(57)【要約】【解決課題】波長がＥＵＶの領域での結像光学系は反射系により行われる  が、吸収が大きい。このために大きな熱が発生し、反射鏡を変形させ、その結果結像光学系の収差が許容範囲に入らなくなる。従って、使用する光量を下げるか、露光速度を落とすか、いづれにしても歩留まりとスループットが低下する。【解決手段】反射鏡の内部にチャネルを設けて冷却流体を流して冷却し、残留変形を反射鏡の裏面から熱を加えて補償する。この時、冷却流体を乱流とし、乱流に伴う振動が反射鏡に伝わらないように、チャネル内のパイプに流体を流し、パイプとチャネルの間に熱伝達用のガスを封じると効果的である。【選択図】図５
2005004145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ領域の光を反射する反射鏡であって、
ＥＵＶ光を反射する反射面、
該反射面の反対側の裏面、
反射鏡部材中に形成された反射鏡冷却用のチャネル、
を有し、
該チャネルは該裏面よりも該反射面により近い位置に形成されている、
ことを特徴とする反射鏡。
【請求項２】
請求項１記載の反射鏡であって、
前記チャネルの内壁と非接触で又は接触面積が小さな粘弾性体を介してチャネル内に設けられた、冷却流体を流すためのパイプ、
該チャネル内壁とパイプとのギャップに熱伝達用のガスを供給するガス導入口、該ギャップからガスを排出するためのガス排出口、
を有することを特徴とする反射鏡。
【請求項３】
請求項２記載の反射鏡であって、
前記ギャップが１００μｍ以下である、
ことを特徴とする反射鏡。
【請求項４】
請求項２又は３の反射鏡であって、
前記反射面は多層膜反射面であり、
前記反射鏡部材は低熱膨張性の材料からなり、
前記パイプが高熱伝導体からなる、
ことを特徴とする反射鏡。
【請求項５】
熱変形を低減する変形制御システムであって、
請求項１乃至４のいずれかに記載された反射鏡に対し、
該反射鏡の前記裏面を選択的に加熱するための加熱システムを有する
ことを特徴とする変形制御システム。
【請求項６】
請求項５記載の変形制御システムであって、
前記加熱システムは
前記反射面を観察する検出器及び該検出器の観察結果に基いて前記裏面の加熱を制御する制御装置を有する
ことを特徴とする変形制御システム。
【請求項７】
請求項５又は６記載の変形制御システムであって、
前記加熱システムが、
加熱光源、該加熱光源から出た加熱光を反射鏡の裏面に照射するための加熱光照射光学系を有する
ことを特徴とする変形制御システム。
【請求項８】
請求項５又は６記載の変形制御システムであって、
前記加熱システムが
電流により駆動されるヒータを有する
ことを特徴とする変形制御システム。
【請求項９】
熱による反射鏡の変形低減方法であって、
冷却用のチャネルを該反射鏡の裏面よりも反射面により近く形成し、
該チャネルの内部に、該チャネルの内壁とはギャップを有して非接触で又は接触面積が小さな粘弾性体を介して、パイプを配置し、
該パイプ内には冷却用の流体を、乱流をなすように流し、
該ギャップ間には熱伝達用のガスを流して反射面の熱を反射鏡の外部に逃がす
ことを特徴とする反射鏡の変形低減方法。
【請求項１０】
請求項９記載の反射鏡の変形低減方法であって、
前記ギャップが１００μｍ以下である
ことを特徴とする反射鏡の変形低減方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０の反射鏡の変形低減方法であって、
前記ギャップ内のガス圧が大気圧の数分の一以下である
ことを特徴とする反射鏡の変形低減方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれかに記載された反射鏡の変形低減方法であって、
さらに該反射鏡の前記裏面を選択的に加熱する
ことを特徴とする反射鏡の変形低減方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の反射鏡の変形低減方法であって、
前記反射面を観察し、
観察結果に従って反射鏡の前記裏面を加熱する
ことを特徴とする反射鏡の変形低減方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の反射鏡の変形低減方法であって、
加熱光源を動作させ、
該加熱光源から出た加熱光を反射鏡の裏面に照射して加熱する
ことを特徴とする反射鏡の変形低減方法。
【請求項１５】
請求項１２又は１３に記載の反射鏡の変形低減方法であって、
電流により駆動されるヒータにより加熱する
ことを特徴とする変形低減方法。
【請求項１６】
レチクル上のパターンをウェハ上に露光する露光装置であって、
ＥＵＶ光を発するＥＵＶ光源、
レチクルを保持するレチクルステージ、
ウェハを保持するウェハステージ、
該ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を反射する反射面と該反射面に対向する裏面を有する、複数の反射鏡からなる投影光学系、
該反射鏡の変形制御システム、
を有する露光装置において、
該反射鏡のうち、少なくとも一つの反射鏡は、請求項１乃至４のいずれかに記載された反射鏡であり、
該変形制御システムは請求項５乃至８のいずれかに記載された変形制御システムであることを特徴とする露光装置。
【請求項１７】
半導体装置の製造方法であって、
レジスト塗布工程、
露光工程、
現像工程、
エッチング工程、
レジスト剥離工程、
イオン注入又は表面酸化又は表面層形成のいずれかの工程、
を有し、
該露光工程での露光が請求項１６に記載された露光装置によりになされる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
半導体装置であって、
請求項１７に記載の製造方法により製造された
ことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は極端紫外線（ＥＵＶ）用の反射鏡に関するものであり、特にはそのような反射鏡の熱による変形の影響を抑制する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在極端紫外線用の反射鏡の反射率は高くはなく、そのために入射する極端紫外線の可成りの部分が吸収されて熱となる。この熱は熱膨張を引き起こし、反射鏡の表面を変形させる。その結果、この反射鏡の表面の変形は光学的な収差を引き起こすことになる。従って、この変形を何らかの方法で出来るだけ抑える必要がある。熱変形に対しては構造解析がなされており、一般的には次の２つの変形がある。
【０００３】
（１）  局所的に温度が上昇することに伴う局所変形（ｌｏｃａｌ  ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）
（２）  熱ストレスによって生じ、反射鏡全体の形状を変える全体変形（ｇｌｏｂａｌ  ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）
であり、これら二つの型の変形はそれぞれ適切に取り扱って、処理される必要がある。
【０００４】
本発明は、全体変形という問題を取り扱うものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
