JP2005322907A - リソグラフィ装置、熱調節システム、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィ投影装置では、レンズ支持体を使って投影レンズが基準フレームに取付けてあり、結像精度を高めるために、安定連鎖の一部を形成するこの投影レンズ、レンズ支持体および基準フレームの熱安定性を改善すること。
【解決手段】基準フレームＭＦ上に投影レンズＰＬを支持する投影レンズ支持体ＬＳを熱調節するための熱調節システムが設けてある。直接熱調節システムでは、レンズ支持体に中を熱調節流体を通す熱調節チャンネルがあり、間接熱調節システムでは、レンズ支持体に取付けた熱調節板４にこの熱調節チャンネルが設けてあり、それぞれ、この熱調節流体によってレンズ支持体を冷却または加熱する。この熱調節チャンネルは、熱調節流体を外へ漏さないために閉チャンネルであるのが好ましい。また、この熱調節システムは、ガス熱調節システムであってもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、リソグラフィ装置、熱調節システム、およびデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板の目標部分上に所望のパターンを付ける機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使うことができる。その状況では、マスクのようなパターニング装置を使ってこのＩＣの個々の層に対応する回路パターンを創成してもよく、このパターンを、放射線感応材料（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコンウエハ）上の目標部分（例えば、一つまたは幾つかのダイの一部を含む）に結像することができる。一般的に、単一基板が隣接する目標部分のネットワークを含み、それらを順次露出する。既知のリソグラフィ装置には、全パターンをこの目標部分上に一度に露出することによって各目標部分を照射する、所謂ステッパと、このパターンを投影ビームによって与えられた方向（“走査”方向）に走査することによって各目標部分を照射し、一方、この基板をこの方向に平行または逆平行に同期して走査する、所謂スキャナがある。

リソグラフィ装置には、基板の目標部分上にパターンを投影するために投影システムが設けてある。典型的に、この投影システムには、基準フレームに取付けたレンズがある。この基準フレームは、多くの機能を提供し、且つ高度に安定した環境を要する。この基準フレームは、この技術で計測フレームとも呼ぶ。従来のリソグラフィ装置では、レンズ支持ブロックを使って投影レンズを基準フレームに取付ける。この投影レンズ、レンズ支持ブロックおよび基準フレームは、安定連鎖の一部を形成する。リソグラフィ装置の結像精度要求が増すと、投影レンズ、レンズ支持ブロックおよび基準フレームの熱安定性を改善することが要求されることが判っている。さもなければ、非常に望ましくない、基準フレームのドリフトが起る。更に、やはり基準フレームに取付けてある、リソグラフィ装置内の測定装置、特に、干渉計、の精度がこの基準フレームのドリフトに影響されることが判っている。更なる問題は、投影レンズの熱調節を損うことである。

従来のリソグラフィ装置で確認したこれらの問題に取組むことが望ましい。特に、基準フレームの熱ドリフトを減少することが望ましい。更に、リソグラフィ装置内の測定装置の精度を改善することが望ましい。更に、投影レンズの熱調節を改善することが望ましい。

この発明の一態様によれば、放射線ビームを供給するように構成した照明システム、この放射線ビームの断面にパターンを与えることができ、それでパターン化した放射線ビームを作るパターニング装置またはパターニング構造体を支持するように構成した支持構造体、基板を保持するように構成した基板テーブル、およびこのパターン化した放射線ビームを基板の目標部分上に投影するように配置した投影システムを含むリソグラフィ装置であって、更に、基準フレーム上にこの投影システムを支持するように構成した投影システム支持体を含み、更に、この投影システム支持体を熱的に調節するように構成した熱調節システムを含む装置が提供される。

この様にして、投影システム、特に、投影レンズの状態調節を改善する。更に、基準フレームのドリフトを低減する。

好適実施例では、熱調節システムが投影システム支持体を直接的に熱的に調節、特に、冷却する。この様にして、投影システムから基準フレームの方へおよびその逆に投影支持フレームを通る熱負荷を効果的に減少できる。

更なる好適実施例では、熱調節システムが投影システム支持体を間接的に熱的に調節、特に、冷却する。この様にして、投影システム支持体の熱負荷を、必要な投影システムの改造が最小限で、減少できる。

更なる好適実施例では、熱調節システムが投影システム支持体を通して熱調節流体を運ぶように構成した熱調節チャンネルを含む。特に、この熱調節チャンネルは、投影システム支持体内に熱調節流体を保持するように構成した閉チャンネルである。この様にして、リソグラフィ装置内を流体で汚染する危険なしに、熱調節を達成する。

その上更なる実施例では、熱調節システムが投影システム支持体を熱的に調節するように構成した熱調節板を含み、この熱調節板は、投影システム支持体と熱接触している。この様にして、投影システム支持体を改造する必要なく、熱伝達を達成する。

更なる好適実施例では、熱調節システムが熱調節チャンネルを通る流体流れを提供するように構成したポンプを含む。特に、このポンプは、使用する際、熱調節システムに発生する流れ誘発振動を制限するように、ある流量の流体流れを提供するように構成した制御素子を含む。この様にして、リソグラフィ装置内で何の障害も生ずることなく、投影システム支持体の熱調節を達成する。

更なる好適実施例では、この流体が実質的に毎分約０．５ないし約６リットルの範囲内の流量で流れる。この様にして、特に、基準フレームまたは投影レンズと何の障害も生ずることなく、熱負荷を減少する。

本発明の更なる態様によれば、投影システム支持体を熱調節するように構成・配置した熱調節システムが提供される。

好適実施例では、熱調節システムが、使用する際、投影システム支持体と熱接触して取付けるように配置した板を含み、この板は、使用する際、投影システム支持体を熱的に調節するように、熱調節流体を運ぶように構成した熱調節チャンネルを含む。

