(57)【要約】【課題】露光不良の発生を防止することができる露光装置、露光方法及びデバイスの製造方法を提供すること。【解決手段】基板を用いて露光処理を行う露光装置であって、前記基板を保持する保持装置と、保持した前記基板の温度分布に応じて、前記基板上の所定領域を冷却する冷却装置とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を用いて露光処理を行う露光装置であって、
前記基板を保持する保持装置と、
保持した前記基板の温度分布に応じて、前記基板上の所定領域を冷却する冷却装置と
を備える露光装置。
【請求項２】
前記基板は、パターンが形成されたパターン領域と、前記パターン領域の周囲の外周領域とを有し、
前記冷却装置は、前記所定領域として前記パターン領域を冷却する請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記パターンは、前記基板の第１面に形成されており、
前記冷却装置は、前記第１面とは反対の第２面側から前記所定領域を冷却する請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記冷却装置は、前記所定領域に冷媒を供給する冷媒供給装置を有する請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記冷却装置は、前記冷媒を回収する冷媒回収装置を有する請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記冷媒回収装置は、前記基板上のうち前記所定領域の外側で前記冷媒を回収する請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記冷媒回収装置は、前記基板上のうち前記所定領域で前記冷媒を回収する請求項５に記載の露光装置。
【請求項８】
前記冷却装置は、前記冷媒が前記基板の外側に流通するのを規制する第１規制部材を有する請求項４から請求項７のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記冷却装置は、前記冷媒が前記所定領域の外側に流通するのを規制する第２規制部材を有する請求項４から請求項８のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記冷媒回収装置は、前記基板の外側で前記冷媒を回収する請求項５に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記冷却装置は、前記基板の外側に流通する前記冷媒の温度を調節する第１温調装置を有する請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記冷媒は、気体である請求項４から請求項１１のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記冷媒供給装置は、前記所定領域に供給される前記気体の温度を調節する第２温調装置を有する請求項１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記第２温調装置は、
供給される前記気体の供給量を検出する検出装置と、
前記検出装置の検出結果に応じて前記供給量を調節する供給量調節装置と
を有する請求項１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記冷媒供給装置は、渦流を発生させることで前記気体を冷却するコルダー装置を有する請求項１２から請求項１４のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記冷媒は、液体である請求項４から請求項１１のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記冷媒供給装置は、前記液体を噴霧状にして前記所定領域に供給する噴射装置を有する請求項１６に記載の露光装置。
【請求項１８】
前記冷却装置は、前記保持装置の上方に配置されている請求項１から請求項１７のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１９】
前記基板を、該基板に露光光を照射して前記露光処理を行わせる露光位置と、前記冷却装置によって前記所定領域の冷却が行われる冷却位置との間で移動させる移動装置を更に備える請求項１から請求項１８のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２０】
第１ウエハに対する前記露光処理を終えてから当該第１ウエハを搬出して第２ウエハを搬入し当該第２ウエハに対する前記露光処理を開始するまでの間に、前記冷却装置による冷却を行わせる制御装置を更に備える請求項１から請求項１９のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２１】
基板を用いて露光処理を行う露光方法であって、
前記基板を保持する保持工程と、
保持した前記基板の温度分布に応じて、前記基板上の所定領域を冷却する冷却工程と
を備える露光方法。
【請求項２２】
前記基板は、パターンが形成されたパターン領域と、前記パターン領域の周囲の外周領域とを有し、
前記冷却工程では、前記所定領域として前記パターン領域を冷却する請求項２１に記載の露光方法。
【請求項２３】
前記パターンは、前記基板の第１面に形成されており、
前記冷却工程では、前記第１面とは反対の第２面側から前記基板を冷却する請求項２１又は請求項２２に記載の露光方法。
【請求項２４】
前記冷却工程は、前記所定領域に冷媒を供給する冷媒供給工程を含む請求項２１から請求項２３のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２５】
前記冷却工程は、前記冷媒を回収する冷媒回収工程を含む請求項２４に記載の露光方法。
【請求項２６】
前記冷媒回収工程では、前記基板上のうち前記所定領域の外側で前記冷媒を回収する請求項２５に記載の露光方法。
【請求項２７】
前記冷媒回収工程では、前記基板上のうち前記所定領域で前記冷媒を回収する請求項２５に記載の露光方法。
【請求項２８】
前記冷却工程では、前記冷媒が前記基板の外側に流通するのを規制する請求項２４から請求項２７のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２９】
前記冷却工程では、前記冷媒が前記所定領域の外側に流通するのを規制する請求項２４から請求項２８のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３０】
前記冷媒回収工程では、前記基板の外側で前記冷媒を回収する請求項２５に記載の露光方法。
【請求項３１】
前記冷却工程では、前記基板の外側に流通する前記冷媒の温度を調節する第１温調工程を含む請求項３０に記載の露光方法。
【請求項３２】
前記冷媒は、気体である請求項２４から請求項３１のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３３】
