JP2010141071A - 光学部材冷却装置、光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学部材を好適に冷却させることができる光学部材冷却装置、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】射出側フライアイミラー22は、複数の射出側ミラーエレメントを備え、該各射出側ミラーエレメントにおいて反射面の反対側には、各射出側ミラーエレメントを支持する射出側支持面53aを有する射出側支持部材53が設けられている。この射出側支持部材53内には、射出側フライアイミラー22において互いに異なる部位を冷却可能とする複数の冷却用流路55〜58が形成されている。そして、各冷却用流路55〜58のうち冷却水が供給される流路は、射出側フライアイミラー22に入射する露光光の入射条件(例えば、露光光の形状、露光光の入射位置)に応じて選択される。
【選択図】図5
【解決手段】射出側フライアイミラー22は、複数の射出側ミラーエレメントを備え、該各射出側ミラーエレメントにおいて反射面の反対側には、各射出側ミラーエレメントを支持する射出側支持面53aを有する射出側支持部材53が設けられている。この射出側支持部材53内には、射出側フライアイミラー22において互いに異なる部位を冷却可能とする複数の冷却用流路55〜58が形成されている。そして、各冷却用流路55〜58のうち冷却水が供給される流路は、射出側フライアイミラー22に入射する露光光の入射条件(例えば、露光光の形状、露光光の入射位置)に応じて選択される。
【選択図】図5
Description
本発明は、ミラーなどの光学部材を冷却させる光学部材冷却装置、該光学部材冷却装置を備える光学系、該光学系を備える露光装置及び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、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置は、所定のパターンが形成されたレチクルなどのマスクを照明するための照明光学系を備えている。この照明光学系から射出される露光光によるマスクの照明によって形成されたマスクのパターンの像は、投影光学系によって所定倍率まで縮小されてウエハ、ガラスプレートなどの基板に投影される。
こうした露光装置に用いられる照明光学系及び投影光学系は、複数の光学部材をそれぞれ有している。例えば、EUV(Extreme Ultraviolet )光を露光光として用いる露光装置では、各光学系を構成する光学部材としての反射ミラーは、その入射面に入射する露光光の大部分を反射する一方で、その入射面に入射する露光光の一部を吸収する。その結果、反射ミラーには、熱エネルギーが蓄熱されてしまう。そのため、反射ミラーのうち入射面の反対側に位置する裏面側には、該裏面を介して反射ミラーを冷却させるための光学部材冷却装置が設けられていた(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−243052号公報
ところで、光学系を構成する反射ミラーには、その入射面に入射する露光光の入射条件が変更される反射ミラーがある。一例として、照明光学系には、反射ミラーの一種である一対のフライアイミラーが設けられており、両フライアイミラーのうち光源側に位置する第1フライアイミラーと、レチクル側に位置する第2フライアイミラーとの間には、第2フライアイミラーに入射する露光光の形状を変更させるための開口絞りが配置されている。この開口絞りの開口の形状が変更され、第2フライアイミラーに入射する露光光の形状が変更された場合、第2フライアイミラー内における温度分布は、変更前後で大きく異なってしまう。そのため、第2フライアイミラー全体を満遍なく冷却させる光学部材冷却装置では、第2フライアイミラーの入射面に入射する露光光の形状などの入射条件の変更に対応できないおそれがあった。
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、光学部材を好適に冷却させることができる光学部材冷却装置、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14に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の光学部材冷却装置は、放射ビーム(EL)が入射する入射面(21a、22a)を有する光学部材(19、21、22、25、26、30、31、32、33、34、35)を冷却する光学部材冷却装置であって、前記光学部材(19、21、22、25、26、30、31、32、33、34、35)において前記入射面(21a、22a)とは異なる特定の表面(53b)に対向して配置される冷却部材(53、70)と、前記冷却部材(53、70)の冷却条件を、前記光学部材(19、21、22、25、26、30、31、32、33、34、35)の入射面(21a、22a)に入射する放射ビーム(EL)の入射条件に応じて設定する設定装置(52)と、を備えることを要旨とする。
本発明の光学部材冷却装置は、放射ビーム(EL)が入射する入射面(21a、22a)を有する光学部材(19、21、22、25、26、30、31、32、33、34、35)を冷却する光学部材冷却装置であって、前記光学部材(19、21、22、25、26、30、31、32、33、34、35)において前記入射面(21a、22a)とは異なる特定の表面(53b)に対向して配置される冷却部材(53、70)と、前記冷却部材(53、70)の冷却条件を、前記光学部材(19、21、22、25、26、30、31、32、33、34、35)の入射面(21a、22a)に入射する放射ビーム(EL)の入射条件に応じて設定する設定装置(52)と、を備えることを要旨とする。
この構成によれば、冷却部材(53、70)による光学部材(19、21、22、25、26、30、31、32、33、34、35)の冷却条件が、該光学部材(19、21、22、25、26、30、31、32、33、34、35)に入射する放射ビーム(EL)の入射条件に応じて設定される。そのため、光学部材(19、21、22、25、26、30、31、32、33、34、35)への放射ビーム(EL)の入射条件が変更されたとしても、冷却部材(53、70)による冷却条件を適切な条件に変更することにより、光学部材(19、21、22、25、26、30、31、32、33、34、35)内での温度分布の変化が抑制される。すなわち、光学部材(19、21、22、25、26、30、31、32、33、34、35)を好適に冷却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、光学部材を好適に冷却させることができる。
(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7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とがチャンバ外から搬送される。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)のEUV光を露光光ELとして射出する。
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7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とがチャンバ外から搬送される。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)のEUV光を露光光ELとして射出する。
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。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。