本発明の更なる態様によれば、デバイス製造方法であって、基板を用意する工程；照明システムを使って放射線の投影ビームを用意する工程；投影ビームの断面にパターンを与えてパターン化した放射線ビームを作るためにパターニング装置を使う工程；このパターン化した放射線ビームを基板の目標部分上に投影する工程；並びにこの投影システムを基準フレーム上に支持し、およびこの投影システム支持体を熱的に調節する工程を含む方法が提供される。

本発明の更なる態様によれば、投影システムを使って、パターニング装置またはパターニング構造体からパターンを基板の目標部分上に転写する工程を含む、デバイスを製造するための方法に於いて、この投影システムを熱的に調節した投影システム支持体によって支持する方法が提供される。

この本文では、ＩＣの製造でリソグラフィ装置を使用することを具体的に参照するかも知れないが、ここで説明するリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁区メモリ用誘導検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造のような、他の用途があるかも知れないことを理解すべきである。当業者には、そのような代替用途の関係で、ここで使う“ウエハ”または“ダイ”という用語のどれも、それぞれ、より一般的な用語“基板”または“目標部分”と同義と考えてもよいことが分るだろう。ここで言及する基板は、露出の前または後に、例えば、トラック（典型的には基板にレジストの層を付け且つ露出したレジストを現像する器具）または計測若しくは検査器具で処理してもよい。該当すれば、この開示をそのようなおよびその他の基板処理器具に適用してもよい。更に、この基板を、例えば、多層ＩＣを創るために、二度以上処理してもよく、それでここで使う基板という用語は既に多重処理した層を含む基板も指すかも知れない。

ここで使用する“放射線”および“ビーム”という用語は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば、波長３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの）および超紫外（ＥＵＶ）放射線（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びにイオンビームまたは電子ビームのような、粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を包含する。

ここで使う“パターニング装置”という用語は、投影ビームの断面に、この基板の目標部分に創るようなパターンを与えるために使うことができる装置を指すと広く解釈すべきである。この投影ビームに与えたパターンは、基板の目標部分の所望のパターンと厳密には対応しなくてもよいことに注目すべきである。一般的に、投影ビームに与えたパターンは、集積回路のような、この目標部分に創るデバイスの特別の機能層に対応するだろう。

パターニング装置は、透過性でも反射性でもよい。パターニング装置の例には、マスク、プログラム可能ミラーアレイ、およびプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクは、リソグラフィでよく知られ、二値、交互位相シフト、および減衰位相シフトのようなマスク型、並びに種々のハイブリッドマスク型がある。プログラム可能ミラーアレイの一例は、小型ミラーのマトリックス配置を使用し、入射放射線ビームを異なる方向に反射するようにその各々を個々に傾斜することができ、この様にして反射ビームをパターン化する。パターニング装置の各例で、支持構造体は、例えば、フレームまたはテーブルでもよく、それらは必要に応じて固定または可動でもよく且つこのパターニング手段が、例えば投影システムに関して、所望の位置にあることを保証してもよい。ここで使う“レチクル”または“マスク”という用語のどれも、より一般的な用語“パターニング装置”と同義と考えてもよい。

ここで使う“投影システム”という用語は、例えば使用する露出放射線に対して、または浸漬液の使用または真空の使用のような他の要因に対して適宜、屈折性光学システム、反射性光学システム、および反射屈折性光学システムを含む、種々の型式の投影システムを包含するように広く解釈すべきである。ここで使う“レンズ”という用語のどれも、より一般的な用語“投影システム”と同義と考えてもよい。

この照明システムも放射線の投影ビームを指向し、成形し、または制御するための屈折性、反射性、および反射屈折性光学要素を含む、種々の型式の光学要素も包含してよく、そのような要素も以下で集合的または単独に“レンズ”とも呼ぶかも知れない。

このリソグラフィ装置は、二つ（二段）以上の基板テーブル（および／または二つ以上のマスクテーブル）を有する型式でもよい。そのような“多段”機械では、追加のテーブルを並列に使ってもよく、または準備工程を一つ以上のテーブルで行い、一方他の一つ以上のテーブルを露出用に使ってもよい。

このリソグラフィ装置は、投影システムの最終素子と基板の間のスペースを埋めるように、この基板を比較的屈折率の高い液体、例えば水の中に浸漬する型式でもよい。浸漬液をこのリソグラフィ装置の他のスペース、例えば、マスクと投影システムの最初の素子との間にも加えてよい。浸漬法は、例えば、投影システムの開口数を効果的に増すために、この技術でよく知られている。

次にこの発明の実施例を、例としてだけ、添付の概略図を参照して説明する。それらの図面で対応する参照記号は対応する部品を指す。
類似の参照記号は、類似の要素を指す。

図１は、この発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置を概略的に描く。この装置は、
放射線（例えば、ＵＶ放射線、ＤＵＶ、ＥＵＶまたはｘ線放射線）の投影ビームＰＢを供給するための照明システム（照明器）ＩＬ、
パターニング装置（例えば、マスク）ＭＡを支持し、且つこのパターニング装置を部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第１位置決め装置ＰＭに結合された第１支持構造体（例えば、マスクテーブル）ＭＴ、
基板（例えば、レジストを塗被したウエハ）Ｗを保持し、且つこの基板を部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第２位置決め装置ＰＷに結合された基板テーブル（例えば、ウエハテーブル）ＷＴ、および
パターニング装置ＭＡによって投影ビームＰＢに与えたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、一つ以上のダイを含む）上に結像するための投影システム（例えば、屈折性投影レンズ）ＰＬを含む。