前記冷媒供給工程は、前記所定領域に供給される前記気体の温度を調節する第２温調工程を含む請求項３２に記載の露光方法。
【請求項３４】
前記第２温調工程は、
供給される前記気体の供給量を検出する検出工程と、
前記検出工程での検出結果に応じて前記供給量を調節する供給量調節工程と
を含む請求項３３に記載の露光方法。
【請求項３５】
前記冷媒供給工程では、渦流を発生させることで前記気体を冷却する請求項３２から請求項３４のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３６】
前記冷媒は、液体である請求項２４から請求項３１のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３７】
前記冷媒供給工程は、前記液体を噴霧状にして前記所定領域に供給する噴射工程を含む請求項３６に記載の露光方法。
【請求項３８】
前記冷却工程は、前記保持工程における保持位置の上方で行われる請求項２１から請求項３７のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３９】
前記基板を、該基板に露光光を照射して前記露光処理を行わせる露光位置と、前記冷却工程において前記所定領域の冷却が行われる冷却位置との間で移動させる移動工程を更に備える請求項２１から請求項３８のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項４０】
前記冷却工程は、第１ウエハに対する前記露光処理を終えてから当該第１ウエハを搬出して第２ウエハを搬入し当該第２ウエハに対する前記露光処理を開始するまでの間に行う請求項２１から請求項３９のうちいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項４１】
リソグラフィ工程を有するデバイスの製造方法であって、前記リソグラフィ工程は請求項２１から請求項４０のうちいずれか一項に記載の露光方法を含むデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、露光方法及びデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置は、マスクのパターン形成領域を露光光で照明し、そのマスクを介した露光光で基板を露光する。露光に用いられるマスクは、露光装置のマスクステージに保持される。マスクステージにてマスクを保持する際には、例えばマスクステージにマスクを保持部材上に保持させるなどの手法が知られている。
【０００３】
露光光の照射回数を重ねるにつれて、露光光の照射を受けるマスクの温度が上昇し、熱膨張によってマスクが変形して歪みが発生する。マスクの形状に歪みが生じると、当該マスクを介して基板上に投影される像が歪んでしまう。像が歪んだ状態で基板上に投影されると、露光不良が発生してしまう可能性がある。これに対して、例えば当該マスクを介して投影される像に対し投影光学系の倍率を変化させるなどの補正を行うことで、当該像の歪みを低減させる手法が知られている。  
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０２４８７４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、マスクの温度は、マスク全体に亘って均一に上昇するのではなく、露光光の照射されるパターン形成領域において温度上昇が最も大きくなり、当該パターン形成領域照射領域から離れるにつれて徐々に温度上昇が小さくなっていく。このように温度上昇に分布が形成されると、熱膨張によるマスクの変形の成分に非線形成分を多く含んだ状態となる。非線形成分を多く含んで変形したマスクを介して投影される像に対して、例えば投影光学系の倍率を変化させるなど線形の補正を行っても、当該像の歪みを低減させることは困難である。像が歪んだ状態で基板上に投影されてしまうと、露光不良が発生する可能性がある。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、露光不良の発生を防止することができる露光装置、露光方法及びデバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る露光装置（ＥＸ）は、基板（Ｍ）を用いて露光処理を行う露光装置であって、前記基板を保持する保持装置（１４）と、保持した前記基板の温度分布に応じて、前記基板上の所定領域（ＡＲ１）を冷却する冷却装置（６０）とを備える。
【０００７】
また、本発明に係る露光方法は、基板（Ｍ）を用いて露光処理を行う露光方法であって、前記基板を保持する保持工程と、保持した前記基板の温度分布に応じて、前記基板上の所定領域（ＡＲ１）を冷却する冷却工程とを備える。
【０００８】
本発明によれば、保持した基板の温度分布に応じて、基板上の所定領域が冷却されるため、露光処理時において基板に温度分布が生じるのを抑制することができる。このため、基板の温度分布に起因する熱膨張の非線形の歪み成分を低減させることができる。基板を介して投影される像を線形に補正可能な状態とすることができるため、像の歪みを低減させることができる。
【０００９】
本発明に係るデバイスの製造方法は、リソグラフィ工程を有するデバイスの製造方法であって、前記リソグラフィ工程は上記の露光方法を含む。
【００１０】
本発明によれば、基板に生じる非線形の歪み成分を低減させることで露光不良の発生を防止しつつ露光処理を行うことができるので、良質のデバイスを製造することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、露光不良を防止することができる。本発明によれば、良質のデバイスを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１３】
［第１実施形態］  
図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージ２に保持されている基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置３と、計測ステージ４とを備えている。制御装置３は、例えばコンピュータシステムを含む。
【００１４】
本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭを介した露光光ＥＬで基板Ｐを露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明し、そのマスクＭからの露光光ＥＬを、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐに照射する。照明系ＩＬの照明領域ＩＲは、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬの照射位置を含み、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲは、投影光学系ＰＬから射出される露光光ＥＬの照射位置を含む。
