JP5446984B2 - ミラー温調装置、光学系、及び露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、光を反射するミラーの温度を調整するミラー温調装置、同ミラー温調装置を備える光学系、及び同ミラー温調装置を備える露光装置に関する。

近年、半導体集積回路の微細化に伴い、極端紫外線光（以下、本明細書中ではＥＵＶ（Extream UltraViolet）光と表記）を露光光として用いる投影リソグラフィ技術が開発されている。この投影リソグラフィ技術は、３２ｎｍ以下の解像力が得られる技術として期待されている。

ところで、ＥＵＶ光を露光光として用いる露光装置（以下、ＥＵＶ露光装置と略記）では、ＥＵＶ光を透過する光学材料が現時点では存在しないため、透過型のレンズを利用することができない。このため、ＥＵＶ露光装置では、ＥＵＶ光を反射する多層の反射膜を反射面に形成した多層膜ミラーが利用されている。多層膜ミラーとは、使用波長域における屈折率が高い物質と屈折率が低い物質とを基板上に交互に多数積層することによって高い反射率を得るミラーである。

しかしながら、ＥＵＶ光を反射する多層膜ミラーの反射率は７０％程度である。このため、ＥＵＶ光が有するエネルギーの３０％程度が、多層膜ミラーに吸収される。多層膜ミラーの温度は、吸収したエネルギーによって上昇する。

そこで、ＥＵＶ露光装置には、輻射熱を利用して多層膜ミラーを冷却するミラー冷却機構が設けられている。このミラー冷却機構は、多層膜ミラーの反射面以外（例えば裏面）に間隔をあけて対向配置された輻射温調板を備える。そして、このミラー冷却機構は、輻射温調板に冷却水を通水することによって輻射温調板と多層膜ミラーとの間で熱交換を行うことにより、多層膜ミラーを間接的に冷却する。

特開２００８−１２４０７９号公報

しかしながら、従来のミラー冷却機構は、輻射熱を利用して多層膜ミラーを冷却するものであるので、多層膜ミラーを所定の温度範囲内に調整するまでに多くの時間を要する。また、従来のミラー冷却機構では、多層膜ミラーから大きな熱量を排出するためには、多層膜ミラーと輻射温調板との温度差を非常に大きくする必要がある。このため、従来のミラー冷却機構によれば、多層膜ミラーの熱負荷が大きく変化した場合、多層膜ミラーの温度を所定の温度範囲内に応答性よく調整することが困難であった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ミラーの温度を応答性よく調整可能なミラー温調装置、光学系、及び露光装置を提供することにある。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るミラー温調装置、光学系、及び露光装置は、光を反射するミラーに対して所定間隔離して配置され、ミラーとの間に介在する流体の温度を調整する温度調整機構と、ミラーに近接する方向又はミラーから離間する方向に温度調整機構を移動する駆動機構と、を備える。

本発明に係るミラー温調装置、光学系、及び露光装置によれば、ミラーの温度を応答性よく調整することができる。

図１は、本発明の一実施形態である露光装置の全体構成を示す側面概略断面図である。 図２は、図１に示す露光装置の制御系の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施形態であるミラー温調装置の構成を示す平面図である。 図４は、図３に示すミラー温調装置のＡ−Ａ線断面図である。 図５は、ミラーの熱負荷が増加した場合のミラー温調装置の動作を説明するための図である。 図６は、ミラーの熱負荷が減少した場合のミラー温調装置の動作を説明するための図である。 図７は、ミラーを断熱する場合のミラー温調装置の動作を説明するための図である。 図８は、図３に示すミラー温調装置の変形例の構成を示す平面図である。 図９は、図８に示すミラー温調装置のＡ−Ａ線断面図である。 図１０は、ダイポール照明の照明領域を示す模式図である。 図１１は、図９に示すミラー温調装置の変形例の構成を示す図である。 図１２は、本発明の第２の実施形態であるミラー温調装置の構成を示す平面図である。 図１３は、図１２に示すミラー温調装置のＡ−Ａ線断面図である。 図１４は、図１３に示すミラー温調装置の変形例の構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である露光装置について説明する。

〔露光装置の構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態である露光装置の全体構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態である露光装置の全体構成を示す側面概略断面図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である露光装置１は、真空チャンバ１０と、レーザプラズマ光源２０と、照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴと、投影光学系ＰＯと、ウェハステージＷＳＴとを備える。照明光学系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯはそれぞれ、本発明に係る第１光学系及び第２光学系に対応する。本実施形態では、露光光としてＥＵＶ光を利用しているため、照明光学系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯは、複数の反射光学部材（ミラー）で構成され、レチクルＲも反射型で構成される。これらの反射光学部材の反射面及びレチクルＲの反射面には、ＥＵＶ光を反射する多層の反射膜が形成されている。なお、以下では、真空チャンバ１０の底面の法線方向をＺ方向と定義し、Ｚ方向に対し垂直な平面内であって図１の紙面に平行及び垂直な方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向と定義する。

