JP2006049909A - リソグラフィ装置、照明システムを有する装置、投影システムを有する装置、リソグラフィ装置の光学要素およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線および／または投影システムの光学要素の描像品質に及ぼす熱効果をさらに低下させるか、解消するリソグラフィ投影システムを提供すること。
【解決手段】本発明は、放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構築された支持体とを有し、パターニングデバイスが、放射線ビームの断面にパターンを与えて、パターン形成したビームを形成することができ、さらに基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン形成した放射線ビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムとを有し、使用時に熱負荷を経験する装置の少なくとも１つの構成要素に、構成要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成された一体装着の加熱要素を設けたリソグラフィ装置に関する。この方法で、構成要素への加熱および冷却効果が回避される。さらに、構成要素の熱勾配が低下するので、経験する光学的歪みが減少する。
【選択図】図２

Description

本発明は、リソグラフィ装置、照明システムを有する装置、投影システムを有する装置、リソグラフィ装置の光学要素およびデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板、通常は基板の目標部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この状況で、代替的にマスクまたはレチクルと呼ばれるパターニングデバイスは、ＩＣの個々の層に形成する回路パターンの生成に使用することができ、このパターンを、基板（例えばシリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイの一部を有する）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射線感光原料（レジスト）の層に描像することを介する。一般的に、１枚の基板は、順次パターン形成される近接目標部分のネットワークを含んでいる。既知のリソグラフィ装置は、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、所定の基準方向（「走査」方向）にマスクパターンを投影ビームで徐々に走査し、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。

さらに小さい形体を描像するために、現在の商用リソグラフィデバイスで往々にして使用するような１９３ｎｍまたは１５７ｎｍの波長のＵＶではなく、露光放射線として５ｎｍから２０ｎｍの範囲の波長のＥＵＶ放射線を使用することが提案されている。知られている材料で、ＥＵＶ放射線の放射線および／または投影システムの光学要素の屈折レンズを形成することができる材料はなく、したがって、ＥＵＶリソグラフィ装置の放射線および投影システムを、現在のところミラー、通常は多層ミラーを使用して作成しなければならない。投影された像の品質は、ミラー、特に投影システムのミラーの表面変形（図のエラー）に対して極めて敏感である。

リソグラフィ装置の放射線は、光学要素によって部分的に吸収されることが判明している。これにより、光学要素が加熱する。特に、ＥＵＶ投影ビームは、放射線および投影システムのミラーに吸収されることが判明している。さらなる問題は、ミラーの高い動的要件のために、ミラーの直接的な熱調整が不可能なことである。将来には、比較的短い波長で動作するリソグラフィ装置を使用して、より高い出力を獲得すべき場合、例えばｚｅｒｏｄｕｒ（商標）のような材料などの非常に低い熱膨張率（ＣＴＥ）を有する材料で光学要素を構築しても、光学仕様に適合しなければならない場合に、光学要素、特に投影および放射線システムのミラーの能動的調整が必要となることがある。さらなる問題は、ＥＵＶ波長で動作するリソグラフィ装置が真空状態で動作することである。欧州特許第１３７６２３９号は、光学要素の冷却デバイスに関し、ここで光学要素は熱受け板によって間接的に冷却される。このような方法での光学要素の冷却は、真空中の低い熱伝導機構のせいで放射線の冷却のみが可能であるので、達成が困難であることが判明している。特に、直接的に接触しない真空中の冷却は、非効率的な熱伝導機構であることが判明している。さらなる問題は、光学要素と直接的に接触して配置した熱調整要素が振動を導入し、これが像の品質を低下させることである。

放射線および／または投影システムの光学要素の描像品質に及ぼす熱効果をさらに低下させるか、解消するリソグラフィ投影システムを提供することが望ましい。この態様および他の態様は、本発明により達成される。

本発明の態様によると、リソグラフィ装置で、
放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、
パターニングデバイスを支持するように構築された支持体とを有し、パターニングデバイスは、放射線ビームの断面にパターンを与えて、パターン形成された放射線ビームを形成することができ、さらに、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
パターン形成した放射線ビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムとを有し、
使用時に熱負荷を経験する装置の少なくとも１つの構成要素に、構成要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成された一体装着の加熱要素を設けるリソグラフィ装置が提供される。