全体変形は熱的な境界条件や機械的な境界条件及び拘束条件によって決まる。また、全体変形は反射鏡の設計事項や照明するパターンによっても変わってくる。こういったことを検討する場合、反射鏡の背面を温度安定化部材に接触し、これによって熱の可成りの量を除去し、変形を低減することが考えられる。しかし、これは局所変形に限って効果があるものである。温度が上昇した表面に対して裏面が冷却されると、反射鏡の表面に対して垂直な方向に沿って温度勾配が生じ、反射鏡を湾曲させるようになる。変形を阻止するように反射鏡が保持されていない場合、この湾曲を防ぐ手だてはない。従って、温度安定化部材の役割を果たし、且つ反射鏡の変形が防止できる頑丈な基盤に反射鏡を取り付けない限り、そのような冷却方法は採るすべきではない。局所変形が残ることになる。
【０００６】
本発明は入射するＥＵＶ光を反射鏡が吸収することによって生じる変形を防止することを目的としている。また、そのような熱によって変形しない反射鏡を用いたＥＵＶ露光装置を提供することを他の目的としている。  さらには、熱の影響によりスループットや歩留まりが低下しない、半導体装置の製造方法を提供することを更なる目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
先ず、解決手段の要旨を記す。
【０００８】
冷媒を通すために各チャネル内に熱伝導の良い材料からなる冷却パイプを配置し、そのパイプの外面がチャネルの内壁に接触せずにギャップを作るようにする。そしてそのギャップに熱伝達性の良いヘリウムのような気体を大気圧以下に保持する。ギャップの幅は１００μｍ以下にして気体が高い熱伝達性を有するようにしている。反射鏡からの熱伝達を一層上げるために、冷媒の流れは乱流になっている。さらに、反射鏡の裏面から熱を加えることによって全体変形の残留分を取り去る。
以下、詳細に解決手段を記す。
【０００９】
本発明では上記課題を解決するために以下の手段を用いている。
ＥＵＶ領域の光を反射する反射鏡であって、
ＥＵＶ光を反射する反射面、反射面の反対側の裏面、反射鏡部材中に形成された反射鏡冷却用のチャネルを有し、チャネルは裏面よりも反射面により近い位置に形成されている反射鏡である。
【００１０】
加熱面に近い部分を冷却することにより熱ストレスにより生じる曲がりに対抗する力を加えることが容易になる。
【００１１】
また上記の手段において、
チャネルの内壁と非接触で又は接触面積が小さな粘弾性体を介してチャネル内に設けられた、冷却流体を流すためのパイプ、  チャネル内壁とパイプとのギャップに熱伝達用のガスを供給するガス導入口、該ギャップからガスを排出するためのガス排出口を有するようにしたり、
更に、
前記ギャップが１００μｍ以下であるようにする。
これによって、熱伝導性を確保しながら（即ち、冷却効果を保持しながら）、冷却液の乱流による振動が反射鏡に伝わることが防止できる。
また更に、
反射面を多層膜反射鏡にし、反射鏡部材を低熱膨張性の材料から作り、パイプを高熱伝導体により作ることも効果がある。ＥＵＶの波長領域で垂直入射での光学系が構成でき、熱伝導性が良くなり、例え温度が上昇しても反射鏡の変形は低減される。
【００１２】
更なる手段としては、
上記の反射鏡の熱変形を低減する熱変形制御システムであって、
該反射鏡の前記裏面を選択的に加熱するための加熱システムを有する
変形制御システムである。  このシステムにより、反射鏡の表面に入射する熱による熱応力をうち消すように出来る。
【００１３】
この時、反射面を観察する検出器及び該検出器の観察結果に基いて前記裏面を加熱する制御装置を有するようにしたり、その加熱手段として、
加熱光源、該加熱光源から出た加熱光を反射鏡の裏面に照射するための加熱光照射光学系を採ったり、電流により駆動されるヒータを採ったりする。
【００１４】
これらの手段は制御が容易で実施が簡単である。
更に、本発明では、以下の方法を用いている。
熱による反射鏡の変形低減方法であって、
冷却用のチャネルを該反射鏡の裏面よりも反射面により近く形成し、
チャネルの内部に、チャネルの内壁とはギャップを有して非接触で又接触面積が小さな粘弾性体を介して、パイプを配置し、
パイプ内には冷却用の流体を乱流をなすように流し、
ギャップ間には熱伝達用のガスを流して反射面の熱を反射鏡の外部に逃がす変形低減方法である。  この時、ギャップを１００μｍ以下にしたり、ギャップ内のガス圧を大気圧の数分の一以下にしたりすることにより冷却効果の確保と圧力差による反射鏡の変形防止が可能になる。
【００１５】
また、本発明では、以下の方法を用いている。
先に記した反射鏡の変化を更に低減するために、
反射鏡の裏面を選択的に加熱する反射鏡の変形低減方法である。
冷却液の循環により熱ストレスは低減されるが、残留ストレスによる反射鏡の変形を押さえるために裏面に対抗するストレスを加えることが有効である。このために、裏面を加熱することを行っている。
この方法を実施する際に、反射面を観察し、観察結果に従って反射鏡の前記裏面を加熱したり、加熱光源を動作させて加熱光源から出た加熱光を反射鏡の裏面に照射して加熱したり、電流により駆動されるヒータにより加熱したりすることが有効である。いずれも加熱の精度を向上させたり、熱量の制御が容易な方法である。
【００１６】
本発明のさらなる手段は、
レチクル上のパターンをウェハ上に露光する露光装置であって、
ＥＵＶ光を発するＥＵＶ光源、レチクルを保持するレチクルステージ、ウェハを保持するウェハステージ、ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を反射する反射面と反射面に対向する裏面を有する複数の反射鏡からなる投影光学系、反射鏡の変形制御システムとを有する露光装置において、
反射鏡のうち、少なくとも一つの反射鏡は、請求項１乃至４のいずれかに記載された反射鏡であり、変形制御システムは請求項５乃至８のいずれかに記載された変形制御システムである露光装置である。
露光装置をこのような反射鏡及びその制御システムを用いて構成することにより熱変形による収差の影響がなく、従って歩留まりが向上した露光装置が得られる。
【００１７】
本発明のさらなる手段は、
半導体装置の製造方法であって、
レジスト塗布工程、露光工程、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程、イオン注入又は表面酸化又は表面層形成のいずれかの工程、を有し、露光工程での露光が請求項１６に記載された露光装置よりになされる半導体装置の製造方法である。また、この方法により製造された半導体装置である。
本発明の製造方法によれば、大きな出力を有する光源を使用しても熱による変形が低減されるため、小さな許容内の収差で露光できる。従って、歩留まりの向上やスループットの向上がなされる。
【００１８】
【実施の形態】
