(57)【要約】【課題】ＥＵＶ露光装置に用いるミラー光学系は、ＥＵＶ光に対する反射率が７０％程度であるため、ＥＵＶ光を吸収してしまい、大きく変形してしまう。【解決手段】そこで、本発明の光学系は、内部空間に少なくとも１つの光学素子を有し、光源からの光を所定面に導く光学系であって、前記少なくとも１つの光学素子の表面形状を測定する測定系と、前記測定系の測定結果に基づいて、前記少なくとも１つの光学素子の温度制御を行う温度制御部とを有する。【選択図】        図１
2004281653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間に少なくとも１つの光学素子を有し、光源からの光を所定面に導く光学系であって、
前記少なくとも１つの光学素子の表面形状を測定する測定系と、
前記測定系の測定結果に基づいて、前記少なくとも１つの光学素子の温度制御を行う温度制御部とを有することを特徴とする光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、ミラー保持装置に係り、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を露光する露光装置に関わる。本発明は、特に、露光光源として紫外線や極端紫外線（ＥＵＶ：ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を利用する露光装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
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使用する。）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェ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、波長を短くすればするほど、解像度はよくなる。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光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、紫外線光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、０．１μｍ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、紫外線光よりも更に波長が短い、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度の極端紫外線（ＥＵＶ）光を用いた縮小投影露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」と称する。）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るので、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反射素子、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、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されない。従って、ミラーの線膨張係数を２０ｐｐｂとしても、露光光吸収により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であるとすると、０．１℃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。
【０００８】
そこで、例えば特開平０５−２９１１７号公報には、ミラーに加えられる熱量を一定に保つことによってミラーの形状を一定に保つようにした投影露光装置が開示されている。
【０００９】
また、変形したミラーの表面形状を補正する手段として、特開２０００−２８６１９１号公報にあるように、ミラー裏面を複数のピンによって補正する提案がなされている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平０５―０２９１１７号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８６１９１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平０５−２９１１７号公報の露光装置では、ミラーに加えられる熱量は、露光時には必ずしも一定では無く、パターンによって異なるため、ミラーに加えられる熱量を常に一定にするのは困難である。さらに、ミラーに加えられる熱量を一定に保ったとしても、熱量が加えられる場所、分布が異なると、ミラーの変形の仕方は変わってしまうため、熱量を一定にしたからと言って、ミラーの形状が必ずしも一定になるとは限らないという問題がある。