本発明の態様によると、パターニングデバイスから基板にパターンを投影するように配置構成されたリソグラフィ投影装置が提供され、使用中に熱負荷を経験する装置の少なくとも１つの構成要素に、構成要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成された一体装着の加熱要素を設ける。

本発明の態様によると、放射線ビームを調整するように構成された照明システムを有する装置が提供され、照明システムは光学要素を有し、光学要素には、熱負荷がある状態で使用時に光学要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成された一体装着の加熱要素を設ける。

本発明の態様によると、パターン形成した放射線ビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムを有する装置が提供され、投影システムは光学要素を有し、光学要素には、熱負荷がある状態で使用時に光学要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成された一体装着の加熱要素を設ける。

本発明の態様によると、一体装着の電気加熱要素および一体装着の温度センサを有するリソグラフィ装置の光学要素が提供され、加熱要素は、温度センサが感知した温度に応答して、光学要素をほぼ一定の所定温度に維持するように配置構成される。

本発明の態様によると、デバイス製造方法で、パターン形成した放射線ビームを基板に投影することと、投影ビームの断面にパターンを与えるために、パターニング手段を使用することと、パターン形成した放射線ビームを基板の目標部分に投影することとを含み、使用時に熱負荷を経験する装置の少なくとも１つの構成要素には、構成要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成された一体装着の加熱要素を設ける。

本発明の実施形態を添付の略図を参照に、例示の方法においてのみ説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示すものとする。

様々な図の同様の参照記号は、同様の要素を指す。

図１は、本発明の１つの実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
− 放射線ビームＢ（例えばＵＶまたはＥＵＶ放射線）を調整するように構成された照明システム（照明装置）ＩＬと、
− パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持し、かつ、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第一位置決め装置ＰＭに連結を行った支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
− 基板（例えばレジスト塗布したシリコンウェハ）Ｗを保持し、かつ、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第二位置決め装置ＰＷに連結を行った基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴと、
− パターニングデバイスＭＡによって投影ビームＰＢに与えられたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折性投影レンズシステム）ＰＳを有する。

照明システムは、放射線の誘導、成形、あるいは制御を行うために屈折、反射、磁気、電磁気、静電、または他のタイプの光学構成要素のような様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。

支持構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を担持する。これは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および他の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気、または他の締め付け技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルでよく、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書において使用する「レチクル」または「マスク」なる用語は、より一般的な「パターニングデバイス」なる用途と同義と見なすことができる。

本明細書において使用する「パターニングデバイス」なる用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分にパターンを生成するよう、投影ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。投影ビームに与えられるパターンは、例えば、パターンが移相形体またはいわゆる補助形体を含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。一般的に、放射線ビームに与えられるパターンは、集積回路などの目標部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。

パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例は小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、異なる方向に入射の放射線ビームを反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、放射線にパターンを与え、これはミラーマトリクスによって反射する。

本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「レンズ」なる用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」なる用語と同義と見なされる。

ここで示しているように、本装置は反射タイプである（例えば反射マスクを使用する）。あるいは、装置は透過タイプでもよい（例えば透過マスクを使用する）。

リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブル（および／または２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」機械においては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。

リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するよう、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆うタイプでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムとの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるため、当技術分野で周知である。本明細書において使用する「浸漬」なる用語は、基板などの構造を液体に沈めることではなく、露光中に液体を投影システムと基板との間に配置するという意味にすぎない。

図１を参照すると、照明装置ＩＬは放射線ソースＳＯから放射線ビームを受け取る。ソースとリソグラフィ装置とは、例えばソースがエキシマレーザである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な集光ミラーおよび／またはビーム拡大器などを有する放射線送出システムＢＤの助けにより、ソースＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースが装置の一体部品でもよい。ソースＳＯおよび照明装置ＩＬは、必要に応じてビーム送出システムＢＤとともに、放射線システムと呼ぶことができる。

照明装置ＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調節する調節装置ＡＤを有してよい。一般的に、照明装置の瞳面における強度分布の外部および／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。また、照明装置ＩＬは、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他のさまざまな構成要素を有する。照明装置は、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有するように投影ビームを調整するために使用してよい。

放射線ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン形成される。放射線ビームＢはマスクＭＡを越えて、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えば放射線ビームＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために、正確に運動可能である。同様に、第一位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサＩＦ１を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、あるいは走査中に、放射線ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、マスクテーブルＭＴの運動は、第一位置決め装置ＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現される。同様に、基板テーブルＷＴの運動は、第二位置決め装置ＰＷの部分を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現する。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用の目標部分を専有するが、目標部分の間の空間に配置してもよい（スクライブラインアラインメントマークとして知られる）。同様に、マスクＭＡに複数のダイを設けている状況では、マスクアラインメントマークをダイの間に配置してもよい。

