(57)【要約】【課題】冷却装置を光学素子に接触させて冷却する方法が考えられるが、接触により光学素子に力が加わり、ミラーが変形したり、冷却装置の振動がミラーに伝わることにより露光性能に影響を及ぼす可能性がある。【解決手段】ミラーを冷却するための電子冷却素子と、ミラーと電子冷却素子との間に配置されたバネ状部材と、電子冷却素子から排出される熱を伝播させる伝熱素子と、伝熱素子を冷却する冷却機構と、を有するミラー冷却装置。【選択図】図１
2004039851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中で使用されるミラーの冷却装置であって、
前記ミラーを冷却するための電子冷却素子と、
前記ミラーと前記電子冷却素子との間に配置されたバネ状部材と、
前記電子冷却素子から排出される熱を伝播させる伝熱素子と、
前記伝熱素子を冷却する冷却機構と、
を有することを特徴とするミラー冷却装置。
【請求項２】
真空中で使用されるミラーの冷却装置であって、
ミラーから離間して配置された電子冷却素子と、
前記電子冷却素子から排出される熱を伝播させる伝熱素子と、
前記伝熱素子を冷却する冷却機構と、
を有することを特徴とするミラー冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載のミラー冷却装置であって、
前記電子冷却素子と、前記ミラーとの間にガスを供給するガス供給機構と、
供給されたガスを排出するガス排出機構と、
を更に有することを特徴とするミラー冷却装置。
【請求項４】
前記電子冷却素子は複数設けられており、
複数の電子冷却素子の各々を独立に制御する制御装置を更に有することを特徴とする請求項１−３に記載のミラー冷却装置。
【請求項５】
前記ミラーに溝を設け、溝の底面から前記ミラーを冷却することを特徴とする請求項１−４に記載のミラー冷却装置
【請求項６】
前記伝熱素子がヒートパイプであることを特徴とする、請求項１−５に記載のミラー冷却装置。
【請求項７】
前記伝熱素子と前記ミラーを保持する保持部材とをバネ状部材を介して結合した事を特徴とする、請求項１−６に記載のミラー冷却装置。
【請求項８】
前記バネ状部材と前記保持部材の間にバネ状部材よりも熱伝導率の小さな断熱部材をはさんだことを特徴とする、請求項７に記載のミラー冷却装置。
【請求項９】
前記伝熱素子と前記冷却機構とをバネ状部材を介して結合したことを特徴とする、請求項１−８に記載のミラー冷却装置。
【請求項１０】
光源から射出する光束をレチクル上に導く照明光学系と、レチクルの像を感応基板上に投影する投影光学系と、を備える露光装置において、
前記照明光学系及び投影光学系は複数のミラーからなり、該ミラーの少なくとも一つのミラーに請求項１〜９に記載の冷却装置が適用されていることを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
複数のミラーで構成される光学系を有し、該光学系を真空チャンバー内に配置した露光装置において、前記複数のミラーの少なくとも一つを冷却する冷却素子と、該冷却素子から排出される熱を伝播させる第１の伝熱素子と、前記真空チャンバの壁を貫通して配置した第２の伝熱素子と、該第１の伝熱素子と第２の伝熱素子を結合するバネ状部材と、該第２の伝熱素子を冷却する冷却機構で構成することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
前記第２の伝熱素子と前記チャンバ壁との間に弾性部材を配置したことを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記第２の伝熱素子と前記チャンバ壁との間に断熱部材を配置したことを特徴とする請求項１１または１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
複数のミラーで構成される光学系を有し、該光学系を真空チャンバー内に配置した露光装置において、前記複数のミラーの少なくとも一つを冷却する冷却素子と、該冷却素子から排出される熱を伝播させる第１の伝熱素子と、該真空チャンバ内に配置した第２の伝熱素子と、該チャンバ外に配置した第３の伝熱素子と、該第１の伝熱素子と第２の伝熱素子とを結合する第１のバネ状部材と、前記第２の伝熱素子と前記第３の伝熱素子を結合する第２のバネ状部材とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
