光学装置、露光装置、及びデバイス製造方法
【課題】露光精度を高めることができる投影光学系、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法を提供する。
【解決手段】露光装置１０は、鏡筒１６の内部に保持された複数のミラー１７を備える投影装置１４を備えている。投影装置１４の鏡筒１６の外周部には、液相と固相との間で相転移する物性を有し、液相と固相とが共存する金属材料１９と、鏡筒１６の外周部に設けられて、金属材料１９を保持する金属保持部材１８とが設けられている。
【解決手段】露光装置１０は、鏡筒１６の内部に保持された複数のミラー１７を備える投影装置１４を備えている。投影装置１４の鏡筒１６の外周部には、液相と固相との間で相転移する物性を有し、液相と固相とが共存する金属材料１９と、鏡筒１６の外周部に設けられて、金属材料１９を保持する金属保持部材１８とが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィ技術を利用して、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスを製造する際に用いられる光学部材を収容する鏡筒を有した光学装置、及び該光学装置を備える露光装置、露光装置を用いて露光する工程を含むデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置等のデバイスに対する小型化や高集積化の要請に伴い、デバイスに形成される回路パターンの高精細化が進んでいる。その高精細化を達成する露光装置の一つとして、極端紫外光（ＥＵＶ光：Extreme Ultraviolet Light ）を露光光として用いるＥＵＶ露光装置が注目されている。
【０００３】
一般に露光装置は、ミラー、レンズ、及び視野絞り等の複数の光学部材を有する投影光学系を備えている。そして、露光対象である基板が露光されるときには、光源から射出された露光光が、投影光学系を介して基板に照射される。このとき、露光光を反射するミラーあるいは透過するレンズに加え、これらの光学部材を保持する鏡筒にも露光光の熱が与えられる。他方、鏡筒の外周部は、該鏡筒が置かれている外部雰囲気に曝されているため、鏡筒の温度と外部雰囲気との温度差によっては、熱が与えられたりあるいは奪われたりする。こうした様々な要因のゆえに、鏡筒の温度は変化しやすい。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に記載の技術においては、鏡筒の外周部に接触するように冷媒用の配管を設けるようにしている。そして、温度が調節された冷媒に配管内を循環させることで、鏡筒の温度変化を抑えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０４１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、鏡筒の外周部に直接配管を接触させた上、配管の内部を冷媒が循環する構成にあっては、鏡筒やその内部の光学部材に冷媒の循環に伴う振動が伝わることになる。こうした振動は、基板に投影される像の位置ずれや、光学部材間の距離の変動を生じさせることになる。
【０００７】
本発明の態様は、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、露光精度を高めることができる光学装置、露光装置、及びデバイス製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の態様においては、後述の実施形態に示す図１〜図１０に対応付けした以下の構成を採用している。
【０００９】
本発明の態様の光学装置は、鏡筒（１６）の内部に保持された光学部材（１７）を備える光学装置（１４）であって、液相と固相との間で相転移する物性を有し、前記液相と前記固相とが共存する金属材料（１９）と、前記鏡筒の外周部に設けられ、前記金属材料を保持する第１の保持部（１８）と、を備えることを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、第１の保持部に保持された金属材料が、鏡筒の温度変化に応じて鏡筒の熱を受けたり、鏡筒に熱を与えたりすることによって、鏡筒の温度を調節する。そのため、鏡筒の温度が所定の範囲に維持されることから、鏡筒の熱伸縮、ひいては光学部材の位置が変わることが抑えられる。それゆえに、光学装置を介した露光の精度が高められるようになる。
【００１１】
なお、本発明の態様を分かりやすく説明するために、本発明の構成と実施形態の説明に用いる図面に付された符号とを対応付けて説明したが、本発明の態様は該実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における走査型露光装置の概略構成を示す図。
【図２】第１実施形態における金属保持部材周辺の断面構造を示す図。
【図３】二成分系の共融状態図。
【図４】加熱時間と金属材料の温度との関係を示すグラフ。
【図５】金属材料の液面高さと金属材料の状態との関係を示すグラフ。
【図６】第２実施形態における金属保持部材周辺の断面構造を示す図。
【図７】第３実施形態における金属保持部材周辺の断面構造を示す図。
【図８】第４実施形態における金属保持部材周辺の断面構造を示す図。
【図９】デバイスの製造例における処理の手順を示すフローチャート。
【図１０】デバイスの製造例における基板処理工程を詳細に示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１実施形態］
以下、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第１実施形態について図１〜５図を参照して説明する。
［露光装置］
まず、露光装置の全体構成について図１を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の露光装置１０は、光源装置１１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として用いる走査型のＥＵＶ露光装置である。露光装置１０は、内部が大気よりも低圧の真空雰囲気であって且つ所定温度領域の範囲内に設定される露光チャンバＣを備えている。露光チャンバＣには、連結部１１ａを介して光源装置１１が接続されている。また、露光チャンバＣ内には、光源装置１１から露光チャンバＣ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を照明する照明装置１２と、パターン形成面Ｒａを有したレチクルＲを保持するレチクルステージ１３とが設けられている。また、露光チャンバＣ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を照射する光学装置としての投影装置１４と、ウエハＷを保持するウエハステージ１５とが設けられている。
【００１４】
光源装置１１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、例えば半導体レーザ励起を利用したＹＡＧレーザやエキシマレーザなどの高出力レーザで高密度のＥＵＶ光発生物質（ターゲット）を照射することによりプラズマが発生され、該プラズマからＥＵＶ光が露光光ＥＬとして放射される。こうした露光光ＥＬは、図示しない集光光学系によって集光されて露光チャンバＣ内に出力される。
【００１５】
照明装置１２は、露光チャンバＣの内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される筐体１２ａを備えている。この筐体１２ａ内には、光源装置１１から筐体１２ａ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。各反射ミラーによって順に反射された露光光ＥＬは反射ミラーＲＭに入射することによって、反射ミラーＲＭにて反射されてレチクルステージ１３に保持されるレチクルＲに導かれる。
【００１６】
レチクルステージ１３は、投影装置１４の物体面側に配置されており、レチクルＲを静電吸着する図示しない静電吸着保持装置を備えている。また、レチクルステージ１３は、図示しないレチクルステージ駆動部の駆動によって、投影装置１４に対して相対移動が可能である。
【００１７】
投影装置１４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例えば１／４倍等の所定の縮小倍率に縮小させる光学系である。投影装置１４は、露光チャンバＣの内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される鏡筒１６を備えている。鏡筒１６内には、複数枚の反射型のミラー１７が収容されている。なお、鏡筒１６内に収容されるミラー１７は例えば６枚であって、図１では図示の便宜上、１枚のみ示している。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１７に順に反射され、ウエハステージ１５に保持されるウエハＷの露光面Ｗａに導かれる。
【００１８】
また、鏡筒１６の外周部には、液体状の金属を保持する金属保持部材１８が複数連結されている。金属保持部材１８のそれぞれには、液相と固相との間で相転移する金属材料１９が保持されている。金属材料１９は、鏡筒１６における接触面を介して該鏡筒１６と熱の授受を行うことによって、鏡筒１６の温度を所定の範囲に調節する。
【００１９】
ウエハステージ１５は、ウエハＷを静電吸着するための図示しない静電吸着保持装置を備えている。ウエハステージ１５は、図示しないウエハステージ駆動部によって、投影装置１４に対して相対移動が可能である。
【００２０】
こうした露光装置１０を用いてウエハＷの一つのショット領域にレチクルＲの回路パターンを形成するときには、まず、照明装置１２によって照明領域をレチクルＲに形成した状態で、レチクルステージ駆動部が、レチクルＲを投影装置１４に対して相対移動させるとともに、ウエハステージ駆動部が、ウエハＷをレチクルＲの移動に対して投影装置１４の縮小倍率に応じた速度比でレチクルＲの移動方向に同期して移動させる。そして、一つのショット領域への回路パターンの形成が終了すると、他のショット領域に対する回路パターンの形成が続けて行われる。
［金属保持部材］
次に、金属保持部材１８とその周辺の構造の詳細について図２を参照して説明する。図２に示されるように、金属保持部材１８は、各種合成樹脂等の断熱材料によって形成される環状部材であって、鏡筒１６の外径と同じ内径を有する円環状の底壁部１８ａを有している。底壁部１８ａの外周縁には、上記レチクルステージ１３側に延びる円筒状の周壁部１８ｂが、底壁部１８ａの全周にわたり一体に形成されている。また、底壁部１８ａの内周縁には、上記ウエハステージ１５側に延びる円筒状の接続部１８ｃが、これもまた底壁部１８ａと一体に形成されている。底壁部１８ａと鏡筒１６との間には、Ｏリング１８ｅが挟み込まれ、また接続部１８ｃと鏡筒１６との間にも、Ｏリング１８ｆが挟み込まれている。
【００２１】
そして、接続部１８ｃがねじ１８ｄによって鏡筒１６にねじ止めされることによって、底壁部１８ａと鏡筒１６との間、及び接続部１８ｃと鏡筒１６との間がシールされる。また、周壁部１８ｂと鏡筒１６とに挟まれた空間には、底壁部１８ａが底部となる環状の凹部が金属保持部材１８と鏡筒１６とによって形成され、該凹溝である第１の保持部としての保持空間Ｓには、上記金属材料１９が保持される。なお、金属保持部材１８が断熱材料によって形成されているため、鏡筒１６と金属材料１９との間での熱の授受に対し、金属保持部材１８が影響を及ぼすことを抑えることができる。
【００２２】
金属材料１９は、例えば二成分系の合金であり、且つ共晶組成の合金である。金属材料１９は、露光装置１０の使用時における鏡筒１６の温度である基準温度にて液相と固相とが共存する固液共存相である。
【００２３】
金属材料１９の上方には、保持空間Ｓ内における金属材料１９の液面高さＨ、つまり、底壁部１８ａにおける保持空間Ｓ側の面と液面１９ｓとの距離を測定する測定装置Ｍが配設されている。測定装置Ｍは、非接触で液面１９ｓの高さを測定する装置であって、例えば、金属材料１９の表面に向けた射出光が金属材料１９の液面１９ｓにて反射されて、該測定装置Ｍによって検出されるまでの時間に基づいて金属材料１９の液面１９ｓの高さを測定する。測定装置Ｍによって測定された液面１９ｓの高さから、金属材料１９が、液相、液相と固相との共存状態である固液共存相、及び固相とのいずれであるかを判断することができる。つまり、本実施形態の測定装置Ｍは、金属材料１９中の固相と液相との比率を検出する検出装置である。
［金属材料］
以下、金属材料１９の特性について図３〜図５を参照して説明する。上述のように、金属材料１９は、金属Ａと金属Ｂとから構成される二成分系の合金であり、図３に示されるように、金属材料１９の融点は、金属Ａ単体の融点Ｔｍａ及び金属Ｂ単体の融点Ｔｍｂよりも低く、しかも、金属Ａと金属Ｂとが共晶組成Ｅにあるときの融点である共晶点Ｔｍである。つまり、金属材料１９は、共晶組成Ｅの合金である共晶合金であって、単体の金属と同様に液相と固相との間で相転移する。
