると、第５ミラー２９に入射した露光光ＥＬの大部分は、第５ミラー２９の被照射領域ＩＡで反射されて第６ミラー３０に向けて射出する一方、残りの露光光は、第５ミラー２９に吸収される。その結果、第５ミラー２９は、露光光ＥＬの吸収に基づき発熱する。この際、輻射温調板４６は、発熱する第５ミラー２９よりも温度が低いため、第５ミラー２９の輻射熱を受ける。しかも、第５ミラー２９に露光光ＥＬが入射する間、輻射温調板４６は、第１ペルチェ素子５１によって冷却され続けることになる。そのため、第５ミラー２９の温度上昇は、輻射温調板４６による輻射冷却により抑制される。

また、輻射温調板４６を冷却することによって発生する第１ペルチェ素子５１の熱は、循環液供給装置３３から循環液が供給される第１熱交換部５２に吸熱される。そのため、輻射温調板４６は、第１ペルチェ素子５１の駆動に基づき、その温度が略一定になるように調整される。このように温度が調整される輻射温調板４６は、該輻射温調板４６より高温の第５ミラー２９と共に遮蔽カバー３９内に収容されるため、第５ミラー２９及び輻射温調板４６による第２鏡筒２４の内壁２４ａへの熱の輻射は抑制される。その結果、第２鏡筒２４の内壁２４ａにおいて、第５ミラー２９及び輻射温調板４６に相対する部分では、複雑な温度分布の発生が抑制される。

また、第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度は、各温度センサ３８を用いた検出結果に基づいて、遮蔽カバー３９の温度を調整することにより略一定に保たれている。すなわち、もし仮に第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度が下降し始めた場合には、第２温度調整機構５５の駆動に基づき遮蔽カバー３９の温度を上昇させる。一方、第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度が上昇し始めた場合には、遮蔽カバー３９の温度を下降させる。このように遮蔽カバー３９の温度を変化（上昇あるいは下降）させることによって、遮蔽カバー３９からの熱輻射により、遮蔽カバー３９と第２鏡筒２４の内壁２４ａとの間で熱が移動し、第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度が上記所定温度に保たれる。

なお、遮蔽カバー３９とカバー用支持部材４０との間に設けられるカバー用断熱材４１として、熱が僅かに移動する材質のものを使用することがある。この場合、遮蔽カバー３９からは、熱輻射だけではなく、カバー用支持部材４０を介して熱が第２鏡筒２４の内壁２４ａに移動することになる。

このような各ミラー２５〜３０及び第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度調整は、ミラー２５〜３０毎に実行される。そのため、第２鏡筒２４の内壁２４ａ全体でも、複雑な温度分布の発生が抑制されると共に、その温度自体も所定温度に保たれる。その結果、第２鏡筒２４の内壁２４ａの熱変形が抑制され、該内壁２４ａに支持される各ミラー２５〜３０間の距離の変化が抑制される。

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）第２鏡筒２４内のミラー２５〜３０及び該ミラー２５〜３０に個別に対応する輻射温調板４６は、第２鏡筒２４の内壁２４ａへの熱の輻射が遮蔽カバー３９によって遮られる。そのため、ミラー２５〜３０及び該ミラー２５〜３０に個別に対応する輻射温調板４６が第２鏡筒２４の内壁２４ａに共に露出する従来の場合に比して、第２鏡筒２４の内壁２４ａに複雑な温度分布が発生することが抑制される。したがって、反射型のミラー２５〜３０が収容される第２鏡筒２４の熱変形を抑制できる。

（２）また、第２鏡筒２４の内壁２４ａの熱変形に起因する各ミラー２５〜３０の間隔の変化が抑制されるため、投影光学系１６の結像特性の変動が抑制される。したがって、ウエハＷに対してパターン像を好適に投影転写できる。

（３）遮蔽カバー３９と該遮蔽カバー３９を第２鏡筒２４に対して支持する各カバー用支持部材４０との間には、カバー用断熱材４１がそれぞれ介在している。そのため、カバー用断熱材４１を設けない構成の場合に比して、遮蔽カバー３９と第２鏡筒２４の内壁２４ａとの間での熱の移動が抑制される。したがって、遮蔽カバー３９から第２鏡筒２４の内壁２４ａへの熱の移動に起因した該内壁２４ａの熱変形を抑制できる。

