JP2012129319A - 反射光学素子、光学ユニット、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

反射光学素子、光学ユニット、露光装置及びデバイスの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】熱交換を速やかに行うことができる反射光学素子、光学ユニット、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】露光光を反射させる第1面47と、第1面47とは異なる第2面49と、第2面49に形成された凹部68とを有する反射光学素子43と、凹部68の底面と、凹部68の側面の少なくとも一部とのそれぞれに接触し、反射光学素子43との間で熱交換を行う突出部材69とを備える。
【選択図】図4

Description

本発明は、入射した光を反射する反射光学素子、該反射光学素子を備える光学ユニット、該光学ユニットを備える露光装置及び該露光装置を用いるデバイスの製造方法に関するものである。
一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置は、所定のパターンが形成されたレチクルなどのマスクに露光光を照明する照明光学系と、露光光によって照明されたマスクのパターンの像を感光性材料の塗布されたウエハやガラスプレートなどの基板に投影する投影光学系とを備えている。このような露光装置では、半導体集積回路の高集積化及び該高集積化に伴うパターンの像の微細化を図るために、露光技術の更なる高解像度化が要望されている。その高解像度化を達成する露光装置の一つとして、5〜20nm程度の波長を有するEUV(Extreme Ultraviolet:極端紫外)光を露光光として用いるEUV露光装置が注目されている。このようなEUV露光装置の照明光学系は、マスクの被照射面を照明する照明光の強度分布を均一にするために、一対のフライアイミラーで構成される光学ユニットを備えている(特許文献1参照)。
米国特許出願公開第2007/0273859号公報
ところで、EUV露光装置では、EUV光に対して高い透過率を示す硝材が限られることから、照明光学系および投影光学系は、例えばモリブデンとケイ素の多層膜が反射面に形成された反射光学部材によって構成される。しかしながら、EUV光が反射光学部材に照射されると、EUV光の一部が反射光学部材によって吸収されてしまうため、反射光学部材の温度が変化してしまう。このため、反射光学部材が変形してしまう。
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、熱交換を効率よく行うことができる反射光学素子、光学ユニット、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。
本発明は、実施形態に示す図1〜図14に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の反射光学素子は、光(EL)を反射させる第1面(47)と、前記第1面(47)とは異なる第2面(49)と、前記第2面(49)に形成された凹部(68)とを有する光学部材(48)と、前記凹部(68)の底面と、前記凹部(68)の側面の少なくとも一部とのそれぞれに接触し、前記光学部材(48)との間で熱交換を行う熱交換部材(69)とを備えることを要旨とする。
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態に示す図面の符号に対応付けて説明したが、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。
第1の実施形態における露光装置を示す概略構成図。 オプティカルインテグレータ光学系の構成を示す概略構成図。 (a)は入射側フライアイミラーを模式的に示す正面図、(b)は射出側フライアイミラーを模式的に示す正面図。 第1の実施形態における第1光学ユニットの断面図。 (a)(b)(c)は第1の実施形態の入射側フライアイミラーに突出部材を設ける製造手順を示す模式図であって、(a)は入射側フライアイミラーの第2面側に型材を配置し、凹部及び型材の貫通孔内に対して金属を充填している途中の状態を示す模式図、(b)は入射側フライアイミラーの凹部及び型材の貫通孔内に対する金属の充填が完了した状態を示す模式図、(c)は入射側フライアイミラーから型材を取り外した状態を示す模式図。 第2の実施形態における第1光学ユニットの要部拡大断面図。 第3の実施形態における第1光学ユニットの要部拡大断面図。 (a)(b)(c)(d)(e)は第4の実施形態の入射側フライアイミラーに突出部材を設ける製造手順を示す模式図であって、(a)は母材に対して金属膜を蒸着させた状態を示す模式図、(b)は母材に対して凹部を形成した状態を示す模式図、(c)は入射側フライアイミラーの第2面側に型材を配置した状態を示す模式図、(d)は母材の凹部及び型材の貫通孔内への金属の充填が完了した状態を示す模式図、(e)は母材から型材を取り外した状態を示す模式図。 (a)(b)(c)(d)(e)は第5の実施形態の入射側フライアイミラーに突出部材を設ける製造手順を示す模式図であって、(a)は母材の接触面側及び第2面側に型材をそれぞれ配置した状態を示す模式図、(b)は母材と型材との間の空間域への金属の充填が完了した状態を示す模式図、(c)は接触面側に配置された型材を母材から取り外した状態を示す模式図、(d)は反射面を形成した状態を示す模式図、(e)は第2面側に配置された型材を母材から取り外した状態を示す模式図。 (a)(b)(c)(d)は第6の実施形態の入射側フライアイミラーに突出部材を設ける製造手順を示す模式図であって、(a)は母材の接触面側及び第2面側に型材をそれぞれ配置した状態を示す模式図、(b)は母材と型材との間の空間域への金属の充填が完了した状態を示す模式図、(c)は接触面側に配置された型材を母材から取り外した状態を示す模式図、(d)は第2面側に配置された型材を母材から取り外した状態を示す模式図。 第7の実施形態の第1光学ユニットの概略構成を示す断面図。 第8の実施形態の第1光学ユニットの概略構成を示す断面図。 デバイスの製造例のフローチャート。 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。
以下に、本発明を具体化した第1の実施形態について図1〜図5に基づき説明する。なお、本実施形態では、投影光学系の光軸に平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な平面内で走査露光時のレチクルR及びウエハWの走査方向をY軸方向とし、その走査方向に直交する非走査方向をX軸方向として説明する。また、X軸、Y軸、Z軸の周りの回転方向をθx方向、θy方向、θz方向ともいう。なお、重力方向は、−Z軸方向と一致しているものとする。
図1に示すように、本実施形態の露光装置11は、光源装置12から射出される、波長が100nm程度以下の軟X線領域である極端紫外光、即ちEUV(Extreme Ultraviolet)光を露光光ELとして用いるEUV露光装置である。こうした露光装置11は、内部が大気よりも低圧の真空雰囲気に設定されるチャンバ13(図1では二点鎖線で囲まれた部分)を備えている。このチャンバ13内には、光源装置12からチャンバ13内に供給された露光光ELで所定のパターンが形成された反射型のレチクルRを照明する照明光学系14と、パターンの形成されたパターン形成面Raが−Z方向側(図1では下側)に位置するようにレチクルRを保持するレチクル保持装置15とが設けられている。また、チャンバ13内には、レチクルRを介した露光光ELでレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハWを照射する投影光学系16と、露光面(感光性材料が塗布されたウエハ表面)Waが+Z方向側(図1では上側)に位置するようにウエハWを保持するウエハ保持装置17とが設けられている。
光源装置12は、波長が5〜20nmのEUV光を露光光ELとして出力する装置であって、図示しないレーザ励起プラズマ光源を備えている。このレーザ励起プラズマ光源では、高出力レーザを用いて高密度のEUV光発生物質(ターゲット)を照射することによりターゲットがプラズマ化され、該プラズマからEUV光が露光光ELとして放射される。高出力レーザとしては、例えば、CO2レーザ、半導体レーザ励起を利用したYAGレーザ、エキシマレーザなどがある。そして、放射された露光光ELは、図示しない集光光学系によって集光されてチャンバ13内に出力される。
照明光学系14は、チャンバ13の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される筐体18(図1では実線で囲まれた部分)を備えている。この筐体18内には、光源装置12から筐体18内に入射された露光光ELを反射可能な複数枚の図示しない反射ミラーが設けられている。そして、各反射ミラーによって順に反射された露光光ELは、後述する鏡筒25内に設置された折り返し用の反射ミラー19に入射し、該反射ミラー19で反射した露光光ELがレチクル保持装置15に保持されるレチクルRに導かれる。なお、折り返し用の反射ミラー19は、鏡筒25の外側や筐体18の内側に設置してもよいし、筐体18と鏡筒25との間で支持させるように設置してもよい。また、照明光学系14には、レチクルRでの照度均一性を図るためのオプティカルインテグレータ光学系40(図2参照)が設けられている。このオプティカルインテグレータ光学系40の構成については後述する。