ここに描くように、この装置は、（例えば、透過性のマスクを使用する）透過型である。その代りに、この装置は、（例えば、上に言及したような種類のプログラム可能ミラーアレイを使用する）反射型でもよい。

照明器ＩＬは、放射線源ＳＯから放射線のビームを受ける。この線源とリソグラフィ装置は、例えば、線源がエキシマレーザであるとき、別々の存在であってもよい。そのような場合、この線源はリソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射線ビームは、線源ＳＯから、例えば適当な指向ミラーおよび／またはビーム拡大器を含むビーム送出システムＢＤを使って、照明器ＩＬへ送られる。他の場合、例えば、線源が水銀灯であるとき、線源がこの装置の一部分であってもよい。この線源ＳＯと照明器ＩＬは、もし必要ならビーム送出システムＢＤと共に、放射線システムと呼んでもよい。

照明器ＩＬは、ビームの角強度分布を調整するための調整装置ＡＭを含んでもよい。一般的に、この照明器の瞳面での強度分布の少なくとも外側および／または内側半径方向範囲（普通、それぞれ、σ外側およびσ内側と呼ぶ）を調整できる。その上、照明器ＩＬは、一般的に、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような、種々の他の部品を含む。この照明器は、その断面に所望の均一性および強度分布を有する、投影ビームＰＢと呼ぶ、状態調節した放射線ビームを提供する。

投影ビームＰＢは、マスクテーブルＭＴ上に保持した、マスクＭＡの形で示す、パターニング装置に入射する。マスクＭＡを通り抜けてから、この投影ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、それがこのビームを基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計測装置）を使って、基板テーブルＷＴを、例えば、異なる目標部分ＣをビームＰＢの経路に配置するように、正確に動かすことができる。同様に、例えば、マスクＭＡをマスクライブラリから機械的に検索してから、または走査中に、第１位置決め装置ＰＭおよびもう一つの位置センサ（図１にはっきりとは図示せず）を使ってマスクＭＡをビームＰＢの経路に関して正確に配置することができる。一般的に、物体テーブルＭＴおよびＷＴの移動は、位置決め装置ＰＭおよびＰＷの一部を形成する、長ストロークモジュール（粗位置決め）および短ストロークモジュール（微細位置決め）を使って実現する。しかし、ステッパの場合は（スキャナと違って）、マスクテーブルＭＴを短ストロークアクチュエータに結合するだけでもよく、または固定してもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク整列マークＭ１、Ｍ２および基板整列マークＰ１、Ｐ２を使って整列してもよい。

図示する装置は、以下の好適モードで使うことができる：
１． ステップモードでは、投影ビームに与えた全パターンを目標部分Ｃ上に一度に（即ち、単一静的露出で）投影しながら、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを本質的に固定して保持する。次に基板テーブルＷＴをＸおよび／またはＹ方向に移動して異なる目標部分Ｃを露出できるようにする。ステップモードでは、露出領域の最大サイズが単一静的露出で結像する目標部分Ｃのサイズを制限する。
２． 走査モードでは、投影ビームに与えたパターンを目標部分Ｃ上に投影（即ち、単一動的露出で）しながら、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期して走査する。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの（縮）倍率および像反転特性によって決る。走査モードでは、露出領域の最大サイズが単一動的露出での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、一方走査運動の長さが目標部分の（走査方向の）高さを決める。

３． もう一つのモードでは、プログラム可能パターニング手段を保持するマスクテーブルＭＴを本質的に固定し、投影ビームに与えたパターンを目標部分Ｃ上に投影しながら、基板テーブルＷＴを動かしまたは走査する。このモードでは、一般的にパルス化した放射線源を使用し、プログラム可能パターニング手段を基板テーブルＷＴの各運動後または走査中の連続する放射線パルスの間に必要に応じて更新する。この作動モードは、上に言及した型式のプログラム可能ミラーアレイのような、プログラム可能パターニング手段を利用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用できる。
上に説明した使用モードの組合せおよび／または変形または全く異なった使用モードも使ってよい。

また図１には、レンズ支持体ＬＳも示し、それは、典型的には基準フレームＭＦ上に投影レンズＰＬを支持するためのレンズ支持ブロックである。典型的に、このレンズ支持体ＬＳは、投影レンズＰＬと基準フレームＭＦの両方に堅く取付ける。この基準フレームは、多数の機能を提供する。それは、レンズ支持体ＬＳを支持することは勿論、更に、干渉計ＩＦの一部を形成するＺミラーＺＭを含むこの干渉計ＩＦを支持する。この基準フレームは、この技術で計測フレームとも呼ぶ。図１では、二つのレンズ支持体ＬＳが設けてある。典型的には、図４に更に詳しく示すように、三点配置で三つのレンズ支持体ＬＳが設けてある。レンズ支持体ＬＳは、典型的には高強度材料で作ってある。

典型的に、レンズ支持体ＬＳの材料は、それに加えて、またはその代りに、低熱膨張係数を有する。特に、レンズおよび基準フレームの材料に依って、例えば、レンズと基準フレームの材料の熱膨張係数に大きな差があれば、高強度材料を要するかも知れない。低熱膨張が望ましいかも知れないが、高熱膨張係数を有する他の材料も使ってよいかも知れない。適当な材料には、ケルビン当り百万分の１１（１１ｐｐｍ／Ｋ）のオーダの熱膨張係数を有する高強度鋼およびアルミニウムがある。このレンズ支持体ＬＳは、あらゆる公差、特に投影レンズと基準フレームの間の公差集積を補償する目的で構成してある。