（４）輻射温調板４６は、温調板用断熱材４７を介して遮蔽カバー３９に支持されている。そのため、遮蔽カバー３９と輻射温調板４６との間での熱の移動が抑制される結果、遮蔽カバー３９を冷却する第２温度調整機構５５の負荷の増大を抑制できる。

（５）輻射温調板４６と遮蔽カバー３９の底壁４４との間に介在する各温調板用断熱材４７は、第５ミラー２９の周方向において互いに隣り合う各カバー用断熱材４１から最も離間した位置にそれぞれ配置されている。換言すると、各温調板用断熱材４７は、輻射温調板４６から第２鏡筒２４の内壁２４ａへの熱伝導の経路が最も長くなるようにそれぞれ配置されている。そのため、輻射温調板４６と第２鏡筒２４の内壁２４ａとの間での熱伝導効率を効果的に低減でき、輻射温調板４６の温度に起因した第２鏡筒２４の内壁２４ａでの温度分布の発生を抑制できる。

（６）各熱交換部５２，５７には、循環液供給装置３３から循環液が常に供給されるため、輻射温調板４６及び遮蔽カバー３９の温度を効率的に調整できる。
（７）本実施形態では、遮蔽カバー３９は、その内部に輻射温調板４６が収容されているため、その温度が下降する傾向にある。そのため、遮蔽カバー３９の温度を調整する第２温度調整機構５５は、基本的には遮蔽カバー３９の温度を上昇させるべく駆動する。このような第２温度調整機構５５の第２流路５８内には、第１温度調整機構５０の第１流路５３内を流動する際に温度上昇した循環液が流入することになる。そのため、第２温度調整機構５５は、第１温度調整機構５０の第１ペルチェ素子５１によって温度上昇された循環液を利用して遮蔽カバー３９の温度下降を抑制すべく駆動する。したがって、温度調整機構５０，５５毎に互いに温度の異なる循環液を個別に供給する場合に比して、装置全体の複雑化を抑制できる。

（８）仮に、ペルチェ素子を第２鏡筒２４の内壁２４ａに当接させて該内壁２４ａの温度を調整しようとすると、内壁２４ａとペルチェ素子との熱交換量が多すぎて、内壁２４ａの温度を±０．０１℃の範囲内に調整することが非常に困難になるおそれがある。この点、本実施形態では、遮蔽カバー３９の熱輻射によって、第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度を調整している。その結果、微少な熱量でもって第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度を調整することになるため、該内壁２４ａの温度を±０．０１℃の範囲内で調整することが非常に容易になる。したがって、第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度変化に起因した第２鏡筒２４の熱変形を良好に抑制できる。

（９）遮蔽カバー３９に貫通孔４３を形成することにより、該遮蔽カバー３９と各ミラー用支持部材３６との接触が回避される。そのため、第１流路５３内及び第２流路５８内を流動する循環液の脈動が遮蔽カバー３９を介してミラー２５〜３０に伝達されることを抑制できる。したがって、ミラー２５〜３０の振動に起因した投影光学系１６の結像特性の変動を抑制できる。

（１０）ミラー２５〜３０の被照射領域ＩＡに対応した位置に第１温度調整機構５０が配置されるため、輻射温調板４６のうち最も温度が低くなる部分が、ミラー２５〜３０のうち最も温度が上昇する部分に対応する位置に配置される。そのため、ミラー２５〜３０の温度上昇を効率的に抑制できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図４に従って説明する。なお、第２の実施形態は、温度調整装置の構成が第１の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。なお、本実施形態においても、第５ミラー２９用の温度調整装置についてのみ説明し、他の温度調整装置の具体的な説明は省略するものとする。

図４に示すように、本実施形態の温度調整装置３５Ａは、複数（図４では２のみ図示）のカバー用支持部材４０及びカバー用断熱材４１を介して第２鏡筒２４の内壁２４ａに支持される遮蔽部６０と、第５ミラー２９の−Ｚ方向側（図４における下側）に配置される輻射温調板４６とを備えている。遮蔽部６０には、略円筒形状の第１遮蔽部材６１と、該第１遮蔽部材６１の−Ｚ方向側に配置される円盤状の第２遮蔽部材６２とが設けられており、これら各遮蔽部材６１，６２は、アルミニウム合金などの熱伝導性の高い材料にてそれぞれ形成されている。