【００１２】
また、特開２０００−２８６１９１号公報の露光装置では、補正駆動のピンの位置安定性が、０．１ｎｍ以上悪いと逆にミラーの表面を収差が悪化するように変形してしまうという問題が生じる。
【００１３】
そこで、本発明は、結像性能の劣化となるミラーの熱膨張による変形を低減し、所望の光学性能をもたらす露光装置を提供することを例示的目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願発明の光学系は、内部空間に少なくとも１つの光学素子を有し、光源からの光を所定面に導く光学系であって、前記少なくとも１つの光学素子の表面形状を測定する測定系と、前記測定系の測定結果に基づいて、前記少なくとも１つの光学素子の温度制御を行う温度制御部とを有することを特徴としている。
【００１５】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の例示的一態様である露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
ここで、図３は、本発明の例示的な露光装置５００の概略構成図である。
【００１８】
本発明の露光装置５００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でマスク５２０に形成された回路パターンを被処理体５４０に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、マスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、上記の１ショットの露光を一括で行なうものである。
【００１９】
図３を参照するに、露光装置５００は、照明装置５１０と、マスク５２０と、マスク５２０を載置するマスクステージ５２５と、投影光学系５３０と、被処理体５４０と、被処理体５４０を載置するウェハステージ５４５と、アライメント検出機構５５０と、フォーカス位置検出機構５６０とを有する。
【００２０】
また、図３に示すように、ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低く、残留ガス（高分子有機ガスなど）成分との反応によりコンタミを生成してしまうため、少なくとも、ＥＵＶ光が通る光路中（即ち、光学系全体）は真空雰囲気ＶＣ（もしくは減圧雰囲気でも構わない）となっている。
【００２１】
照明装置５１０は、投影光学系５３０の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）によりマスク５２０を照明する照明装置であって、ＥＵＶ光源５１２と、照明光学系５１４とを有する。
【００２２】
ＥＵＶ光源５１２は、例えば、レーザープラズマ光源が用いられる。これは、真空容器中のターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射される、例えば、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用するものである。ターゲット材としては、金属膜、ガスジェット、液滴などが用いられる。放射されるＥＵＶ光の平均強度を高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高い方がよく、通常数ｋＨｚの繰り返し周波数で運転される。
【００２３】
照明光学系５１４は、集光ミラー５１４ａ、オプティカルインテグレーター５１４ｂから構成される。集光ミラー５１４ａは、レーザープラズマからほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光集める役割を果たす。オプティカルインテグレーター５１４ｂは、マスク５２０を均一に所定の開口数で照明する役割を持っている。また、照明光学系５１４は、マスク５２０と共役な位置に、マスク５２０の照明領域を円弧状に限定するためのアパーチャ５１４ｃが設けられている。
【００２４】
