(57)【要約】【課題】ミラーに振動を伝えることなくミラーを裏面側から効率的に変形及び／又は冷却できる装置を提供する。【解決手段】ミラー装置は、ミラーＭ１の裏面に隔壁部３５ｄによって区分けされた複数の穴部３５ｃと、複数の穴部３５ｃの底面にそれぞれ固定された複数の薄膜圧電素子４１と、穴部３５ｃに差し込まれる複数の突部３６ａを有する放射温調板３６と、ミラーＭ１を変形させるために、その複数の薄膜圧電素子４１に加える電圧を個別に制御するミラー制御系４０とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形可能なミラーであって、
前記ミラーの裏面を複数の領域に区分けする隔壁と、
前記隔壁によって区分けされた前記複数の領域のそれぞれに固定された薄膜状の複数の圧電素子と、
を備える変形可能なミラー。
【請求項２】
前記複数の圧電素子に加える電圧を個別に制御する制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の変形可能なミラー。
【請求項３】
前記圧電素子は、前記領域上に積層された多層膜であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変形可能なミラー。
【請求項４】
前記圧電素子は、前記領域の中心部から前記圧電素子の厚さ方向と直交する方向に伸縮することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の変形可能なミラー。
【請求項５】
前記複数の領域及び前記隔壁によって囲まれた空間内に、前記領域及び隔壁と非接触に差し込まれる複数の突部を含む熱交換体を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の変形可能なミラー。
【請求項６】
前記ミラーの裏面に、複数の穴を形成することによって前記隔壁が画成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の変形可能なミラー。
【請求項７】
前記ミラーの反射面が曲面であり、該反射面とそれに対向する前記穴の底面とがほぼ平行であることを特徴とする請求項６に記載の変更可能なミラー。
【請求項８】
ミラーを有するミラー装置であって、
前記ミラーの裏面を複数の領域に区分けする隔壁と、
前記隔壁によって区分けされた前記複数の領域のそれぞれに固定された薄膜状の複数の圧電素子と、
前記ミラーを変形させるために、前記複数の圧電素子に加える電圧を個別に制御する制御部と、
を備えるミラー装置。
【請求項９】
前記圧電素子は、前記領域上に積層された多層膜であることを特徴とする請求項８に記載のミラー装置。
【請求項１０】
前記圧電素子は、前記領域の中心部から前記圧電素子の厚さと直交する方向に伸縮することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のミラー装置。
【請求項１１】
前記複数の領域及び前記隔壁によって囲まれた空間内に、前記領域及び隔壁と非接触に配置される複数の突部を含む熱交換体を備えることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のミラー装置。
【請求項１２】
ミラーを有するミラー装置であって、
前記ミラーの裏面を複数の領域に区分けする隔壁と、
前記隔壁によって区分けされた前記複数の領域及び前記隔壁によって囲まれた空間内に、該領域及び隔壁と非接触で配置される複数の突部を含む熱交換体と、
前記熱交換体を冷却する冷却機構と、
を備えるミラー装置。
【請求項１３】
前記冷却機構は、前記熱交換体を冷却する吸熱素子と、該吸熱素子の周囲に冷媒を供給する冷媒供給装置とを含むことを特徴とする請求項１２に記載のミラー装置。
【請求項１４】
前記複数の領域にそれぞれ固定された薄膜状の複数の圧電素子と、
前記ミラーを変形させるために、前記複数の圧電素子に加える電圧を個別に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のミラー装置。
【請求項１５】
露光光でパターンを照明し、前記パターンを介した露光光で基板を露光する露光装置であって、
前記パターンを介した露光光を基板に投影する投影光学系を備え、
前記投影光学系は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のミラーを有する露光装置。
【請求項１６】
露光光でパターンを照明し、前記パターンを介した露光光で基板を露光する露光装置であって、
前記パターンを介した露光光を基板に投影する投影光学系を備え、
前記投影光学系は、請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載のミラー装置を有する露光装置。
【請求項１７】
露光光でパターンを照明し、前記パターンを介した露光光で基板を露光する露光装置であって、
前記パターンを介した露光光を前記基板に投影する投影光学系を備え、
前記投影光学系は、請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載のミラー装置を有する露光装置。
【請求項１８】
前記熱交換体及び前記冷却機構と、前記ミラーとが独立して支持されていることを特徴とする請求項１７に記載の露光装置。
【請求項１９】
露光光がＥＵＶ光であり、前記ミラーが真空雰囲気中に配置されていることを特徴とする請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２０】
請求項１５から請求項１９のいずれか一項に記載の露光装置を用いて感光性基板を露光することと、
