JP2010278433A - リソグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却される部品が光学要素である光学要素を冷却する冷却システムを改良する。
【解決手段】 本発明は、パターンをパターニングデバイスから基板に転写するように配置構成されたリソグラフィ装置であって、リソグラフィ装置の部品を冷却し、小滴を形成して小滴をリソグラフィ装置の部品の冷却表面に向かって発射し、小滴の蒸発によって部品を冷却する小滴エジェクタを含む冷却システムを含むリソグラフィ装置に関する。
【選択図】図２

Description

[0001] 本発明は、パターンをパターニングデバイスから基板に転写するように配置構成されたリソグラフィ装置に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット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）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。

[0003] 通常、リソグラフィ装置は複数の熱源を含む。そのような熱源の例には、可動又は浮動オブジェクト、例えば非接触状態で吊り下げられた静止オブジェクトに力を加えるために使用されるアクチュエータ、及びリソグラフィ装置の部品、例えばパターニングデバイスなどの光学部品又は照明システムのレンズによって吸収され得る放射ビームがある。

[0004] アクチュエータなどの熱源は、変動する温度及び温度勾配をもたらし、これはリソグラフィ装置の精度に、それによりパターニングデバイスから基板へのパターン転写に悪影響を及ぼすことがある。悪影響の別の例は、パターニングデバイスが放射ビームの少なくとも一部を遮断する不透明な材料を含み、それによりパターンを放射ビームに与える場合である。放射ビームの遮断は、放射ビームの少なくとも一部が不透明な材料によって吸収され、パターニングデバイスのこの特定部分の温度上昇をもたらすことを意味する。不透明な材料がパターニングデバイスに均質に適用されない、及び／又は放射ビームがパターニングデバイス全体には当たらないので、パターニングデバイス内の温度分布も均質ではない。これはパターニングデバイスの変形をもたらし、それ故に変形したパターンが基板に転写される。したがってリソグラフィ装置は通常、リソグラフィ装置の部品を冷却し、それによりリソグラフィ装置の精度を上げる冷却システムを含む。

[0005] 現在の冷却システムは通常、冷却システムと冷却される部品、例えばアクチュエータとの間に現実の接触を必要とする。例えば、冷却システムを可動オブジェクトに取り付ける必要があり、それにより可動オブジェクトの重量を増加させることがある、及び／又は流れる冷却剤で充填されたホースを可動又は浮動オブジェクトに接続し、それにより可動オブジェクトに力の外乱を導入することがある。冷却される部品が光学要素である場合は、冷却システムと光学要素間の局所的接触が光路の一部を遮断することがあり、それは望ましくなく、したがって接触は使用中に一時的にしか実行できない、又は接触部を光学要素からさらに離し、光学要素を冷却する望ましくない高い温度勾配をもたらす。

[0006] リソグラフィ装置に改良された冷却システムを提供することが望ましい。

[0007] 本発明のある実施形態によれば、パターンをパターニングデバイスから基板に転写するように配置構成されたリソグラフィ装置であって、リソグラフィ装置の部品を冷却し、小滴を形成して小滴をリソグラフィ装置の部品の冷却表面に向かって発射し、小滴の蒸発によって部品を冷却する小滴形成及び発射デバイスを含む冷却システムを含むリソグラフィ装置が提供される。

[0008] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。

[0009]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。 [0010]本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置の部分を示した図である。 [0011]本発明のさらに別の実施形態によるリソグラフィ装置の部分を示した図である。 [0012]本発明のさらなる実施形態によるリソグラフィ装置の部分を示した図である。 [0013]本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置の部分を示した図である。

[0014] 図１は、本発明の一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、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又は任意の他の適切な放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築され、一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デバイスＰＭに接続されたパターニングデバイス支持体又は支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴとを含む。この装置は、また、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、一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デバイスＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴ又は「基板支持体」を含む。さらに、この装置は、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）上にパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢへ付与されたパターンを投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳを含む。

[0015] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。

[0016] パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、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。パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。パターニングデバイス支持体は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。パターニングデバイス支持体は、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確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。

[0017] 本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射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。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。

[0018] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブル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、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッド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として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に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、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。

[0019] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液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、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意の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「投影レンズ」という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」という用語と同義と見なすことができる。

[0020] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記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を使用する、又は反射マスクを使用する）。