マスク５２０は、反射型マスクで、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、マスクステージに支持及び駆動されている。マスク５２０から発せられた回折光は、投影光学系５３０で反射されて被処理体５４０上に投影される。マスク５２０と被処理体５４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置５００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、マスク５２０と被処理体５４０を走査することによりマスク５２０のパターンを被処理体５４０上に縮小投影する。
【００２５】
マスクステージ５２５は、マスク５２０を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ５２５は、当業界周知のいかなる構造をも適用することができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、マスクステージ５２５を駆動することでマスク５２０を移動することができる。露光装置５００は、マスク５２０と被処理体５４０を同期した状態で走査する。
【００２６】
投影光学系５３０は、複数の反射ミラー（即ち、多層膜ミラー）５３０ａを用いて、マスク５２０面上のパターンを像面である被処理体５４０上に縮小投影する。複数のミラー５３０ａの枚数は、４枚乃至６枚程度である。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、マスク５２０と被処理体５４０を同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系５３０の開口数（ＮＡ）は、０．２乃至０．３程度である。
【００２７】
投影光学系、照明光学系の各ミラーはそれぞれミラーを一部囲む前述の鏡筒７００によって支持されている。
【００２８】
被処理体５４０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体５４０には、フォトレジストが塗布されている。
【００２９】
ウェハステージ５４５は、ウェハチャック５４５ａによって被処理体５４０を支持する。ウェハステージ５４５は、例えば、リニアモーターを利用して被処理体５４０を移動する。マスク５２０と被処理体５４０は、同期して走査される。また、マスクステージ５２５の位置とウェハステージ５４５との位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。
【００３０】
アライメント検出機構５５０は、マスク５２０の位置と投影光学系５３０の光軸との位置関係、及び、被処理体５４０の位置と投影光学系５３０の光軸との位置関係を計測し、マスク５２０の投影像が被処理体５４０の所定の位置に一致するようにマスクステージ５２５及びウェハステージ５４５の位置と角度を設定する。
【００３１】
フォーカス位置検出機構５６０は、被処理体５４０面でフォーカス位置を計測し、ウェハステージ５４５の位置及び角度を制御することによって、露光中、常時被処理体５４０面を投影光学系５３０による結像位置に保つ。
【００３２】
露光において、照明装置５１０から射出されたＥＵＶ光はマスク５２０を照明し、マスク５２０面上のパターンを被処理体５４０面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスク５２０と被処理体５４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、マスク５２０の全面を露光する。
【００３３】
ここで、照明光学系５１４を構成するミラーである集光ミラー５１４ａまたは、オプティカルインテグレーター５１４ｂ、投影光学系５３０を構成するミラーであるミラー５３０ａの近傍の概略図を図１に示す。
【００３４】
真空チャンバＶＣ内は、残留ガス成分と露光光Ｌとの反応によりミラーＭの表面にコンタミが付着し、反射率が低下することを抑制するために、図示しない真空ポンプによって１×１０−６［Ｐａ］程度の真空に維持されている。
【００３５】
真空チャンバＶＣ内において、鏡筒７００に支持されたミラーＭは、支持部材ＭＢを介して所定の場所にクランプ部材ＭＣのよって位置決めされ、反射、屈折及び回折等を利用して光を結像させる。ミラーＭは、ミラーとは限らず、その他の光学素子でも構わない。例えば、屈折レンズ、平行平板ガラス、プリズム及びフレネルゾーンプレート、キノフォーム、バイナリオプティックス、ホログラム等の回折光学素子を用いても良い。本実施形態においては、ミラーＭを例に説明する。ミラー近傍は、図１によく示されるように、ミラーを部分的に囲む鏡筒７００、ミラーを鏡筒に支持する部材ＭＢ、ミラーをクランプする機構ＭＣ、ミラーを所定の温度範囲に制御冷却する冷却構成として、ミラー表面位置検出部４００Ａ，Ｂと、輻射機構２００と、輻射機構制御部３００、ミラー表面形状制御部６００とを有する。本図では、特徴的に１つのミラーのみ部分的に囲むように図示した。勿論、鏡筒の内部に１つのミラーしか配置されている場合に限らず、鏡筒の内部に複数のミラーが配置されていても構わない。また、その複数のミラーそれぞれに輻射機構２００等を配置しても良いし、複数のミラーのうち選択的に１つ以上のミラーに対して輻射機構２００等を設けるようにしても構わない。