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。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。
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を備えている。一対のフライアイミラー21、22は、光源装置12側、即ち光源装置12から射出された露光光ELが入射する入射側フライアイミラー21と、入射側フライアイミラー21で反射した露光光ELが入射し、該露光光ELを後述するコンデンサミラー25に射出する射出側フライアイミラー22とを有する。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)とは光学的に共役となる位置に配置されている。なお、射出側フライアイミラー22近傍には、図1に示すように、入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの形状を変更させるための開口絞り23と、射出側フライアイミラー22の入射面22aに対する露光光ELの照射状態を計測するための計測装置24とが配置されている。この計測装置24は、射出側フライアイミラー22の入射面22a内における温度分布を計測し、該計測結果に基づき露光光ELによる照射領域の形状、大きさ及び位置を求めることができる。
また、照明光学系14には、図1に示すように、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25が設けられている。そして、コンデンサミラー25から射出された露光光ELは、後述する鏡筒29内に設置された折り返し用の反射ミラー26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。また、本実施形態のミラー19,21,22,25,26は、それぞれに入射した露光光ELの大部分を反射する一方で、残りの一部の露光光ELを吸収する。そのため、各ミラー19,21,22,25,26には、露光光ELの吸収に基づき発熱した熱エネルギーを吸収するための光学部材冷却装置が設けられている。なお、射出側フライアイミラー22を冷却する構成については後述する。
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27aを有する静電チャック27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27を支持する支持ステージ28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で照明されたレチクルRのパターンを所定の縮小倍率(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29を備えている。この鏡筒29内には、複数枚(本実施形態では6枚)の反射型のミラー30,31,32,33,34,35が収容されている。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30、第2ミラー31、第3ミラー32、第4ミラー33、第5ミラー34、第6ミラー35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)を照射する。こうした各ミラー30〜35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。なお、照明光学系14を構成する各ミラー19,21,22,25,26の反射面、及び投影光学系を構成する各ミラー30、31、32、33、34、35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おり、これら反射層は、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それぞれ構成されている。
ウエハステージ17は、ウエハWを静電吸着する吸着面36aを有する静電チャック36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36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。
そして、ウエハW上の一つのショット領域にレチクルRのパターンを露光する場合、照明光学系14による照明領域をレチクルRに形成した状態で、レチクルステージ駆動部の駆動によって、レチクルRをY軸方向(例えば、−Y方向側から+Y方向側)に所定ストローク毎に移動させるとともに、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させる。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、開口絞り23について図2に基づき説明する。
図2に示すように、開口絞り23は、一部が入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光路LA(図2では一点鎖線で示す領域)内に配置される。本実施形態の開口絞り23は、露光光ELの光路LAから離れた位置に、Y軸方向(図2において紙面と直交する方向)に延びる回転軸線40aを中心に回転する円盤部材40と、円盤部材40に設けられ、射出側フライアイミラー22に入射する露光光ELの入射条件を変更するための複数種類(本実施形態では6種類)の開口部(第1〜第6開口部41,42,43,44,45,46)とを備えている。円盤部材40の回転軸線40aは、円盤部材40の中心に設けられている。なお、第1〜第6開口部41〜46は、回転軸線40aを中心とした周方向に沿って等間隔にそれぞれ配置されている。
図2に示すように、開口絞り23は、一部が入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光路LA(図2では一点鎖線で示す領域)内に配置される。本実施形態の開口絞り23は、露光光ELの光路LAから離れた位置に、Y軸方向(図2において紙面と直交する方向)に延びる回転軸線40aを中心に回転する円盤部材40と、円盤部材40に設けられ、射出側フライアイミラー22に入射する露光光ELの入射条件を変更するための複数種類(本実施形態では6種類)の開口部(第1〜第6開口部41,42,43,44,45,46)とを備えている。円盤部材40の回転軸線40aは、円盤部材40の中心に設けられている。なお、第1〜第6開口部41〜46は、回転軸線40aを中心とした周方向に沿って等間隔にそれぞれ配置されている。