図４は本発明の実施例であるＥＵＶ反射鏡システム１０を図的に示している。このシステムにはＥＵＶ反射鏡２０があり、表面２２と裏面２４があり、表面２２にＥＵＶ光が入射する。反射鏡の表面は通常曲面であり、少なくとも近似的には軸対称性を有している。通し穴３０（冷却チャネルとして働く）が反射鏡２０内に配置され、対称軸に垂直な面内に置かれている。冷却チャネル３０には冷却流体（冷媒）が流れるようになっている。冷媒はおよそ大気圧であり、一方反射鏡２０は真空環境にて使用される。従って、この圧力差が反射鏡２０を変形させることがある。このような変形を無くする一つの方法は予め反射鏡２０にチャネルを作りつけ、チャネルにおよそ１気圧の圧力を余分に加えて研磨することである。加工した反射鏡を真空中で使用すると変形が無くなる。また、補助的な熱源９０により反射面の反対側の面（裏面）を加熱する。この熱源は、入射光によって引き起こされる反射面の変形に対し反対方向の変形を反射鏡に生じさせるものである。この結果、入射光による反射鏡の変形が打ち消される。
【００１９】
他の解決方法が図５に示されている。ここでは、各冷却チャネル３０のそれぞれにパイプ３２が取り付けられている。パイプ３２は熱伝導性が高い材質から作られ、冷却流体３４がその中を流れる。図５に示されているように、チャネル３０は十分な大きさを有していて、パイプ３２はチャネルの内壁と接触することなく、その間にギャップ３６を有している。チャネル３０の内壁とパイプ３２のギャップは高熱伝導性の気体、例えばヘリウムガス、で満たされ、反射鏡とパイプ３２内の冷媒との間の熱伝達が行われる。
【００２０】
図６には、ギャップ間にヘリウムを満たした時の、ギャップ幅をパラメータにした圧力とヘリウムガスの熱伝達係数の関係が示されている。熱伝達係数は低圧力領域では圧力と共に増加し、高圧力領域ではその増加の割合が低下する。図６はまた、ギャップが小さいと低圧領域でも熱伝達係数は比較的高い数値をとることを示している。ギャップの値が数十ミクロン程度の場合、ヘリウムガスの圧力を十分の一気圧に保つと、熱伝達度は殆ど低下せず、反射鏡２０の使用環境での変形が低減される。例えば、十分の一気圧は１０ＫＰａであるが、十分高い熱伝達性が確保される。本発明の目的のために、ギャップの幅は１００μ、好ましくは５０μ以下に設定する。
【００２１】
チャネル３０より上の反射鏡部が厚さｔ１の板により近似されるとすると、チャネル内の圧力Ｐによる変形は、負荷による弾性梁の曲げ変形理論から推測される。チャネルの幅（反射面に平行なチャネルの大きさ）をｃとすると、反射鏡面に垂直な板の最大変形ｄは次式で与えられる；
ｄ＝Ｐ・ｃ４／３２・Ｅ・ｔ１３                                              （１）
となり、ここにＥはヤング率である。反射鏡の変形はチャネル内の圧力に比例し、そのために圧力を１０分の１にすると変形１０分の１になる。反対に、与えられた変形に対しては、圧力Ｐを十分の一にすると、距離ｔ１を１／１０１／３＝１／２．１５に出来、従って、チャネルを反射面の近くに置くことが出来ることを式（１）は示している。
【００２２】
図７は、一般的な冷却液（３Ｍ社のＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔ  ＦＣ−３２８３）の熱伝達係数をレイノルズ（Ｒｅｙｎｏｌｄｓ）数の関数として、層流と乱流の場合に対して示している。Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数  ＲはＲ＝ρＤＶ／ηであり、ρは冷媒の密度、Ｄは冷却パイプの内径、Ｖはパイプ軸に沿っての冷媒の速度、ηは冷媒の粘度である。全体を乱流にすると熱伝達度は層流に比して数桁上昇する。この計算式は、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ３５，  １１８７  （１９９５）に記載されたＭ．Ｈｏｗｅｌｌの「Ｓｏｍｅ  ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  ｃｏｏｌｅｄ  ｍｉｒｒｏｒｓ  ｆｏｒ  ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｂｅａｍ  ｌｉｎｅｓ」によるものであり、この文献は本発明の関連参考文献である。しかしながら、乱流は流体中の圧力変動に関係するものであり、振動を引き起こす可能性がある。そのような振動は層流の場合にはなく、反射鏡面に機械的な高い安定性が求められる時には一般的に層流が使われている。本発明では、冷却パイプは反射鏡からはギャップにより絶縁されているため、乱流を使用し、より高い熱伝導が達成される。
【００２３】
本発明の利点を示すために計算を行った。計算は、チャネル内で層流をなす冷媒と反射鏡との間の熱抵抗と、５０μｍのＨｅのギャップと銅のパイプを介して反射鏡から乱流をなす冷媒に流れる熱の熱抵抗を比較した。２点間の、与えられた温度差に対する熱の流れはその間の熱抵抗の逆数に比例し、熱抵抗が低い程高い熱伝達が可能になる。銅のパイプは内径が４ｍｍで、厚さは０．５ｍｍとしている。図６、７に示された情報に基づくと、Ｈｅガスと乱流をなす冷媒の熱伝達係数は１０００Ｗ・Ｋ／ｍ２であり、層流での熱伝達係数は５８Ｗ・Ｋ／ｍ２である。この条件下では、従来の熱抵抗は本発明の熱抵抗の約１７倍である。従って、反射鏡からの熱の伝達は本発明により１桁大きくなる。
【００２４】
チャネル３０の好ましい配置を決めることは難しい。それは、多くのことを考慮しないといけないからである。計算のモデルとして、反射鏡は半径ｒの円板形であり、その一面（上面）から加熱されているとする。チャネル３０は一様に加熱された上面から距離ｔ１の面（冷却面）内に在るとし、この面と反射鏡の下面までの距離はｔ２であり、反射鏡の全体厚ｔはｔ＝ｔ１＋ｔ２である。この条件下では距離ｔ１間では一様な温度勾配であると考えて良く、冷却面からｔ２間での間は温度は一定と考えて良い。温度勾配は円板全体を歪ませることになり、問題は変形が距離ｔ１によりどのように変化するか、ということになる。
【００２５】
変形の計算は、ＲｏａｋとＹｏｕｎｇの表２４（”Ｒｏａｋ’ｓ  Ｆｏｒｍｕｌａｓ  ｆｏｒ  Ｓｔｒｅｓｓ  ａｎｄ  Ｓｔｒａｉｎ”，  ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，  ６ｔｈ  ｅｄ．    本発明の関連資料とする。）の応力と歪みの式によりなされた。この時に仮定されていることは、円板は冷却面で分離されており、熱により応力を受ける上部（上板）とそれにつながる底部（下板）であり、底部では周辺部にモーメントが働いて球形に変形しようとする。熱応力は上部板を球形に変形させようとし、周辺部に付加的なモーメントが掛かる。これにより球形変形の曲率が変化し、結果的に下板と一緒になって曲がる。最終的な変形の計算は、上板の底部と下板の上部の変形が同じである、という条件で行われる。このように計算された、板の中央の最終的な変位ｙはｙ＝  （ｒ２γΔＴ／２）／（ｔ１＋ｔ２）であり、ここにγは熱膨張係数であり、ΔＴは上板の厚さ間での温度差である。この式だけが示唆していることは、冷却面がどこにあるかは問題ではないということである。しかし、一方の面が一定のエネルギーＦで加熱され、他面が温度安定器により冷却されている板の場合、２つの面の間の温度差ΔＴはΔＴ＝Ｆｔ１／Ｋとなる。ここにＫは物質の熱伝導度であり、ＣａｒｌａｗとＪａｅｇｅｒによる”Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｅａｔ  ｉｎ  Ｓｏｌｉｄ”，  ＯｘｆｏｒｄのＩＩＩ．８に記載されている。尚、本文献は本発明の関連資料である。ここでは熱流Ｆというのは反射鏡に入射する熱量のうちで表面で吸収される量を表す。このことは以下においても同じである。従って、変形量ｙは実際にはｔ１に比例し、その結果冷却面は出来る限り加熱面に近くする必要がある、という結論が得られる。