[0021] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル又は「基板支持体」（及び／又は２つ以上のマスクテーブル又は「マスク支持体」）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブル又は支持体を並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブル又は支持体を露光に使用している間に１つ又は複数のテーブル又は支持体で予備工程を実行することができる。

[0022] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、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えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用することができる。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。

[0023] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。

[0024] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを含んでいてもよい。通常、少なくともイルミネータの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[0025] 放射ビームＢは、パターニングデバイス支持体（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持された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ニングされる。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第二位置決めデバイスＰＷと位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けを借りて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第一位置決めデバイスＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めできる。一般に、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴの移動は、第一位置決めデバイス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）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」の移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマーク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メントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして周知である）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアライメントマークをダイ間に位置付けてもよい。

[0026] 図示のリソグラフィ装置は、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。

[0027] １．ステップモードにおいては、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」は、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」がＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

[0028] ２．スキャンモードにおいては、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」は同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。

[0029] ３．別のモードでは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」はプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」を移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」を移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、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レスリソグラフィに容易に利用できる。

[0030] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0031] リソグラフィ装置の特定の構成に応じて、リソグラフィ装置はアクチュエータ又は放射ビームなどの１つ又は複数の熱源を含む。これらの熱源は、直接的接触、つまり伝導により、しかし熱放射又は対流によっても、リソグラフィ装置の様々な部品の温度に影響する。したがってリソグラフィ装置は、リソグラフィ装置の部品を冷却し、それによりリソグラフィ装置の精度を上げる冷却システムを含む。

[0032] 冷却システムは、図１に明示的に図示されておらず、本発明によるリソグラフィ装置内で使用できる冷却システムの例が図２から図５に図示され、以下で説明される。

[0033] 図２は、本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置、例えば図１によるリソグラフィ装置の部分を示す。図２は部品ＬＰを示し、これはこの実施形態では、パターニングデバイス又は照明システムのレンズなどの光学要素である。部品ＬＰに入射する光又は放射ビームの方向、つまり光路が矢印Ａで示されている。部品ＬＰは、リソグラフィ装置の静止部品として描かれているが、比較的小さい運動を許容することができ、部品をリソグラフィ装置の他の部品から動的に分離するためにアクチュエータによって静止状態に維持される浮動部品も含む。

[0034] リソグラフィ装置は、リソグラフィ装置の部品ＬＰを冷却する冷却システムをさらに含む。この実施形態の冷却システムは、２つの小滴形成及び発射デバイスＤＦ１、ＤＦ２を含む。小滴形成及び発射デバイスは、以降で広義に「小滴エジェクタ」と称することができる。しかし、小滴形成及び発射デバイスが１つしかない、又は３つ以上ある実施形態も想定可能である。小滴形成及び発射デバイスＤＦ１、ＤＦ２は、小滴を形成し、リソグラフィ装置の部品ＬＰの冷却表面ＣＳに向かって小滴を発射するように構成される。発射された小滴は、冷却表面ＣＳに着地して蒸発し、それにより部品ＬＰから熱を取り出して、それに応じて部品ＬＰを冷却する。

[0035] 小滴形成及び発射デバイス又は小滴エジェクタは、インクジェットデバイスのように構築することができ、通常はノズル及びリザーバに接続されたチャンバを含む。小滴は作動要素によってチャンバからノズルを通して発射され、その後にチャンバはリザーバからの液体で再び充填される。電流パルスが加熱要素を通って流れ、チャンバ内に蒸気爆発を引き起こして、チャンバ内で泡を形成し、それが液体の小滴をチャンバからノズルを通して推進する熱作動、及び圧電材料が、加えられた電圧によって誘発された形状及び／又はサイズの変化によりチャンバ内に圧力パルスを発生する圧電作動など、様々な作動原理を使用することができる。発生した圧力パルスが液体の小滴をチャンバからノズルを通して推進する。音響作動、静電作動などの他の作動原理も使用することができるが、インクジェットデバイスにはそれほど広く使用されていない。

[0036] 小滴形成及び発射デバイス又は小滴エジェクタは、電気噴霧デバイスのように構築することもでき、これで通常は毛管を含み、これを通して液体が供給される。供給される液体に高い電圧を供給することにより、テイラー円錐が形成されることが理想であり、これがその頂点を通して液体ジェットを放出する。これで、ジェットの表面上の異常に拡張した波が小さい液体小滴の形成につながる。