第1開口部41は、第1〜第6開口部41〜46の中で最も大きな直径を有する略円形状の開口を有している。また、第2開口部42は、第1開口部41の開口よりも直径の小さい開口を有している。そして、第1開口部41及び第2開口部42の開口の中心は、開口部41,42が露光光ELの光路LA内に配置された場合に、入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光軸とそれぞれ一致する。第3開口部43は、円環状の開口を有している。この第3開口部43の開口の外径は第1開口部41の開口の直径と略同一径を有すると共に、第3開口部43の開口の内径は第2開口部42の開口の直径よりも大きな径を有している。そして、第3開口部43の開口の中心は、第3開口部43が露光光ELの光路LA内に配置された場合に、入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光軸とそれぞれ一致する。なお、第3開口部43における中心部分に配置される円盤状の遮光部材43aは、図示しない線材によって円盤部材40に連結されている。第4開口部44は、略円形状をなす2つの開口44aを有し、該各開口44aの直径は第2開口部42の開口の直径よりもそれぞれ小さい。また、各開口44aは、入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光路LA内に第4開口部44が配置された場合に、Z軸方向に沿って並ぶようにそれぞれ配置されている。その結果、射出側フライアイミラー22には、Z軸方向に沿って並ぶ2つの照射領域が形成される。第5開口部45は、略円形状をなす2つの開口45aを有し、該各開口45aの直径は第4開口部44の各開口44aの直径とそれぞれ略同一である。また、各開口45aは、入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光路LA内に第5開口部45が配置された場合に、X軸方向(図2における左右方向)に沿って並ぶようにそれぞれ配置されている。その結果、射出側フライアイミラー22には、X軸方向に沿って並ぶ2つの照射領域が形成される。また、第6開口部46は、略円形状をなす4つの開口46aを有し、該各開口46aの直径は第4開口部44の各開口44aの直径とそれぞれ略同一である。また、入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光路LA内に第6開口部46が配置された場合、各開口46aのうち2つの開口46aは、Z軸方向に沿って並ぶようにそれぞれ配置されると共に、残りの2つの開口46aは、X軸方向に沿って並ぶようにそれぞれ配置されている。その結果、射出側フライアイミラー22には、射出側フライアイミラー22から射出される露光光ELの光軸を中心とした周方向に沿って等間隔(90°間隔)に配置される4つの照射領域が形成される。
すなわち、射出側フライアイミラー22には、入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光路LA内に配置される開口部41〜46に応じた照射領域が形成される。
次に、フライアイ光学系20を構成する各フライアイミラー21,22について図3(a)(b)に基づき説明する。
図3(a)に示すように、入射側フライアイミラー21は、反射膜が製膜された反射面50aを有する入射側ミラーエレメント50を複数備えている。具体的には、入射側フライアイミラー21は、Z軸方向に沿って配置される複数の入射側ミラーエレメント50から構成されるミラー列がX軸方向に沿って複数配置された構成である。すなわち、入射側フライアイミラー21の入射面21aは、複数の反射面50aから構成されている。
図3(a)に示すように、入射側フライアイミラー21は、反射膜が製膜された反射面50aを有する入射側ミラーエレメント50を複数備えている。具体的には、入射側フライアイミラー21は、Z軸方向に沿って配置される複数の入射側ミラーエレメント50から構成されるミラー列がX軸方向に沿って複数配置された構成である。すなわち、入射側フライアイミラー21の入射面21aは、複数の反射面50aから構成されている。
各入射側ミラーエレメント50において各反射面50aの反対側(図3(a)では紙面奥手側)には、インバーなどの低熱膨張鋼又は合金製の厚板から構成される入射側支持部材51が設けられている。この入射側支持部材51は、平面度が高くなるように研磨などの加工が施された入射側支持面51aを有しており、該入射側支持面51aには、各入射側ミラーエレメント50において各反射面50aの反対側の面が接触している。また、入射側支持部材51内には、該入射側支持部材51を介して各射出側フライアイミラー22を冷却するための冷却水が循環する図示しない冷却用流路が形成されている。そして、入射側フライアイミラー21に入射した露光光ELの光束は、入射側ミラーエレメント50の反射面50a毎に波面分割され、波面分割された多数の光束は、開口絞り23を介して射出側フライアイミラー22に入射する。
また、図3(b)に示すように、射出側フライアイミラー22は、反射膜が製膜された反射面52aを有する射出側ミラーエレメント52を複数備えている。具体的には、射出側フライアイミラー22は、Z軸方向に沿って配置される複数の射出側ミラーエレメント52から構成されるミラー列がX軸方向に沿って複数配置された構成である。すなわち、射出側フライアイミラー22の入射面22aは、複数の反射面52aから構成されている。また、各射出側ミラーエレメント52の反射面52aは、各入射側ミラーエレメント50の反射面50aに個別対応すると共に、各入射側ミラーエレメント50の反射面50aと同一の焦点距離を有している。そのため、各射出側ミラーエレメント52の反射面52aには、該反射面52aに個別対応する入射側ミラーエレメント50の反射面50aから射出された光束がそれぞれ入射するようになっている。すなわち、射出側フライアイミラー22近傍には、多数の光源像(二次光源ともいう。)が形成される。そして、射出側フライアイミラー22から射出された多数の光束がレチクルRの被照射面Ra上で重畳することにより、レチクルR上での高照度均一性が確保される。
また、各射出側ミラーエレメント52において反射面52aの反対側(図3(b)では紙面奥手側)には、インバーなどの低熱膨張鋼又は合金製の厚板から構成される射出側支持部材53が設けられている。この射出側支持部材53は、平面度が高くなるように研磨などの加工が施された射出側支持面53aを有しており、該射出側支持面53aは、各射出側ミラーエレメント52において反射面52aの反対の裏面52bが接触している。
さらに、射出側支持部材53内には、図4に示すように、各射出側ミラーエレメント52を冷却するための冷却用流体(例えば、冷却水)が流れる冷却用流路55,56,57,58が複数形成されている。これら各冷却用流路55〜58は、供給用流路59a,59b,59c,59d及び排水用流路60a,60b,60c,60dを介して冷却水供給装置61にそれぞれ接続されている。各冷却用流路55〜58のうち第1冷却用流路55は、開口絞り23における第3開口部43の開口の直径に対応する直径を有する円環状の大円環状流路55aを有している。大円環状流路55aの中心は、射出側フライアイミラー22に入射する露光光ELの光軸と一致している。こうした大円環状流路55a内には、その+X方向側(図4における右側)の端部から供給用流路59aを介して冷却水が供給される。この際、冷却水は、大円環状流路55aのうち+Z方向側(図4における上側)の流路内を流れると共に、大円環状流路55aのうち−Z方向側(図4における下側)の流路内を流れる。そして、各流路内を流れた冷却水は、大円環状流路55aの−X方向側(図4における左側)の端部で合流し、排水用流路60aを介して冷却水供給装置61側に排水される。
また、各冷却用流路55〜58のうち第2冷却用流路56は、大円環状流路55aの内周側に形成され、且つ上記開口絞り23における第2開口部42の開口の直径に対応する直径を有する円環状の小円環状流路56aを有している。小円環状流路56aの中心は、射出側フライアイミラー22に入射する露光光ELの光軸と一致している。こうした小円環状流路56a内には、その+Z方向側の端部から供給用流路59bを介して冷却水が供給される。この際、冷却水は、小円環状流路56aのうち+X方向側の流路内を流れると共に、小円環状流路56aのうち−X方向側の流路内を流れる。そして、各流路内を流れた冷却水は、小円環状流路56aの−Z方向側の端部で合流し、排水用流路60bを介して冷却水供給装置61側に排水される。
