JP2011029511A - 光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部からの輻射熱による筐体の温度変化を抑制する光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】内部にミラーが支持された鏡筒２７を、当該鏡筒２７の外表面２７ｂにおける光の反射率よりも高い反射率の外表面３５ｂを有するカバー３５で内包する。これにより、カバー３５の外部からの輻射熱が当該カバー３５の外表面３５ｂによって反射されやすくなる。また、カバー３５の内表面３５ａと鏡筒２７の外表面２７ｂとの間に設けられて鏡筒２７との間で輻射伝熱によって熱交換する熱交換部４１〜４６を鏡筒２７を取り囲むように設ける。そして、鏡筒２７の温度を検出する温度センサ５１〜５６からの検出信号に基づいて、熱交換部４１〜４６を制御して鏡筒２７の温度を調節する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学素子を支持する筐体を備えた光学系、該光学系を備えた露光装置、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。

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に露光光を照明する照明光学系と、露光光によって照明されたマスクのパターンの像を感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレートなどの基板に投影する投影光学系とを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような露光装置では、半導体集積回路の高集積化及び該高集積化に伴うパターンの像の微細化を図るために、投影光学系の更なる高解像度化が要望されている。そのため、高解像度化が実現とされる技術のなかでも、特に露光装置に用いられる露光光の短波長化が急速に進行しており、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光やＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）を露光光として用いる露光装置が鋭意開発されるに至っている。

特開２００４−３０４１４５号公報

ところで、上述するようなＥＵＶ光を露光光として利用する露光装置では、露光光があらゆる物質で吸光されるので空気中を透過しない。そこで、ＥＵＶ光を用いる露光装置では、照明光学系や投影光学系等の光学系、さらには基板が載置されるステージの駆動源やレチクルが載置されるステージの駆動源等の駆動系が、真空雰囲気を形成する一つのチャンバの内部に収容されている。このような構成においては、チャンバの内部が真空雰囲気であるといえども、各駆動源から発せられる熱が照明光学系や投影光学系の筐体にまで輻射熱として伝達されることとなる。その結果、このようにして伝達された熱の蓄積によって筐体が熱変形する虞がある。照明光学系や投影光学系は複数の光学素子を備えており、これら複数の光学素子が筐体に支持されているため、この熱変形によって、当該筐体に支持される各種光学素子の位置が変化する問題があった。

本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、その目的は、外部からの輻射熱による筐体の温度変化を抑制する光学系、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及び図２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（２４，２８〜３３）を支持する筐体（２７）と、前記筐体（２７）の外表面（２７ｂ）における光の反射率よりも高い反射率の外表面（３５ｂ）を有して前記筐体（２７）を内包するカバー（３５）と、
前記カバー（３５）の内表面（３５ａ）と前記筐体（２７）の外表面（２７ｂ）との間に設けられて前記筐体（２７）の温度を調整する温度調整機構（４１〜４６）とを光学系に備えることを要旨とする。

上記構成によれば、カバー（３５）の外表面（３５ｂ）が筐体（２７）の外表面（２７
ｂ）よりも高い反射率を有するために、こうした構成を有しない光学系と比較して、カバー（３５）と筐体（２７）との間の空間、さらには筐体（２７）の外表面（２７ｂ）に対し、カバー（３５）外部からの輻射熱が伝播し難いこととなる。また、カバー（３５）と筐体（２７）との間の空間、すなわち外部からの輻射熱の伝播が抑制された空間で筐体（２７）の温度調整が行われるために、外部からの輻射熱が伝播する空間で温度を調整する構成と比較して、温度の調整精度が向上可能になり、また温度の調整に関わる負荷が軽減可能にもなる。これにより、外部からの輻射熱による筐体（２７）の温度変化によって当該筐体（２７）が熱変形することを抑制することが可能になる。

なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態に示す図面の符号に対応付けて説明したが、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、外部からの輻射熱による筐体の温度変化によって当該筐体が熱変形することを抑制することが可能になる。