【００２６】
幾つかのファクタがあってｔ１を小さくすることへの制限になっている。冷却ネットワークが反射鏡の内部に加工されたチャネルを有する場合、そのようなチャネルは反射鏡の表面から離れた作る必要がある。そうしないと、反射鏡の面形状に悪影響を与えることになる。先に説明したように、ヘリウムガスはギャップ３６内に保持されており、その圧力は低圧になっていて反射鏡の変形を抑制している。その一方でギャップを十分小さくして高い熱伝達係数を確保している。しかしながら、もしチャネルが非常に反射鏡の表面に近い場合には、チャネルの上部の物質は、互いに隣り合うチャネルの間の面にある物質よりも若干大きな温度勾配をもつことになるかも知れない。これによって反射面に局所的な歪みを生じることになる。先に引用した文献においてＨｏｗｅｌｌは、ｔ１の大きさは少なくともチャネルの幅の数倍にする必要があり、こうすることによって局所的な歪みが避けられる、ということを記している。更に彼は、研磨時の力と冷媒の圧力からｔ１の実用的な範囲は０．５ｍｍから５ｍｍである、としている。本発明では冷媒の圧力をかなり下げているのでｔ１の小さな値が得られている。
【００２７】
冷却用のパイプ３２内を流れる冷媒３４は高い熱伝達性を得るために乱流になっているので、乱流による振動が反射鏡の表面には伝わらないようにする必要がある。本発明を上手く応用するためには冷却用のパイプを反射鏡から絶縁して作り、その代わりにパイプを圧力制御されたヘリウムガスにより取り囲む。図８と図９に示されているのは、平行チャネル８１５を通って走る冷却用のパイプ８１０を有する反射鏡である。各パイプはチャネルの中心に位置し、チャネルは反射鏡の周辺部においてゴムとか粘着弾性体により作られた柔軟性のあるシール８２０によりシールされている。この柔軟性のあるシールは乱流のために生じる振動を絶縁したり低減したりする役割を果たす。Ｈｅガスとか他の熱伝達性の良いガスが導入口８２５から各チャネルに導入される。導入口８２５はガス管８３０につながっている。ガス管８３０中及び反射鏡チャネル８１５中のガス圧はガス供給源８３５、真空ポンプ８４０、ガス圧制御器（不図示）により制御されている。冷却パイプは冷却管（不図示）につながっており、冷却管によって冷媒が貯蔵器からパイプに流されている。この貯蔵器は熱交換機や温度制御装置を含む閉ループシステムの一部をなしている。このようなシステムは当業者には良く知られたシステムである。
【００２８】
図１０に示されているのは冷却パイプ８１０であり、チャネル８１５中のものである。チャネルの周辺部には粘弾性を有する、しっかりしたシール８２０がある。更に、パイプはチャネル内では中心に配置されている。この配置には粘弾性を有する螺旋コイル８２２が使用されている。このコイルによって冷媒の乱流により生じる振動が低減される。他の設計例としては、粘弾性材によるスペーサを用いることである。
【００２９】
図１１に示されているのは、いくつかのチャネル８１５ａと冷却用のパイプ８１０ａの断面であり、断面は円というより長方形をしている。Ｈｏｗｅｌｌの文献によれば、高く細長い形状のものの方が円形のものより優れた熱伝達性を有し、この時全体としての熱伝達は冷媒中の対流により制限される。熱伝達性が反射鏡の材質により制限される時にはチャネルの形状の重要性は低くなる。
【００３０】
図１２，１３に示されているのは、冷却パイプ９１０が反射鏡９００から更に絶縁されている例である。パイプは反射鏡とは機械的には接触していない。パイプは固い枠体（不図示）に取り付けられ、チャネル９１５を通っている。その枠体は反射鏡に付いているか、反射面の保持部に付けられているが、粘弾性緩衝部材により絶縁されている。冷却用のパイプはＨｅガス配管９３０により取りまかれている。ベローズ９２５又は他の柔軟な接続体がパイプに取り付けられ、ガス配管９３０の入り口での粘弾性ガスシール９２０に伴うストレスからパイプを絶縁するのに役立っている。パイプは冷却管９６０及び冷却システムの不図示の部分に繋がっている。ガス配管は反射鏡に対して粘弾性体９３２によりシールされている。ガス配管９３０内及び反射鏡内チャネル９１５のガス圧はＨｅガス供給部９３５、真空ポンプ９４０、切り替えバルブ９４５、圧力ゲージ９５０により制御されている。この場合、反射鏡への機械的な接続は反射鏡の縁においてのみである。
【００３１】
上述したように、Ｈｅガス圧は大気圧の十分の一程度に保たれ、それにより反射面が圧力により歪む量は少ない。また、乱流により生じる冷却用のパイプの振動は粘弾性体とスペーサによって絶縁されている。然しそれでも、幾らかの振動がガス中を音波として伝わる。この影響は小さいと考えられる。以下にその議論を行う。冷媒中で発生した音波は冷媒パイプとガスを通して伝搬する。冷却パイプと反射鏡のギャップは小さいので、音波の伝搬は一元的であると考えて良い。冷却パイプの外側面では音波の一部がガス中に伝わり、残りは反射してパイプ中に戻っていく。簡単に取り扱うために、仮定として伝わったエネルギーは全て反射鏡に吸収されるとする。ガス中に伝わる振動エネルギーの割合は二つの物質の相対的な密度及びそれら中での音速によって決まり、およそ
伝搬割合  ＝  ４ρｇａｓｃｇａｓ／ρｐｉｐｅｃｐｉｐｅ                                    （２）
により与えられ、ここにρは物質の密度であり、ｃは音波の速度である。この式は、ＹａｖｏｒとＡ．ＤｅｔｌａｆによるＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｍｉｒ  Ｐｕｂｋｉｓｈｅｒｓ  １９７５の３３．６節において、ρｇａｓｃｇａｓ＜＜ρｐｉｐｅｃｐｉｐｅに対して、導かれている。これらの記載は本発明の関連技術である。Ｈｅガスに対しては、ρｇａｓ≒０．０１６６Ｋｇ／ｍ３、ｃｇａｓ≒１０００ｍ／ｓｅｃ、２０℃で圧力１０ＫＰａである。冷却用パイプが銅で出来ていると、ρｐｉｐｅ≒８９３０Ｋｇ／ｍ３、ｃｐｉｐｅ≒３７５０ｍ／ｓｅｃである。この結果、ガス中の伝わる振動エネルギーの割合は、反射鏡により吸収されるとすると、およそ高々２×１０ー６である。従って、ガス層は冷却用のパイプの振動を非常に有効に切り離している。
【００３２】
上記実施例では反射鏡中のまっすぐなチャネルのなかをまっすぐなパイプが通っているが、他の幾何学的な配置も可能である。曲線的なチャネル内に曲線的なパイプを配することに利点があるとすると、パイプが存在する面を堺にして反射鏡を二つの部分に分けて作る。チャネルは対向する面内に加工され、パイプが挿入され、ふたつの部分は接着される。幾何学的な構造によっては、二つ以上の部分に分けることも考えられる。
【００３３】
場合によっては、反射鏡とパイプの間の伝熱流体のガスを伝熱液体に置き換えても良い。この場合、動作温度下で液体であり、熱的特性を保持するものを選択する。例えば、水である。ギャップを密度１０００ｋｇ／ｍ３の水で満たし、音速１５００ｍ／ｓｅｃ、パイプが銅で出来ているとすると、式（２）により推定される振動伝搬割合はおよそ０．１８となる。水の熱伝導率はＨｅの熱伝導率を超えるからより効率の良い冷却が可能になる。しかし、水の熱容量はＨｅの熱容量よりも大きく、複雑な温度制御が求められ、水の循環が必要となる。また、ギャップを小さくすることで流体の熱容量を下げることができる。