ここに表した装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、放射線ビームに与えたパターン全体が１回の作動（すなわち１回の静止露光）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがＸ方向および／あるいはＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが露光可能である。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で描像される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期走査する一方、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。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ＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的露光で目標部分の（非走査方向における）幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴが基本的に静止状態に維持されて、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する間に、基板テーブルＷＴが動作するか、走査される。このモードでは、一般的にパルス状放射線ソースを使用して、基板テーブルＷＴを動作させるごとに、または走査中に連続する放射線パルス間に、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクなしリソグラフィに容易に適用することができる。

上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも使用することができる。

本発明はリソグラフィ装置の任意の構成要素に適用してよいが、投影ビームの経路にある光学要素、特に投影ビームによって加熱される光学要素、特にＥＵＶリソグラフィ装置のミラー、特に表面の変形が描像の品質に最大の影響を及ぼす投影システムの光学要素、および投影ビームの強度が最高であり、温度の変動が最大となる照明システムの始めの光学要素に適用すると特に有利である。本発明は、熱負荷が集中し、同様に熱の変動が大きくなる小型ミラーにも特に適用可能である。

図示の実施形態では、図示の構成要素は反射性リソグラフィ装置のミラーである。しかし、本発明はこの態様に制限されず、構成要素は透過性リソグラフィ装置のレンズまたは他の光学要素でもよいことが理解される。

使用時に熱負荷を経験する装置の少なくとも１つの構成要素に、構成要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成された一体装着の加熱要素を設けることにより、構成要素への加熱および冷却効果を回避することができる。さらに、熱勾配が低下している構成要素のせいで、経験する光学的歪みが減少する。さらに、本発明は、製造および保守中の構成要素の作成および／または試験中に用途がある。１つの実施形態では、ほぼ一定の温度は、リソグラフィ装置の平均動作温度である。この方法で、生産のために作成中に構成要素を試験したり、構成要素の挙動を測定したりすることが、動作温度で実行することができる。さらなる利点は、試験の結果を使用し、熱調整アルゴリズムを使用して光学的歪みが最低となる温度を決定し、露光ユニットの最適温度設定を決定することができる。例えば、照明および／または投影システムのミラーまたはレンズの温度の結果、光学的歪みが最低となる。さらなる実施形態では、構成要素は、照明システムおよび投影システムのうち少なくとも一方のフレームに配置された光学要素を有する。光学要素の温度をほぼ一定の温度に維持することにより、フレームに与えられる熱負荷および熱勾配が減少し、その結果、像のドリフトが減少する。

図２は、本発明の実施形態による構成要素を示す。特に、図２はリソグラフィ装置で使用する光学要素１を示す。図２では、光学要素１は、ＥＵＶ領域で動作するリソグラフィ装置で使用するミラーである。ミラーには、電気加熱要素２および温度センサ３を設け、加熱要素２は、温度センサ３によって感知した温度に応答して、光学要素１をほぼ一定の所定温度に維持するように配置構成される。加熱要素２は電気的ヒータ、例えばコイルを有する。加熱要素２には電源および加熱要素制御ユニットを設け、これについては図４に関してさらに詳細に説明する。加熱要素２はミラー１を直接加熱する。ミラー１は、照明システムＩｌおよび投影システムＰＳのうち少なくとも一方に配置され、使用時には投影ビームおよびパターン形成ビームＰＢそれぞれにより引き起こされた熱負荷を受ける。ミラー１はフレーム４に配置してよい。ビームＰＢはミラー１の表面の位置７に入射する。入射ビームＰＢにより引き起こされた熱負荷は、ミラー１全体に分布する。しかし、熱負荷の大部分は、入射位置７の近傍に配置されたミラー１のボリュームに分布する。加熱要素２は、ミラー１の温度がほぼ一定になるようにミラー１を加熱するために制御される。温度センサ３は、加熱要素２の熱中心に配置される。加熱要素２は、抵抗線、つまり電気コイルでよい。抵抗線は、熱抵抗が高く温度係数が小さい銅とニッケルの合金であるコンスタンタンのような材料で作成する。１つの実施形態では、加熱要素３を、ミラー１内に形成した通路６に設ける。通路６はミラー１のボリューム内に延在する。加熱要素２の方向は、特定の熱成分の特定の熱負荷、および構成要素における熱負荷の分布のような要因によって決定される。構成要素が受ける熱負荷は、ＦＥＭ解析などの熱解析を使用して決定することができる。電気加熱要素による最適の温度分布は、構成要素の材料特性、特に構成要素の熱膨張率（ＣＴＥ）、および投影ビームまたはパターン形成ビームの線量の分布、さらに光学要素の熱特性（例えば熱伝導率、環境への熱伝達および熱容量）などの様々な要因によって決定される。ミラーは、低いＣＴＥを有する材料で作成してよい。これは例えばＺｅｒｏｄｕｒ（商標）であり、約５×１０^−９Ｋ^−１という極めて低いＣＴＥを有する。材料特性および線量分布を使用して、ＦＥＭ解析は構成要素の不均一な材料モデルを確立し、そこから構成要素への熱負荷の分布を確立することができる。特定の構成要素は、他の構成要素より高い熱負荷を受けることが判明している。熱負荷および熱負荷の分布に応じて、１つまたは複数の加熱要素２を配置構成することができる。さらに、材料、生産および装着効果による個々の光学構成要素の不完全性は、システムの光学収差を最小にするために別個の温度制御ループによって調整することができる。これらの態様については、図３および図４に関してさらに詳細に説明する。