前記第２のバネ状部材は２つのバネ状部材からなり、真空チャンバを介して該２つのバネ状部材が結合されていることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空中で使用されるミラーを冷却する装置及び、そのような装置が適用される露光装置に関する。特には、ＥＵＶ（極端紫外光）露光装置等の精密光学機器において、ミラーを冷却して熱変形を抑制することのできる装置・方法等に関する。尚、本発明で言うミラーとは反射マスクを含む概念である。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＵＶ光（極端紫外光）露光装置を例にとって従来技術を説明する。
図８はＥＵＶ露光装置の概略構成例を示す図である。
【０００３】
図８に示す露光装置はＥＵＶ源１０１と、このＥＵＶ源１０１から射出したＥＵＶ光（波長１３．４ｎｍ）１００を反射型マスク１０２に照射する照明光学系１０３と、反射型マスク１０２上の回路パターンをウエハ１０４上に投影するＥＵＶ投影光学系１０５と、マスクステージ１０６及びウエハステージ１０７から構成されている。
【０００４】
この露光装置においては、ＥＵＶ源１０１から発したＥＵＶ光１００が照明光学系１０３を経て反射型マスク１０２に照射される。反射型マスク１０２で反射したＥＵＶ光１００は、投影光学系１０５に入射する。投影光学系１０５を通ったＥＵＶ光１００は、ウエハ１０４上に到達し、反射型マスク１０２上のパターンがウエハ１０４上に縮小転写される。
【０００５】
投影光学系１０５は、一例で６枚の多層膜反射鏡（図示されず）で構成されており、その縮小倍率は例えば１／４である。投影光学系１０５は、ウエハ１０４上において、幅２ｍｍ・長さ３０ｍｍの輪帯状の露光視野を有する。各反射鏡は反射面形状が非球面であり、その表面にはＥＵＶ光の反射率を向上するためのＭｏ／Ｓｉ多層膜が形成されている。露光時において、反射型マスク１０２、ウエハ１０４は、それぞれステージ１０６，１０７上で走査される。ウエハ１０４の走査速度は、常に反射型マスク１０２の走査速度の１／４となるように同期している。その結果、光学系の視野よりも大きい領域に広がるパターンを転写することができる。
【０００６】
次いで、図９を参照して、光学系鏡筒の機械構造についてより詳細に説明する。
図９は、ＥＵＶ光露光装置の光学系鏡筒の一例を示す構成図である。
【０００７】
図９には、２枚の反射鏡（光学素子）１１１、１１２を保持する光学系鏡筒１１０が示されている。この鏡筒１１０は、鏡筒本体部１１０ａとフランジ部１１０ｂを有する。なお、この鏡筒１１０はインバー製であり、熱変性が生じにくい。
【０００８】
反射鏡１１１は、鏡筒１１０のフランジ部１１０ｂ上において、位置調整機構（ピエゾモータ等）１１５を介して保持機構１１６で保持されている。位置調整機構１１５は、組み立て時あるいはその後において反射鏡の位置を調整するための機構である。一方、反射鏡１１２は、鏡筒１１０のフランジ部１１０ｂ下において、保持機構１１７で保持されている。２枚の反射鏡１１１、１１２には、それぞれ穴１１１ａ、１１２ａがあけられている。図の上部の光源やマスク（不図示）から発した光１００は上の反射鏡１１１の穴１１１ａを通って、下の反射鏡１１２の上面に達し、ここで反射した光１００が反射鏡１１１の下面に向かう。この光１００は、さらに反射鏡１１１の下面で反射して下方に向かい、反射鏡１１２の穴１１２ａを通って、マスクやウエハ（不図示）に到達する。
【０００９】
ＥＵＶ光学系においては、前述の通り、反射鏡（光学素子）表面にＭｏ／Ｓｉ多層膜が形成されている。ＥＵＶ投影光学系の開口数は例えば０．２〜０．３であり、波面収差は１ｎｍＲＭＳ以下が求められる。このような小さな波面収差を実現するためには、反射鏡として高精度な形状を有する非球面ミラーを用い、高精度なミラー組み立て・調整を行う必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述の反射鏡は、入射したＥＵＶ光の一部を吸収することによって加熱される。ここで、図９に示すような光学系鏡筒を真空雰囲気中で使用する場合には、加熱された反射鏡の放熱性が悪いため、反射鏡が熱変形するおそれがある。そこで、冷却装置を光学素子に接触させて冷却する方法が考えられるが、接触により光学素子に力が加わり、ミラーが変形したり、冷却装置の振動がミラーに伝わることにより露光性能に影響を及ぼす可能性がある。