本実施形態における露光装置を示す概略構成図。 本実施形態におけるカバー内部を示す概略構成図。 変形例における温度調整機構を示す概略構成図。 変形例における温度調整機構を示す概略構成図。 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。

以下に、本発明を具体化した一実施形態について図１及び図２に基づき説明する。図１は、本実施形態における露光装置を示す概略構成図である。なお、本実施形態では、投影光学系１６の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向に沿ってＹ軸を取り、その走査方向に直交する非走査方向に沿ってＸ軸を取って説明する。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転方向をθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向ともいう。

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とが適宜搬送される。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）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に照射される。

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鏡筒１８（図１で一点鎖線で囲まれた部分）を備えている。この鏡筒１８内には、光源装置１
２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、その入射面がレチクル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。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を鏡筒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、後述するカバー３５（図２参照）に内包された鏡筒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１９，２１〜２４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を静電吸着するための第１静電吸着保持装置２５を備えている。この第１静電吸着保持装置２５は、誘電性材料から構成され且つ吸着面２５ａを有する図示しない基体と、該基体内に配置される図示しない複数の電極部とから構成されている。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体から発生されるクーロン力により、吸着面２５ａにレチクルＲが静電吸着される。

また、レチクルステージ１５には、第１静電吸着保持装置２５に保持されるレチクル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、第１静電吸着保持装置２５を支持する支持ステージ２６とが設けられている。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の被照射面Ｒａの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、図示しないミラー支持装置を介して鏡筒２７にそれぞれ保持されている。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を静電吸着するための第２静電吸着保持装置３４と、該第２静電吸着保持装置３４に保持されるウエハ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。第２静電吸着保持装置３４は、誘電性材料から構成され且つ吸着面３４ａを有する図示しない基体と、該基体内に配置され
る図示しない複数の電極部とから構成されている。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体から発生されるクーロン力により、吸着面３４ａにウエハＷが静電吸着される。ウエハステージ駆動部は、第２静電吸着保持装置３４に保持されるウエハ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、第２静電吸着保持装置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。

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に照射した状態で、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、ウエハＷをレチクル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、投影光学系１６において各ミラー２８〜３３を支持する鏡筒２７及び当該鏡筒２７を内包するカバー３５について図２を参照して説明する。図２は、カバー内部を示す概略構成図であり、カバー３５については断面、鏡筒２７については側面を示したものである。

図２に示されるように、カバー３５は鏡筒２７を内包している。このカバー３５の内表面３５ａと鏡筒２７の外表面２７ｂとの間には、鏡筒２７の内部と同様に真空雰囲気が形成されている。鏡筒２７は、熱膨張率の低い材料（本実施形態では、スーパーインバー）で構成された中空の略円柱形状をなしており、その内部に設けられた図示しないミラー支持装置を介して前記各ミラー２４，２８〜３３を保持している。鏡筒２７には、照明光学系１４から射出された露光光ＥＬの進行が阻害されることがないように、当該露光光ＥＬの光路に相当する部分には図示しない貫通孔が適所に設けられている。また鏡筒２７の長手方向の略中央付近には、露光装置１１の本体に固設された支持架台３６に鏡筒２７を支持させるためのフランジ部３７が設けられている。そして鏡筒２７は、このフランジ部３７を介して支持架台３６に支持されている。

一方、カバー３５は、例えばＳＵＳなどの金属からなる有蓋円筒状の上部カバー３８及び有底円筒状の下部カバー３９によって構成されている。これら上部カバー３８及び下部カバー３９には、鏡筒２７と同様、照明光学系１４から射出された露光光ＥＬの進行が阻害されることがないように、当該露光光ＥＬの光路に相当する部分には図示しない貫通孔が適所に設けられている。また上部カバー３８と下部カバー３９は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）など、カバー３５と比較して熱伝導性の低い例えば合成樹脂から構成されるカバー用断熱材４０を介して、鏡筒２７のフランジ部３７を挟むかたちで当該フランジ部３７に連結固定されている。こうしたカバー用断熱材４０が設けられる構成であれば、カバー３５と鏡筒２７との間においてフランジ部３７を介した熱伝導が抑制されることから、たとえカバー３５において温度変化が生じたとしても鏡筒２７における温度変化が抑制されることとなる。