【００２４】
つまり、固相の金属材料１９、例えば温度Ｔ１の金属材料１９が加熱されると、図４に示されるように、加熱の開始時であるタイミングｔ０から金属材料１９の温度が共晶点Ｔｍとなるタイミングｔ１までの間は、該金属材料１９の温度が上昇し続ける。そして、タイミングｔ１にて金属材料１９の温度が共晶点Ｔｍになると、固相である金属材料１９が溶融を開始し、金属材料１９が固液共存相となる。タイミングｔ１にて金属材料１９が固液共存相になると、金属材料１９の全てが液相となるタイミングｔ２までの間、金属材料１９に与えられた熱エネルギーは潜熱として消費されることから、金属材料１９の温度が一定に維持される。そして、タイミングｔ２にて金属材料１９の全て液相になると、金属材料１９の温度が再び上昇し始める。
【００２５】
このように、共晶合金である金属材料１９が固液共存相である間は、金属材料１９の放熱及び吸熱が生じても、該金属材料１９の温度は一定に維持されることになる。そのため、例えば、鏡筒１６が外部から熱を受けることで、その温度が基準温度よりも高くなると、金属材料１９は、鏡筒１６の温度上昇分に対応する熱を受けることで、こうして受けた熱を潜熱として消費する。これにより、金属材料１９の全量に占める液相の割合が、鏡筒１６からの熱を受ける前よりも大きくなる。他方、鏡筒１６が冷却されることで、その温度が基準温度よりも低くなると、金属材料１９は、鏡筒１６の温度低下分に対応する熱を与える。これにより、金属材料１９の全量に占める固相の割合が、鏡筒１６に熱を与える前よりも大きくなる。
【００２６】
こうした金属材料１９を構成する金属の組み合わせ、各組み合わせの共晶組成、及び共晶点を以下に例示する。
・Ｇａ−Ｉｎ合金 Ｇａ：Ｉｎ＝８４：１６（ａｔ％） 共晶点１５．７℃
・Ｇａ−Ｓｎ合金 Ｇａ：Ｓｎ＝９２：８（ａｔ％） 共晶点２０．５℃
・Ｇａ−Ｚｎ合金 Ｇａ：Ｚｎ＝９４：６（ａｔ％） 共晶点２５℃
・Ｇａ−Ａｌ合金 Ｇａ：Ａｌ＝９１：９（ａｔ％） 共晶点２６．４℃
・Ｈｇ−Ｎａ合金 Ｈｇ：Ｎａ＝１５：８５（ａｔ％） 共晶点２１℃
上記組み合わせのうち、鏡筒１６に設定されている基準温度、例えば鏡筒１６や上記ミラー１７の熱膨張が所定の範囲に収まる温度のときに固液共存相となる金属の組み合わせが、上記金属材料１９として選択される。なお、図３には、説明及び図示の便宜上、金属Ａ及び金属Ｂが、液体同士であれば混合比に関わらず溶解するものの、固体同士についてはほとんど溶解しない場合における二成分系の状態図を示している。
【００２７】
また、上記測定装置Ｍによって測定される液面高さＨは、図５に示されるように、金属材料１９の全てが固相であるときに、高さＨＳであり、金属材料１９が固液共存相であるときには、該金属材料１９の全量に占める液相の割合が大きくなるにしたがって、液面高さＨが高くなる。そして、金属材料１９の全てが液相であるときに高さＨＬとなる。
【００２８】
ここで、金属材料１９が固液共存相であるときには、上述のように、鏡筒１６の温度が上下しても、金属材料１９による吸熱及び放熱によって、鏡筒１６の温度が略一定に維持される。しかしながら、金属材料１９が液相、若しくは固相であると、鏡筒１６の温度が上下することに伴って、金属材料１９の温度も上下してしまう。これにより、鏡筒１６の熱膨張や収縮により、ミラー１７間の距離が変動することから、露光装置１０による露光の精度が低下してしまう。そこで、露光装置１０では、液面高さＨが以下の範囲にあるときには、露光の精度が十分に得られないものとして露光を停止するようにされている。
・金属材料１９の全てが固相であるときの高さＨＳよりも所定距離だけ大きい高さＨ１未満であるとき。
・金属材料１９の全てが液相であるときの高さＨＬよりも所定距離だけ小さい高さＨ２を超えるとき。
【００２９】
以上説明したように、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第１実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
【００３０】
（１）鏡筒１６の外周に金属保持部材１８を設けるとともに、金属保持部材１８内に金属材料１９を保持するようにしている。そのため、金属材料１９が、鏡筒１６における接触面を介して該鏡筒１６と熱の授受を行うことによって、鏡筒１６の温度を所定の範囲に調節する。それゆえに、鏡筒１６の温度を所定の温度に保つことができる。また、露光装置１０による露光の精度を高めることができる。
【００３１】
（２）金属材料１９として、鏡筒１６の基準温度において固液共存相である共晶組成の合金を用いるようにしている。そのため、鏡筒１６の温度が基準温度よりも高くなる、若しくは低くなるような場合でも、金属材料１９が、鏡筒１６の温度変化分だけ吸熱あるいは放熱しつつ、一定の温度に維持されやすくなる。それゆえに、鏡筒１６の温度を所定の温度に保つことができる。また、露光装置１０による露光の精度を高めることができる。
【００３２】
（３）金属材料１９の液面高さＨが、該金属材料１９の全てが固相であるときの高さＨＳよりも所定距離だけ大きい高さＨ１未満となるとき、及び金属材料１９の全てが液相であるときの高さＨＬよりも所定距離だけ小さい高さＨ２となるときに、露光装置１０による露光を停止する。そのため、鏡筒１６の熱膨張、あるいは収縮が生じるような温度範囲では露光装置１０による露光が行われないことから、ウエハＷに対する露光の精度が低下することを抑えられる。
【００３３】
（４）金属保持部材１８を断熱材料で形成している。そのため、金属保持部材１８が、鏡筒１６と金属材料１９との熱の授受に影響することを抑えることができる。それゆえに、鏡筒１６の温度を一定に維持しやすくなる。
［第２実施形態］
以下、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第２実施形態について図６を参照して説明する。なお、本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、鏡筒１６の外周に設けられた金属保持部材周辺の構造が異なる。そのため以下では、光学装置及び露光装置の有する金属保持部材周辺について詳細に説明する。
［金属保持部材］
図６に示されるように、金属保持部材２１は、第１実施形態と同様、各種合成樹脂等の断熱材料によって形成される環状部材であって、鏡筒１６の外径と同じ内径を有する円環状の底壁部２１ａを有している。底壁部２１ａの外周縁には、上記レチクルステージ１３側に延びる円筒状の周壁部２１ｂが底壁部２１ａと一体に形成されているとともに、底壁部２１ａの内周縁には、上記ウエハステージ１５側に延びる円筒状の接続部２１ｃが底壁部２１ａと一体に形成されている。上記底壁部２１ａと鏡筒１６との間には、Ｏリング２１ｅが嵌め込まれ、また接続部１８ｃと鏡筒１６との間にも、Ｏリング２１ｆが嵌め込まれている。そして、接続部２１ｃがねじ２１ｄによって鏡筒１６にねじ止めされることによって、底壁部２１ａと鏡筒１６との間、及び接続部２１ｃと鏡筒１６との間がシールされる。
【００３４】
底壁部２１ａの外周縁と内周縁との略中央には、これらと同心の円筒状をなす熱伝導部２１ｇが配設されている。熱伝導部２１ｇは、周壁部２１ｂと同心の円筒状をなす仕切部２１ｈと、該仕切部２１ｈと直交するフランジ部２１ｉとから構成される。フランジ部２１ｉは、仕切部２１ｈを挟むように配置されたねじ２１ｊによって上記底壁部２１ａにねじ止めされている。熱伝導部２１ｇは、例えば金属等の熱伝導性の材料によって形成されている。
【００３５】
そして、熱伝導部２１ｇと鏡筒１６とに挟まれた空間には、底壁部２１ａが底部となる環状の凹部が金属保持部材２１の一部と鏡筒１６とによって形成され、該凹部である第１の保持部としての第１保持空間Ｓ１には、第１実施形態と同様の金属材料１９が保持される。
【００３６】
金属材料１９の上方には、上記第１実施形態と同様、第１保持空間Ｓ１内における金属材料１９の液面高さＨ、つまり、上記底壁部２１ａにおける第１保持空間Ｓ１側の面と液面１９ｓとの距離を測定する測定装置Ｍが配設されている。
【００３７】
また、周壁部２１ｂと熱伝導部２１ｇとに挟まれた空間には、底壁部２１ａが底部となる環状の凹部が金属保持部材２１の一部によって形成され、該凹部である第２の保持部としての第２保持空間Ｓ２には、熱伝導性の液体材料２２が保持される。液体材料２２中には、金属ブロック２３の一端が浸漬されているとともに、該金属ブロック２３の他端が冷媒配管２６に接続されている。例えば、金属ブロック２３の上記ウエハステージ１５側の端部が液体材料２２に浸漬されているとともに、該金属ブロック２３の上記レチクルステージ１３側の端部は、ペルチェ素子２４及び配管接続部２５を介して冷媒配管２６に接続されている。
［液体材料］
上記第２保持空間Ｓ２に保持されている液体材料２２としては、Ｇａ、Ｇａを含む合金、及び水銀等の液体金属を用いることができる。液体材料２２としてＧａを含む合金を選択する場合には、上記金属材料１９と同様、共晶組成の合金を用いるようにしてもよい。こうした液体材料２２には、上記鏡筒１６の基準温度、及び金属材料１９の共晶点よりも融点の低い材料を選択することが好ましい。これにより、液体材料２２が固相になることを抑えることができる。
【００３８】
また、液体材料２２としては、磁性を有した粉体を油中や液体金属中に分散させた磁性流体を用いることができる。この場合、液体材料２２に対して外部磁場を作用させることによって、液体材料２２が第２保持空間Ｓ２内に保持されやすくなる。
［調整装置］
本実施形態では、上記金属ブロック２３、ペルチェ素子２４、配管接続部２５、及び冷媒配管２６が、第１保持空間Ｓ１に保持された金属材料１９に対する熱の授受を調整することで、該金属材料１９を固液共存相の状態に維持する調整装置を構成している。以下、調整装置について詳細に説明する。
【００３９】
金属ブロック２３は、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、及びモリブデン等の比較的熱伝導率の高い材料で形成されている。金属ブロック２３の形成材料が液体材料２２によって腐食される場合には、金属ブロック２３の表面をめっきする等して液体材料２２から保護するようにしてもよい。金属ブロック２３は、鏡筒１６の周方向の全体にわたって設けられている。
【００４０】
ペルチェ素子２４の吸熱側は、金属ブロック２３に熱的に連結され、ペルチェ素子２４の放熱側は、配管接続部２５を介して冷媒配管２６に熱的に接続されている。また、ペルチェ素子２４は、吸熱の度合いを制御する制御装置に電気的に接続されている。そして、ペルチェ素子２４は、制御装置からの制御信号に応じて、金属ブロック２３に対する吸熱の度合いを調整することにより、金属ブロック２３の温度を略一定に維持する。
【００４１】
冷媒配管２６内には、図示しない温度調節装置によって一定の温度に維持された冷媒が流れている。そして、冷媒配管２６は、ペルチェ素子２４における放熱側の熱を、配管接続部２５を介して取り除くことによって、ペルチェ素子２４における放熱側の温度を略一定に維持する。
【００４２】
本実施形態の金属保持部材２１及び調整装置によれば、以下のような態様で鏡筒１６の温度が略一定に維持されている。すなわち、鏡筒１６の温度が上記基準温度よりも高くなると、鏡筒１６の外周部に接している金属材料１９では、鏡筒１６から受ける熱が大きくなる。金属材料１９は、上述のように、鏡筒１６の基準温度において固液共存相であることから、鏡筒１６からの熱を潜熱として消費することにより、その温度は共晶点に維持されつつも、金属材料１９の全体に占める液相の割合が大きくなる。
【００４３】
そして、上記測定装置Ｍによって測定された金属材料１９の液面高さＨが上記高さＨ２を超えると、ペルチェ素子２４における吸熱側の出力を上げるための制御信号を上記制御装置がペルチェ素子２４に対して出力する。これにより、ペルチェ素子２４では、金属ブロック２３を介した液体材料２２による吸熱、すなわち液体材料２２及び上記熱伝導部２１ｇを介した金属材料１９に対する吸熱が強められる。このとき、冷媒配管２６内では冷媒が循環し続けているため、ペルチェ素子２４における放熱側の温度が一定に維持され、これに伴い、ペルチェ素子２４の吸熱側の温度も所定の温度に維持されるようになる。なお、冷媒の循環によって生じる振動のほとんどは、液体材料２２及び金属材料１９に吸収されるため、鏡筒１６に対する振動の伝達が抑えられる。その結果、金属材料１９の全体に占める液相の割合が小さくなることから、測定装置Ｍによって測定される金属材料１９の液面高さＨが、上記高さＨ２よりも小さくなる。
【００４４】
他方、鏡筒１６が冷却されることによってその温度が上記基準温度よりも低くなると、金属材料１９が鏡筒１６に対して放熱を行う。金属材料１９が放熱を行うと、その温度は共晶点に維持されつつも、金属材料１９の全体に占める固相の割合が大きくなる。
【００４５】