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ミラーの変形や位置変化を抑制しつつミラーを冷却可能なミラー冷却装置等を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のミラー冷却装置は、ミラーを冷却するための電子冷却素子と、ミラーと電子冷却素子との間に配置されたバネ状部材と、電子冷却素子から排出される熱を伝播させる伝熱素子と、伝熱素子を冷却する冷却機構と、を有することを特徴とする。
【００１３】
電子冷却素子とミラーとを直接接触させると、ミラー形状が変化してしまう可能性がある、例えば、極端紫外光露光装置に使用されるような高い形状精度が要求されるミラーに関してはこのような変形は許容できなくなる可能性がある。これに対して、ここでは電子冷却素子（ペルチェ素子）とミラーとをバネ状部材で結合しているため、ミラーの変形を低減させることが可能となる。また、冷却装置の振動がミラーに伝わることを抑制することも可能である。
【００１４】
尚、ここで言うバネ状部材とは、板バネやスプリング等の相対的に剛性の低い部材である。バネ状部材はミラーからの熱を伝播させる必要があるため、熱伝導率の高い材料で構成すると冷却効率が向上して好ましい。また、真空中でのアウトガスが少ない材料で構成する若しくはアウトガスが発生しにくい処理が施されている事が好ましい。また、ミラーを変形させないように熱膨張率が低い事が好ましい。
【００１５】
また、本発明の真空中で使用されるミラーの冷却装置であって、ミラーに離間して配置された電子冷却素子と、電子冷却素子から排出される熱を伝播させる伝熱素子と、伝熱素子を冷却する冷却機構と、を有することを特徴とする。
【００１６】
電子冷却素子（ペルチェ素子）とミラーとの間に距離があるため、電子冷却素子がミラーに接触して変形させることない。また、冷却装置の振動がミラーに伝わることも防止できる。この構成では輻射効果によってミラーを冷却することが可能となる。電子冷却素子はミラーの表面、裏面、側面のいずれかに配置可能であるが、ミラーの表面に配置する場合は、ミラーに入射及び反射する光束に干渉しないように、反射面として用いない領域である非有効領域（周辺部）に配置する。尚、ミラーと電子冷却素子との間隙は０．１ｍｍ−３ｍｍ程度あることが装置の組み立て及び冷却効率の点から好ましい。
【００１７】
また、電子冷却素子と、前記ミラーとの間にガスを供給するガス供給機構と、供給されたガスを排出するガス排出機構と、を更にもうけることは好ましい。
電子冷却素子とミラーとの間にガスを流す事によって、ガスを介して熱がミラーから電子冷却素子に移動するため、ミラーの熱をより効率的に電子冷却素子に伝えることが可能となる。ガスは例えばヘリウム等を用いる事が可能である。また、ガスの供給と排出を同時に行う事が可能なため、真空チャンバ内の真空度が低くなることを抑制可能である。尚、ガスが真空チャンバ内にできるだけ漏れ出さないことが好ましいので、ミラーと電子冷却素子とで作られる空間が閉じた空間となるようにガードリングや壁をもうけてガスが漏れないようにすることが好ましい。
【００１８】
また、電子冷却素子を複数設け、複数の電子冷却素子の各々を独立に制御する制御装置を更に配置しても良い。
ミラーはミラーに入射する光のエネルギーの一部を吸収して発熱する。ミラーに入射する光はミラーの一部に入射する事が多く、また、強度分布も非一様である場合が多い。従って、ミラーに吸収されるエネルギーは空間的に非一様となり、ミラーの熱（温度）分布も非一様となりやすい。ミラーの熱分布が不均一になるとミラーの一部が膨張して折れ曲がるように変形する場合があり、この変形が波面収差に影響を及ぼす。しかしながら、複数の電子冷却素子を各々独立に制御する事によって、ミラーの所望の位置を独立に冷却する事が可能となるので、ミラーの温度分布を所望の分布とすることが可能となる。従って、不均一になったミラーの温度（熱）分布を均一にする事が可能となる。尚、光の入射等によって変化するミラーの温度分布は予め実験等により求めても構わないし、温度センサーを配置する事によって測定しても構わない。このようにして求められたミラーの温度情報に基づいて電子冷却素子の各々が制御される。
【００１９】
また、ミラーに溝を設け、溝の底面から前記ミラーを冷却してもよい。