更に、レンズ支持体ＬＳは、投影レンズおよび基準フレームが、例えば、作動中または輸送中、温度変動による機械的変形を受けても、投影レンズＰＬおよび基準フレームＭＦが互いに関してＸ、Ｙ、Ｒｚ、ＲｘおよびＲｙ方向に変位しないように構成してある。特に、レンズ支持体ＬＳは、熱または弾性変形を受けるとき、投影レンズＰＬが基準フレームＭＦの中心に留まるように構成してある。これは、例えば、板ばねを含む構造で達成されるかも知れない。このレンズ支持体ＬＳの構造を、図６に示し且つ更に詳しく説明する。

図１には、レンズ支持体ＬＳに関連する流体熱調節装置ＦＣも示す。この流体熱調節装置ＦＣは、レンズ支持体ＬＳを通る熱負荷を下げるようにレンズ支持体ＬＳを調節する。一実施例では、熱調節装置ＦＣがレンズ支持体ＬＳを冷却する。投影レンズＰＬからの熱負荷が、特に、基準フレームのドリフトを生じることが判っている。特に、高ドリフトがアルミニウム製の基準フレームに起ることが判った。レンズ支持体ＬＳを熱的に調節することによって、ドリフトが減ることが判っている。特に、基準フレームＭＦのＸおよびＹ方向のドリフトが減る。更に、この投影システムの性能向上がＺ方向にもたらされる。

図２は、この発明の実施例による熱調節システムを含むリソグラフィ装置を描く。特に、図２は、パターン化したビームを基板の目標部分上に投影するための投影レンズＰＬを含む投影システムＰＬを示す。基準フレームＭＦ上にこの投影システムＰＬを支持するための投影システム支持体ＬＳも示す。投影システム支持体を熱調節するための熱調節システムＦＣＩ、ＦＣＤも設けてある。典型的に、この熱調節システムは、流体熱調節システムである。ある実施例では、熱調節システムＦＣＤが投影システム支持体を直接冷却する。代替実施例では、熱調節システムＦＣＩが投影システム支持体を間接的に冷却する。両実施例を図２に示す。直接熱調節システムＦＣＤでは、この熱調節システムが投影システム支持体ＬＳを通して熱調節流体を運ぶための熱調節チャンネル２を含む。この熱調節チャンネル２は、熱調節流体を投影システム支持体ＬＳ内に保持するために閉チャンネル２でもよい。この様にして、流体がリソグラフィ装置内および周辺の外界に逃げるのを防ぐ。

間接熱調節システムＦＣＩでは、熱調節システムＦＣＩが投影システム支持体ＬＳを熱調節するための熱調節板４を含み、この熱調節板が投影システム支持体ＬＳと熱接触して取付けてあってもよい。直接熱調節システムに似た方法で、熱調節板４がこの熱調節板４を通して熱調節流体を運ぶための熱調節チャンネル２を備えてもよい。この熱調節チャンネルは、熱調節流体を熱調節板４内に保持するために閉チャンネル２であるのが好ましい。熱調節板４は、ブロックの形をしていてもよく、且つアルミニウム、鋼、アンバーのような鉄合金、セラミック複合材料、チタン、銅、金および銀等の少なくとも一つを含む材料で作ってもよい。熱調節板４の寸法は、重要ではない。しかし、典型的には、投影システム支持体と良く熱接触する表面を有するように熱調節板４を構成する。更に、半径方向のこの板の厚さは、リソグラフィ装置内の利用できるスペースにこの板を取付けられるようにしながら、この板内に熱調節チャンネルを設けさせるに十分である。両実施例で、投影システム支持体の熱負荷は、熱調節チャンネル２の熱伝達の助けで減少する。図２は、更に、熱調節システムＦＣＩ、ＦＣＤが投影システム支持体ＬＳに熱調節流体を供給するための供給管２０、投影システム支持体ＬＳからこの熱調節流体を戻すための戻り管２１を含み、この供給管２０、熱調節チャンネル２および戻り管２１が閉システムを作るのを描く。この供給および戻り管は、典型的には、例えばリソグラフィ装置の流体熱調節システムで通常使う管または管材料で作る。また、熱調節流体をこの熱調節システムＦＣＩ、ＦＣＤに導入する流体熱調節入力口ＦＣ Ｉ／Ｐおよびこの熱調節流体を受ける流体熱調節出力口ＦＣ Ｏ／Ｐも備える。一実施例では、図９ａおよび図９ｂに示すように、熱調節システムが流体をポンプで循環する閉システムを含む。代替実施例では、熱調節システムが開放型で、新しい流体の連続流を導入する。閉システムでは、それでも新しい流体を所望の時間にこのシステムに導入できることが分るだろう。使用する流体は、典型的には水である。しかし、どんなガス、液体またはガスと液体の混合物を使ってもよい。他の特に適した流体には、熱的に調節した空気がある。更に、典型的には、投影システムが投影レンズを含み、投影システム支持体がこの投影レンズを支持するように構成した投影レンズ支持体ＬＳである。更に、図２に基準フレームＭＦ上に取付けたＺミラーＺＭおよび干渉計ＩＦを示す。この投影レンズ、投影レンズ支持体ＬＳ、基準フレームおよび干渉計ＩＦが性能安定連鎖の一部を形成し、即ち、この連鎖のどの部分の外乱もこのシステムの安定性に影響することが判っている。それで、投影レンズ支持体の安定性を改善することによって、この投影レンズ、基準フレームおよび干渉計ＩＦの性能が向上することが分る。

