(57)【要約】【課題】結像性能の劣化となる光学部材内の不均一な温度分布を発生させることがないか、温度分布を従来よりも一定に保つことができる光学部材保持装置を提供すること。【解決手段】この光学部材保持装置は、光学部材又は光学部材と一体的に設けられた被保持部を保持する保持部材を有し、光学部材と保持部材との間又は被保持部と保持部材との間において実質的に熱の授受がない。【選択図】  図１
2004363559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材を保持する光学部材保持装置であって、
前記光学部材又は前記光学部材と一体的に設けられた被保持部を保持する保持部材を有し、
前記光学部材と前記保持部材との間又は前記被保持部と前記保持部材との間において実質的に熱の授受がないことを特徴とする光学部材保持装置。
【請求項２】
前記被保持部と前記保持部材の間において、相互に伝達する熱量の差が１Ｗ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材保持装置。
【請求項３】
前記光学部材と前記保持部材との間の接触面積又は前記被保持部と前記保持部材との間の接触面積が、前記光学部材の光学面の面積の１％以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材保持装置。
【請求項４】
前記光学部材と前記保持部材との間の接触面積又は前記被保持部と前記保持部材との間の接触面積が、前記光学部材の光学面の面積の０．１％以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材保持装置。
【請求項５】
前記被保持部の温度と前記保持部材の温度との差が、０．３℃以内であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材保持装置。
【請求項６】
前記被保持部の温度と前記保持部材の温度との差が、０．１℃以内であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材保持装置。
【請求項７】
前記被保持部が、前記光学部材の径方向の並進方向の変形に対する剛性が他の５軸方向のいずれの剛性よりも低い弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載の光学部材保持装置。
【請求項８】
前記被保持部が、前記光学部材の径方向の並進方向の変形に対する剛性が他の５軸方向のいずれの剛性の１％よりも低い弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載の光学部材保持装置。
【請求項９】
前記光学部材を輻射により温度調節する第１温調機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学部材保持装置。
【請求項１０】
前記第１温調機構が、
前記光学部材と対向する第１輻射部材と、
該第１輻射部材の前記光学部材と反対側に配置されたペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子を制御する制御部とを有することを特徴とする請求項９に記載の光学部材保持装置。
【請求項１１】
前記第１温調機構が、
前記光学部材と対向する第１輻射部材と、
前記光学部材又は前記被保持部のうち少なくともいずれか一方の温度を検出する第１温度検出機構と、
該第１輻射部材の前記光学部材と反対側に配置されたペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子の前記第１輻射部材と反対側に配置された定温部材と、
前記第１温度検出機構の検出結果に基づいて、前記光学部材の温度が実質的に所定の目標温度となるように前記ペルチェ素子を制御する制御部とを有し、
前記所定の目標温度と前記定温部材の温度とが実質的に等しいことを特徴とする請求項９に記載の光学部材保持装置。
【請求項１２】
前記保持部材と対向する第２輻射部材又は電気ヒータのうち少なくともいずれか一方を用いて前記保持部材を温度調節する第２温調機構と、
前記光学部材又は前記被保持部うち少なくともいずれか一方の温度を検出する第１温度検出機構と、
前記保持部材の温度を検出する第２温度検出機構と、
前記第１温度検出機構の検出結果と前記第２温度検出機構の検出結果とに基づいて前記第２温調機構を制御する制御部とを有することを特徴とする請求項１に記載の光学部材保持装置。
【請求項１３】
光学部材と、
該光学部材を保持する請求項１に記載の光学部材保持装置と、
前記光学部材を含みかつ光源からの光を被露光体に導く光学系とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の露光装置を用いて前記被露光体を露光する工程と、
該露光された前記被露光体を現像する工程とを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１５】
１つの光学部材を有しかつ光源からの光を被露光体に導く光学系と、
前記光学部材の径方向に関して弾性を有する弾性部材を含みかつ前記光学部材又は前記光学部材と一体的に設けられた被保持部を保持する保持部材と、
前記光学部材又は前記被保持部の温度を検出する第１温度検出機構と、
前記保持部材の温度を検出する第２温度検出機構と、
前記第１温度検出機構の検出結果に基づいて前記光学部材の温度が所定の目標温度になるように輻射を用いて前記光学部材の温度を調節する第１温調機構と、