第１遮蔽部材６１には、各ミラー用支持部材３６に対応する部分に、第１遮蔽部材６１のＺ方向側端部から−Ｚ方向側に向かって延びる溝６３がそれぞれ形成されている。この溝６３の幅は、ミラー用支持部材３６の断面形状より大きいため、第１遮蔽部材６１と各ミラー用支持部材３６との接触が回避される。また、第１遮蔽部材６１の−Ｚ方向側たん部には、複数（図４では２つのみ図示）の遮蔽用断熱材６４を介して第２遮蔽部材６２が連結されている。なお、遮蔽用断熱材６４は、ＰＴＦＥなどの熱伝導性の低い合成樹脂から構成されている。また、遮蔽用断熱材６４は、リング状をなすものであってもよい。

そして、各遮蔽部材６１，６２によって形成された内部空間６５内には、第５ミラー２９及び輻射温調板４６が収容されており、該輻射温調板４６は、複数（図４では２つのみ図示）の温調板用断熱材４７を介して第２遮蔽部材６２に支持されている。また、内部空間６５内において輻射温調板４６と第２遮蔽部材６２との間には、第１温度調整機構５０が設けられている。さらに、第２遮蔽部材６２の−Ｚ方向側には、該第２遮蔽部材６２の温度を調整するための第２温度調整機構５５が設けられている。なお、本実施形態では、各温度調整機構５０，５５には、循環液供給装置３３から個別に循環液が供給される。

したがって、本実施形態では、上記第１の実施形態の効果（１）〜（６）（９）（１０）に加えて以下に示す効果を得ることができる。
（１１）各温度調整機構５０，５５に対して互いに温度の異なる循環液を供給することにより、より効率的に輻射温調板４６及び第２遮蔽部材６２の温度を調整できる。

（１２）第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度変化を温度センサ３８からの信号に基づきが検出した場合には、第２遮蔽部材６２の温度を調整して第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度の一定化を図ることが可能となる。そのため、第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度変化に起因した第２鏡筒２４の熱変形を良好に抑制できる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を図５に従って説明する。なお、第３の実施形態は、温度調整装置の構成が第１及び第２の各実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１及び第２の各実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１及び第２の各実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。なお、本実施形態においても、第５ミラー２９用の温度調整装置についてのみ説明し、他の温度調整装置の具体的な説明は省略するものとする。

図５に示すように、本実施形態の温度調整装置３５Ｂは、複数（図５では２のみ図示）のカバー用支持部材４０及びカバー用断熱材４１を介して第２鏡筒２４の内壁２４ａに支持される第１遮蔽部材６１を備え、該第１遮蔽部材６１内には、第５ミラー２９が収容されている。第１遮蔽部材６１は、その−Ｚ方向側端部にカバー用断熱材４１が取付けられている。また、第１遮蔽部材６１は、各ミラー用支持部材３６に対応する部分に形成され貫通孔４３を有する。

第１遮蔽部材６１の−Ｚ方向側端部側には、第５ミラー２９からの輻射熱を受ける輻射温調板４６が設けられている。この輻射温調板４６は、複数（図５では２のみ図示）の温調板用支持部材７０を介して第２鏡筒２４の内壁２４ａに支持されている。なお、輻射温調板４６と各温調板用支持部材７０との間には、温調板用断熱材４７がそれぞれ設けられている。

したがって、本実施形態では、上記第１の実施形態の効果（２）（３）（９）（１０）に加えて以下に示す効果を得ることができる。
（１３）第２鏡筒２４内のミラー２５〜３０は、第２鏡筒２４の内壁２４ａへの熱の輻射が第１遮蔽部材６１によって遮られる。そのため、ミラー２５〜３０及び該ミラー２５〜３０に個別に対応する輻射温調板４６が、第２鏡筒２４の内壁２４ａに共に露出する従来の場合に比して各ミラー２５〜３０から第２鏡筒２４の内壁２４ａへの熱の輻射が遮られる分だけ、該内壁２４ａに複雑な温度分布が発生することが抑制される。したがって、反射型のミラー２５〜３０が収容される第２鏡筒２４の変形を抑制できる。