【００３４】
反射鏡の加熱された表面近くに冷却用チャネルを配置すると、上述した反射鏡の全体的な熱変形を低減できる。残った、好ましくない熱変形は、反射鏡の裏面に熱を加えて冷却面の上下で熱ストレスを打ち消し合うようにして、取り去ることが出来る。このような熱源に関しては、冷却板の最適な配置と同様な論議が一般的に行える。再度、反射鏡を平らな板と考えて冷却面でその板を上下に分割する。上面での温度分布をＴ１（ｘ，ｙ）、冷却面での温度分布をＴｃ（ｘ，ｙ）とする。図１４参照。定常状態では高さｚにある中間面での温度分布は次のように書ける。
【００３５】
Ｔ（ｘ，ｙ）＝Ｔｃ（ｘ，ｙ）＋（Ｔ１（ｘ，ｙ）−Ｔｃ（ｘ，ｙ））ｚ／ｔ１≡Ｔｃ（ｘ，ｙ）＋ΔＴ１（ｘ，ｙ）ｚ／ｔ１    （３）
Ｔｃ（ｘ，ｙ）の項はｘ−ｙ面内での熱的な変形をもたらすものであり、ｚ方向の変形をもたらすものではない。熱勾配を表すΔＴ１（ｘ，ｙ）ｚ／ｔ１だけが、板の面外への変形をもたらすものである。ＡＳＭＥ  Ｊ．  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍｅｃｈｎｉｃｓ  ２４，  ４６７  （１９５７）に記されたＪ．Ｇｏｏｄｉｅｒの理論に従うと、面外への変形は板の面上でｚ方向に負荷ｑ１（ｘ，ｙ）をかけることにより打ち消すことが出来る。
【００３６】
ｑ１（ｘ，ｙ）＝（Ｅｔ１２／１２（１−ν））（∂２／∂ｘ２  ＋  ∂２／ｙ２）γΔＴ１（ｘ，ｙ）ｚ／ｔ１            （４）
ここに、Ｅは板の材質のＹｏｕｎｇ率であり、νはＰｏｉｓｓｏｎ比である。
【００３７】
同様に、下面での温度分布をＴ２（ｘ，ｙ）、冷却面での温度分布をＴｃ（ｘ，ｙ）とすると、高さ−ｚにある中間面での温度分布は次のように書ける。
【００３８】
Ｔ（ｘ，ｙ）＝Ｔｃ（ｘ，ｙ）＋（Ｔｃ（ｘ，ｙ）−Ｔ２（ｘ，ｙ））ｚ／ｔ２≡Ｔｃ（ｘ，ｙ）＋ΔＴ２（ｘ，ｙ）ｚ／ｔ２    （５）
再度、下板を平らに保つための負荷分布ｑ２（ｘ，ｙ）は以下のようになる。
【００３９】
ｑ２（ｘ，ｙ）＝（Ｅｔ２２／１２（１−ν））（∂２／∂ｘ２  ＋  ∂２／ｙ２）γΔＴ２（ｘ，ｙ）ｚ／ｔ２            （６）
温度分布Ｔ２（ｘ，ｙ）を調整することによりｑ１（ｘ，ｙ）＋ｑ２（ｘ，ｙ）＝０とすることが出来、上部板と下部板の熱ストレスが打ち消し合って板（反射鏡）全体は平坦なままである。この条件は、
ΔＴ２（ｘ，ｙ）  ＝（ｔ１／ｔ２）２ΔＴ１（ｘ，ｙ）                                                                      （７）
である。従って、冷却面と下面での温度差ΔＴ２（ｘ，ｙ）は冷却面と上面での温度差より（ｔ１／ｔ２）２倍だけ小さくなっている。先に見たように、最上の冷却幾何構造はｔ２に比してｔ１を最小化することであり、この値は一般的には非常に小さい。更に、位置ｘ，ｙにおける温度差の変化が小さいなら、表面で吸収された熱により生じる温度差はおよそΔＴ１＝Ｆ１Ｔ１／Ｋ及びΔＴ２＝Ｆ２Ｔ２／Ｋとなる。このことは先に引用したＣａｒｓｌａｗとＪａｅｇｅｒにより示されている。従って、板を平坦に保つために下面より吸収すべき熱と上面で吸収される熱とは以下の関係にある。
【００４０】
Ｆ２（ｘ，ｙ）  ＝  （ｔ１／ｔ２）３Ｆ１（ｘ，ｙ）                                                            （８）
このように、ｔ１がｔ２より小さい場合には、相対的には小さな熱量によって板の平坦性が保たれる。
【００４１】
式（７）に示されている結果は一般的な場合に対するものである。特に冷却面が熱的に等方的である、というような仮定はない。しかし、もしチャネル中に冷媒を流して冷却する場合には、冷却が行われる面を単一面と仮定することは正しくない、かも知れない。より現実的な状況が図１５に示されている。非常に高い冷却率が必要でない場合には、冷却チャネル内の温度はチャネルの上部と下部でそんなに大きく違わない。従って、冷却面１及び２での温度分布は殆ど等しいものになる。すると、先に行った議論が同様に適用され、図１５の様に距離ｔ１及びｔ２はさらに正確に定義される。
【００４２】
式（７）は近似である。それは、反射鏡の曲率によるｔ１の変化を無視しているからである。従って、経験的に行うか、計算によって補正を行なわれないといけない。同様に、式（８）に対しても、経験的に行うか、計算を行うかして反射鏡上の位置による温度の違いを補正する必要がある。もし、反射鏡の曲率が緩やかで、温度の違いがそんなに大きく無ければ、式（７），  （８）は十分有用な近似を与える。
【００４３】
図１６が示しているのは、制御システムの例であり、この制御システムは反射鏡１２００の裏面に適切な熱を与え、それによって熱による全体変形が無くなるようにする。反射鏡に入射する熱放射１２１０は検出器１２２０によって監視され、吸収された熱放射Ｆ１（ｘ，ｙ）は反射鏡の吸収特性から決められる。これとは違って、分離されたモニタによって反射鏡の温度分布を測定することも出来る。制御装置１２３０は表面に吸収された熱量又は表面温度、冷却チャネル１２４０の状態に関する情報を基に計算を行って、反射鏡の裏面に吸収されるべき熱量Ｆ２（ｘ，ｙ）を決める。そして制御装置は熱源（ヒータ）１２５０を制御して必要な熱量を供給する。制御装置のモデルは式（７），（８）、及びその補正式に基づいている。
【００４４】
熱源は反射鏡の裏面近くから放射（ｒａｄｉａｔｉｏｎ）として熱を与えることが出来る。又は、熱源は反射鏡の裏面に接触して直接加熱することも出来る。熱源は又、遠隔的な放射型のものであっても良い。この場合、適切に調整され、光学的なシステムにより反射鏡の裏面に投影される。図１７が示しているのは、放射型の熱源の例である。面内に存在する多くの加熱体からなり、それらは互いに独立にその温度が調節されている。例えば、各加熱体は抵抗体ヒータアレイによって加熱され、ヒータの電流が制御されている。または、ヒータ（不図示）により遠隔的に加熱された流体によって各加熱体が加熱される。これらの加熱体は反射鏡の裏面近くに配置されたり、物理的に接触していることもある。図１７では、領域１３０１、１３０２、１３０３、１３０４は熱的に絶縁された加熱体であり、それぞれはおよそ熱的には等方的である。制御装置１３２０は適切な熱量を各加熱体に供給する。本実施例では、加熱体の幾何学的な構造は、反射鏡の表面に入射する熱量から予め決めることが出来る。従って、フレックシブルというわけではない。しかし、十分にコンパクトなシステムとなり、反射鏡が加熱システム用のスペースを有していない場合には、利点がある。
【００４５】