前記第１温度検出機構の検出結果及び前記第２温度検出機構の検出結果に基づいて前記保持部材の温度を調節する第２温調機構とを有し、
前記光学部材と前記保持部材との間又は前記被保持部と前記保持部材との間において実質的に熱の授受がないことを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
前記第１温調機構が、
前記光学部材と対向する第１輻射部材と、
該第１輻射部材の前記光学部材と反対側に配置されたペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子の前記第１輻射部材と反対側に配置された定温部材と、
前記第１温度検出機構の検出結果に基づいて前記光学部材の温度が実質的に前記所定の目標温度となるように前記ペルチェ素子を制御する制御部とを有することを特徴とする請求項１５に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記所定の目標温度と前記定温部材の温度とが実質的に等しいことを特徴とする請求項１６に記載の露光装置。
【請求項１８】
請求項１５に記載の露光装置を用いて前記被露光体を露光する工程と、
該露光された被露光体を現像する工程とを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には保持装置に係り、特に、半導体ウエハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基盤等の被処理体（被露光体）を露光する露光装置に用いられる光学部材を保持する保持装置に関わる。本発明は、特に、露光光源として紫外線や極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ−Ｖｉｏｌｅｔ）光を利用する露光装置に用いられる光学部材を保持する保持装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、レチクル又はマスク（本出願ではこれらの用語を交換可能にする）に描写された回路パターンを投影光学系によってウエハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くするほど、解像度は高くなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められ、超高圧水銀ランプ（ｉ線：波長約３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と用いられる紫外線の波長は短くなってきた。
【０００４】
しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、１００ｎｍ以下の非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外光よりも更に波長が短い、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度の極端紫外光（ＥＵＶ光）を用いた縮小投影露光装置（以下ＥＵＶ露光装置）が開発されている。
【０００５】
露光光の短波長化が進むと物質による光の吸収が非常に大きくなり、可視光や紫外光で用いられるような光の屈折を利用した屈折素子、即ち、レンズを用いることは難しく、更に、ＥＵＶ光の波長領域では使用できる硝材が存在しなくなり、光の反射を利用した光学素子、即ち、ミラー（例えば多層膜ミラー）のみで光学系を構成する反射型光学系が用いられる。
【０００６】
ミラーは、露光光を全て反射するわけではなく、３０％以上の露光光を吸収する。吸収した露光光は、分熱となりミラーの表面形状を変形させて光学性能（特に、結像性能）の劣化を引き起こしてしまう。そこで、ミラーは、温度変化によるミラー形状の変化を小さくするために線膨張係数の小さな、例えば、線膨張係数が１０ｐｐｂといった低熱膨張ガラスで構成される。
【０００７】
ＥＵＶ露光装置は、０．１μｍ以下の回路パターンの露光に使用されるため、線幅精度が非常に厳しく、ミラーの表面形状は０．１ｎｍ程度以下の変形しか許容されない。従って、ミラーの線膨張係数を１０ｐｐｂとしても、温度が除々に上昇し、ミラー表面の形状が変化してしまう。例えば、ミラーの厚さが５０ｍｍであれば、０．２℃の温度上昇により、ミラー表面の形状が０．１ｎｍ変化することになる。つまり、ＥＵＶ露光装置で用いられるミラーは、非常に精度よく温度が一定に保たれている必要があるのである。
【０００８】
しかし、ＥＵＶ露光装置においては、露光光路中に含まれる残留ガス（高分子有機ガスなど）成分とＥＵＶ光との反応によりミラー表面にコンタミが付着し、反射率が低下することを防ぐために、露光光路雰囲気中は、１×１０−６［Ｐａ］程度の高真空に維持されている。そのため、ミラーを冷却するための冷却手段としては、気体を吹き付けるなどの対流伝熱によるものは用いられず、熱伝導による伝熱もしくは輻射伝熱によって行われている。
【０００９】
図９は、冷却媒体として液体もしくは気体を用いたミラー冷却装置の概略構成図である。図９（ａ）は冷却装置を下面から見た下面図であり、図９（ｂ）は冷却装置を側面から見た側面図である。図中、１００１はミラーであり、熱伝導率が低い低熱膨張ガラスより構成される。１００２は冷却媒体を流す水路配管、１００３は水路配管１００２と後述する流路１００４を結合する継手、１００４は水路配管１００２に冷却媒体を流入する流路を示している。水路配管１００２はミラー１００１の裏面に接触している。本冷却装置は、水路配管１００２に冷媒を流すことにより、熱伝達による伝熱を利用してミラー１００１を冷却する。これによりミラー１００１の温度上昇を抑制することが可能である。