【００３６】
ミラークランプ機構ＭＣは、いわゆるエアシンリンダなどの圧空アクチュエータでミラーを３点でクランプするものである。
【００３７】
ミラーを鏡筒に支持する部材ＭＢは、特開平７−１５３６６３号公報のマスク保持方法に開示されているいわゆるキネマティックマウントと同様の構成を用いて、クランプ機構ＭＣによって３点支持されたミラーの位置を６自由度すべてに対して過拘束なく拘束し、所定の位置へ支持している。
【００３８】
輻射機構２００は、ミラーに非接触で、露光光Ｌを遮らないように配置され、ミラーＭに対して輻射によりミラーＭから熱を吸収する。
【００３９】
輻射機構２００は、輻射板Ｂ、Ｒと、ペルチェ素子２４０と、放熱ブロック２５０と、循環部２２０Ａとを有する。
【００４０】
輻射板Ｂは、後述するペルチェ素子２４０が接合され、ペルチェ素子２４０のペルチェ効果により冷却されて、ミラーＭに対して低温となり温度差を形成し、輻射によってミラーＭの熱を吸収する。輻射板Ｒは、後述するペルチェ素子２４０が接合され、ペルチェ素子２４０のペルチェ効果により加熱されて、ミラーＭに対して高温となり温度差を形成し、輻射によってミラーＭに熱を与える。
【００４１】
輻射板Ｂに接合されたペルチェ素子２４０は、ペルチェ素子に流す電流を変化させることによって、ペルチェ素子の吸熱面（ここでは、輻射板Ｂに接している面）と放熱面（ここでは放熱ブロック２５０と接している面）との温度差を変えることが可能である。さらに、放熱面を後述の放熱ブロックでほぼ一定の温度とすることで、吸熱面の温度を一定に保っている（温度上昇を防いでいる）。従って、ペルチェ素子２４０の吸熱面と接合された輻射板Ｂから、ミラーＭの熱を吸収して冷却することができる。
【００４２】
また、輻射板Ｒに接合されたペルチェ素子２４０も、ペルチェ素子に流す電流を変化させることによって、ペルチェ素子の吸熱面（ここでは、輻射板Ｒに接している面）と放熱面（ここでは放熱ブロック２５０と接している面）との温度差を変えることが可能である。さらに、吸熱面を後述の放熱ブロックでほぼ一定の温度とすることで、放熱面の温度を一定に保っている（温度低下を防いでいる）。
【００４３】
従って、ペルチェ素子２４０の放熱面を輻射板Ｒと接合することで、輻射板Ｒから熱を放出して加熱することができる。ペルチェ素子２４０は、応答性が高いために高精度に輻射板Ｂ、Ｒの温度を制御して、ミラーＭの温度を所定の値にすることができる。
【００４４】
放熱ブロック２５０は、ペルチェ素子２４０の放熱面に接合されて、後述する循環部２２０Ａが供給する熱媒体が流れるための流路を有する。流路は、パイプを介して循環部２２０Ａと接続される。流路は、放熱ブロック２５０中に形成され、放熱ブロック２５０全面に一様に熱媒体が流れるように構成される。放熱ブロック２５０は、熱媒体により一定温度としている。
【００４５】
循環部２２０Ａは、パイプと接続されており、このパイプを介して熱媒体を放熱ブロック２５０の流路に供給及び循環させる。循環部２２０Ａが流路に供給及び循環させる熱媒体は、放熱ブロック２５０の熱を回収し、放熱ブロックを略一定温度に保つためである。
【００４６】
次に、ミラーの変形を抑制する機構について説明する。
【００４７】
露光光が入射する前、つまりミラーＭに熱歪を生じる前の段階で、計測系４００Ａによって照射領域のほぼ中心のＺ方向位置Ａを計測し、計測系４００Ｂによって照射領域内の外周部分のＺ方向位置Ｂを計測し、位置の差Ａ−Ｂを求める。図２Ａ参照。ここで、Ｚ方向はミラーの面外方向、Ｒ方向とはミラーの面内方向を示す。
【００４８】
露光光が入射すると前述のようにミラーＭの温度分布が変化する。露光していない状態から、露光を開始する場合、ウエハを交換して、次のウエハを露光する場合などに大きく温度分布が変化する。
【００４９】
温度分布は、照射領域の温度が他の部分に比べて上昇するように発生し、このために変形し、照射領域のほぼ中心のＺ方向位置はＡ‘となり、照射領域内の外周部分のＺ方向位置はＢ’となる（図２Ｂ参照）。この変形は主に単純な曲げの変形のため、ミラーの表裏面に温度差を積極的に与える事で、変形を低減する事ができる。