前記露光された感光性基板を処理することと、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変形可能なミラー、ミラー装置、並びにそのミラー装置を用いる露光技術及びデバイス製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイス等を製造する際に、レチクル（又はフォトマスク等）に形成されたパターンをレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に転写露光するために露光装置が使用されている。最近では、解像度をより高めるために、露光光として波長が例えば１００ｎｍ程度以下の極端紫外光（Extreme Ultraviolet Light:以下、ＥＵＶ光という）を用いる露光装置（以下、ＥＵＶ露光装置という。）も開発されている。このＥＵＶ露光装置では、照明光学系及び投影光学系は全てミラー（反射光学部材）によって構成され、レチクルもまた反射型レチクルが使用される。さらに、気体による露光光の吸収を避けるために、照明光学系及び投影光学系を含む機構は真空チャンバ内に配置されている。
【０００３】
ＥＵＶ露光装置で使用されるミラーは、ウエハ上に転写されるパターンの像を調整するために、全体的な形状や、局所的な形状を変化させるために、ミラーの裏面に複数のアクチュエータを用いたミラー変形機構が配置されている。このアクチュエータとして、ボイスコイルモータや、自動制御された止めネジが用いられる（例えば、特許文献１参照）。
また、ＥＵＶ露光装置で使用されるミラーは、対流による除熱が行われない真空環境下にあるため、冷媒等を介した冷却を行う必要がある。ただし、冷却機構がミラーに直接接触すると、配管の振動等によってミラーが振動して像振動が誘起される恐れがある。そこで、ミラーの裏面に複数の溝を設け、これらの溝にそれぞれ熱伝導率の高いバネ状部材を介して電子冷却素子を対向させて配置したミラー冷却装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−４１４６号公報
【特許文献２】特開２００４−３９８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のミラー変形機構は、ボイスコイルモータや止めネジ等を利用したアクチュエータを使用しているため、かなり大型の機構であった。そのため、変形可能なミラーの大きさに対して所定数のミラー変形機構しか配置することができなかった。
また、従来の遠紫外域の露光光を用いる露光装置のミラーに比べて、ＥＵＶ露光装置のミラーに要求される面精度は極めて高い。そのため、ミラー搭載時及び露光中のミラーの面変形を微細に補正する必要がある。しかし、従来のミラー変形機構が大型の機構であったため、ミラーの裏面に所定数よりも多い数のミラー変形機構を配置することができず、ミラーの面形状を微細に補正することが困難であった。
また、冷却装置は、主にミラー裏面からバネ状部材を介して伝導によって排熱していたため、排熱効率を高めるためにはバネ状部材の数を増す必要があった。しかし、バネ状部材は、所定の剛性をもっているため、バネ状部材を増やすことによって冷却機構の振動がミラーに伝わる恐れがあった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑み、従来に比べて、ミラーの面形状を微細に補正できる変形可能なミラー、及びミラー装置を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、ミラーに振動を伝えることなく、ミラーを裏面側から効率的に冷却できるミラー装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、変形可能なミラーであって、そのミラーの裏面を複数の領域に区分けする隔壁と、その隔壁によって区分けされたその複数の領域のそれぞれに固定された薄膜状の複数の圧電素子と、を備えるミラーが提供される。
本発明の第２の態様（本発明の第１のミラー装置）に従えば、ミラーを有するミラー装置であって、ミラーの裏面を複数の領域に区分けする隔壁と、その隔壁によって区分けされたその複数の領域のそれぞれに固定された薄膜状の複数の圧電素子と、そのミラーを変形させるために、その複数の圧電素子に加える電圧を個別に制御する制御部と、を備えるミラー装置が提供されるものである。
【０００７】
本発明の第３の態様（本発明の第２のミラー装置）に従えば、ミラーを有するミラー装置であって、ミラーの裏面を複数の領域に区分けする隔壁と、その隔壁によって区分けされたその複数の領域及びその隔壁によって囲まれた空間内に、該領域及び隔壁と非接触で配置される複数の突部を含む熱交換体と、その熱交換体を冷却する冷却機構と、を備えるミラー装置が提供される。
本発明の第４の態様に従えば、露光光でパターンを照明し、そのパターンを介した露光光で基板を露光する露光装置であって、前記パターンを介した露光光を基板に投影する投影光学系を備え、該投影光学系が本発明のミラーを備える露光装置が提供される。
【０００８】
本発明の第５の態様に従えば、露光光でパターンを照明し、そのパターンを介した露光光で基板を露光する露光装置であって、その投影光学系は、前記パターンを介した露光光を基板に投影する投影光学系を備え、投影光学系が本発明の第１のミラー装置を有する露光装置が提供される。
本発明の第６の態様に従えば、露光光でパターンを照明し、前記パターンを介した露光光で基板を露光する露光装置であって、前記パターンを介した露光光を前記基板に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系は、本発明の第２のミラー装置を有する露光装置が提供される。