図２では、放射線ビームおよびパターン形成された放射線ビームのうち少なくとも一方が、ミラーの入射区域に入射する。放射線またはパターン形成した放射線ビームそれぞれの入射区域７の近傍で、ミラー１の材料の塊に通路６を形成する。通路は塊の材料内で、放射線またはパターン形成した放射線ビームそれぞれの入射区域７の周囲にほぼ対応する方向で延在する。通路は、放射線またはパターン形成した放射線ビームＰＢがミラー１の表面に入射する光学面のすぐ下で、ミラー１の本体内に配置することが好ましい。好ましい実施形態では、通路６は、入射区域７における放射線またはパターン形成した放射線（投影）ビームＰＢの断面の形状に対応するように延在する。例えば、放射線またはパターン形成した放射線ビームＰＢが、ミラー１の光学的入射面にて円形またはほぼ円対称を有する場合、通路６は、入射ビームＰＢの対称性に対応する方法で延在するように構築される。通路６は、ミラーにドリル穿孔または機械加工するか、他の適切な方法による。その後、加熱要素２を通路６に挿入する。次に、通路６によってミラーに形成された開口を、ミラー材料と同様または同じＣＴＥを有する材料、例えばＺｅｒｏｄｕｒで閉鎖する。代替実施形態では、加熱要素２を接着または他の適切な手段でミラー１の外部または下側に取り付ける。温度センサ３は、同様の方法で加熱要素２に装着する。例えば、ミラー１に通路６’を形成する。通路６’は、ミラー１の外側から、温度センサ３が付随する加熱要素２の熱中心まで延在するように構築する。加熱要素２および温度センサ３それぞれからのリード線８、９を、図４に関してさらに説明するように加熱要素制御手段に接続する。温度センサ３は、負の温度係数（ＮＴＣ）センサのような高解像度センサであることが好ましい。あるいは、ＰＴ５００または熱電対のようなプラチナ・センサでもよい。

図３は、本発明のさらなる実施形態による構成要素を示す。特に、図３は、ＥＵＶ波長で動作するリソグラフィ装置で使用するのに適切なミラー１の例を示し、３つの別個に制御される加熱要素２ａ、２ｂ、２ｃ８を有し、各加熱要素２ａ、２ｂ、２ｃはそれぞれ、対応する温度センサ３ａ、３ｂ、３ｃを伴う。この方法で、各加熱要素２ａ、２ｂ、２ｃを相互から独立して制御することができる。マイロクレンズやミラー１などの構成要素の受ける熱負荷により複数の加熱要素２ａ、２ｂ、２ｃを１体的に構成要素に設けることが望ましい。図３の例は、ほぼ平行な面に配置した複数の加熱要素２ａ、２ｂ、２ｃを示すが、本発明はこの態様に制限されない。複数の加熱要素の特定の配置構成は、熱解析に基づいて決定することができる。例えば、さらなる実施形態では、加熱要素の少なくとも１つを、投影またはパターン形成ビームＰＢがミラーに入射する光学面の下にある第一面に配置し、他の加熱要素を、第一面に平行ではないさらなる面、例えば第一面にほぼ直交する面に配置することが好ましい。例えば、加熱要素は、入射ビームＰＢの光学面にほぼ直交する面でミラーの周囲の縁部に配置する。図３では、複数の温度センサ３ａ、３ｂ、３ｃが設けられ、各温度センサは、複数の加熱要素のうち１つの近傍に配置される。温度センサ３ａ、３ｂ、３ｃは、個々の加熱要素の近傍に配置された複数の温度センサ３ａ、３ｂ、３ｃが感知した個々の温度に応答して、複数の加熱要素を相互から独立して制御可能であるように、個々の加熱要素２ａ、２ｂ、２ｃの熱中心に配置することが好ましい。