また、このカバー３５の外表面３５ｂは、鏡面仕上げとしたものであり、鏡筒２７の外表面２７ｂにおける光の反射率よりも高い反射率を有している。こうした構成であれば、カバー３５の外側（外部）からの輻射熱が当該カバー３５の外表面３５ｂによって反射されやすくなり、外部からの輻射熱によるカバー３５そのものの温度変化が抑制されるとともに、その輻射熱が鏡筒２７へ伝播することも抑制される。それゆえ、こうしたカバー３５に内包された鏡筒２７は、カバー３５に内包されない構成の鏡筒に比べて、外部からの
輻射熱による温度変化が生じ難くなり、その熱変形が抑制されることになる。

一方、カバー３５の内表面３５ａには、熱交換部４１，４２，４３，４４，４５，４６が鏡筒２７を取り囲むように、照明光学系１４から射出された露光光ＥＬの進行を阻害することがない位置に設けられている。これら熱交換部４１〜４６は、輻射伝熱を利用して鏡筒２７と熱交換することで鏡筒２７の温度調整を行う。熱交換部４１は、本実施形態では、鏡筒２７からの輻射熱を受ける輻射温調板４１Ａと、当該輻射温調板４１Ａの温度を制御するための温度制御部４１Ｂとによって構成されている。輻射温調板４１Ａは、鏡筒２７の外表面２７ｂから所定間隔だけ離間した位置に配置される。温度制御部４１Ｂは、例えば、輻射温調板４１Ａの温度を調整するペルティエ素子と、熱伝導を利用して該ペルティエ素子と熱交換する熱交換機構とによって構成される。なお、他の熱交換部４２〜４６は、熱交換部４１と配置位置が異なるものであって、その他の構成においては熱交換部４１と同じ構成である。そのため、同様の符号を付すことによりその詳細な説明は省略する。また、鏡筒２７の外表面２７ｂであって各熱交換部４１〜４６の輻射温調板４１Ａ〜４６Ａと相対向する位置には、その位置における鏡筒２７の温度を検出する温度センサ５１，５２，５３，５４，５５，５６がそれぞれ設けられている。

レチクルステージ１５の駆動量を制御する制御部やウエハステージ１７の駆動量を制御する制御部等、各種制御部を統括制御する主制御部５０には、上記熱交換部４１と上記温度センサ５１とが接続されている。なお、他の温度制御部４２Ｂ〜４６Ｂ、及び他の温度センサ５２〜５６もまた主制御部５０に接続されているが、説明の便宜上、図２においてはこれらの間における電気的な接続を省略する。そして各温度センサ５１〜５６が検出した温度を示す検出信号が主制御部５０に入力されると、主制御部５０においては、各温度センサ５１〜５６が取付けられた部位の温度が目標値となるべく、各温度センサ５１〜５６に対向する熱交換部４１〜４６に対して制御信号を出力して輻射温調板４１Ａ〜４６Ａの温度をそれぞれ制御する。

例えば、主制御部５０が有する記憶部には、鏡筒２７の温度の目標値が格納されている。また該記憶部には、制御対象である熱交換部４１〜４６への制御値を、各温度センサ５１〜５６の検出値とそれに対応する目標値とに基づいて演算するための各種パラメータが格納されている。そして各温度センサ５１〜５６からの検出値が主制御部５０に入力されると、主制御部５０は、温度制御の制御周期ごとに、各温度センサ５１〜５６の目標値と検出値との偏差に比例・積分処理（ＰＩ処理）、あるいは比例・積分・微分処理（ＰＩＤ処理）等、各種の演算処理を実行して、鏡筒２７における部位の温度を目標値にするための制御信号を該演算処理の処理結果に基づいて温度センサ５１〜５６に対応する熱交換部４１〜４６に出力する。