また、各冷却用流路55〜58のうち第3冷却用流路57は、小円環状流路56aよりも+Z方向側であって且つ大円環状流路55aの内周側に配置される円弧状の第1円弧流路57aと、小円環状流路56aよりも−Z方向側であって且つ第1円弧流路57aと同一径方向位置に配置される円弧状の第2円弧流路57bとを有している。これら各円弧流路57a,57bは、開口絞り23における第4開口部44の各開口44aに対応した位置にそれぞれ配置されている。また、第3冷却用流路57は、各円弧流路57a,57bよりも+Y方向側(図4では紙面奥手側)に配置され、且つ各円弧流路57a,57bの−X方向側の端部同士を連通させるための連通流路57cを有している。そして、第1円弧流路57aの+X方向側の端部に供給用流路59cを介して供給された冷却水は、第1円弧流路57a内を流れた後、連通流路57cを介して第2円弧流路57b内に供給される。この冷却水は、第2円弧流路57b内を流れた後、第2円弧流路57bの+X方向側の端部から排水用流路60cを介して冷却水供給装置61側に排水される。
また、各冷却用流路55〜58のうち第4冷却用流路58は、小円環状流路56aよりも+X方向側であって且つ円弧流路57a,57bと同一径方向位置に配置される円弧状の第3円弧流路58aと、小円環状流路56aよりも−X方向側であって且つ第3円弧流路58aと同一径方向位置に配置される円弧状の第4円弧流路58bとを有している。これら各円弧流路58a,58bは、開口絞り23における第5開口部45の各開口45aに対応した位置にそれぞれ配置されている。また、第4冷却用流路58は、各円弧流路58a,58bよりも+Y方向側に配置され、且つ各円弧流路58a,58bの−Z方向側の端部同士を連通させるための連通流路58cを有している。そして、第3円弧流路58aの+Z方向側の端部に供給用流路59dを介して供給された冷却水は、第3円弧流路58a内を流れた後、連通流路58cを介して第4円弧流路58b内に供給される。この冷却水は、第4円弧流路58b内を流れた後、該第4円弧流路58bの+Z方向側の端部から排水用流路60dを介して冷却水供給装置61側に排水される。
次に、制御装置62について図4に基づき説明する。
図4に示すように、制御装置62の図示しない入力側インターフェースには、計測装置24が電気的に接続されており、該計測装置24からは、露光光ELによる射出側フライアイミラー22の照射状態に応じた電気信号が入力される。また、制御装置62の図示しない出力側インターフェースには、開口絞り23を回転させる図示しないアクチュエータ及び冷却水供給装置61が電気的に接続されている。すなわち、制御装置62は、作業者などによる図示しない操作部の操作結果に応じた開口部41〜46が入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光路LA内に配置されるように、上記アクチュエータの駆動を制御して開口絞り23を回転させる。また、制御装置62は、計測装置24からの入力結果に応じて、各冷却用流路55〜58のうち冷却水を供給する冷却用流路の選択を行い、該設定結果に応じた制御指令を冷却水供給装置61に出力する。すると、冷却水供給装置61は、制御装置62からの制御指令に応じて駆動する。なお、制御装置62は、冷却水の温度の設定を行い、冷却水供給装置61は、制御装置62で設定された温度になるように、冷却水の温度を調整してもよい。
図4に示すように、制御装置62の図示しない入力側インターフェースには、計測装置24が電気的に接続されており、該計測装置24からは、露光光ELによる射出側フライアイミラー22の照射状態に応じた電気信号が入力される。また、制御装置62の図示しない出力側インターフェースには、開口絞り23を回転させる図示しないアクチュエータ及び冷却水供給装置61が電気的に接続されている。すなわち、制御装置62は、作業者などによる図示しない操作部の操作結果に応じた開口部41〜46が入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光路LA内に配置されるように、上記アクチュエータの駆動を制御して開口絞り23を回転させる。また、制御装置62は、計測装置24からの入力結果に応じて、各冷却用流路55〜58のうち冷却水を供給する冷却用流路の選択を行い、該設定結果に応じた制御指令を冷却水供給装置61に出力する。すると、冷却水供給装置61は、制御装置62からの制御指令に応じて駆動する。なお、制御装置62は、冷却水の温度の設定を行い、冷却水供給装置61は、制御装置62で設定された温度になるように、冷却水の温度を調整してもよい。
次に、本実施形態の露光装置11の作用のうち、射出側フライアイミラー22の冷却条件を変更する際の作用を中心に図5〜図7に基づき説明する。なお、図5〜図7では、明細書の説明理解の便宜上、各射出側ミラーエレメント52の集合体の輪郭形状のみを図示し、射出側ミラーエレメント52を一つずつ描くことを省略するものとする。また、図5〜図7では、冷却水が供給される冷却用流路55〜58には多数のドットを付与し、冷却水が供給される冷却用流路と供給されない冷却用流路との区別を図っている。
さて、制御装置62は、入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光路LA内に、第1開口部41が配置されるように開口絞り23を制御する。その結果、図5(a)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第1開口部41の開口の大きさに対応した大きさの略円形状の照射領域63A(図5(a)では一点鎖線で示す。)が形成される。この照射領域63Aは、射出側支持部材53内における第1冷却用流路55の大円環状流路55aの直径よりも大きな直径を有している。計測装置24は、照射領域63Aの形状、大きさ、位置、入射面22aにおける温度分布を計測する。そして、制御装置62は、その計測結果に基づいて、冷却水供給装置61を制御し、射出側支持部材53内の全ての冷却用流路55〜58に冷却水をそれぞれ供給させる。したがって、射出側ミラーエレメント52の入射面22aのうち、照射領域63Aが形成されることよって発熱しているミラーエレメント52の熱エネルギーを吸収することができる。
なお、本実施形態の計測装置24は、射出側フライアイミラー22の入射面22aにおける温度分布を計測する。そのため、制御装置62は、計測装置24の計測結果に基づいて、各冷却用流路55〜58に供給する冷却水の温度を調整してもよい。この場合、入射面22aのうち、温度が高い部分に対応する冷却用流路には、他の冷却用流路に供給する冷却水よりも、さらに温度の低い冷却水が供給されることになる。
また、制御装置62は、露光光ELの光路LA内に、第2開口部42が配置されるように開口絞り23を制御する。その結果、図5(b)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第2開口部42の開口の大きさに対応した大きさの略円形状の照射領域63B(図5(b)では一点鎖線で示す。)が形成される。この照射領域63Bは、照射領域63Aに比して十分に小さく、且つ射出側支持部材53内における第2冷却用流路56の小円環状流路56aの直径よりも少し大きな直径を有している。計測装置24は、照射領域63Bの形状、大きさ及び位置を計測する。そして、制御装置62は、その計測結果に基づいて、冷却水供給装置62を制御し、第2冷却用流路56に冷却水を供給させる一方、第2冷却用流路56とは異なる他の冷却用流路55,57,58への冷却水の供給を停止させる。したがって、射出側ミラーエレメント52の入射面22aのうち、照射領域63Bが形成されることよって発熱しているミラーエレメント52の熱エネルギーを吸収することができる。また、照射領域63Bが形成されているミラーエレメント52と、照射領域63Bが形成されていないミラーエレメント52との温度差を小さくすることができる。