[0037] 冷却システムは、部品ＬＰの環境にある空気の状態を制御する空気状態制御デバイス（コントローラ）（図示せず）をさらに含むことができる。空気状態制御デバイスは、その最も単純な形態では環境への単なる受動的接続であり、これによって加湿された空気を乾燥空気と交換することができる。このような接続がない場合は、小滴の連続的な蒸発が冷却表面上で空気を飽和させることになる。空気状態コントローラは代替的又は追加的に、弁、エアフローデバイス、例えばベンチレータ、又は冷却表面上で空気の湿度を制御する空気減湿デバイスも含むことができる。小滴形成及び発射デバイスの源として、空気減湿デバイスによって空気から取り出した液体を使用し、それにより液体の閉ループシステムを形成することが十分に可能なことがある。

[0038] 本発明による冷却システムの利点は、冷却システムと冷却される部品との接触が最小になることである。冷却される部品が可動部品ではないので、冷却システムをその部品に接続することができるが、冷却が必要な場合に、冷却表面ＣＳと冷却システムの間にはほんの局所的接触しかなく、小滴が冷却表面に配置される。したがって、冷却システムは光路を遮断しない、又は小滴が光路を遮断する場合、それは最小に維持される。

[0039] 小滴形成及び発射デバイスＤＦ１、ＤＦ２毎に２つの可能な軌跡それぞれＴ１、Ｔ２とＴ３、Ｔ４が図示され、発射された小滴は小滴形成及び発射デバイスから冷却表面ＣＳに向かってこれを辿ることができる。この実施形態では、小滴が小滴形成及び発射デバイスを去る時の小滴の発射速度によって軌跡が割り出されるが、小滴形成及び発射デバイスが回転して、発射された小滴の軌跡を変化させることも可能である。可能な様々な軌跡によって小滴形成及び発射デバイスが、冷却表面ＣＳの様々な位置に小滴を配置することができ、したがって必要に応じて冷却表面全体を冷却することができる。小滴形成及び発射デバイスは、インクジェットデバイスから知られているように、１回に１つの小滴を形成することができるドロップオンデマンド型デバイスとすることができる。これは、小滴の噴霧に対する小滴配置の制御性を向上させる。より大きい冷却能力が必要な場合は、より多くの小滴形成及び発射デバイスを使用することが有利である。あるいは、小滴形成及び発射デバイスは、電気噴霧デバイス内のように、１回に複数の小滴を形成することができる。

[0040] 冷却の観点からは、熱が発生する位置に可能な限り近くで冷却することが好ましい。放射ビームを遮断する不透明な材料を含むパターニングデバイスの場合は、熱がパターニングデバイスを通して広がる機会がないように、不透明な材料を冷却することが好ましい。しかし、例えば不透明な材料がいわゆるペリクルによって保護されているので、不透明な材料を冷却することが非現実的なことがある。あるいは、パターニングデバイスを、不透明な材料に対向するパターニングデバイスの別の側で冷却することができる。

[0041] パターン、つまり不透明な材料とは別の位置でパターニングデバイスを冷却することの別の利点は、パターンが焦点面ＦＳに位置付けられ、焦点面に向かって発射される小滴も合焦され、それにより像を最も歪めることである。冷却表面ＣＳが焦点外れになるように設計することにより、光ビームは焦点面ＦＳに合焦するが、冷却表面ＣＳには合焦せず、冷却表面ＣＳ上に位置する潜在的な小滴又は乾燥汚れによる光ビームの歪みが最小になる。

[0042] 光ビームの歪みをさらに最小化するために、小滴形成及び発射デバイスによって形成される小滴は、可能な限り小さいことが好ましく、例えば０．１マイクロメートルと１００マイクロメートルの間の直径を有する。小さいサイズにより、小滴の影響は小さいが、蒸発もはるかに速くなり、したがって影響が存在する時間隔も短くなる。

[0043] 小滴は、乾燥汚れなどの残留物を最小化するために水、好ましくは超純水を含むことが好ましいが、二酸化炭素、エタン、ブテン、プロパン、プロピレン、アンモニア、アセトン、エタノール及びイソプロパノールなどの他の液体及び流動ガスも可能なことがある。水の利点は、小滴当たりの冷却効果が最大になるように、比較的高い比熱容量を有することである。小滴は、小滴の表面張力を低下させるアルコールなどの界面活性剤も含むことができる。流体の流体表面張力が低いほど、高めの流体表面張力の場合よりも小滴が広がり、より大きい表面積になる。表面積が大きくなるので、蒸発がより速くなる。