レチクル保持装置15は、投影光学系16の物体面側に配置されており、レチクルRを静電吸着するための第1静電吸着保持装置21を備えている。この第1静電吸着保持装置21は、誘電性材料から構成され且つ吸着面22aを有する基体22と、該基体22内に配置される図示しない複数の電極部とを有している。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体22から発生されるクーロン力により、吸着面22aにレチクルRが静電吸着される。
また、レチクル保持装置15は、レチクル移動装置23の駆動によって、Y軸方向に移動可能である。すなわち、レチクル移動装置23は、第1静電吸着保持装置21に保持されるレチクルRをY軸方向に所定ストロークで移動させる。また、レチクル移動装置23は、レチクルRをX軸方向(図1において紙面と直交する方向)及びθz方向に微動させることが可能である。なお、レチクルRのパターン形成面Raが露光光ELで照明される場合、該パターン形成面Raの一部には、X軸方向に延びる略円弧状の照明領域が形成される。
投影光学系16は、露光光ELでレチクルRのパターン形成面Raを照明することにより形成されたパターンの像を所定の縮小倍率(例えば1/4倍)に縮小させる光学系であって、チャンバ13の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される鏡筒25を備えている。この鏡筒25内には、複数枚(例えば、2〜10枚であって、図1では1枚のみ図示)の反射型のミラー26が収容されている。これら各ミラー26は、図示しないミラー保持装置を介して鏡筒25に支持されている。そして、物体面側であるレチクルR側から導かれた露光光ELは、各ミラー26に順に反射され、ウエハ保持装置17に保持されるウエハWに導かれる。なお、照明光学系14及び投影光学系16が備える各ミラーにおいて露光光ELを反射するミラー面には、露光光ELを反射する反射層がそれぞれ形成されている。
ウエハ保持装置17は、ウエハWを静電吸着するための第2静電吸着保持装置27を備えている。この第2静電吸着保持装置27は、誘電性材料から構成され且つ吸着面28aを有する基体28と、該基体28内に配置される図示しない複数の電極部とを有している。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体28から発生されるクーロン力により、吸着面28aにウエハWが静電吸着される。また、ウエハ保持装置17には、第2静電吸着保持装置27を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのZ軸方向における位置及びX軸周り、Y軸周りの傾斜角を調整する図示しないZレベリング機構とが組み込まれている。
こうしたウエハ保持装置17は、ウエハ移動装置29の駆動によって、Y軸方向に移動可能である。すなわち、ウエハ移動装置29は、第2静電吸着保持装置27に保持されるウエハWをY軸方向に所定ストロークで移動させる。また、ウエハ移動装置29は、第2静電吸着保持装置27に保持されるウエハWをX軸方向に所定ストロークで移動させることが可能であると共に、Z軸方向に微動させることが可能である。
そして、ウエハWの一つのショット領域にレチクルRのパターンを形成する場合、照明光学系14によって照明領域をレチクルRに形成した状態で、レチクル移動装置23の駆動によって、レチクルRをY軸方向(例えば、+Y方向側から−Y方向側)に所定ストローク毎に移動させる。また同時に、ウエハ移動装置29の駆動によって、ウエハWをレチクルRのY軸方向に沿った移動に対して投影光学系16の縮小倍率に応じた速度比でY軸方向(例えば、−Y方向側から+Y方向側)に同期して移動させる。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハWの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。
次に、オプティカルインテグレータ光学系40について説明する。
図2に示すように、オプティカルインテグレータ光学系40は、露光光ELの入射側に配置される第1光学ユニット41と、射出側に配置される第2光学ユニット42とを備えている。第1光学ユニット41には、入射した露光光ELを第2光学ユニット42側に反射する反射光学素子43と、該反射光学素子43が着脱可能な状態で取り付けられる温度調節装置44とが設けられている。また、第2光学ユニット42には、第1光学ユニット41側から入射した露光光ELを反射する反射光学素子45と、該反射光学素子45が着脱可能な状態で取り付けられる温度調節装置46とが設けられている。
第1光学ユニット41の反射光学素子43は、図2及び図3(a)に示すように、入射した露光光ELを反射する第1面47(図2では下面)を有する入射側フライアイミラー48と、入射側フライアイミラー48を第1面47の反対側に位置する第2面49(図2では上面)側から支持する支持部材50とを備えている。入射側フライアイミラー48は、図3(a)に示すように、二次元的に配置された複数の光学要素51から構成されており、該各光学要素51は、平面視略円弧状の第1要素面52(反射面ともいう。)を有している。すなわち、入射側フライアイミラー48の第1面47は、複数の第1要素面52で構成されている。また、入射側フライアイミラー48の第2面49は、Z軸方向に略直交する平面状に構成されている。こうした入射側フライアイミラー48は、第1面47がレチクルRのパターン形成面Raと光学的に共役な位置又は共役な位置近傍に位置するように配置されている。
第2光学ユニット42の反射光学素子45は、図2及び図3(b)に示すように、入射した露光光ELを反射する第1面55(図2では上面)を有する射出側フライアイミラー56と、射出側フライアイミラー56を第1面55の反対側に位置する第2面57(図2では下面)側から支持する支持部材58とを備えている。射出側フライアイミラー56は、二次元的に配置された複数の光学要素59から構成されており、該各光学要素59は、平面視略矩形状の第2要素面60を有している。すなわち、射出側フライアイミラー56の第1面55は、複数の第2要素面60で構成されている。こうした射出側フライアイミラー56は、照明瞳面と光学的に共役な位置又は共役な位置近傍に位置するように配置されている。
入射側フライアイミラー48に入射した露光光ELの光束は、第1要素面52毎に波面分割され、波面分割された多数の光束は、射出側フライアイミラー56に入射する。そして、射出側フライアイミラー56の各第2要素面60には、該各第2要素面60に個別対応する入射側フライアイミラー48の第1要素面52から射出された光束が入射する。その結果、射出側フライアイミラー56近傍には、多数の光源像(二次光源ともいう。)が形成される。そして、射出側フライアイミラー56から射出された多数の光束がレチクルRのパターン形成面Ra上で重畳することにより、レチクルR上での高照度均一性が確保される。
次に、第1光学ユニット41の構成について説明する。
図4に示すように、第1光学ユニット41の反射光学素子43は、筐体18(又はチャンバ13の側壁)に対して固定機構61を用いて固定されており、筐体18との相対的な位置が決められている。その一方で、反射光学素子43は、固定機構61から取り外された場合には、温度調節装置44に対してZ軸方向に移動可能とされている。
入射側フライアイミラー48は、入射した露光光ELの反射面(第1面47)を有するミラーブロック62と、該ミラーブロック62に対して第1面47とは反対側の裏面63側に固定される母材64とを含んで構成されている。
ミラーブロック62の第1面47には、モリブデン層とケイ素層とが繰り返し積層された多層膜が形成されている。そして、この多層膜は、波長が約13.5nmのEUV光に対して高い反射率を示すようになっている。
その一方で、ミラーブロック62の裏面63は、Z軸方向(図4では上下方向)に直交する平面状に形成されている。こうしたミラーブロック62の裏面63側には、複数(図4では4つのみ図示)の穴部65が開口している。これらの穴部65は、+Z方向側から見た開口の形状が略円形状となるように形成されている。なお、ミラーブロック62は、例えば、銅やアルミニウムなどの熱伝導率の高い金属材料によって構成されている。ただし、ミラーブロック62は、例えば、モリブデン、シリコンカーバイド、及びゼロデュア(商品名)やULE(登録商標)などに代表される低熱膨張ガラスなどの熱膨張率の低い材料によって構成してもよい。