そして、測定装置Ｍによって測定された液面高さＨが上記高さＨ１未満になると、ペルチェ素子２４における吸熱側の出力を下げるための制御信号を上記制御装置がペルチェ素子２４に対して出力する。これにより、ペルチェ素子２４では、金属ブロック２３を介した液体材料２２による吸熱、すなわち液体材料２２及び熱伝導部２１ｇを介した金属材料１９に対する吸熱が弱められる。このとき、冷媒配管２６内では冷媒が循環し続けているため、ペルチェ素子２４における放熱側の温度が一定に維持され、これに伴い、ペルチェ素子２４の吸熱側の温度も所定の温度に維持されるようになる。なお、冷媒の循環によって生じる振動のほとんどは、上述のように、液体材料２２及び金属材料１９によって吸収されるため、鏡筒１６に対する振動の伝達が抑えられる。その結果、金属材料１９の全体に占める固相の割合が小さくなることから、測定装置Ｍによって測定される金属材料１９の液面高さＨが、上記高さＨ１よりも大きくなる。
【００４６】
このように、本実施形態においては、金属材料１９の液面高さＨが、上記高さＨ２を超えたとき、及び上記高さＨ１未満となったときに、ペルチェ素子２４による吸熱若しくは放熱、及び冷媒の循環を行うことによって、金属材料１９が固液共存相から逸脱しないようにしている。
【００４７】
以上説明したように、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第２実施形態によれば、上記第１実施形態によって得られる効果に加えて、以下の効果が得られるようになる。
【００４８】
（５）金属保持部材２１の第２保持空間Ｓ２に保持された液体材料２２に、金属ブロック２３の一端を浸漬させるとともに、該金属ブロック２３の他端には、ペルチェ素子２４及び配管接続部２５を介して冷媒配管２６を接続している。そして、第１保持空間Ｓ１に保持された金属材料１９の液面高さＨが、上記高さＨ１未満となるとき、及び高さＨ２を超えたときには、ペルチェ素子２４及び冷媒配管２６を流れる冷媒を用いて、金属材料１９の液面高さＨが、高さＨ１以上高さＨ２以下となるようにしている。そのため、金属材料１９が鏡筒１６に対して熱を与えたり、鏡筒１６から熱を受けたりしても、金属材料１９は、固液共存の状態に維持されるようになる。それゆえに、金属材料１９の温度が一定に維持されるようになることから、鏡筒１６の温度も一定に維持されるようになる。したがって、上記露光装置１０による露光の精度が高められるようになる。
【００４９】
（６）冷媒配管２６内を冷媒が流れることによって生じる振動は、液体材料２２と金属材料１９とによって吸収される。そのため、金属材料１９の温度の維持に冷媒の循環を用いたとしても、冷媒の循環に起因する振動が、鏡筒１６に伝わりにくくなる。それゆえに、露光装置１０による露光の精度が低下することを抑えられる。
［第３実施形態］
以下、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第３実施形態について図７を参照して説明する。なお、本実施形態は、上記第１実施形態及び第２実施形態と比較して、鏡筒１６の外周に設けられた金属保持部材周辺の構造が異なっている。そのため以下では、光学装置及び露光装置の有する金属保持部材周辺について詳細に説明する。
［金属保持部材］
図７に示されるように、金属保持部材１８は、上記第１実施形態と同様、各種合成樹脂等の断熱材料によって形成される環状部材であって、底壁部１８ａ、周壁部１８ｂ、及び接続部１８ｃを有している。底壁部１８ａと鏡筒１６との間には、Ｏリング１８ｅが挟み込まれ、また接続部１８ｃと鏡筒１６との間にもＯリング１８ｆが挟み込まれている。そして、接続部１８ｃがねじ１８ｄによって鏡筒１６にねじ止めされることによって、底壁部１８ａと鏡筒１６との間、及び接続部１８ｃと鏡筒１６との間がシールされる。
【００５０】
また、周壁部１８ｂと鏡筒１６とに挟まれた空間には、底壁部１８ａが底部となる環状の凹部が金属保持部材１８と鏡筒１６とによって形成され、該凹部である第１の保持部としての保持空間Ｓには、上記金属材料１９が保持される。金属材料１９の上方には、その液面高さＨを測定する測定装置Ｍが配設されている。
【００５１】
保持空間Ｓには、金属材料１９に浸漬されつつも、該保持空間Ｓを形成する底壁部１８ａ、周壁部１８ｂ、及び鏡筒１６には接しないように調整装置としての冷媒配管３１が、上記凹部である保持空間Ｓの全体にわたり設けられている。冷媒配管３１内には、図示しない温調装置によって一定の温度に維持された冷媒が流れている。冷媒の循環は、上記第２実施形態と同様、測定装置Ｍによって測定される液面高さＨが上記高さＨ１未満となったとき、及び高さＨ２を超えたときに行われる。
【００５２】
これにより、鏡筒１６の温度が基準温度よりも高くなる、あるいは低くなることによって、金属材料１９が鏡筒１６から熱を受ける、あるいは鏡筒１６に熱を与えるとしても、冷媒配管３１内を循環する冷媒が、金属材料１９に熱を与える、あるいは金属材料１９から熱を受けることによって、金属材料１９が固液共存相に維持される。それゆえに、金属材料１９の温度が一定に維持されることから、鏡筒１６の温度も一定に維持され、ひいては、露光装置１０による露光の精度が高められるようになる。
【００５３】
本実施形態では、冷媒配管３１内を循環する冷媒によって金属材料１９から直接熱を受けたり、金属材料１９に直接熱を与えたりしている。そのため、他の部材や液体材料を介するよりも、金属材料１９と冷媒との間での熱の授受がより短期間で行われることになる。それゆえに、金属材料１９は、より固液共存相の状態に維持されやすくなる。
【００５４】
また、冷媒配管３１内を冷媒が循環することによって生じる振動は、金属材料１９によって吸収されるため、鏡筒１６に伝わりにくくなる。それゆえに、冷媒を循環させることで金属材料１９への熱の授受を行ったとしても、露光装置１０による露光の精度が低下することを抑えることができる。
【００５５】
本実施形態によれば、上記第１実施形態によって得られる効果に加え、以下の効果が得られるようになる。
【００５６】
（７）金属材料１９に冷媒配管３１を浸積させるとともに、金属材料１９の液面高さＨが、上記高さＨ１未満になったとき、及び高さＨ２を超えたときに、冷媒配管３１内に冷媒を循環させることで、金属材料１９と冷媒との間で熱の授受を行うようにしている。これにより、金属材料１９が、固液共存相に維持されることから、鏡筒１６の温度も一定に維持されるようになる。それゆえに、露光装置１０による露光の精度が高められるようになる。
【００５７】
（８）冷媒の循環する冷媒配管３１を金属材料１９中に浸漬させている。そのため、冷媒の循環によって生じる振動は、金属材料１９によって吸収されることから、鏡筒１６には伝わりにくくなる。それゆえに、冷媒を循環させることで金属材料１９への熱の授受を行ったとしても、露光装置１０による露光の精度が低下することを抑えることができる。
［第４実施形態］
以下、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第４実施形態について図８を参照して説明する。なお、本実施形態は、上記第３実施形態と比較して、金属材料を保持する保持空間内に設けられた調整装置の構造が異なっている。そのため以下では、本実施形態の光学装置及び露光装置の有する調整装置について詳細に説明する。
［金属保持部材］
図８に示されるように、上記第３実施形態と同様、金属保持部材１８の底壁部１８ａを底部とし、且つ、周壁部１８ｂと鏡筒１６との挟まれた空間に形成された凹部であって、第１の保持部としての保持空間Ｓには、金属材料１９が保持される。また、金属材料１９の上方には、金属材料１９の液面高さＨを測定する測定装置Ｍが配設されている。
【００５８】
保持空間Ｓ内には、金属材料１９に浸漬されつつも、該保持空間Ｓを形成する底壁部１８ａ、周壁部１８ｂ、及び鏡筒１６には接しないように、調整装置を構成する第１冷媒配管４１が、上記凹部である保持空間Ｓの全体にわたり設けられている。第１冷媒配管４１には、図示しない温調装置によって一定の温度に維持された冷媒が流れているとともに、第１配管接続部４１ａに配設されたペルチェ素子４２を介して、第２冷媒配管４３の第２配管接続部４３ａが連結されている。第２冷媒配管４３には、上記第１冷媒配管４１と同様に、温調装置によって一定の温度に維持された冷媒が流れている。つまり、本実施形態では、第１冷媒配管４１、第１配管接続部４１ａ、ペルチェ素子４２、第２冷媒配管４３、及び第２配管接続部４３ａによって調整装置が構成されている。
【００５９】
本実施形態では、測定装置Ｍによって測定された液面高さＨが、上記高さＨ１未満であるとき、及び上記高さＨ２を超えるときに、ペルチェ素子４２による放熱あるいは吸熱、及び第１冷媒配管４１及び第２冷媒配管４３における冷媒の循環を行う。これにより、金属材料１９の状態を固液共存相に維持するようにしている。
【００６０】
本実施形態によれば、上記第１実施形態によって得られる効果及び上記第３実施形態によって得られる効果を得ることができる。
［他の実施形態］
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
【００６１】
・鏡筒１６の周方向の全体にわたって金属保持部材１８，２１を設けるようにしたが、金属保持部材１８，２１は、鏡筒１６の周方向における一部に設けるようにしてもよい。また、鏡筒１６の複数箇所に設けてもよい。例えば、鏡筒１６のうち鏡筒１６の温度が変化しやすい箇所に、金属保持部材１８，２１を設けるようにしても良い。また、金属保持部材１８，２１は、鏡筒１６の外周部に限らず、鏡筒１６の内部や内周部に設けても良い。
【００６２】
・金属保持部材１８，２１の底壁部１８ａ，２１ａ、周壁部１８ｂ，２１ｂ、及び接続部１８ｃ，２１ｃを各種樹脂材料で形成するようにしたが、鏡筒１６及び金属材料１９よりも熱伝導性の低い材料を用いて形成するようにしてもよい。
【００６３】
・金属材料１９は、鏡筒１６の基準温度において固液共存相であれば、共晶組成でない合金であってもよい。
【００６４】
・金属材料１９は、上記金属の組み合わせに限らず、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ナトリウム（Ｎａ）、及び水銀（Ｈｇ）の少なくとも一つを含む合金であればよい。例えば、二成分系の合金に限らず、３以上の金属を含む合金であってもよい。
【００６５】
・金属材料１９は、上述の合金に限らず、ガリウム（Ｇａ）またはセシウム（Ｃｓ）の単体の金属であってもよい。なお、Ｇａの凝固点は２９．８℃であり、Ｃｓの凝固点は２８．４℃である。そのため、一般に鏡筒１６の基準温度として設定される温度近傍の凝固点を有することから、露光装置１０の使用中において固液共存相の状態を維持しやすい。
【００６６】
・金属材料１９は、鏡筒１６の基準温度において固液共存相であれば、上記ガリウム及びセシウムに限らず、他の単体金属であってもよい。
【００６７】
・Ｏリング１８ｅ，１８ｆは、金属保持部材１８，２１と鏡筒１６との間に設けられなくても良い。金属材料１９が漏れ出ることのないように、金属保持部材１８，２１と鏡筒１６とが密着していれば良い。
【００６８】
・鏡筒１６と金属保持部材１８，２１とを各別に形成するようにしたが、これら鏡筒１６と金属保持部材１８が一体的に形成されていてもよい。例えば、鏡筒に金属保持部材を形成して用いても良い。これによって、Ｏリング１８ｅ，１８ｆやネジ１８ｄが不要になり、且つ、金属材料１９が漏れ出ることがない。また、本発明の態様にかかる投影装置１４が簡素化される。
【００６９】
・金属保持部材１８，２１を断熱材料で形成するようにしたが、金属保持部材１８，２１は断熱材料でなくてもよい。例えば、低熱膨張材料や熱伝導率の高い材料で構成しても良い。
【００７０】
・測定装置Ｍは、金属材料１９の液面１９ｓをその上方から測定するようにしたが、横側から測定しても良い。例えば、金属保持部材１８の周壁部１８ｂの一部に光透過窓が設けられており、この光透過窓を介して、金属材料１９の液面１９ｓを測定できるように構成しても良い。これによって、測定装置Ｍを鏡筒１６から離れた位置に設けることができる。
【００７１】
・上記第１実施形態では、金属材料１９の液面高さＨが、高さＨ１未満であるとき、及び高さＨ２を超えたときに、露光装置１０による露光を停止するようにした。これに限らず、液面高さＨが、高さＨＳ未満であるとき、及び高さＨＬを超えたときに露光装置１０による露光を停止するようにしてもよい。
【００７２】
・上記第１実施形態では、液面高さＨが、上記高さＨ１未満であるときと、高さＨ２を超えるときには露光装置１０による露光を停止するようにした。これに限らず、液面高さＨがこうした範囲にあることを露光装置１０の使用者に対して知らせる警告、例えば表示部への警告の表示や、警告音をならすこと等を行うようにしてもよい。また、鏡筒１６の温度変化を予測し、光学部材の位置や傾き等を調整することや、こうした範囲にあるときのショット領域を記憶しておき、後でそのショット領域のチップを抽出してもよい。
【００７３】
・上記第２実施形態では、金属ブロック２３を金属保持部材１８の全体にわたって設けるようにしたが、金属ブロック２３は、金属保持部材１８の一部に設けられるようにしてもよい。
【００７４】