また図１０は輻射伝熱によるミラー冷却装置の概略構成図である。水路配管１００２はミラー１００１の底面と同等の面積を持つ輻射板１００５に設置されている。本冷却装置は、ミラー１００１と輻射板１００５との輻射伝熱を利用してミラー１００１を冷却し、ミラー１００１の温度上昇を抑制することが可能であり、更に、水路配管からの振動がミラーに伝わらず、光学性能の劣化を抑制することが可能である。
【００１０】
露光装置においては、ミラーに限らずレンズも含め、これらの光学部材を複数枚組み合わせることによって投影光学系が構成されている。光学部材の保持装置については、例えば特許文献１に示されているように、光学部材を３点で弾性支持することによって保持部材に固定する方法が提案されている。これは光学部材を過拘束無く保持することが出来る方法で、温度変化や組み付けの際に発生する歪に起因する光学部材の変形を軽減することが出来る。また特許文献２に開示されるように、光学部材をリニアモータ等で保持部材に非接触に保持するものも提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３４３５７６号公報
【特許文献２】特開平１０−２０６７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
光学部材は露光エネルギーの一部を吸収することによって温度上昇する。しかしながら、上記従来の保持装置では、熱が光学部材の冷却装置に全て回収されず、結合部を通して保持部材にも逃げていく。従って、光学部材の温度分布が不均一となり、所望の光学性能が得られないという問題があった。
【００１２】
また、特許文献２に開示されているように、光学部材をリニアモータ等で保持部材に非接触で保持した場合、雰囲気が真空中であっても輻射によって熱移動してしまい、特にリニアモータのコイルからの発熱によって、上記同様光学部材の温度分布が不均一となってしまう。
【００１３】
そこで本発明は、結像性能の劣化となる光学部材内の不均一な温度分布を発生させることがないか、温度分布を従来よりも一定に保つことができる光学部材保持装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の例示的側面としての光学部材保持装置は、光学部材を保持する光学部材保持装置であって、光学部材又は光学部材と一体的に設けられた被保持部を保持する保持部材を有し、光学部材と保持部材との間又は被保持部と保持部材との間において実質的に熱の授受がないことを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の例示的側面としての露光装置は、光学部材と、光学部材を保持する請求項１に記載の光学部材保持装置と、光学部材を含みかつ光源からの光を被露光体に導く光学系とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明のさらに他の例示的側面としての露光装置は、１つの光学部材を有しかつ光源からの光を被露光体に導く光学系と、光学部材の径方向に関して弾性を有する弾性部材を含みかつ光学部材又は光学部材と一体的に設けられた被保持部を保持する保持部材と、光学部材又は被保持部の温度を検出する第１温度検出機構と、保持部材の温度を検出する第２温度検出機構と、第１温度検出機構の検出結果に基づいて光学部材の温度が所定の目標温度になるように輻射を用いて光学部材の温度を調節する第１温調機構と、第１温度検出機構の検出結果及び第２温度検出機構の検出結果に基づいて保持部材の温度を調節する第２温調機構とを有し、光学部材と保持部材との間又は被保持部と保持部材との間において実質的に熱の授受がないことを特徴とする。
【００１７】
本発明のさらに他の例示的側面としてのデバイス製造方法は、上記の露光装置を用いて被露光体を露光する工程と、露光された被露光体を現像する工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の他の目的及び更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施形態により明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光学部材の温度分布を均一とすることが出来、光学部材の温度不均一に起因する光学性能の劣化を軽減することが出来る。また、これを半導体露光装置などの投影光学系（照明光学系でも良い）に適用することによって、安定で、収差の小さい露光を実現することができ、解像力の高い転写の達成によって、微細な半導体や表示素子を製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
［実施の形態１］
図１、図２は本発明の実施の形態１の光学部材保持装置を示したものである。図１（ａ）は露光領域側から見た図、図１（ｂ）は下面側から見た図、図２（a）は、光学部材の中心での断面図、図２（b）は図２（a）のＡ部を拡大した図である。また、ここでは光学部材の例としてミラーを挙げ、そのミラーに光が照射される領域を露光領域と称して図示している。
【００２２】