こうした構成であれば、その時々の鏡筒２７の温度に応じて輻射温調板４１Ａ〜４６Ａが最適な温度になるように各熱交換部４１〜４６が制御されることから、輻射温調板４１Ａ〜４６Ａによって温調される鏡筒２７の温度を精度よく目標値に保持することが可能となる。しかも、こうした熱交換部４１〜４６が鏡筒２７を取り囲むように複数設けられることから、当該鏡筒２７の複数箇所、すなわち鏡筒２７それ全体を対象にした温度調節が行われることとなる。これにより、鏡筒２７における温度勾配が生じ難くなるとともに、鏡筒２７の温度調整をさらに効率よく行うことが可能となる。

なお、これら温度センサ５１〜５６や熱交換部４１〜４６に接続される配線や配管などは鏡筒２７のフランジ部３７に設けた図示しない連絡孔を通じてカバー３５の外側へと引き出される。このように鏡筒２７に設けたフランジ部３７を通じて各熱交換部４１〜４６に接続される配線等がカバー３５の外側へ引き出される構成であれば、鏡面加工の施されたカバー３５が上記配線等を通すための貫通孔を必要としない。カバー３５に貫通孔を形
成した場合にはその貫通孔を通じて外部からの輻射熱が鏡筒２７に伝播してしまう虞があるが、上述した構成であれば、外部からの輻射熱が鏡筒２７に伝播することをカバー３５に形成される貫通孔が低減された分だけさらに抑制することも可能である。

そして、こうしたカバー３５を備えた投影光学系１６を露光装置１１に具体化することにより、鏡筒２７の外部、例えばチャンバ１３の内壁、レチクルステージ１５やウエハステージ１７の駆動部、照明光学系１４の鏡筒１８などからの輻射熱がカバー３５で反射されやすくなり、その輻射熱が鏡筒２７へ伝播することを抑制することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態における投影光学系１６によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態によれば、鏡筒２７を内包するカバー３５がチャンバ１３内に設けられるとともに、該カバー３５の外表面３５ｂが鏡筒２７の外表面２７ｂにおける光の反射率よりも高い反射率を有する。これにより、カバー３５の外部からの輻射熱が当該カバー３５の外表面３５ｂによって反射されやすくなり、その輻射熱が鏡筒２７に伝播することを抑制することが可能になる。それゆえに、カバー３５に内包された鏡筒２７においては、カバー３５に内包されない構成の鏡筒に比べて、外部からの輻射熱による温度変化が生じ難くなり、その熱変形が抑制されることになる。その結果、鏡筒２７に搭載される各ミラー２８〜３３の位置ずれが抑制されて、露光装置１１によってウエハＷに形成されるパターン像の精度を向上させることも可能となる。

（２）また、カバー３５と鏡筒２７との間の空間、すなわち外部からの輻射熱の伝播がカバー３５によって抑制された空間で鏡筒２７の温度調整が行われることになる。このため、外部からの輻射熱が伝播する空間で温度調整が行われる構成と比較して、鏡筒２７の温度の調整精度を向上させることが可能となるばかりか、温度の調整に関わる負荷を軽減することも可能になる。

（３）上記実施形態によれば、鏡筒２７の温度を検出する温度センサ５１〜５６の検出信号に基づいて、輻射温調板４１Ａ〜４６Ａが最適な温度となるように各熱交換部４１〜４６が制御される。これにより、鏡筒２７の温度を精度よく目標値に保持することが可能になる。