本発明の第７の態様に従えば本発明の露光装置を用いて感光性基板を露光することと、その露光された感光性基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ミラーの裏面の複数の領域に薄膜状の圧電素子を設けることで、従来のミラー変形機構に比べて、ミラーの面形状を微細に補正することができる。
また、本発明によれば、隔壁と、隔壁によって仕分けされた領域とで囲まれた空間内に熱交換体の突部を配置することで、放射によって効率的にミラーを冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の一例の露光装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】（Ａ）は図１中のミラーＭ１の裏面を示す図、（Ｂ）は図２（Ａ）のIIB−IIB線に沿う断面図である。
【図３】（Ａ）は薄膜圧電素子４１の厚さが収縮する状態を示す拡大図、（Ｂ）は図３（Ａ）の場合に穴部に作用する応力を示す図、（Ｃ）は薄膜圧電素子４１が伸張する状態を示す拡大図、（Ｄ）は図３（Ｃ）の場合に穴部に作用する応力を示す図である。
【図４】（Ａ）は図１中のミラーＭ１の裏面の穴部に放射温調板３６の突部を差し込んだ状態を示す断面図、（Ｂ）は図４（Ａ）のIVB−IVB線に沿う断面図である。
【図５】ミラー裏面の変形例の要部を示す図である。
【図６】デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態の一例につき図１〜図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態の露光光ＥＬ（照明光）として波長が１００ｎｍ以下で、例えば３〜５０ｎｍ程度の範囲内の１１ｎｍ又は１３ｎｍ等のＥＵＶ光（Extreme Ultraviolet Light）を用いる露光装置（ＥＵＶ露光装置）１００の全体構成を概略的に示す断面図である。図１において、露光装置１００は、露光光ＥＬを発生するレーザプラズマ光源１０と、露光光ＥＬでレチクルＲ（マスク）を照明する照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲを保持して移動するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲのパターン面（レチクル面）に形成されたパターンの像を、レジスト（感光材料）が塗布されたウエハＷ（感光性基板）上に投影する投影光学系ＰＯとを備えている。さらに、露光装置１００は、ウエハＷを保持して移動するウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータを含む主制御系３１等とを備えている。
【００１２】
本実施形態では、露光光ＥＬとしてＥＵＶ光が使用されているため、照明光学系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＯは、特定のフィルタ等（不図示）を除いて複数のミラー（反射光学部材）より構成され、レチクルＲも反射型である。これらのミラーの反射面及びレチクル面には、ＥＵＶ光を反射する多層の反射膜が形成されている。レチクル面上の反射膜上には、吸収層によって回路パターンが形成されている。また、露光光ＥＬの気体による吸収を防止するため、露光装置１００はほぼ全体として箱状の真空チャンバ１内に収容され、真空チャンバ１内の空間を排気管３２Ａａ，３２Ｂａ等を介して真空排気するための大型の真空ポンプ３２Ａ，３２Ｂ等が備えられている。さらに、真空チャンバ１内で露光光ＥＬの光路上の真空度をより高めるために複数のサブチャンバ（不図示）も設けられている。一例として、真空チャンバ１内の気圧は１０-5Ｐａ程度、真空チャンバ１内で投影光学系ＰＯを収納するサブチャンバ（不図示）内の気圧は１０-5〜１０-6Ｐａ程度である。
【００１３】
以下、図１において、ウエハステージＷＳＴが載置される面（真空チャンバ１の底面）の法線方向にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に垂直な方向にＸ軸を、図１の紙面に平行な方向にＹ軸を取って説明する。本実施形態では、レチクル面上での露光光ＥＬの照明領域２７Ｒは、Ｘ方向に細長い円弧状であり、露光時にレチクルＲ及びウエハＷは投影光学系ＰＯに対してＹ方向（走査方向）に同期して走査される。
【００１４】
先ず、レーザプラズマ光源１０は、高出力のレーザ光源（不図示）と、このレーザ光源から真空チャンバ１の窓部材１５を介して供給されるレーザ光を集光する集光レンズ１２と、キセノン又はクリプトン等のターゲットガスを噴出するノズル１４と、回転楕円面状の反射面を持つ集光ミラー１３とを備えた、ガスジェットクラスタ方式の光源である。レーザプラズマ光源１０から放射された露光光ＥＬは、集光ミラー１３の第２焦点に集光する。その第２焦点に集光した露光光ＥＬは、凹面ミラー２１を介してほぼ平行光束となり、露光光ＥＬの照度分布を均一化するための一対のフライアイ光学系２２及び２３からなるオプティカル・インテグレータに導かれる。フライアイ光学系２２及び２３のより具体的な構成及び作用については、例えば米国特許第６，４５２，６６１号明細書に開示されており、指定国または選択国の法令が許す範囲において米国特許第６，４５２，６６１号の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【００１５】
図１において、フライアイ光学系２３の反射面の近傍の面は、照明光学系ＩＬＳの瞳面であり、この瞳面又はこの近傍の位置に開口絞りＡＳが配置されている。開口絞りＡＳは、種々の形状の開口を有する複数の開口絞りを代表的に表している。主制御系３１の制御のもとで、開口絞りＡＳを交換することによって、照明条件を通常照明、輪帯照明、２極照明、又は４極照明等に切り換えることができる。