光学部材は、保持部材に締結されている弾性部材に被保持部を介して結合されている。この被保持部は光学部材の一部であってもよいし、光学部材と一体的に構成された別部材（機械的に一体的であったり、接着剤等で接着して一体的な構造としていたりするのが好ましいが、完全に一体的でなくても、重力とその重力に基づく摩擦力とにより略一体的な構造である状態でも構わない。）であっても構わない。また、その被保持部と弾性部材を機構的に或いは接着剤等で接合しても構わない。但し、接着剤を用いる場合は、真空中でも脱ガスの少ない接着剤等を用いて行う。
【００２３】
弾性部材は板状のばねによって構成され、径方向に低い弾性を有する構造になっており、光学部材が露光エネルギーの吸収によって熱膨張しても一様に変形することが可能である。また、この弾性部材（板ばねでなくてもかまわない）は径方向以外には、高い剛性を持っていることが望ましく、光学部材が熱により膨張した際にも、光学部材の光軸方向の位置ずれが生じないような構成とすることが望ましい。
【００２４】
光学部材の下面側（すなわちミラーの反射面の裏側）には、光学部材温調用輻射板が配置されており、この光学部材温調用輻射板を用いて光学部材の温度が所定の温度（目標温度、もしくは目標温度±０．３℃以内、より好ましくは目標温度±０．１℃以内）となるように温度調節している。この光学部材温調用輻射板はペルチェ素子等によって温度調節することが可能である。ペルチェ素子を用いる場合には、ペルチェ素子の輻射板と反対側の面には温度を実質的に一定に保たれた定温部材（不図示）を配置することが望ましい。その定温部材内には、冷媒を流す流路が形成されており、その冷媒と熱交換を行うことにより定温部材の温度を実質的に一定（この定温部材の温度変化は０．３℃以内、好ましくは０．１℃以内であることが望ましい）にしている。また、この定温部材の温度は、光学部材の目標温度の±２℃以内、より好ましくは光学部材の目標温度の±０．５℃以内で、さらに好ましくは２２℃以上２４℃以下であることが望ましい。勿論、光学部材温調用輻射板の温度を冷媒等を用いて調節しても構わない。
【００２５】
保持部材の下面側には、保持部材温調用輻射板が配置され、前記保持部材温調用輻射板も光学部材温調用輻射板と同様にペルチェ素子等によって温調することが可能であり、そのペルチェ素子の裏面側には定温部材を設けている。（尚、この定温部材は光学部材温調用輻射板の裏面側に配置されている定温部材と共通の部材であっても構わない。）本実施の形態では、複数のペルチェ素子を光学部材の光軸回りの回転方向に均等に配置し、前記保持部材温調用輻射板の温度を均一に保つことにより、保持部材全体の温度を実質的に均一（誤差は２℃以内、より好ましくは０．５℃以内）にすることが可能である。
【００２６】
輻射板には、酸化アルミニウム、炭化珪素等のセラミクスや、銅、アルミニウム等の金属といった比較的熱伝導率の高い材料が用いられる。この輻射板は、輻射伝熱によって光学部材の温調を行うため、光学部材と輻射板の対向する面の輻射率は高い方が望ましい。光学部材に用いられる低膨張ガラスセラミクスの輻射率は約０．９（０．８以上、好ましくは０．９以上）である。表面が滑らかな金属は通常輻射率が低いので、輻射板の輻射率を上げるため、光学部材と対向する輻射板の表面に表面処理を施し、輻射板の輻射率を向上させることが望ましい。
【００２７】
光学部材の被保持部には温度センサが埋設されており、温度測定装置によって計測した前記温度センサの温度測定結果をペルチェコントローラ（ペルチェ素子に流す電流量、電圧を制御する装置）へ入力し、前記光学部材温調用輻射板の温調をするペルチェ素子の制御をすることが可能である。ここで、温度センサは埋設されている必要はなく、被保持部の温度を測定できれば、被保持部に対して接触して配置されたセンサであっても、非接触のセンサであってもどちらでも構わない。
【００２８】
本実施の形態では、保持部材がある一定の基準温度に温調されており、前記温度センサによって被保持部の温度を計測し、前記光学部材の被保持部の温度が前記基準温度に等しくなるように前記光学部材温調用輻射板の温調を行うものである。これにより、前記光学部材の被保持部の温度と保持部材の温度を等しくする（被保持部と保持部材との温度差は、被保持部と保持部材との間で授受する熱量の差の許容値である１Ｗと、被保持部と保持部材との間に介在する構造体の熱伝導率等の物性、構造体の断面積、保持部材から被保持部材に到る構造体上の距離、被保持部と保持部材との温度差によって決定される。具体的には、光学部材の露光エネルギー吸収量と同程度の熱交換の１Ｗしか許容しないと考えると、温度差ΔＴ×構造体材料の熱伝導率λ×構造体の断面積／構造体上の被保持部と保持部材との間の長さＬ＜１Ｗを満たすようにΔＴは決定される。勿論熱伝達の途中で構造体の断面積が変わったり、構造体材料が変わったりする場合であっても計算は可能である。この条件式からΔＴの許容可能な最大値を計算可能であるが、少なくともΔＴは０．３℃以下、より好ましくは０．１℃以下であることが望ましい。）ことが出来、従って前記光学部材から前記保持部材への熱の流れがなくなり、光学部材の温度分布を均一に保つことが出来る。これは、光学部材の若干の温度変化を許容できる場合に適している。
【００２９】