【００５０】
この動作の詳細を以下に述べる。ミラー表面形状制御部６００は、露光光が入射する前の熱変形の無い状態（図２Ａの状態）での、照射領域のほぼ中心位置Ａと、照射領域内の外周部分の位置Ｂの位置との差Ａ−Ｂを求める。露光光が入射した後の照射領域のほぼ中心位置Ａ‘と、照射領域内の外周部分の位置Ｂ’の位置との差Ａ‘−Ｂ’が先に求めたＡ−Ｂとほぼ同じになるように、輻射機構制御部３００を制御する。
【００５１】
輻射機構制御部３００は、輻射機構２００を制御する。制御部３００Ａは、ペルチェ素子２４０に印加する印加電圧を変化させることで輻射板Ｂ、輻射板Ｒの温度を制御する。
【００５２】
輻射によって、絶対温度Ｔ２［Ｋ］、面積Ａ２［ｍ２］の物質Ｙが絶対温度Ｔ１［Ｋ］、面積Ａ１［ｍ２］の物質Ｘから吸収する熱量は、物質Ｘの輻射率をＥ１、物質Ｙの輻射率をＥ２、輻射形態係数（即ち、物質Ｘから出たエネルギーが物質Ｙへ到達する割合）をＦ１２とした場合に、熱流速密度Ｑ［Ｗ／ｍ２］を用いて以下の数式で表される。但し、Ｔ１＞Ｔ２とする。
【００５３】
（数１）
2004281653.tif 000003
５．６７×１０−８：ステファン・ボルツマン定数
つまり、輻射形態係数が大きいほど、面積が大きいほど、輻射率が大きいほど輻射によって、より熱を与えたり、奪ったりする事ができる。
【００５４】
輻射機構制御によって輻射板Ｂは低温に、輻射板Ｒは高温に制御されこれによって、前述の輻射によって、ミラーＭの表面は冷やされ、裏面が温められることになり、露光熱によって変形するのと逆の曲げ変形を発生させ、露光熱による曲げ変形を低減する。
【００５５】
この曲げ変形がほぼゼロつまり、Ａ‘−Ｂ’＝Ａ−Ｂとなるように、輻射板Ｂと輻射板Ｒの温度を決める。
【００５６】
以上のように動作させる事で、露光熱を吸収することで生じるミラー変形を低減する事ができるので、収差の悪化を低減でき、従来よりも微細な線幅を精度よく転写できる露光装置を提供できる。
【００５７】
非接触にミラーの表面形状を変化させる事ができるため、発塵が無い。発生するパーティクル（微粒子）はたとえ５０ｎｍ程度の大きさのものが１個であっても、ミラー表面、マスク、ウエハに付着すれば、回路欠陥となり、歩留まりが低下する。このような、問題を発生させる事が無い。
【００５８】
また、本構成は、輻射板によってミラーの熱を吸収する効果も同時に持ち合わせているため、ミラーの温度はそれほど上昇する事が無いため、露光熱によるミラー表面形状の変化をもともと小さくできている。このように変形の小さいミラーの表面形状の変化を補正すればよいので、前述のような単純な構成で、ミラー変形をほぼゼロに低減する事ができる。
【００５９】
輻射板の温度変動は、ペルチェ素子を用いれば一般的に０．０１℃以下である。本発明の構成では、Ａ‘−Ｂ’＝−１ｎｍ、Ａ−Ｂ＝０ｎｍの場合で、輻射板Ｂの温度をミラーの温度に対して−１０℃、輻射板Ｒの温度をミラーの温度に対して＋４０℃にすれば、Ａ‘−Ｂ’＝Ａ−Ｂ＝０ｎｍとする事ができる。つまり輻射板Ｒと輻射板Ｂの温度差５０℃でミラーの表面形状を１ｎｍ補正する事ができる、先ほど述べたように０．０１℃で輻射板の温度を制御すれば、理論的には、１ｎｍ／（５０／０．０１）といった、きわめて高精度に、表面形状を補正する事が可能となる。実際は、位置計測精度がそれほどないため、実際にはそこまで、高精度に補正する事はできないが、輻射板の温度安定性は、本発明では充分であることが分かる。
【００６０】
以上はミラー表面の照射領域のほぼ中心位置のミラーのＺ方向位置と、照射領域内の外周部分の位置のミラーのＺ方向位置の２箇所をミラー表面形状の代表として計測した。露光の収差に影響するのは照射領域の変形であるため、照射領域のＺ方向位置が所望の値になるようにするのが望ましいが、照射領域外の２箇所の位置のＺ方向位置から照射領域のＺ方向位置が推測できる場合には、照射領域外の２箇所の位置でのＺ方向位置が所望の値となるように輻射板Ｂ、Ｒの温度を制御しても良い。
【００６１】
また、本実施形態は上記の形態に限られたものではない。露光装置によるミラーへの露光光の照射領域は、必ずしも回転対称ではなく、走査型露光装置等では略長方形であったり、またその他非回転対称な形状をしていることがある。
【００６２】
このように照射領域が非回転対称な形状をしていると、ミラーＭの平面内の互いに異なる方向に関しては、露光光がミラーＭに与える熱量の分布が異なる。露光光がミラーＭに与える熱量の分布が異なると、当然ミラーＭの変形の仕方、変形量も異なってしまう。
【００６３】