このようにすると、ミラー表面の光が照射された位置と電子冷却素子との距離を短くする事ができるのでより効率的にミラーを冷却する事が可能となる。ミラーは一般にガラス等の熱伝導率の小さい材料で構成される場合が多い。また、形状精度を高くするためには、剛性を高くする必要があり、そのため、ミラーの厚さを厚くする必要がある。従って、ミラーをより効率的に冷却するためには、ミラーの厚さが薄いほうが好ましいが、ミラーの剛性が低くなるため単純にミラーの厚さを薄くすることは好ましくない。これに対して、溝を設けた場合は剛性を過度に低くしなくてすむためミラーの剛性を高く保ちつつ効率的にミラーを冷却する事が可能となる。ミラーの剛性を高くするように溝の形状を決める事が好ましく、例えば、多角形の溝を形成したりハニカム構造を採用する事が好ましい。
【００２０】
溝はミラーの表面、裏面、側面に形成する事ができるが、表面に形成する場合はミラーに入射及び反射する光束を邪魔しないように配置する。
また、伝熱素子がヒートパイプであることは好ましい。
【００２１】
ヒートパイプを用いれば、単なる金属の熱伝導に比べて、伝熱能力が優れているうえ、純水等の冷媒を流した冷水パイプなどに比べて、冷媒の流れによる振動や変形もない。ヒートパイプを構成する金属部分をスーパーインバー等の低熱膨張金属で構成すると、ヒートパイプ自体の熱変形も小さくできる。ヒートパイプが変形すると、ヒートパイプに接続されている部材の位置や形状を変化させる可能性がある。例えば、ミラーと電子冷却素子をバネ状部材で接続した場合でも電子冷却素子の位置が変化するとバネ状部材で吸収しきれなかった位置変化はミラーを変形させる可能性があるため、できうるだけヒートパイプの熱変形は小さい事が好ましい。
【００２２】
また、伝熱素子とミラーを保持する保持部材とをバネ状部材を介して結合することは好ましい。
伝熱素子をミラーを支える保持部材（セル）で保持する場合は、伝熱素子と保持部材の間にバネ状部材を介することが好ましい。伝熱素子を保持部材に固定する際、バネを介さないと保持部材に力がかかって保持部材が変形する。保持部材の変形は、ミラーの形状にも悪影響を及ぼすため好ましくない。バネ状部材を介することで保持部材の変形を抑制することができる。
【００２３】
尚、ここで用いるバネ状部材は熱伝達の必要性がないため、熱伝導率が高い必要性は無く、低いほうが好ましい。
また、バネ状部材と保持部材の間にバネ状部材よりも熱伝導率の小さな断熱部材をはさむと良い。
【００２４】
伝熱素子の熱が保持部材に伝わると、保持部材が熱変形を生じて、やはりミラーの変形に悪影響を及ぼす場合がある。このような現象を避けるために、伝熱素子と保持部材の間に断熱材をはさむことが好ましい。
【００２５】
また、伝熱素子と冷却機構とをバネ状部材を介して接合することは好ましい。このようにすると冷却機構にある程度振動があるものや変形が生じるものを用いたとしても伝熱素子やその先に接続される構成部材に与える影響を低減可能となる。
【００２６】
また、上記課題を解決するための本発明の装置は、複数のミラーで構成される光学系を有し、光学系を真空チャンバー内に配置した露光装置において、複数のミラーの少なくとも一つを冷却する冷却素子と、冷却素子から排出される熱を伝播させる第１の伝熱素子と、真空チャンバの壁を貫通して配置した第２の伝熱素子と、第１の伝熱素子と第２の伝熱素子を結合するバネ状部材と、該第２の伝熱素子を冷却する冷却機構で構成することを特徴とする。
【００２７】
冷却素子に接続されている伝熱素子を真空チャンバの壁に直接貫通させてチャンバの外へ導くと、伝熱素子に力が加わって、そのとき生じた変形がミラーの変形を引き起こす恐れがある。これに対して、２つの伝熱素子を用いて、伝熱素子間をバネ状部材で結合するため、チャンバを貫通して配置される伝熱素子に組み立て時等に力が加わったとしても第１の伝熱素子にその力が伝達する事を抑制する事が可能となる。
【００２８】
また、第２の伝熱素子と前記チャンバ壁との間に弾性部材を配置することは好ましい。
このようにすると、真空排気の際にチャンバが変形したとしても第２の伝熱素子に力を加えることを抑制できる。弾性部材としてはベローズ等を用いる事が可能である。
【００２９】
また、第２の伝熱素子と前記チャンバ壁との間に断熱部材を配置することは好ましい。