また、光学部材の温度変化（目標温度から温度がずれること）が、この光学部材、もしくはこの光学部材を有する光学系全体の光学性能に大きく影響を与えてしまう場合には、光学部材の温度を目標温度（目標温度±０．３℃、好ましくは０．１℃以内）に保つようにしなければならない。この場合は、光学部材温調用輻射板の温度を調節して光学部材の温度が目標温度となるように調節することにより決定される被保持部の温度に対して、保持部材の温度を合わせるように保持部材温調用輻射板の温度を調節する。こうすれば、上記と同様に光学部材と保持部材との間での熱の授受を実質的になくす（熱の授受は実際には行われているが、相手に与える熱量と相手からもらう熱量とがつりあっている状態）ことができる。
【００３０】
また、本発明の実施される露光環境により、光学部材が露光エネルギーを定常的に吸収する状態であれば、予め保持部材の温度や、光学保持部材温調用輻射板や保持部材温調用輻射板の最適な温度をシミュレーションや実験等によって求めておき、温度センサ、温度測定装置等の温度計測系は省略することも可能である。さらに、本実施の形態ではペルチェ素子を輻射板の温調手段として用いたが、勿論冷却配管や、空冷方式等で温調することも可能である。
【００３１】
［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２の光学部材保持装置を示したものである。図３（ａ）は光学部材の中心での断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ部拡大図である。光学部材温調用輻射板およびペルチェ素子は不図示であるが、実施の形態１同様に作用する。
【００３２】
本実施の形態においては、実施の形態１の保持部材温調用輻射板の代わりにヒータを設けた。このヒータは被保持部と弾性部材（保持部）との結合部の弾性部材側に配置されている。さらに、被保持部と弾性部材との結合部の弾性部材側と、被保持部側とに温度センサを設置した。
【００３３】
本実施の形態では、前記結合部をはさんだ２箇所を温度センサによって計測し、計測した２つの温度が等しくなるようにヒータをコントロールすることで、被保持部と弾性部材（保持部材）との結合部での温度勾配が無くなり、従って前記光学部材から前記保持部材への熱の流れがなくなり、光学部材の温度分布を均一に保つことが出来る。
【００３４】
熱源は前記光学部材が露光エネルギーを吸収して発熱するので、温度勾配は通常光学部材から保持部材に向かって低くなるため、本実施の形態ではヒータを用いたが、これに限られるのもではなく、ペルチェ素子等の別の温調手段によることも可能である。
【００３５】
［実施の形態３］
図４は本発明の実施の形態３の光学部材保持装置を示したものである。図４（ａ）は光学部材と保持部材とをリニアモータを介して非接触で保持している図、図４（ｂ）は本実施の形態の説明のために、図４（ａ）の光学部材と保持部材とを展開した図である。
【００３６】
本実施の形態においては、光学部材がリニアモータを介して保持部材に対して非接触に保持されている。保持部材には冷却配管がなされ、保持部材の温度を一定に保っている。
【００３７】
リニアモータの可動子、固定子は対で用いられ、本実施の形態では、ｘ方向に２対、ｙ方向に２対、ｚ方向に３対で、合計７対のリニアモータを用いている。これによって光学部材を保持部材に対してｘ、ｙ、ｚ方向への並進方向及びｘ、ｙ、ｚ軸の回転方向の６軸駆動が可能になっている。
【００３８】
熱源は前記光学部材が露光エネルギーを吸収した発熱と、固定子中の電気コイル（不図示）からの発熱がある。可動子と固定子とは非接触であっても、輻射伝熱によって固定子、可動子間で熱の移動があるため、なんら断熱対策が施されていない場合、光学部材の温度分布が不均一になってしまう。本実施の形態では、光学部材を含む可動部側の可動子の輻射領域Ｒとそれに対向する固定部側の輻射領域ｒ、更には可動部側で光学部材の反射面の裏面側のほぼ前面を覆う輻射領域Ｓとそれに対向する固定部側の輻射領域ｓの表面を金、銀、銅、アルミニウム又はこれらの合金であるか、または金、銀、銅、アルミニウムのうち任意の金属の合金によって被っている。対向する表面の輻射率がそれぞれε１、ε２とした場合、これら２面間での熱移動量Ｑは、
【００３９】
【数１】
2004363559.tif 000003
と表すことが出来る。本発明に用いられる、金、銀、銅、アルミニウムはその表面を滑らかにした場合、輻射率を０．０５以下にすることが出来、ε１，ε２が１である場合と比較して熱移動量を３９分の１以下にすることが出来る。従って前記光学部材と前記保持部材間の熱の流れを抑えることが可能となり、光学部材の温度分布を均一に保つことが出来る。
【００４０】
ここで、輻射領域の表面の材質は金、銀、銅、アルミニウムに限られず、輻射率が０．０５以下となるような材料であればどのような材料であっても構わない。
【００４１】
［実施の形態４］
図５は本発明の実施の形態４の光学部材保持装置を示したものである。図５（ａ）は本実施の形態の光学部材保持装置における光学部材の被保持部の結合部を示す図、図５（ｂ）は図５（ａ）を光学部材側から見た図、図５（ｃ）は光学部材の被保持部を不図示にして本実施の形態を説明するための図である。
【００４２】
弾性部材とＬアングルは真空中でアウトガスの無い接着剤、ネジ等で締結されている。また、Ｌアングルとハウジング（保持部材）も同様に締結されている。弾性部材は板状のばねによって構成され、光学部材の径方向に低い弾性を有する構造になっている。
【００４３】
Ｌアングルはその折り曲げ部分が板状のばね構造になっており、ｙ軸の回転方向に低い弾性を有する。ここで、このＬアングルは、ｙ軸の回転方向以外の５軸方向に関しては高い剛性を持っていることが望ましい。特にｙ軸の回転方向の剛性よりは大きいことが望ましく、望ましくはｙ軸の回転方向の剛性の１０倍よりも高い剛性を有することが望ましい。
