(57)【要約】  ミラー（４１）のような光学部材を冷却する冷却装置は、冷却部材（５１）と、ミラー（４１）の裏面（４１Ｂ）に冷却部材（５１）の接触面（５１Ａ）を密着させる係合機構（５２）とを含む。裏面（４１Ｂ）と接触面（５１Ａ）は平坦化されている。ミラー（４１）の裏面（４１Ｂ）には、溝部（４６）と張出部（４８）とを有する係止部（４４）が形成されている。係合機構（５２）の軸部（５７）が係止部（４４）の張出部（４８）と係合した状態で、係合機構（５２）の係合部材（６０）は、ばね（５８）により冷却部材（５１）側に付勢される。
2009051199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材を冷却する光学部材冷却装置において、
前記光学部材の特定の表面に接触する接触面を有する冷却部材と、
前記特定の表面と前記冷却部材の接触面とを互いに押し付け合った状態で、前記光学部材と前記冷却部材とを固定する固定機構とを有することを特徴とする光学部材冷却装置。
【請求項２】
前記特定の表面は、第１の面と、該第１の面とは異なる第２の面とを有すると共に、
前記第１の面及び前記第２の面の温度を個別制御する温度調整装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学部材冷却装置。
【請求項３】
前記冷却部材は、前記第１の面に接触する第１接触面と、前記第２の面に接触する第２接触面とを有することを特徴とする請求項２に記載の光学部材冷却装置。
【請求項４】
前記冷却部材は、前記第１の面に接触する第１接触面を有する第１冷却部と、前記第２の面に接触する第２接触面を有する第２冷却部とを備え、
前記第１冷却部及び前記第２冷却部は、前記固定機構によって前記光学部材にそれぞれ固定され、前記温度調整装置は、前記第１冷却部及び前記第２冷却部の温度を個別に調整することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光学部材冷却装置。
【請求項５】
前記特定の表面と前記冷却部材の接触面とは、軟質性の熱伝達物質の層を介して接触していることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の光学部材冷却装置。
【請求項６】
光学部材を冷却する光学部材冷却装置において、
吸熱面及び放熱面を有し、且つ前記光学部材の特定の表面に前記吸熱面が接触する熱伝達部材と、
該熱伝達部材の放熱面に接触する接触面を有する冷却部材と、
前記特定の表面と前記吸熱面とを互いに押し付け合わせると共に前記放熱面と前記接触面とを互いに押し付け合わせた状態で、前記光学部材に対して前記熱伝達部材及び前記冷却部材を固定する固定機構と、を有することを特徴とする光学部材冷却装置。
【請求項７】
前記特定の表面は、第１の面と、該第１の面とは異なる第２の面とを有し、
前記熱伝達部材は、前記第１の面に接触する吸熱面を有する第１熱伝達部材と、前記第２の面に接触する吸熱面を有する第２熱伝達部材とを有し、
前記第１熱伝達部材の熱伝達と前記第２熱伝達部材の熱伝達とを個別に制御する制御装置をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の光学部材冷却装置。
【請求項８】
前記冷却部材は、前記第１熱伝達部材の放熱面に接触する第１接触面と、前記第２熱伝達部材の放熱面に接触する第２接触面とを備えることを特徴とする請求項７に記載の光学部材冷却装置。
【請求項９】
前記冷却部材は、前記第１熱伝達部材の放熱面に接触する第１接触面を有する第１冷却部と、前記第２熱伝達部材の放熱面に接触する第２接触面を有する第２冷却部とを備え、
前記第１冷却部及び前記第２冷却部は、それらの接触面と前記特定の表面との間に前記第１熱伝達部材及び第２熱伝達部材を介在させた状態で前記固定機構によって前記光学部材に固定されていることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の光学部材冷却装置。
【請求項１０】
前記第１熱伝達部材は、前記第１の面に対して複数設けられ、
前記第１冷却部は、前記第１熱伝達部材毎に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の光学部材冷却装置。
【請求項１１】
前記第２熱伝達部材は、前記第２の面に対して複数設けられ、
前記第２冷却部は、前記第２熱伝達部材毎に設けられていることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の光学部材冷却装置。
【請求項１２】
前記特定の表面と前記吸熱面とは、軟質性の熱伝達物質の層を介して接触していると共に、前記放熱面と前記冷却部材の接触面とは、軟質性の熱伝達物質の層を介して接触していることを特徴とする請求項６〜請求項１１のうちいずれか一項に記載の光学部材冷却装置。
【請求項１３】
前記軟質性の熱伝達物質の層は、軟金属、あるいは合金のいずれか一つを含むことを特徴とする請求項５又は請求項１２に記載の光学部材冷却装置。
【請求項１４】
前記特定の表面は、前記光学部材に設けられ、かつ前記光学部材を構成する材料よりも加工し易い金属層に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１３のうちいずれか一項に記載の光学部材冷却装置。
【請求項１５】
前記接触面は、前記冷却部材に設けられ、かつ前記冷却部材を構成する材料よりも加工し易い金属層に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１４のうちいずれか一項に記載の光学部材冷却装置。
【請求項１６】
前記固定機構は、
前記光学部材に設けられ、前記特定の表面に形成された第１の係合部と、
前記冷却部材に設けられ、前記第１の係合部に係合する第２の係合部と、
前記第１の係合部を前記第２の係合部側に付勢する付勢部材とを有することを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載の光学部材冷却装置。
【請求項１７】
前記第２の係合部は、所定形状を有する先端部と、前記所定形状より小さい形状を有する軸部とを有し、
前記第１の係合部は、前記先端部が係合可能で、かつ所定方向に延びて形成された溝部と、前記溝の一部を覆い、かつ前記軸部と嵌合可能な嵌合部とを有することを特徴とする請求項１６に記載の光学部材冷却装置。
【請求項１８】
前記第２の係合部は、前記先端部と前記軸部とを連結するフレクシャ部を有することを特徴とする請求項１７に記載の光学部材冷却装置。
【請求項１９】
前記固定機構は、前記特定の表面に複数設けられることを特徴とする請求項１６に記載の光学部材冷却装置。
【請求項２０】
前記特定の表面は、光が入射する入射面とは反対側の面に形成され、
前記固定機構は、前記特定の表面のうち、前記入射面に対応する領域内に複数設けられることを特徴とする請求項１８に記載の光学部材冷却装置。
【請求項２１】
前記冷却部材は、該冷却部材を冷却する冷媒が流通する冷媒通路を有することを特徴とする請求項１〜請求項２０のうちいずれか一項に記載の光学部材冷却装置。
【請求項２２】
前記冷却部材は、前記第１の面に対応する部分を冷却する冷媒が流通する第１冷媒通路と、前記第２の面に対応する部分を冷却する冷媒が流通する第２冷媒通路とを有することを特徴とする請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の光学部材冷却装置。
【請求項２３】
前記光学部材と前記冷却部材との少なくとも一方の温度を検出する温度センサを備え、該温度センサの検出結果に基づいて、前記冷媒の温度を調整することを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の光学部材冷却装置。
【請求項２４】
前記第１冷却部及び前記第２冷却部の各々は、冷媒が流通する冷媒通路を有し、前記温度調整装置は、前記冷媒の温度を前記冷却部毎に調整す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。
【請求項２５】
前記光学部材の温度と前記冷却部の温度との少なくとも一方を検出する温度センサを前記冷却部毎に備え、前記温度調整装置は、前記各温度センサの検出結果に基づいて、前記各冷却部の温度を調整することを特徴とする請求項４又は請求項２４に記載の光学部材冷却装置。
【請求項２６】