・上記第２実施形態では、ペルチェ素子２４が金属ブロック２３の温度を一定に維持するようにしたが、液体材料２２の温度、金属材料１９の温度、鏡筒１６の温度等を一定に維持するにしてもよい。
【００７５】
・上記第３実施形態では、熱伝導部２１ｇと底壁部２１ａとを各別に形成するようにしたが、熱伝導部２１ｇは、底壁部２１ａと一体的に形成されても良い。これによって、ねじ２１ｊが不要になり、金属材料１９と液体材料２２とが混ざることがない。また、本発明の態様にかかる投影装置１４が簡素化される。
【００７６】
・上記第３実施形態では、液面高さＨが、高さＨ１以上高さＨ２以下の範囲を逸脱するときに、冷媒の循環を行うようにしたが、液面高さＨが、高さＨＳ以上高さＨＬ以下の範囲を逸脱するときに、冷媒の循環を行うようにしてもよい。
【００７７】
・上記第３実施形態では、金属材料１９の液面高さＨが高さＨ１以上高さＨ２以下の範囲を逸脱したときに冷媒の循環を行うようにしたが、冷媒の循環は、露光装置１０を使用しているときに、常時行うようにしてもよい。
【００７８】
・上記第２実施形態及び第４実施形態では、液面高さＨが、高さＨ１以上高さＨ２以下の範囲を逸脱するときに、ペルチェ素子２４，４２の駆動と冷媒の循環とを行うようにしたが、液面高さＨが、高さＨＳ以上高さＨＬ以下の範囲を逸脱するときに、ペルチェ素子２４，４２の駆動と冷媒の循環とを行うようにしてもよい。
【００７９】
・上記第２実施形態及び第４実施形態では、ペルチェ素子２４，４２の駆動と冷媒の循環とを上記液面高さＨが、高さＨ１以上高さＨ２以下の範囲から逸脱したときに行うようにしたが、ペルチェ素子２４，４２の駆動及び冷媒の循環は、露光装置１０を使用しているときに、常時行うようにしてもよい。
【００８０】
・上記第３実施形態及び第４実施形態では、冷媒配管３１，４１，４３が金属保持部材１８の全体にわたって設けられるようにしたが、冷媒配管３１，４１，４３は、金属保持部材１８の一部に設けられていてもよい。
【００８１】
・上記第１実施形態に、第２実施形態の調整装置を採用する、つまり、第１実施形態の金属材料１９にペルチェ素子と配管接続部を介して冷媒配管に接続された金属ブロックを浸漬させた構成とすることで、金属材料１９を固液共存相に維持するようにしてもよい。
【００８２】
・第２実施形態の調整装置として、第３実施形態の調整装置を採用する、つまり、液体材料に冷媒配管を浸積させた構成とするようにしてもよい。
【００８３】
・第２実施形態の調整装置として、第４実施形態の調整装置を採用する、つまり、２つの冷媒配管、及びこれら冷媒配管に挟まれたペルチェ素子を有する調整装置を採用するようにしてもよい。
【００８４】
・上記第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、及び第４実施形態では、金属保持部材、金属材料、調整装置を備える光学装置を投影装置１４に用いる例を示したが、本発明の態様を照明装置１２に用いても良い。
【００８５】
・上記走査型の露光装置１０の露光対象は、上記シリコン基板のような半導体チップ等のマイクロデバイスを形成するためのウエハＷの他、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等に利用されるレチクル又はマスクを形成するための基板であってもよい。また走査型露光装置の露光対象は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等を形成するための基板、ＣＣＤ等の撮像デバイスを形成するための基板であってもよい。
【００８６】
・上記光源装置１１としてＥＵＶを射出する光源を採用した場合には、該光源装置１１に用いられるＥＵＶ光発生物質として、気体状の錫（Ｓｎ）、液体状又は固体状の錫、及びキセノン（Ｘｅ）等を用いることができる。
【００８７】
・上記光源装置１１には、例えば、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）等を射出する光源を用いることができる。また、光源装置１１としては、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバレーザ等の固体レーザ光源が発振する赤外領域又は可視領域の単一波長レーザ光を、エルビウム又はエルビウムとイッテルビウムの双方等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射出する光源を用いることもできる。
【００８８】
・また、光源装置１１に搭載される光源には、放電型プラズマ光源を採用することもできる。
【００８９】
・走査型の露光装置１０は、ステップ・アンド・リピート方式の装置に具体化することもできる。
【００９０】
次に、上記実施形態の露光装置１０を用いたデバイスの製造方法をマイクロデバイスの製造方法に具体化した一実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、表示パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等、これらマイクロデバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、設計工程では、マイクロデバイスの機能設計や性能設計が行われ、その後、設計された機能や性能を実現するための目標パターンが設計される（ステップＳ１０１）。続いて、マスク製作工程では、設計された目標パターンに基づいてマスク、例えばレチクルＲや、例えば可変成形マスクを駆動するためのパターンデータ、すなわち可変成形マスクの形成するパターンが目標パターンに基づいて生成される（ステップＳ１０２）。一方、基板製造工程では、シリコン基板、ガラス基板、セラミックス基板等、マイクロデバイスの基材である基板が準備される（ステップＳ１０３）。
【００９２】
次に、加工工程としての基板処理工程では、基板上に各種の膜を形成する成膜技術、上述したパターンデータと露光装置１０とを用いたリソグラフィ技術、基板上に形成された膜の一部をエッチングするエッチング技術等によって、回路パターン等の実パターンが基板上に形成される（ステップＳ１０４）。続いて、デバイス組立工程では、基板処理後の基板を用いてデバイスの組立が行われる（ステップＳ１０５）。このデバイス組立工程では、ダイシング、ボンティング、及びパッケージング等の各種の実装処理が必要に応じて実施される。次いで、検査工程では、デバイス組立工程で組み立てられたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の各種の検査が行われる（ステップＳ１０６）。そして、これらの工程を経て、マイクロデバイスが製造される。
【００９３】
図１０は、上述した基板処理工程の一部を示す一例であって、シリコン基板に薄膜トランジスタを形成するための各種の処理を示すフローチャートである。
【００９４】
まず、酸化工程では、加熱されたシリコン基板の表面が酸素の雰囲気下で熱酸化され、これにより、ゲート絶縁膜が形成される（ステップＳ１１１）。ＣＶＤ工程では、ゲート酸化膜上にポリシリコン膜等のゲート電極膜がＣＶＤ法によって形成される（ステップＳ１１２）。レジスト膜形成工程では、ゲート電極膜上に感光性材料が塗布され、これにより、基板の全面にレジスト膜が形成される（ステップＳ１１３）。露光工程では、露光装置１０にて上記レチクルＲや可変成形マスクの形成するマスクパターンに基づき露光パターンがレジスト膜上に形成される（ステップＳ１１４）。現像工程では、露光工程において露光されたレジスト膜が現像され、これによりゲートが形成される部位を覆うレジストパターンが形成される（ステップＳ１１５）。エッチング工程では、レジストパターンをマスクにしたエッチングが実施され、これにより、ゲート絶縁膜及びゲート電極膜がパターニングされる（ステップＳ１１６）。イオン注入工程では、レジストマスクで覆われていないシリコン基板の領域にイオンが注入される（ステップＳ１１７）。レジスト除去工程では、エッチングに利用されたレジストパターンが、例えば酸素ラジカルの雰囲気下で除去される（ステップＳ１１８）。
【符号の説明】
【００９５】
１０…露光装置、１１…光源装置、１１ａ…連結部、１２…照明装置、１２ａ…筐体、１３…レチクルステージ、１４…投影装置、１５…ウエハステージ、１６…鏡筒、１７…ミラー、１８，２１…金属保持部材、１８ａ，２１ａ…底壁部、１８ｂ，２１ｂ…周壁部、１８ｃ，２１ｃ…接続部、１８ｄ，２１ｄ，２１ｊ…ねじ、１８ｅ，１８ｆ，２１ｅ，２１ｆ…Ｏリング、１９…金属材料、１９ｓ…液面、２１ｇ…熱伝導部、２１ｈ…仕切部、２１ｉ…フランジ部、２２…液体材料、２３…金属ブロック、２４，４２…ペルチェ素子、２５…配管接続部、２６，３１…冷媒配管、４１…第１冷媒配管、４１ａ…第１配管接続部、４３…第２冷媒配管、４３ａ…第２配管接続部、Ｃ…露光チャンバ、ＥＬ…露光光、Ｍ…測定装置、Ｒ…レチクル、Ｒａ…パターン形成面、ＲＭ…反射ミラー、Ｓ…保持空間、Ｓ１…第１保持空間、Ｓ２…第２保持空間、Ｗ…ウエハ、Ｗａ…露光面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィ技術を利用して、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスを製造する際に用いられる光学部材を収容する鏡筒を有した光学装置、及び該光学装置を備える露光装置、露光装置を用いて露光する工程を含むデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置等のデバイスに対する小型化や高集積化の要請に伴い、デバイスに形成される回路パターンの高精細化が進んでいる。その高精細化を達成する露光装置の一つとして、極端紫外光（ＥＵＶ光：Extreme Ultraviolet Light ）を露光光として用いるＥＵＶ露光装置が注目されている。
【０００３】
一般に露光装置は、ミラー、レンズ、及び視野絞り等の複数の光学部材を有する投影光学系を備えている。そして、露光対象である基板が露光されるときには、光源から射出された露光光が、投影光学系を介して基板に照射される。このとき、露光光を反射するミラーあるいは透過するレンズに加え、これらの光学部材を保持する鏡筒にも露光光の熱が与えられる。他方、鏡筒の外周部は、該鏡筒が置かれている外部雰囲気に曝されているため、鏡筒の温度と外部雰囲気との温度差によっては、熱が与えられたりあるいは奪われたりする。こうした様々な要因のゆえに、鏡筒の温度は変化しやすい。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に記載の技術においては、鏡筒の外周部に接触するように冷媒用の配管を設けるようにしている。そして、温度が調節された冷媒に配管内を循環させることで、鏡筒の温度変化を抑えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０４１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、鏡筒の外周部に直接配管を接触させた上、配管の内部を冷媒が循環する構成にあっては、鏡筒やその内部の光学部材に冷媒の循環に伴う振動が伝わることになる。こうした振動は、基板に投影される像の位置ずれや、光学部材間の距離の変動を生じさせることになる。
【０００７】
本発明の態様は、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、露光精度を高めることができる光学装置、露光装置、及びデバイス製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の態様においては、後述の実施形態に示す図１〜図１０に対応付けした以下の構成を採用している。
【０００９】
本発明の態様の光学装置は、鏡筒（１６）の内部に保持された光学部材（１７）を備える光学装置（１４）であって、液相と固相との間で相転移する物性を有し、前記液相と前記固相とが共存する金属材料（１９）と、前記鏡筒の外周部に設けられ、前記金属材料を保持する第１の保持部（１８）と、を備えることを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、第１の保持部に保持された金属材料が、鏡筒の温度変化に応じて鏡筒の熱を受けたり、鏡筒に熱を与えたりすることによって、鏡筒の温度を調節する。そのため、鏡筒の温度が所定の範囲に維持されることから、鏡筒の熱伸縮、ひいては光学部材の位置が変わることが抑えられる。それゆえに、光学装置を介した露光の精度が高められるようになる。
【００１１】
なお、本発明の態様を分かりやすく説明するために、本発明の構成と実施形態の説明に用いる図面に付された符号とを対応付けて説明したが、本発明の態様は該実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における走査型露光装置の概略構成を示す図。
【図２】第１実施形態における金属保持部材周辺の断面構造を示す図。
【図３】二成分系の共融状態図。
【図４】加熱時間と金属材料の温度との関係を示すグラフ。