【００４４】
ハウジングはその４端辺が板状のばね構造になっており、ｚｘ面がｘ軸の回転方向に低い弾性を有する。ここで、このハウジングは、ｘ軸の回転方向以外の５軸方向に関しては高い剛性を持っていることが望ましい。特にｘ軸の回転方向の剛性よりは大きいことが望ましく、望ましくはｘ軸の回転方向の剛性の１０倍よりも高い剛性を有することが望ましい。
【００４５】
弾性部材、Ｌアングル、ハウジングの材料は、いずれもインバー等の、光学部材の材料の線膨張係数と線膨張係数が実質的に等しい（差分がいずれか一方の線膨張係数の１割未満、好ましくは５％以下）材料を用いている。
【００４６】
複数の突起群ｍがハウジングの底面内側に向かって設置されている。突起群ｍは底面中央のｘ軸に沿った２箇所が望ましいが、特にこれに限定されるわけではない。複数の突起群ｎがハウジングの側面内側に向かって側面中央のｘ軸に沿った２箇所に設置されている。光学部材の被保持部は、突起群ｍと突起群ｎに突き当てられ、上方および側方からの押さえピンによってハウジングに結合される。突起、および押さえピンの材料は、金属、セラミクス等が用いられる。
【００４７】
本実施の形態４では、光学部材の被保持部を突起によって固定するため、光学部材の被保持部とハウジングとの結合部の接触面積が小さくなり、前記結合部の熱抵抗を大きくすることが出来る。従って前記光学部材と前記保持部材間の熱の流れを抑えることが可能となり、光学部材の温度分布を均一に保つことが出来る。ここで、被保持部とハウジングとの接触面積は、ミラーの反射面（レンズの場合は屈折面、回折光学素子の場合は回折面）の１％以下、より好ましくは０．１％以下であることが望ましい。また、
｛（接触面積）／（光学部材の反射面の面積）｝×｛（被保持部とハウジングとの温度差）｝＜０．０１（より好ましくは０．００１）
を満たすように制御することが望ましい。
【００４８】
以上、実施の形態１〜４について説明を行ったが、光学部材及び光学部材に対して一体的に固定されている被保持部と、被保持部と保持する保持部との間の熱の授受（やりとり）を実質的になくすことにより、光学部材中の温度分布の不均一さを低減するようにしている。熱の授受を実質的になくす方法として、被保持部と保持部材との間に熱伝導率が低い材料（断熱材料）、例えば、０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、より好ましくは０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料を用いるように構成しても構わない。例えば、上記実施の形態１，２において、保持部材や弾性部材を温調する輻射板、ヒータを削除し、上記のような熱伝導率が低い材料を弾性部材の材料としてもよい。
【００４９】
また、ここで、熱の授受が実質的にない状態とは、光学部材の露光エネルギー吸収量と同程度の熱交換しかない状態であることが望ましく、被保持部と保持部材との間で１Ｗ以下（より好ましくは０．１Ｗ以下）の熱交換しかない状態であるのが望ましい。
【００５０】
以上説明した光学部材保持装置によれば、光学部材と光学部材を保持するための保持部材との間での熱の流れを抑えることが出来るので、光学部材の温度分布を均一とすることが出来、光学部材の温度不均一に起因する光学性能の劣化を軽減することが出来る。
【００５１】
また、これを半導体露光装置などの投影光学系（照明光学系でも良い）に適用することによって、安定で、収差の小さい露光を実現することができ、解像力の高い転写の達成によって、微細な半導体や表示素子を製造することが可能になる。
【００５２】
尚、図６は、投影光学系のミラーが３点で支持されている様子を説明するための図である。この図６において支持部材と記載した部材は、実施の形態中の被保持部に相当する。このミラーの照射領域にＥＵＶ光が照射され、そのうちの３割程度の光がミラーに吸収された結果、ミラーの温度が上昇する。このミラーの温度上昇を、輻射板による冷却で抑えつつ、ミラーの温度が不均一になるのを防いでいる（ミラーの温度分布の不均一さを低減している）。尚、ここで言う不均一とは、ミラーの温度分布の光軸回りの回転対称性に対するずれのことである。
【００５３】
次に、図７及び図８を参照して、上述の露光装置を利用したデバイスの製造方法の施例を説明する。図７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップＳ１（回路設計）ではデバイスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップＳ３（ウエハ製造）ではシリコンなどの材料を用いてウエハ（基板）を製造する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップＳ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作成されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップＳ６（検査）では、ステップＳ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップＳ７）される。
【００５４】