前記光学部材の温度と前記熱伝達部材の前記吸熱面側の温度の少なくとも一方を検出する温度センサが前記第１熱伝達部材及び前記第２熱伝達部材毎に備え、前記制御装置は、前記各温度センサの検出結果に基づいて、前記第１熱伝達部材及び前記第２熱伝達部材を個別に制御することを特徴とする請求項７〜請求項１１のうちいずれか一項に記載の光学部材冷却装置。
【請求項２７】
前記光学部材が、真空雰囲気内に配置されるミラーであることを特徴とする請求項１〜請求項２６のうちいずれか一項に記載の光学部材冷却装置。
【請求項２８】
複数の光学部材を保持する鏡筒において、
前記光学部材の少なくとも１つに、請求項１〜請求項２７のうちいずれか一項に記載の光学部材冷却装置を設けたことを特徴とする鏡筒。
【請求項２９】
複数の光学部材を有し、パターンが形成されたマスクを介した露光光で基板を露光する露光装置において、
前記複数の光学部材の少なくとも１つに、請求項１〜請求項２７のうちいずれか一項に記載の光学部材冷却装置を設けたことを特徴とする露光装置。
【請求項３０】
前記露光光は、極端紫外光または軟Ｘ線であることを特徴とする請求項２９に記載の露光装置。
【請求項３１】
前記複数の光学部材は、前記パターンが形成されたマスクを照明する光学系、又は前記パターンを前記基板に形成する光学系を構成することを特徴とする請求項２９又は請求項３０に記載の露光装置。
【請求項３２】
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２９〜請求項３１のうちいず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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、反射光学素子、透過光学素子等の光学部材を冷却するための光学部材冷却装置に関するものである。また、本発明は、少なくとも１つの光学部材を有する鏡筒に関するものである。さらに、本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスの製造工程で使用される露光装置及びその露光装置を利用したデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子は、著しい高集積度化要求に伴って、回路パターンがますます微細化してきている。このため、半導体製造用露光装置では、使用される露光光が紫外光、遠紫外光へと短波長側にシフトしてきている。また、さらに短波長の極端紫外光、軟Ｘ線を露光光とする露光装置も開発されつつある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２４３０５２号公報
【発明の開示】
【０００３】
最近では、露光光として波長が１００ｎｍ程度以下の軟Ｘ線領域の光、すなわちＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を使用するＥＵＶ露光装置の開発も行われている。このＥＵＶ露光装置では、ＥＵＶ光の透過を許容する実用可能な光学材料が現時点では存在しないため、照明光学系及び投影光学系は全て反射光学素子（ミラー）によって構成され、回路パターンが形成されるマスクにもまた反射型マスクが使用される。ところが、照明光学系及び投影光学系を構成する反射光学素子は、入射したＥＵＶ光の全てを反射することができず、入射したＥＵＶ光の一部が、熱エネルギーとして反射光学素子に蓄積される。この蓄積された熱エネルギーの影響で、反射光学素子に熱変形が生じ、反射面の面精度の低下を招くおそれがあるという問題があった。
【０００４】
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、光学部材を効率よく冷却することのできる光学部材冷却装置及び鏡筒を提供することにある。また、その他の目的は、高集積度のデバイスを効率よく製造することのできる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。
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明の一実施形態の光学部材冷却装置は、光学部材を冷却する光学部材冷却装置において、前記光学部材（４１）の特定の表面（４１Ｂ）に接触する接触面（５１Ａ）を有する冷却部材（５１）と、前記特定の表面（４１Ｂ）と前記冷却部材（５１）の接触面（５１Ａ）とを互いに押し付け合った状態で、前記光学部材（４１）と前記冷却部材（５１）とを固定する固定機構（４４，５２，５８）とを有する。
【０００６】
この構成によれば、冷却部材を、光学部材の特定の表面に互いに押し付け合った状態で接触させつつ固定することができる。このため、露光光の照射により、光学部材が発熱したとしても、光学部材の熱は熱伝導により冷却部材に移動される。従って、光学部材を極めて効率よく冷却することができる。
【０００７】
また、本発明の光学部材冷却装置は、光学部材（４１）を冷却する光学部材冷却装置において、吸熱面（９２）及び放熱面（９４）を有し、且つ前記光学部材（４１）の特定の表面（４１Ｂ）に前記吸熱面（９２）が接触する熱伝達部材（９３）と、該熱伝達部材（９３）の放熱面（９４）に接触する接触面（５１Ａ）を有する冷却部材（５１）と、前記特定の表面（４１Ｂ）と前記吸熱面（９２）とを互いに押し付け合わせると共に前記放熱面（９４）と前記接触面（５１Ａ）とを互いに押し付け合わせた状態で、前記光学部材（４１）に対して前記熱伝達部材（９３）及び前記冷却部材（５１）を固定する固定機構（４４，５２，５８）と、を有する。
【０００８】
この構成によれば、熱伝達部材は、その吸熱面が特定の表面に押し付けられた状態で光学素子に固定されると共に、冷却部材は、その接触面が放熱面に押し付けられた状態で光学素子及び熱伝達部材に固定される。そのため、露光光の照射によって光学部材が発熱したとしても、光学部材の熱が熱伝導により熱伝達部材に吸熱される。また、光学部材を冷却させる熱伝達部材の放熱面が冷却部材の接触面に密接し、放熱面の冷却が冷却部材によって好適に行われることから、熱伝達部材による光学部材の冷却効率が良好に維持される。したがって、光学部材を極めて効率よく冷却することができる。
【０００９】
なお、本発明をわかりやすく説明するために各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、高エネルギーの露光光を用いたとしても、光学部材の熱変形を効果的に抑制することができる。従って、光学部材の光学面の面精度を高く保つことができる。従って、基板に対して精度よくパターン転写ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の露光装置を示す概略構成図。
【図２】ＥＵＶ光露光装置の光学系鏡筒の一例を示す構成図。
【図３】第１の実施形態の光学系鏡筒内のミラー及びそのミラー冷却装置を示す斜視図。
【図４】図３のミラーの裏面を示す平面図。
【図５】図４の５−５線断面図。
【図６】ミラーと冷却部材とを、固定機構を用いて固定した状態を示す断面図。
【図７】係合機構の取付状態を示す断面図。
【図８】取付ジグを取り付けた状態を示す断面図。
【図９】取付ジグに軸部を移動させ、ミラーを接合した状態を示す断面図。
【図１０】軸部の先端部を係止部の嵌合部に嵌合させた状態を示す断面図。
【図１１】取付ジグを取り外した状態を示す断面図。
【図１２】第２の実施形態のミラー冷却装置を示す側面図。
【図１３】第２の実施形態のミラー冷却装置を示す模式図。
【図１４】第３の実施形態のミラー冷却装置を示す模式図。
【図１５】第４の実施形態のミラー冷却装置を示す模式図。
【図１６】第４の実施形態のミラー冷却装置の一部を示す断面図。
【図１７】第５の実施形態のミラー冷却装置を示す模式図。
【図１８】他の別の実施形態のミラー冷却装置を示す斜視図。
【図１９】デバイスの製造例のフローチャート。
【図２０】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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図１１に従って説明する。
第１の実施形態の露光装置と光学部材冷却装置と鏡筒は、例えば半導体素子製造用の露光装置と、ミラーを冷却するミラー冷却装置と、照明光学系を収容する鏡筒である。なお、本実施形態では、露光装置として、極端紫外（ＥＵＶ）光を使用するＥＵＶ露光装置を例に説明する。【００１２】