（１４）輻射温調板４６と各温調板用支持部材７０との間には、温調板用断熱材４７が設けられているため、輻射温調板４６と第２鏡筒２４の内壁２４ａとの間の熱の移動を抑制できる。

なお、上記各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。
・各実施形態において、貫通孔４３及び溝６３などの回避部は、遮蔽カバー３９や第１遮蔽部材６１にカバー用支持部材４０が接触するような形状であってもよい。このように構成しても、カバー用支持部材４０は第２鏡筒２４の内壁２４ａに支持されているため、熱交換部５２，５７内を流動する循環液の脈動が伝達されることによる振動は、各ミラー２５〜３０が遮蔽カバー３９や第１遮蔽部材６１に直接支持される場合に比して抑制される。

・各実施形態において、各ミラー２５〜３０は、カバー用支持部材４０を介して遮蔽カバー３９や第１遮蔽部材６１に支持される構成であってもよい。
・第２の実施形態において、遮蔽部６０は、第２遮蔽部材６２を第１遮蔽部材６１に直接連結した構成であってもよい。この場合、第２温度調整機構５５は、第２遮蔽部材６２だけではなく、遮蔽部６０全体の温度を調整することになる。

・第１及び第２の実施形態において、第２温度調整機構５５を設けなくてもよい。この場合、第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度を直接調整するための温度調整機構を設けることが望ましい。

・各実施形態において、第２鏡筒２４の内壁２４ａに温度センサ３８を設けなくてもよい。このように構成しても、各ミラー２５〜３０から第２鏡筒２４の内壁２４ａへの熱の輻射が遮られているため、該内壁２４ａの熱変形を抑制できる。

・第１の実施形態において、第１温度調整機構５０と第２温度調整機構５５との間に、第２温度調整機構５５に流入する循環液の温度を調整する調整器を設けてもよい。
・第１の実施形態において、各温度調整機構５０，５５には、循環液を個別に供給するようにしてもよい。

また、第２の実施形態において、第２温度調整機構５５には、第１温度調整機構５０の第１流路５３内を流動した循環液が流入するようにしてもよい。
・各実施形態において、温度調整機構５０，５５には、熱交換可能な流体であれば、純水以外の任意の液体や不活性ガスなどの任意の気体を供給するようにしてもよい。

・第１及び第２の実施形態において、温調板用断熱材４７を、輻射温調板４６を遮蔽カバー３９や第２遮蔽部材６２に支持させることができるのであれば、任意の位置に配置してもよい。例えば、温調板用断熱材４７を、カバー用断熱材と周方向において同一位置に配置してもよい。

・第１及び第２の実施形態において、輻射温調板４６を遮蔽カバー３９や第２遮蔽部材６２に支持させるための支持部材は、金属などの熱伝導性の高い材料にて構成されたものであってもよい。ただし、支持部材は、熱膨張率の低い材料（例えば、スーパーインバー）にて構成されるものであることが望ましい。また、輻射温調板４６を遮蔽カバー３９の底壁４４上や第２遮蔽部材６２上に直接設置してもよい。

また、第３の実施形態において、温調板用断熱材４７を省略してもよい。
・各実施形態において、遮蔽カバー３９、遮蔽部材６１，６２の外面に高輻射率膜を設けて、遮蔽カバー３９、遮蔽部材６１，６２に第２鏡筒２４の内壁２４ａからの輻射熱を積極的に受けるようにしてもよい。このように構成することにより、遮蔽カバー３９、遮蔽部材６１，６２と第２鏡筒２４の内壁２４ａとの温度を略同一にすることができ、該内壁２４ａの温度変化を抑制できる。

・第３の実施液体において、第１遮蔽部材６１は、輻射温調板４６のみを収容した構成であってもよい。このように構成しても、輻射温調板４６から第２鏡筒２４の内壁２４ａへの熱の輻射が遮られる分だけ、第２鏡筒２４の内壁２４ａに複雑な温度分布が発生することを抑制できる。

・各実施形態において、カバー用断熱材４１を省略してもよい。
・各実施形態において、断熱材４１，４７，６４は、熱伝導性の低い材料であれば、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの任意の材料で構成されたものであってもよい。