図８は、ステップＳ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップＳ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップＳ１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップＳ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップＳ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップ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。この製造方法によれば従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【００５６】
本発明の実施態様は以下のように記載することができる。
【００５７】
（実施態様１）光学部材を保持する光学部材保持装置であって、前記光学部材又は前記光学部材と一体的に設けられた被保持部を保持する保持部材を有し、前記光学部材と前記保持部材との間又は前記被保持部と前記保持部材との間において実質的に熱の授受がないことを特徴とする光学部材保持装置。
【００５８】
（実施態様２）前記被保持部と前記保持部材の間において、相互に伝達する熱量の差が１Ｗ以下であることを特徴とする実施態様１に記載の光学部材保持装置。
【００５９】
（実施態様３）前記光学部材と前記保持部材との間の接触面積又は前記被保持部と前記保持部材との間の接触面積が、前記光学部材の光学面の面積の１％以下であることを特徴とする実施態様１に記載の光学部材保持装置。
【００６０】
（実施態様４）前記光学部材と前記保持部材との間の接触面積又は前記被保持部と前記保持部材との間の接触面積が、前記光学部材の光学面の面積の０．１％以下であることを特徴とする実施態様１に記載の光学部材保持装置。
【００６１】
（実施態様５）前記被保持部の温度と前記保持部材の温度との差が、０．３℃以内であることを特徴とする実施態様１に記載の光学部材保持装置。
【００６２】
（実施態様６）前記被保持部の温度と前記保持部材の温度との差が、０．１℃以内であることを特徴とする実施態様１に記載の光学部材保持装置。
【００６３】
（実施態様７）前記被保持部が、前記光学部材の径方向の並進方向の変形に対する剛性が他の５軸方向のいずれの剛性よりも低い弾性部材を有することを特徴とする実施態様１に記載の光学部材保持装置。
【００６４】
（実施態様８）前記被保持部が、前記光学部材の径方向の並進方向の変形に対する剛性が他の５軸方向のいずれの剛性の１％よりも低い弾性部材を有することを特徴とする実施態様１に記載の光学部材保持装置。
【００６５】
（実施態様９）前記光学部材を輻射により温度調節する第１温調機構をさらに備えたことを特徴とする実施態様１に記載の光学部材保持装置。
【００６６】
（実施態様１０）前記第１温調機構が、前記光学部材と対向する第１輻射部材と、該第１輻射部材の前記光学部材と反対側に配置されたペルチェ素子と、前記ペルチェ素子を制御する制御部とを有することを特徴とする実施態様９に記載の光学部材保持装置。
【００６７】
（実施態様１１）前記第１温調機構が、前記光学部材と対向する第１輻射部材と、前記光学部材又は前記被保持部のうち少なくともいずれか一方の温度を検出する第１温度検出機構と、該第１輻射部材の前記光学部材と反対側に配置されたペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の前記第１輻射部材と反対側に配置された定温部材と、前記第１温度検出機構の検出結果に基づいて、前記光学部材の温度が実質的に所定の目標温度となるように前記ペルチェ素子を制御する制御部とを有し、前記所定の目標温度と前記定温部材の温度とが実質的に等しいことを特徴とする実施態様９に記載の光学部材保持装置。
【００６８】
（実施態様１２）前記保持部材と対向する第２輻射部材又は電気ヒータのうち少なくともいずれか一方を用いて前記保持部材を温度調節する第２温調機構と、前記光学部材又は前記被保持部うち少なくともいずれか一方の温度を検出する第１温度検出機構と、前記保持部材の温度を検出する第２温度検出機構と、前記第１温度検出機構の検出結果と前記第２温度検出機構の検出結果とに基づいて前記第２温調機構を制御する制御部とを有することを特徴とする実施態様１に記載の光学部材保持装置。
【００６９】
（実施態様１３）光学部材と、該光学部材を保持する実施態様１に記載の光学部材保持装置と、前記光学部材を含みかつ光源からの光を被露光体に導く光学系とを有することを特徴とする露光装置。
【００７０】
（実施態様１４）実施態様１３に記載の露光装置を用いて前記被露光体を露光する工程と、該露光された前記被露光体を現像する工程とを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【００７１】
（実施態様１５）１つの光学部材を有しかつ光源からの光を被露光体に導く光学系と、
前記光学部材の径方向に関して弾性を有する弾性部材を含みかつ前記光学部材又は前記光学部材と一体的に設けられた被保持部を保持する保持部材と、前記光学部材又は前記被保持部の温度を検出する第１温度検出機構と、前記保持部材の温度を検出する第２温度検出機構と、前記第１温度検出機構の検出結果に基づいて前記光学部材の温度が所定の目標温度になるように輻射を用いて前記光学部材の温度を調節する第１温調機構と、前記第１温度検出機構の検出結果及び前記第２温度検出機構の検出結果に基づいて前記保持部材の温度を調節する第２温調機構とを有し、前記光学部材と前記保持部材との間又は前記被保持部と前記保持部材との間において実質的に熱の授受がないことを特徴とする露光装置。