【００１６】
開口絞りＡＳを通過した露光光ＥＬは、一度集光した後に曲面ミラー２４に入射し、曲面ミラー２４で反射された露光光ＥＬは、凹面ミラー２５で反射された後、ブラインド板２６Ａの円弧状のエッジ部で−Ｙ方向の端部が遮光された後、レチクルＲのパターン面の円弧状の照明領域２７Ｒを下方から斜めに均一な照度分布で照明する。曲面ミラー２４と凹面ミラー２５とからコンデンサ光学系が構成されている。コンデンサ光学系によって、第２フライアイ光学系２３を構成する多数の反射ミラー要素からの光がレチクル面の照明領域２７Ｒを重畳的に照明する。なお、図１の例では、曲面ミラー２４は凸面ミラーであるが、曲面ミラー２４を凹面ミラーより構成し、その分だけ凹面ミラー２５の曲率を小さくするようにしてもよい。凹面ミラー２１、フライアイ光学系２２，２３、開口絞りＡＳ、曲面ミラー２４、及び凹面ミラー２５を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。なお、照明光学系ＩＬＳの構成は任意であり、例えば露光光ＥＬのレチクル面に対する入射角をさらに小さくするために、例えば凹面ミラー２５とレチクルＲとの間にミラーを配置してもよい。
【００１７】
レチクルＲの照明領域２７Ｒで反射した露光光ＥＬは、ブラインド板２６Ｂの円弧状のエッジ部で＋Ｙ方向の端部が遮光された後、投影光学系ＰＯに入射する。投影光学系ＰＯを通過した露光光ＥＬは、ウエハＷ上の露光領域（照明領域２７Ｒと共役な領域）２７Ｗに投影される。なお、ブラインド板２６Ａ，２６Ｂは、例えば照明光学系ＩＬＳ内のレチクル面との共役面の近傍に配置してもよい。
【００１８】
次に、レチクルＲは、レチクルステージＲＳＴの底面に静電チャックＲＨを介して吸着保持されている。レチクルステージＲＳＴは、レーザ干渉計（不図示）の計測値及び主制御系３１の制御情報に基づいて、真空チャンバ１の外面のＸＹ平面に平行なガイド面に沿って、例えば磁気浮上型２次元リニアアクチュエータよりなる駆動系（不図示）によってＹ方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Ｘ方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）等にも微小量駆動される。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８が設けられ、パーティション８内は不図示の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。
【００１９】
レチクルＲのパターン面側には、レチクル面に対して例えば斜めに計測光を照射して、レチクル面のＺ方向の位置（Ｚ位置）を計測する光学式のレチクルオートフォーカス系（不図示）が配置されている。主制御系３１は、走査露光中にレチクルオートフォーカス系の計測値に基づいて、例えばレチクルステージＲＳＴ内のＺ駆動機構（不図示）を用いてレチクルＲのＺ位置を許容範囲内に設定する。
【００２０】
投影光学系ＰＯは、一例として、６枚のミラーＭ１〜Ｍ６を不図示の鏡筒で保持することによって構成され、物体（レチクルＲ）側に非テレセントリックで、像（ウエハＷ）側にテレセントリックの反射系であり、投影倍率は１／４倍等の縮小倍率である。レチクルＲの照明領域２７Ｒで反射された露光光ＥＬが、投影光学系ＰＯを介してウエハＷ上の露光領域２７Ｗに、レチクルＲのパターンの一部の縮小像を形成する。各ミラーは後述するようにそれらの駆動系などを含むミラー装置７０、７０’を構成する。
【００２１】
投影光学系ＰＯにおいて、レチクルＲからの露光光ＥＬは、ミラー装置７０のミラーＭ１で上方（＋Ｚ方向）に反射され、続いてミラーＭ２で下方に反射された後、ミラーＭ３で上方に反射され、ミラーＭ４で下方に反射される。次にミラーＭ５で上方に反射された露光光ＥＬは、ミラーＭ６で下方に反射されて、ウエハＷ上にレチクルＲのパターンの一部の像を形成する。一例として、ミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ６は凹面鏡であり、他のミラーＭ５は凸面鏡である。
【００２２】
一方、ウエハＷは、静電チャック（不図示）を介してウエハステージＷＳＴ上に吸着保持されている。ウエハステージＷＳＴは、ＸＹ平面に沿って配置されたガイド面上に配置されている。ウエハステージＷＳＴは、レーザ干渉計（不図示）の計測値及び主制御系３１の制御情報に基づいて、例えば磁気浮上型２次元リニアアクチュエータよりなる駆動系（不図示）によってＸ方向及びＹ方向に所定ストロ−クで駆動され、必要に応じてθｚ方向等にも駆動される。
【００２３】
ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの近傍には、例えばレチクルＲのアライメントマークの像を検出する空間像計測系２９が設置され、空間像計測系２９の検出結果が主制御系３１に供給されている。主制御系３１は、空間像計測系２９の検出結果から投影光学系ＰＯの光学特性（諸収差、あるいは波面収差等）を求めることができ、一例としてその光学特性が所定の許容範囲内に維持されるように、ミラーＭ１等の反射面の形状（面形状）をアクティブに制御する（詳細後述）。なお、投影光学系ＰＯの光学特性は、テストパターンを用いたテスト露光、すなわち、テストプリント等で求めることも可能である。さらに、露光光ＥＬの照射熱によるミラーＭ１等の面形状の変形は予測できるため、露光中の面形状の変形を相殺するようにミラーＭ１等の面形状をアクティブに制御することも可能である。