母材64は、ミラーブロック62の裏面63に接触し、Z軸方向に直交する平面状の接触面66を有している。そして、母材64において接触面66の反対側は、入射側フライアイミラー48の第2面49となっている。なお、母材64を構成する材料は、例えば、モリブデン、シリコンカーバイド、及びゼロデュア(商品名)やULE(登録商標)などに代表される低熱膨張ガラスなどの熱膨張率の低い材料が挙げられる。また、母材64を構成する材料は、例えば、温度の上昇に伴って体積が減少する性質を有する負膨張材料であってもよいし、銅やアルミニウムなどの熱伝導率の高い金属材料であってもよい。
また、母材64においてミラーブロック62の穴部65と対応する位置には、母材64の接触面66と直交する方向(即ち、Z軸方向)に貫通する貫通孔67が形成されている。これらの貫通孔67は、+Z方向側から見た開口の形状が略円形状となっており、対応する穴部65と同軸配置されている。すなわち、貫通孔67内は、対応する穴部65内と連通している。そして、入射側フライアイミラー48においては、ミラーブロック62の穴部65と母材64の貫通孔67とによって、入射側フライアイミラー48の第2面49側に開口する凹部68が構成されている。なお、ミラーブロック62及び母材64は、穴部65と貫通孔67とが必ずしも同軸配置となる必要はなく、穴部65と貫通孔67とが連通するように配置される構成であれば、任意の配置構成を採用することができる。
また、入射側フライアイミラー48は、Z軸方向に延びると共に略円柱形状をなす複数(図4では4本のみ図示)の突出部材69を備えている。これらの各突出部材69は、凹部68よりも+Z方向側に位置する先端側部位69aと、凹部68内に位置する基端側部位69bとを有している。突出部材69の先端側部位69aの+Z方向側の端部(即ち、突出部材69の先端)は、支持部材50よりも+Z方向側に配置される。また、突出部材69の基端側部位69bは、凹部68の底面及び側面に密接している。
なお、突出部材69は、ミラーブロック62を構成する材料よりも熱伝導性の高い材料(例えば、銅、アルミニウム、インジウム、インジウム合金、樹脂など)で構成することが好ましい。これは、ミラーブロック62で発生した熱を、突出部材69を介して速やかに外部に放出するためである。また、入射側フライアイミラー48の製造の観点からすると、突出部材69は、ミラーブロック62及び母材64を構成する材料よりも融点の低い材料で構成することが好ましい。より好ましくは、突出部材69を、融点が常温よりも少し高い温度となる材料で構成するとよい。ここで、常温とは、露光装置11の稼動時におけるチャンバ13内の温度を示している。
支持部材50は、入射側フライアイミラー48の第2面49に対向する対向面70を有しており、該対向面70は、第2面49とほぼ平行な平面をなすように形成されている。そして、支持部材50には、その対向面70に第2面49が接触するように入射側フライアイミラー48がボルト71によって固定されている。
また、支持部材50には、対向面70とは反対側の裏面72側から対向面70側に向けて対向面70と直交するZ軸方向に貫通する複数(図4では4つのみ図示)の貫通孔73が形成されている。これらの各貫通孔73は、入射側フライアイミラー48の凹部68と対応する位置に形成されている。そのため、入射側フライアイミラー48の凹部68から突出する突出部材69は、支持部材50の貫通孔73に対して挿入されると共に支持部材50の裏面72から+Z方向側に突出している。
また、貫通孔73を+Z方向側から見た開口の形状は略円形状をなしており、貫通孔73の直径は、入射側フライアイミラー48の凹部68の直径よりも大きい。そのため、支持部材50の貫通孔73の側面と突出部材69の先端側部位69aの側面との間には、若干のクリアランスが介在している。
温度調節装置44は、略直方体状の温度調節ブロック81を備えている。この温度調節ブロック81には、図示しない冷媒供給装置から冷媒を供給するための供給管路82と、冷媒供給装置に冷媒を排出するための排出管路83とが接続されている。こうした温度調節ブロック81内には、供給管路82及び排出管路83に連通する循環流路84(図4では破線で示す。)が形成されている。この循環流路84は、供給された冷媒を温度調節ブロック81内で循環させるための流路である。
また、温度調節ブロック81において支持部材50に対してZ軸方向に対向する対向面には、軟質性の熱伝達材料(例えば、アルミニウム、インジウムなどの金属やその合金)で構成される熱伝導層85が形成されている。そして、入射側フライアイミラー48が支持部材50に対して支持された状態においては、入射側フライアイミラー48から延出された突出部材69の先端部が熱伝導層85に対して圧接されるようになっている。その結果、温度調節ブロック81を備える温度調節装置44は、突出部材69及び熱伝導層85を介して、入射側フライアイミラー48の温度を調節することが可能となる。
次に、入射側フライアイミラー48の突出部材69が成型される際の作用について説明する。
図5(a)に示すように、入射側フライアイミラー48に対して突出部材69を成型する際には、まず、入射側フライアイミラー48の母材64に対して型材89を当接させる。この型材89には、母材64の貫通孔73と対応する位置に貫通孔90が形成されている。そして、型材89の貫通孔90と母材64の貫通孔73とを位置合わせするように母材64の第2面49に対して型材89を当接させた状態で、型材89の貫通孔90の上方側の開口から高温の溶融した材料(例えば、銅、アルミニウム、インジウム、インジウム合金、樹脂など)が流し込まれる。
すると、入射側フライアイミラー48の凹部68及び型材89の貫通孔90には、溶融した材料が次第に充填される。そして、図5(b)に示すように、型材89の貫通孔90に対する材料の充填が完了すると、充填された材料は大気中に熱を放射することにより次第に冷却されて固化する。
なお、材料は、流動性の高い液状の状態で入射側フライアイミラー48の凹部68に対して充填される。そのため、この材料は、入射側フライアイミラー48の凹部68の内面に対して隙間なく密着した状態で接合される。したがって、入射側フライアイミラー48においては、突出部材69は、露光光ELが入射するミラーブロック62と効率よく熱交換することが可能となる。
そして、図5(c)に示すように、充填された材料の固化が完了すると、母材64から型材89が取り外される。すると、ミラーブロック62に対して接合された突出部材69は、母材64の裏面(第2面49)から+Z方向側に突出した形態をなすようになる。そして、突出部材69が支持部材50の貫通孔73に対して挿入されつつ、入射側フライアイミラー48が支持部材50に対してボルト71によって固定される。
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)入射側フライアイミラー48の突出部材69は、入射側フライアイミラー48の凹部68の底面及び側面に対して接触すると共に、ミラーブロック62に対して熱伝達可能に連結されている。そのため、温度調節装置44が突出部材69を冷却することにより、入射する露光光ELの一部を吸収して発熱するミラーブロック62を好適に冷却できる。
(2)露光光ELが入射される入射側フライアイミラー48において最も発熱する箇所は、露光光ELが入射する第1面47の近傍である。この点、本実施形態では、突出部材69の基端側部位69bは、入射側フライアイミラー48の第1面47に近接した位置に配置されている。そのため、入射側フライアイミラー48の第1面47の温度を効率よく調節することができる。
(3)入射側フライアイミラー48は、露光光ELを反射する反射面を有するミラーブロック62と、ミラーブロック62を支持する母材64とを含んで構成されている。また、母材64には、ミラーブロック62に対する接触面66と直交する方向に貫通する貫通孔67が形成されている。そして、ミラーブロック62から延出される突出部材69は、貫通孔67を通じて母材64の裏面(第2面49)から突出している。そのため、入射側フライアイミラー48は、ミラーブロック62から放熱させるための突出部材69を第2面49から突出させる構成を実現することができる。
(4)一般に、入射側フライアイミラー48は、露光光ELの入射に伴う発熱によって熱膨張を抑制するために、熱膨張率の低い材料で構成される。このように熱膨張率の低い材料で構成された入射側フライアイミラー48は、自身で発生した熱を外部に放出させにくい。すなわち、入射側フライアイミラー48内に熱を溜め込む傾向がある。この点、本実施形態では、入射側フライアイミラー48は、材質の異なる(具体的には、熱伝導率の異なる)複数の部材(即ち、ミラーブロック62及び母材64)で構成されている。すなわち、ミラーブロック62の熱伝導率は、母材64の熱伝導率よりも高い。そして、第1面47を有するミラーブロック62で発生した熱は、突出部材69を介して入射側フライアイミラー48外に放出される。そのため、熱伝導率の高い材料でミラーブロック62を構成しても、発熱に伴う第1面47の変形を抑制することができる。
(5)また、母材64はミラーブロック62よりも熱膨張率の低い材料によって構成されている。そのため、入射した露光光ELの一部を吸収して加熱されたミラーブロック62から母材64に対して熱が伝播したとしても、かかる母材64が熱変形することはほとんどない。したがって、母材64からミラーブロック62に対して応力が作用することによりミラーブロック62が歪むように変形することを抑制できる。