【図５】金属材料の液面高さと金属材料の状態との関係を示すグラフ。
【図６】第２実施形態における金属保持部材周辺の断面構造を示す図。
【図７】第３実施形態における金属保持部材周辺の断面構造を示す図。
【図８】第４実施形態における金属保持部材周辺の断面構造を示す図。
【図９】デバイスの製造例における処理の手順を示すフローチャート。
【図１０】デバイスの製造例における基板処理工程を詳細に示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１実施形態］
以下、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第１実施形態について図１〜５図を参照して説明する。
［露光装置］
まず、露光装置の全体構成について図１を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の露光装置１０は、光源装置１１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として用いる走査型のＥＵＶ露光装置である。露光装置１０は、内部が大気よりも低圧の真空雰囲気であって且つ所定温度領域の範囲内に設定される露光チャンバＣを備えている。露光チャンバＣには、連結部１１ａを介して光源装置１１が接続されている。また、露光チャンバＣ内には、光源装置１１から露光チャンバＣ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を照明する照明装置１２と、パターン形成面Ｒａを有したレチクルＲを保持するレチクルステージ１３とが設けられている。また、露光チャンバＣ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を照射する光学装置としての投影装置１４と、ウエハＷを保持するウエハステージ１５とが設けられている。
【００１４】
光源装置１１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、例えば半導体レーザ励起を利用したＹＡＧレーザやエキシマレーザなどの高出力レーザで高密度のＥＵＶ光発生物質（ターゲット）を照射することによりプラズマが発生され、該プラズマからＥＵＶ光が露光光ＥＬとして放射される。こうした露光光ＥＬは、図示しない集光光学系によって集光されて露光チャンバＣ内に出力される。
【００１５】
照明装置１２は、露光チャンバＣの内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される筐体１２ａを備えている。この筐体１２ａ内には、光源装置１１から筐体１２ａ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。各反射ミラーによって順に反射された露光光ＥＬは反射ミラーＲＭに入射することによって、反射ミラーＲＭにて反射されてレチクルステージ１３に保持されるレチクルＲに導かれる。
【００１６】
レチクルステージ１３は、投影装置１４の物体面側に配置されており、レチクルＲを静電吸着する図示しない静電吸着保持装置を備えている。また、レチクルステージ１３は、図示しないレチクルステージ駆動部の駆動によって、投影装置１４に対して相対移動が可能である。
【００１７】
投影装置１４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例えば１／４倍等の所定の縮小倍率に縮小させる光学系である。投影装置１４は、露光チャンバＣの内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される鏡筒１６を備えている。鏡筒１６内には、複数枚の反射型のミラー１７が収容されている。なお、鏡筒１６内に収容されるミラー１７は例えば６枚であって、図１では図示の便宜上、１枚のみ示している。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１７に順に反射され、ウエハステージ１５に保持されるウエハＷの露光面Ｗａに導かれる。
【００１８】
また、鏡筒１６の外周部には、液体状の金属を保持する金属保持部材１８が複数連結されている。金属保持部材１８のそれぞれには、液相と固相との間で相転移する金属材料１９が保持されている。金属材料１９は、鏡筒１６における接触面を介して該鏡筒１６と熱の授受を行うことによって、鏡筒１６の温度を所定の範囲に調節する。
【００１９】
ウエハステージ１５は、ウエハＷを静電吸着するための図示しない静電吸着保持装置を備えている。ウエハステージ１５は、図示しないウエハステージ駆動部によって、投影装置１４に対して相対移動が可能である。
【００２０】
こうした露光装置１０を用いてウエハＷの一つのショット領域にレチクルＲの回路パターンを形成するときには、まず、照明装置１２によって照明領域をレチクルＲに形成した状態で、レチクルステージ駆動部が、レチクルＲを投影装置１４に対して相対移動させるとともに、ウエハステージ駆動部が、ウエハＷをレチクルＲの移動に対して投影装置１４の縮小倍率に応じた速度比でレチクルＲの移動方向に同期して移動させる。そして、一つのショット領域への回路パターンの形成が終了すると、他のショット領域に対する回路パターンの形成が続けて行われる。
［金属保持部材］
次に、金属保持部材１８とその周辺の構造の詳細について図２を参照して説明する。図２に示されるように、金属保持部材１８は、各種合成樹脂等の断熱材料によって形成される環状部材であって、鏡筒１６の外径と同じ内径を有する円環状の底壁部１８ａを有している。底壁部１８ａの外周縁には、上記レチクルステージ１３側に延びる円筒状の周壁部１８ｂが、底壁部１８ａの全周にわたり一体に形成されている。また、底壁部１８ａの内周縁には、上記ウエハステージ１５側に延びる円筒状の接続部１８ｃが、これもまた底壁部１８ａと一体に形成されている。底壁部１８ａと鏡筒１６との間には、Ｏリング１８ｅが挟み込まれ、また接続部１８ｃと鏡筒１６との間にも、Ｏリング１８ｆが挟み込まれている。
【００２１】
そして、接続部１８ｃがねじ１８ｄによって鏡筒１６にねじ止めされることによって、底壁部１８ａと鏡筒１６との間、及び接続部１８ｃと鏡筒１６との間がシールされる。また、周壁部１８ｂと鏡筒１６とに挟まれた空間には、底壁部１８ａが底部となる環状の凹部が金属保持部材１８と鏡筒１６とによって形成され、該凹溝である第１の保持部としての保持空間Ｓには、上記金属材料１９が保持される。なお、金属保持部材１８が断熱材料によって形成されているため、鏡筒１６と金属材料１９との間での熱の授受に対し、金属保持部材１８が影響を及ぼすことを抑えることができる。
【００２２】
金属材料１９は、例えば二成分系の合金であり、且つ共晶組成の合金である。金属材料１９は、露光装置１０の使用時における鏡筒１６の温度である基準温度にて液相と固相とが共存する固液共存相である。
【００２３】
金属材料１９の上方には、保持空間Ｓ内における金属材料１９の液面高さＨ、つまり、底壁部１８ａにおける保持空間Ｓ側の面と液面１９ｓとの距離を測定する測定装置Ｍが配設されている。測定装置Ｍは、非接触で液面１９ｓの高さを測定する装置であって、例えば、金属材料１９の表面に向けた射出光が金属材料１９の液面１９ｓにて反射されて、該測定装置Ｍによって検出されるまでの時間に基づいて金属材料１９の液面１９ｓの高さを測定する。測定装置Ｍによって測定された液面１９ｓの高さから、金属材料１９が、液相、液相と固相との共存状態である固液共存相、及び固相とのいずれであるかを判断することができる。つまり、本実施形態の測定装置Ｍは、金属材料１９中の固相と液相との比率を検出する検出装置である。
［金属材料］
以下、金属材料１９の特性について図３〜図５を参照して説明する。上述のように、金属材料１９は、金属Ａと金属Ｂとから構成される二成分系の合金であり、図３に示されるように、金属材料１９の融点は、金属Ａ単体の融点Ｔｍａ及び金属Ｂ単体の融点Ｔｍｂよりも低く、しかも、金属Ａと金属Ｂとが共晶組成Ｅにあるときの融点である共晶点Ｔｍである。つまり、金属材料１９は、共晶組成Ｅの合金である共晶合金であって、単体の金属と同様に液相と固相との間で相転移する。
【００２４】
つまり、固相の金属材料１９、例えば温度Ｔ１の金属材料１９が加熱されると、図４に示されるように、加熱の開始時であるタイミングｔ０から金属材料１９の温度が共晶点Ｔｍとなるタイミングｔ１までの間は、該金属材料１９の温度が上昇し続ける。そして、タイミングｔ１にて金属材料１９の温度が共晶点Ｔｍになると、固相である金属材料１９が溶融を開始し、金属材料１９が固液共存相となる。タイミングｔ１にて金属材料１９が固液共存相になると、金属材料１９の全てが液相となるタイミングｔ２までの間、金属材料１９に与えられた熱エネルギーは潜熱として消費されることから、金属材料１９の温度が一定に維持される。そして、タイミングｔ２にて金属材料１９の全て液相になると、金属材料１９の温度が再び上昇し始める。
【００２５】
このように、共晶合金である金属材料１９が固液共存相である間は、金属材料１９の放熱及び吸熱が生じても、該金属材料１９の温度は一定に維持されることになる。そのため、例えば、鏡筒１６が外部から熱を受けることで、その温度が基準温度よりも高くなると、金属材料１９は、鏡筒１６の温度上昇分に対応する熱を受けることで、こうして受けた熱を潜熱として消費する。これにより、金属材料１９の全量に占める液相の割合が、鏡筒１６からの熱を受ける前よりも大きくなる。他方、鏡筒１６が冷却されることで、その温度が基準温度よりも低くなると、金属材料１９は、鏡筒１６の温度低下分に対応する熱を与える。これにより、金属材料１９の全量に占める固相の割合が、鏡筒１６に熱を与える前よりも大きくなる。
【００２６】
こうした金属材料１９を構成する金属の組み合わせ、各組み合わせの共晶組成、及び共晶点を以下に例示する。
・Ｇａ−Ｉｎ合金 Ｇａ：Ｉｎ＝８４：１６（ａｔ％） 共晶点１５．７℃
・Ｇａ−Ｓｎ合金 Ｇａ：Ｓｎ＝９２：８（ａｔ％） 共晶点２０．５℃
・Ｇａ−Ｚｎ合金 Ｇａ：Ｚｎ＝９４：６（ａｔ％） 共晶点２５℃
・Ｇａ−Ａｌ合金 Ｇａ：Ａｌ＝９１：９（ａｔ％） 共晶点２６．４℃
・Ｈｇ−Ｎａ合金 Ｈｇ：Ｎａ＝１５：８５（ａｔ％） 共晶点２１℃
上記組み合わせのうち、鏡筒１６に設定されている基準温度、例えば鏡筒１６や上記ミラー１７の熱膨張が所定の範囲に収まる温度のときに固液共存相となる金属の組み合わせが、上記金属材料１９として選択される。なお、図３には、説明及び図示の便宜上、金属Ａ及び金属Ｂが、液体同士であれば混合比に関わらず溶解するものの、固体同士についてはほとんど溶解しない場合における二成分系の状態図を示している。
【００２７】
また、上記測定装置Ｍによって測定される液面高さＨは、図５に示されるように、金属材料１９の全てが固相であるときに、高さＨＳであり、金属材料１９が固液共存相であるときには、該金属材料１９の全量に占める液相の割合が大きくなるにしたがって、液面高さＨが高くなる。そして、金属材料１９の全てが液相であるときに高さＨＬとなる。
【００２８】
ここで、金属材料１９が固液共存相であるときには、上述のように、鏡筒１６の温度が上下しても、金属材料１９による吸熱及び放熱によって、鏡筒１６の温度が略一定に維持される。しかしながら、金属材料１９が液相、若しくは固相であると、鏡筒１６の温度が上下することに伴って、金属材料１９の温度も上下してしまう。これにより、鏡筒１６の熱膨張や収縮により、ミラー１７間の距離が変動することから、露光装置１０による露光の精度が低下してしまう。そこで、露光装置１０では、液面高さＨが以下の範囲にあるときには、露光の精度が十分に得られないものとして露光を停止するようにされている。
・金属材料１９の全てが固相であるときの高さＨＳよりも所定距離だけ大きい高さＨ１未満であるとき。
・金属材料１９の全てが液相であるときの高さＨＬよりも所定距離だけ小さい高さＨ２を超えるとき。
【００２９】
以上説明したように、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第１実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
【００３０】
（１）鏡筒１６の外周に金属保持部材１８を設けるとともに、金属保持部材１８内に金属材料１９を保持するようにしている。そのため、金属材料１９が、鏡筒１６における接触面を介して該鏡筒１６と熱の授受を行うことによって、鏡筒１６の温度を所定の範囲に調節する。それゆえに、鏡筒１６の温度を所定の温度に保つことができる。また、露光装置１０による露光の精度を高めることができる。
【００３１】
（２）金属材料１９として、鏡筒１６の基準温度において固液共存相である共晶組成の合金を用いるようにしている。そのため、鏡筒１６の温度が基準温度よりも高くなる、若しくは低くなるような場合でも、金属材料１９が、鏡筒１６の温度変化分だけ吸熱あるいは放熱しつつ、一定の温度に維持されやすくなる。それゆえに、鏡筒１６の温度を所定の温度に保つことができる。また、露光装置１０による露光の精度を高めることができる。