そこで、ミラー位置検出部４００Ａを、照射領域の略中心に配置し、さらに照射領域内の外周部に複数のミラー位置検出部（４００Ｂも含む）を配置し、ミラー平面内の各方向に関するミラーの変形を計測し、その計測結果に基づいてミラーの温度制御を行うようにする。例えば、輻射板Ｂを、照射領域内の外周部に配置したミラー位置検出部に対応する領域ごとに分割し、それぞれの位置検出結果に基づいて、分割した輻射板Ｂそれぞれの温度を制御するようにすれば良い。勿論、照射領域内の外周部に配置したミラー位置検出部の数と、輻射板Ｂの分割数を必ずしも一致させる必要は無いし、輻射板Ｂを分割するのと同様に輻射板Ｒも分割してそれぞれを温度制御するようにしても良い。
【００６４】
走査型露光装置においては、ミラーに対する光の照射領域が略長方形形のスリット状となることが多い。その場合、このスリットの長手方向と短手方向との間で、ミラーが受ける熱量の分布の差が顕著に現れる。そこで、照射領域内の中心と、照射領域の中心からスリットの長手方向にシフトした位置（好ましくは照射領域内の外周部）と、照射領域の中心からスリットの短手方向にシフトした位置（好ましくは照射領域内の外周部）との少なくとも３箇所（それぞれのシフトした方向の両端であれば５箇所）に、ミラーの位置検出部を設けるのが好ましい。そして、その際、輻射板Ｂ（輻射板Ｒも含めても良い）を、スリットの長手方向の両端と、スリットの短手方向の両端との少なくとも４つ以上に分割し、それぞれ独立に温度制御が可能な構成にすると、スリットの長手方向と短手方向とで熱量分布、温度分布、変形量等が異なった場合でも、対応可能となる。
【００６５】
ここで、前述したいように、ミラー位置検出部は、必ずしもミラーに光が照射される領域内のミラー位置を検出する必要は無く、照射領域外のミラー位置を検出しても構わないが、少なくともミラーの２箇所以上の位置を検出するように構成するのが望ましい。
【００６６】
また、上述のように、ミラーの温度を制御するのに加えて、ミラーの材料を工夫しても構わない。例えば、Ｚｅｒｏｄｕｒ（商品名）やＵＬＥ（商品名）のようなガラスセラミクス材料は、線膨張係数が低い。そこで、本実施例では、線膨張係数が０ｐｐｂ以上１５ｐｐｂ以下、より好ましくは５ｐｐｂ以上１０ｐｐｂ以下であるような材料を用いてミラーを構成するのが好ましい。勿論、Ｚｅｒｏｄｕｒ（商品名）やＵＬＥで構成するのはミラーの基板部分であり、その基板の上にＭｏ膜とＳｉ膜とで多層膜を形成し、反射面を形成する。
【００６７】
次に、図４及び図５を参照して、上述の露光装置５００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図４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。本実施形態においては、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（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３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェ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６（検査）では、ステップ５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、それが出荷（ステップ７）される。
【００６８】
図５は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置５００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（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１９（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ェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置５００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００６９】
また、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００７０】
また、本発明の実施態様を以下のように記載することもできる。
【００７１】
（実施態様１）
内部空間に少なくとも１つの光学素子を有し、光源からの光を所定面に導く光学系であって、
前記少なくとも１つの光学素子の表面形状を測定する測定系と、