温度センサ３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれが感知した温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に応答して、加熱装置供給制御手段４４が、加熱要素２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれの抵抗線に加えられる電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３それぞれを制御する。

図４は、本発明の実施形態によりフレームに装着された構成要素を含むリソグラフィ装置の詳細を示す。特に、図４は投影システムＰＳを示す。投影システムＰＳは、当技術分野では投影光学系アセンブリとも呼ばれるフレーム４を有し、これは隔置した関係で配置した複数のミラーＭ１〜Ｍ６を支持する。フレーム４には開口５を設け、これを通してパターン形成ビームＰＢがアセンブリに入る。フレーム４にはさらなる開口５’も設け、これを通して加熱要素制御手段４４を加熱要素２に接続可能である。この方法で、加熱要素２の制御を遠隔から実行する。パターン形成されたビームＰＢは、所定の順序でミラーＭ１〜Ｍ６として図示された複数の光学要素に入射する。特に、パターン形成されたビームＰＢは、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５およびＭ６の順序でミラーＭ１〜Ｍ６に入射し、ここでＭ１は第一ミラーであり、Ｍ６は最後のミラーである。パターン形成したビームＰＢは、最後のミラーＭ６で反射してから、基板Ｗに入射する。ミラーの入射順序が高いほど、それが使用中にパターン形成ビームＰＢから受け取る熱負荷が大きくなることが判明している。したがって、第一ミラーＭ１はＭ２より高い熱負荷を受け取る。第二ミラーＭ２はＭ３より高い熱負荷を受け取り、以下同様となる。これが耐える熱負荷に従い、ミラーＭ１〜Ｍ６ごとに設ける加熱要素の数を変更することにより、ミラーＭ１〜Ｍ６の温度は、相互に対して、および所定の温度に対してほぼ一定であるように制御することができる。例えば、ミラーＭ１には、熱負荷の分布に従った配置構成で設けた４つの加熱要素を設けることができるが、最後のミラーＭ６は、１つまたは２つしか、あるいは全く加熱要素を必要としないことがある。１つの実施形態では、複数の光学要素に加熱要素の少なくとも１つを設け、個々の各光学要素に設ける加熱要素の数は、各光学要素が受ける熱負荷と、その熱負荷に対するこの光学構成要素の光学的収差の感度との組み合わせに従って決定される。さらなる実施形態では、投影ビームおよびパターン形成ビームのうち少なくとも一方が最初に入射する第一光学要素Ｍ１に、少なくとも投影ビームおよびパターン形成ビームの伝播方向で第一光学要素の下流に配置された光学要素Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６のうち少なくとも１つの設けた加熱要素の数を超える数の加熱要素を設ける。この方法で、ミラーの温度は、さらに正確に制御される。特に、第一ミラーＭ１が最も重要であることが判明している。最大の熱負荷を受け取るからである。前述したように、これより小さい構成要素のような他の構成要素も、比較的大きい熱負荷を受け取り、他の構成要素より多くの加熱要素を必要とすることがあり、光学システムの非常に敏感な光学構成要素にも同じことが言える。

図４は、加熱要素２および温度センサ３を設けた第一ミラーＭ１を図示しているが、これは概略的な表現であり、本発明を制限するものではない。上述したように、ミラーの少なくとも１つに、各ミラーが他のミラーに対して受け取る熱負荷に従い、少なくとも１つまたは複数の加熱要素を設ける。図４は、例示のみで加熱要素を１つのみ示す。