図３は、この発明の実施例による熱調節システムを含むリソグラフィ装置の更なる詳細を描く。特に、図３は、Ｚ方向に沿う基準フレームＭＦの透視、平面図を示す。図３に、投影システムは示してない。組立てたとき、投影システムＰＬを投影システム支持体ＬＳによって平面２２上に支持する。使用する際、投影ビームＰＢが開口２３を通って、基板（図示せず）上に入射する。図３で、投影システム支持体ＬＳが投影システムＰＬを支持するように配置した複数の支持ブロックを含み、熱調節システムＦＣＩがこれらの複数の支持ブロックを冷却するように配列してあるのが分る。図３に示す実施例では、複数のブロックを直列に冷却するが、図９ｂに描くような、代替実施例では、複数の支持体を並列に冷却することができる。図３に示す熱調節システムは、間接熱調節システムであり、即ち、熱調節チャンネルが各支持体と熱接触して取付けた熱調節板に作ってある。図３では、全ての支持体を間接的に冷却する。しかし、この発明はこの点に限定されず、各支持体を間接的に冷却しても、直接的に冷却してもよい。上述のように、熱調節システムＦＣＩは、供給管２０および戻り管２１を含む。管という用語は、ホース等のような、他の適当な手段を包含することを意図する。流体は、流体熱調節入力口ＦＣ Ｉ／Ｐから導入し、流体熱調節出力口ＦＣ Ｏ／Ｐへ回収する。供給管２０、戻り管２１および熱調節板４を基準フレームＭＦ内の窪み２４に収容してもよいことが判っている。典型的に、窪み２４は、投影システムＰＬを受けるために作ってある。更なる実施例では、基準フレームＭＦが更に中に管を配置する窪みを設けるように機械加工してある。しかし、図３で分るように、これは本質的ではない。供給および戻り管は、利用できるスペースに適合させるために柔軟に作ってある。入力口ＦＣ Ｉ／Ｐおよび出力口ＦＣ Ｏ／Ｐは、基準フレームから遠く離して設けてある。一実施例では、供給および戻り管２０、２１の遠く離れた入力口および出力口への接続を容易にするために、これらの管を他の部品と干渉することなく、投影システムＰＬ用基準フレームＭＦに設けたスペースに出入りできるようにする手段として、更なる窪み２６を基準フレームに設けてもよい。基準フレームの形状寸法に依って、供給および戻り管の接続を代替手段によって達成してもよい。

図４は、この発明の実施例による熱調節システムの詳細を描く。特に、図４は、基準フレームに設置する前の、図３に示すレンズ支持ブロックＬＳに取付けた熱調節システムを描く。この投影システム支持体が三つのレンズ支持ブロックＬＳを含むのが分る。投影システムの最も安定な支持が三つのレンズ支持ブロックによってもたらされることが判っている。レンズ支持ブロックＬＳは、典型的にＸ−Ｙ平面で、典型的には実質的に共平面に配置してある。これら三つのレンズ支持ブロックは、二つの対向する縦外面２８、２９を有する、実質的に長方形平行六面体または煉瓦形である。使用する際、レンズ支持ブロックＬＳは、三角形配列に互いからほぼ等距離に配置し、それで外縦面２８の最初のものはこの三角形の概念的中心の方に向いている。第２対向外面２９は、向きがこの三角形の概念的中心から逸れている。図４で、熱調節板４は、第２対向外面２９に取付けてある。更に、使用する際、供給および戻り管２０、２１は、これらのレンズ支持ブロックを含む装置の周りにリングを形成するように配置してある。この様にして、投影システムおよび投影システム支持体の周りの利用できるスペースの最適使用を装置部品の性能を落すことなく達成する。

各レンズ支持ブロックＬＳは、実質的にＸ−Ｙ平面に配置した上長方形平面を含み、使用する際、この上長方形平面２２は、この投影システム、典型的には、投影レンズＰＬの支持体となる。レンズ支持ブロックの高さは、実質的にＺ方向と平行な方向に伸びる。レンズ支持ブロックは、実質的にＸ−Ｙ平面に配置した下長方形平面２７も含み、使用する際、この下長方形平面２７を基準フレームＭＦ上に配置する。この熱調節システムは、各投影システム支持体を冷却するように、実質的にリングに配置する。供給および戻り管は、実質的にＸ−Ｙ平面に位置する。図６ないし図８を参照して、レンズ支持ブロックＬＳを更に詳しく説明する。典型的に、この熱調節システムおよびレンズ支持ブロックは、それらを基準フレームに設置する前に組立てる。しかし、組立を現場で行ってもよい。

図５は、投影システムに関して取付けた、この発明の実施例による熱調節システムの詳細を描く。特に、図５は、投影システムＰＬに取付けた、図４に示すようなレンズ支持ブロックＬＳに取付けてある熱調節システムを示す。図５に示す装置は、使用する際、基準フレームＭＦに配置する。

図６ないし図８は、この発明の代替実施例による熱調節システムおよび投影システム支持体の詳細を描く。特に、図６は、投影システム支持体ＬＳを流体によって間接的に冷却する、熱調節システムＦＣＩおよび投影システム支持体ＬＳを描く。図７は、投影システム支持体ＬＳを流体によって直接的に冷却する、熱調節システムＦＣＤおよび投影システム支持体ＬＳを描く。図８は、投影システム支持体ＬＳをガスによって冷却する、熱調節システムＧＣおよび投影システム支持体ＬＳを描く。

次に、図６ないし図８を参照して、投影システム支持体ＬＳの構成を説明する。代替実施例用の投影システム支持体の構成は、図７に示す実施例で、熱調節チャンネル２が投影システム支持体ＬＳを通して実質的に縦方向に作ってあることを除いて、同じである。