【００１５】
露光装置ＥＸは、例えばクリーンルーム内の床部ＦＬ上に設けられた第１コラム６、当該第１コラム６上に設けられた第２コラム７、当該第２コラム７上に設けられた第３コラム５を含むボディ８を備えている。第１コラム６は、複数の第１支柱９と、それら第１支柱９に防振装置１０を介して支持された第１プレート１１とを有する。第２コラム７は、第１プレート１１上に設けられた複数の第２支柱１２と、それら第２支柱１２に支持された第２プレート１３とを有する。第３コラム５は、第２コラム７の第２プレート１３に支持されている。
【００１６】
照明系ＩＬは、第３コラム５によって支持されており、所定の照明領域ＩＲを均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
【００１７】
マスクステージ１は、ガスベアリングにより、第２プレート１３の上面（ガイド面）１３Ｇに非接触で支持されている。マスクステージ１は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置１５の作動により、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬの照射位置（照明系ＩＬの照明領域ＩＲ）を含む第２プレート１３の上面１３Ｇに沿って、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。マスクステージ１は、例えば基板Ｐの露光時、あるいは露光光ＥＬを用いる計測時等に露光光ＥＬが通過する第１開口１６を有する。
【００１８】
マスクステージ１は、露光光ＥＬが照射されるマスクＭを保持するマスク保持部１４を有する。マスク保持部１４は、マスクＭを着脱可能である。本実施形態において、マスク保持部１４は、マスクＭの下面（第２面）ＭｂとＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。
【００１９】
投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。基板Ｐは、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲ（露光光ＥＬの照射位置）に移動可能である。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。投影光学系ＰＬの複数の光学素子は、鏡筒２０に保持されている。鏡筒２０は、フランジ２１を有する。フランジ２１は、第１プレート１１に支持される。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸは、Ｚ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。
【００２０】
基板ステージ２は、露光光ＥＬが照射される基板Ｐを保持する基板保持部２２を有する。基板保持部２２は、基板Ｐを着脱可能である。本実施形態において、基板保持部２２は、基板Ｐの露光面（上面）ＰａとＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。基板ステージ２は、ガスベアリングにより、第３プレート２３の上面（ガイド面）２３Ｇに非接触で支持されている。本実施形態において、第３プレート２３の上面２３ＧとＸＹ平面とはほぼ平行である。第３プレート２３は、床面ＦＬに防振装置２４を介して支持されている。基板ステージ２は、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置２５の作動により、投影光学系ＰＬから射出される露光光ＥＬの照射位置（投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲ）を含む第３プレート２３の上面２３Ｇに沿って、基板Ｐを保持して移動可能である。本実施形態においては、基板ステージ２は、基板保持部２２に基板Ｐを保持した状態で、第３プレート２３上で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００２１】
基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報は、干渉計システム１９のレーザ干渉計１９Ｂによって計測される。レーザ干渉計１９Ｂは、基板ステージ２の反射面２Ｒに計測光ＬＢを照射する。レーザ干渉計１９Ｂは、基板ステージ２の反射面２Ｒに照射した計測光ＬＢを用いて、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＺ方向に関する基板ステージ２の位置情報を計測する。また、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの露光面Ｐａの面位置情報（Ｚ軸、θＸ及びθＹ方向に関する位置情報）が、不図示のフォーカス・レベリング検出システムによって検出される。制御装置３は、干渉計システム１９（レーザ干渉計１９Ｂ）の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて基板ステージ駆動装置２５を作動し、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。レーザ干渉計に加えて、エンコーダシステムを設け、これによってマスクＭの位置制御を行うようにしてもよい。エンコーダシステムを用いた位置制御としては、例えば、米国公開２００７／０２８８１２１号に記載されている構成を採用することができる。
【００２２】
図２は、マスクステージ１の一部の構成を示す斜視図である。マスクステージ１は、マスク保持部１４が設けられたマスクステージ本体２７を備えている。マスクステージ本体２７は、ＸＹ平面内においてほぼ矩形の第１部材２８を有している。第１部材２８は、＋Ｙ側の側面に、レーザ干渉計１９Ａの計測光ＬＢが照射される反射面１Ｒを有する。第１部材２８の反射面１Ｒは、Ｙ軸とほぼ垂直になっている。カウンタマス１８の＋Ｙ側の側面には、レーザ干渉計１９Ａの計測光ＬＢが透過可能な透過領域１８Ｙが配置されている。レーザ干渉計１９Ａは、透過領域１８Ｙを介して、第１部材２８の反射面１Ｒに計測光ＬＢを照射可能である。
【００２３】
マスク保持部１４は、第１部材２８のうち第１開口１６の周囲に配置された台座４３と、当該台座４３に設けられた吸着パッド４４とを有する。吸着パッド４４は、台座４３の上面４３Ｔに設けられている。台座４３及び吸着パッド４４は、第１開口１６の４辺のうち対向する２辺に沿って配置されており、Ｙ軸方向に長手方向を有する。吸着パッド４４は、マスクＭの下面Ｍｂの少なくとも一部を保持する保持面４５を有する。
【００２４】
保持面４５は、台座４３の上面４３Ｔの少なくとも一部を含む。本実施形態において、保持面４５は、ＸＹ平面とほぼ平行である。吸着パッド４４は、台座４３の上面４３Ｔの一部に形成された溝４６と、溝４６の内側に形成された吸引口４７とを有する。保持面４５は、台座４３の上面４３Ｔのうち、溝４６が形成されていない部分を含む。吸引口４７は、不図示の圧力調節装置に接続されている。制御装置３により当該圧力調節装置を制御することで、吸引口４７の気体を吸引することができるようになっている。