【００２４】
露光の際には、ウエハ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に悪影響を与えないように、ウエハＷはパーティション７の内部に配置される。パーティション７には露光光ＥＬを通過させる開口が形成され、パーティション７内の空間は、真空ポンプ（不図示）により真空排気されている。
ウエハＷ上の１つのショット領域（ダイ）を露光するときには、露光光ＥＬが照明光学系ＩＬＳによりレチクルＲの照明領域２７Ｒに照射され、レチクルＲとウエハＷとは投影光学系ＰＯに対して投影光学系ＰＯの縮小倍率に従った所定の速度比でＹ方向に同期して移動する（同期走査）。このようにして、レチクルパターンはウエハＷ上の一つのショット領域に露光される。その後、ウエハステージＷＳＴを駆動してウエハＷをステップ移動した後、ウエハＷ上の次のショット領域に対してレチクルＲのパターンが走査露光される。このようにステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の複数のショット領域に対して順次レチクルＲのパターンの像が露光される。
【００２５】
次に、本実施形態の投影光学系ＰＯのミラーＭ１〜Ｍ６の面形状のアクティブな制御及び冷却を行うための機構につき説明する。以下ではミラーＭ１に関する機構(ミラー装置)につき説明するが、他のミラーＭ２〜Ｍ６についても同様の機構（不図示）を設けてもよい。
図１において、ミラーＭ１は、例えば石英よりなる円板状のミラー本体３５の表面を所定の凹の非球面に高精度に加工した後、その表面（連続面）にモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との多層膜を形成して反射面としたものである。なお、その多層膜は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）等の物質と、Ｓｉ、ベリリウム（Ｂｅ）、４ホウ化炭素（Ｂ4Ｃ）等の物質とを組み合わせた多層膜でもよい。また、ミラーの面精度は波面精度に約２倍で寄与するため、その反射面の面精度の許容誤差は例えば０．１ｎｍＲＭＳ程度である。また、ミラーＭ１の裏面は多数の穴部が形成されたハニカム構造とされ、各穴部にそれぞれミラーＭ１の反射面を変形させる素子が設けられている（詳細後述）。
【００２６】
主制御系３１には、ミラーＭ１の変形及び冷却の制御を行うミラー駆動系４０が接続されている。さらに、ミラーＭ１の裏面には、ミラーＭ１から放射（輻射）される熱を受け取る放射温調板３６が非接触状態で近接して配置され、放射温調板３６の裏面に放射温調板３６を冷却するペルチェ素子等の電子冷却素子３７が密着して配置されている。また、電子冷却素子３７に密着するように、内部に冷却された液体（冷媒）が供給される配管３８が配置され、配管３８に冷媒を供給して回収する冷媒供給装置３９が真空チャンバ１の外部に設置されている。この場合、ミラーＭ１は投影光学系ＰＯの鏡筒（図４参照）にホルダ（図４参照）を介して例えば３点支持で保持され、放射温調板３６及び電子冷却素子３７は、例えばその鏡筒の側面に設けられた開口を通して差し込まれたフレーム（図４参照）によって支持されている。すなわち、ミラーＭ１と、放射温調板３６及び電子冷却素子３７とは互いに独立に支持されている。さらに、冷媒供給装置３９の動作は主制御系３１によって制御される。また、配管３８は、冷媒を供給する供給用配管３８Ａと、冷媒を回収する回収用配管３８Ｂとに分かれている（図４（Ｂ）参照）。この場合、冷媒によって排熱される電子冷却素子３７とミラーＭ１とが直接接触していないため、配管３８の振動がミラーＭ１に伝わることがない。
【００２７】
図２（Ａ）は、図１のミラーＭ１の裏面のハニカム構造を示す図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のIIB−IIB線に沿う断面図である。図２（Ａ）に示したミラー装置７０において、ミラーＭ１を構成するミラー本体３５のほぼ円形の裏面３５ｂには、ほぼ直交する２軸に沿った第ｉ列（この例ではｉ＝１〜６）で第ｊ行（この例ではｊ＝１〜９）の多数の位置P(i,j)に、隔壁部３５ｄを隔ててそれぞれ断面形状（ミラーＭ１の光軸Ｏと直交する面の形状）が三角形の所定の深さの穴部３５ｃが形成されている。穴部３５ｃの底面はそれぞれその上の反射面３５ａにほぼ平行な平面である。すなわち、穴部３５ｃの底面もそれに対向する反射面３５ａの部分と同様の曲率または傾斜（ミラーの光軸に対する傾斜）を有する。なお、裏面３５ｂの外周近傍の位置P(1,1)、P(2,1)等の穴部３５ｃの形状は二等辺三角形状であり、それ以外の位置P(1,2)、P(6,4)等の穴部３５ｃの形状は正三角形状である。
【００２８】
このようにミラーＭ１の裏面をハニカム構造とすることによって、ミラーＭ１の軽量化及び高剛性化を図ることができる。さらに、ミラーＭ１の固有振動数が高くなるため、共振による振動が抑制されて防振性能が向上する。なお、穴部３５ｃの形状は、剛性が高く、かつ小さい間隔で配置できる形状であれば任意の形状（例えばほぼ正六角形、正方形等でもよい）でよく、位置P(i,j)によって穴部３５ｃの形状が異なってもよい。また、穴部３５ｃは、ミラーＭ１の裏面の全面に設ける必要は必ずしもなく、例えば変形及び／又は冷却の制御が必要な領域のみに設けるだけでもよい。
【００２９】