図１８が示しているのは、遠隔的な放射型加熱源で、反射鏡１４５０の裏面に投影される加熱源の例である。放射源１４１０はインコヒーレントであっても、コヒーレント出であっても良い。また、高帯域な放射であっても良いし、紫外線やより短波長でも良い、また可視光でも、赤外線でも良い。理想的には、放射が反射鏡の裏面１４５０に効率よく吸収されるものが良い。反射鏡の裏面はコーティング等の処理を行って吸収を高めることも可能である。放射源はコンデンサレンズ１４３０によってマスク１４３０に投影される。マスクは放射強度分布を変化させる。それによって反射鏡の裏面１４５０に投影レンズ１４４０により投影された放射分布を所望のものにできる。付加的な光学系（不図示）を用いると、マスクを照明する前に放射分布を一様にできる。スペースのことを考えると、完全な光学系を反射鏡の後ろに置くことは難しいかもしれない。それ故、途中に反射鏡１４６０を組み入れて反射鏡の側面から放射を送り組むことも考えられる。
【００４６】
図１９が示しているのは投影加熱システムの他の実施例である。分布形成用マスク１５３０からの放射が投影レンズ１５４０によって光学ファイバーの束の端部に結像される。ファイバーは互いに平行に束ねられ、反射鏡１５５０の裏面近くに置かれた他の一端に放射分布を再生させる。そのような実施形態は反射鏡の後ろにスペースがあまり無いときに有効である。
【００４７】
図２０は投影ヒートシステムの他の実施形態の図であり、投影ヒートシステムは反射鏡１６５０の裏面にリアルタイムで補正された放射分布を供給する。放射源１６１０とレンズシステム１６２０は小さな平行ビーム１６２５を作り出す。平行ビーム１６２５はブランカー１６３５を通る。ブランカーは制御装置１６３０からの指令によって平行ビーム１６２５をブランクする（遮断する）。平行ビーム１６２５は次いでスキャナー１６４０を通り、その時制御装置１６３０の指示のもとで偏向される。偏向されたビームの中心のビーム１６２６が示されている。レンズ１６６０は偏向されたビーム１６２６を集光し、第２の投影レンズ１６６５がそれを反射鏡１６５０に収束する。制御装置１６３０の指示のもと、スキャナー１６４０は偏向されたビーム１６２６を反射鏡１６５０上の適切な領域に移す。その時、ブランカー１６３５は反射鏡１６５０上に照射されるべき量を偏向されたビームによって制御する。このように、制御され、変化した強度分布を有する照射分布が反射鏡１６５０上で得られる。
【００４８】
ブランカー１６３５には回転鏡を用いることが出来る。この回転鏡は平行ビーム１６２５を、制御装置１６３０により偏向の指示がある時に、偏向してビーム止めにビームを当てる。ブランカーはＡＯＭでもよい。ＡＯＭは結晶であって、入射する放射に対して透明であり、この結晶に取り付けられた振動子により発生させられた音波により形成された周期的に変化する屈折率を有している。振動子は制御装置１６３０により制御されている。屈折率の変化が結晶内に光学的グレーティングを作りだし、これによって平行光１６２５が効率よく回折される。ＡＯＭの応答時間は一般的には回転鏡の応答時間よりも短い。
【００４９】
スキャナー１６４０は平行ビーム１６２５を直交する方向に偏向し、偏向されたビーム１６２６が反射鏡１６５０の照明すべき領域上をカバーするようにする。これは回転鏡を用いて行われる。ガルバノメータを一緒に使うこともある。またスキャナー１６４０は回転プリズム、超音波光学変調素子、電気的光学変調素子を用いることもある。実施形態としては、スキャナー１６４０はガルバノ鏡を用いている。
【００５０】
変調や光学ビームのスキャナーに関しては、Ｄｏｎａｌｄ  Ｏ’Ｓｈｅａ  による  ”Ｅｌｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｍｏｄｅｒｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ”（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，  １９８５）の８章に記されている。
【００５１】
制御装置１６３０の指示のもと、スキャナー１６４０は平行ビーム１６２５を反射鏡１６５０の照明領域上に小さいステップで偏向し、ブランカー１６３５はそれぞれのステップにおける位置に与えられるエネルギーを調整する。もし反射鏡１６５０の照明領域全体をステップするために必要な時間が反射鏡１６５０の熱拡散時間よりも短い場合には反射鏡１６５０に結果的に生じる強度分布は反射鏡１６５０上に投影された定常的な強度分布と等しくなる。このことは上記の実施例から実現される。反射鏡の温度Ｔが時間的に変化する場合、熱量Ｆが周期ｆで変化すると仮定すると、その温度変化は数学的に計算される。温度変化が最も大きくなるのは反射鏡の表面であり、反射鏡の表面からｚ軸方向に遠ざかるにしたがって指数関数的に減少する。（ｚは表面からの距離）。計算式は、
Ｔ＝（κ／ω）０．５（Ｆ／Ｋ）ｅｘｐ［−ｚ（ω／２κ）０．５］
であり、ここにω＝２πｆ、Ｋは反射鏡の物質の熱伝導率、κは熱拡散係数であって、κ＝Ｋ／ρＣ、ρは密度、Ｃは比熱である。この表現式は、ＣａｒｓｌａｗとＪａｅｇｅｒによる”Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｅａｔ  ｉｎ  Ｓｏｋｉｄｓ”のＩＩ．９節に記されたものであり、このＩＩ．９節は本発明の関連参考資料である。
【００５２】
反射鏡の材質として米国Ｎｅｗ  ＹｏｒｋのＣｏｒｎｉｎｇ社の硝子ＵＬＥを用いると、Ｃ＝７６６Ｊ／Ｋｇ・Ｋ、ρ＝２２０５Ｋｇ／ｍ３、Ｋ＝１．３１Ｗ／ｍ・Ｋ、κ＝７．７５×１０−７ｍ２／ｓｅｃである。ＦをＦ＝１００Ｗ／ｍ２として、反射面より０．１ｍｍ下がると周波数５０Ｈｚで温度変化は０．００１度Ｋ以下、反射面の１ｍｍ下では数Ｈｚのみで０．００１度Ｋ以下の温度変化になる。従って、これらの緩やかな振動数よりも高い周波数での変化が反射鏡の温度に与える影響は無視できる。ガルバノスキャナーはこの周波数よりも高い周波数で偏向すべき領域を容易にラスタースキャン出来る。
【００５３】
図１（ａ）にはＥＵＶ（又は軟Ｘ線、ＳＸＲ）システム１１０が記されており、上記の本発明の実施例の反射鏡が含まれている。リソグラフィのエネルギーとして、ＥＵＶシステム１１０は波長１３ｎｍのＥＵＶ光を用いている。本システムはマイクロリソグラフィ露光をステップアンドスキャン方式で行うようになっている。
【００５４】
ＥＵＶ光は、システムの最上流に配置されたレーザー１１３により励起されたレーザープラズマ源１１７により生成される。レーザー１１３はレーザー光として近赤外から可視光の波長領域の光を発する。例えば、レーザー１１３はＹＡＧレーザーであったり、エキシマレーザーである。レーザー１１３より発せられたレーザー光は集光光学系１１５により集光され、下流のレーザープラズマ１１７に向けられる。レーザー光を受けてレーザープラズマ源１１７はＳＸＲ（ＥＵＶ）を発生し、その波長は約１３ｎｍである。発生効率も良好である。
【００５５】
不図示のノズルがレーザープラズマ源１１７の近くに配置されており、キセノンガスを放出する。放出されたキセノンガスはレーザープラズマ源１１７中で照射され、加熱される。温度がプラズマを発生させるまで上昇するとキセノン原子が低いエネルギー順位に落ちる際にＥＵＶの光子が放出される。ＥＵＶ光は大気中での透過率が低いのでレーザープラズマから出た光の光路は真空チャンバ１１９中に置かれ、チャンバーは高真空になされている。キセノンガスを放出するノズルの近傍ではデブリ（ｄｅｂｒｉｓ）が発生するので、真空チャンバー１１９はシステムの他のチャンバーから隔離されていることが望まれる。