真空チャンバ１０は、上面及び底面にそれぞれ排気管１１ａ及び排気管１１ｂを備える。排気管１１ａ及び排気管１１ｂはそれぞれ、真空チャンバ１０の外部に設置された真空ポンプ１２ａ及び真空ポンプ１２ｂに接続されている。真空ポンプ１２ａ及び真空ポンプ１２ｂはそれぞれ、排気管１１ａ及び排気管１１ｂを介して真空チャンバ１０内を真空排気する。従って、真空チャンバ１０内を真空排気することによって、気体によってＥＵＶ光が吸収されることを抑制できる。

レーザプラズマ光源２０は、レーザ光源２１と、集光レンズ２２と、ノズル２３と、集光ミラー２４とを備える。レーザ光源２１は、真空チャンバ１０の外部に設置されている。レーザ光源２１は、真空チャンバ１０の側面に形成された窓部１３を介して真空チャンバ１０内に配設された集光レンズ２２にレーザ光を照射する。集光レンズ２２は、レーザ光源２１から照射されたレーザ光をノズル２３から噴出されるキセノン又はクリプトン等のターゲットガスに集光する。

ノズル２３から噴出されたターゲットガスは、集光レンズ２２によって集光されたレーザ光によりプラズマ化し、ＥＵＶ光を放射する。ターゲットガスの噴出位置は、楕円反射鏡である集光ミラー２４の第１焦点位置に位置決めされている。従って、ターゲットガスが放射したＥＵＶ光は、集光ミラー２４の第２焦点位置を含む集光領域に集光し、集光領域を通過したＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬＳに到達する。発光を終えたターゲットガスは、排気管１１ａ及び排気管１１ｂを介して排出される。

照明光学系ＩＬＳは、凹面ミラー３１と、一対のフライアイ光学系３２，３３と、開口絞りＡＳと、曲面ミラー３４と、凹面ミラー３５と、ブラインド板３６ａ，３６ｂと、を備える。凹面ミラー３１、一対のフライアイ光学系３２，３３、曲面ミラー３４、及び凹面ミラー３５は、図示しない鏡筒によって保持されている。凹面ミラー３１は、集光ミラー２４の第２焦点を含む集光領域を通過したＥＵＶ光ＥＬをほぼ平行光束にして一対のフライアイ光学系３２，３３に入射する。一対のフライアイ光学系３２，３３は、ＥＵＶ光ＥＬの照度分布を均一化し、照度分布が均一化されたＥＵＶ光ＥＬを一度集光した後に曲面ミラー３４に導く。

開口絞りＡＳは、フライアイ光学系３３の反射面の近傍に配置されている。開口絞りＡＳは、図示しない主制御装置による制御に従って、通常照明、輪帯照明、又はダイポール照明等に対応する各種開口絞りに切り替えられる。曲面ミラー３４は、一対のフライアイ光学系３２，３３によって導かれたＥＵＶ光ＥＬを凹面ミラー３５に入射する。凹面ミラー３５は、曲面ミラー３４によって導かれたＥＵＶ光ＥＬをブラインド板３６ａ，３６ｂ側に導く。なお、曲面ミラー３４及び凹面ミラー３５にはそれぞれ、後述するミラー温調装置２００及びミラー温調装置１００が設けられている。

ブラインド板３６ａは、凹面ミラー３５によって導かれたＥＵＶ光ＥＬの−Ｘ方向の端部を遮光する。ブラインド板３６ａによって一部遮光されたＥＵＶ光ＥＬは、レチクルＲのパターン面上の照明領域３７を斜めに均一な照度分布で下方から照明する。ブラインド板３６ｂは、照明領域３７で反射したＥＵＶ光ＥＬの＋Ｘ方向の端部を遮光する。ブラインド板３６ａによって一部遮光されたＥＵＶ光ＥＬは投影光学系ＰＯに入射する。

レチクルステージＲＳＴは、静電チャックＲＨを介してその底面にレチクルＲを吸着保持する。レチクルステージＲＳＴの上面には、レチクルステージＲＳＴを真空チャンバ１側に覆うようにパーティション１４が設けられている。パーティション１４内は、図示しない真空ポンプによって大気圧と真空チャンバ１内の気圧との間の気圧に維持されている。

投影光学系ＰＯは、６枚のミラーＭ１〜Ｍ６を図示しないサブチャンバ（鏡筒）によって保持することにより構成されている。投影光学系ＰＯは、レチクルＲ側及びウェハＷ側にそれぞれ非テレセントリック及びテレセントリックの反射系であり、その投影倍率は１／４倍等の縮小倍率である。ミラーＭ１〜Ｍ４，Ｍ６は凹面鏡であり、ミラーＭ５は凸面鏡である。