【００２５】
吸着パッド４４は、マスクＭの下面Ｍｂの少なくとも一部を吸着するように保持する。吸着パッド４４の保持面４５と、マスクＭの下面Ｍｂの一部とを接触させた状態で、吸引口４７に接続されている圧力調節装置が作動することにより、マスクＭの下面Ｍｂと溝４６の内面とで囲まれた空間の気体が吸引口４７によって吸引され、その空間が負圧になる。これにより、マスクＭの下面Ｍｂが保持面４５に吸着保持される。マスクステージ１は、保持面４５でマスクＭを保持しながら移動可能である。また、吸引口４７を用いる吸引動作が停止されることによって、マスク保持部１４よりマスクＭを外すことができる。
【００２６】
マスクステージ駆動装置１５は、マスクステージ１を移動可能である。マスクステージ駆動装置１５は、マスクステージ１をＹ軸及びθＺ方向に移動可能な第１駆動装置３０と、マスクステージ１をＸ軸方向に移動可能な第２駆動装置３１とを有する。本実施形態において、第１駆動装置３０は、一対のリニアモータ３２、３３を含む。第２駆動装置３１は、ボイスコイルモータ３６を含む。
【００２７】
ガイド部材３４、３５は、リニアモータ３２、３３の固定子として機能するコイルユニット５１をそれぞれ有する。マスクステージ１の第１部材２８は、リニアモータ３２、３３の可動子として機能する磁石ユニット５５を有する。磁石ユニット５５は、第１部材２８の＋Ｘ側の端面及び−Ｘ側の端面に配置されており、ガイド部材３４、３５のコイルユニット５１に対応するように、＋Ｘ側及び−Ｘ側のそれぞれに配置されている。
【００２８】
本実施形態においては、第１部材２８の＋Ｘ側の端に設けられた可動子、及びガイド部材３４に設けられた固定子によって、マスクステージ本体２７をＹ軸方向に移動可能なムービングマグネット方式のリニアモータ３２が形成される。同様に、第１部材２８の−Ｘ側の端に設けられた可動子、及びガイド部材３５に設けられた固定子によって、マスクステージ本体２７をＹ軸方向に移動可能なムービングマグネット方式のリニアモータ３３が形成される。
【００２９】
マスクステージ本体２７の−Ｘ側の端には、ボイスコイルモータ３６の可動子として機能する磁石ユニットが配置されている。マスクステージ本体２７の−Ｘ側の端に設けられた可動子、及びガイド部材３７に設けられた固定子によって、マスクステージ本体２７をＸ軸方向に移動可能なムービングマグネット方式のボイスコイルモータ３６が形成される。
【００３０】
カウンタマス１８は、マスクステージ１を配置可能な開口を有する矩形の枠状の部材であり、マスクステージ１の移動に伴う反力を相殺するために、第２プレート１３の上面において移動可能である。カウンタマス１８は、マスクステージ１の移動方向とは反対方向に移動することにより、マスクステージ１の移動に伴う反力を相殺する。
【００３１】
また、図１に示すように、本実施形態では、マスク冷却装置６０及びマスクローダ装置８０が設けられている。マスク冷却装置６０は、マスクステージ１の上方に設けられており、マスクＭに対して冷媒を供給することによって当該マスクＭを冷却させる装置である。マスクローダ装置８０は、マスクＭを、露光位置と冷却位置との間で移動させる移動装置である。ここで、露光位置は、マスクＭに露光光を照射して露光処理を行わせる位置、すなわち、マスク保持部１４に保持される位置である。冷却位置は、マスクＭがマスク冷却装置６０によって冷却される位置、すなわち、マスク冷却装置６０が設けられるマスクステージ１の上方の位置である。
【００３２】
マスクローダ装置８０は、マスクＭの受け渡し及びマスクＭの保持を行う保持機構（不図示）と、マスクＭを保持した状態で当該マスクＭを移動させるアクチュエータ（不図示）とを有している。マスクローダ装置８０は、例えば第３コラム５等に設けられた収容位置に収容されるようになっており、マスクＭを移動させる際に収容位置から移動するようになっている。
【００３３】
本実施形態において、マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクＭは、図３（ａ）、図３（ｂ）等に示すように、例えばガラス板等の透明板Ｍａの下面Ｍｂにクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンＭｐが形成された透過型マスクである。マスクＭは、平面視でパターン形成領域ＡＲ１及び外周領域ＡＲ２を有している。パターン形成領域ＡＲ１は、マスクＭのうちパターンＭｐが形成されている領域である。パターン形成領域ＡＲ１は、マスクＭの平面視中央部に矩形状に区画されている。外周領域ＡＲ２は、パターン形成領域ＡＲ１の外側の領域である。マスクＭの下面Ｍｂのうちパターン形成領域ＡＲ１は、不図示のペリクルによって覆われている。
【００３４】
本実施形態において、基板Ｐは、デバイスを製造するための基板であって、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材に感光膜が形成されたものを含む。感光膜は、感光材（フォトレジスト）の膜である。また、基板Ｐにおいて、感光膜上に保護膜（トップコート膜）のような各種の膜が形成されていてもよい。
【００３５】
次に、本実施形態における特徴的構成要素であるマスク冷却装置６０の構成を説明する。図３は、マスク冷却装置６０の構成を示す図である。図３（ａ）は、マスク冷却装置６０の全体構成を示す図である。図３（ｂ）は、マスク冷却装置６０及びマスクＭを＋Ｚ側から視たときの図である。図３（ａ）に示すように、マスク冷却装置６０は、冷媒供給装置６１と、マスクカバー機構６２とを備えている。
【００３６】
冷媒供給機構６１は、サーボバルブ６３と、コルダー装置６４と、流量計６５とを備えている。冷媒供給機構６１は、上記各部が配管６７（６７ａ〜６７ｃ）を介して接続されている。
【００３７】
サーボバルブ６３は、配管６７ａを介して不図示の気体供給源に接続されており、配管６７ｂを介してコルダー装置６４に接続されている。サーボバルブ６３は、配管６７ａを介して供給される気体の流通を規制する。サーボバルブ６３は、流量計６５による計測値に基づいてコルダー装置６４に供給する気体の圧力を調整するようになっている。
【００３８】
コルダー装置６４は、渦流発生機構６４ａと、低温気体流通部６４ｂと、高温気体流通部６４ｃとを有している。渦流発生機構６４ａは、配管６７ｂを介してサーボバルブ６３に接続されている。渦流発生機構６４ａは、サーボバルブ６３から供給された気体に対して渦流を発生させ、当該渦流の発生によって気体を低温気体と高温気体とに分離する。低温気体流通部６４ｂは、渦流発生機構６４ａに連通されており、分離された低温気体を流通させる部分である。低温気体流通部６４ｂは、配管６７ｃを介してマスクカバー機構６２に接続されている。本実施形態においては、渦流発生機構６４ａによって低温気体を分離することにより、冷媒としての低温気体をマスクカバー機構６２に供給できるようになっている。高温気体流通部６４ｃは、分離された高温気体を流通させる部分である。高温気体流通部６４ｃは不図示の排気機構を介して露光装置の外部に接続されている。当該不図示の排気機構により、分離された高温気体が露光装置の外部に排出されるようになっている。