また、制御装置62は、露光光ELの光路LA内に、第3開口部43が配置されるように開口絞り23を制御する。その結果、図6(a)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第3開口部43の開口の大きさ及び形状に対応した略円環状の照射領域63C(図6(a)では一点鎖線で示す。)が形成される。この照射領域63Cは、射出側支持部材53内における第1冷却用流路55の大円環状流路55aに対応した形状である。こうした照射領域63Cの形状、大きさ及び位置を計測装置24によって計測する。そして、制御装置62は、その計測結果に基づいて、冷却水供給装置62を制御し、第1冷却用流路55に冷却水を供給させる一方、第1冷却用流路55とは異なる他の冷却用流路56〜58には冷却水の供給を停止させる。したがって、射出側ミラーエレメント52の入射面22aのうち、照射領域63Cが形成されることよって発熱しているミラーエレメント52の熱エネルギーを吸収することができる。また、照射領域63Cが形成されているミラーエレメント52と、照射領域63Cが形成されていないミラーエレメント52との温度差を小さくすることができる。
また、制御装置62は、露光光ELの光路LA内に、第4開口部44が配置されるように開口絞り23を制御する。その結果、図6(b)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第4開口部44の各開口44aに対応した2つの照射領域63D(図6(b)では一点鎖線で示す。)がZ軸方向に沿って形成される。これら各照射領域63Dは、射出側支持部材53内の第3冷却用流路57の第1円弧流路57a及び第2円弧流路57bに位置対応している。計測装置24は、各照射領域63Dの形状、大きさ及び位置を計測する。そして、制御装置62は、その計測結果に基づいて、冷却水供給装置62を制御し、第3冷却用流路57に冷却水を供給させる一方、第3冷却用流路57とは異なる他の冷却用流路55,56,58への冷却水の供給を停止させる。したがって、射出側ミラーエレメント52の入射面22aのうち、照射領域63Dが形成されることよって発熱しているミラーエレメント52の熱エネルギーを吸収することができる。また、照射領域63Dが形成されているミラーエレメント52と、照射領域63Dが形成されていないミラーエレメント52との温度差を小さくすることができる。
また、制御装置62は、露光光ELの光路LA内に、第5開口部45が配置されるように開口絞り23を制御する。その結果、図7(a)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第5開口部45の各開口45aに対応した2つの照射領域63E(図7(a)では一点鎖線で示す。)がX軸方向に沿って形成される。これら各照射領域63Eは、射出側支持部材53内の第4冷却用流路58の第3円弧流路58a及び第4円弧流路58bに位置対応している。計測装置24は、各照射領域63Eの形状、大きさ、位置及び温度を計測する。そして、制御装置62は、その計測結果に基づいて、冷却水供給装置62を制御し、第4冷却用流路58に冷却水を供給させる一方、第4冷却用流路58とは異なる他の冷却用流路55〜57への冷却水の供給を停止させる。さらに、第3円弧流路58a及び第4円弧流路58bに供給する冷却水の温度を調整する。したがって、射出側ミラーエレメント52の入射面22aのうち、照射領域63Bが形成されることよって発熱しているミラーエレメント52の熱エネルギーを吸収することができる。また、照射領域63Eが形成されているミラーエレメント52と、照射領域63Eが形成されていないミラーエレメント52との温度差を小さくすることができる。
また、制御装置62は、露光光ELの光路LA内に、第6開口部46が配置されるように開口絞り23を制御する。その結果、図7(b)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第6開口部46の各開口46aに対応した4つの照射領域63F(図7(b)では一点鎖線で示す。)が形成される。これら各照射領域63Fは、射出側支持部材53内の第1円弧流路57a、第2円弧流路57b、第3円弧流路58a及び第4円弧流路58bにそれぞれ位置対応している。計測装置24は、各照射領域63Fの形状、大きさ及び位置が計測装置24を計測する。そして、制御装置62は、その計測結果に基づいて、冷却水供給装置62を制御し、第3冷却用流路57及び第4冷却用流路58に冷却水をそれぞれ供給させる一方、第3冷却用流路57及び第4冷却用流路58とは異なる他の冷却用流路55,56への冷却水の供給を停止させる。したがって、射出側ミラーエレメント52の入射面22aのうち、照射領域63Fが形成されることよって発熱しているミラーエレメント52の熱エネルギーを吸収することができる。また、照射領域63Fが形成されているミラーエレメント52と、照射領域63Fが形成されていないミラーエレメント52との温度差を小さくすることができる。
このように射出側フライアイミラー22内で温度分布の変化が抑制されるため、射出側フライアイミラー22を構成する射出側ミラーエレメント52の一部のみが熱膨張したり、収縮したりすることが規制される。そのため、射出側フライアイミラー22から射出される多数の光束は、レチクルRの被照射面Ra上で確実に重畳する。すなわち、レチクルR上に形成される照明領域内では、光強度の均一性が好適に確保され、結果として、ウエハWの位置毎でのパターンの線幅のばらつきが抑制される。
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)射出側フライアイミラー22の冷却条件は、該射出側フライアイミラー22に入射する露光光ELの入射条件に応じて設定される。そのため、射出側フライアイミラー22への露光光ELの入射条件が変更されたとしても、冷却条件を適切な条件に変更することにより、射出側フライアイミラー22内での温度分布の変化が抑制される。すなわち、射出側フライアイミラー22を好適に冷却させることができる。したがって、射出側フライアイミラー22の一部が局所的に変形することが抑制され、ウエハWに形成されるパターンの歪みを抑制できる。
(1)射出側フライアイミラー22の冷却条件は、該射出側フライアイミラー22に入射する露光光ELの入射条件に応じて設定される。そのため、射出側フライアイミラー22への露光光ELの入射条件が変更されたとしても、冷却条件を適切な条件に変更することにより、射出側フライアイミラー22内での温度分布の変化が抑制される。すなわち、射出側フライアイミラー22を好適に冷却させることができる。したがって、射出側フライアイミラー22の一部が局所的に変形することが抑制され、ウエハWに形成されるパターンの歪みを抑制できる。
(2)本実施形態では、射出側支持部材53内に形成される各冷却用流路55〜58のうち冷却水を供給する流路を変更することにより、射出側フライアイミラー22の冷却条件を速やかに変更できる。したがって、射出側フライアイミラー22への露光光ELの入射条件が変更された直後において、射出側フライアイミラー22内における温度分布の変化を抑制できる。
(3)また、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、開口絞り23によって露光光ELの形状が調整された状態で入射することになる。このように露光光ELの形状が変更された場合であっても、各冷却用流路55〜58のうち冷却水を供給する流路を変更したり、各冷却用流路55〜58に供給する冷却水の温度を個別に調整したりすることにより、射出側フライアイミラー22内における温度分布の変化を抑制できる。したがって、露光光ELによってレチクルR上に形成される照明領域内における光強度分布の均一化に貢献できる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図8〜図12に従って説明する。なお、第2の実施形態は、射出側フライアイミラー22の各射出側ミラーエレメント52を冷却する構成が第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。