前記測定系の測定結果に基づいて、前記少なくとも１つの光学素子の温度制御を行う温度制御部とを有することを特徴とする光学系。
【００７２】
（実施態様２）
前記温度制御部は、前記少なくとも１つの光学素子の表面側に配置された第１温度制御部と、前記少なくとも１つの光学素子の裏面側に配置された第２温度制御部とを有していることを特徴とする実施態様１記載の光学系。
【００７３】
（実施態様３）
前記温度制御部は、前記少なくとも１つの光学素子に曲げ応力を発生させることを特徴とする実施態様１又は２記載の光学系。
【００７４】
（実施態様４）
前記測定系は、前記光学素子面内の互いに略垂直な２方向に関する、前記光学素子の変形を計測することが可能であることを特徴とする実施態様１乃至３いずれかに記載の光学系。
【００７５】
（実施態様５）
前記略垂直な２方向が、前記少なくとも１つの光学素子に光が照射される領域の長手方向と短手方向と略一致している（誤差は略１０度以内）ことを特徴とする実施態様４記載の光学系。
【００７６】
（実施態様６）
前記測定系により計測した、前記略垂直な２方向に関する前記光学素子の変形を抑制するように、前記温度制御部が温度制御を行うことを特徴とする実施態様４又は５記載の光学系。
【００７７】
（実施態様７）
前記温度制御部は、前記光学素子の異なる領域に対して異なる温度制御を行うことが可能であることを特徴とする実施態様１乃至６いずれかに記載の光学系。
【００７８】
（実施態様８）
前記測定系は、前記少なくとも１つの光学素子の表面の２箇所以上の測定位置を測定することを特徴とする実施態様１乃至６いずれかに記載の光学系。
【００７９】
（実施態様９）
前記２箇所以上の測定位置のうちの少なくとも１箇所の測定位置は、前記少なくとも１つの光学素子の前記光が照射される領域内であることを特徴とする実施態様８記載の光学系。
【００８０】
（実施態様１０）
前記２箇所以上の測定位置のうちの少なくとも１箇所の測定位置は、前記少なくとも１つの光学素子の前記光が照射される領域外であることを特徴とする実施態様８記載の光学系。
【００８１】
（実施態様１１）
前記２箇所以上の測定位置は、前記少なくとも１つの光学素子の前記光が照射される領域内であることを特徴とする実施態様８記載の光学系。
【００８２】
（実施態様１２）
前記２箇所以上の測定位置は、前記少なくとも１つの光学素子の前記光が照射される領域外であることを特徴とする実施態様８記載の光学系。
【００８３】
（実施態様１３）
前記２箇所以上の測定位置のうちの１箇所の測定位置が、前記少なくとも１つの光学素子の前記光が照射される領域の略中心であることを特徴とする実施態様８記載の光学系。
【００８４】
（実施態様１４）
前記２箇所以上の測定位置のうちの１箇所の測定位置が、前記少なくとも１つの光学素子の前記光が照射される領域の略外周部分であることを特徴とする実施態様８記載の光学系。
【００８５】
（実施態様１５）
前記測定系は、前記少なくとも１つの光学素子の表面の３箇所以上の測定位置を測定することを特徴とする実施態様１乃至１４いずれかに記載の光学系。
【００８６】
（実施態様１６）
前記少なくとも１つの光学素子は反射部材であることを特徴とする実施態様１乃至１５いずれかに記載の光学系。
【００８７】
（実施態様１７）
前記測定系は、前記反射部材の反射面の形状を測定することを特徴とする実施態様１６記載の光学系。
【００８８】
（実施態様１８）
前記温度制御部は、前記反射部材の反射面側と前記反射部材の裏面側とにそれぞれ配置されていることを特徴とする実施態様１６又は１７記載の光学系。
【００８９】
（実施態様１９）
前記反射面側に配置された温度制御部は、独立に温度制御が可能な複数の領域を有しており、前記測定系の測定結果に従って、複数の領域のそれぞれを独立に温度制御することを特徴とする実施態様１８記載の光学系。
【００９０】
（実施態様２０）
前記温度制御部は、前記反射部材の反射面を冷却し、前記反射部材の反射面の裏側の面を加熱することを特徴とする実施態様１６乃至１９いずれに記載の光学系。
【００９１】
（実施態様２１）
前記少なくとも１つの光学素子の線膨張係数が、０ｐｐｂ以上１５ｐｐｂ以下であることを特徴とする実施態様１乃至２０いずれかに記載の実施態様１乃至２０いずれかに記載の光学系。
【００９２】
（実施態様２２）
前記少なくとも１つの光学素子の線膨張係数が、５ｐｐｂ以上１０ｐｐｂ以下であることを特徴とする実施態様１乃至２１いずれかに記載の実施態様１乃至２２いずれかに記載の光学系。
【００９３】
（実施態様２３）
前記内部空間は、高真空であることを特徴とする実施態様１乃至２２いずれかに記載の光学系。