上述のように、レンズ支持ブロックＬＳは、縦軸を有する、実質的にブロックまたは板形である。レンズ支持ブロックの寸法は、約１００ｍｍ×１００ｍｍ×２０ｍｍである。どんな場合も、ブロックの二つの辺の寸法は、このブロックまたは板の第３の寸法または厚さより実質的に大きい。これらのレンズ支持ブロックは、典型的には高強度鋼または他の材料、例えばアルミニウムで作ってもよい。前述のように、使用する際、レンズ支持ブロックは、投影システムＰＬと基準フレームＭＦの両方に堅く取付ける。これらのレンズ支持ブロックの構成は、どんな公差も補償するようになっている。特に、公差の集積を避ける。この結果を得るために、レンズ支持ブロックＬＳは、板ばね、即ち、単一ユニットとして作用するように連結部６１によって結合した少なくとも二つの柔軟部６０を含む複合ばねを形成するように構成してある。特に、これらのレンズ支持ブロックは、Ｚ方向にシフトしてもよい。

図６では、熱調節板４がレンズ支持ブロックＬＳと熱接触して第２外対向面２９に取付けてある。レンズ支持ブロックＬＳの改作は必要ない。特に、この熱調節システムは、使用する際、投影システム支持体と熱接触して取付けるように構成してある板を含んでもよく、この板は、使用する際、この投影システム支持体を冷却するように、熱調節流体を運ぶための熱調節チャンネルを含む。

熱調節板４は、熱調節チャンネル２を備える。これは、熱調節板４を通してチャンネルをボーリングするかまたは別の方法で作る。熱調節板４の寸法形状は、この発明にとって重要ではないが、熱調節効果を最大にするために、この熱調節チャンネル２を熱調節板４を通って縦に伸びるように作ることが判っている。熱調節板４は、Ｘ−Ｙ平面でほぼＴ形の断面を有してもよく、その場合このＴの横棒６２は、レンズ支持ブロックＬＳと熱接触して取付けるように配置する。この冷却板とレンズ支持ブロックの間の接触面を増すことによって、レンズ支持ブロックとの熱交換が更に向上する。ナット６３、６４を、それぞれ、供給および戻り管２０、２１の間のシールを確実にするために設ける。ボルト６５は、熱調節板４をレンズ支持ブロックに取付ける一つの方法を表す。接着等のような他の取付け手法も適当かも知れない。このレンズ支持ブロックと熱調節板の間に、例えば、熱ペーストを使って取付けた、高熱伝導度の材料を使うことによって熱接触を更に改善することができる。特に、熱調節板と投影システム支持体の間の熱接触を増加するために、熱伝導材料をこの熱調節板と投影システム支持体の間に配置してもよい。その上更に、この熱伝導材料をこの熱調節板とレンズ支持ブロックの間に配置する。

上述のように、図７は、この発明の更なる実施例による熱調節システムおよび投影システム支持体の詳細を描く。特に、図７では、熱調節チャンネル２がレンズ支持ブロックＬＳに作ってある。典型的には、縦方向にこのレンズ支持ブロックの全長に亘る最適熱調節を得るために、熱調節チャンネル２を縦方向にこのレンズ支持ブロックＬＳの全長に亘って設ける。レンズ支持ブロックＬＳ内の熱調節チャンネル２の位置および寸法および方向または延長方向は、この熱調節チャンネルが柔軟部６０の直ぐ近くに設けてなければ、重要ではない。この様にして、レンズ支持ブロックＬＳの機能を妨害することなく熱調節を達成する。

上述のように、図８は、この発明のその上更なる実施例による熱調節システムおよび投影システム支持体の詳細を描く。特に、図８は、投影システム支持体ＬＳをガスによって冷却する、熱調節システムＧＣおよび投影システム支持体ＬＳを描く。特に、この熱調節システムは、投影システム支持体の少なくとも一部８３に熱調節ガスを供給するためのガス供給源８２を含む。典型的に、このガスは、空気および清浄空気の少なくとも一つを含んでもよい。このガス供給源は、レンズ支持ブロックＬＳに供給するガスの温度および流量を制御するための制御素子（図示せず）を含む。典型的に、このガス供給源は、リソグラフィ装置の環境内に乱気流を生ずることなく局部的に部分８３にガスを供給する。これは、例えば、指向性ノズル等によって達成してもよい。ガスは、ガスをレンズ支持ブロックＬＳ付近から除去させる、少なくとも部分真空に接続した排気装置８８を設けることによって任意に除去する。供給および排気の管またはチューブ８４、８６は、それぞれ、ガスをレンズ支持ブロックＬＳへおよびそれから供給および除去する。

図３ないし図６に示す実施例は、中に熱調節チャンネルが作ってある熱調節板４から成る熱調節システムを含む、間接的に冷却するレンズ支持ブロックを描くが、直接冷却したレンズブロックを間接および／またはガス冷却したレンズ支持ブロック、即ち、図７に示すようなレンズ支持ブロックに作った熱調節チャンネルを含む熱調節システムまたは図８に示すようなレンズ支持ブロックを熱調節するためのガス供給源を含む熱調節システムの代りか、それと組合わせて使ってもよいことを注釈する。

図９ａは、この発明の実施例による熱調節システムを描き、図９ｂは、この発明の更なる実施例による熱調節システムを描く。特に、図９ａは、レンズ支持ブロックＬＳを直列に冷却する実施例を描き、図９ｂは、レンズ支持ブロックＬＳを並列に冷却する実施例を示す。図９ａおよび図９ｂは、特に、レンズ支持ブロックＬＳの構成に関して概略的に示すことを注釈する。