・各実施形態において、遮蔽カバー３９、遮蔽部材６１，６２は、熱伝導性の高い材料であれば、アルミニウム、銀、銅、金、ベリリウム、タングステン、マグネシウム、ロジウム、シリコン、イリジウム、モリブデン、ナトリウム、亜鉛、ルテニウム、上記各材料を含む合金から構成されたものであってもよい。ただし、低コスト化、毒性の有無などの安全性の向上を図るためには、アルミニウム、タングステン、モリブデン、亜鉛、これら材料を含む合金にて遮蔽カバー３９、遮蔽部材６１，６２を構成することが望ましい。

・各実施形態において、鏡筒１９，２４は、熱膨張係数の低い材料であれば、タングステン、チタンなどの任意の材料で構成されたものであってもよい。
・各実施形態において、高輻射率膜４９は、輻射率が「０．６」以上に設定されるのであれば、窒化アルミニウム、酸化チタン、シリカ、炭化タングステンなどの任意の材料で構成されたものであってもよい。

・各実施形態において、輻射部は、ミラー２５〜３０及び輻射温調板４６からの熱の輻射によって第２鏡筒２４の内壁２４ａの温度が変化しない構成であれば、任意の構成であってもよい。例えば、輻射部は、ミラー２５〜３０及び輻射温調板４６を四方から包囲する複数枚の板材であってもよい。

・各実施形態では、第２鏡筒２４内の全てのミラー２５〜３０に対して温度調整装置３５，３５Ａ，３５Ｂを設けているが、少なくとも一つのミラーに対してのみ温度調整装置３５，３５Ａ，３５Ｂを設けてもよい。ただし、最もウエハＷ側となる第６ミラー３０の温度を調整するための温度調整装置３５，３５Ａ，３５Ｂを設けておくことが望ましい。

・各実施形態では、第２鏡筒２４の内壁２４ａにて支持するミラー２５〜３０の温度を調整するための温度調整装置３５，３５Ａ，３５Ｂに具体化しているが、第１鏡筒１９の内壁にて支持するミラー２１，２２の温度を調整するための温度調整装置に具体化してもよい。この場合、第１鏡筒１９内のミラー２１，２２の発熱量は、露光光ＥＬの入射量が多い分だけ第２鏡筒２４内の各ミラー２５〜３０の発熱量よりも多くなるため、輻射温調板の温度を、上記各実施形態の輻射温調板４６の温度よりも十分に低くすることが望ましい。

・各実施形態では、レチクルＲとウエハＷとの間に配置されるミラー２５〜３０に対して温度調整装置を設けているが、露光光源１３とレチクルＲとの間に配置されるミラー２０〜２２の少なくとも一つに設けてもよい。

・各実施形態において、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。

・各実施形態の露光装置１１は、マスクと基板とが相対移動した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパ、及び、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式のステッパを問わず適用することができる。

・各実施形態において、ＥＵＶ光を出力可能な露光光源１３として、放電型プラズマ光源を用いてもよい。
・各実施形態において、露光装置１１は、ＥＢ（Electron Beam ）を露光光ＥＬとして用いる露光装置であってもよい。

・各実施形態において、露光光源１３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）等を射出可能な光源であってもよい。また、露光光源１３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射出可能な光源であってもよい。この場合、各鏡筒１９，２４内が真空雰囲気に設定されていればよく、露光装置１１全体を、真空雰囲気に設定されたチャンバ１２内に設置しなくてもよい。

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６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７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。

第１の実施形態における露光装置を示す概略構成図。 第１の実施形態における温度調整装置を模式的に示す側断面図。 第１の実施形態における温度調整装置を模式的に示す平断面図。 第２の実施形態における温度調整装置を模式的に示す側断面図。 第３の実施形態における温度調整装置を模式的に示す側断面図。 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、１３…露光光源、１４…照明光学系、１６…投影光学系、１８…制御装置、１９，２４…鏡筒、２４ａ…内壁、２０〜２２，２５〜３０…光学素子としてのミラー、３５，３５Ａ，３５Ｂ…温度調整装置、３６…光学素子用支持部材としてのミラー用支持部材、３８…温度検出部としての温度センサ、３９…遮蔽部としての遮蔽カバー、４０…支持部としてのカバー用支持部材、４１…支持部、遮蔽部用断熱部材としてのカバー用断熱材、４２…第１開口部、４３…回避部としての貫通孔、４６…輻射部としての輻射温調板、４７…輻射部用断熱部材としての温調板用断熱材、５０…輻射部用温度調整機構としての第１温度調整機構、５１…輻射部用ペルチェ素子としての第１ペルチェ素子、５２…輻射部用熱交換部としての第１熱交換部、５３…輻射部用流路としての第１流路、５５…遮蔽部用温度調整機構としての第２温度調整機構、５６…遮蔽部用ペルチェ素子としての第２ペルチェ素子、５７…遮蔽部用熱交換部としての第２熱交換部、５８…遮蔽部用流路としての第２流路、６０…遮蔽部、６１…遮蔽部としての第１遮蔽部材、６２…遮蔽部としての第２遮蔽部材、６３…回避部としての溝、ＥＬ…露光光、Ｒ…マスクとしてのレチクル、Ｗ…基板としてのウエハ。