（４）上記実施形態によれば、各熱交換部４１〜４６が鏡筒２７を取り囲むように複数設けられることから、鏡筒２７それ全体を対象にした温度の調整が可能になる。これにより、鏡筒２７における温度勾配が生じ難くなるとともに、鏡筒２７の温度調整を効率よく行うことが可能である。

（５）上記実施形態によれば、カバー３５を構成する上部カバー３８と下部カバー３９とがカバー用断熱材４０を介して鏡筒２７のフランジ部３７に連結固定される。こうすることで、カバー３５と鏡筒２７との間におけるフランジ部３７を介した熱伝導が抑制されて、たとえカバー３５に温度変化が生じたとしても鏡筒２７における温度変化を抑制することが可能である。

（６）上記実施形態によれば、カバー３５内の各構成要素に接続される配線や配管などが鏡筒２７のフランジ部３７に設けられた図示しない連絡孔を通じてカバー３５の外側へと引き出される。これにより、カバー３５に形成される貫通孔を低減することが可能となり、低減された貫通孔の分だけ、外部からの輻射熱が鏡筒２７に伝播することをさらに抑制することが可能である。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、カバー３５を構成する上部カバー３８及び下部カバー３９と鏡筒２７との間における熱伝導を抑制すべく、上部カバー３８と下部カバー３９とがカバー用断熱材４０を介してフランジ部３７に連結固定される。これに限らず、例えば、カバー３５からフランジ部３７への熱伝導が予め定めた設計範囲内である場合などには、上部カバー３８及び下部カバー３９をフランジ部３７に直接連結して、カバー用断熱材４０を省略してもよい。こうした構成であれば、露光装置１１に必要とされる部材点数が低減可能になることは当然のこと、カバー３５とフランジ部３７との連結構造それ自体の簡素化が可能になり、こうしたカバー３５の利便性が向上可能にもなる。

・上記実施形態では、鏡筒２７の外表面２７ｂに対して熱交換部４１〜４６が所定間隔離間するように該熱交換部４１〜４６がカバー３５の内表面３５ａに設けられ、鏡筒２７とこれら熱交換部４１〜４６との間における輻射伝熱を利用して鏡筒２７の温度調整が行われる。これに限らず、温度調整機構の位置は鏡筒２７の外表面２７ｂとカバー３５の内表面３５ａとの間であればよく、例えば、鏡筒２７の外表面２７ｂに配置されていてもよい。このように鏡筒２７の外表面２７ｂに温度調整機構が接触する構成であれば、鏡筒２７及び温度調整機構における固体の熱伝導を利用した鏡筒２７の温度調整が可能になる。それゆえに温度調整機構のサイズに合わせて鏡筒２７における局所的な温度調整が可能にもなり、またこうした固体の熱伝導と上記実施形態に記載される輻射伝熱とを組み合わせる構成であれば、鏡筒２７の温度調整にかかる制御性が拡張可能にもなる。

・上記実施形態では、カバー３５の内表面３５ａに熱交換部４１〜４６を直接設ける構成について説明したが、カバー３５の内表面３５ａと熱交換部４１〜４６との間に、断熱材を設けてもよい。この断熱材には、上記カバー用断熱材４０と同様、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）など、カバー３５と比較して熱伝導性の低い例えば合成樹脂から構成される断熱材を用いることができる。

・上記実施形態の熱交換部４１に加えて、図３に示されるように、熱交換部４１が取り囲まれるように、カバー３５の内表面３５ａに遮熱部材５７が立設される構成であってもよい。こうした構成であれば、鏡筒２７の外表面２７ｂにおいて、熱交換部４１との熱交換が可能な範囲が遮熱部材５７によって限定される一方で、この熱交換部４１が熱交換可能な熱量は遮熱部材５７の有無によって変化しないことから、その限定された範囲における熱交換の効率を向上させることが可能である。そのため、例えば鏡筒２７の外表面２７ｂにおいて特に温度が変化する特定の箇所が予め把握されている場合には、その特定の箇所を含む範囲と熱交換部４１との間で、効率よい熱交換を行うことが可能になる。それゆえ、鏡筒２７の外表面２７ｂにおける温度の制御領域が該外表面２７ｂ内において空間的に大きく異なる場合であっても、これら熱交換部と遮熱部材５７との組み合わせによって、該制御領域に合わせた温度調整が可能である。なお、遮熱部材５７としては、表面が鏡面仕上げされた遮熱部材でもよいし、輻射熱の反射率が高い膜が表面に製膜された遮熱部材でもよい。