次に、熱調節流体の供給および制御を図９ａおよび図９ｂを参照して説明する。特に、この熱調節システムＦＣＩ、ＦＣＤは、熱調節チャンネル２を通して流体を流れさせるための ポンプ９を含んでもよい。更に、このポンプは、使用する際、熱調節システムの振動を制限するように、ある流量の流体流れを提供するための制御素子９１を含んでもよい。更なる実施例では、液圧ダンパを使って液体振動を低減する。この様にして、リソグラフィ装置、特に、投影レンズＰＬおよび基準フレームＭＦを妨害することなく、熱調節を達成する。リソグラフィ装置へのどの様な影響も更に減少するために、ポンプ９は、時間に関して実質的に均一な流れを提供するための制御素子９１を含んでもよい。典型的に、この流体は、実質的に毎分約０．５ないし約６リットルの範囲内の流量で流れるように制御する。更に典型的には、この流体を毎分約２リットルの流量で流れるように制御する。更に、熱調節システムＦＣＩ、ＦＣＤは、投影システム支持体の温度に関して規制した温度の流体を提供するための熱調節ユニット９３を含んでもよい。この熱調節ユニット９３は、典型的にこの流体を所望の温度に加熱または冷却するために熱交換器、ヒータおよび制御素子を含む。更に、レンズ支持ブロックＬＳでの熱調節効果を更に改善するために、例えば、電気回路により、レンズ支持ブロックＬＳから熱調節ユニット９３へ、最適に熱調節した流体を提供するためにこの制御素子が作用する、レンズ支持ブロックＬＳの温度に関するフィードバックを設けてもよい。

上述のように、図９ａでは、投影システム支持体ＬＳがこの投影システムＰＬを支持するように配置した複数の支持ブロックＬＳを含み、熱調節システムＦＣＩ、ＦＣＤがこの複数の支持ブロックを直列に冷却するように配列してある。

上述のように、図９ｂでは、投影システム支持体ＬＳがこの投影システムＰＬを支持するように配置した複数の支持ブロックＬＳを含み、熱調節システムＦＣＩ、ＦＣＤがこの複数の支持ブロックを並列に冷却するように配列してある。並列熱調節を達成するために、熱調節システムＦＣＩ、ＦＣＤは、冷却剤を複数の支持ブロックＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３へ並列に運ぶための複数の並列チャンネル９６を提供するように構成した第１マニホルド９５を備える。更に、この熱調節システムは、第２マニホルド９７およびポンプ９を備え、この第２マニホルド９７は、この熱調節流体をポンプ９へ運ぶために、複数の並列チャンネル９６を単一チャンネル９８に結合するように構成してある。

本発明に関して説明した熱調節システムは、リソグラフィ装置の中のあらゆる他の熱調節システムから独立でもよいが、同等に、存在する熱調節システムも本発明の熱調節システムを取入れるように改作してもよいことが判っていることを注釈する。本発明は、更に投影システム支持体を熱調節するための熱調節システムへの用途がある。

本発明の熱調節システムを、受動素子である、レンズ支持ブロックの熱調節に関して以上に説明したが、本発明の熱調節システムは、アクチュエータ、圧電素子およびその他の素子のような、投影システム支持体の中の能動素子を熱調節するためにも同等に適用可能であることを注釈する。上に説明した特定の実施例では、この熱調節システムを投影システム支持体を熱的に調節するとして説明されている。特に、投影システム支持体を冷却するように構成してあるとしてそれを説明している。しかし、この熱調節システムが投影システム支持体を加熱するかも知れないことも予想している。この様にして、投影システム支持体を熱的に調整する。

この発明の特定の実施例を以上において説明したが、この発明を説明した以外の方法で実施してもよいことが分るだろう。この説明は、この発明を限定することを意図しない。

本発明の実施例によるリソグラフィ装置を示す。 本発明の実施例による熱調節システムを含むリソグラフィ装置の詳細を示す。 本発明の実施例による熱調節システムを含むリソグラフィ装置の更なる詳細を示す。 本発明の実施例による熱調節システムの詳細を示す。 本発明の実施例による、投影システムに関して取付けた熱調節システムの詳細を示す。 本発明の実施例による熱調節システムおよび投影システム支持体の詳細を示す。 本発明の更なる実施例による熱調節システムおよび投影システム支持体の詳細を示す。 本発明のその上更なる実施例による熱調節システムおよび投影システム支持体の詳細を示す。 本発明の実施例による熱調節システムを示す。 本発明の更なる実施例による熱調節システムを示す。

符号の説明

２ 熱調節チャンネル
４ 熱調節板
９ ポンプ
２０ 供給管
２１ 戻り管
８２ ガス供給源
８３ システム支持体の一部
９１ 制御素子
９３ 熱調節ユニット
９５ 第１マニホルド
９６ 並列チャンネル
９７ 第２マニホルド
９８ 単一チャンネル
Ｃ 目標部分
ＦＣＤ 直接熱調節システム
ＦＣＩ 間接熱調節システム
ＧＣ ガス熱調節システム
ＩＬ 照明システム
ＬＳ 投影システム支持体
ＬＳ１ 支持ブロック
ＬＳ２ 支持ブロック
ＬＳ３ 支持ブロック
ＭＡ パターニング装置
ＭＦ 基準フレーム
ＭＴ 支持構造体
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影システム
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル

Claims (34)