図１には、本例の露光装置２０の全体構成が概略的に示されている。以下では、投影光学系２５の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１における紙面内左右方向にＹ軸を取り、紙面に直交する方向にＸ軸を取って説明する。露光装置２０は、マスクとしてのレチクル２２に形成された回路パターンの一部の像を投影光学系２５を介して物体または基板としてのウエハ２４上に投影しつつ、レチクル２２とウエハ２４とを投影光学系２５に対して１次元方向（ここではＹ方向）に相対走査することによって、レチクル２２の回路パターンの全体をウエハ２４上の複数のショット領域の各々にステップ・アンド・スキャン方式で転写するものである。【００１３】
露光装置２０は、軟Ｘ線領域の光、即ち波長１００ｎｍ程度以下のＥＵＶ光（極端紫外光）ＥＸを露光用の照明光（露光ビーム）として射出するＥＵＶ光源２１、このＥＵＶ光源２１からのＥＵＶ光ＥＸを反射して所定の入射角、例えば約５０ｍｒａｄでレチクル２２のパターン面（下面）に入射させる光路折り曲げ用のミラーＭを含む照明光学系（不図示）、レチクル２２を保持するレチクルステージ２６、レチクル２２のパターン面で反射されたＥＵＶ光ＥＸをウエハ２４の被露光面（上面）に照射する投影光学系２５、及びウエハ２４を保持するウエハステージ２７を備えている。なお、ミラーＭは、平面ミラーで形成され、投影光学系２５の鏡筒２の内部に配置されているが、実際には照明光学系の一部である。ＥＵＶ光源２１としては、一例として、レーザ励起プラズマ光源が用いられている。また、ＥＵＶ光ＥＸとしては、一例として、主に波長５〜２０ｎｍ、例えば波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が用いられる。ＥＵＶ光ＥＸの気体による吸収を防止するため、露光装置２０は不図示の真空チャンバ内に収容されている。【００１４】
照明光学系は、複数の照明用ミラー、波長選択窓等（いずれも図示省略）、及びミラーＭ等を含んで構成されている。ＥＵＶ光源２１から射出され、照明光学系の端部のミラーＭで反射されたＥＵＶ光ＥＸは、レチクル２２のパターンの一部の領域を円弧スリット状で照明する。【００１５】
レチクルステージ２６の下面側に不図示の静電チャック方式（又はメカチャック方式）のレチクルホルダが設けられ、該レチクルホルダによってレチクル２２が保持されている。このレチクル２２としては、照明光としてＥＵＶ光が用いられていることから反射型レチクルが用いられている。レチクル２２は、シリコンウエハ、石英、低膨張ガラスなどの薄い板から成る。レチクル２２のパターン面には、ＥＵＶ光を反射する反射膜が形成されている。この反射膜は、モリブデンＭｏとシリコンＳｉとの膜が交互に約５．５ｎｍの周期で、約５０ペア積層された多層膜である。この多層膜は波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して約７０％の反射率を有する。なお、ミラーＭ、その他の照明光学系及び投影光学系２５内の各ミラーの反射面にも同様の構成の多層膜が形成されている。レチクル２２のパターン面に形成された多層膜上には、吸収層として例えばニッケルＮｉ又はアルミニウムＡｌが一面に塗布され、その吸収層にパターンニングが施されて反射部としての回路パターンが形成されている。その回路パターンで反射されたＥＵＶ光ＥＸが投影光学系２５に向かう。【００１６】
投影光学系２５は、開口数ＮＡが例えば０．３で、反射光学素子（ミラー）のみから成る反射光学系が使用されており、本例の投影倍率は１／４倍である。投影光学系２５の鏡筒２には、ミラーＭに入射するＥＵＶ光ＥＸ及びレチクル２２に入射して反射されるＥＵＶ光ＥＸをそれぞれ通過させるための開口２ａ及び２ｂが形成され、投影光学系２５からウエハ２４に入射するＥＵＶ光ＥＸを通過させるための開口（不図示）も形成されている。レチクル２２によって反射されたＥＵＶ光ＥＸは、投影光学系２５を介してウエハ２４上に照射され、これによりレチクル２２上のパターンは１／４に縮小されてウエハ２４に転写される。【００１７】
ウエハステージ２７の上面には、静電チャック方式の不図示のウエハホルダが載置され、該ウエハホルダによってウエハ２４が吸着保持されている。
次に、投影光学系２５について詳細に説明する。図２は、投影光学系２５を構成する複数の光学部材としての６枚のミラーＭ１〜Ｍ６の配置を示し、この図２において、レチクル２２からウエハ２４に向かって、反射面を下方（−Ｚ方向）に向けたミラーＭ２、反射面を下方に向けたミラーＭ４、反射面を上方（＋Ｚ方向）に向けたミラーＭ３、反射面を上方に向けたミラーＭ１、反射面を下方に向けたミラーＭ６、及び反射面を上方に向けたミラーＭ５が配置され、照明光学系の一部であるミラーＭは、ミラーＭ３及びＭ４の反射面を延長した２つの面Ｃａ及びＣｂの間に配置されている。ミラーＭ１〜Ｍ６の反射面は、球面又は非球面などの回転対称な面であり、その回転対称軸が投影光学系２５の光軸ＡＸにほぼ一致するように位置調整されている。また、ミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ４，Ｍ６は凹面鏡であり、他のミラーＭ３，Ｍ５は凸面鏡である。ミラーＭ１〜Ｍ６それぞれの反射面は、設計値に対して露光波長の約５０分の１から６０分の１以下の凹凸となる加工精度で加工され、ＲＭＳ値（標準偏差）で０．２ｎｍから０．３ｎｍ以下の平坦度誤差のみが残存している。各ミラーの反射面の形状は、計測と加工とを交互に繰り返しながら形成されている。【００１８】
図２の構成において、レチクル２２で反射されたＥＵＶ光ＥＸは、ミラーＭ１で上方に反射され、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。そして、ミラーＭ５で上方に反射されたＥＵＶ光ＥＸは、ミラーＭ６で下方に反射されて、ウエハ２４上にレチクル２２のパターンの像を形成する。【００１９】
ウエハ２４上の一つのショット領域を露光するときには、ＥＵＶ光ＥＸが照明光学系によりレチクル２２の照明領域に照射され、レチクル２２とウエハ２４とは投影光学系２５に対して投影光学系２５の縮小倍率に応じた速度比でＹ方向に同期して移動する。その後、ウエハステージ２７を駆動してウエハ２４をステップ移動した後、ウエハ２４上の次のショット領域に対してレチクル２２のパターンが走査露光される。このステップ移動と走査露光を繰り返すことによって、ウエハ２４上の複数のショット領域にレチクル２２のパターンの像が露光される。【００２０】
前述の通り、照明光学系及び投影光学系２５は、約７０％の反射率を有する多層膜が形成された複数のミラーで構成されている。そのため、ＥＵＶ光ＥＸのエネルギーの一部（残りの約３０％）はミラー自身に吸収される。そして、その際に吸収される熱量は数サブＷ〜数Ｗであり、ミラーの反射面を熱変形させる可能性があり、投影光学系２５の結像性能を低下させる可能性がある。【００２１】
図３は、本発明の実施形態に係るミラー及びそのミラー冷却装置を示す図である。図４はミラーの特定の表面（非光学面）を示す平面図、図５は図４の５−５線断面図を示している。【００２２】
なお、ここで説明するミラー４１は、照明光学系又は投影光学系２５を構成する複数のミラーの一つである。図４及び図５に示すミラー４１は、厚さ１〜２ｃｍ程度の略八角形ミラーであるが、照明光学系内又は投影光学系２５内に配置される位置に応じて、八角形以外の形状、例えば、円盤状や扇盤状、八角形以外の多角形状等が用いられる場合もある。本実施形態におけるミラー冷却装置は、多種多様のミラー形状に適用できることはいうまでもない。【００２３】
ミラー４１は、反射面（入射面ともいう）４１Ａと、反射面４１Ａと反対側の面、すなわち、特定の表面を形成する裏面４１Ｂと、側面４１Ｃとを有する。なお、反射面４１Ａを光学面と定義したとき、裏面４１Ｂ及び側面４１Ｃを非光学面と定義することができる。このミラー４１は、ゼロデュア（登録商標）等の低熱膨張性ガラスで形成され、反射面４１ＡはＭｏ／Ｓｉ多層膜４２により形成されている。また、この裏面４１Ｂは、光学面並みに研磨して平面度が高められている。【００２４】
このミラー４１には、側面４１Ｃの一部に支持部４３が周方向に離れて３箇所に形成されている。ミラー４１は、各支持部４３において支持部材（図示略）を介して鏡筒２内に支持されている。【００２５】