次に、本発明の第2の実施形態を図8〜図12に従って説明する。なお、第2の実施形態は、射出側フライアイミラー22の各射出側ミラーエレメント52を冷却する構成が第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。
図8に示すように、本実施形態の射出側フライアイミラー22は、射出側支持面53aを有する射出側支持部材53と、射出側支持面53a上に配置される多数の射出側ミラーエレメント52とを備えている。これら各射出側ミラーエレメント52の裏面52bは、射出側支持面53aにそれぞれ密接している。なお、射出側支持部材53には、第1実施の形態と異なり、冷却用流路が設けられていない。そのため、本実施形態の射出側支持部材53の厚みは、第1の実施形態における射出側支持部材53の厚みよりも薄くすることが可能である。
図8及び図9に示すように、射出側支持部材53において射出側支持面53aの反対側の被冷却面53b側には、射出側支持部材53を介して各射出側ミラーエレメント52を冷却するための複数(本実施形態では21個)のペルチェ素子70が設けられている。これら各ペルチェ素子70は、電流が供給された場合に所定温度(例えば、チャンバ13内の設定温度)よりも低温になる吸熱面70aと、電流が供給された場合に所定温度(例えば、チャンバ13内の設定温度)よりも高温になる放熱面70bとをそれぞれ有している。そして、各ペルチェ素子70は、それらの吸熱面70aが射出側支持部材53の被冷却面53bに密着した状態でそれぞれ配置されている。
なお、射出側支持部材53と各ペルチェ素子70との接触精度を高めるために、被冷却面53b及び各吸熱面70aのうち少なくとも一方には、例えばニッケル−リンめっき等の層を設け、鏡面加工を施してもよい。このように構成すると、被冷却面53b及び各吸熱面70aのうち少なくとも一方の平面度が高くなる。
また、各ペルチェ素子70に対して射出側支持部材53の反対側には、各ペルチェ素子70の放熱面70bに密着する略矩形状の吸熱部材71(クーリングプレートともいう。)が設けられている。この吸熱部材71は、熱伝導性の高い金属材料から構成されている。また、吸熱部材71内には、冷却水などの冷却用流体が流れる図示しない冷却用流路が形成されている。
そして、制御装置62は、各ペルチェ素子70に対する給電条件を、露光光ELによって形成される射出側フライアイミラー22の入射面22aにおける照射領域に応じて設定する。すなわち、射出側フライアイミラー22において露光光ELによって照射される領域に位置対応するペルチェ素子70には、吸熱面70aの温度がより低温となるように、電流の供給量が調整される。
次に、本実施形態において各射出側ミラーエレメント52を冷却する際の作用について図10〜図12に基づき説明する。なお、図10〜図12では、明細書の説明理解の便宜上、各射出側ミラーエレメント52の集合体の輪郭形状のみを図示し、射出側ミラーエレメント52を一つずつ描くことを省略するものとする。また、図10〜図12では、電流が供給されているペルチェ素子70には多数のドットを付与し、電流が供給されるペルチェ素子と供給されないペルチェ素子との区別を図っている。
さて、制御装置62は、入射側フライアイミラー21から射出される露光光ELの光路LA内に、第1開口部41が配置されるように開口絞り23を制御する。その結果、図10(a)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第1開口部41の開口に対応した大きさの略円形状の照射領域63A(図10(a)では一点鎖線で示す。)が形成される。この場合、全てのペルチェ素子70に対して、吸熱面70aがより低温となるように電流が供給される。その結果、射出側ミラーエレメント52の反射面のうち、照射領域63Aが形成されることよって発熱しているミラーエレメント52の熱エネルギーを吸収することができる。
なお、計測装置24の計測結果、射出側フライアイミラー22の入射面22aに温度のばらつきがあった場合、制御装置62は、温度が高い部分に対応するペルチェ素子70には高電流を供給し、温度が低い部分に対応するペルチェ素子70には低電流を供給する。その結果、各射出側フライアイミラー22内での温度ばらつきを抑制することができる。
制御装置62は、露光光ELの光路LA内に、第2開口部42が配置されるように開口絞り23を制御する。その結果、図10(b)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第2開口部42の開口に対応した大きさの略円形状の照射領域63B(図10(b)では一点鎖線で示す。)が形成される。この照射領域63Bは、照射領域63Aに比して十分に小さい。この場合、各ペルチェ素子70のうち露光光ELの光軸に位置対応する一つのペルチェ素子70(図10(b)において中央に位置するペルチェ素子)に対してのみ、電流が供給される。そのため、照射領域63Bに位置対応する射出側ミラーエレメント52が、射出側支持部材53を介してペルチェ素子70によって主に冷却される。また、各射出側ミラーエレメント52のうち照射領域63Bから離間した位置に配置される射出側ミラーエレメント52は、ほとんど冷却されない。その結果、射出側フライアイミラー22内における温度分布の変化が抑制される。
また、制御装置62は、露光光ELの光路LA内に、第3開口部43が配置される開口絞り23を制御する。その結果、図11(a)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第3開口部43の開口の大きさ及び形状に対応した略円環状の照射領域63C(図11(a)では一点鎖線で示す。)が形成される。この場合、各ペルチェ素子70のうち外周側に位置する複数(本実施形態では12個)のペルチェ素子70に対してのみ、電流がそれぞれ供給される。そのため、照射領域63Cに位置対応する射出側ミラーエレメント52が、射出側支持部材53を介して各ペルチェ素子70によって主に冷却される。また、各射出側ミラーエレメント52のうち照射領域63Cから離間した位置に配置される射出側ミラーエレメント52は、ほとんど冷却されない。その結果、射出側フライアイミラー22内における温度分布の変化が抑制される。
また、制御装置62は、露光光ELの光路LA内に、第4開口部44が配置されるように開口絞り23を制御する。その結果、図11(b)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第4開口部44の各開口44aに対応した2つの照射領域63D(図11(b)では一点鎖線で示す。)がZ軸方向に沿って形成される。この場合、各ペルチェ素子70のうち、中央に位置するペルチェ素子70の+Z方向側及び−Z方向側に位置する両ペルチェ素子70に対してのみ、電流がそれぞれ供給される。そのため、各照射領域63Dに位置対応する射出側ミラーエレメント52が、射出側支持部材53を介して両ペルチェ素子70によって主に冷却される。また、各射出側ミラーエレメント52のうち各照射領域63Dから離間した位置に配置される射出側ミラーエレメント52は、ほとんど冷却されない。その結果、射出側フライアイミラー22内における温度分布の変化が抑制される。