・上記実施形態では、各熱交換部４１〜４６がカバー３５の内表面３５ａに固定されて、鏡筒２７の外表面２７ｂと各熱交換部４１〜４６との間隔が所定値に固定されている。これに限らず、図４に示されるように、熱交換部４１又は遮熱部材５７を搭載して該熱交換部４１又は遮熱部材５７を鏡筒２７の外表面２７ｂに接離可能な移動部材５８がカバー３５に設けられる構成、つまり鏡筒２７の外表面２７ｂと各熱交換部４１〜４６との距離、又は鏡筒２７の外表面２７ｂと各遮熱部材５７との距離が変更される構成であってもよい。さらに移動部材５８を移動させる移動制御部５９が主制御部５０に接続されて、主制御部５０から移動制御部５９に入力される制御信号に従って、この移動制御部５９が、鏡筒２７の外表面２７ｂと各熱交換部４１〜４６との距離、又は鏡筒２７の外表面２７ｂと遮熱部材５７との距離を温度センサの検出値に基づいて変更する構成であってもよい。

こうした構成によれば、鏡筒２７の外表面２７ｂの温度が、各熱交換部４１〜４６からの輻射量のみならず、鏡筒２７の外表面２７ｂと各熱交換部４１〜４６との距離とによっても制御可能になる。また鏡筒２７の外表面２７ｂにおける温度の制御範囲が、遮熱部材５７のサイズのみならず、鏡筒２７の外表面２７ｂと各遮熱部材５７との距離によっても制御可能になる。例えば輻射温調板４１Ａが鏡筒２７に近づくとすれば、輻射温調板４１Ａからの輻射量が鏡筒２７の外表面２７ｂにおいて増大することとなり、また遮熱部材５７が鏡筒２７に近づくとすれば、鏡筒２７の外表面２７ｂにおける温度の制御範囲がより局所的になる。こうすることにより、鏡筒２７の外表面２７ｂにおける温度の制御範囲が大幅に向上することにもなる。なお、熱交換部４１と遮熱部材５７を異なる移動部材に設けて、それぞれ独立して移動するような構成であってもよい。こうした構成であれば、鏡筒２７を温度調整する上での自由度がさらに向上することにもなる。

・上記実施形態では、鏡筒２７を取り囲むように熱交換部４１〜４６が設けられることにより、鏡筒２７の外表面２７ｂの複数箇所（鏡筒２７全体）を対象にした温度調整が行われる。これに限らず、鏡筒２７の温度調整を行う上では、例えば、鏡筒２７の外表面２７ｂにおいて温度が上昇する特定の箇所を予め把握している場合など、その特定の箇所を対象にした熱交換部のみを設ける態様であってもよい。

・上記実施形態の主制御部５０は、温度センサ５１〜５６の検出信号に基づいて、鏡筒２７の温度が目標値となるように各熱交換部４１〜４６を制御する。これに限らず、熱交換部４１〜４６を用いて鏡筒２７の温度を調整する上では、温度センサを割愛した構成であってもよい。こうした場合には、例えば、各熱交換部４１〜４６の輻射温調板４１Ａ〜４６Ａを常に同じ温度となるように制御することで、鏡筒２７の温度調整を行うことが可能である。

・上記実施形態では、鏡筒２７にフランジ部３７を設けて、露光装置１１の支持架台３６に当該フランジ部３７が支持されている。これに限らず、鏡筒２７を支持架台３６に支持させる上では、例えば、支持架台３６に支持されたカバーが鏡筒２７を支持する態様であってもよい。