(6)突出部材69の熱伝導性はミラーブロック62の熱伝導性よりも高い。そのため、入射した露光光ELを吸収して加熱されたミラーブロック62から突出部材69に対して速やかに熱を伝播させることができる。
(7)突出部材69は、融点が常温の近傍となる材料によって構成されている。そのため、材料を溶融させた状態で入射側フライアイミラー48の凹部68に流し込んだ後に、この材料を固化させる場合の材料の温度変化は小さくなる。その結果、材料の温度変化に伴う熱変形が抑制される。したがって、突出部材69からミラーブロック62に対して応力が作用することによりミラーブロック62が歪むように変形することを抑制できる。
(8)支持部材50には、入射側フライアイミラー48を支持する対向面70側から裏面72側まで貫通する貫通孔73が形成されると共に、突出部材69は支持部材50の貫通孔73における裏面72側の開口から突出するように支持部材50の貫通孔73を挿通している。そして、突出部材69は、支持部材50の裏面72から+Z方向側に突出している。そのため、支持部材50を挟んで入射側フライアイミラー48の反対側に位置する温度調節ブロック81に、突出部材69を接触させることができる。したがって、突出部材69を用いて入射側フライアイミラー48の温度を効率良く調節することができる。
(9)支持部材50の貫通孔73内において、該貫通孔73の側面と突出部材69の側面との間には、クリアランスが介在している。そのため、入射した露光光ELを吸収して加熱されたミラーブロック62から熱が伝播した突出部材69が熱膨張したとしても、該突出部材69の熱膨張に起因した応力が貫通孔73の側面に作用することが回避される。また、突出部材69の熱膨張に起因した応力が貫通孔73の側面に作用したとしても、その影響は、クリアランスを設けない場合と比較して非常に小さい。したがって、突出部材69から支持部材50を介して入射側フライアイミラー48に対して応力が伝播することによりミラーブロック62の第1面47が歪むように変形することを抑制できる。
(10)突出部材69と温度調節ブロック81との間に突出部材69よりも熱伝導性の高い熱伝導層85を介在させた場合、突出部材69と温度調節ブロック81との熱伝達効率を効率よくすることができる。そのため、ミラーブロック62から突出部材69に対して伝播した熱を熱伝導層85を介して温度調節ブロック81に対して速やかに放熱することができる。
(11)熱伝導層85を突出部材69よりも剛性の低い材質で構成した場合、突出部材69の先端側部位69aを熱伝導層85に対して圧接させることができる。この場合、突出部材69の先端側部位69aは熱伝導層85に対して隙間無く密着するようになる。そのため、突出部材69と温度調節ブロック81との間で効率よく熱伝達させることができ、入射側フライアイミラー48の温度調節を好適に行うことができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図6に基づき説明する。なお、第2の実施形態は、ミラーブロック62に接合される突出部材69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。
図6に示すように、本実施形態の突出部材69は、略円筒形状をなしている。こうした突出部材69の内側には、当該突出部材69の長手方向の全域に亘って延びるように中空状の空間域S1が形成されている。そして、ミラーブロック62から突出部材69に対して熱が伝播して突出部材69が熱膨張したとしても、突出部材69は、その内側に形成された空間域S1が狭まるように熱膨張する。すなわち、突出部材69の外側への熱膨張が抑制される。したがって、突出部材69から入射側フライアイミラー48の凹部68の側面に対して応力が伝播することはほとんどなく、ミラーブロック62が歪むように変形することが抑制される。
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)ミラーブロック62から伝播される熱によって突出部材69が熱膨張したとしても、その熱膨張は、突出部材69の内側への膨張である。そのため、突出部材69から支持部材50を介して入射側フライアイミラー48に対して応力が伝播することはほとんどなく、ミラーブロック62が歪むように変形することを抑制できる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を図7に基づき説明する。なお、第3の実施形態は、ミラーブロック62に接合される突出部材69の構成が上記各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、上記各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、上記各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。
図7に示すように、突出部材69は、断面略T字状をなしており、入射側フライアイミラー48の凹部68の平面視形状よりも小径の略円柱状をなす小径部91と、当該小径部91の基端(図7では下端)に設けられる略円板状の大径部92とを有している。この大径部92の直径は、小径部91の直径よりも大きい。そして、本実施形態では、突出部材69の大径部92は、入射側フライアイミラー48の凹部68の底面及び側面の一部に接触する。より具体的には、大径部92は、凹部68の側面のうち、ミラーブロック62に形成された穴部65の側面に接触する一方で、母材64の貫通孔67の側面には接触しない。また、突出部材69の小径部91は、入射側フライアイミラー48の凹部68の側面に対して接触しない。すなわち、小径部91の側面と凹部68の側面との間には、若干のクリアランスが介在している。
ここで、ミラーブロック62から突出部材69の大径部92を通じて突出部材69に対して熱が伝播することにより突出部材69が熱膨張したとする。この場合、突出部材69は、当該突出部材69の小径部91と入射側フライアイミラー48の凹部68の側面との間のクリアランスを狭めるように熱膨張する。すなわち、熱膨張した突出部材69の小径部91の側面が凹部68の側面に接触しない場合には、突出部材69から凹部68の側面に対して応力が伝播することはほとんどない。その結果、ミラーブロック62が歪むように変形することが抑制される。
また、突出部材69の熱膨張によって小径部91の側面が凹部68の側面に接触したとしても、熱膨張した突出部材69から凹部68の側面に伝播される応力は、熱膨張する前の小径部91の側面が凹部68の側面に接触している場合と比較して小さくなる。そのため、突出部材69の熱膨張に起因したミラーブロック62の変形度合いを小さくすることができる。
したがって、本実施形態では、上記各実施形態の効果(1)〜(11)に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
(13)本実施形態の突出部材69は、母材64に接触しない。すなわち、母材64に設けられた貫通孔67において、該貫通孔67の側面と突出部材69の側面との間には、クリアランスが介在している。そのため、突出部材69が熱膨張したとしても、熱膨張した突出部材が貫通孔67の側面に接触しない。また、仮に熱膨張した突出部材が貫通孔67の側面に接触したとしても、接触に伴い貫通孔67の側面が受ける応力は、上記クリアランスが介在しない場合と比較して非常に小さい。そのため、母材64の変形を抑制でき、該母材64に固定されるミラーブロック62の変形を抑制することができる。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態を図8に基づき説明する。なお、第4の実施形態は、入射側フライアイミラー48における突出部材69の成型工程が上記第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、上記第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、上記第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。
図8(a)に示すように、本実施形態の母材64には、入射側フライアイミラー48の反射面(即ち、第1面47)に模した擬似反射面94が形成されている。そして、入射側フライアイミラー48に対して突出部材69を設ける際には、まず、母材64の擬似反射面94に熱伝導性の高いアルミニウムや銅などの金属膜95が蒸着によって製膜される。その結果、擬似反射面94に製膜された金属膜95において擬似反射面94の反対側に、複数の第1要素面52が形成される。こうした各第1要素面52によって、入射側フライアイミラー48の反射面(第1面47)が構成される。なお、入射側フライアイミラー48の反射面には、モリブデン層とケイ素層とが繰り返し積層された多層膜が形成されている。そして、この多層膜は、波長が約13.5nmのEUV光に対して高い反射率を示すようになっている。