ミラーＭ１は、レチクルＲの照明領域３７で反射されたＥＵＶ光ＥＬを＋Ｚ方向に反射する。ミラーＭ２は、ミラーＭ１が反射したＥＵＶ光ＥＬを−Ｚ方向に反射する。ミラーＭ３は、ミラーＭ２が反射したＥＵＶ光ＥＬを＋Ｚ方向に反射する。ミラーＭ４は、ミラーＭ３が反射したＥＵＶ光ＥＬを−Ｚ方向に反射する。ミラーＭ５は、ミラーＭ４が反射したＥＵＶ光ＥＬを＋Ｚ方向に反射する。ミラーＭ６は、ミラーＭ５が反射したＥＵＶ光ＥＬをウェハＷ上の露光領域４０に照射することによって、レチクルＲのパターンの一部の縮小像を露光領域４０に形成する。

ウェハステージＷＳＴは、ＸＹ平面に沿って配置されたガイド面上に配置され、図示しない静電チャックを介してその上面にウェハＷを吸着保持する。ウェハステージＷＳＴ全体は、ＥＵＶ光ＥＬを通過させる開口部を有するパーティション１５によって真空チャンバ１０内で区画されている。パーティション１５内の空間は、図示しない真空ポンプによって真空排気されている。パーティション１５を設けることによって、ウェハＷ上のレジストから生じるガスが投影光学系ＰＯのミラーＭ１〜Ｍ６に悪影響を与えることを抑制できる。

ウェハステージＷＳＴ上のウェハＷ近傍には、レチクルＲのアライメントマークの像を検出する空間像計測系４１が設置されている。図示しない主制御装置は、空間像計測系４１の検出結果に基づいて投影光学系ＰＯの光学特性を算出し、算出結果に基づいて投影光学系ＰＯの光学特性が所定の許容範囲内に維持されるように投影光学系ＰＯの光学特性を制御する。

〔制御系の構成〕
次に、図２を参照して、露光装置１の制御系の構成について説明する。

図２は、図１に示す露光装置１の制御系の構成を示すブロック図である。図２に示すように、露光装置１は、制御系として、レチクル干渉計５１と、レチクルオートフォーカス系５２と、ウェハ干渉計５３と、温度センサ５４と、主制御装置５５とを備える。レチクル干渉計５１は、レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報を検出し、検出された位置情報を示す電気信号を主制御装置５５に入力する。

レチクルオートフォーカス系５２は、レチクルＲのパターン面のＺ方向の位置情報を検出し、検出された位置情報を示す電気信号を主制御装置５５に入力する。ウェハ干渉計５３は、ウェハＷの位置情報を検出し、検出された位置情報を示す電気信号を主制御装置５５に入力する。温度センサ５４は、温度を調整する対象となるミラー（本実施形態では曲面ミラー３４及び凹面ミラー３５）又は後述する温度調整部材の温度を検出し、検出結果を示す電気信号を主制御装置５５に入力する。

主制御装置５５は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置によって実現される。主制御装置５５は、露光装置１全体の動作を制御する。具体的には、主制御装置５５は、レチクル干渉計５１から入力された電気信号に基づいてレチクルステージ駆動系６１を駆動する。レチクルステージ駆動系６１は、ＸＹ平面に平行なガイド面に沿ってレチクルステージＲＳＴをＹ方向に所定ストロークで移動すると共に、必要に応じてＸ方向及びθｚ方向（Ｚ軸周りの回転方向）等にもレチクルステージＲＳＴを微少量移動する。また、主制御装置５５は、レチクルオートフォーカス系５２から入力された電気信号に基づいてレチクルステージ駆動系６１を駆動する。レチクルステージ駆動系６１は、レチクルステージＲＳＴを移動することによってレチクルＲのＺ方向位置を許容範囲内に制御する。

主制御装置５５は、ウェハ干渉計５３からの電気信号に基づいてウェハステージ駆動系６２を駆動する。ウェハステージ駆動系６２は、Ｘ方向及びＹ方向に所定ストロークでウェハステージＷＳＴを移動すると共に、必要に応じてθｚ方向等にもウェハステージＷＳＴを移動する。また、主制御装置５５は、温度センサ５４によって検出されたミラーの温度に従って冷却機構駆動系６３及び冷媒供給装置６４の動作を制御することによって、ミラーの温度を所定の温度範囲内に制御する。冷却機構駆動系６３及び冷媒供給装置６４の動作については後述する。

〔露光装置の動作〕
露光装置１を用いて露光する際には、始めに、ウェハステージＷＳＴ上にウェハＷを配置する。ウェハＷ上の１つのショット領域を露光する時には、ＥＵＶ光ＥＬが照明光学系ＩＬＳによってレチクルＲの照明領域３７を照明し、レチクルＲとウェハＷとは投影光学系ＰＯの縮小倍率に従った所定の速度比で投影光学系ＰＯに対しＹ方向に同期して移動される。これにより、レチクルＲ上のパターンがウェハＷ上の１つのショット領域に露光される。次に、ウェハステージＷＳＴを駆動してウェハＷをステップ移動した後、ウェハＷ上の次のショット領域にレチクルＲのパターンが露光される。このように、ステップ・アンド・スキャン方式によってウェハＷ上の複数のショット領域に対しレチクルＲのパターン像が順次露光される。