さらに、図２（Ｂ）に示すように、それぞれの穴部３５ｃの深さは、その上の反射面３５ａ（表面）までの間隔が位置P(i,j)によらずにほぼ一定になるように設定されている。即ち、各穴部３５ｃの中心において、ミラー本体３５の裏面３５ｂから反射面３５ａまでの高さをｔ、穴部３５ｃの中心の深さをｕとすると、その差分（ｔ−ｕ）はほぼ一定である。このようにミラーＭ１の反射面側の厚さを一定にしておくことで、露光光の照射熱に起因する反射面の位置による温度勾配が小さくなり、後述の熱交換後のミラーＭ１の温度分布の均一性も向上し、ミラーＭ１の複雑な熱変形が抑制される。また、ミラーＭ１の反射面側の厚さを一定にしておくことで、後述のように穴部３５ｃに加える応力による反射面の変形量の差が小さくなるので、面形状の制御が容易である。
【００３０】
また、ミラーＭ１の裏面のハニカム構造の多数の穴部３５ｃの底面には、それぞれほぼ穴部３５ｃと相似の形状で僅かに小さい薄膜圧電素子４１が固定されている。薄膜圧電素子４１は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの大きい圧電性を有する誘電体の薄膜を、穴部３５ｃの底面上に所定層積み重ねたものである。なお、図２（Ａ）では、ミラーＭ１の全部の穴部３５ｃにそれぞれ薄膜圧電素子４１が固定されているが、一部の必要な穴部３５ｃ（例えば露光光が多く照射される領域の裏面側の穴部）のみに薄膜圧電素子４１を固定してもよい。さらに、薄膜圧電素子４１の形状は、必ずしも穴部３５ｃと相似形である必要はなく、薄膜圧電素子４１は例えば円形又は正方形等でもよい。
【００３１】
また、薄膜圧電素子４１はそれぞれ１対のリード線４２を介してミラー駆動系４０に接続され、ミラー駆動系４０は、各薄膜圧電素子４１に対して個別に可変の電圧を印加してミラーＭ１の反射面３５ａと垂直な方向に伸縮させることによって、その上の反射面３５ａに応力を与える。例えば、図３（Ａ）に示すように、薄膜圧電素子４１の厚さを中間の状態（電圧を印加しない状態）４１Ｎに対して収縮させることによって、図３（Ｂ）の矢印Ａ１１で示すように、穴部３５ｃに対して中心から外側（薄膜の厚さと直交する方向）に向かう応力を与えることができる。これに応じて、図３（Ａ）に点線の曲面Ｂ１１で示すように、その上の反射面３５ａは例えば僅かに薄く（反射面の曲率半径が大きく）なるように変化する。
【００３２】
一方、図３（Ｃ）に示すように、薄膜圧電素子４１をその厚さ方向に中間の状態４１Ｎに対して伸張させることによって、図３（Ｄ）の矢印Ａ１２で示すように、反射面３５ａに穴部３５ｃの外側から中心に向かう応力を与えることができる。これに応じて、図３（Ｃ）に点線の曲面Ｂ１２で示すように、その上の反射面３５ａは例えば僅かに厚く（反射面の曲率半径が小さく）なるように変化する。
さらに、一例として予め各薄膜圧電素子４１の電圧（穴部３５ｃでの応力）とその上の反射面３５ａの凹凸の変化量（応力）との関係が求めてあり、この関係がミラー駆動系４０の記憶部に記憶されている。そして、主制御系３１からミラー駆動系４０に対してミラーＭ１の反射面３５ａの目標とする形状（凹凸分布）の情報が供給されると、ミラー駆動系４０の電圧供給部ではその目標とする形状に基づいて、ミラーＭ１の裏面の各薄膜圧電素子４１の電圧を求め、この求めた電圧を各薄膜圧電素子４１に印加する。このようなアクティブな変形制御によって、ミラーＭ１の反射面３５ａの形状を容易に目標とする形状に設定できる。このような構造において、複数の穴部３５ｃを画成している隔壁部３５ｄは、穴部３５ｃ（及びそこに収容された薄膜圧電素子４１）に対応する反射面３５ａの領域の変形がそれに隣接する穴部３５ｃ（及びそこに収容された薄膜圧電素子４１）に対応する反射面３５ａの領域の変形に影響（クロストーク）を及ぼすことを抑制していると考えられる。
【００３３】
次に、ミラー装置７０の別の実施形態を説明する。図４（Ａ）は、図１のミラーＭ１の裏面に実際の使用時と同様に放射温調板３６の多数の突部が差し込まれた状態を示す断面図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のIVB−IVB線に沿う断面図である。図４（Ａ）に示したミラー装置７０’において、ミラーＭ１（ミラー本体３５）の裏面３５ｂの各位置P(i,j)に形成された多数の穴部３５ｃ（穴部３５ｃの底面と隔壁部３５ｄとで囲まれた空間）には、それぞれ穴部３５ｃとほぼ相似形で僅かに小さい断面形状の突部３６ａが差し込まれている。すなわち、突部３６ａは隔壁部３５ｄと間隔を隔てて位置しており、隔壁部３５ｄとは接触していない。なお、突部３６ａの断面形状は、必ずしも穴部３５ｃとほぼ相似形である必要はなく、要は突部３６ａの側面と穴部３５ｃの内面（隔壁部３５ｄの表面）とがほぼ全面で近接している形状であればよい。
【００３４】
また、図４（Ｂ）に示すように、多数の突部３６ａは円板状のベース部３６ｂに一体的に固定され、ミラーＭ１の裏面３５ｂに対して近接して配置されたベース部３６ｂと多数の突部３６ａとから放射温調板３６が構成されている。ベース部３６ｂは、フレーム９４により支持されている。ミラーＭ１はホルダ９２を介して鏡筒９０により支持されており、フレーム９４は鏡筒９０と接触していない。放射温調板３６は、熱伝導率の高い材料である例えばアルミニウム合金から形成され、放射温調板３６のうちでミラーＭ１と対向する面であるベース部３６ｂのミラーＭ１側の面及び多数の突部３６ａの表面には、アルミナなどの高放射率のコーティング膜が施されている。このため、露光光によるミラーＭ１の照射熱は、放射による熱交換によって効率的に放射温調板３６の突部３６ａ及びベース部３６ｂに伝導する。なお、放射効率を高めるために、ミラーＭ１の裏面及び放射温調板３６の対向する面（突部３６ａの表面等）にセラミックスをコーティングしてもよい。
【００３５】