【００９４】
（実施態様２４）
前記光源からの光がＥＵＶ光（波長１３〜１４ｎｍ）であることを特徴とする実施態様１乃至２３いずれかに記載の光学系。
【００９５】
（実施態様２５）
前記温度制御部は、前記少なくとも１つの光学素子を、輻射により温度制御することを特徴とする実施態様１乃至２４いずれかに記載の光学系。
【００９６】
（実施態様２６）
前記温度制御部は、前記少なくとも１つの光学素子を温度制御するための輻射板を有し、該輻射板をペルチェ素子により温度制御していることを特徴とする実施態様１乃至２５いずれかに記載の光学系。
【００９７】
（実施態様２７）
前記輻射板と前記ペルチェ素子とが接触して配置されており、前記ペルチェ素子の前記輻射板と反対側の面には、略一定温度に保たれた放熱部が配置されていることを特徴とする実施態様２６記載の光学系。
【００９８】
（実施態様２８）
実施態様１乃至２７いずれかに記載の光学系を有する露光装置。
【００９９】
（実施態様２９）
前記光源からの光で前記所定面に配置された被露光体を露光する露光装置であって、前記光源から前記被露光体までの光路に配置された光学素子がすべて反射部材であることを特徴とする実施態様２８記載の露光装置。
【０１００】
（実施態様３０）
ＥＵＶを露光光とする露光装置であって、
複数のミラーからなり、光源から放射されたＥＵＶ光を反射型マスクへ導く照明光学系と、
複数のミラーからなり、前記マスクからの反射光を被露光体上に結像させる投影光学系と、
前記複数のミラーのうち少なくとも１つのミラーの表面の温度を非接触に変化させる機構と、
前記複数のミラーのうち少なくとも１つのミラーの裏面の温度を非接触に変化させる機構と、
前記ミラーの表面形状を測定する測定系と、
前記測定系による測定結果に基づき前記ミラー表面または裏面の温度を非接触に変化させる機構を制御する制御器を有することを特徴とする露光装置。
【０１０１】
（実施態様３１）
実施態様２８乃至３０いずれかに記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、露光された前記被露光体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【０１０２】
このような構成にすることにより、露光光を光学素子が吸収することで変形する事を低減し、光学特性の収差を改善できる光学系、露光装置を提供できる。さらに、光学特性に影響を与えるミラーの露光光照射領域の形状を直接計測して、この変形を低減するので、より高精度に光学特性の収差を改善できる露光装置を提供できる。さらに、露光光を光学素子が吸収することで変形する事を低減し、光学特性の収差を改善できる露光方法を提供できる。
【０１０３】
さらに、上述の露光装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
【０１０４】
【発明の効果】
本願に記載した発明によれば、
従来よりも微細な線幅を精度よく転写できる露光装置、露光方法を提供できる。
【０１０５】
さらに、本願の請求項２１に記載した発明によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一側面としての露光装置を示す概略構成図である。
【図２】露光光が照射されたことによって発生するミラー表面の形状変化を説明する概略図。
【図３】本発明の例示的な露光装置の概略構成図である。
【図４】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。
【図５】図４に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
２００Ｂ  輻射機構（冷却）
２００Ｒ  輻射機構（加熱）
Ｂ  輻射板（冷却）
Ｒ  輻射板（加熱）
２２０Ａ  循環部
３００Ａ  制御部
２４０  ペルチェ素子
２５０  放熱ブロック
５００  露光装置
５１２  照明光学系
５１２ａ  集光ミラー
５１２ａ  オプティカルインテグレーター
５３０  投影光学系
５３０ａ  反射ミラー
４００Ａ  ミラー表面位置検出部４００（照射領域内の中心）
４００Ｂ  ミラー表面位置検出部４００（照射領域内の外周）
６００  ミラー表面形状制御部
７００  鏡筒
【図１】
2004281653.tif 000004
【図２】
2004281653.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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