チャンバ隔壁表面の熱が伝熱素子に伝わると伝熱素子を設計どおりに用いる事が困難になる。これに対して、断熱部材を配置すると、チャンバ壁の熱が第２の伝熱素子に伝わりにくくなるため、第２の伝熱素子は設計通りに用いることが可能であり、冷却機構による第２の伝熱素子の冷却も設計通りの制御が可能となる。
【００３０】
また、上記課題を解決するための本発明の装置は、複数のミラーで構成される光学系を有し、該光学系を真空チャンバー内に配置した露光装置において、前記複数のミラーの少なくとも一つを冷却する冷却素子と、該冷却素子から排出される熱を伝播させる第１の伝熱素子と、該真空チャンバ内に配置した第２の伝熱素子と、該チャンバ外に配置した第３の伝熱素子と、該第１の伝熱素子と第２の伝熱素子とを結合する第１のバネ状部材と、前記第２の伝熱素子と前記第３の伝熱素子を結合する第２のバネ状部材とを有することを特徴とする。
【００３１】
また、第２のバネ状部材は２つのバネ状部材からなり、真空チャンバを介して該２つのバネ状部材が結合されていることが好ましい。
このようにすると、第２の伝熱素子と第３の伝熱素子がバネ状部材を介してチャンバ壁に接続されるため、チャンバの変形や振動が伝熱素子に伝わる事を抑制することができ、その結果、ミラーが変形することを防止できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、図７を参照して、ＥＵＶ光縮小投影露光技術の概要を説明する。
【００３３】
図７はＥＵＶ光露光装置の全体構成例を示す図である。
図７のＥＵＶ光露光装置は、露光用の照明光として極端紫外光（ＥＵＶ）を用いてステップアンドスキャン方式により露光動作を行う投影露光装置である。
【００３４】
図７に示すように、露光装置２０１の最上流部には、レーザ光源２０３が配置されている。レーザ光源２０３は、赤外域から可視域の波長のレーザ光を発する機能を有し、例えば半導体励起によるＹＡＧレーザやエキシマレーザ等を使用する。レーザ光源２０３から発せられたレーザ光は、集光光学系２０５により集光され、下部に配置されたレーザープラズマ光源２０７に達する。レーザープラズマ光源２０７は、波長１３ｎｍ近傍の極端紫外線を効率よく発生することができる。
【００３５】
レーザープラズマ光源２０７には、図示せぬノズルからキセノンガスが供給され、このキセノンガスがレーザープラズマ光源２０７において高照度のレーザ光を受ける。キセノンガスは、高照度のレーザ光のエネルギー照射により高温になってプラズマ状態が励起され、その後、低ポテンシャル状態へ遷移する際に極端紫外光を放出する。極端紫外光は大気に対する透過率が低いため、光源部及びその後の光路は真空チャンバー２０９の中に収められている。
【００３６】
レーザープラズマ光源２０７の上部にはＭｏ／Ｓｉ多層膜を形成した回転方物面ミラー２１１が配置されている。レーザープラズマ光源２０７から輻射された極端紫外光は、方物面ミラー２１１に入射し、波長１３ｎｍ付近の極端紫外光のみが露光装置２０１の下方に向かい平行光となって反射される。同ミラー２１１の下方には、厚さ０．１５ｎｍのベリリウムからなる可視光カット極端紫外光透過フィルター２１３が配置されている。同ミラー２１１で反射された極端紫外光のうち、所望の極端紫外光のみがフィルター２１３を通過する。フィルター２１３付近もチャンバー２１５により覆われている。
【００３７】
フィルター２１３の下方には、露光チャンバ２３３が設置されている。露光チャンバ２３３内のフィルター２１３の下方には、照明光学系２１７が配置されている。照明光学系２１７は、コンデンサー系のミラー、フライアイ光学系のミラー等で構成されており、フィルター２１３から入射した極端紫外光を円弧状に整形し、図の左方に向かって照射する。
【００３８】
照明光学系２１７の図の左方には、極端紫外光反射ミラー２１９が配置されている。同ミラー２１９は、図の右側の反射面２１９ａが凹型をした円盤状のものである。ミラー２１９の図の右方には、光路折り曲げミラー２１１が斜めに配置されている。同ミラー２２１の上方には、反射型マスク２２３が、反射面が下になるように水平に配置されている。照明光学系２１７から放出された極端紫外光は、極端紫外光反射ミラー２１９により反射集光された後に、光路折り曲げミラー２２１を介して、反射型マスク２２３の反射面に達する。
【００３９】