・上記実施形態では、カバー３５の外表面３５ｂを鏡面仕上げとする構成とした。これに限らず、外部からの輻射熱をカバー３５の外表面で反射させる上では、カバーの外表面に、鏡筒２７の外表面２７ｂよりも輻射熱の反射率が高い膜を製膜する構成であってもよい。こうした構成であっても上記実施形態と同等の効果を得ることができる。

・上記実施形態では、投影光学系１６の鏡筒２７にカバー３５を設けた。これに限らず、照明光学系１４の鏡筒１８にこうしたカバーを設けてもよい。
・上記実施形態の光源装置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。

・上記実施形態において、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用いてもよい。
・上記実施形態において、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。

・上記実施形態において、露光装置１１を、ステップ・アンド・リピート方式の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５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６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）においては、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。

なお、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。

Ｒ…レチクル、Ｗ…ウエハ、ＥＬ…露光光、Ｒａ…被照射面、Ｗａ…被照射面、１１…露光装置、１２…光源装置、１３…チャンバ、１４…照明光学系、１５…レチクルステージ、１６…投影光学系、１７…ウエハステージ、１８…鏡筒、１９…コリメート用ミラー、２０…フライアイ光学系、２１…入射側フライアイミラー、２２…射出側フライアイミラー、２３…コンデンサミラー、２４…反射ミラー、２５…第１静電吸着保持装置、２５ａ…吸着面、２６…支持ステージ、２７…筐体としての鏡筒、２７ｂ…外表面、２８…第１ミラー、２９…第２ミラー、３０…第３ミラー、３１…第４ミラー、３２…第５ミラー、３３…第６ミラー、３４…第２静電吸着保持装置、３４ａ…吸着面、３５…カバー、３５ａ…内表面、３５ｂ…外表面、３６…支持架台、３７…フランジ部、３８…上部カバー、３９…下部カバー、４０…断熱部材としてのカバー用断熱材、４１，４２，４３，４４，４５，４６…温度調整機構としての熱交換部、４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ，４４Ａ，４５Ａ，４６Ａ…輻射温調板、４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂ，４５Ｂ，４６Ｂ…温度制御部、５０…主制御部、５１，５２，５３，５４，５５，５６…温度検出部としての温度センサ、５７…変更部としての遮熱部材、５８…変更部を構成する移動部材、５９…変更部を構成する移動制御部。

Claims (7)

1. 光学素子を支持する筐体と、
   前記筐体の外表面における光の反射率よりも高い反射率の外表面を有して前記筐体を内包するカバーと、
   前記カバーの内表面と前記筐体の外表面との間に設けられて前記筐体の温度を調整する温度調整機構と
   を備えることを特徴とする光学系。
2. 前記温度調整機構は、
   前記筐体の温度を検出する温度検出部を備え、
   前記温度検出部の検出結果に基づき、前記筐体の温度を調整する
   請求項１に記載の光学系。
3. 前記温度調整機構は、
   前記筐体の外表面の複数箇所に対応して設けられる
   請求項１または２に記載の光学系。
4. 前記温度調整機構は、
   前記筐体の外表面に対して所定間隔離して設けられ、前記筐体との間で輻射伝熱により熱交換を行う熱交換部と、
   前記筐体の外表面において前記熱交換部と熱交換を行なう範囲を変更する変更部とを備える
   請求項１〜３のうち何れか一項に記載の光学系。
5. 前記筐体の外表面には、前記筐体を支持架台に支持させるためのフランジ部が設けられ、
   前記カバーは、前記フランジ部に断熱部材を介して固定される
   請求項１〜４のうち何れか一項に記載の光学系。
6. 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、
   前記各光学系の少なくとも一方は、請求項１〜５のうち何れか一項に記載の光学系であることを特徴とする露光装置。
7. 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６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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