図４に示すように、ミラー４１の裏面４１Ｂには、反射面４１ＡにおけるＥＵＶ光ＥＸの照射領域ＲＡと対応する領域内に複数（本実施形態では６個）の係止部４４が形成されている。この係止部４４は、第１の係合部として作用する。この係止部４４は、所定方向に延び、かつ所定方向の両端部に曲率を有する溝部４６と、この溝部４６の一端部の周囲の一部を覆い、溝部４６の縁の部分が溝部４６の中央部に向けて張り出した張出部４８とを有する。この張出部４８によって、ミラー４１の裏面４１Ｂには、円形の挿入孔４５と、その挿入孔４５の径より小さい幅を有する開口部４７とが形成される。挿入孔４５は、溝部４６の他端部がそのまま露出して形成されたものである。【００２６】
図３に示すように、ミラー４１の裏面４１Ｂには、後述する係合機構５２を介して、例えばインバー（登録商標）等の低熱膨張鋼または合金製の平板状をなす冷却部材５１が固定される。また、図３において、複数（本実施形態では６個）の係合機構５２のうち、一つの係合機構５２については、カバー５３を取り外した状態で示している。なお、冷却部材５１とミラー４１との接触精度を高めるため、すなわち、冷却部材５１の接触面５１Ａとミラー４１の裏面４１Ｂとが互いにぴったりと接触するために、それらの接触面を平面加工することが望ましい。なお、好ましくは、冷却部材５１におけるミラー４１との接触面５１Ａには、低熱膨張鋼または合金より加工の容易な物質の層、例えばニッケル−リンめっき等の層を設け、鏡面加工を施すことにより接触面５１Ａの平面度を高めてもよい。また、ミラー４１の裏面４１Ｂにも、冷却部材５１と同様に、低熱膨張鋼または合金より加工の容易な物質の層、例えばニッケル−リンめっき等の層を設け、鏡面加工を施すことにより裏面４１Ｂの平面度を高めてもよい。なお、加工の容易な物質の層は、ミラー４１の裏面４１Ｂあるいは冷却部材の接触面５１Ａのいずれか一方に設けてもよい。【００２７】
この冷却部材５１の内部には、例えば純水等の冷媒が流通する冷媒通路５４が係合機構５２の間を蛇行するように形成されている。また、冷却部材５１には、この冷媒通路５４の入口と出口の中間部、すなわち、ミラー４１の裏面４１Ｂの中央部に対応して、冷媒通路５４の前記中間部を流通する冷媒の温度を検出するための温度センサ５５が設けられている。本実施形態では、温度センサ５５の検出結果に基づいて、冷媒通路５４に供給する冷媒の温度を調整している。【００２８】
図６は、ミラー４１と冷却部材５１とを、係合機構５２を用いて固定した状態を示す断面図である。図６に示すように、冷却部材５１には、接触面（内面ともいう）５１Ａと反対側の面（外面ともいう）５１Ｂとの間を貫通する貫通孔５６が形成されている。係合機構５２は、冷却部材５１に設けられて、第２の係合部として作用する。係合機構５２は、冷却部材５１の貫通孔５６に挿通され、かつ一端部にばね受け５９が取り付けられた軸部５７と、この軸部５７をばね受け５９と面５１Ｂとの間に配置されるばね５８と共に覆うカバー５３とを有する。ばね５８は、軸部５７を接触面５１Ａとは反対側の面５１Ｂ側に付勢する付勢力を備え、付勢部材として作用する。【００２９】
軸部５７の他端部には、ミラー４１の裏面４１Ｂに設けられた円形の挿入孔４５に係合する係合部材６０がフレクシャ部６１を介して取り付けられている。この係合部材６０は、軸部５７より大径の円板状で形成され、挿入孔４５、すなわち溝部４６に係合する。また、軸部５７は、開口部４７の開口幅に対応する径を有する。そして、本実施形態では、第１の係合部として作用する係止部４４、第２の係合部として作用する係合機構５２、付勢部材として作用するばね５８により、ミラー４１と冷却部材５１とを固定する固定機構が構成されている。【００３０】
ミラー４１と冷却部材５１とを固定機構を介して取り付ける場合には、係合部材６０をミラー４１の裏面４１Ｂに設けられた挿入孔４５に係合する。その後、挿入孔４５から溝部４６の他端部に向かって、係合部材６０をスライドさせると、軸部５７が張出部４８の開口部４７に沿って移動する。すなわち、軸部５７は、張出部４８と嵌合することになる。したがって、張出部４８は、軸部５７と嵌合する嵌合部として機能する。【００３１】
そして、ミラー４１と冷却部材５１とは、ばね５８の付勢力が軸部５７の係合部材６０を介して張出部４８に伝達され、ミラー４１と冷却部材５１とが互いに押し付け合うように固定される。【００３２】
ここで、ミラー４１の挿入孔４５は、軸部５７の係合部材６０よりさらに大径に形成されていてもよい。
フレクシャ部６１は、軸部５７の軸方向において異なる位置に形成された一対の首部を有する。各首部は、軸部５７の両側から掘り込み加工することよって形成されている。一対の首部は、軸部５７の軸線方向における異なる位置に形成され、掘り込み加工の方向が両首部で異なっている。すなわち、一方の首部が所定方向に掘り込み加工された場合、他方の首部は所定方向に直交する方向に掘り込み加工して形成される。このフレクシャ部６１により、軸部５７の係合部材６０が、一対の首部を回転軸として溝部４６の表面に沿って傾斜可能になっている。【００３３】
次に、冷却部材５１をミラー４１に固定する方法について、図６〜図１１に基づいて説明する。
図７は、冷却部材５１をミラー４１に取り付ける前の状態を示した断面図であり、この状態では、係合機構５２の軸部５７の係合部材６０は、ばね５８の付勢力により冷却部材５１の接触面５１Ａに当接されている。この状態で、図８に示すように、冷却部材５１に対して断面逆Ｕ字状の取付ジグ６２を、軸部５７を跨ぐように取り付ける。この取付ジグ６２には、軸部５７の一端部に当接して軸部５７を係合部材６０が接触面５１Ａから離間するように移動させるねじ６３が設けられている。【００３４】
ついで、図９に示すように、取付ジグ６２のねじ６３をねじ込んで、ばね５８の付勢力に抗して、軸部５７の係合部材６０を冷却部材５１の接触面５１Ａから離間させる。この際、軸部５７の係合部材６０を、接触面５１Ａとの間に張出部４８の厚さよりわずかに大きな隙間ができるように移動させておく必要がある。そして、ミラー４１の裏面４１Ｂに、係合機構５２の係合部材６０が挿入孔４５に係合するように、冷却部材５１の接触面５１Ａを対向させる。【００３５】
図１０に示すように、係合部材６０を挿入孔４５に係合させた後、冷却部材５１を溝部４６の延びる方向に平行移動させる。この平行移動によって、係合部材６０は、溝部４６に沿って移動し、かつ軸部５７が張出部４８に嵌合しながら移動し、係合部材６０は、溝部４６の底面と、張出部４８との間に配置される。その後、取付ジグ６２のねじ６３を緩め、軸部５７の係合部材６０を張出部４８に当接させる。これにより、ばね５８の付勢力によって、ミラー４１と冷却部材５１とが互いに押し付け合った状態で固定される。ついで、図１１に示すように、取付ジグ６２を冷却部材５１から取り外し、さらに、図６に示すように軸部５７を覆うように冷却部材５１にカバー５３を取り付ける。【００３６】
なお、図では、２つの係合機構５２のみを示したが、冷却部材５１をミラー４１に固定する場合には、すべての係合機構５２を同じように操作すればよい。
従って、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。【００３７】
（１）このミラー４１には、その裏面４１Ｂと冷却部材５１の接触面５１Ａとが互いに押し付け合った状態で、冷却部材５１に取り付けられた係合機構５２に係合する係止部４４が設けられている。このため、冷却部材５１を、ミラー４１の裏面４１Ｂに直接接触させた状態で固定することができる。これにより、ＥＵＶ光ＥＸの照射により、ミラー４１が発熱したとしても、ミラー４１の熱は直接熱伝導により冷却部材５１に移動され、ミラー４１を極めて効率よく冷却することができる。従って、高エネルギーのＥＵＶ光ＥＸを用いたとしても、ミラー４１の熱変形を効果的に抑制することができる。そして、ミラー４１の反射面４１Ａの面精度を高く保つことができ、レチクル２２上のパターンをウエハ２４上に精度よく転写することができる。【００３８】
（２）この冷却部材５１の接触面５１Ａには、冷却部材５１を構成する材料よりも加工し易い金属層が形成されている。このため、冷却部材５１の接触面５１Ａの平面度を容易に向上させることができる。これにより、ミラー４１と冷却部材５１との密着性を向上することができ、冷却部材５１の冷却効率をさらに高めることができる。また、冷却部材５１をミラー４１に接合した際に、ミラー４１の反射面４１Ａの面精度に与える影響を小さくすることができる。【００３９】
（３）このミラー４１と冷却部材５１とは、ミラー４１の係止部４４と冷却部材の係合機構５２との係合により固定され、係合機構５２にはミラー４１を冷却部材５１側に付勢するばね５８が設けられている。このため、簡易な構成でかつ安定にミラー４１と冷却部材５１とを互いに押し付け合った状態で固定することができる。また、例えばミラー４１の反射面４１Ａの再加工が必要になった場合にも、ばね５８を撓ませることにより、冷却部材５１をミラー４１から取り外すことができる。さらに、冷却部材５１をミラー４１に再度取り付けた際にも、再現性よく押し付け力を発生させることができる。【００４０】