【００３９】
流量計６５は配管６７に接続されており、配管６７ｃを流通する低温気体の流量を計測する。流量計６５は、計測結果をサーボバルブ６３に送信できるようになっている。
【００４０】
マスクカバー機構６２は、カバー部材６６と、位置合わせ機構６８とを備えている。カバー部材６６は、天板部６６ａと、第１規制部６６ｂと、第２規制部６６ｃと、冷媒流入部６６ｄと、冷媒排出部６６ｅとを有している。天板部６６ａは、平面視で矩形に形成されており、マスクＭにほぼ重なる寸法を有する板状部分である。
【００４１】
第１規制部６６ｂは、天板部６６ａの平面視周縁部に沿って形成された矩形環状の枠部である。第１規制部６６ｂの下端はマスクＭに当接するようになっている。当該第１規制部６６ｂは、平面視では図３（ｂ）に示すようにマスクＭの周縁部に沿った領域に当接するようになっている。
【００４２】
第２規制部６６ｃは、天板部６６ａの平面視中央部に形成された矩形環状の枠部である。第２規制部６６ｃの下端は、第１規制部６６ｂの下端に比べて図中上側に設けられている。したがって、第１規制部６６ｃがマスクＭに当接した状態において、第２規制部６６ｃの下端とマスクＭとの間には隙間が形成されることとなる。当該第２規制部６６ｃは、平面視では図３（ｂ）に示すようにマスクＭのパターン形成領域ＡＲ１を囲う位置に配置されるようになっている。
【００４３】
冷媒流入部６６ｄは、天板部６６ａの平面視中央部に形成された孔部であり、天板部６６ａを貫通して形成されている。冷媒流入部６６ｄは、配管６７ｃに接続されている。天板部６６ａ及び第２規制部６６ｃによって囲まれた空間には、配管６７ｃ及び冷媒流入部６６ｄを介して低温気体が供給されるようになっている。
【００４４】
冷媒排出部６６ｅは、天板部６６ａのうち第１規制部６６ｂと第２規制部６６ｃとで挟まれた部分に形成された孔部であり、天板部６６ａを貫通して形成されている。冷媒排出部６６ｅは、配管６９に接続されている。配管６９は、例えば吸引ポンプなどの吸引機構６９ａに接続されている。天板部６６ａ、第１規制部６６ｂ及び第２規制部６６ｃによって囲まれた空間内の気体は、冷媒排出部６６ｅを介して排気されるようになっている。
【００４５】
位置合わせ機構６８は、カバー部材６６をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθＺ方向に移動させるアクチュエータである。当該位置合わせ機構６８により、カバー部材６６の位置の微調整を行うことができるようになっている。当該位置合わせ機構６８は、例えば天板部６６ａに取り付けられた構成になっている。
【００４６】
次に、本実施形態に係る露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。制御装置３は、露光装置ＥＸの周囲の環境（温度、湿度及びクリーン度を含む）を調整させる。この状態でマスクＭがマスク保持部１４に搬送されると、制御装置３は、マスクＭの下面Ｍｂを保持面４５に吸着させ、当該マスクＭを載置面４５ａに保持させる（保持工程）。
【００４７】
制御装置３は、マスクＭを保持させた後、例えば計測ステージ４に搭載されたレチクル顕微鏡等を用いたマスクアライメント、ベースライン計測等の準備作業が行わせる。その後、基板保持部２２に搬送された基板Ｐを保持させ、アライメントセンサを用いた基板Ｐのファインアライメント（ＥＧＡ；エンハンスト・グローバル・アライメント等）を行わせ、基板Ｐ上の複数のショット領域の配列座標を求める。そして、アライメント結果に基づいてレーザ干渉計の計測値をモニタしつつ、リニアモータを制御して基板Ｐの第１ショットの露光のための走査開始位置に基板ステージ２を移動させる。制御装置３は、マスクステージ１と基板ステージ２とのＹ方向の走査を開始させ、両ステージがそれぞれの目標走査速度に達すると、露光用照明光によってマスクＭのパターン領域を照明させ、走査露光を開始させる。
【００４８】
制御装置３は、この走査露光時に、マスクステージ１のＹ方向の移動速度と、基板ステージ２のＹ方向の移動速度とが投影光学系ＰＬの投影倍率に応じた速度比に維持されるようにマスクステージ１及び基板ステージ２を同期制御する。マスクＭのパターン領域の異なる領域が照明光で逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、基板Ｐ上の第１ショットの走査露光が完了する。これにより、マスクＭのパターンが投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上の第１ショット領域に縮小転写される。
【００４９】
このようにして、第１ショットの走査露光が終了すると、制御装置３は、基板ステージ２がＸ、Ｙ方向にステップ移動させ、第２ショットの露光のため走査開始位置に移動させる。このステップ移動の際に、基板ステージ２の位置（基板Ｐの位置）を検出するレーザ干渉計１９の計測値に基づいて、当該基板ステージ２のＸ、Ｙ、θＺ方向の位置をリアルタイムで計測する。この計測結果に基づいて基板ステージ２の位置を制御する。その後、制御装置３は、上記第１ショット領域と同様に、第２ショット領域に対して走査露光を行わせる。当該制御により、基板Ｐ上のショット領域の走査露光と次ショット露光のためのステップ移動とが繰り返し行われ、基板Ｐ上の露光対象ショット領域の全てにマスクＭのパターンが順次転写される。
【００５０】
一般的に、マスクＭに露光光を照明させる場合、例えば図４（ａ）に示すように、照明領域ＩＲの範囲はパターン形成領域ＡＲ１に沿った範囲に設定される。この場合、露光光の照射回数を重ねるにつれて、露光光の照射を受けるマスクＭの照明領域ＩＲの温度が上昇する。図４（ｂ）に示すように、このときの温度分布は、マスクＭの照明領域ＩＲが最も高温となり、マスクＭの外周部に至るほど低温になる。
【００５１】
このように、マスクＭの温度上昇に分布が形成されると、熱膨張による変形はマスクＭの全体に亘って線形変形するのではなく、非線形成分を多く含んで変形することとなる。非線形成分を多く含んで変形したマスクＭを介して投影されるパターンに対して、例えば投影光学系ＰＬの倍率を変化させるなど線形の補正を行っても、当該パターンの歪みを低減させることは困難である。パターンが歪んだ状態で基板Ｐ上に投影されてしまうと、露光不良が発生する可能性がある。
【００５２】
そこで、本実施形態では、マスク保持部１４によって保持したマスクＭの温度分布に応じて、マスク冷却装置６０によってマスクＭ上の所定領域を冷却させるようにする（冷却工程）。例えばマスクＭに生じる温度分布が一定以上である場合にマスクＭを冷却させるようにする。この場合、予め実験やシミュレーションなどによって露光光の照射回数等に応じた温度分布を求めておき、求めた温度分布が一定以上になるときの露光光の照射回数を閾値として設定し、当該閾値のデータ（照射回数のデータ）を制御装置３に記憶させておくようにすることができる。この場合、露光光の照射回数が例えば上記閾値を超えたときにマスクＭを冷却させるようにすれば良い。