【００５６】
放物面反射鏡１２１がＭｏ／Ｓｉ多層膜によってコーティングされ、レーザープラズマからのＥＵＶ光を受けて下流に平行光を反射するように、レーザープラズマ源１１７の近傍に配置されている。放物面反射鏡上の多層膜は波長１３ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が高くなるように設計されている。
【００５７】
平行ビームは放物面反射鏡１２１の下流に置かれた、可視光遮断フィルター１２３を通過する。フィルタは、例えば、Ｂｅで出来ており、厚さは０．１５μｍである。放物面鏡１２１で反射されたＥＵＶ光で波長が１３ｎｍの光のみがフィルター１２３を通過する。フィルター１２３は高真空になされている真空チャンバー１２５内に置かれる。
【００５８】
露光チャンバー１４３はフィルター１２３の下流にある。露光チャンバー１４３には照明光学系１２７があり、照明光学系にはコンデンサー鏡及びフライアイ反射鏡（周知の技術であり、不図示）がある。照明光学系１２７はフィルター１２３から出るＥＵＶ光を成形し、断面が円弧状になるようにする。成形された照明光は図では左に向かって照射される。
【００５９】
照明系１２７から出た照明光を受けるように、円形をした凹面鏡１２９が置かれている。凹面鏡１２９は放物面１２９ａを有し、真空チャンバー１４３中で垂直に保持されている。凹面鏡１２９は、例えば石英から出来ており、表面は極端に精度良く放物面形状に加工されている。反射鏡の表面はＭｏ／Ｓｉ多層膜でコーティングされ、反射面１２９ａが１３ｎｍの波長の光を十分反射するように設計されている。代替的には、波長が１０ー１５ｎｍの光に対しては多層膜用の物質は、第１の物質として、Ｒｕ（ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ）、Ｒｈ（ｒｈｏｄｉｕｍ）、第２の物質としてはＳｉ、Ｂｅ（Ｂｅｒｉｙｌｌｉｕｍ）、Ｂ４Ｃ（Ｃａｒｂｏｎ  ｔｅｔｒａｂｏｒｉｄｅ）を用いることができる。
【００６０】
反射鏡１３１が凹面鏡１２９から出た光を受けるように凹面鏡１２９に対して適切な角度で配置されている。反射鏡１３１から出た光は小さな入射角で反射型のレチクル１３３に入射する。レチクル１３３は水平に置かれ、反射面は図中では下を向いている。このように、照明光学系１２７から出たＥＵＶ光は反射され、凹面鏡１２９によって集光させられ、その後反射鏡１３１を経てレチクル１３３の表面上を照明する。
レチクル１３３には多層膜があり、入射したＥＵＶ光を反射する。レチクル上には基板に転写すべきパターンに対応したパターンがある。このパターンはレチクル１３３上においてＥＵＶ光の吸収層によって作られている。レチクル１３３はレチクルステージ１３５に取り付けられており、レチクルステージはレチクルを少なくともＹ方向に動かす。レチクル１３３は一般的には一度のＥＵＶ光のショットで全体を照明することは出来ない。そこで、レチクルステージ１３５を動かすことによって、レチクル１３５を連続する領域を順次、反射鏡１３１からのＥＵＶ光で露光する。
【００６１】
投影系１３７と基板（例えば半導体ウェハ）１３９はレチクル１３３の下流に置かれている。投影光学系１３７には多層膜がコートされた反射鏡があり、この反射鏡によりレチクル上のパターンの照明された部分の空間像を縮小する。縮小率は予め決められた値であり、例えば１／４である。投影系１３７は照明された部分の空間像を基板１３９上に結像する。基板１３９は基板ステージ１４１に取り付けられており、基板ステージはＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能になっている。
【００６２】
露光チャンバー１４３にはゲートバルブ１４５を介して予備排気チャンバー（ロードロック）１４７が取り付けられている。ロードロックチャンバー１４７によりレチクル１３３や基板１３９が必要に応じて交換可能になる。ロードロックチャンバーには真空ポンプ１４９が取り付けられており、ロードロックチャンバーを真空排気してロードロックチャンバーを露光チャンバー１４３と同じ真空度にする。
【００６３】
リソグラフィー露光中、照明光学系１２７からのＥＵＶ光はレチクル１３３の反射面を照射する。レチクル１３３と基板１３９とはそれぞれのステージ１３５と１４１によって投影光学系に対して互いに同期して移動する。ステージ１３５と１４１はレチクル１３３と基板１３９を投影光学系の縮小率により決められる速度で、それぞれ移動させる。このようにして、レチクル１３３上に描かれた回路パターンの全体が、ステップアンドスキャン（Ｓｔｅｐ  ａｎｄ  Ｓｃａｎ）方式によって基板上のチップに転写される。基板１３９上のチップの大きさとしては、例えば一辺が２５ｍｍの正方形である。このようにレチクルから基板上に非常に高い分解能（例えば分解能０．０７μｍのラインアンドスペース（ｌｉｎｅ  ａｎｄ  ｓｐａｃｅ）である。投影像を焼き付けるために基板１３９の上面は適切なレジストによりコートされている。
【００６４】
図１のシステム１１０中、照明光学系１２７、レチクル１３３、投影光学系の少なくとも一つには多層膜光学素子が使われている。
【００６５】
図１（ｂ）にはこれまでに記してきた多層膜光学素子を使用している他のリソグラフィシステムが記載されている。図１（ｂ）に記載されているシステムにはＥＵＶ光源Ｓ、照明光学系（ＧＩとＩＲ１−ＩＲ４）、レチクルを保持するレチクルステージＭＳＴ、投影光学系（ＰＲ１−ＰＲ−４）と基板Ｗ（例えば半導体ウェハ）を保持する基板ステージＷＳＴである。
【００６６】
ＥＵＶ光源ＳはＥＵＶ光の照明ビームＩＢを発生する。レーザーＬＡは高出力レーザービームＬＢ（近赤外から可視）を発生し、これをレンズＬを通してノズルＴの放出領域に向かわせる。このノズルからはターゲット物質、例えばキセノンを放出する。照射されたターゲットはプラズマを形成し、ＥＵＶ光を発生する。そして、この光が照明ビームＩＢを構成している。照明ビームＩＢは放物面多層膜反射鏡ＰＭによって反射され、窓Ｗ１に向かう。ＥＵＶ光源ＳはチャンバーＣ１中に収納されており、不図示の真空ポンプによって好ましい真空度になされる。照明ビームＩＢは窓Ｗ１を通って光学系チャンバーＣ２の内部に入っていく。
【００６７】
照明ビームＩＢは照明光学系中を通るが、この照明系には反射鏡ＧＩ、ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３、ＩＲ４がある。反射鏡ＧＩはグレージング入射角（ｇｌａｚｉｎｇ−ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ：入射角がほぼ９０度に近くなっている）であり、ＥＵＶ光源Ｓからのグレージング照明ビームを反射する。（グレージング入射鏡でなく多層膜反射鏡でもよい）。反射鏡ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３、ＩＲ４は多層膜反射鏡であり、各面上にはＥＵＶ光に対して高反射率を有する多層膜がある。照明光学系には更にフィルター（不図示）があり、特定の波長のＥＵＶ光に対してのみを透過させる。照明光学系は照明ビームＩＢは所定の波長を有しており、レチクルＭ上の選択された領域に照射される。レチクルＭは反射レチクルであり、多層膜反射膜が表面にコートされている。レチクルＭから反射されたビームはレチクルの照明された領域により作られた空間像を有している。即ち、反射されたビームはパターン化されたビームである。