また、制御装置62は、露光光ELの光路LA内に、第5開口部45が配置されるように開口絞り23を制御する。その結果、図12(a)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第5開口部45の各開口45aに対応した2つの照射領域63E(図12(a)では一点鎖線で示す。)がX軸方向に沿って形成される。この場合、各ペルチェ素子70のうち、中央に位置するペルチェ素子70の+X方向側及び−X方向側に位置する両ペルチェ素子70に対してのみ、電流がそれぞれ供給される。そのため、各照射領域63Eに位置対応する射出側ミラーエレメント52が、射出側支持部材53を介して両ペルチェ素子70によって主に冷却される。また、各射出側ミラーエレメント52のうち各照射領域63Eから離間した位置に配置される射出側ミラーエレメント52は、ほとんど冷却されない。その結果、射出側フライアイミラー22内における温度分布の変化が抑制される。
また、制御装置62は、露光光ELの光路LA内に、第6開口部46が配置されるように開口絞り23を制御する。図12(b)に示すように、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、第6開口部46の各開口46aに対応した4つの照射領域63F(図12(b)では一点鎖線で示す。)が形成される。この場合、各ペルチェ素子70のうち、中央に位置するペルチェ素子70の+X方向側及び−X方向側に位置する両ペルチェ素子70と、+Z方向側及び−Z方向側に位置する両ペルチェ素子70とに対してのみ、電流がそれぞれ供給される。そのため、各照射領域63Fに位置対応する射出側ミラーエレメント52が、射出側支持部材53を介して各ペルチェ素子70によって主に冷却される。また、各射出側ミラーエレメント52のうち各照射領域63Fから離間した位置に配置される射出側ミラーエレメント52は、ほとんど冷却されない。その結果、射出側フライアイミラー22内における温度分布の変化が抑制される。
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)に加えて以下に示す効果を得ることができる。
(4)本実施形態では、各ペルチェ素子70のうち電流を供給するペルチェ素子を変更することにより、射出側フライアイミラー22の冷却条件を速やかに変更できる。したがって、射出側フライアイミラー22への露光光ELの入射条件が変更された直後において、射出側フライアイミラー22内における温度分布の変化を抑制できる。
(4)本実施形態では、各ペルチェ素子70のうち電流を供給するペルチェ素子を変更することにより、射出側フライアイミラー22の冷却条件を速やかに変更できる。したがって、射出側フライアイミラー22への露光光ELの入射条件が変更された直後において、射出側フライアイミラー22内における温度分布の変化を抑制できる。
(5)また、射出側フライアイミラー22の入射面22aには、開口絞り23によって露光光ELの形状が調整された状態で入射することになる。このように露光光ELの形状が変更された場合であっても、各ペルチェ素子70のうち電流を供給するペルチェ素子を変更したり、ペルチェ素子70に供給する電流量を個別に変更したりすることにより、射出側フライアイミラー22内における温度分布の変化を抑制できる。したがって、露光光ELによってレチクルR上に形成される照明領域内における光強度分布の均一化に貢献できる。
(6)また、射出側支持部材53が各射出側ミラーエレメント52の裏面52bに密接すると共に、射出側支持部材53に各ペルチェ素子70の吸熱面70aが密着している。そのため、露光光ELの入射により各射出側ミラーエレメント52で発生した熱エネルギーを、射出側支持部材53側に効率的に放出させることができる。したがって、熱エネルギーの蓄熱量の増大に伴う各射出側ミラーエレメント52の変形を抑制できる。
(7)さらに、各ペルチェ素子70の放熱面70bは、吸熱部材71に密着している。そのため、各放熱面70bと吸熱部材71とが離間する場合に比して、各ペルチェ素子70の熱エネルギーを効率的に吸熱部材71側に放熱させることができる。したがって、各ペルチェ素子70による各射出側ミラーエレメント52の冷却効率を、高効率で維持できる。
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、光学部材冷却装置を、照明条件が変わることによって、ミラーに入射する露光光ELの分布が変化する光学部材に適用してもよい。例えば、投影光学系16を構成する各ミラー30〜35のうち少なくとも一つのミラーに適用することが可能である。
・各実施形態において、光学部材冷却装置を、照明条件が変わることによって、ミラーに入射する露光光ELの分布が変化する光学部材に適用してもよい。例えば、投影光学系16を構成する各ミラー30〜35のうち少なくとも一つのミラーに適用することが可能である。
・各実施形態において、射出側フライアイミラー22に入射する露光光ELの形状を変更するビーム形状変更装置は、図2に示す開口絞り23以外の他の任意の構成であってもよい。例えば、ビーム形状変更装置は、入射側フライアイミラー21から射出された複数の光束の向きを変更可能な光学部材を備えた構成であってもよい。
・第1の実施形態において、複数の冷却用流路55〜58が形成される冷却部材を、各射出側ミラーエレメント52の裏面52bから離間した位置に配置してもよい。この場合、上記冷却部材は、各射出側ミラーエレメント52の裏面52bからの輻射熱を吸収することになる。
・同様に、第2の実施形態において、各ペルチェ素子70を、それらの吸熱面70aが射出側支持部材53から離間した位置に配置してもよい。この場合、電流が供給される各ペルチェ素子70は、各射出側ミラーエレメント52を輻射冷却することになる。
・各実施形態において、各射出側ミラーエレメント52に対する冷却条件を、露光光ELの光路LA内に配置される開口部41〜46を操作する不図示の操作部の指示に基づいて、変更するようにしてもよい。この場合、計測装置24を省略してもよい。
・各実施形態において、各射出側ミラーエレメント52の裏面52b側に、温度センサを複数配置し、該各温度センサからの電気信号に基づき検出される各温度に応じて、各射出側ミラーエレメント52に対する冷却条件を変更するようにしてもよい。
・各実施形態において、照射領域63A〜63F外に位置する射出側ミラーエレメント52を冷却することにより、射出側フライアイミラー22の形状の変形を抑制できることが実験やシミュレーションなどで確認されたのであれば、照射領域63A〜63F外に位置する射出側ミラーエレメント52を冷却させるべく冷却条件を設定してもよい。
・第2の実施形態において、吸熱部材71を、各ペルチェ素子70の放熱面70bから離間した位置に配置してもよい。この場合、吸熱部材71は、各ペルチェ素子70の放熱面70bから放出される輻射熱を吸収することになる。
・第2の実施形態において、吸熱部材71を、複数(例えば4つ)の部材から構成してもよい。もちろん、一つのペルチェ素子70に対して一つの吸熱部材を設けてもよい。
・第2の実施形態において、光学部材を冷却する光学部材冷却装置は21個以外の任意の複数個(例えば25個)のペルチェ素子70を備えた構成であってもよい。
・第2の実施形態において、光学部材を冷却する光学部材冷却装置は21個以外の任意の複数個(例えば25個)のペルチェ素子70を備えた構成であってもよい。
・第1の実施形態において、照射領域63A〜63Fのうち昇温速度の遅い領域に対応する冷却用流路55〜58には、昇温速度の速い領域に対応する冷却用流路よりも単位時間あたりの冷却水の供給量を少なくしてもよい。このように構成しても、射出側フライアイミラー22における温度分布の発生を良好に抑制できる。
・第1の実施形態において、冷却用流路55〜58に供給する冷却水の温度の設定、及び、供給する冷却水の流量の設定を省略してもよい。この場合、照射領域63A〜63Fの大きさ、形状及び位置などに応じて、冷却用流路55〜58の中から所定温度(チャンバ13内の温度よりも低い温度)に設定された冷却水を供給する冷却用流路の選択のみが行われることになる。