【００３２】
（３）金属材料１９の液面高さＨが、該金属材料１９の全てが固相であるときの高さＨＳよりも所定距離だけ大きい高さＨ１未満となるとき、及び金属材料１９の全てが液相であるときの高さＨＬよりも所定距離だけ小さい高さＨ２となるときに、露光装置１０による露光を停止する。そのため、鏡筒１６の熱膨張、あるいは収縮が生じるような温度範囲では露光装置１０による露光が行われないことから、ウエハＷに対する露光の精度が低下することを抑えられる。
【００３３】
（４）金属保持部材１８を断熱材料で形成している。そのため、金属保持部材１８が、鏡筒１６と金属材料１９との熱の授受に影響することを抑えることができる。それゆえに、鏡筒１６の温度を一定に維持しやすくなる。
［第２実施形態］
以下、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第２実施形態について図６を参照して説明する。なお、本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、鏡筒１６の外周に設けられた金属保持部材周辺の構造が異なる。そのため以下では、光学装置及び露光装置の有する金属保持部材周辺について詳細に説明する。
［金属保持部材］
図６に示されるように、金属保持部材２１は、第１実施形態と同様、各種合成樹脂等の断熱材料によって形成される環状部材であって、鏡筒１６の外径と同じ内径を有する円環状の底壁部２１ａを有している。底壁部２１ａの外周縁には、上記レチクルステージ１３側に延びる円筒状の周壁部２１ｂが底壁部２１ａと一体に形成されているとともに、底壁部２１ａの内周縁には、上記ウエハステージ１５側に延びる円筒状の接続部２１ｃが底壁部２１ａと一体に形成されている。上記底壁部２１ａと鏡筒１６との間には、Ｏリング２１ｅが嵌め込まれ、また接続部１８ｃと鏡筒１６との間にも、Ｏリング２１ｆが嵌め込まれている。そして、接続部２１ｃがねじ２１ｄによって鏡筒１６にねじ止めされることによって、底壁部２１ａと鏡筒１６との間、及び接続部２１ｃと鏡筒１６との間がシールされる。
【００３４】
底壁部２１ａの外周縁と内周縁との略中央には、これらと同心の円筒状をなす熱伝導部２１ｇが配設されている。熱伝導部２１ｇは、周壁部２１ｂと同心の円筒状をなす仕切部２１ｈと、該仕切部２１ｈと直交するフランジ部２１ｉとから構成される。フランジ部２１ｉは、仕切部２１ｈを挟むように配置されたねじ２１ｊによって上記底壁部２１ａにねじ止めされている。熱伝導部２１ｇは、例えば金属等の熱伝導性の材料によって形成されている。
【００３５】
そして、熱伝導部２１ｇと鏡筒１６とに挟まれた空間には、底壁部２１ａが底部となる環状の凹部が金属保持部材２１の一部と鏡筒１６とによって形成され、該凹部である第１の保持部としての第１保持空間Ｓ１には、第１実施形態と同様の金属材料１９が保持される。
【００３６】
金属材料１９の上方には、上記第１実施形態と同様、第１保持空間Ｓ１内における金属材料１９の液面高さＨ、つまり、上記底壁部２１ａにおける第１保持空間Ｓ１側の面と液面１９ｓとの距離を測定する測定装置Ｍが配設されている。
【００３７】
また、周壁部２１ｂと熱伝導部２１ｇとに挟まれた空間には、底壁部２１ａが底部となる環状の凹部が金属保持部材２１の一部によって形成され、該凹部である第２の保持部としての第２保持空間Ｓ２には、熱伝導性の液体材料２２が保持される。液体材料２２中には、金属ブロック２３の一端が浸漬されているとともに、該金属ブロック２３の他端が冷媒配管２６に接続されている。例えば、金属ブロック２３の上記ウエハステージ１５側の端部が液体材料２２に浸漬されているとともに、該金属ブロック２３の上記レチクルステージ１３側の端部は、ペルチェ素子２４及び配管接続部２５を介して冷媒配管２６に接続されている。
［液体材料］
上記第２保持空間Ｓ２に保持されている液体材料２２としては、Ｇａ、Ｇａを含む合金、及び水銀等の液体金属を用いることができる。液体材料２２としてＧａを含む合金を選択する場合には、上記金属材料１９と同様、共晶組成の合金を用いるようにしてもよい。こうした液体材料２２には、上記鏡筒１６の基準温度、及び金属材料１９の共晶点よりも融点の低い材料を選択することが好ましい。これにより、液体材料２２が固相になることを抑えることができる。
【００３８】
また、液体材料２２としては、磁性を有した粉体を油中や液体金属中に分散させた磁性流体を用いることができる。この場合、液体材料２２に対して外部磁場を作用させることによって、液体材料２２が第２保持空間Ｓ２内に保持されやすくなる。
［調整装置］
本実施形態では、上記金属ブロック２３、ペルチェ素子２４、配管接続部２５、及び冷媒配管２６が、第１保持空間Ｓ１に保持された金属材料１９に対する熱の授受を調整することで、該金属材料１９を固液共存相の状態に維持する調整装置を構成している。以下、調整装置について詳細に説明する。
【００３９】
金属ブロック２３は、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、及びモリブデン等の比較的熱伝導率の高い材料で形成されている。金属ブロック２３の形成材料が液体材料２２によって腐食される場合には、金属ブロック２３の表面をめっきする等して液体材料２２から保護するようにしてもよい。金属ブロック２３は、鏡筒１６の周方向の全体にわたって設けられている。
【００４０】
ペルチェ素子２４の吸熱側は、金属ブロック２３に熱的に連結され、ペルチェ素子２４の放熱側は、配管接続部２５を介して冷媒配管２６に熱的に接続されている。また、ペルチェ素子２４は、吸熱の度合いを制御する制御装置に電気的に接続されている。そして、ペルチェ素子２４は、制御装置からの制御信号に応じて、金属ブロック２３に対する吸熱の度合いを調整することにより、金属ブロック２３の温度を略一定に維持する。
【００４１】
冷媒配管２６内には、図示しない温度調節装置によって一定の温度に維持された冷媒が流れている。そして、冷媒配管２６は、ペルチェ素子２４における放熱側の熱を、配管接続部２５を介して取り除くことによって、ペルチェ素子２４における放熱側の温度を略一定に維持する。
【００４２】
本実施形態の金属保持部材２１及び調整装置によれば、以下のような態様で鏡筒１６の温度が略一定に維持されている。すなわち、鏡筒１６の温度が上記基準温度よりも高くなると、鏡筒１６の外周部に接している金属材料１９では、鏡筒１６から受ける熱が大きくなる。金属材料１９は、上述のように、鏡筒１６の基準温度において固液共存相であることから、鏡筒１６からの熱を潜熱として消費することにより、その温度は共晶点に維持されつつも、金属材料１９の全体に占める液相の割合が大きくなる。
【００４３】
そして、上記測定装置Ｍによって測定された金属材料１９の液面高さＨが上記高さＨ２を超えると、ペルチェ素子２４における吸熱側の出力を上げるための制御信号を上記制御装置がペルチェ素子２４に対して出力する。これにより、ペルチェ素子２４では、金属ブロック２３を介した液体材料２２による吸熱、すなわち液体材料２２及び上記熱伝導部２１ｇを介した金属材料１９に対する吸熱が強められる。このとき、冷媒配管２６内では冷媒が循環し続けているため、ペルチェ素子２４における放熱側の温度が一定に維持され、これに伴い、ペルチェ素子２４の吸熱側の温度も所定の温度に維持されるようになる。なお、冷媒の循環によって生じる振動のほとんどは、液体材料２２及び金属材料１９に吸収されるため、鏡筒１６に対する振動の伝達が抑えられる。その結果、金属材料１９の全体に占める液相の割合が小さくなることから、測定装置Ｍによって測定される金属材料１９の液面高さＨが、上記高さＨ２よりも小さくなる。
【００４４】
他方、鏡筒１６が冷却されることによってその温度が上記基準温度よりも低くなると、金属材料１９が鏡筒１６に対して放熱を行う。金属材料１９が放熱を行うと、その温度は共晶点に維持されつつも、金属材料１９の全体に占める固相の割合が大きくなる。
【００４５】
そして、測定装置Ｍによって測定された液面高さＨが上記高さＨ１未満になると、ペルチェ素子２４における吸熱側の出力を下げるための制御信号を上記制御装置がペルチェ素子２４に対して出力する。これにより、ペルチェ素子２４では、金属ブロック２３を介した液体材料２２による吸熱、すなわち液体材料２２及び熱伝導部２１ｇを介した金属材料１９に対する吸熱が弱められる。このとき、冷媒配管２６内では冷媒が循環し続けているため、ペルチェ素子２４における放熱側の温度が一定に維持され、これに伴い、ペルチェ素子２４の吸熱側の温度も所定の温度に維持されるようになる。なお、冷媒の循環によって生じる振動のほとんどは、上述のように、液体材料２２及び金属材料１９によって吸収されるため、鏡筒１６に対する振動の伝達が抑えられる。その結果、金属材料１９の全体に占める固相の割合が小さくなることから、測定装置Ｍによって測定される金属材料１９の液面高さＨが、上記高さＨ１よりも大きくなる。
【００４６】
このように、本実施形態においては、金属材料１９の液面高さＨが、上記高さＨ２を超えたとき、及び上記高さＨ１未満となったときに、ペルチェ素子２４による吸熱若しくは放熱、及び冷媒の循環を行うことによって、金属材料１９が固液共存相から逸脱しないようにしている。
【００４７】
以上説明したように、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第２実施形態によれば、上記第１実施形態によって得られる効果に加えて、以下の効果が得られるようになる。
【００４８】
（５）金属保持部材２１の第２保持空間Ｓ２に保持された液体材料２２に、金属ブロック２３の一端を浸漬させるとともに、該金属ブロック２３の他端には、ペルチェ素子２４及び配管接続部２５を介して冷媒配管２６を接続している。そして、第１保持空間Ｓ１に保持された金属材料１９の液面高さＨが、上記高さＨ１未満となるとき、及び高さＨ２を超えたときには、ペルチェ素子２４及び冷媒配管２６を流れる冷媒を用いて、金属材料１９の液面高さＨが、高さＨ１以上高さＨ２以下となるようにしている。そのため、金属材料１９が鏡筒１６に対して熱を与えたり、鏡筒１６から熱を受けたりしても、金属材料１９は、固液共存の状態に維持されるようになる。それゆえに、金属材料１９の温度が一定に維持されるようになることから、鏡筒１６の温度も一定に維持されるようになる。したがって、上記露光装置１０による露光の精度が高められるようになる。
【００４９】
（６）冷媒配管２６内を冷媒が流れることによって生じる振動は、液体材料２２と金属材料１９とによって吸収される。そのため、金属材料１９の温度の維持に冷媒の循環を用いたとしても、冷媒の循環に起因する振動が、鏡筒１６に伝わりにくくなる。それゆえに、露光装置１０による露光の精度が低下することを抑えられる。
［第３実施形態］
以下、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第３実施形態について図７を参照して説明する。なお、本実施形態は、上記第１実施形態及び第２実施形態と比較して、鏡筒１６の外周に設けられた金属保持部材周辺の構造が異なっている。そのため以下では、光学装置及び露光装置の有する金属保持部材周辺について詳細に説明する。
［金属保持部材］
図７に示されるように、金属保持部材１８は、上記第１実施形態と同様、各種合成樹脂等の断熱材料によって形成される環状部材であって、底壁部１８ａ、周壁部１８ｂ、及び接続部１８ｃを有している。底壁部１８ａと鏡筒１６との間には、Ｏリング１８ｅが挟み込まれ、また接続部１８ｃと鏡筒１６との間にもＯリング１８ｆが挟み込まれている。そして、接続部１８ｃがねじ１８ｄによって鏡筒１６にねじ止めされることによって、底壁部１８ａと鏡筒１６との間、及び接続部１８ｃと鏡筒１６との間がシールされる。
【００５０】
また、周壁部１８ｂと鏡筒１６とに挟まれた空間には、底壁部１８ａが底部となる環状の凹部が金属保持部材１８と鏡筒１６とによって形成され、該凹部である第１の保持部としての保持空間Ｓには、上記金属材料１９が保持される。金属材料１９の上方には、その液面高さＨを測定する測定装置Ｍが配設されている。
【００５１】
保持空間Ｓには、金属材料１９に浸漬されつつも、該保持空間Ｓを形成する底壁部１８ａ、周壁部１８ｂ、及び鏡筒１６には接しないように調整装置としての冷媒配管３１が、上記凹部である保持空間Ｓの全体にわたり設けられている。冷媒配管３１内には、図示しない温調装置によって一定の温度に維持された冷媒が流れている。冷媒の循環は、上記第２実施形態と同様、測定装置Ｍによって測定される液面高さＨが上記高さＨ１未満となったとき、及び高さＨ２を超えたときに行われる。
【００５２】
これにより、鏡筒１６の温度が基準温度よりも高くなる、あるいは低くなることによって、金属材料１９が鏡筒１６から熱を受ける、あるいは鏡筒１６に熱を与えるとしても、冷媒配管３１内を循環する冷媒が、金属材料１９に熱を与える、あるいは金属材料１９から熱を受けることによって、金属材料１９が固液共存相に維持される。それゆえに、金属材料１９の温度が一定に維持されることから、鏡筒１６の温度も一定に維持され、ひいては、露光装置１０による露光の精度が高められるようになる。