（４）係合機構５２が、大径の係合部材６０とその係合部材６０より小径の軸部５７とを有している。一方、ミラー４１の裏面４１Ｂには、係合機構５２の係合部材６０が係合可能で、かつ所定方向に延びる溝部４６と、その溝部４６の一部を覆い、かつ軸部５７と嵌合可能な張出部４８とを有する係止部４４が形成されている。このため、係合機構５２の軸部５７を係止部４４内に挿入して係合部材６０を溝部４６に沿って移動させ係止することで、冷却部材５１をミラー４１に固定することができる。【００４１】
（５）係合機構５２には、係合部材６０と軸部５７とを連結するフレクシャ部６１が設けられている。このため、係合機構５２が係止部４４の張出部４８に当接する際に、係合部材６０を張出部４８に負荷歪を生じさせることなく沿わせることができる。従って、冷却部材５１をミラー４１に固定することによる反射面４１Ａの面精度への影響をさらに小さくすることができる。【００４２】
（６）このミラー４１では、係合機構５２を係止する係止部４４が、裏面４１Ｂに複数設けられている。このため、ミラー４１と冷却部材５１とを隙間なくかつ均一に密着させることができ、冷却部材５１による冷却効果を高めることができる。【００４３】
（７）このミラー４１では、係止部４４が、その裏面４１ＢのＥＵＶ光ＥＸが入射する反射面４１Ａの照射領域ＲＡに対応する領域内に複数設けられている。このため、ミラー４１の発熱しやすい領域において、冷却部材５１をより確実に密着させることができ、ミラー４１を効率よく冷却することができる。【００４４】
（８）この冷却部材５１には、冷媒通路５４が設けられており、冷媒通路５４に冷媒を流すことにより、ミラー４１から伝達された熱を速やかに冷却部材５１の外部に放出することができる。【００４５】
（９）この冷却部材５１には、冷媒通路５４内の冷媒の温度を検出する温度センサ５５が設けられている。これにより冷却部材５１の温度を求めることができ、この温度センサ５５の検出結果に基づいて、冷媒通路５４に供給する冷媒の温度を調整することで、より確実にミラー４１の冷却を行うことができる。【００４６】
（１０）このミラー４１は、真空雰囲気内に配置されるミラーである。このため、輻射冷却では、ミラー４１を十分に冷却することが難しいことがある。これに対して、このミラー４１は冷却部材５１と隙間なく直接接触されている。従って、ミラー４１の熱を熱伝達により、より確実かつ効率よく冷却部材５１に移行させることができ、このミラー４１及び冷却部材５１の構成は、真空雰囲気内に配置されるミラーと冷却部材との構成として、特に好適である。【００４７】
（１１）この鏡筒２及び露光装置２０は、少なくとも１つのミラー４１が、前記（１）〜（１０）に記載の優れた効果を有するミラー冷却装置により冷却されている。このため、ミラー４１の熱変形を効果的に抑制することができ、露光装置２０の露光精度を向上することができる。【００４８】
なお、本実施形態の冷却部材５１は、照明光学系及び投影光学系２５を構成するミラーのそれぞれに設け、そして、冷却部材５１に設けられた温度センサの検出結果に基づいて、ミラー毎に温度調整することが望ましい。【００４９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図１２及び図１３に従って説明する。なお、第２の実施形態は、ミラー冷却装置の構成が第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ものとする。【００５０】
図１２に示すように、ミラー４１の反射面４１Ａ全体にＥＵＶ光ＥＸが入射するとは限らない。例えば、図４の例では、ミラー４１の反射面４１ＡがＥＵＶ光ＥＸによって対称的にまたは偏りなく照射されるが、図１２のように、反射面４１ＡがＥＵＶ光ＥＸによって非対称的にまたは偏って照射されることがある。この場合、ミラー４１の反射面４１Ａには、図１２にて一点鎖線で示す境界線よりも左側に位置し、且つＥＵＶ光ＥＸが入射する入射面７０と、図１２にて一点鎖線で示す境界線よりも右側に位置し、且つＥＵＶ光ＥＸが入射しない非入射面７１とが形成されることがある。こうして反射面４１Ａに入射面７０及び非入射面７１が偏って形成される場合、ミラー４１のうち入射面７０に対応する入射部分と、非入射面７１に対応する非入射部分とでは、熱エネルギーの蓄熱量が異なる。そこで、本実施形態のミラー冷却装置は、ミラー４１のうち入射部分を冷却する効率と非入射部分を冷却する効率とが互いに異なるように構成されている。なお、以降の記載において、ミラー４１において特定の表面を形成する裏面４１Ｂのうち入射部分に対応する領域のことを第１の面７２というものとし、非入射部分に対応する領域のことを第２の面７３というものとする。【００５１】
具体的には、図１３に示すように、ミラー冷却装置は、ミラー４１の裏面４１Ｂに接触する接触面５１Ａを有する冷却部材５１を備えている。この冷却部材５１の接触面５１Ａのうちミラー４１の第１の面７２に接触可能な領域は第１接触面７４とされると共に、接触面５１Ａのうち第２の面７３に接触可能な領域は第２接触面７５とされる。そして、冷却部材５１は、上記第１の実施形態と同様に、複数（本実施形態では６つ）の係合機構５２によって、その接触面５１Ａと裏面４１Ｂとが互いに押し付け合う状態でミラー４１に固定されている。【００５２】
また、冷却部材５１内には、冷媒が流通する複数（本実施形態では２つ）の冷媒流路７６，７７が形成されている。具体的には、第１冷媒流路７６は、冷却部材５１のうち第１接触面７４に対応する部分内に形成されていると共に、第２冷媒流路７７は、冷却部材５１のうち第２接触面７５に対応する部分内に形成されている。また、冷却部材５１には、冷媒流路７６，７７に個別対応する複数（本実施形態では２つ）の温度センサ７８，７９が設けられている。第１冷媒流路７６用の温度センサ７８は、冷却部材５１のうち第１接触面７４に対応する部分の中央付近であって、且つ冷却部材５１の第１の面７２の温度を検出可能な状態で配置されている。また、第２冷媒流路７７用の温度センサ７９は、冷却部材５１のうち第２接触面７５に対応する部分の中央付近であって、且つ冷却部材５１の第２の面７３の温度を検出可能な状態で配置されている。【００５３】
ミラー冷却装置には、温度センサ７８，７９に接続された温度調整装置８０が設けられている。温度調整装置８０は、温度センサ７８，７９からの電気信号に基づき冷媒流路７６，７７内を流通させる冷媒の温度を個別に調整可能である。具体的には、温度調整装置８０は、冷却部材５１において第１の面７２の温度と第２の面７３の温度とが等しくなるように冷媒流路７６，７７内に供給する冷媒の温度を個別に調整し、該冷媒を冷媒流路７６，７７内に冷媒供給管路８１，８２を介してそれぞれ供給する。【００５４】
本実施形態の冷却部材５１においては、入射部分のほうが非入射部分よりも熱エネルギーの蓄熱量が多い。そのため、冷却部材５１全体を均一に冷却する場合には、入射部分のほうが非入射部分よりも高温になりやすく、ミラー４１に不均一な温度分布が発生する可能性がある。そこで、第１冷媒流路７６内では、第２冷媒流路７７内を流通する冷媒の温度よりも低温の冷媒が流通する。【００５５】
すなわち、冷却部材５１において第１接触面７４によるミラー４１の入射部分の冷却効率のほうが、第２接触面７５によるミラー４１の非入射部分の冷却効率よりも高い。そのため、本実施形態のミラー冷却装置は、ミラー４１に入射部分及び非入射部分が形成される場合であっても、ミラー４１内に不均一な温度分布を形成させることなく、該ミラー４１が冷却される。【００５６】
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）〜（１１）に加えて以下に示す効果を得ることができる。
（１２）本実施形態のミラー冷却装置は、ミラー４１の入射部分の冷却効率が非入射部分の冷却効率よりも高効率となるように構成されている。そのため、入射部分と非入射部分とが形成されるようなミラー４１を冷却する場合には、ミラー４１の裏面４１Ｂを一様に冷却する場合に比して、ミラー４１内に不均一な温度分布が形成されることを抑制できる。したがって、ミラー４１の一部分（例えば、入射部分）のみが熱変形してしまうことを抑制でき、ミラー４１の反射特性を良好に維持できる。【００５７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を図１４に従って説明する。なお、第３の実施形態は、冷却部材の構成が第２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及び第２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及び第２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ものとする。【００５８】