〔ミラー温調装置の構成〕
次に、露光装置１を構成する曲面ミラー３４及び凹面ミラー３５の温度を調整するミラー温調装置の構成について説明する。なお、本実施形態では、曲面ミラー３４及び凹面ミラー３５の温度を調整することとするが、温度を調整する対象となるミラーは曲面ミラー３４及び凹面ミラー３５に限定されることはない。すなわち、ミラー温調装置は、例えば投影光学系ＰＯを構成するミラーＭ１〜Ｍ６等、ＥＵＶ光ＥＬを吸収することによって熱が発生する可能性があるミラー全般に適用することができる。

〔第１の実施形態〕
始めに、図３，図４を参照して、本発明の第１の実施形態であるミラー温調装置の構成について説明する。なお、本実施形態のミラー温調装置は、図１に示す凹面ミラー３５の温度を調整するためのものであり、ＥＵＶ光を反射する反射面を上面（＋Ｚ方向）側に有するミラーに適用することができる。

図３は、本発明の第１の実施形態であるミラー温調装置の構成を示す平面図である。図４は、図３に示すミラー温調装置のＡ−Ａ線断面図である。図３及び図４に示すように、本発明の第１の実施形態であるミラー温調装置１００は、凹面ミラー３５の反射面３５ｂとは反対側の裏面３５ｃ側に配置され、温度調整部材１０１と、冷媒管１０２と、冷却ジャケット１０３と、ペルチェ素子１０４と、駆動機構１０５と、を備える。なお、凹面ミラー３５は、保持部３５ａを介して鏡筒に保持されている。

温度調整部材１０１は、アルミニウム，アルミニウム合金，モリブデン，ステンレス鋼，銅等の金属材料によって形成され、後述する駆動機構１０５に保持されている。

温度調整部材１０１は、凹部１０１ａを有する容器である。この凹部１０１ａは、平面視矩形形状で形成されている。凹部１０１ａ内には、常温（例えば２０〜３０℃の室温）で液体状態を維持する液体金属１０６が保持されている。常温で液体状態を維持する液体金属１０６としては、水銀やガリウム・インジウム合金、若しくはガリウム，インジウム，スズ，及びビスマスのうちの２つ以上の低融点金属の合金を例示することができる。

本実施形態では、液体金属１０６として、温度調整部材１０１を形成する金属材料の熱伝導率と同程度の熱伝導率を有するガリウム・インジウム合金を用いる。なお、温度調整部材１０１を形成する金属材料として例示したアルミニウム合金やモリブデンの熱伝導率は約１３０Ｗ／ｍ・Ｋであり、ステンレス鋼の熱伝導率は約１５Ｗ／ｍ・Ｋである。一方、液体金属１０６としてのガリウム・インジウム合金の熱伝導率は約４０Ｗ／ｍ・Ｋである。

凹部１０１ａの開口の大きさは、凹面ミラー３５の裏面３５ｃの外形形状の大きさ以上の大きさを有する。初期状態において、温度調整部材１０１は、凹部１０１ａの底面１０１ｂが凹面ミラー３５の裏面３５ｃに対して所定間隔（例えば１ｍｍ）離間しつつ裏面３５ｃが液体金属１０６に接触している。なお、本実施形態では、凹部１０１ａの平面視形状を矩形形状としたが、温度調整部材１０１が凹面ミラー３５を接触することなく収容できる形状であれば、凹部１０１ａの平面視形状は凹面ミラー３５の形状に合わせて適宜変更してもよい。

冷媒管１０２は、蛇腹部材等の柔軟性を有する部材によって形成されている。冷媒管１０２は、冷媒供給装置６４から供給された冷媒を冷却ジャケット１０３内に流通させると共に、冷却ジャケット１０３から排出された冷媒を冷媒供給装置６４に循環させる。冷媒供給装置６４は、主制御装置５５からの制御信号に従って、冷媒管１０２に供給する冷媒の流量や温度を制御する。冷却ジャケット１０３は、ペルチェ素子１０４に密着配置され、内部を流通する冷媒によってペルチェ素子１０４を冷却する。

ペルチェ素子１０４は、熱伝導率が高いペースト等によって温度調整部材１０１の底面に接着されている。ペルチェ素子１０４は、温度調整部材１０１との間で熱交換を行うことによって、温度調整部材１０１の温度を調整する。主制御装置５５は、図示しない温度センサからの電気信号に基づいて、ペルチェ素子１０４に流す電流の極性及び強さを制御することによって、ペルチェ素子１０４による温度調整部材１０１の冷却温度を制御する。

駆動機構１０５は、冷却機構駆動系６３によって駆動され、温度調整部材１０１を凹面ミラー３５に対して近接又は離間する方向（本実施形態ではＺ方向）に沿って移動する。なお、上述の通り、冷媒管１０２は、柔軟性を有する部材によって形成されているので、温度調整部材１０１の昇降動作に追従して動作する。主制御装置５５は、図示しない温度センサからの電気信号に基づいて、冷却機構駆動系６３を介して駆動機構１０５の動作を制御する。

このような構成を有するミラー温調装置１００は、以下に示すように動作することによって、凹面ミラー３５の温度を調整する。以下、図５乃至図７を参照して、ミラー温調装置１００の動作について説明する。