Claims (13)

1. 鏡筒内に収容された反射型の光学素子の温度を調整するための温度調整装置であって、
   前記光学素子からの輻射熱を受ける輻射部と、
   該輻射部の温度を調整するための輻射部用温度調整機構と、
   前記光学素子及び前記輻射部のうち少なくとも一方から前記鏡筒の内壁への熱の輻射を遮る遮蔽部と、
   該遮蔽部を前記鏡筒の内壁に支持するための支持部と
   を備えた温度調整装置。
2. 前記支持部は、前記遮蔽部と前記鏡筒との間での熱伝導を抑制するための遮蔽部用断熱部材を有する請求項１に記載の温度調整装置。
3. 前記遮蔽部の温度を調整するための遮蔽部用温度調整機構をさらに備えた請求項１又は請求項２に記載の温度調整装置。
4. 前記輻射部を前記遮蔽部に支持すると共に、前記輻射部と前記遮蔽部との間での熱伝導を抑制するための輻射部用断熱部材をさらに備えた請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の温度調整装置。
5. 前記輻射部用断熱部材は、前記支持部による前記遮蔽部の支持部位から離間した位置に配置されている請求項４に記載の温度調整装置。
6. 前記輻射部用温度調整機構は、前記輻射部と熱交換する輻射部用ペルチェ素子と、該輻射部用ペルチェ素子と熱交換を行う輻射部用熱交換部と、該輻射部用熱交換部に設けられ、流体が流動可能な輻射部用流路とを有し、
   前記遮蔽部用温度調整機構は、前記遮蔽部と熱交換する遮蔽部用ペルチェ素子と、該遮蔽部用ペルチェ素子と熱交換を行う遮蔽部用熱交換部と、該遮蔽部用熱交換部に設けられ、流体が流動可能な遮蔽部用流路とを有する請求項３に記載の温度調整装置。
7. 前記遮蔽部用流路内には、前記輻射部用流路内を流動した流体が流入する請求項６に記載の温度調整装置。
8. 前記鏡筒の温度に対応した検出信号を出力する温度検出部と、
   該温度検出部から出力された検出信号に応じて遮蔽部用温度調整機構の駆動を制御する制御装置と
   をさらに備えた請求項３、請求項６及び請求項７のうち何れか一項に記載の温度調整装置。
9. 前記遮蔽部は、前記光学素子及び前記輻射部を覆う遮蔽カバーを有し、該遮蔽カバーは、前記光学素子に入射する光及び該光学素子に反射された光が通過する開口部を有する請求項１〜請求項８のうち何れか一項に記載の温度調整装置。
10. 前記光学素子を前記鏡筒の内壁に支持するための光学素子用支持部材をさらに備え、
    前記遮蔽部には、該遮蔽部と前記光学素子用支持部材との接触を回避するための回避部が形成されている請求項１〜請求項９のうち何れか一項に記載の温度調整装置。
11. 光源から射出された光を感光性材料が塗布された基板に導く光学系であって、
    反射型の光学素子と、
    該光学素子を内部に収容する鏡筒と、
    請求項１〜請求項１０のうち何れか一項に記載の温度調整装置と
    を備えた光学系。
12. 光源から射出された光を所定のパターンが形成されたマスクへ導く照明光学系と、
    前記マスクを介した光を感光性材料が塗布された基板に照射する投影光学系とを備え、
    前記照明光学系及び前記投影光学系のうち少なくとも一方は、請求項１１に記載の光学系で構成されている露光装置。
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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