図１４に示すように、本実施形態のミラー冷却装置は、ミラー４１の裏面４１Ｂに接触する冷却部材５１と、該冷却部材５１の温度を調整する温度調整装置８０とを備えている。冷却部材５１は、ミラー４１の裏面４１Ｂのうち第１の面７２に接触する第１接触面７４を有する複数（本実施形態では４つ）の第１冷却部８５と、第２の面７３に接触する第２接触面７５を有する複数（本実施形態では２つ）の第２冷却部８６とを備える。【００５９】
第１冷却部８５及び第２冷却部８６は、係合機構５２によって、それらの第１接触面７４及び第２接触面７５がミラー４１の第１の面７２及び第２の面７３にそれぞれ押し付け合った状態で固定されている。また、複数の冷却部８５及び８６には、第１の面７２及び第２の面７３の温度を検出するための温度センサ８７Ａ，８７Ｂ，８７Ｃ，８７Ｄ，８７Ｅ，８７Ｆがそれぞれ設けられている。そして、これら温度センサ８７Ａ〜８７Ｆは、対応づけられた第１の面７２及び第２の面７３の温度に対応した電気信号を温度調整装置８０に出力するようになっている。【００６０】
また、各第１冷却部８５内には、該第１冷却部８５を介してミラー４１の入射部分を冷却させるための冷媒を流通させる第１冷媒流路７６が形成されている。また、各第２冷却部８６内には、該第２冷却部８６を介してミラー４１の非入射部分を冷却させるための冷媒を流通させる第２冷媒流路７７が形成されている。そして、複数の冷媒流路７６及び７７内には、温度調整装置８０によって個別に温度調整された冷媒がそれぞれ供給される。【００６１】
したがって、本実施形態では、上記第１及び第２の実施形態の効果（１）〜（１２）に加えて以下に示す効果を得ることができる。
（１３）本実施形態の冷却部材５１は、複数の冷却部８５，８６から構成されている。しかも、冷却部８５，８６には、冷媒流路７６，７７がそれぞれ形成されている。そのため、ミラー４１の部分毎の温度調整を、より細やかに行うことができる。したがって、ミラー４１の各部分での熱エネルギーの蓄熱量が異なったとしても、好適に対応できる。【００６２】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を図１５及び図１６に従って説明する。なお、第４の実施形態は、ミラー冷却装置の構成が第１〜第３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〜第３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〜第３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ものとする。【００６３】
図１５に示すように、本実施形態のミラー冷却装置は、ミラー４１の裏面４１Ｂ側に固定される冷却機構９０と、該冷却機構９０を制御する制御装置９１とを備えている。冷却機構９０は、図１５及び図１６に示すように、ミラー４１の特定の表面である裏面４１Ｂに吸熱面９２が接触する複数（本実施形態では６つ）のペルチェ素子９３と、該各ペルチェ素子９３の放熱面９４と接触する接触面５１Ａを有する冷却部材５１とを備えている。そして、各ペルチェ素子９３及び冷却部材５１は、ペルチェ素子９３と同数（本実施形態では６つ）の係合機構５２によって、吸熱面９２と裏面４１Ｂとを互いに押し付け合わせると共に放熱面９４と接触面５１Ａとを互いに押し付け合わせた状態で、ミラー４１に固定される。【００６４】
各ペルチェ素子９３は、円環状をなしており、係合機構５２の軸部５７を包囲するように配置されている。すなわち、各ペルチェ素子９３は、係合機構５２によって付与される押圧力が最も強い位置に配置されている。なお、冷却部材５１内には、各ペルチェ素子９３の放熱面９４を冷却させるための冷媒が流通する冷媒通路５４が形成されている。【００６５】
本実施形態では、各ペルチェ素子９３の吸熱面９２及び放熱面９４は、ミラー４１及び冷却部材５１との接触精度を高めるために、平面加工することが望ましい。なお、好ましくは、各ペルチェ素子９３の吸熱面９２及び放熱面９４には、低熱膨張鋼または合金より加工の容易な物質の層、例えばニッケル−リンめっき等の層を設け、鏡面加工を施すことにより吸熱面９２及び放熱面９４の平面度を高めてもよい。また、ミラー４１の裏面４１Ｂ及び冷却部材５１の接触面５１Ａにも、冷却部材５１と同様に、低熱膨張鋼または合金より加工の容易な物質の層、例えばニッケル−リンめっき等の層を設け、鏡面加工を施すことにより裏面４１Ｂ及び接触面５１Ａの平面度を高めてもよい。【００６６】
また、冷却機構９０には、ミラー４１の裏面４１Ｂの中央部に対応した位置に、該ミラー４１の裏面４１Ｂの温度を検出するための温度センサ５５が設けられている。この温度センサ５５は、ミラー４１の裏面４１Ｂの温度に対応した電気信号を制御装置９１に出力するようになっている。【００６７】
制御装置９１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを有するデジタルコンピュータを有している。そして、制御装置９１は、温度センサ５５からの電気信号に基づき、ミラー４１の裏面４１Ｂの温度を演算により検出し、該検出結果に応じて各ペルチェ素子９３によるミラー４１の冷却効率を制御している。すなわち、本実施形態では、上記各実施形態とは異なり、ミラー４１は、ペルチェ素子９３によって冷却され、冷却部材５１は、ペルチェ素子９３の放熱面９４を冷却している。このように構成しても、ミラー４１は、ミラー冷却装置によって好適に冷却される。【００６８】
したがって、本実施形態では、上記第１〜第３の実施形態の効果（３）〜（８）に加えて以下に示す効果を得ることができる。
（１４）このミラー４１には、その裏面４１Ｂと各ペルチェ素子９３の吸熱面９２とが互いに押し付け合うと共に、各ペルチェ素子９３の放熱面９４と冷却部材５１の接触面５１Ａとが互いに押し付け合った状態で、冷却部材５１に取り付けられた係合機構５２に係合する係止部４４が設けられている。このため、各ペルチェ素子９３を、吸熱面９２がミラー４１の裏面４１Ｂに直接接触した状態で固定することができる。これにより、ＥＵＶ光ＥＸの照射により、ミラー４１が発熱したとしても、ミラー４１の熱は熱伝導により各ペルチェ素子９３を介して冷却部材５１に移動され、ミラー４１を極めて効率よく冷却することができる。したがって、高エネルギーのＥＵＶ光ＥＸを用いたとしても、ミラー４１の熱変形を効果的に抑制することができる。そして、ミラー４１の反射面４１Ａの面精度を高く保つことができ、レチクル２２上のパターンをウエハ２４上に精度よく転写することができる。【００６９】
（１５）ミラー４１の裏面４１Ｂ及び各ペルチェ素子９３の吸熱面９２には、ミラー４１とペルチェ素子９３との接触精度を高めるために、平面加工が施されている。そのため、各ペルチェ素子９３の放熱面９４とミラー４１との密着性を向上することができ、各ペルチェ素子９３による冷却効率をさらに高めることができる。【００７０】
（１６）また、各ペルチェ素子９３の放熱面９４及び冷却部材５１の接触面５１Ａには、ペルチェ素子９３と冷却部材５１との接触精度を高めるために、平面加工が施されている。そのため、各ペルチェ素子９３の放熱面９４と冷却部材５１との密着性を向上することができ、冷却部材５１による各ペルチェ素子９３からの吸熱効率をさらに高めることができる。【００７１】
（１７）各ペルチェ素子９３は、係合機構５２からの押圧力が最も強い位置に配置されている。そのため、各ペルチェ素子９３が係合機構５２から離間した位置に配置される場合に比して、各ペルチェ素子９３とミラー４１との密着性を高めることができる分、ミラー４１の冷却効率を高めることができる。【００７２】
（１８）また、一般的に、加工精度のため、ペルチェ素子９３の形状誤差は、ミラー４１などに比して、大きく、複数のペルチェ素子９３の厚みを高精度に揃えることは困難である。そのため、１つの係合機構５２だけでミラー４１にペルチェ素子９３や冷却部材５１を固定させようとした場合には、ミラー４１や冷却部材５１に対して密着性の低い状態で接触するペルチェ素子９３が存在する可能性がある。この点、本実施形態では、係合機構５２は、ペルチェ素子９３毎に設けられている。そのため、各ペルチェ素子９３を、その形状誤差などに関係なく、ミラー４１及び冷却部材５１に確実に密着させることができる。そのため、各ペルチェ素子９３による吸熱性能を十分に発揮させることができる。【００７３】