図５は、凹面ミラー３５の熱負荷が増加することによって凹面ミラー３５の温度が上昇した場合のミラー温調装置１００の動作を説明するための図である。図５に示すように、主制御装置５５は、冷却機構駆動系６３を介して駆動機構１０５を制御することによって、凹面ミラー３５の裏面３５ｃに近接する方向に温度調整部材１０１を移動（上昇）させる。その際、主制御装置５５は、ペルチェ素子１０４を制御することによって温度調整部材１０１の温度を低下させてもよい。

温度調整部材１０１が上昇することによって、凹面ミラー３５の裏面３５ｃと凹部１０１ａの底面１０１ｂとの間の距離が初期状態より短くなり、凹面ミラー３５の裏面３５ｃと凹部１０１ａの底面１０１ｂとの間に介在する液体金属１０６の実効的厚さが減少する。これにより、液体金属１０６の熱伝達率が大きくなる。具体的には、液体金属１０６の実効的厚さが通常時の１／２になると、液体金属１０６の熱伝導率は変化しないが、温度調整部材１０１と凹面ミラー３５との間の温度差が同じである場合であっても、液体金属１０６によって輸送される熱量は２倍に増大する。従って、このような動作によれば、凹面ミラー３５は急速に冷却され、凹面ミラー３５の温度を応答性よく冷却することができる。

なお、温度調整部材１０１を上昇させた場合、温度調整部材１０１と凹面ミラー３５との間に介在する液体金属１０６が、凹面ミラー３５によって押し出されることによって、凹部１０１ａから流れ出す可能性がある。しかしながら、本実施形態では、凹部１０１ａの開口の大きさを凹面ミラー３５の裏面３５ｃの外形形状の大きさ以上の大きさに形成することによって、凹部１０１ａには液体金属１０６を貯留する貯留部１０１ｃが形成される。これにより、温度調整部材１０１を上昇させた場合、凹面ミラー３５によって押し出された液体金属１０６は貯留部１０１ｃ側に移動して貯留されるので、液体金属１０６が凹部１０１ａから流れ出すことを抑制できる。

図６は、凹面ミラー３５の熱負荷が減少することによって凹面ミラー３５の温度が低下した場合のミラー温調装置１００の動作を説明するための図である。図６に示すように、主制御装置５５は、冷却機構駆動系６３を介して駆動機構１０５を制御することによって、凹面ミラー３５の裏面３５ｃから離間する方向に温度調整部材１０１を移動（下降）させる。その際、凹面ミラー３５の熱負荷が減少した場合には、主制御装置５５は、ペルチェ素子１０４を制御することによって温度調整部材１０１の温度を上昇させてもよい。

温度調整部材１０１が下降することによって、凹面ミラー３５の裏面３５ｃと凹部１０１ａの底面１０１ｂとの間の距離は初期状態より長くなり、凹面ミラー３５の裏面３５ｃと凹部１０１ａの底面１０１ｂとの間に介在する液体金属１０６の実効的厚さが増加する。これにより、液体金属１０６の熱伝達率は小さくなる。具体的には、液体金属１０６の実効的厚さが通常時の２倍になると、液体金属１０６の熱伝導率は変化しないが、温度調整部材１０１と凹面ミラー３５との間の温度差が同じである場合であっても、液体金属１０６によって輸送される熱量は１／２に減少する。従って、このような動作によれば、温度調整部材１０１や液体金属１０６の温度が速やかに上昇しなくても、凹面ミラー３５の冷却効率が低下し、凹面ミラー３５の温度を応答性よく上昇させることができる。

図７は、凹面ミラー３５を断熱する場合のミラー温調装置１００の動作を説明するための図である。図７に示すように、凹面ミラー３５を断熱する場合には、主制御装置５５は、冷却機構駆動系６３を介して駆動機構１０５を制御することによって、凹面ミラー３５の裏面３５ｃが液体金属１０６から離間する方向に温度調整部材１０１を移動（下降）させる。このような動作によれば、凹面ミラー３５の裏面３５ｃが液体金属１０６から離間することによって、凹面ミラー３５と温度調整部材１０１とが熱的に遮断されるので、凹面ミラー３５は断熱される。このようにして凹面ミラー３５と液体金属１０６とが物理的に分離されることにより、例えばメンテナンス作業を行う際に凹面ミラー３５を容易に着脱することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態であるミラー温調装置１００は、ＥＵＶ光ＥＬを反射する凹面ミラー３５に対して所定間隔離して配置され、凹面ミラー３５との間に介在する液体金属１０６の温度を調整する温度調整部材１０１と、凹面ミラー３５に近接する方向又は凹面ミラー３５から離間する方向に温度調整部材１０１を移動する駆動機構１０５とを備える。そして、このような構成によれば、液体金属１０６は高い熱伝導率を有するので、凹面ミラー３５が有する熱量を効率よく排熱し、凹面ミラー３５の温度を調整することができる。