【００５３】
冷却工程では、まず制御装置３は、マスク保持部１４においてマスクＭの保持状態を解除させる。マスクＭの保持状態が解除された後、制御装置３は、マスクローダ装置８０をマスクステージ１にアクセスさせ、マスク保持部１４からマスクローダ装置８０へとマスクＭの受け渡しを行わせる。マスクローダ装置８０にマスクＭを受け取らせた後、制御装置３は、マスクローダ装置８０をマスクステージ１の上方に移動させ、マスクＭをマスク冷却装置６０の冷却位置まで移動させる（移動工程）。
【００５４】
この移動工程においては、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、マスク冷却装置６０の第１規制部６６ｂがマスクＭの周縁部に沿った領域に当接すると共に、第２規制部６６ｃがマスクＭのパターン形成領域ＡＲ１を囲む位置に配置されるように、マスクＭの位置を調節する。このときのマスクＭの位置が上記の冷却位置となる。このとき、位置合わせ機構６８によってカバー部材６６の位置を調節しても構わない。
【００５５】
次に、制御装置３は、マスクカバー機構６２に冷媒を供給させる（冷媒供給工程）。冷媒供給工程では、まず制御装置３はサーボバルブ６３の開度を調節し、冷媒供給機構６１に気体を供給させる。また、制御装置３は、サーボバルブ６３の開度を調節するのと同時に、冷媒排出部６６ｅに接続された吸引機構６９ａを作動させる。不図示の気体供給源から冷媒供給機構６１に供給された気体は、配管６７ｂを介してコルダー装置６４内に流通する。制御装置３は、渦流発生機構６４ａを作動させる。コルダー装置６４内に流通した気体は、渦流発生機構６４ａによって低温気体と高温気体とに分離される。分離された高温気体は、高温気体流通部６４ｃを介して露光装置ＥＸ外部へ排出される。一方、分離された低温気体は、冷媒として低温気体流通部６４ｂを介して配管６７ｃへと流通する。
【００５６】
低温気体は、配管６７ｃを介して、カバー部材６６の天板部６６ａに設けられた冷媒流入部６６ｄに供給される。冷媒流入部６６ｄに供給された低温気体は、第２規制部６６ｃによって囲まれた空間ＳＰ１内を当該第２規制部６６ｃに沿って下方に流通し、マスクＭのうち当該第２規制部６６ｃに平面視で囲まれた領域であるパターン形成領域ＡＲ１の上面Ｍｃ側に吹き付けられる。本実施形態では、当該第２規制部６６ｃが設けられているため、冷媒流入部６６ｄを介して供給された低温気体がマスクＭの全体に吹き付けられずにパターン形成領域ＡＲ１に選択的に吹き付けられることとなる。低温気体がパターン形成領域ＡＲ１に吹き付けられることにより、当該低温気体によってパターン形成領域ＡＲ１の熱が上面Ｍｃ側から低温気体へと移動し、パターン形成領域ＡＲ１がマスクＭの上面Ｍｃ側から冷却されることになる。パターン形成領域ＡＲ１の熱を受けた低温気体は、第２規制部６６ｃとマスクＭとの間の隙間を通って第１規制部６６ｂと第２規制部６６ｃとで囲まれた空間へと移動する。
【００５７】
第１規制部６６ｂと第２規制部６６ｃとで囲まれた空間へ移動した低温気体は、吸引力によって第１規制部６６ｂ及び第２規制部６６ｃに沿って上方へ移動し、冷媒排出部６６ｅを介して当該空間から排出されることになる。本実施形態では、第１規制部６６ｂが設けられているため、低温気体がマスクＭの外部に漏出されることなく排出されることとなる。低温気体はパターン形成領域ＡＲ１の熱を受けるものの、露光装置ＥＸの周囲の温度に比べて低温の状態になっている。低温気体の漏出を抑制することにより、当該低温気体によって露光装置ＥＸの周囲の温度が変化するような事態が回避されることとなる。制御装置３は、排出された低温気体を、マスクカバー機構６２の外部、好ましくは露光装置ＥＸの外部において例えば不図示の回収機構などに回収させる（冷媒回収工程）。
【００５８】
マスクＭのパターン形成領域ＡＲ１を冷却した後、制御装置３はマスクＭをマスク保持部１４上に戻す動作を行わせる。具体的には、制御装置３はマスクローダ装置８０を下方へ移動させ、当該マスクローダ装置８０をマスクステージ１にアクセスさせる（移動工程）。制御装置３はマスクローダ装置８０からのマスク保持部１４上へとマスクＭの受け渡しを行わせる。このようにして、一連の冷却工程が完了する。冷却工程の完了後、制御装置３はマスク保持部１４によってマスクＭを再び保持状態にさせる。
【００５９】
ここで、上記冷却工程のうち冷媒供給工程では、マスクカバー機構６２に供給する冷媒（低温気体）の温度を調節する（第２温調工程）。本発明者らは、冷媒流入部６６ｄを介して流入させる低温気体の流量について、流入させる低温気体の流量が大きいほどマスクＭの温度低下量が大きくなることを見出している。したがって、マスクＭを冷却させるための最適な流量については予め実験やシミュレーションなどによって求めておくことができる。例えば、流量を求めるに当たって、流量とマスクＭの温度低下（照射回数）との関係を求めておき、照射回数に応じた流量の最適値を求めておくことができる。また、本発明者らは、流入させる低温気体の流量について、マスクＭの種類によって最適値が異なる点も見出している。したがって、予め実験やシミュレーションなどを行う場合には、異なる種類のマスクＭについてデータを採取しておき、露光処理で用いるマスクＭの種類に対応するデータを利用することができる。
【００６０】
そこで、第２温調工程において、低温気体が配管６７ｃを流通している間、制御装置３は流量計６５によって配管６７ｃ内の低温気体の流量を計測させ（検出工程）、計測された流量値をサーボバルブ６３へ送信させて、当該計測値に基づいてサーボバルブ６３の開度を調節させる（供給量調節工程）。
【００６１】
当該供給量調節工程では、制御装置３は流量計６５による測定値と上記のように求めた流量の最適値とを比較して差分を求め、予め記憶させたデータに基づいて当該差分がゼロになるような流量を計算して求める。制御装置３は、配管６７ｃを介して流入される低温気体の流量が当該求めた流量となるようにサーボバルブ６３の開度を調節する。
【００６２】
上記の露光処理において、制御装置３は、１枚の基板（第１ウエハ）Ｐについて露光を終えてから、当該基板Ｐを搬出して次の基板（第２基板）Ｐを搬入し、当該次の基板Ｐについての露光を開始するまでの期間に、上記冷却工程を行わせるようにすることが好ましい。
【００６３】
以上のように、本実施形態によれば、マスク保持部１４によって保持したマスクＭの温度分布に応じて、マスク冷却装置６０がマスクＭ上のパターン形成領域ＡＲ１を冷却する構成になっているため、露光処理時においてマスクＭに温度分布が生じるのを抑制することができる。これにより、マスクＭの温度分布に起因する熱膨張の非線形成分を低減させることができる。マスクＭを介して投影される像を線形に補正可能な状態とすることができるため、像の歪みを低減させることができる。
【００６４】
［第２実施形態］  