【００５３】
本実施形態では、冷媒配管３１内を循環する冷媒によって金属材料１９から直接熱を受けたり、金属材料１９に直接熱を与えたりしている。そのため、他の部材や液体材料を介するよりも、金属材料１９と冷媒との間での熱の授受がより短期間で行われることになる。それゆえに、金属材料１９は、より固液共存相の状態に維持されやすくなる。
【００５４】
また、冷媒配管３１内を冷媒が循環することによって生じる振動は、金属材料１９によって吸収されるため、鏡筒１６に伝わりにくくなる。それゆえに、冷媒を循環させることで金属材料１９への熱の授受を行ったとしても、露光装置１０による露光の精度が低下することを抑えることができる。
【００５５】
本実施形態によれば、上記第１実施形態によって得られる効果に加え、以下の効果が得られるようになる。
【００５６】
（７）金属材料１９に冷媒配管３１を浸積させるとともに、金属材料１９の液面高さＨが、上記高さＨ１未満になったとき、及び高さＨ２を超えたときに、冷媒配管３１内に冷媒を循環させることで、金属材料１９と冷媒との間で熱の授受を行うようにしている。これにより、金属材料１９が、固液共存相に維持されることから、鏡筒１６の温度も一定に維持されるようになる。それゆえに、露光装置１０による露光の精度が高められるようになる。
【００５７】
（８）冷媒の循環する冷媒配管３１を金属材料１９中に浸漬させている。そのため、冷媒の循環によって生じる振動は、金属材料１９によって吸収されることから、鏡筒１６には伝わりにくくなる。それゆえに、冷媒を循環させることで金属材料１９への熱の授受を行ったとしても、露光装置１０による露光の精度が低下することを抑えることができる。
［第４実施形態］
以下、本発明の態様にかかる光学装置及び露光装置の第４実施形態について図８を参照して説明する。なお、本実施形態は、上記第３実施形態と比較して、金属材料を保持する保持空間内に設けられた調整装置の構造が異なっている。そのため以下では、本実施形態の光学装置及び露光装置の有する調整装置について詳細に説明する。
［金属保持部材］
図８に示されるように、上記第３実施形態と同様、金属保持部材１８の底壁部１８ａを底部とし、且つ、周壁部１８ｂと鏡筒１６との挟まれた空間に形成された凹部であって、第１の保持部としての保持空間Ｓには、金属材料１９が保持される。また、金属材料１９の上方には、金属材料１９の液面高さＨを測定する測定装置Ｍが配設されている。
【００５８】
保持空間Ｓ内には、金属材料１９に浸漬されつつも、該保持空間Ｓを形成する底壁部１８ａ、周壁部１８ｂ、及び鏡筒１６には接しないように、調整装置を構成する第１冷媒配管４１が、上記凹部である保持空間Ｓの全体にわたり設けられている。第１冷媒配管４１には、図示しない温調装置によって一定の温度に維持された冷媒が流れているとともに、第１配管接続部４１ａに配設されたペルチェ素子４２を介して、第２冷媒配管４３の第２配管接続部４３ａが連結されている。第２冷媒配管４３には、上記第１冷媒配管４１と同様に、温調装置によって一定の温度に維持された冷媒が流れている。つまり、本実施形態では、第１冷媒配管４１、第１配管接続部４１ａ、ペルチェ素子４２、第２冷媒配管４３、及び第２配管接続部４３ａによって調整装置が構成されている。
【００５９】
本実施形態では、測定装置Ｍによって測定された液面高さＨが、上記高さＨ１未満であるとき、及び上記高さＨ２を超えるときに、ペルチェ素子４２による放熱あるいは吸熱、及び第１冷媒配管４１及び第２冷媒配管４３における冷媒の循環を行う。これにより、金属材料１９の状態を固液共存相に維持するようにしている。
【００６０】
本実施形態によれば、上記第１実施形態によって得られる効果及び上記第３実施形態によって得られる効果を得ることができる。
［他の実施形態］
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
【００６１】
・鏡筒１６の周方向の全体にわたって金属保持部材１８，２１を設けるようにしたが、金属保持部材１８，２１は、鏡筒１６の周方向における一部に設けるようにしてもよい。また、鏡筒１６の複数箇所に設けてもよい。例えば、鏡筒１６のうち鏡筒１６の温度が変化しやすい箇所に、金属保持部材１８，２１を設けるようにしても良い。また、金属保持部材１８，２１は、鏡筒１６の外周部に限らず、鏡筒１６の内部や内周部に設けても良い。
【００６２】
・金属保持部材１８，２１の底壁部１８ａ，２１ａ、周壁部１８ｂ，２１ｂ、及び接続部１８ｃ，２１ｃを各種樹脂材料で形成するようにしたが、鏡筒１６及び金属材料１９よりも熱伝導性の低い材料を用いて形成するようにしてもよい。
【００６３】
・金属材料１９は、鏡筒１６の基準温度において固液共存相であれば、共晶組成でない合金であってもよい。
【００６４】
・金属材料１９は、上記金属の組み合わせに限らず、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ナトリウム（Ｎａ）、及び水銀（Ｈｇ）の少なくとも一つを含む合金であればよい。例えば、二成分系の合金に限らず、３以上の金属を含む合金であってもよい。
【００６５】
・金属材料１９は、上述の合金に限らず、ガリウム（Ｇａ）またはセシウム（Ｃｓ）の単体の金属であってもよい。なお、Ｇａの凝固点は２９．８℃であり、Ｃｓの凝固点は２８．４℃である。そのため、一般に鏡筒１６の基準温度として設定される温度近傍の凝固点を有することから、露光装置１０の使用中において固液共存相の状態を維持しやすい。
【００６６】
・金属材料１９は、鏡筒１６の基準温度において固液共存相であれば、上記ガリウム及びセシウムに限らず、他の単体金属であってもよい。
【００６７】
・Ｏリング１８ｅ，１８ｆは、金属保持部材１８，２１と鏡筒１６との間に設けられなくても良い。金属材料１９が漏れ出ることのないように、金属保持部材１８，２１と鏡筒１６とが密着していれば良い。
【００６８】
・鏡筒１６と金属保持部材１８，２１とを各別に形成するようにしたが、これら鏡筒１６と金属保持部材１８が一体的に形成されていてもよい。例えば、鏡筒に金属保持部材を形成して用いても良い。これによって、Ｏリング１８ｅ，１８ｆやネジ１８ｄが不要になり、且つ、金属材料１９が漏れ出ることがない。また、本発明の態様にかかる投影装置１４が簡素化される。
【００６９】
・金属保持部材１８，２１を断熱材料で形成するようにしたが、金属保持部材１８，２１は断熱材料でなくてもよい。例えば、低熱膨張材料や熱伝導率の高い材料で構成しても良い。
【００７０】
・測定装置Ｍは、金属材料１９の液面１９ｓをその上方から測定するようにしたが、横側から測定しても良い。例えば、金属保持部材１８の周壁部１８ｂの一部に光透過窓が設けられており、この光透過窓を介して、金属材料１９の液面１９ｓを測定できるように構成しても良い。これによって、測定装置Ｍを鏡筒１６から離れた位置に設けることができる。
【００７１】
・上記第１実施形態では、金属材料１９の液面高さＨが、高さＨ１未満であるとき、及び高さＨ２を超えたときに、露光装置１０による露光を停止するようにした。これに限らず、液面高さＨが、高さＨＳ未満であるとき、及び高さＨＬを超えたときに露光装置１０による露光を停止するようにしてもよい。
【００７２】
・上記第１実施形態では、液面高さＨが、上記高さＨ１未満であるときと、高さＨ２を超えるときには露光装置１０による露光を停止するようにした。これに限らず、液面高さＨがこうした範囲にあることを露光装置１０の使用者に対して知らせる警告、例えば表示部への警告の表示や、警告音をならすこと等を行うようにしてもよい。また、鏡筒１６の温度変化を予測し、光学部材の位置や傾き等を調整することや、こうした範囲にあるときのショット領域を記憶しておき、後でそのショット領域のチップを抽出してもよい。
【００７３】
・上記第２実施形態では、金属ブロック２３を金属保持部材１８の全体にわたって設けるようにしたが、金属ブロック２３は、金属保持部材１８の一部に設けられるようにしてもよい。
【００７４】
・上記第２実施形態では、ペルチェ素子２４が金属ブロック２３の温度を一定に維持するようにしたが、液体材料２２の温度、金属材料１９の温度、鏡筒１６の温度等を一定に維持するにしてもよい。
【００７５】
・上記第３実施形態では、熱伝導部２１ｇと底壁部２１ａとを各別に形成するようにしたが、熱伝導部２１ｇは、底壁部２１ａと一体的に形成されても良い。これによって、ねじ２１ｊが不要になり、金属材料１９と液体材料２２とが混ざることがない。また、本発明の態様にかかる投影装置１４が簡素化される。
【００７６】
・上記第３実施形態では、液面高さＨが、高さＨ１以上高さＨ２以下の範囲を逸脱するときに、冷媒の循環を行うようにしたが、液面高さＨが、高さＨＳ以上高さＨＬ以下の範囲を逸脱するときに、冷媒の循環を行うようにしてもよい。
【００７７】
・上記第３実施形態では、金属材料１９の液面高さＨが高さＨ１以上高さＨ２以下の範囲を逸脱したときに冷媒の循環を行うようにしたが、冷媒の循環は、露光装置１０を使用しているときに、常時行うようにしてもよい。
【００７８】
・上記第２実施形態及び第４実施形態では、液面高さＨが、高さＨ１以上高さＨ２以下の範囲を逸脱するときに、ペルチェ素子２４，４２の駆動と冷媒の循環とを行うようにしたが、液面高さＨが、高さＨＳ以上高さＨＬ以下の範囲を逸脱するときに、ペルチェ素子２４，４２の駆動と冷媒の循環とを行うようにしてもよい。
【００７９】
・上記第２実施形態及び第４実施形態では、ペルチェ素子２４，４２の駆動と冷媒の循環とを上記液面高さＨが、高さＨ１以上高さＨ２以下の範囲から逸脱したときに行うようにしたが、ペルチェ素子２４，４２の駆動及び冷媒の循環は、露光装置１０を使用しているときに、常時行うようにしてもよい。
【００８０】
・上記第３実施形態及び第４実施形態では、冷媒配管３１，４１，４３が金属保持部材１８の全体にわたって設けられるようにしたが、冷媒配管３１，４１，４３は、金属保持部材１８の一部に設けられていてもよい。
【００８１】
・上記第１実施形態に、第２実施形態の調整装置を採用する、つまり、第１実施形態の金属材料１９にペルチェ素子と配管接続部を介して冷媒配管に接続された金属ブロックを浸漬させた構成とすることで、金属材料１９を固液共存相に維持するようにしてもよい。
【００８２】
・第２実施形態の調整装置として、第３実施形態の調整装置を採用する、つまり、液体材料に冷媒配管を浸積させた構成とするようにしてもよい。
【００８３】
・第２実施形態の調整装置として、第４実施形態の調整装置を採用する、つまり、２つの冷媒配管、及びこれら冷媒配管に挟まれたペルチェ素子を有する調整装置を採用するようにしてもよい。
【００８４】
・上記第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、及び第４実施形態では、金属保持部材、金属材料、調整装置を備える光学装置を投影装置１４に用いる例を示したが、本発明の態様を照明装置１２に用いても良い。
【００８５】
・上記走査型の露光装置１０の露光対象は、上記シリコン基板のような半導体チップ等のマイクロデバイスを形成するためのウエハＷの他、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等に利用されるレチクル又はマスクを形成するための基板であってもよい。また走査型露光装置の露光対象は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等を形成するための基板、ＣＣＤ等の撮像デバイスを形成するための基板であってもよい。
【００８６】
・上記光源装置１１としてＥＵＶを射出する光源を採用した場合には、該光源装置１１に用いられるＥＵＶ光発生物質として、気体状の錫（Ｓｎ）、液体状又は固体状の錫、及びキセノン（Ｘｅ）等を用いることができる。
【００８７】
・上記光源装置１１には、例えば、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）等を射出する光源を用いることができる。また、光源装置１１としては、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバレーザ等の固体レーザ光源が発振する赤外領域又は可視領域の単一波長レーザ光を、エルビウム又はエルビウムとイッテルビウムの双方等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射出する光源を用いることもできる。
【００８８】
・また、光源装置１１に搭載される光源には、放電型プラズマ光源を採用することもできる。
【００８９】
・走査型の露光装置１０は、ステップ・アンド・リピート方式の装置に具体化することもできる。
【００９０】