次に、加熱要素の制御を図４に関してさらに詳細に説明する。図４で示すように、装置はさらに電源４０と、温度センサ３によって測定した温度に応答して加熱要素２を制御する加熱要素制御手段４４とを有する。加熱要素制御手段４４は、電源４０から加熱要素２に供給する電圧を制御するように配置構成される。所望に応じて、加熱要素制御手段４４は、電源４０を制御して、１つまたは複数の電源（図示せず）によって複数の加熱要素に供給する電圧を制御することができる。図４では、加熱要素制御手段４４は、電源４０の構成要素を形成するように図示されている。しかし、代替実施形態では、複数の電源（図示せず）がある場合、加熱要素制御手段４４は１つまたは複数の電源から離して設けてもよい。

本発明の実施形態によると、加熱要素は、所定の温度に維持されるように制御される。制御は、比例および差動（ＰＩＤ）制御を使用して実行してよいが、他の制御アルゴリズムも使用することができる。所定の温度は、本発明の特定の用途に応じて変動する。例えば、リソグラフィ装置を最初にオンに切り換える時、装置の温度は比較的低く、例えば２２℃である。装置の動作中、その温度が例えば３５℃などの定常状態温度まで上昇する。本発明の実施形態によると、１つまたは複数の加熱要素は、常に定常状態であるように制御される。したがって、上述した特定の用途では、所定の温度として、設定点をリソグラフィの定常状態温度よりわずかに高い温度、例えば３７℃として選択した場合、加熱要素制御手段は、加熱要素を所定温度まで加熱させる。加熱要素制御手段４４は、温度センサが測定した温度に応答して、構成要素を所定の温度に維持するように配置構成される。リソグラフィ装置が使用中であるので、構成要素が、例えばリソグラフィ装置の定常状態よりわずかに高い温度などで定常状態になるので、光学要素の温度は、所定の温度より高い温度まで上昇しない。したがって、装置をオンにすると、加熱要素に供給される電圧が最初は高く、時間が経過して、リソグラフィ装置が暖機されるにつれ、加熱要素に供給される電圧が低下する。

代替実施形態では、例えば試験、製造または保守中などに構成要素の欠陥による歪みを決定するために、ほぼ一定の温度は、リソグラフィ装置の平均動作温度である。この方法で、構成要素の挙動を、装置のその場にあるかのように解析することができる。さらに、光学要素および全体的光学システムの製造および組立中に、光学的歪みが最小になるような方法で、加熱要素制御装置が１つの場合は温度を調整し、または複数の加熱制御装置がある場合は、温度の分布を調整することが可能になる。

本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、フラットパネル、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることが当業者には理解される。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）または計測または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指す。

以上では、光学リソグラフィの状況における本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は例えばインプリントリソグラフィのような他の用途においても使用してよく、状況が許せば、光学リソグラフィに制限されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィが、基板上に生成されるパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィを、基板に供給されたレジストの層に圧入し、その後に電磁放射線、熱、圧力またはその組み合わせを適用することによって、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから出して、レジストの硬化後にそれにパターンを残す。

本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）放射線（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものとして使用される。

「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折性、反射性、磁気、電磁気および静電気光学構成要素などの様々なタイプの光学構成要素のうち、任意の１つまたはその組み合わせを指す。

以上で本発明の特定の実施形態について述べてきたが、本発明は記述とは異なる方法で実践できることが理解される。例えば、本発明は、上述したような方法を記述した１つまたは複数のシーケンスの機械読み取り可能命令を含むコンピュータプログラム、または自身内に記憶されたこのようなプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態をとることができる。

以上の記述は例示的であり、制限的なものではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記述通りの本発明を変更できることが当業者には明白である。

本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示したものである。 本発明の実施形態による構成要素を示したものである。 本発明のさらなる実施形態による構成要素を示したものである。 本発明の実施形態によりフレームに装着された構成要素を含むリソグラフィ装置の詳細を示したものである。

Claims (23)