【００６８】
投影光学系は多層膜反射鏡ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３、ＰＲ４を有し、レチクル上の照明領域の像を基板Ｗ上に投影する。このようにして、レチクルＭ上のパターンが基板Ｗ上に転写露光される。反射鏡ＰＲ１−ＰＲ４の幾つか（特に反射鏡ＰＲ１とＰＲ２）には切り欠きがあって、パターン化されたビームが投影光学系中を障害無く通過するようになされている。投影されたパターンを焼き付けるために、基板Ｗは露光波長に感度を有するレジストによってコートされている。ＥＵＶ光は空気に吸収され、強度が減衰するので投影光学系は真空チャンバー内に置かれ、チャンバーは高真空（例えば、１０−５Ｔｏｒｒ）に保たれる。実際の基板露光は「ステップアンドリピート（ｓｔｅｐ  ａｎｄ  ｒｅｐｅａｔ）」、「ステップアンドスキャン（ｓｔｅｐ  ａｎｄ  ｓｃａｎ）」、スキャンのみ方式、同じ様な適切な方式によってなされる。その方式の全てにおいて、パターンの転写を行う時にレチクルステージＭＳＴとウェハステージＷＳＴとはその互いの動きが制御される。露光中、基板Ｗは別のチャンバーＣ３（基板チャンバーとか、ウェハチャンバーという）の基板ステージ上に置かれている。パターン化されたビームが光学系チャンバーＣ２から基板チャンバーＣ３に入るとき、ビームは窓Ｗ２を通る。
【００６９】
上記のシステムを用いて半導体素子を製造する工程が図２に記されている。工程３０１で素子の機能と性能特性が設計される。次いで、工程３０２で前段工程に従って、所定のパターンを有するマスクが作製される。平行して工程３０３でシリコンからウェハを作る。工程３０２で作製されたマスクパターンが３０３工程から得られたウェハ上に、工程３０４で露光される。使用されるのは、上記のシステムのようなリソグラフィシステムである。工程３０５では半導体素子が組み立てられ（チップ切断工程、ボンディング工程、実装工程）、最後に工程３０６で検査される。
【００７０】
図３には半導体素子を製造する場合の工程３０４のフローチャートの詳細が記されている。工程３１１（酸化工程）では、ウェハの表面が酸化される。工程３１２（ＣＶＤ工程）では、ウェハ表面に絶縁層が形成される。工程３１３（電極形成工程）では、ウェハ上に蒸着により形成する。工程３１４（イオン打ち込み工程）では、イオンがウェハに打ち込まれる。上記の工程３１１から３１４ではウェハ処理工程での予備処理工程であり、処理工程での要求に対応して各工程が選択される。
【００７１】
各ウェハ処理工程において上記の予備処理工程が完了すると、次の後処理工程に移される。後処理工程の間、先ず工程３１５（フォトレジスト塗布工程）においてフォトレジストがウェハ上に塗布される。次に、工程３１６（露光工程）で上記の露光装置が使用されてマスクの回路がウェハ上に転写される。次いで、工程３１７（現像工程）で露光されたウェハが現像され、工程３１８（エッチング工程）でエッチングによりレジストの一部が除去される。工程３１９（フォトレジスト除去工程）ではエッチングの後、残った不必要なレジストが除去される。このような前工程と後工程が繰り返されて複数の回路パターンが形成される。
【００７２】
以上、本発明を好ましい実施例によって説明してきたが、同じ作用を有する代替物、一部置換物等がある。それらは、本発明のスコープ内のものである。
【００７３】
【発明の効果】本発明では大きなエネルギーの吸収を有する反射鏡の熱変形が押さえられるので変形に伴う収差もなく、高精細な光学特性を有して半導体回路パターンの露光が行える。そのための制御システムも比較的簡単な構成により実施が可能であり、コスト要因にはならない。その結果、安価な半導体装置の製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）    Ｘ線マイクロリソグラフィシステムの代表的な光学的構成を示すものであり、本発明による多層膜光学素子を有するものである。
（ｂ）    本発明による、光学系を有するＸ線リソグラフィの光学系の他の実施例である。
【図２】本発明による、図１に示された装置を用いた半導体製造工程のフロー図の例を示す。
【図３】本発明による、図１に示された装置を用いた半導体装置を製造する場合の、図２の製造フロー図中のウェハ処理工程を示す。
【図４】本発明によるＥＵＶ反射鏡システムを示す図であり、ＥＵＶ反射鏡の断面図を示している。
【図５】冷却チャネルの断面図である。
【図６】異なる気体ギャップに対する、圧力と熱伝達度の関係を示す。
【図７】冷却チューブ内で冷媒の流れが乱流である場合と層流である場合の冷媒の熱伝達係数を示す。
【図８】本発明を用いた冷却システムの実施例の断面図である。
【図９】図８Ａの冷却システムの断面図である。
【図１０】本発明を用いた他の冷却システムの実施例の断面図である。
【図１１】冷却チャネルの他の実施例の断面図である。
【図１２】本発明を用いた他の冷却システムの立断面図である。
【図１３】本発明を用いた他の冷却システム図１２の平面断面図である。
【図１４】反射鏡における温度分布を記述するための用語と座標系を示す。
【図１５】冷却チャネル対する冷却板を示す。
【図１６】反射鏡の背面に対する適切な加熱制御システムを示す。
【図１７】反射鏡の背面に対する放射加熱システムを示す。
【図１８】反射鏡の背面に対して投影される、加熱用遠隔放射源を示す。
【図１９】反射鏡の背面に対する投影加熱システムの他の実施例を示す。
【図２０】反射鏡の背面に対する投影加熱システムで、放射強度をリアルタイム補正が可能な投影加熱システムの他の実施例を示す。
【符号の説明】
１０    ・・・  ＥＵＶ反射鏡システム
２０    ・・・  ＥＵＶ反射鏡２０
２２    ・・・  表面
２４    ・・・  裏面２４
３０    ・・・  チャネル
３２    ・・・  パイプ
３４    ・・・  冷却流体
３６    ・・・  ギャップ
９０    ・・・  熱源
８２０  ・・・  シール
８２５  ・・・  ガス導入口
８３０，９３０  ・・・  ガス配管
８３５  ・・・  ガス供給源
８４０  ・・・  真空ポンプ
８１０，９１０  ・・・  パイプ
８１５，９１５  ・・・  チャネル
８２２  ・・・  螺旋コイル
９２５  ・・・  ベローズ
９３５  ・・・  ガス供給部
９５０  ・・・  圧力ゲージ
９６０  ・・・  冷却管
１２００，１４５０・・・  反射鏡
１２１０・・・  熱入射
１２２０・・・  検出器
１２５０・・・  熱源
１４１０・・・  放射源
１４３  ・・・  露光チャンバー
１２７  ・・・  照明光学系
１３３  ・・・  レチクル
１３５  ・・・  レチクルステージ
１３７  ・・・  投影光学系
１３９  ・・・  ウェハ
【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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