・第1の実施形態において、冷却用流路55〜58内には、冷却水以外の他の冷却用流体(例えば、フロンや有機系の液体)を供給してもよい。
・第1の実施形態において、射出側支持部材53は、その内部に4本以外の複数本(例えば2本)の冷却用流路が形成された構成であってもよい。ただし、各冷却用流路は、射出側フライアイミラー22の中で冷却可能な部分が互いに異なるようにそれぞれ配置されることが望ましい。
・第1の実施形態において、射出側支持部材53は、その内部に4本以外の複数本(例えば2本)の冷却用流路が形成された構成であってもよい。ただし、各冷却用流路は、射出側フライアイミラー22の中で冷却可能な部分が互いに異なるようにそれぞれ配置されることが望ましい。
・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。
・各実施形態において、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・ステッパに搭載してもよい。
・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、EUV光を出力可能な光源装置12として、放電型プラズマ光源を有する光源装置であってもよい。
・各実施形態において、EUV光を出力可能な光源装置12として、放電型プラズマ光源を有する光源装置であってもよい。
・各実施形態において、光源装置12は、例えばg線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、F2レーザ(157nm)、Kr2レーザ(146nm)、Ar2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。
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13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14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。
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。
11…露光装置、14…照明光学系、16…投影光学系、19,25,26…光学部材としてのミラー、21…光学部材、第1フライアイミラーとしての入射側フライアイミラー、22…光学部材、第2フライアイミラーとしての射出側フライアイミラー、21a,22a…入射面、23…ビーム形状変更装置としての開口絞り、24…計測装置、30〜35…光学部材としてのミラー、50a,52a…反射面、52b…特定の表面としての裏面、53…光学部材冷却装置、冷却部材としての射出側支持部材、53a…特定の表面に対向する面としての射出側支持面、55〜58…光学部材冷却装置としての冷却用流路、62…設定装置としての制御装置、70…光学部材冷却装置、冷却部材、熱伝達部材としてのペルチェ素子、70a…特定の表面に対向する面としての吸熱面、70b…放熱面、71…光学部材冷却装置としての吸熱部材、EL…放射ビームとしての露光光、R…マスクとしてのレチクル、W…基板としてのウエハ。
Claims (14)
- 放射ビームが入射する入射面を有する光学部材を冷却する光学部材冷却装置であって、
前記光学部材において前記入射面とは異なる特定の表面に対向して配置される冷却部材と、
前記冷却部材の冷却条件を、前記光学部材の入射面に入射する放射ビームの入射条件に応じて設定する設定装置と、を備えることを特徴とする光学部材冷却装置。 - 前記冷却部材内には、冷却用流体が流動可能な冷却用流路が複数形成されており、
前記設定装置は、前記入射条件に応じて、前記複数の冷却用流路に対する前記冷却用流体の供給条件を設定することを特徴とする請求項1に記載の光学部材冷却装置。 - 前記冷却用流体の供給条件の設定は、前記複数の冷却用流路のうち前記冷却用流体を供給する冷却用流路の選択と、前記複数の冷却用流路に供給する前記冷却用流体の温度の設定と、前記複数の冷却用流路への前記冷却用流体の供給量の設定とのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項2に記載の光学部材冷却装置。
- 前記冷却部材は、給電された場合に温度が所定温度から低下する吸熱面及び温度が前記所定温度から上昇する放熱面を有する熱伝達部材を複数備え、
前記複数の熱伝達部材は、前記吸熱面が前記特定の表面に対向するように配置され、
前記設定装置は、前記入射条件に応じて、前記複数の熱伝達部材に対する給電条件を設定することを特徴とする請求項1に記載の光学部材冷却装置。 - 前記冷却部材は、前記複数の熱伝達部材の放熱面側に設けられ、且つ該複数の放熱面から熱エネルギーを吸収する吸熱部材を備えることを特徴とする請求項4に記載の光学部材冷却装置。
- 前記入射条件は、前記入射面に入射する前記放射ビームの形状と、前記放射ビームの照度分布とのうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の光学部材冷却装置。
- 前記光学部材の前記入射面に対する前記放射ビームの照射状態を計測する計測装置をさらに備え、
前記設定装置は、前記計測装置による計測結果に応じて、前記冷却条件を設定することを特徴とする請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の光学部材冷却装置。 - 前記冷却部材のうち前記特定の表面に対向する面は、前記特定の表面に接触することを特徴とする請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載の光学部材冷却装置。
- 前記特定の表面は、前記光学部材において前記入射面の反対側に形成されてい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部材冷却装置。
- 複数の光学部材と、
請求項1〜請求項9のうち何れか一項に記載の光学部材冷却装置と、を備え
前記光学部材冷却装置は、前記複数の光学部材のうち少なくとも1つの光学部材を冷却することを特徴とする光学系。 - 所定のパターンが形成されたマスクに放射ビームを導く照明光学系と、
前記マスクを介した放射ビーム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投影光学系のうち少なくとも一方は、請求項10に記載の光学系で構成されることを特徴とする露光装置。 - 前記照明光学系は、複数の光学部材を備え、
前記複数の光学部材のうち少なくとも1つは、前記入射面が複数形成されたフライアイミラーであり、
前記光学部材冷却装置は、前記フライアイミラーを冷却することを特徴とする請求項11に記載の露光装置。 - 前記照明光学系は、光源から出力される放射ビームが入射する第1フライアイミラーと、該第1フライアイミラーで反射される放射ビームが入射する第2フライアイミラーと、前記第1フライアイミラーと前記第2フライアイミラーとの間に設けられ、且つ前記第2フライアイミラーの入射面に入射する前記放射ビームの形状を変更するビーム形状変更装置とを備え、
前記光学部材冷却装置は、該第2フライアイミラーを冷却することを特徴とする請求項11に記載の露光装置。 - 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11〜請求項13のうち何れか一項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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