（１９）ミラー４１は、真空雰囲気内に配置されるミラーである。このため、輻射冷却では、ミラー４１を十分に冷却すること難しいことがある。これに対して、このミラー４１はペルチェ素子９３の吸熱面９２と隙間なく直接接触されている。したがって、ミラー４１の熱を熱伝達により、より確実かつ効率よくペルチェ素子９３を介して冷却部材５１に移行させることができ、このミラー４１、ペルチェ素子９３及び冷却部材５１の構成は、真空雰囲気内に配置されるミラー、熱伝達部材及び冷却部材の構成として、特に好適である。【００７４】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態を図１７に従って説明する。なお、第５の実施形態は、冷却部材の構成が第４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〜第４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〜第４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ものとする。【００７５】
前述したように、ミラー４１の反射面４１Ａには、ＥＵＶ光ＥＸが入射する入射面７０と、ＥＵＶ光ＥＸが入射しない非入射面７１とが形成されることがある。こうしたミラー４１を冷却するためのミラー冷却装置は、ミラー４１のうち入射部分を冷却する効率と、非入射部分を冷却する効率とが互いに異なるように構成されていることが好ましい。【００７６】
すなわち、図１７に示すように、本実施形態の冷却部材５１は、ミラー４１の入射部分を冷却するための複数（本実施形態では４つ）の第１冷却部８５と、ミラー４１の非入射部分を冷却するための複数（本実施形態では２つ）の第２冷却部８６とを備える。第１冷却部８５及び第２冷却部８６内には、ペルチェ素子９３の放熱面９４を冷却させるための冷媒を流通させる冷媒流路７６，７７がそれぞれ形成されている。【００７７】
また、各第１冷却部８５には、第１の面７２に接触する吸熱面９２を有するペルチェ素子９３（第１熱伝達部材ともいう）の放熱面９４に接触する第１接触面７４が形成されている。各第２冷却部８６には、第２の面７３に接触する吸熱面９２を有するペルチェ素子９３（第２熱伝達部材ともいう）の放熱面９４に接触する第２接触面７５が形成されている。また、各第１冷却部８５及び各第２冷却部８６は、係合機構５２によって、ペルチェ素子９３と共にミラー４１に固定されている。さらに、複数の第１冷却部８５には、ミラー４１の第１の面７２の温度を検出するための温度センサ８７Ａ，８７Ｂ，８７Ｃ，８７Ｄがそれぞれ設けられると共に、複数の第２冷却部８６には、ミラー４１の第２の面７３の温度を検出するための温度センサ８７Ｅ，８７Ｆがそれぞれ設けられている。そして、制御装置９１は、各温度センサ８７Ａ〜８７Ｆからの電気信号に応じて検出した温度に基づき、各ペルチェ素子９３を個別に制御するようになっている。【００７８】
したがって、本実施形態では、上記第１〜第４の実施形態の効果（３）〜（８）（１４）〜（１９）に加えて以下に示す効果を得ることができる。
（２０）本実施形態では、ペルチェ素子９３毎に冷却部８５，８６が設けられるため、各ペルチェ素子９３によるミラー４１の冷却効率を、良好に維持できる。【００７９】
（２１）また、各ペルチェ素子９３は、該ペルチェ素子９３毎に設けられた温度センサ８７Ａ〜８７Ｆからの電気信号に応じて個別に制御される。そのため、１つの温度センサにて各ペルチェ素子９３を制御する場合に比して、ミラー４１の不均一な温度分布の発生を好適に抑制できる。【００８０】
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。
・図３においては、ミラー４１と冷却部材５１とを直接接触させていたが、図１８に示すように、ミラー４１と冷却部材５１との間には、軟質性の熱伝達物質の層、例えばインジウムやその合金からなる軟金属層６４を形成して、この軟金属層６４を介してミラー４１と冷却部材５１とが接触するようにしてもよい。また、軟質性の熱伝達物質として、高熱伝導性を有する液体金属（例えば、ガリウムやインジウムなどを含む液体金属）を用いてもよい。このように構成すれば、軟金属層６４が変形することにより、ミラー４１の裏面４１Ｂ及び冷却部材５１の接触面５１Ａ上の微細な凹凸が吸収され、ミラー４１の裏面４１Ｂ及び冷却部材５１の接触面５１Ａの平面加工を厳密に行うことなく、より確実に密着させることができる。【００８１】
・同様に、第２及び第３の実施形態において、ミラー４１と冷却部材５１との間には、軟質性の熱伝達物質の層、例えばインジウムやその合金からなる軟金属層６４を形成して、この軟金属層６４を介してミラー４１と冷却部材５１とが接触するようにしてもよい。また、軟質性の熱伝達物質として、高熱伝導性を有する液体金属を用いてもよい。【００８２】
・同様に、第４及び第５の実施形態において、ミラー４１とペルチェ素子９３との間には、軟質性の熱伝達物質の層、例えばインジウムやその合金からなる軟金属層を形成して、この軟金属層を介してミラー４１とペルチェ素子９３とが接触するようにしてもよい。また、ペルチェ素子９３と冷却部材５１との間にも、軟質性の熱伝達物質からなる軟金属層を形成して、この軟金属層を介してペルチェ素子９３と冷却部材５１とが接触するようにしてもよい。なお、軟質性の熱伝達物質として、高熱伝導性を有する液体金属を用いてもよい。【００８３】
・第２の実施形態において、冷却部材５１のうち第１接触面７４に対応する部分内には、複数（例えば４つ）の第１冷媒流路７６を形成してもよい。また、冷却部材５１のうち第２接触面７５に対応する部分内には、複数（例えば２つ）の第２冷媒流路７７を形成してもよい。【００８４】
・第２実施形態において、第２冷媒流路７７には、第１冷媒流路７６内を流通した後の冷媒を供給してもよい。このように構成しても、第１冷媒流路７６内を流通する冷媒と、第２冷媒流路７７内を流通する冷媒との間で温度差を発生させることができる。【００８５】
・第１〜第３の実施形態において、温度センサ５５，７８，７９，８７Ａ〜８７Ｆは、冷却部材５１の接触面５１Ａの温度を検出できるように配置してもよい。
・第４及び第５の実施形態において、温度センサ５５，８７Ａ〜８７Ｆは、ペルチェ素子９３の吸熱面９２の温度を検出できるように配置してもよい。【００８６】
・各実施形態において、ミラー４１の裏面４１Ｂの少なくとも一部を、冷却部材５１の接触面５１Ａに接触するようにしてもよい。
・第１〜第３の実施形態において、冷却部材５１をミラー４１に、例えばねじ止め等により、ミラー４１と冷却部材５１とが互いに押し付け合うように固定してもよい。この場合、ねじが固定機構を構成する。【００８７】
・同様に、第４及び第５の実施形態において、ねじ止めなどにより、ペルチェ素子９３を介在させた状態で冷却部材５１をミラー４１に固定させてもよい。
・第４及び第５の実施形態において、各ペルチェ素子９３を、互いに隣り合う係合機構５２同士の間に配置してもよい。【００８８】
・各実施形態において、ミラー４１を、例えば銅、ステンレス鋼等の金属により構成してもよい。
・各実施形態では、露光装置内を真空雰囲気としたが、照明光学系及び投影光学系の鏡筒のみを真空雰囲気としてもよい。また、鏡筒内を、例えば空気や、窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ラドン、ネオン、キセノン等の不活性ガス等で満たすものとしてもよい。【００８９】
・各実施形態では、本発明の光学部材冷却装置を、ミラー４１を冷却する光学部材冷却装置に具体化した。これに対して、本発明の光学部材冷却装置は、例えばレンズ、ハーフミラー、平行平板、プリズム、プリズムミラー、ロッドレンズ、フライアイレンズ、位相差板等の他の光学部材を冷却する光学部材冷却装置に具体化してもよい。【００９０】
・各実施形態において、光学部材冷却装置は、実施形態の露光装置２０の照明光学系におけるミラー４１の冷却構成に限定されることない。例えば、レチクル２２の冷却構成に具体化してもよい。さらに、他の光学機械、例えば顕微鏡、干渉計等の光学系における光学部材の冷却構成に具体化してもよい。【００９１】