また、凹面ミラー３５の熱負荷が大きく変化した場合、温度調整部材１０１の温度を制御することに加えて、駆動機構１０５によって温度調整部材１０１を移動することによって、液体金属１０６の熱伝達率も変化させることができるので、凹面ミラー３５の温度を応答性よく調整することができる。また、液体金属１０６を介して凹面ミラー３５の温度を調整するので、ペルチェ素子１０４を冷却するための冷媒の振動が凹面ミラー３５に直接的に伝達されることがなく、凹面ミラー３５の結像特性に影響を与える振動を排除できる。

〔変形例〕
次に、図８乃至図１０を参照して、ミラー温調装置１００の変形例の構成について説明する。図８は、図３に示すミラー温調装置の変形例の構成を示す平面図である。図９は、図８に示すミラー温調装置のＡ−Ａ線断面図である。図１０は、ダイポール照明の照明領域を示す模式図である。

凹面ミラー３５の熱負荷の面内分布は、照明条件に応じて変化する。例えば照明条件が通常照明である場合、ＥＵＶ光は、凹面ミラー３５の反射面の中央部分を照明する。このため、凹面ミラー３５の温度分布は、周辺部分に比べて中央部分で最も高くなり、中央部分から周辺部分に向かって次第に低くなる分布となる。一方、照明条件がダイポール照明である場合には、ＥＵＶ光は、図１０に示すように、凹面ミラー３５の反射面における光軸ＡＸを挟んでＸ方向に対称な２つの円形領域Ｒｘ１，Ｒｘ２を照明する。このため、凹面ミラー３５の温度分布は、周辺部分に比べて光軸ＡＸをＸ方向に挟む２つの円形領域Ｒｘ１，Ｒｘ２で最も高くなり、中央部分から周辺部分に向かって次第に低くなる分布となる。

そこで、本変形例では、図８，図９に示すように、凹部１０１ａの底面１０１ｂには、底面１０１ｂから独立して昇降可能な２つの分割ブロック１０１ｄが形成されている。分割ブロック１０１ｄは、凹面ミラー３５の反射面３５ｂの領域とは反対側の裏面側領域に対向するように形成されている。具体的には、本変形例では、２つの分割ブロック１０１ｄは、反射面３５ｂにおける上述の円形領域Ｒｘ１，Ｒｘ２とは反対側の裏面側領域に対向する位置に形成されている。また、各分割ブロック１０１ｄには、分割ブロック１０１ｄを底面１０１ｂから独立して昇降する分割駆動機構１０７が設けられている。分割駆動機構１０７は、主制御装置５５が照明条件に応じて自動的に又は手動によって駆動される。

なお、分割駆動機構１０７によって分割ブロック１０１ｄを昇降する場合、底面１０１ｂと分割ブロック１０１ｄとの間の隙間から液体金属１０６が漏れないようにする工夫が必要である。しかしながら、一般に、液体金属１０６の表面張力は非常に大きいので、底面１０１ｂと分割ブロック１０ｄとの間の隙間が小さければ液体金属１０６が漏れることはない。

そして、本変形例では、凹面ミラー３５の熱負荷の面内分布に応じて駆動機構１０５と合わせて分割駆動機構１０７を駆動することによって、凹面ミラー３５の面内方向における液体金属１０６の熱伝達率を変化させる。具体的には、照明条件がダイポール照明である場合、分割ブロック１０１ｄをより凹面ミラー３５の裏面３５ｃ側に近接させることによって、上述の円形領域Ｒｘ１，Ｒｘ２とは反対側の凹面ミラー３５の裏面側領域から除去される熱量を他の裏面側領域から除去される熱量より大きくする。このような構成によれば、照明条件がダイポール照明である場合であっても、凹面ミラー３５の温度を応答性よく調整することができる。

なお、本変形例では、照明条件としてダイポール照明を想定して上述の円形領域Ｒｘ１，Ｒｘ２とは反対側の凹面ミラー３５の裏面側領域に対向するように分割ブロック１０１ｄを形成したが、照明条件が通常照明である場合には、ＥＵＶ光が照明される中央部分とは反対側の凹面ミラー３５の裏面側領域に対向するように分割ブロック１０１ｄを形成するとよい。また、種々の照明条件に対応可能なように、凹部１０１ａの底面１０１ｂをマトリクス状に分割することによって、２つ以上の分割ブロック１０１ｄを形成するようにしてもよい。

また、本変形例では、底面１０１ｂから独立して昇降可能な２つの分割ブロック１０１ｄを形成することによって、凹面ミラー３５の面内方向における液体金属１０６の熱伝達率を変化させたが、図１１に示すように、底面１０１ｂに凸部１０１ｅを形成し、駆動機構１０５によって温度調整部材１０１全体を昇降させることによって、凹面ミラー３５の面内方向における液体金属１０６の熱伝達率を変化させてもよい。この場合であっても、凸部１０１ｅに対向する凹面ミラー３５の裏面側領域から除去される熱量を他の裏面側領域から除去される熱量より大きくすることができる。