次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。図５は、本実施形態に係るマスク冷却装置６０の構成を示す図である。第１実施形態と同様、図５では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。また、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では冷媒として液体を用いる構成となっている点で、第１実施形態とは異なっている。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６５】
図５に示すように、マスク冷却装置６０の冷媒供給機構６１は、液体供給源７４と、バルブ７５と、配管６７とを備えている。液体供給源７４は配管６７を介してマスクカバー機構６２に接続されている。バルブ７５は、配管６７に取り付けられており、制御装置３によって開度を自動的に調節可能になっている。
【００６６】
マスクカバー機構６２は、カバー部材６６のうち第２規制部６６ｃに囲まれる部分に液体噴射装置７６を有している。液体噴射装置７６は、配管６７ｂを介してバルブ７５に接続されている。液体噴射装置７６は、噴射面７６ａに不図示のノズルが複数形成されており、当該ノズルから液体を噴射可能になっている。
【００６７】
上記構成のマスク冷却装置６０によって冷却工程を行う際、まず制御装置３は、第１実施形態と同様の移動工程を行わせる。次に、制御装置３は、マスクカバー機構６２に冷媒を供給させる（冷媒供給工程）。冷媒供給工程では、まず制御装置３はバルブ７５の開度を調節し、配管６７を介して液体状の冷媒を液体噴射装置７６に供給させる。また、制御装置３は、このとき冷媒排出部６６ｅに接続された吸引機構６９ａを作動させる。
【００６８】
制御装置３は、液体噴射装置７６に供給された冷媒を噴射面７６ａから噴霧状に噴射させる（噴射工程）。噴射された冷媒７７は、第２規制部６６ｃによって囲まれた空間ＳＰ１内を当該第２規制部６６ｃに沿って下方に流通し、マスクＭのうち当該第２規制部６６ｃに平面視で囲まれた領域であるパターン形成領域ＡＲ１の上面Ｍｃ側に吹き付けられる。パターン形成領域ＡＲ１に吹き付けられた噴霧状の冷媒７７は、パターン形成領域ＡＲ１上の熱を奪って気化し、パターン形成領域ＡＲ１がマスクＭの上面Ｍｃ側から冷却されることになる。
【００６９】
気化した冷媒は、第２規制部６６ｃとマスクＭとの間の隙間を通って第１規制部６６ｂと第２規制部６６ｃとで囲まれた空間へと移動し、吸引力によって第１規制部６６ｂ及び第２規制部６６ｃに沿って上方へ移動して、冷媒排出部６６ｅを介して当該空間から排出されることになる。排出された冷媒は、第１実施形態と同様、マスクカバー機構６２の外部、好ましくは露光装置ＥＸの外部において例えば不図示の回収機構などに回収される（冷媒回収工程）。
【００７０】
このように、本実施形態によれば、液体の気化熱を利用してマスクＭのパターン形成領域ＡＲ１を上面Ｍｃ側から冷却することとしたので、マスクＭの温度分布を効率的に抑止することができる。なお、本実施形態においては、液体の冷媒として、例えば液体窒素や水、アルコールなどを用いることができる。
【００７１】
［第３実施形態］  
次に、図６を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。図６は、本実施形態に係るマスク冷却装置６０の構成を示す図である。第１実施形態と同様、図６では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。また、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、マスクＭのパターン形成領域ＡＲ１を冷却すると同時にマスクＭの外周領域ＡＲ２を加熱する構成となっている点で、第１実施形態とは異なっている。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７２】
図６に示すように、マスク冷却装置６０の冷媒供給機構６１では、コルダー装置６４の高温気体流通部６４ｃが配管６７ｄを介してマスクカバー機構６２に接続された構成となっている。具体的には、配管６７ｄは、天板部６６ａに形成された高温気体流入部６６ｆに接続されている。高温気体流入部６６ｆは、例えば第１実施形態における冷媒排出部６６ｅ（図３（ａ）を参照）と同一の位置に配置させることができる。このため、図６に示すように、本実施形態におけるマスクカバー機構６２は、冷媒回収機構が設けられていない構成になっている。
【００７３】
上記構成のマスク冷却装置６０によって冷却工程を行う際、制御装置３は、第１実施形態と同様にマスクＭの保持状態を解除させ、マスクローダ装置８０をマスクステージ１にアクセスさせて、マスク保持部１４からマスクローダ装置８０へとマスクＭの受け渡しを行わせる。マスクローダ装置８０にマスクＭを受け取らせた後、制御装置３は、マスクローダ装置８０をマスクステージ１の上方に移動させ、マスクＭをマスク冷却装置６０の冷却位置まで移動させる（移動工程）。
【００７４】
本実施形態の移動工程においては、図６に示すように、マスク冷却装置６０の第１規制部６６ｂがマスクＭとの間に隙間を開けた状態でマスクＭの周縁部に沿った領域に配置される共に、第２規制部６６ｃがマスクＭのパターン形成領域ＡＲ１を囲む位置に配置されるように、マスクＭの位置を調節する。このときのマスクＭの位置が本実施形態における冷却位置となる。
【００７５】
次に、制御装置３は、マスクカバー機構６２に冷媒を供給させる（冷媒供給工程）。冷媒供給工程では、まず制御装置３はサーボバルブ６３の開度を調節し、冷媒供給機構６１に気体を供給させる。不図示の気体供給源から冷媒供給機構６１に供給された気体は、配管６７ｂを介してコルダー装置６４内に流通する。制御装置３は、渦流発生機構６４ａを作動させる。コルダー装置６４内に流通した気体は、渦流発生機構６４ａによって低温気体と高温気体とに分離される。分離された低温気体は、冷媒として低温気体流通部６４ｂを介して配管６７ｃへと流通する。分離された高温気体は、高温気体流通部６４ｃを介して配管６７ｄへと流通する。
【００７６】
低温気体は、配管６７ｃを介してカバー部材６６の天板部６６ａに設けられた冷媒流入部６６ｄに供給され、第２規制部６６ｃによって囲まれた空間ＳＰ１内を当該第２規制部６６ｃに沿って下方に流通し、マスクＭのパターン形成領域ＡＲ１の上面Ｍｃ側に吹き付けられる。パターン形成領域ＡＲ１の熱が上面Ｍｃ側から低温気体へと移動し、パターン形成領域ＡＲ１がマスクＭの上面Ｍｃ側から冷却される。パターン形成領域ＡＲ１の熱を受けた低温気体は、第２規制部６６ｃとマスクＭとの間の隙間を通って第１規制部６６ｂと第２規制部６６ｃとで囲まれた空間ＳＰ２へと移動する。
【００７７】
一方、高温気体は、配管６７ｄを介して天板部６６ａの高温気体流入部６６ｆに供給され、第１規制部６６ｂと第２規制部６６ｃとで囲まれた空間ＳＰ２内へ流入する。空間ＳＰ２内では、空間ＳＰ１から流入した低温気体と、高温気体流入部６６ｆから流入した高温気体とが混ざり、高温気体と低温気体との間に熱の移動が発生する。この熱の移動により、高温気体と低温気体との間の温度差が無くなり、一定温度の気体が第１規制部６６ｂとマスクＭとの隙間からカバー部材６６の外部（マスクＭの外側）に排出される（第１温調工程）。