そして、入射側フライアイミラー48に対して突出部材69を成型する際には、まず、図8(b)に示すように、母材64の裏面(第2面49)側から、当該裏面と直交する方向に延びるように穴部96が形成される。この穴部96は、上記の金属膜95に到達する程度の奥行きを有している。
そして次に、図8(c)に示すように、母材64に対して型材97が当接される。この型材97には、上下方向に延びる複数の貫通孔98が形成されている。そして、型材97は、各貫通孔98内と母材64の各穴部96内とが連通するように配置される。この状態で、型材97の貫通孔98の上方側の開口から高温の溶融した材料(例えば、銅、アルミニウム、インジウム、インジウム合金、樹脂など)が流し込まれる。なお、ここで用いられる材料は、金属膜95を構成する材料と同一であることが好ましい。
すると、母材64の穴部96、及び型材97の貫通孔98には溶融した材料が次第に充填される。そして、図8(d)に示すように、充填が完了した材料は大気中に熱を放射することにより次第に冷却されて固化する。
なお、充填された材料は、流動性の高い液状の状態で母材64の穴部96に対して充填される。ここで、上記のように、母材64に蒸着された金属膜95は、母材64の穴部96の内面の一部を構成している。そのため、母材64の穴部96に流し込まれた材料は、金属膜95に対して隙間なく密着した状態で接合される。ここで、穴部96に流し込まれた材料と金属膜95を構成する材料とが同一である場合、穴部96に流し込まれた材料によって構成される突出部材69は、金属膜95と一体化する。したがって、入射側フライアイミラー48においては、突出部材69は、入射した露光光ELの反射面を構成する金属膜95で発生した熱を効率よく外部に伝達することが可能となる。
そして、図8(e)に示すように、充填された材料の固化が完了すると、母材64から型材97が取り外される。すると、ミラーブロック62に対して接合された突出部材69は、母材64の裏面(第2面49)から+Z方向側に突出した形態をなすようになる。
したがって、本実施形態では、上記各実施形態の効果(1)、(3)、(8)〜(11)に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
(14)突出部材69の基端側部位は、入射側フライアイミラー48の反射面(第1面47)を有する金属膜95に対して直接連結されている。すなわち、突出部材69の基端側部位は、入射側フライアイミラー48の反射面に対して近接した位置に配置されている。そのため、入射側フライアイミラー48の第1面47の近傍の温度を効率よく調節することができる。
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態を図9に基づき説明する。なお、第5の実施形態は、入射側フライアイミラー48における突出部材69の成型工程が上記第1及び第4の各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、上記第1及び第4の各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、上記第1及び第4の各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。
さて、入射側フライアイミラー48に対して突出部材69を成型する際には、まず、図9(a)に示すように、母材64の上下両側に、型材100及び型材97をそれぞれ配置する。母材64の下方側に配置される型材100は、有底略四角箱状をなすように形成されている。そして、母材64に形成された各貫通孔67の下方側の開口は、型材100によって覆われている。その結果、母材64の下面(接触面66)と型材100の内面とによって、空間域S2が形成される。
そして、この状態で、型材97の貫通孔98の上方側の開口から高温の溶融した金属(例えば、銅、アルミニウム、インジウム及びインジウム合金など)が流し込まれる。すると、母材64と型材100との間の空間域S2には溶融した金属が次第に充填される。そして、図9(b)に示すように、母材64と型材100との間の空間域S2、母材64の貫通孔67及び型材97の貫通孔98に対する金属の充填が完了すると、充填された金属は大気中に熱を放射することにより次第に冷却されて固化する。なお、母材64と型材100との間の空間域S2に充填される材料として、樹脂等の金属以外の材料を採用し、充填が完了した材料から大気中に熱を放射させて次第に硬化させるようにしてもよい。
そして次に、図9(c)に示すように、母材64から型材100を取り外すと、固化した金属の下方側部位は、型材100の内側の形状と同様の略直方体状に成形される。続いて、図9(d)に示すように、金属の下方側部位の下端面に対して切削動作が実行される。すると、固化した金属の下方側部位の下端面には、入射側フライアイミラー48の反射面(第1面47)を構成する複数の第1要素面52が形成される。続いて、入射側フライアイミラー48の反射面には、モリブデン層とケイ素層とが繰り返し積層された多層膜が形成される。この多層膜は、波長が約13.5nmのEUV光に対して高い反射率を示すようになっている。
そして次に、図9(e)に示すように、充填された金属に対する第1要素面52の形成が完了すると、母材64から型材97が取り外される。すると、固化した金属の上方側部位は、母材64の裏面(第2面49)から+Z方向側に突出する突出部材69となる。
したがって、本実施形態では、上記各実施形態の効果(1)、(3)、(8)〜(11)、(14)を得ることができる。
(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態を図10に基づき説明する。なお、第6の実施形態は、入射側フライアイミラー48における突出部材69の成型工程が上記第6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、上記第6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、上記第6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。
図10(a)に示すように、母材64の下方側に配置される型材105の内面の形状が、上記第5の実施形態における型材100(図9参照)の内面の形状と異なっている。すなわち、型材105の内底面は、入射側フライアイミラー48の反射面(即ち、第1面47)に模した形状である。
そして、この状態で、型材97の貫通孔98の上方側の開口から高温の溶融した材料(例えば、銅、アルミニウム、インジウム、インジウム合金、樹脂など)が流し込まれる。すると、母材64と型材105との間の空間域S3には溶融した材料が次第に充填される。そして、図10(b)に示すように、母材64と型材105との間の空間域S3、母材64の貫通孔98及び型材97の貫通孔98に対する材料の充填が完了すると、充填された金属は大気中に熱を放射することにより次第に冷却されて固化する。
そして次に、図10(c)に示すように、母材64から型材105を取り外すと、固化した材料の下方側部位の下端面には入射側フライアイミラー48の反射面(第1面47)となる複数の第1要素面52が形成される。さらに、入射側フライアイミラー48の反射面には、モリブデン層とケイ素層とが繰り返し積層された多層膜が形成される。そして、この多層膜は、波長が約13.5nmのEUV光に対して高い反射率を示すようになっている。
続いて、図10(d)に示すように、充填された金属に対する第1要素面52の形成が完了すると、母材64から型材97が取り外される。すると、固化した材料の上方側部位は、母材64の裏面(第2面49)から+Z方向側に突出した突出部材69となる。
したがって、本実施形態では、上記各実施形態の効果(1)、(3)、(8)〜(11)、(14)を得ることができる。
(第7の実施形態)
次に、本発明の第7の実施形態を図11に基づき説明する。なお、第7の実施形態は、入射側フライアイミラー48を冷却するための構成が上記第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、上記第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、上記第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。
図11に示すように、支持部材50には、対向面70側に開口する複数の凹部112が形成されている。これらの凹部112は、−Z方向側から見た場合の形状が略円形状となる凹状に形成されている。また、凹部112の直径は、突出部材69の直径よりも大きい。そして、入射側フライアイミラー48が支持部材50に対してボルト71によって固定された場合、支持部材50の凹部112には入射側フライアイミラー48の突出部材69が鉛直下方から挿入される。このとき、入射側フライアイミラー48の突出部材69の先端(図11では上端)は、凹部112の底面(図11では凹部112の上端面)に対して圧接している。