1. 放射線ビームを供給するように構成した照明システム、
   前記放射線ビームの断面にパターンを与えることができ、それでパターン化した放射線ビームを作るパターニング装置を支持するように構成した支持構造体、
   基板を保持するように構成した基板テーブル、
   前記パターン化した放射線ビームを基板の目標部分上に投影するように配置した投影システム、
   基準フレーム上に前記投影システムを支持するように構成した投影システム支持体、および
   前記投影システム支持体を熱的に調節するように構成した熱調節システム、を含むリソグラフィ装置。
2. 前記熱調節システムが流体熱調節システムである請求項１に記載された装置。
3. 前記熱調節システムが前記投影システム支持体を直接的に調節する請求項１に記載された装置。
4. 前記熱調節システムが前記投影システム支持体を間接的に調節する請求項１に記載された装置。
5. 前記熱調節システムが前記投影システム支持体を通して熱調節流体を運ぶように構成した熱調節チャンネルを含む請求項１に記載された装置。
6. 前記熱調節チャンネルが前記投影システム支持体内に熱調節流体を保持するように構成した閉チャンネルである請求項５に記載された装置。
7. 前記熱調節システムが前記投影システム支持体を熱的に調節するように構成した熱調節板を含み、前記熱調節板が投影システム支持体と熱接触している請求項１に記載された装置。
8. 前記熱調節板が前記熱調節板を通してまたはその表面を横切って熱調節流体を運ぶように構成した熱調節チャンネルを備える請求項７に記載された装置。
9. 前記熱調節チャンネルが前記熱調節板内に熱調節流体を保持するための閉チャンネルである請求項８に記載された装置。
10. 前記熱調節システムが前記熱調節チャンネルを通る流体流れを提供するように構成したポンプを含む請求項１に記載された装置。
11. 前記ポンプが、使用する際、前記熱調節システムに発生する流れ誘発振動を制限するように、ある流量の流体流れを提供するように構成した制御素子を含む請求項１０に記載された装置。
12. 前記制御素子が液体振動を低減するために液圧ダンパを含む請求項１１に記載された装置。
13. 前記ポンプが時間に関して実質的に均一な流れを提供するように配置した制御素子を含む請求項１０に記載された装置。
14. 前記流体流れが実質的に毎分約０．５ないし約６リットルの範囲内の流量で流れる請求項１０に記載された装置。
15. 前記流体流れが毎分約２リットルの流量で流れる請求項１０に記載された装置。
16. 前記熱調節板が、アルミニウム、鋼、鉄合金、セラミック複合材料、チタン、銅、金および銀の少なくとも一つを含む材料で作ってある請求項７に記載された装置。
17. 前記熱調節板がブロックの形をしている請求項７に記載された装置。
18. 前記熱調節システムが前記投影システム支持体の少なくとも一部に熱調節ガスを供給するように構成したガス供給源を含む請求項１に記載された装置。
19. 前記ガスが空気および清浄空気の少なくとも一つを含む請求項１８に記載された装置。
20. 前記投影システム支持体が前記投影システムを支持するように配置した複数の支持ブロックを含み、前記熱調節システムがこれらの複数の支持ブロックを直列に冷却するように配列してある請求項１に記載された装置。
21. 前記投影システム支持体が前記投影システムを支持するように配置した複数の支持ブロックを含み、前記熱調節システムがこれらの複数の支持ブロックを並列に冷却するように配列してある請求項１に記載された装置。
22. 前記熱調節システムが冷却剤を上記複数の支持ブロックへ並列に運ぶための複数の並列チャンネルを提供するように構成した第１マニホルドを含む請求項２１に記載された装置。
23. 前記熱調節システムが第２マニホルドおよびポンプを含み、上記第２マニホルドは、前記冷却剤を上記ポンプへ運ぶために複数の並列チャンネルを単一チャンネルに結合するように構成してある請求項２１に記載された装置。
24. 前記熱調節システムが前記投影システム支持体の温度に関して規制した温度の流体を提供するように構成した熱調節ユニットを含む請求項１に記載された装置。
25. 前記熱調節システムが前記投影システム支持体に熱調節流体を供給するたように構成した供給管、中を前記熱調節流体が流れ、前記投影システム支持体を熱的に調節するようの構成した熱調節チャンネル、および前記投影システム支持体から前記熱調節流体を戻すように構成した戻り管を含み、前記供給管、熱調節チャンネルおよび戻り管が閉システムを形成する請求項１に記載された装置。
26. 前記投影システムが投影レンズを含み、および前記投影システム支持体が前記投影レンズを支持するように構成した投影レンズ支持体である請求項１に記載された装置。
27. 前記熱調節システムが前記投影システム支持体を冷却するように構成してある請求項１に記載された装置。
28. 前記投影システム支持体が能動素子を含み、前記熱調節システムが前記能動素子を熱的に調節するように構成してある請求項１に記載された装置。
29. 更に、前記熱調節板と前記投影システム支持体の間に配置し、前記熱調節板と前記投影システム支持体の間の熱接触を増加するように構成した熱伝導材料を含む請求項７に記載された装置。
30. 前記投影システム支持体がレンズ支持ブロックを含み、前記熱伝導材料が前記熱調節板と前記レンズ支持ブロックの間に配置してある請求項２９に記載された装置。
31. 投影システム支持体を熱的に調節する熱調節器を含む装置。
32. 使用する際、投影システムを支持するように構成・配置した投影システム支持体と熱接触して取付けるように配置した板を含み、前記板は、使用する際、前記投影システム支持体を熱的に調節するように、熱調節流体を運ぶように構成した熱調節チャンネルを含む熱調節システム。
33. デバイス製造方法であって、
    基板を用意する工程、
    照明システムを使って放射線の投影ビームを用意する工程、
    前記投影ビームの断面にパターンを与えてパターン化した放射線ビームを作るためにパターニング装置を使う工程、および
    前記パターン化した放射線ビームを、投影システム支持体で基準フレーム上に支持した投影システムを使って上記基板の目標部分上に投影する工程、および
    前記投影システム支持体を熱的に調節する工程、を含む方法。
34. デバイスを製造するための方法であって、
    投影システム支持体で基準フレーム上に支持した投影システムを使って、パターニング装置からパターンを基板の目標部分に転写する工程、および
    前記投影システム支持体を熱的に調節する工程、を含む方法。

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