〔第２の実施形態〕
次に、図１２，図１３を参照して、本発明の第２の実施形態であるミラー温調装置の構成について説明する。なお、本実施形態のミラー温調装置は、図１に示す曲面ミラー３４の温度を調整するためのものであり、ＥＵＶ光を反射する反射面を下面（−Ｚ方向）側に有するミラーに適用することができる。

図１２は、本発明の第２の実施形態であるミラー温調装置の構成を示す平面図である。図１３は、図１２に示すミラー温調装置のＡ−Ａ線断面図である。図１２及び図１３に示すように、本発明の第２の実施形態であるミラー温調装置２００は、液体金属１０６を保持する凹部が曲面ミラー３４に形成されている点において、第１の実施形態であるミラー温調装置１００の構成と異なる。すなわち、本実施形態では、曲面ミラー３４の裏面３４ｃに凹部３４ｄが形成され、この凹部３４ｄ内に液体金属１０６が保持されている。

また、凹部３４ｄの開口の大きさは、温度調整部材１０１の外形形状の大きさ以上の大きさを有する。初期状態において、温度調整部材１０１は、曲面ミラー３４の凹部３４ｄの底面３４ｅから所定間隔離間しつつ液体金属１０６に接触している。また、凹部３４ｄの開口の大きさを温度調整部材１０の外形形状の大きさ以上の大きさに形成することによって、凹部３４ｄには、液体金属１０６を貯留する貯留部３４ｆが形成される。貯留部３４ｆは、温度調整部材１０１を曲面ミラー３４の裏面３４ｃに近接させた際に液体金属１０６が凹部３４ｄから流れ出すことを抑制できる。なお、ミラー温調装置２００のその他の構成及び動作は、第１の実施形態であるミラー温調装置１００の構成及び動作と同じである。

すなわち、本発明の第２の実施形態であるミラー温調装置２００は、第１の実施形態と同様、ＥＵＶ光ＥＬを反射する曲面ミラー３４に対して所定間隔離して配置され、曲面ミラー３４との間に介在する液体金属１０６の温度を調整する温度調整部材１０１と、曲面ミラー３４に近接する方向又は曲面ミラー３４から離間する方向に温度調整部材１０１を移動する駆動機構１０５とを備える。そして、このような構成によれば、液体金属１０６は高い熱伝導率を有するので、曲面ミラー３４が有する熱量を効率よく排熱し、曲面ミラー３４の温度を応答性よく調整することができる。

また、曲面ミラー３４の熱負荷が大きく変化した場合、温度調整部材１０１の温度を制御することに加えて、駆動機構１０５によって温度調整部材１０１を移動することによって、温度調整部材１０１側から曲面ミラー３４側への液体金属１０６の熱伝達率も変化させることができるので、曲面ミラー３４の温度を応答性よく調整することができる。また、液体金属１０６を介して曲面ミラー３４の温度を調整するので、ペルチェ素子１０４を冷却するための冷媒の振動が曲面ミラー３４に直接的に伝達されることがなく、曲面ミラー３４の結像特性に影響を与える振動を排除できる。

なお、本実施形態についても、図１４に示すように、凹部３４ｄの底面３４ｅに対向する温度調整部材１０１ａの面に分割ブロック１０１ｄを形成し、曲面ミラー３４の熱負荷の面内分布に応じて駆動機構１０５と合わせて分割駆動機構１０７を駆動することによって、曲面ミラー３４の面内方向における液体金属１０６の熱伝達率を変化させてもよい。また、図示しないが、図１１に示す変形例と同様にして、底面１０１ｂに凸部１０１ｅを形成し、駆動機構１０５によって温度調整部材１０１全体を昇降させることによって、曲面ミラー３４の面内方向における液体金属１０６の熱伝達率を変化させてもよい。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、上記実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、本実施形態では、温度を調整する対象となるミラーと温度調整部材１０１との間には液体金属１０６が介在しているが、ミラーと温度調整部材１０１との間に介在する物質は液体金属１０６に限定されることはない。

例えば、本発明を露光装置以外の装置に設けられたミラーに適用する場合には、ミラーと温度調整部材１０１との間に介在する物質は温度調整部材１０１が昇降することによって熱伝達率が変化する物質であればよく、気体や水等の液体金属以外の流体を利用することができる。

また、本実施形態では、温度調整部材１０１の熱伝導率は、ミラーとの間に介在する物質の熱伝導率と同程度の値であったが、ミラーとの間に介在する物質の熱伝導率が温度調整部材１０１の熱伝導率より非常に大きくてもよい。但し、この場合には、図９に示す変形例のように、分割ブロック１０１ｄによってミラーの温度を局所的に制御する場合には、分割ブロック１０１ｄの昇降方向は上述した昇降方向とは逆方向になる。すなわち、ミラーの温度を局所的に低下させる場合、分割ブロック１０１ｄをミラーから離間する方向に移動させる。一方、分割ブロック１０１ｄによってミラーの温度を局所的に上昇させる場合には、分割ブロック１０１ｄをミラーに近接する方向に移動させる。

このように、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、実施形態の組み合わせ、及び運用技術等は、全て本発明の範疇に含まれる。