各ミラー２１９、２２１は反射面が高精度に加工された石英の基板からなる。各ミラー反射面には、波長１３ｎｍの極端紫外光の反射率が高いＭｏとＳｉの多層膜が形成されている。なお、波長が１０〜１５ｎｍの極端紫外光を用いる場合には、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）等の物質と、Ｓｉ（シリコン）、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｂ４Ｃ（４ホウ化炭素）等の物質とを組み合わせた多層膜でも良い。
【００４０】
反射型マスク２２３の反射面にも多層膜からなる反射膜が形成されている。この反射膜にはウエハ２２９に転写するパターンに応じたマスクパターンが形成されている。反射型マスク２２３は、その上部に図示されたマスクステージ２２５に固定されている。マスクステージ２２５は、少なくとも１方向に移動可能であり、光路折り曲げミラー２２１で反射された極端紫外光を順次マスク２２３上に照射する。
【００４１】
反射型マスク２２３の下部には、順に投影光学系２２７、ウエハ２２９が配置されている。投影光学系２２７は、複数のミラー（例えば６枚）等からなる。投影光学系２２７は、反射型マスク２２３上のパターンを所定の縮小率（例えば１／４）に縮小し、ウエハ２２９上に結像する。ウエハ２２９は、ＸＹＺ方向（図示参照）に移動可能なウエハステージ２３１に静電チャック等の吸着手段により固定されている。
【００４２】
次に、図１〜２を参照して、本発明に係るミラー冷却装置の構成について説明する。
図１は、本発明の１つの実施例に係るミラー冷却装置と一枚のミラーを概念的に示す側面図である。
【００４３】
図２は、同ミラー冷却装置の電子冷却素子の配置例を示すミラーの下面（部分）図である。
図１には１枚のミラー１が示されている。この図に示すミラー１の反射面１ａは非球面状の凹型であり、前述の通り、所望のＥＵＶ光を反射するための多層膜が形成されている。ミラー１は例えば図７に示す投影光学系２２７に用いられている。ミラー１の裏面１ｂには複数の溝１ｃが配置されている。溝１ｃは図２に示すように６角形をしておりミラーの剛性を高めるようにハニカム構造が用いられている。尚、図１ではミラーの裏面１ｂのみに溝１ｃを形成しているが、セル２が位置しない側面１ｄにも溝１ｃを形成してもよい。ミラー側面１ｄはミラー保持部材であるセル２によってバネ状部材３を介して固定されている。セル２は不図示の鏡筒に固定される。
【００４４】
溝１ｃの各々に対応して電子冷却素子（ペルチェ素子）４が配置されている。図２に示すようにペルチェ素子４の各々は制御装置２０に各々独立して電気的に接続されている。尚、ペルチェ素子４はミラー裏面のみではなく側面１ｄや表面１ａにも配置する事が可能である。但し、表面１ａに配置する場合は、入射、反射光束を遮らないように配置する必要がある。各ペルチェ素子４には各々ヒートパイプ６が結合されている。複数のヒートパイプ６は一つのヒートパイプに纏められ、纏められたヒートパイプを介して冷却機構７へ熱が排出される。例えば、複数のヒートパイプ６を不図示の円環状のヒートパイプにバネ状部材を介して結合することによって纏めてもよい。
【００４５】
ペルチェ素子４は溝１ｃに板バネやスプリング等からなるバネ状部材５を介して熱的に接続されている。バネ状部材５は熱膨張率が小さく、熱伝導率が高く、アウトガスの少ない材料からなり、例えばスーパーインバーが用いられている。バネ状部材５の剛性は低く、鏡筒の組み立て時及び露光動作中にペルチェ素子４等から力が加わりミラーを変形させることを抑制している。
【００４６】
ペルチェ素子４はヒートパイプ６に固定されており、ヒートパイプ６はセル２に断熱材９及び板バネ等のバネ状部材１０で固定されている。
ところで、断熱材９は、熱伝導度が小さいものが熱を伝え難く好ましい。特に、熱伝導度が１００Ｊ・ｍ−１・Ｋ−１以下であると、断熱材を使用する効果が顕著になり好ましい。
【００４７】
さらに断熱材は真空度に悪影響を及ぼさないものが好ましい。このような材料としては、以下に述べるものがある。
まず金属材料としてＦｅおよびＮｉからなる合金を用いるとよい。特にＮｉ−Ｃｒ−ＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏの３元系合金が好ましい。さらに具体的には、例えば組成比Ｎｉ７２％、Ｃｒ１５％、Ｆｅ６％の合金（インコネル６００）やＦｅ５２％、Ｎｉ２９％、Ｃｏ１７％の合金（コバール）などが適している。
【００４８】