次に、上記実施形態の露光装置１０を用いたデバイスの製造方法をマイクロデバイスの製造方法に具体化した一実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、表示パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等、これらマイクロデバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、設計工程では、マイクロデバイスの機能設計や性能設計が行われ、その後、設計された機能や性能を実現するための目標パターンが設計される（ステップＳ１０１）。続いて、マスク製作工程では、設計された目標パターンに基づいてマスク、例えばレチクルＲや、例えば可変成形マスクを駆動するためのパターンデータ、すなわち可変成形マスクの形成するパターンが目標パターンに基づいて生成される（ステップＳ１０２）。一方、基板製造工程では、シリコン基板、ガラス基板、セラミックス基板等、マイクロデバイスの基材である基板が準備される（ステップＳ１０３）。
【００９２】
次に、加工工程としての基板処理工程では、基板上に各種の膜を形成する成膜技術、上述したパターンデータと露光装置１０とを用いたリソグラフィ技術、基板上に形成された膜の一部をエッチングするエッチング技術等によって、回路パターン等の実パターンが基板上に形成される（ステップＳ１０４）。続いて、デバイス組立工程では、基板処理後の基板を用いてデバイスの組立が行われる（ステップＳ１０５）。このデバイス組立工程では、ダイシング、ボンティング、及びパッケージング等の各種の実装処理が必要に応じて実施される。次いで、検査工程では、デバイス組立工程で組み立てられたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の各種の検査が行われる（ステップＳ１０６）。そして、これらの工程を経て、マイクロデバイスが製造される。
【００９３】
図１０は、上述した基板処理工程の一部を示す一例であって、シリコン基板に薄膜トランジスタを形成するための各種の処理を示すフローチャートである。
【００９４】
まず、酸化工程では、加熱されたシリコン基板の表面が酸素の雰囲気下で熱酸化され、これにより、ゲート絶縁膜が形成される（ステップＳ１１１）。ＣＶＤ工程では、ゲート酸化膜上にポリシリコン膜等のゲート電極膜がＣＶＤ法によって形成される（ステップＳ１１２）。レジスト膜形成工程では、ゲート電極膜上に感光性材料が塗布され、これにより、基板の全面にレジスト膜が形成される（ステップＳ１１３）。露光工程では、露光装置１０にて上記レチクルＲや可変成形マスクの形成するマスクパターンに基づき露光パターンがレジスト膜上に形成される（ステップＳ１１４）。現像工程では、露光工程において露光されたレジスト膜が現像され、これによりゲートが形成される部位を覆うレジストパターンが形成される（ステップＳ１１５）。エッチング工程では、レジストパターンをマスクにしたエッチングが実施され、これにより、ゲート絶縁膜及びゲート電極膜がパターニングされる（ステップＳ１１６）。イオン注入工程では、レジストマスクで覆われていないシリコン基板の領域にイオンが注入される（ステップＳ１１７）。レジスト除去工程では、エッチングに利用されたレジストパターンが、例えば酸素ラジカルの雰囲気下で除去される（ステップＳ１１８）。
【符号の説明】
【００９５】
１０…露光装置、１１…光源装置、１１ａ…連結部、１２…照明装置、１２ａ…筐体、１３…レチクルステージ、１４…投影装置、１５…ウエハステージ、１６…鏡筒、１７…ミラー、１８，２１…金属保持部材、１８ａ，２１ａ…底壁部、１８ｂ，２１ｂ…周壁部、１８ｃ，２１ｃ…接続部、１８ｄ，２１ｄ，２１ｊ…ねじ、１８ｅ，１８ｆ，２１ｅ，２１ｆ…Ｏリング、１９…金属材料、１９ｓ…液面、２１ｇ…熱伝導部、２１ｈ…仕切部、２１ｉ…フランジ部、２２…液体材料、２３…金属ブロック、２４，４２…ペルチェ素子、２５…配管接続部、２６，３１…冷媒配管、４１…第１冷媒配管、４１ａ…第１配管接続部、４３…第２冷媒配管、４３ａ…第２配管接続部、Ｃ…露光チャンバ、ＥＬ…露光光、Ｍ…測定装置、Ｒ…レチクル、Ｒａ…パターン形成面、ＲＭ…反射ミラー、Ｓ…保持空間、Ｓ１…第１保持空間、Ｓ２…第２保持空間、Ｗ…ウエハ、Ｗａ…露光面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡筒の内部に保持された光学部材を備える光学装置であって、
液相と固相との間で相転移する物性を有し、前記液相と前記固相とが共存する金属材料と、
前記鏡筒の外周部に設けられ、前記金属材料を保持する第１の保持部と、
を備えることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記金属材料は、
温度変化することで、前記液相と前記固相との比率を変化させることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記金属材料は、
前記鏡筒の温度が上昇すると、前記鏡筒からの熱を受けて、前記固相に対して前記液相の比率を増やすことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記金属材料は、
前記鏡筒の温度が低下すると、前記鏡筒に熱を与えて、前記固相に対して前記液相の比率を減らすことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項５】
前記金属材料は、
前記鏡筒に設定されている基準温度のときに、前記液相と前記固相とが共存する固液共存相となるによう選択された単体の金属または金属合金であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記単体の金属は、
ガリウム（Ｇａ）またはセシウム（Ｃｓ）であることを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記金属合金は、
ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ナトリウム（Ｎａ）、水銀（Ｈｇ）の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項８】
前記基準温度となるように、前記鏡筒または前記金属材料の液相と固相との比率を調整する調整装置をさらに備えることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項９】
前記調整装置は、
前記鏡筒に対して前記第１の保持部の外側に設けられ、前記第１の保持部を介して前記金属材料との間で熱交換する液体材料を保持する第２の保持部と、
前記液体材料の少なくとも一部に接触し、前記液体材料との間で熱交換することで、前記液体材料の温度を調整する温調装置と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記液体材料は、
前記温調装置から伝播した振動を吸収することを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記液体材料は、
ガリウム（Ｇａ）またはインジウム（Ｉｎ）の少なくとも一方を含む液体金属であることを特徴とする請求項９または１０に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記金属材料の固相と液相との比率を検出する検出装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記金属材料の固相と液相との比率を検出する検出装置をさらに備え、
前記調整装置は、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記金属材料の液相と固相との比率を調整することを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１４】
光源からの光を用いてマスクを照明する照明装置と、
前記マスクに形成されたパターンの像を物体に投影する投影装置と、を備える露光装置において、
前記照明装置および前記投影装置の少なくとも一方は、請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の光学装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項１４に記載の露光装置を用いて物体を露光する露光工程と、
前記露光工程で露光された前記物体を現像する現像工程と、
前記物体の表面を加工する加工工程と、
を含むデバイス製造方法。
【請求項１】
鏡筒の内部に保持された光学部材を備える光学装置であって、
液相と固相との間で相転移する物性を有し、前記液相と前記固相とが共存する金属材料と、
前記鏡筒の外周部に設けられ、前記金属材料を保持する第１の保持部と、
を備えることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記金属材料は、
温度変化することで、前記液相と前記固相との比率を変化させることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記金属材料は、
前記鏡筒の温度が上昇すると、前記鏡筒からの熱を受けて、前記固相に対して前記液相の比率を増やすことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記金属材料は、
前記鏡筒の温度が低下すると、前記鏡筒に熱を与えて、前記固相に対して前記液相の比率を減らすことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項５】
前記金属材料は、
前記鏡筒に設定されている基準温度のときに、前記液相と前記固相とが共存する固液共存相となるによう選択された単体の金属または金属合金であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記単体の金属は、
ガリウム（Ｇａ）またはセシウム（Ｃｓ）であることを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記金属合金は、
ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ナトリウム（Ｎａ）、水銀（Ｈｇ）の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項８】
前記基準温度となるように、前記鏡筒または前記金属材料の液相と固相との比率を調整する調整装置をさらに備えることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項９】
前記調整装置は、
前記鏡筒に対して前記第１の保持部の外側に設けられ、前記第１の保持部を介して前記金属材料との間で熱交換する液体材料を保持する第２の保持部と、
前記液体材料の少なくとも一部に接触し、前記液体材料との間で熱交換することで、前記液体材料の温度を調整する温調装置と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記液体材料は、
前記温調装置から伝播した振動を吸収することを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記液体材料は、
ガリウム（Ｇａ）またはインジウム（Ｉｎ）の少なくとも一方を含む液体金属であることを特徴とする請求項９または１０に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記金属材料の固相と液相との比率を検出する検出装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記金属材料の固相と液相との比率を検出する検出装置をさらに備え、
前記調整装置は、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記金属材料の液相と固相との比率を調整することを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１４】
光源からの光を用いてマスクを照明する照明装置と、
前記マスクに形成されたパターンの像を物体に投影する投影装置と、を備える露光装置において、
前記照明装置および前記投影装置の少なくとも一方は、請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の光学装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項１４に記載の露光装置を用いて物体を露光する露光工程と、
前記露光工程で露光された前記物体を現像する現像工程と、
前記物体の表面を加工する加工工程と、
を含むデバイス製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２３１０４６（Ｐ２０１２−２３１０４６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９１０１（Ｐ２０１１−９９１０１）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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