１ 露光装置
３４ 曲面ミラー
３４ａ，３５ａ 保持部
３４ｂ，３５ｂ 反射面
３４ｃ，３５ｃ 裏面
３４ｄ，１０１ａ 凹部
３４ｅ，１０１ｂ 底面
３４ｆ，１０１ｃ 貯留部
３５ 凹面ミラー
１００，２００ ミラー温調装置
１０１ 温度調整部材
１０１ｄ 分割ブロック
１０１ｅ 凸部
１０２ 冷媒管
１０３ 冷却ジャケット
１０４ ペルチェ素子
１０５ 駆動機構
１０６ 液体金属
ＩＬＳ 照明光学系
ＰＯ 投影光学系

Claims (16)

1. 光を反射するミラーに対して所定間隔離して配置され、前記ミラーとの間に介在する流体の温度を調整する温度調整機構と、
   前記ミラーに近接する方向又は前記ミラーから離間する方向に前記温度調整機構を移動する駆動機構と、
   を備えることを特徴とするミラー温調装置。
2. 前記温度調整機構は、前記ミラーの反射面とは反対側の裏面に対向する対向面を有し、前記駆動機構は、前記ミラーの裏面に近接する方向又は前記ミラーの裏面から離間する方向に前記対向面を移動することを特徴とする請求項１に記載のミラー温調装置。
3. 前記対向面は、複数の分割対向面に分割され、前記駆動機構は、前記複数の分割対向面のうちの少なくとも１つの分割対向面を前記裏面に近接する方向又は前記裏面から離間する方向に移動する分割駆動機構を備えることを特徴とする請求項２に記載のミラー温調装置。
4. 前記対向面は、該対向面の一部が前記ミラーの裏面方向に突出する凸部を備えることを特徴とする請求項２に記載のミラー温調装置。
5. 前記温度調整機構は、前記流体を保持する流体保持部を有することを特徴とする請求項２〜４のうち、いずれか１つに記載のミラー温調装置。
6. 前記温度調整機構は、前記対向面を底面とする凹部を有する温度調整部材を備え、前記凹部は、前記流体保持部として機能することを特徴とする請求項５に記載のミラー温調装置。
7. 前記駆動機構は、前記裏面から離間する方向に前記凹部を移動し、前記ミラーと前記流体とを分離させることを特徴とする請求項６に記載のミラー温調装置。
8. 前記ミラーは、前記流体を保持する流体保持部を有することを特徴とする請求項２〜４のうち、いずれか１つの記載のミラー温調装置。
9. 前記流体保持部は、前記ミラーの裏面に形成された凹部であることを特徴とする請求項８に記載のミラー温調装置。
10. 前記流体保持部は、前記温度調整機構が前記ミラーに近接する方向に移動することに伴い前記温度調整機構と前記ミラーとの間から押し出される流体を貯留する貯留部を備えることを特徴とする請求項５〜９のうち、いずれか１つに記載のミラー温調装置。
11. 前記流体は、液体金属であることを特徴とする請求項１〜１０のうち、いずれか１つに記載のミラー温調装置。
12. 前記温度調整機構は、前記流体を冷却する冷却調整機構であることを特徴とする請求項１〜１１のうち、いずれか１つに記載のミラー温調装置。
13. 複数のミラーと、
    前記複数のミラーのうちの少なくとも１つのミラーに設けられ、該少なくとも１つのミラーの温度を調整するミラー温調装置と、
    を備え、
    前記ミラー温調装置は、
    前記ミラーに対して所定間隔離して配置され、前記ミラーとの間に介在する流体の温度を調整する温度調整機構と、
    前記ミラーに近接する方向又は前記ミラーから離間する方向に前記温度調整機構を移動する駆動機構と、
    を備えることを特徴とする光学系。
14. 複数のミラーと、
    前記複数のミラーのうちの少なくとも１つのミラーに設けられる請求項１〜１２のうち、いずれか１つに記載のミラー温調装置と、
    を備えることを特徴とする光学系。
15. 極端紫外光を照射する極端紫外光光源と、
    前記極端紫外光光源が照射した極端紫外光を被照射面に導く複数のミラーと、
    前記複数のミラーのうちの少なくとも１つのミラーに設けられ、該少なくとも１つのミラーの温度を調整するミラー温調装置と、
    を備え、
    前記ミラー温調装置は、
    前記ミラーに対して所定間隔離して配置され、前記ミラーとの間に介在する流体の温度を調整する温度調整機構と、
    前記ミラーに近接する方向又は前記ミラーから離間する方向に前記温度調整機構を移動する駆動機構と、
    を備えることを特徴とする露光装置。
16. パターンが形成されたマスクに露光光を照射する第１光学系と、前記パターンを介した前記露光光で基板を露光する第２光学系と、を備える露光装置において、
    前記第１光学系と前記第２光学系との少なくとも一方は、少なくとも１つのミラーと、該少なくとも１つのミラーに設けられる請求項１〜１２のうち、いずれか１つに記載のミラー温調装置と、を備えることを特徴とする露光装置。