この場合、穴部３５ｃの中心の深さｕは、それぞれ対応する反射面３５ａの裏面３５ｂに対する高さｔの１／２以上であることが好ましい。これによって、ミラーＭ１の放射による冷却効率を高めることができる。さらに、放射温調板３６の各突部３６ａの穴部３５ｃと対向する部分の高さｈ（深さ）は、突部３６ａが穴部３５ｃ及び薄膜圧電素子４１に接触しない範囲でできるだけ大きくすることが好ましい。なお、各突部３６ａの高さｈを、平均的にできるだけ大きくするとともに、露光中の照射熱によるミラーＭ１の温度分布ができるだけ均一になるように個別に最適化してもよい。
【００３６】
本実施形態では、ミラーＭ１の裏面の多数の穴部３５ｃの底面には薄膜圧電素子４１が固定されているため、放射温調板３６のベース部３６ｂには、薄膜圧電素子４１のリード線４２を通すための複数の開口３６ｃが形成されている。さらに、放射温調板３６の裏面には電子冷却素子３７が密着して配置され、放射温調板３６には温度センサ４３が固定され、温度センサ４３の計測信号がミラー駆動系４０に供給されている。ミラー駆動系４０内の温度制御部は、温度センサ４３の計測信号から放射温調板３６の温度を求め、この温度が設定範囲内になるように、電子冷却素子３７を介して放射温調板３６を冷却する。
【００３７】
ミラー装置７０’の構造では、ミラーＭ１の穴部３５ｃには薄膜圧電素子４１が設けられているため、穴部３５ｃの底面から放射温調板３６の突部３６ａに対する放射は或る程度妨げられる。しかしながら、穴部３５ｃの側面である隔壁部３５ｄと放射温調板３６との間には遮るものが無く、良好に放射による熱交換を行うことができる。即ち、ミラーＭ１に対する露光光の照射熱は、図４（Ｂ）の矢印Ｃ１及びＣ２等に示すように、隔壁部３５ｄ（側面）及び裏面３５ｂから放射温調板３６の突部３６ａ及びベース部３６ｂに流れるため、ミラーＭ１の温度上昇が抑制される。さらに、放射温調板３６を冷却する電子冷却素子３７の裏面で発生する熱は、配管３８Ａ，３８Ｂ内を流れる冷媒によって外部に排出される。
【００３８】
この場合、ミラーＭ１の裏面の穴部３５ｃが多数あるほど、穴部３５ｃの側面（隔壁部３５ｄ）の表面積が大きくなり、放射による熱交換の効率を著しく向上させることができる。また、ミラーＭ１の反射面３５ａから裏面３５ｂまでの距離に対して、穴部３５ｃの側面から放射温調板３６の突部３６ａの表面までの距離の方が短いため、ミラーＭ１内の熱の流れで生じる温度勾配は小さくなり、排熱量を増やす効果と排熱距離を減らす効果とで、ミラーＭ１の温度上昇がさらに抑制される。さらに、放射温調板３６及び電子冷却素子３７は、ミラーＭ１を支持するホルダ９２及び鏡筒９０とは非接触に且つ独立してフレーム９４により支持されているために、放射温調板３６及び電子冷却素子３７に振動が生じたとしてもそれがミラーＭ１に伝わることが防止されている。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、真空中に配置されるミラーＭ１の裏面のハニカム構造の多数の穴部３５ｃの底面に薄膜圧電素子４１を設けることで、効率的にかつ容易にアクティブに反射面の形状の制御を行うことができる。さらに、ミラーＭ１の穴部３５ｃの側面（隔壁部３５ｄ）から放射によって放射温調板３６の突部３６ａに熱交換を行っている。従って、ミラーＭ１に配管３８からの振動が伝わらない状態で、そのハニカム構造を用いてミラーＭ１の形状制御と温度制御とを両立して実施できる。
【００４０】
また、本実施形態の露光装置１００によれば、露光光ＥＬでレチクルＲのパターンを照明し、露光光ＥＬでそのパターン及び投影光学系ＰＯを介してウエハＷを露光する露光装置において、投影光学系ＰＯはミラーＭ１を有し、投影光学系ＰＯの光学特性を制御するために、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す薄膜圧電素子４１及びミラー駆動系４０を含む装置によってミラーＭ１の反射面を変形させている。従って、組立調整時の変形又は露光中の照射熱による熱変形等によってミラーＭ１の反射面が変形した場合に、それを相殺するようにその反射面を変形させることによって、投影光学系ＰＯの光学特性を高精度に維持できる。
【００４１】
また、露光装置１００は、ミラーＭ１を図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す放射温調板３６及び電子冷却素子３７を含む装置を用いて冷却している。従って、露光光の照射熱によるミラーＭ１の温度上昇を抑制できるため、投影光学系ＰＯの光学特性をさらに高精度に維持できる。
【００４２】
上記の実施形態においては以下のような変形が可能である。
（１）上記の実施形態では、ミラーＭ１の裏面に放射温調板３６及び電子冷却素子３７を設けているが、例えば露光光の照射熱が少ない場合には、放射温調板３６及び電子冷却素子３７を省略してもよい。
この場合、上記の実施形態のミラーＭ１を変形する装置は、ミラーＭ１の裏面にハニカム構造で設けられた複数の穴部３５ｃと、穴部３５ｃの底面にそれぞれ固定された複数の薄膜圧電素子４１と、ミラーＭ１の反射面を変形させるために、各薄膜圧電素子４１に加える電圧を個別に制御するミラー駆動系４０とを備えている。この装置によれば、ミラーＭ１を軽量化し高剛性化した上で、各薄膜圧電素子４１から反射面３５ａまでの距離がミラーＭ１の裏面から反射面３５ａに比べて短いため、ミラーＭ１に振動が伝わらない状態でミラーＭ１を裏面側から効率的にかつ容易に変形できる。なお、ミラー単体としては、製造販売などの都合上、ミラー駆動系４０をミラーＭ１とは別部品としてもよいことは言うまでもない。
【００４３】
（２）また、上記の実施形態では、ミラーＭ１の裏面の穴部３５ｃに薄膜圧電素子４１を設けているが、ミラーＭ１の変形が少ない場合、又はミラーＭ１の反射面を別の手段で変形させる場合（例えばミラーホルダの変位で変形させる場合）には、穴部３５ｃに薄膜圧電素子４１を設けなくともよい。