【００７８】
その後、制御装置３はマスクＭをマスク保持部１４上に戻す動作を行わせ、マスクローダ装置８０からのマスク保持部１４上へとマスクＭの受け渡しを行わせる。このようにして、一連の冷却工程が完了する。冷却工程の完了後、第１実施形態と同様、制御装置３はマスク保持部１４によってマスクＭを再び保持状態にさせる。
【００７９】
このように、本実施形態では、パターン形成領域ＡＲ１に吹き付けた後の低温気体を排気する代わりに当該低温気体に高温気体を混合させて通常温度にしてからカバー部材６６の外部に排出することにより、露光装置ＥＸの他の機器（例えば干渉計など）の動作に悪影響を及ぼす事態を回避することができる。
【００８０】
［第４実施形態］  
次に、図７を参照して、本発明の第４実施形態を説明する。図７は、本実施形態に係るマスク冷却装置６０の構成を示す図である。第１実施形態と同様、図７では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。また、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、マスクカバー機構６２の構成が第１実施形態とは異なっている。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８１】
図７に示すように、マスクカバー機構６２は、カバー部材６６がマスクＭのパターン形成領域ＡＲ１のみをカバーする構成となっている。当該カバー部材６６は、天板部６６ａに第１規制部６６ｂのみが設けられた構成になっており、第２規制部６６ｃは設けられてはいない。したがって、カバー部材６６内には、天板部６６ａ及び第１規制部６６ｂによって囲まれた空間ＳＰ３のみが形成されている。また、冷媒流入部６６ｄ及び冷媒排出部６６ｅは、当該空間ＳＰ３に連通するように形成されている。したがって、冷媒（低温気体）の流入及び排出が同一の空間ＳＰ３にて行われるようになっている。
【００８２】
このように、マスクＭのパターン形成領域ＡＲ１上において低温気体を回収する構成においても、上記第１実施形態と同様、マスクＭの温度分布に応じてマスク冷却装置６０がマスクＭ上のパターン形成領域ＡＲ１を冷却することができるため、マスクＭに温度分布が形成されるのを防ぐことができ、マスクＭに生じる非線形の歪み成分を低減させることができる。
【００８３】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。
【００８４】
さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００８５】
また、例えば米国特許第第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。
【００８６】
また、露光装置ＥＸとして、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６４００４４１号明細書、米国特許第６５４９２６９号明細書、米国特許第６５９０６３４号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、及び米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【００８７】
また、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット等に開示されているような、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置に適用することもできる。また、極端紫外光で基板Ｐを露光するＥＵＶ光光源露光装置にも適用することができる。
【００８８】
露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【００８９】
また、上述の各実施形態では、露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、米国特許第７０２３６１０号明細書に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。
【００９０】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００９１】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図８に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、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２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクを介した露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、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）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００９２】
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態に係るマスクステージの一部を拡大した斜視図である。
【図３】マスク冷却装置の構成を示す図。
【図４】マスクの熱膨張の様子を示す図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る露光装置のマスク冷却装置の構成を示す図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る露光装置のマスク冷却装置の構成を示す図。
【図７】本発明の第４実施形態に係る露光装置のマスク冷却装置の構成を示す図。
【図８】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９４】
ＥＸ…露光装置  Ｐ…基板  Ｍ…マスク  Ｍａ…透明板  Ｍｂ…下面  Ｍｃ…上面  Ｍｐ…パターン  ＡＲ１…パターン形成領域  ＡＲ２…外周領域  １…マスクステージ  ３…制御装置  １４…マスク保持部  ６０…マスク冷却装置  ６１…冷媒供給機構  ６２…マスクカバー機構  ６４…コルダー装置  ６６…カバー部材  ６６ｂ…第１規制部  ６６ｃ…第２規制部  ７４…液体供給源  ７６…液体噴射装置  ８０…マスクローダ装置
【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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【図７】
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【図８】
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