また、支持部材50には、裏面72側に開口する複数の収容部113が形成されている。これらの収容部113は、+Z方向側から見た場合の形状が略円形状となる凹状に形成されている。また、収容部113の直径は、凹部112の直径よりも十分に大きい。こうした収容部113内には、突出部材69よりも剛性が低く且つ伝熱効率の高い熱伝達媒体が収容されている。
本実施形態では、熱伝達媒体として熱交換用液体の一種である液体金属が用いられている。液体金属としては、例えば、ガリウムとインジウムの合金、ガリウムとインジウムと錫の合金、ガリウムとインジウムと亜鉛の合金、ガリウムと錫の合金、ガリウムと亜鉛の合金、及び水銀などが挙げられる。そして、支持部材50の収容部113内において熱交換用液体の液面は、重力により、裏面72よりも−Z方向側に生じる。
また、温度調節ブロック81の熱伝導層85には、支持部材50の収容部113に対応する各位置に、伝熱効率が高い材料(例えば、アルミニウムなどの金属)で構成される伝熱部材114が固定されており、該伝熱部材114は−Z方向側に突出している。伝熱部材114は、略円柱状をなしており、その直径が突出部材69の直径よりも大きくなるように構成されている。こうした伝熱部材114の先端(図11では下端)は、対応する収容部113内に配置される。すなわち、伝熱部材114の先端は、収容部113内の熱伝達媒体に接触している。
そして、温度調節装置44の温度調節ブロック81が循環流路84内を循環する冷媒によって冷却されると、該温度調節ブロック81に支持される熱伝導層85が冷却される。すると、反射光学素子43の支持部材50と温度調節装置44との間では、収容部113内の熱伝達媒体及び熱伝導層85を介して熱が交換される。具体的には、反射光学素子43の支持部材50からは、各収容部113内の熱伝達媒体及び熱伝導層85を介して温度調節装置44側に放熱される。また、支持部材50が温度調節装置44によって冷却されるため、該支持部材50に接触している各突出部材69もまた冷却される。そのため、本実施形態では、ミラーブロック62で発生した熱の大部分は、突出部材69、支持部材50、収容部113内の熱伝達媒体及び伝熱部材114を介して温度調節ブロック81側に放出される。
このとき、温度調節ブロック81では、その内部に形成された循環流路84内を循環する冷媒の脈動によって振動が発生している。この振動は、温度調節ブロック81に固定される各伝熱部材114には伝達されるものの、支持部材50側にはほとんど伝達されない。これは、各伝熱部材114の先端部と収容部113の側面との間に介在する熱伝達媒体が、温度調節装置44側から伝達される振動を吸収するダンパーとして機能するためである。
また、入射側フライアイミラー48は、その第1面47に入射する露光光ELの大部分を射出側フライアイミラー56側に反射する一方で、残りの露光光ELを吸収してしまう。そのため、入射側フライアイミラー48では、露光光ELの吸収量に応じた熱量がミラーブロック62において発生する。すると、温度の高いミラーブロック62と温度の低い支持部材50との間では、突出部材69を介して熱が交換される。
その結果、ミラーブロック62の昇温が抑制されるため、ミラーブロック62の反射面(第1面47)の熱変形が抑制される。また、支持部材50と温度調節装置44との間でも熱が交換されているため、支持部材50において母材64の裏面(第2面49)を支持する対向面70の熱変形が抑制される。その結果、入射側フライアイミラー48においては、母材64からミラーブロック62に対して歪み応力が作用することがほとんどなく、ミラーブロック62の反射面(第1面47)が変形することが抑制される。
また、反射光学素子43を交換する際には、反射光学素子43が固定機構61から取り外される。そして、反射光学素子43は、収容部113内の液体金属が漏れ出ないように−Z方向側に移動される。ここで、反射光学素子43の支持部材50には、冷媒を供給するための管路などが接続されていない。そのため、反射光学素子43は、支持部材50に冷媒を供給するための管路が接続された反射光学素子43を交換する場合と比較して、容易に第1光学ユニット41から取り外される。
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。
(15)第1光学ユニット41において入射側フライアイミラー48を交換する際には、入射側フライアイミラー48を支持部材50から取り外す必要がない。そのため、突出部材69の損傷などを気にする必要がない分、入射側フライアイミラー48を容易に交換することができる。
(第8の実施形態)
次に、本発明の第8の実施形態を図12に基づき説明する。なお、第8の実施形態は、入射側フライアイミラー48の第1要素面52が複数のミラーブロック62によって構成される点が上記第7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、上記第7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、上記第7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。
図12に示すように、母材64は、複数(図12では3つのみ図示)のミラーブロック62を支持している。これらの各ミラーブロック62は、少なくとも一つの第1要素面52を有している。なお、図12では、明細書の説明理解の便宜上、互いに隣り合う各ミラーブロック62の間に大きな隙間が介在しているが、実際には、各ミラーブロック62の間の隙間は非常に狭い。
したがって、本実施形態では、上記各実施形態の効果(1)〜(11)、(15)に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
(16)複数のミラーブロック62が入射側フライアイミラー48の第1要素面52を構成している。そのため、入射側フライアイミラー48の第1要素面52を単一のミラーブロック62によって構成する場合と比較して、各々のミラーブロック62から延出される突出部材69の個数が少なくなる。したがって、これらのミラーブロック62を支持部材50に対して個別に取り付ける際に突出部材69が損傷することを確実に回避できる。
なお、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。
・第1〜第6の実施形態において、熱伝導層85は、温度調節ブロック81に接触する突出部材69の先端部に設けてもよい。
・第1〜第6の実施形態において、熱伝導層85を剛性の高い材料によって構成し、突出部材69を熱伝導層85に対して圧入するようにしてもよい。
・第1〜第6の実施形態において、温度調節ブロック81及び突出部材69の双方における互いの当接部に対して低剛性及び高伝熱性の熱伝導層85を設けてもよい。
・第1〜第6の実施形態において、突出部材69の側面と支持部材50の貫通孔73の側面との間にクリアランスを設けなくてもよい。
・第7及び第8の実施形態において、突出部材69の側面と支持部材50の凹部112の側面との間に隙間を設けなくてもよい。
・第1〜第6の実施形態において、突出部材69は、支持部材50に形成された貫通孔73における裏面72側の開口から+Z方向側に突出しない構成としてもよい。すなわち、突出部材69の先端面と支持部材50の裏面72とが面一となるように構成してもよい。このような構成であっても、支持部材50の裏面72側において、突出部材69と温度調節ブロック81とを連結させることができる。また、突出部材69の先端面が支持部材50の裏面72よりも下方に配置される場合のように、突出部材69の先端面と温度調節ブロック81との間に若干のクリアランスが介在する場合であっても、突出部材69の先端面と温度調節ブロック81とを対向させることにより、突出部材69と温度調節ブロック81との間では熱輻射を利用して熱交換を行うことができる。
・第7及び第8の実施形態において、突出部材69は、支持部材50の凹部112の底面との間に若干のクリアランスを介在させる構成であってもよい。かかる構成においても、突出部材69と支持部材50の凹部112の底面との間では熱輻射を利用して熱交換を行うことができる。
・第1〜第6の実施形態において、反射光学素子43は、入射側フライアイミラー48を支持する支持部材50を省略した構成としてもよい。
・各実施形態において、突出部材69を、露光装置11の稼動時におけるチャンバ13内の温度よりも融点の高い材料によって構成してもよい。
・上記第1の実施形態において、突出部材69の側面に切り欠き部を形成してもよい。かかる構成においては、ミラーブロック62から伝播される熱によって突出部材69が熱膨張したとしても、その熱膨張は、切り欠き部の内側への膨張である。そのため、突出部材69から支持部材50を介して入射側フライアイミラー48に対して応力が伝播することはほとんどなく、ミラーブロック62が歪むように変形することを抑制できる。
・各実施形態において、反射光学素子43は、入射側フライアイミラー48の凹部68に対して嵌め込むように挿入された棒状の金属材料を突出部材69として構成してもよい。