【００７２】
（実施態様１６）前記第１温調機構が、前記光学部材と対向する第１輻射部材と、該第１輻射部材の前記光学部材と反対側に配置されたペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の前記第１輻射部材と反対側に配置された定温部材と、前記第１温度検出機構の検出結果に基づいて前記光学部材の温度が実質的に前記所定の目標温度となるように前記ペルチェ素子を制御する制御部とを有することを特徴とする実施態様１５に記載の露光装置。
【００７３】
（実施態様１７）前記所定の目標温度と前記定温部材の温度とが実質的に等しいことを特徴とする実施態様１６に記載の露光装置。
【００７４】
（実施態様１８）実施態様１５に記載の露光装置を用いて前記被露光体を露光する工程と、該露光された被露光体を現像する工程とを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【００７５】
（実施態様１９）光学部材を保持部材に保持するための保持機構を有する光学部材保持装置において、前記保持機構は前記光学部材と前記保持部材との間で熱が実質的に伝わらない熱遮断機構を有することを特徴とする光学部材保持装置。
【００７６】
（実施態様２０）前記熱遮断機構が、光学部材の温調手段と、保持部材の温調手段とを含むことを特徴とする実施態様１９に記載の光学部材保持装置。
【００７７】
（実施態様２１）前記熱遮断機構が、光学部材の温調手段と、保持部材の温調手段と、光学部材の被保持部近傍に設置された温度センサとを含むことを特徴とする実施態様１９に記載の光学部材保持装置。
【００７８】
（実施態様２２）前記保持部材の温調手段によって前記保持部材の温度を一定に保ち、前記光学部材の被保持部近傍に設置された温度センサによって検知された温度が前記保持部材の温度と等しくなるように前記光学部材の温調手段によって前記光学部材の温調を行うことを特徴とする実施態様２１に記載の光学部材保持装置。
【００７９】
（実施態様２３）前記熱遮断機構が、光学部材と保持部材との結合部の前記光学部材側及び前記保持部材側にそれぞれ設置された二つの温度センサと、前記保持部材側に設置された温度センサ近傍に設置された温調手段とを含むことを特徴とする実施態様１９に記載の光学部材保持装置。
【００８０】
（実施態様２４）前記温調手段が電気ヒータであることを特徴とする実施態様２３に記載の光学部材保持装置。
【００８１】
（実施態様２５）前記温調手段がペルチェ素子であることを特徴とする実施態様２３に記載の光学部材保持装置。
【００８２】
（実施態様２６）前記光学部材と前記保持部材との結合部の前記光学部材側及び前記保持部材側にそれぞれ設置された二つの温度センサによって検出した二つの温度が等しくなるように前記温調手段によって制御されることを特徴とする実施態様２３に記載の光学部材保持装置。
【００８３】
（実施態様２７）前記熱遮断機構が、前記光学部材と前記保持部材とを機械的に結合し保持する複数の突起を含むことを特徴とする実施態様１９に記載の光学部材保持装置。
【００８４】
（実施態様２８）前記光学部材と前記保持部材とを非接触で保持し、前記保持部材の前記光学部材と近接する部分が金、銀、銅、アルミニウムの合金又はこれらのうち少なくとも二種以上の金属の合金であるか、又は金、銀、銅、アルミニウムの合金又はこれらのうち少なくとも二種以上の金属の合金によって表面処理されていることを特徴とする実施態様１９に記載の光学部材保持装置。
【００８５】
（実施態様２９）実施態様１９に記載の光学部材保持装置により所定の光学部材を保持した投影光学系を有し、該投影光学系によりマスクのパターンを基板上に投影する露光装置。
【００８６】
（実施態様３０）実施態様２９に記載の露光装置によりデバイスパターンで基板を露光する段階と、該露光した基板を現像する段階とを含むデバイス製造方法。
【００８７】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態１の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態３の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態４の説明図である。
【図６】投影光学系内のミラーの説明図である。
【図７】半導体チップなどのデバイスの製造フローチャートである。
【図８】図７のウエハプロセスを示すフローチャートである。
【図９】冷却媒体として液体もしくは気体を用いたミラー冷却装置の概略構成図である。
【図１０】輻射伝熱によるミラー冷却装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８９】
１００１：ミラー
１００２：水路配管
１００３：継手
１００４：流路
１００５：輻射板
【図１】
2004363559.tif 000004
【図２】
2004363559.tif 000005
【図３】
2004363559.tif 000006
【図４】
2004363559.tif 000007
【図５】
2004363559.tif 000008
【図６】
2004363559.tif 000009
【図７】
2004363559.tif 000010
【図８】
2004363559.tif 000011
【図９】
2004363559.tif 000012
【図１０】
2004363559.tif 000013