・また、露光光がＡｒＦ波長域の場合には、投影光学系として反射屈折型の光学系を用いることがある。この場合には、反射屈折型の光学系が有するミラーに、本実施形態のミラー冷却装置を適用することができる。【００９２】
・また、ミラーの裏面に曲率がある場合には、その曲率に合わせて、冷却部材の接触面を加工すればよい。
・さらに、ミラーに開口が形成されている場合には、その開口を囲むような冷却部材を構成すればよい。【００９３】
・各実施形態の露光装置２０は、液体として水（純水）、フッ素系液体、デカリン（Ｃ１０Ｈ１８）を用いる液浸露光装置、投影光学系２５とウエハ２４との間の所定の気体（空気、不活性ガスなど）で満たされた露光装置にも適用することが可能である。さらに、投影光学系を用いることなく、マスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するコンタクト露光装置、マスクと基板とを近接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置の光学系にも適用することができる。【００９４】
・さらに、本発明の露光装置２０は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。
・また、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、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にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置などでは、透過型マスク（ステンシルマスク、メンバレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。【００９５】
・もちろん、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、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にも本発明を適用することができる。【００９６】
・さらに、本発明は、マスクと基板とが相対移動した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパ、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式のステッパとを問わず適用することができる。【００９７】
・また、露光装置２０の光源としては、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４７ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）等を用いてもよい。また、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用いてもよい。【００９８】
・なお、各実施形態の露光装置２０は、例えば次のように製造される。
すなわち、まず、照明光学系、投影光学系２５を構成する複数のミラーの少なくとも一つに、本実施形態の冷却部材５１を固定し、この照明光学系及び投影光学系２５を露光装置２０の本体に組み込み、光学調整を行う。次いで、多数の機械部品からなるウエハステージ２７（スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージ２６も含む）を露光装置２０の本体に取り付けて配線を接続する。そして、ＥＵＶ光ＥＸの光路内から気体を吸引する真空配管を接続した上で、さらに総合調整（電気調整、動作確認など）を行う。【００９９】
ここで、冷却部材５１を構成する各部品は、超音波洗浄などにより、加工油や、金属物質などの不純物を落としたうえで、組み上げられる。なお、露光装置２０の製造は、温度、湿度や気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。【０１００】
・各実施形態におけるミラー４１の材料として、ゼロデュア（登録商標）を例に説明したが、蛍石、合成石英、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、リチウム−カルシウム−アルミニウム−フロオライド、及びリチウム−ストロンチウム−アルミニウム−フロオライド等の結晶や、ジルコニウム−バリウム−ランタン−アルミニウムからなるフッ化ガラスや、フッ素をドープした石英ガラス、フッ素に加えて水素もドープされた石英ガラス、ＯＨ基を含有させた石英ガラス、フッ素に加えてＯＨ基を含有した石英ガラス等の改良石英を用いた場合にも、前記実施形態の冷却構成を適用することができる。【０１０１】
次に、上述した露光装置２０をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図１９は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、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。図１９に示すように、まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、デバイス（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２２等）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、ガラスプレート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となる。）を製造する。【０１０２】
次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３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、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入等）等の工程が必要に応じて含まれる。【０１０３】
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デバイスが完成し、これが出荷される。【０１０４】
図２０は、半導体デバイスの場合における、図１９のステップＳ１０４の詳細なフローの一例を示す図である。図２０において、ステップＳ１１１（酸化ステップ）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）では、ウエハ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）では、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜Ｓ１１４のそれぞれは、ウエハ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。【０１０５】
ウエハ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、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、先に説明したリソグラフィシステム（露光装置２１）によってマスク（レチクル）の回路パターンをウエハ上に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）では露光されたウエハを現像し、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レジストを取り除く。【０１０６】
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、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ１１６）において上記の露光装置２０が用いられ、ＥＵＶ光ＥＸにより解像力の向上が可能となり、しかも露光量制御を高精度に行うことができる。従って、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく生産することができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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