・第3の実施形態において、突出部材69の大径部92は、入射側フライアイミラー48の凹部68の底面に対して上方に離間した位置で、入射側フライアイミラー48の凹部68の側面に対して接触する構成としてもよい。
・第1〜第6の実施形態において、熱伝導層85を省略してもよい。すなわち、ミラーブロック62から延出される突出部材69を温度調節ブロック81に対して直接接触させてもよい。また、突出部材69と温度調節ブロック81との間に若干のクリアランスを介在させるようにしてもよい。このように構成しても、温度調節ブロック81を突出部材69に近接して配置することにより、突出部材69の温度を、熱輻射を利用して調節することができる。
・各実施形態において、突出部材69はヒートパイプであってもよい。
・各実施形態において、温度調節装置44は、熱輻射を利用して温度調節ブロック81の温度を調節する調節機構を備えた構成であってもよい。このとき、温度調節ブロック81を熱線吸収率の高い物質で形成し、調節機構と温度調節ブロック81との間を輻射を利用して熱の交換を行うように構成してもよい。なお、熱線吸収率の高い物質としては、例えば、ガラスが挙げられる。
・各実施形態において、温度調節装置44は、温度調節ブロック81の温度を調節するための熱交換素子の一例としてのペルチェ素子と、該ペルチェ素子を制御するためのコントローラーとを備えた構成であってもよい。
・各実施形態において、第1光学ユニット41は、入射側フライアイミラー48が発熱する場合には入射側フライアイミラー48を冷却させる一方で、入射側フライアイミラー48が基準温度よりも外的影響又は内的影響で基準温度よりも常に低温である場合には入射側フライアイミラー48を加熱させるようにしてもよい。
・各実施形態において、第2光学ユニット42では、第1光学ユニット41での入射側フライアイミラー48の温度を調節する方法と同一方法で、射出側フライアイミラー56の第1面55の温度を調節してもよい。
・各実施形態において、入射側フライアイミラー48は、母材64を省略した構成としてもよい。すなわち、ミラーブロック62を支持部材50に対して直接固定する構成としてもよい。
・本発明の光学ユニットを、フライアイミラー48,56以外の他のミラーと、該他のミラーの温度を調節する温度調節機構とを備えたユニットに具体化してもよい。
・各実施形態において、露光装置11は、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、EUV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であってもよい。また、露光装置11は、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であってもよい。
・各実施形態において、光源装置12で用いられるEUV光発生物質は、気体状の錫(Sn)でもよいし、液体状又は固体状の錫でもよい。また、EUV光発生物質として、キセノン(Xe)を用いてもよい。
・各実施形態において、光源装置12は、放電型プラズマ光源を有する装置でもよい。
・各実施形態において、光源装置12は、例えばg線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、Fレーザ(157nm)、Krレーザ(146nm)、Arレーザ(126nm)等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置12は、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供給可能な光源であってもよい。
・各実施形態において、露光装置11を、ステップ・アンド・リピート方式の装置に具体化してもよい。
次に、本発明の実施形態の露光装置11によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図13は、マイクロデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、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。
まず、ステップS101(設計ステップ)において、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Rなど)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、セラミックス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Wとなる。)を製造する。
次に、ステップS104(基板処理ステップ)において、ステップS101〜ステップS104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、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS106(検査ステップ)において、ステップS105で作製されたマイクロ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マイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
図14は、半導体デバイスの場合におけるステップS104の詳細工程の一例を示す図である。
ステップS111(酸化ステップ)においては、基板の表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)においては、基板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)においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップS111〜ステップS114のそれぞれは、基板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。
基板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、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップS116(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置11)によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップS117(現像ステップ)において、ステップS116にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、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感光性材料を取り除く。すなわち、ステップS118及びステップS119において、マスク層を介して基板の表面を加工する。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、基板上に多重に回路パターンが形成される。
次に上記各実施形態から把握される請求項に記載の発明以外の技術的思想について追記する。
(1)光を反射させる第1面、前記第1面とは異なる第2面及び前記第2面に形成された凹部を有する光学部材と、前記光学部材との間で熱交換を行う熱交換部材とを備える反射光学素子の製造方法において、
前記凹部内に、溶けた材料を鋳込み、
前記凹部内に鋳込まれた材料を硬化させ、該硬化後の材料によって前記熱交換部材を構成することを特徴とする反射光学素子の製造方法。
(2)前記技術的思想(1)に記載の反射光学素子の製造方法において、
貫通孔を有する型材を、前記光学部材の前記第2面側に、前記貫通孔内と前記凹部内とが連通するように配置し、
前記型材の貫通孔及び前記凹部内に、前記貫通孔側から溶けた材料を鋳込み、
前記貫通孔内及び前記凹部内に鋳込まれた材料が硬化した後に前記光学部材から前記型材を取り外し、
前記硬化後の材料によって前記熱交換部材を構成することを特徴とする反射光学素子の製造方法。
(3)前記技術的思想(1)又は(2)に記載の反射光学素子の製造方法において、
前記光学部材は、前記第2面を有する基台部を少なくとも有しており、
前記基台部において前記第2面の反対側に位置する面に、前記基台部を構成する材料とは異なる材料で製膜処理を施すことにより、前記第1面を有する反射部を形成することを特徴とする反射光学素子の製造方法。
(4)光を反射させる第1面、前記第1面とは異なる第2面及び前記第2面に形成された凹部を有する光学部材と、前記光学部材との間で熱交換を行う熱交換部材とを備える反射光学素子の製造方法において、
前記光学部材は、
前記第1面が形成された反射部と、
前前記反射部において前記第1面の反対側に位置する裏面を支持する支持面、前記第2面及び前記第2面から前記支持面に貫通する貫通孔を備えると共に、前記反射部とは異なる材質で形成された基台部とを備えており、
前記基台部の前記支持面側に、前記反射部を形成するための型材を配置し、
前記貫通孔の前記第2面側の開口から前記型材内に溶けた材料を鋳込み、