また、セラミックス材料としては、金属の酸化物、炭化物、窒化物あるいは珪素の酸化物などが好ましい。さらに具体的には、Ａｉ２Ｏ３、ＴｉＣ、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＢＮ、ＴｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ２（石英）などが挙げられる。また、珪素酸化物系セラミックスであるＭｇＯ・ＳｉＯ２（ステアタイト）、３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２（ムライト）、ＺｒＯ２・ＳｉＯ２（ジルコン）などもよい。
【００４９】
さらに、断熱材として鏡筒の材料の熱膨張係数に近い値を有する材料を選択するとよい。例えば、鏡筒の材料に熱膨張係数の小さいインバー等を用いる場合は、断熱材としてやはり熱膨張係数の小さい石英や低熱膨張ガラスを用いるとよい。
【００５０】
断熱材９はヒートパイプ６の熱がセルに伝わってセル２が変形することを防止する。また、バネ状部材１０はヒートパイプ６の変形や振動がセル２に伝わらないようにしている。バネ状部材１０を熱伝導率の低い材料で構成して断熱材９の代わりとすることも可能である。尚、本例ではミラー１を冷却するための冷却装置を構成するヒートパイプ６とペルチェ素子４をセル２に固定したが、鏡筒に固定することも可能である。ヒートパイプ６は冷却機構７にバネ状部材８を介して固定されている。冷却機構７は水を循環させてヒートパイプを冷却するタイプのものを用いた。また、冷却機構７は制御装置２０に接続されている（不図示）。制御装置２０は予め求められた又はリアルタイムで測定されるミラーの温度分布に応じて各ペルチェ素子４に入力する電気信号及び冷却機構７に入力する電気信号を制御する。これによってミラー１の熱分布は一様になるよう制御される。ミラー１で発生した熱はペルチェ素子４、ヒートパイプ６、冷却機構７という順路で装置外へ排出される。
【００５１】
上述の構成部材で真空中に配置されるものに関しては、アウトガスやコンタミが発生しにくい材料を用いる又は表面処理が行われている事が好ましい。表面処理としては、例えば、高温処理や金属（ＴｉＮやＮｉＰ等）をコーティングする等の手法がある。
【００５２】
図３は、本発明の他の実施例に係るミラー冷却装置と一枚のミラーを概念的に示す側面図である。
図３では図１の実施例と同様なものに関しては同じ符号を付して説明を省略する。本実施例と前述の実施例とが異なる点は図１のバネ状部材５を本実施例では除去した点であり、他の構成は全て図１の実施例と同一である。ミラー１からの熱は溝１ｃ等からの輻射によってペルチェ素子４に伝播し伝熱素子であるヒートパイプ６を介して外部へ排出される。本実施例ではバネ状部材５を除去した事により、ペルチェ素子４とミラー１が完全に分離されるので、ペルチェ素子４からミラー１へ力が伝わり、ミラー１が変形することを防止できる。
【００５３】
本実施例でも説明が理解されやすいように、ペルチェ素子４は裏面のみに配置したが、側面１ｄや表面１ａにも配置する事ができる。
図４は本発明の他の実施例に係るミラー冷却装置と一枚のミラーを概念的に示す側面図である。
【００５４】
図４は図３の実施例に対してガスを供給している点が異なり、他の構成は図３に示す実施例と同一である。図４では、ガス供給機４１からガス管４２を介してガスノズル４３からミラー１の溝１ｃへ向かってガスが供給される。各溝１ｃを通ったガス４０は吸気ノズル４４からガス管４５を介してポンプ４６によって排出される。ガスはヘリウム等のガスを用いる事が可能であり、ミラー１の熱をペルチェ素子４へ伝達する役割を果たす。尚、ポンプ４６によって排出されたガスは回収して所望の温度にした後に再利用することも可能である。また、ヒートパイプ６やペルチェ素子４のみではミラー１の裏面との間で閉じた空間とする事が困難な場合は、供給されたガスが真空チャンバ内に漏れ出さないように壁やガードリング等を配置する事が好ましい。また、図４では側面からガスを供給、排出しているが側面に限る必要は無く図の下側からガスを供給、排出するようにしても良い。また、ガスノズルや吸気ノズルの数も一つに限る必要は無く複数配置することが可能である。
【００５５】
図５は本発明の他の実施例に係るミラー冷却装置と露光装置を概念的に示す側面図である。