1. リソグラフィ装置であって、
   放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、
   パターニングデバイスを支持するように構築された支持体とを有し、パターニングデバイスは、放射線ビームの断面にパターンを与えて、パターン形成された放射線ビームを形成することができ、さらに、
   基板を保持するように構築された基板テーブルと、
   パターン形成した放射線ビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムとを有し、
   使用時に熱負荷を経験する装置の少なくとも１つの構成要素に、構成要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成された一体装着の加熱要素を設けるリソグラフィ装置。
2. 構成要素が電気加熱要素および少なくとも１つの温度センサを有し、加熱要素が、少なくとも１つの温度センサによって感知した温度に応答して、構成要素をほぼ一定の所定温度に維持するように配置構成される、請求項１に記載の装置。
3. 装置が、少なくとも１つの温度センサが測定した温度に応答して、加熱要素を制御する加熱要素制御手段を有する、請求項２に記載の装置。
4. 少なくとも１つの温度センサが加熱要素の熱中心に配置される、請求項１に記載の装置。
5. 加熱要素制御手段が、電源によって加熱要素に供給される電圧を制御する、請求項３に記載の装置。
6. ほぼ一定の温度がリソグラフィ装置の平均動作温度である、請求項１に記載の装置。
7. 加熱要素が構成要素を直接加熱する、請求項１に記載の装置。
8. 構成要素に、複数の一体装着の加熱要素および複数の温度センサを設け、各温度センサが、複数の加熱要素のうち１つの近傍に配置され、したがって複数の加熱要素を、個々の加熱要素の近傍に配置した複数の温度センサが感知した個々の温度に応答して、相互から別個に制御可能である、請求項１に記載の装置。
9. 構成要素が、照明システムおよび投影システムのうち少なくとも一方に配置された光学要素である、請求項１に記載の装置。
10. 光学要素が、照明システムおよび投影システムのうち少なくとも一方のフレームに配置される、請求項９に記載の装置。
11. 複数の光学要素が、隔置された関係でフレームに配置され、複数の光学要素に少なくとも１つの加熱要素を設け、個々の各光学要素に設けた加熱要素の数が、各光学要素が受ける熱負荷に従って決定される、請求項１０に記載の装置。
12. 放射線ビームおよびパターン形成した放射線ビームのうち少なくとも一方が、所定の順序で複数の光学要素に入射し、投影ビームおよびパターン形成ビームのうち少なくとも一方が最初に入射する第一光学要素に、少なくとも投影ビームおよびパターン形成ビームの伝播方向で第一光学要素の下流に配置された光学要素のうち少なくとも１つの設けた加熱要素の数を超える数の加熱要素を設ける、請求項１１に記載の装置。
13. 加熱要素制御手段が構成要素から離れた位置に配置される、請求項３に記載の装置。
14. 投影システムが、光学要素の装着されたフレームを有し、フレームに開口を設け、これを通して加熱要素制御手段が加熱要素と接続可能である、請求項９に記載の装置。
15. 加熱要素が、抵抗線および電気コイルのうち少なくとも１つである、請求項１に記載の装置。
16. 構成要素が、使用時に熱負荷を受けるボリュームを有し、構成要素に、加熱要素が配置された構成要素に配置された通路を設け、通路がボリューム内に延在する、請求項１に記載の装置。
17. 放射線ビームおよびパターン形成した放射線ビームのうち少なくとも一方が、入射区域で構成要素に入射し、通路が入射区域の近傍で構成要素内に形成される、請求項１６に記載の装置。
18. 通路が、入射区域の周囲にほぼ対応する方向で構成要素内に延在する、請求項１７に記載の装置。
19. パターニングデバイスから基板上へパターンを投影するように配置構成されたリソグラフィ投影装置であって、使用時に熱負荷を経験する装置の少なくとも１つの構成要素に、構成要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成された一体装着の加熱要素を設けた装置。
20. 放射線ビームを調整するように構成された照明システムを有する装置であって、照明装置が光学要素を有し、光学要素には、使用時に熱負荷を受けて、光学要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成される一体装着の加熱要素を設けた装置。
21. パターン形成した放射線ビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムを有する装置であって、投影システムが光学要素を有し、光学要素には、使用時に熱負荷を受けて、光学要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成される一体装着の加熱要素を設けた装置。
22. 一体装着の電気加熱要素および一体装着の温度センサを有するリソグラフィ装置の光学要素であって、加熱要素は、温度センサが感知した温度に応答して、光学要素をほぼ一定の所定温度に維持するように配置された光学要素。
23. デバイス製造方法であって、パターン形成した放射線のビームを基板に投影することと、投影ビームの断面にパターンを与えるためにパターニング手段を使用することと、パターン形成した放射線のビームを基板の目標部分に投影することとを含み、使用時に熱負荷を経験する装置の少なくとも１つの構成要素に、構成要素をほぼ一定の温度に維持するように配置構成された一体装着の加熱要素を設ける方法。

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