この場合、上記の実施形態のミラーＭ１を冷却する装置は、ミラーＭ１の裏面の複数の穴部３５ｃ内に非接触で配置される複数の突部３６ａを含む放射温調板３６と、放射温調板３６を冷却する電子冷却素子３７とを備えている。この装置によれば、ミラーＭ１の穴部３５ｃと突部３６ａとが対向する部分の面積を広くできるため、放射による熱交換によってミラーＭ１を効率的に冷却できる。この冷却装置は放射を用いるため、特にミラーＭ１が真空中に配置されている場合に有効である。
【００４４】
（３）上記の実施形態では、ミラーＭ１の裏面の各穴部３５ｃに１つの薄膜圧電素子４１を設けているが、各穴部３５ｃの全部又は所定の穴部３５ｃに複数の薄膜圧電素子を固定して、これら複数の薄膜圧電素子に個別に電圧を印加してもよい。
例えば図５の変形例では、ミラーＭ１を構成するミラー本体３５Ａの裏面にハニカム構造で隔壁部３５Ａｄを隔てて多数のほぼ正六角形状の穴部３５Ａｃを形成し、各穴部３５Ａｃにそれぞれ２つの円形の薄膜圧電素子４１Ａ，４１Ｂを固定し、放射温調板（不図示）の突部３６ａの断面形状もほぼ正六角形状である。この場合にも、例えば薄膜圧電素子４１Ａ，４１Ｂを矢印Ａ３１で示すように中心から半径方向に伸縮させることによって、それに対応する反射面をより微細な凹凸分布で変形させることができる。
【００４５】
（４）また、上記の実施形態では、ミラーＭ１の裏面の穴部３５ｃに設けた薄膜圧電素子４１を伸縮して反射面を変形させているが、その代わりに例えば放射温調板３６の突部３６ａ内の開口に移動可能に配置した伸縮素子（ピエゾアクチュエータ等）によって穴部３５ｃの底面を直接押し引きして、反射面の変形を誘起することも可能である。このように伸縮素子が突部３６ａ内を通過する構成では、伸縮素子によって穴部３５ｃと突部３６ａとの間の熱交換を妨げることがなく、熱交換を効率的に行うことができる。
【００４６】
上記実施形態では、ＥＵＶ露光装置の投影光学系を構成するミラーについて説明したが、ミラーの用途は、ＥＵＶ露光装置の投影光学系に限られず、例えば、反射鏡単体のミラーとして用いてもよい。そのようなミラーは、宇宙空間などの真空雰囲気で用いられる用途に好適であり、そのような雰囲気で使用される観測機器や測定機器に組み込んでもよい。
また、上記実施形態では、露光光としてＥＵＶ光を用い、６枚のミラーのみから成るオール反射の投影光学系を用いる場合について説明したが、これは一例である。例えば、特開平１１−３４５７６１号公報に開示されるような４枚のミラーのみから成る投影光学系を備えた露光装置は勿論、光源に波長１００〜２００ｎｍのＶＵＶ光源、例えばＡｒ２ レーザ（波長１２６ｎｍ）を用い、４〜８枚のミラーを有する投影光学系にも本発明を適用することができる。また、レンズを一部に含む反射屈折系の投影光学系で例えば露光光（例えばＡｒＦエキシマレーザ光）を透過する気体中に配置されたミラーの変形又は温度制御を行う場合にも本発明は適用することができる。
【００４７】
また、上述の実施形態では、露光光源としてレーザプラズマ光源を用いるものとしたが、これに限らず、ＳＯＲ（Synchrotron Orbital Radiation)リング、ベータトロン光源、ディスチャージド光源、Ｘ線レーザなどのいずれを用いても良い。
また、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図６に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置（ＥＵＶ露光装置）によりマスクのパターンを基板（感応基板）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。上記露光工程では、照明光学系ＩＬによりレチクルを照明してレチクル面上にＸ方向に伸びる細長い円弧状の照明領域を形成しつつ、レチクルＲ及びウエハＷを投影光学系ＰＯ（露光光）に対してＹ方向に同期移動することで基板が走査露光される。露光装置を用いる露光方法は当業者に知られているのでその詳細な説明は省略する。なお、用語「デバイス」は、半導体デバイスに限られず、液晶基板などのリソグラフィーを用いて製造できる種々のデバイスを包含する。
【００４８】
言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置を用いてその投影面上に設置される基板（ウエハ）を露光することと、露光された基板を処理すること（ステップ２２４）とを含んでいる。この際に、上記の実施形態の露光装置によれば、光学特性を高く維持できるため、高精度にデバイスを製造できる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のミラー、ミラー装置及びそれを有する露光装置によれば、外部からの振動を受けることなく、ミラーの反射面を部分的に微細に変形させることができるので、良好な光学特性を維持することができる。このため、本発明を用いることにより高機能デバイスを高スループットで製造するでき、それゆえ、本発明は、半導体産業を含む精密機器産業及び光学機器産業の国際的な発展に著しく貢献するであろう。
【符号の説明】
【００５０】
ＩＬＳ…照明光学系、Ｒ…レチクル、ＰＯ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、Ｍ１…ミラー、１…真空チャンバ、３１…主制御系、３５…ミラー本体、３５ｃ…穴部、３５ｄ…隔壁部、３６…放射温調板、３６ａ…突部、３７…電子冷却素子、４０…ミラー駆動系、４１…薄膜圧電素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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