図５では床５０に対してベース５１が固定されており、ベース５１は真空チャンバ５３を貫通して真空チャンバ５３内において鏡筒５２をバネ状部材６１を介して支持している。尚、真空チャンバ５３は不図示の部材で床に対して固定されている。ベース５１は真空チャンバ５３に対してフランジ６２及びベローズ６３を介して接続されており、真空チャンバ５３とは分離されている。従って、真空排気時の真空チャンバ５３の変形はベース５１へは伝わらない。鏡筒５２には複数のミラー１と各々のミラーからの熱を伝達する複数のヒートパイプ６が、振動、変形及び熱が伝わらないように固定されている。複数のヒートパイプ６は第２のヒートパイプ５４とバネ状部材５５を介して接続されている。第２のヒートパイプ５４は支持部材６０及び断熱部材５９（前述の材料と同様なものを用いる事が可能）を介してベース５１に固定されている。更に、バネを入れると振動や位置の変化が伝わりにくくなるので好ましい。また、第２のヒートパイプ５４は真空チャンバ５３に対してフランジ５６、断熱部材５７（前述の材領と同様）及びベローズ５８を介して接続されており、真空チャンバ５３とは熱的にも振動・変形という観点からも分離されている。例えば、真空チャンバ５３、フランジ５６、ベローズ５８はステンレスあるいはチタン合金という材料で構成される。第２のヒートパイプ５４を伝播した熱はバネ状部材８を介して冷却機構７へ伝播される。
【００５６】
尚、不図示ではあるが、ヒートパイプ６，５４は、所望の性能を維持させるため、熱的に他の部材と接触させる部分（バネ状部材と結合される部分）以外は断熱材で覆われている事が好ましい。尚、ヒートパイプ６に比較するとヒートパイプ５４がミラー１へ与える影響は低いので振動等の条件が緩和される。その場合は、ヒートパイプ５４に比べて振動等の影響が大きい伝熱素子を用いることも可能であり、例えば水冷パイプを用いてもよい。
【００５７】
図６は図５に示す実施例の変形例を概念的に示す側面図である。
図６では図５で用いた第２のヒートパイプ５４の代わりに２つのヒートパイプ７１，７２を用いている。ヒートパイプ７１は真空チャンバ５３内に配置されており、真空チャンバ５３のフランジ７５にバネ状部材７４を介して接続されており、ヒートパイプ７２は真空チャンバ５３の外に配置され、バネ状部材７３を介してフランジ７５に接続されている。フランジ７５は断熱部材５８を介して真空チャンバ５３の壁と接続されている。各ミラー１からの熱はヒートパイプ７１、バネ状部材７４、フランジ７５、バネ状部材７３、ヒートパイプ７２の順路で伝播させる必要がある。従って、フランジ７５は熱伝導率の高い材料が好ましく、例えば、ステンレスを用いるとよい。あるいはフランジに熱伝導率のより高い銅などを埋め込んで、これにヒートパイプを接続してもよい
他の構成は図５に示した実施例と同様である。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ミラーを冷却して温度上昇を抑制し、ミラーの変形や位置変化を抑制する事ができるので、ミラーの波面収差等の光学性能が劣化しない等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の１つの実施例に係るミラー冷却装置と一枚のミラーを概念的に示す側面図である。
【図２】図２は、同ミラー冷却装置の電子冷却素子の配置例を示すミラーの下面（部分）図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施例に係るミラー冷却装置と一枚のミラーを概念的に示す側面図である。
【図４】図４は本発明の他の実施例に係るミラー冷却装置と一枚のミラーを概念的に示す側面図である。
【図５】図５は本発明の他の実施例に係るミラー冷却装置と露光装置を概念的に示す側面図である。
【図６】図６は図５に示す実施例の変形例を概念的に示す側面図である。
【図７】図７はＥＵＶ光露光装置の全体構成例を示す図である。
【図８】図８はＥＵＶ露光装置の概略構成例を示す図である。
【図９】図９は、ＥＵＶ光露光装置の光学系鏡筒の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１・・・ミラー
２・・・セル（ミラー保持部材）
４・・・電子冷却素子
６・・・伝熱素子
７・・・冷却機構
【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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