前記型材内及び前記貫通孔内に鋳込まれた材料が硬化した後に前記基台部から前記型材を取り外し、
前記硬化後の材料のうち、前記基台部の前記支持面側に位置する材料によって前記反射部を構成すると共に、前記貫通孔内に位置する材料によって前記熱交換部材を構成することを特徴とする反射光学素子の製造方法。
(5)前記技術的思想(4)に記載の反射光学素子の製造方法において、
前記基台から前記型材が取り外された後に前記反射部に加工を施すことにより、該反射部に前記第1面を形成することを特徴とする反射光学素子の製造方法。
(6)前記技術的思想(4)又は(5)に記載の反射光学素子の製造方法において、
前記熱交換部材を形成するための型材を、前記基台部の前記第2面側に、当該型材に設けられた貫通孔内と前記基台部に設けられた前記貫通孔内とが連通するように配置し、
前記各型材内及び前記凹部内に、前記熱交換部材を形成するための型材に設けられた前記貫通孔側から溶けた材料を鋳込み、
鋳込まれた材料が硬化した後に前記基台から前記各型材を取り外し、
前記硬化後の材料のうち、前記基台部の前記支持面側に位置する材料によって前記反射部を構成すると共に、前記基台部の前記貫通孔内及び前記基台部から前記第2面側に突出する材料によって前記熱交換部材を構成することを特徴とする反射光学素子の製造方法。
11…露光装置、41…第1光学ユニット、42…第2光学ユニット、43…反射光学素子、44…温度調節機構の一例としての温度調節装置、45…反射光学素子、46…温度調節機構の一例としての温度調節装置、47…第1面、48…光学部材の一例としての入射側フライアイミラー、49…第2面、50…支持部材、55…第1面、56…光学部材の一例としての射出側フライアイミラー、57…第2面、58…支持部材、62…反射部の一例としてのミラーブロック、63…裏面、64…基台部の一例としての母材、66…支持面の一例としての接触面、68…凹部、69…熱交換部材の一例としての突出部材、70…対向部の一例としての対向面、73…挿通部の一例としての貫通孔、85…熱伝導層、91…第1部位の一例としての小径部、92…第2部位の一例としての大径部、95…反射部の一例としての金属膜、113…収容部、114…熱交換素子の一例としての伝熱部材。

Claims (25)

  1. 光を反射させる第1面と、前記第1面とは異なる第2面と、前記第2面に形成された凹部とを有する光学部材と、
    前記凹部の底面と、前記凹部の側面の少なくとも一部とのそれぞれに接触し、前記光学部材との間で熱交換を行う熱交換部材とを備える反射光学素子。
  2. 請求項1に記載の反射光学素子において、
    前記熱交換部材は、前記凹部の側面に接触する第1部位と、前記凹部の側面に接触しない第2部位とを有することを特徴とする反射光学素子。
  3. 請求項2に記載の反射光学素子において、
    前記熱交換部材の前記第1部位は、前記第2部位よりも前記凹部の前記底面側に位置することを特徴とする反射光学素子。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の反射光学素子において、
    前記光学部材は、
    前記第1面が形成された反射部と、
    前記反射部において前記第1面の反対側に位置する裏面を支持する支持面、前記第2面及び前記第2面から前記支持面に貫通する貫通孔とを備えると共に、前記反射部とは異なる材質で形成された基台部とを備え、
    前記凹部の底面は、前記反射部の前記裏面側に形成されると共に、
    前記凹部の側面は、前記基台部に形成された貫通孔の側面を含んで構成されることを特徴とする反射光学素子。
  5. 請求項4に記載の反射光学素子において、
    前記反射部は、製膜によって前記基台部の前記支持面に形成されることを特徴とする反射光学素子。
  6. 請求項4に記載の反射光学素子において、
    前記反射部は、前記基台部の前記支持面側に、金属を鋳込むことによって形成されることを特徴とする反射光学素子。
  7. 請求項4〜請求項6のうち何れか一項に記載の反射光学素子において、
    前記基台部は、前記反射部を構成する材料よりも熱膨張率の低い材料によって構成されることを特徴とする反射光学素子。
  8. 請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載の反射光学素子において、
    前記熱交換部材は筒状に形成されることを特徴とする反射光学素子。
  9. 請求項8に記載の反射光学素子において、
    前記熱交換部材の内面には切り欠き部が形成されることを特徴とする反射光学素子。
  10. 請求項1〜請求項9のうち何れか一項に記載の反射光学素子において、
    前記熱交換部材の熱伝導性は、前記光学部材の熱伝導性よりも高いことを特徴とする反射光学素子。
  11. 請求項1〜請求項10のうち何れか一項に記載の反射光学素子において、
    前記熱交換部材は、融点が常温の近傍となる材料によって構成されることを特徴とする反射光学素子。
  12. 請求項1〜請求項11のうち何れか一項に記載の反射光学素子において、
    前記光学部材を支持する支持部材を更に備えることを特徴とする反射光学素子。
  13. 請求項12に記載の反射光学素子において、
    前記支持部材には、前記第2面に対向する対向部と、該対向部側において前記熱交換部材に対向する位置に開口する挿通部とが形成されており、
    前記挿通部内には、前記熱交換部材のうち、前記第2面から前記支持部材側に突出した部位の少なくとも一部が挿通されることを特徴とする反射光学素子。
  14. 請求項13に記載の反射光学素子において、
    前記挿通部は、前記対向部から前記支持部材における前記対向部の反対側まで貫通すると共に、
    前記熱交換部材は、前記支持部材において前記対向部の反対側に形成された前記挿通部の開口から突出するように形成されることを特徴とする反射光学素子。
  15. 請求項14に記載の反射光学素子において、
    前記挿通部は、前記熱交換部材との間に隙間が介在するように構成されることを特徴とする反射光学素子。
  16. 請求項1〜請求項15のうち何れか一項に記載の反射光学素子と、
    前記熱交換部材を介して前記反射光学素子の温度を調整する温度調節機構と
    を備えることを特徴とする光学ユニット。
  17. 請求項16に記載の光学ユニットにおいて、
    前記熱交換部材と前記温度調節機構との間に配置され、且つ前記熱交換部材よりも熱伝導性の高い熱伝導層を更に備えることを特徴とする光学ユニット。
  18. 請求項17に記載の光学ユニットにおいて、
    前記熱伝導層は、前記熱交換部材よりも剛性の低い材料によって構成されることを特徴とする光学ユニット。
  19. 請求項12〜請求項15のうち何れか一項に記載の反射光学素子と、
    前記反射光学素子の温度を調整する温度調節機構と、
    前記反射光学素子の前記支持部材と前記温度調節機構との間に配置されると共に前記支持部材を介して前記反射光学素子との熱交換を行う熱交換素子と
    を備えることを特徴とする光学ユニット。
  20. 請求項19に記載の光学ユニットにおいて、
    前記熱交換素子と前記支持部材との間及び前記熱交換素子と前記温度調節機構との間の少なくとも一方には、前記熱交換素子よりも低剛性且つ高伝熱性の材料によって構成される熱伝導層が形成されることを特徴とする光学ユニット。
  21. 請求項19又は請求項20に記載の光学ユニットにおいて、
    前記熱交換素子は、前記支持部材及び前記温度調節機構の一方側に支持されると共に、
    前記支持部材及び前記温度調節機構の他方側には、前記熱交換部材よりも熱伝導性が高く且つ剛性の低い熱伝達媒体が介設されることを特徴とする光学ユニット。
  22. 請求項21に記載の光学ユニットにおいて、
    前記支持部材及び前記温度調節機構の他方側は、重力方向において前記支持部材及び前記温度調節機構の一方側よりも下方に配置されると共に、前記重力方向に関して、開口が上方に位置する凹状の収容部を有しており、
    前記収容部内には、前記熱交換素子の一部及び熱交換用液体を含む前記熱伝達媒体が収容されることを特徴とする光学ユニット。
  23. 請求項16〜請求項22のうち何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
    前記反射光学素子は、前記第1面が複数の反射面で構成されるフライアイミラーであることを特徴とする光学ユニット。
  24. 所定のパターンが形成されたマスクを照明し、前記所定のパターンを基板に露光する露光装置において、
    請求項16〜請求項23のうち何れか一項の光学ユニットを備えることを特徴とする露光装置。
  25. 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24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。
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