[0044] 冷却システムの利点は、冷却システムと冷却表面との間に直接的接触が必要なく、それにより冷却システムが実質的に光路を妨害しないので、冷却している間に光学要素を使用できることである。冷却システムはフレーム（図示せず）に接続することができ、これには部品ＬＰも接続されている。

[0045] 図３は、本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置の部分を示している。部分はパターニングデバイスＭＡを含み、これは図１によるリソグラフィ装置の部品でよい。パターニングデバイスＭＡは、矢印Ｂで示すように移動可能である２つのクランプＣＬの間にクランプされる。この実施形態のパターニングデバイスＭＡは、スキャンモードタイプのリソグラフィ装置に特に適切であり、ここでパターニングデバイスＭＡは静止光ビームＬＢに一部しか露光せず、パターニングデバイス上のパターンが光ビームＬＢを通して「スキャン」される。スキャン方向に、つまり左か右かに応じて、光ビームＬＢのそれぞれ左側又は右側でパターニングデバイスの冷却が必要である。したがってリソグラフィ装置は、光ビームＬＢのいずれかの側に小滴形成及び発射デバイスＤＦ１、ＤＦ２がある冷却システムを含む。

[0046] 小滴形成及び発射デバイスＤＦ１及びＤＦ２は、小滴を形成し、それを個々の軌跡Ｔ１、Ｔ２に沿ってパターニングデバイスＭＡの冷却表面ＣＳに向かって発射するように構成される。発射された小滴は冷却表面ＣＳに着地して、そこで蒸発し、それによりパターニングデバイスＭＡを冷却する。パターニングデバイスを矢印Ｂで示す方向に動かすことにより、冷却表面全体を小滴形成及び発射デバイスで冷却することができる。

[0047] その利点は、パターニングデバイスと冷却システムの間の接触が最小に維持されることである。したがってパターニングデバイスは、冷却システムの部品を担持して、それによりパターニングデバイスの可動質量を増加させる必要がない、及びパターニングデバイスに接続され、それにより力の外乱を導入するホースが必要ない。冷却システムはまた、光ビームＬＢによって表される光路を遮断していない。冷却が必要な場合に、及び小滴が蒸発するのにかかる時間隔でのみ、小滴と冷却表面の間の局所的接触が必要とされるだけである。

[0048] 冷却システムは、パターニングデバイスの環境にある空気の状態を制御する空気状態制御デバイスをさらに含む。空気状態制御デバイスは、小滴形成及び発射デバイスＤＦ１、ＤＦ２毎にエアフロー発生器、つまりエアフローデバイスＡＦＧ及びエア吸い込みデバイスＡＳを含む。エアフロー発生器ＡＦＧは、エアフローＡＦを発生し、それを冷却表面に沿って小滴が発射される位置に誘導するように構成される。エアフローに、低い湿度の空気を提供することができ、これにより一方の空気中と他方の冷却表面上で、気化した水の量の間で濃度勾配が高くなる。これは、エアフローが蒸発によって加湿された空気を取り出すことができるので、小滴の蒸発を強化し、より乾燥した新しい空気を冷却表面に供給する。さらに、エアフローの流量を増加させ、それにより境界層を薄くして、リフレッシュ率を高くすることが有利なことがあり、この両方の効果がより高い蒸発率をもたらす。エア吸い込みデバイスは、加湿されたエアフローを冷却表面から取り上げ、したがって空気はリソグラフィ装置の他の部分に行くことができない。これも、リソグラフィ装置の他の部分が真空中で動作している場合に有利なことがある。また、冷却システムの周囲に壁区間ＷＳを設けて、パターニングデバイスＭＡの冷却表面ＣＳ上の領域を実質的に閉鎖し、それにより加湿された空気が流れ去ってリソグラフィ装置の他の部分を汚染することをさらに防止することができる。冷却システムは、この領域内で動作するように配置構成される。

[0049] 空気状態制御デバイスは、エアフロー発生器及びエア吸い込みデバイスによって空気を循環できるように、空気から液体を取り出す空気減湿デバイスも含むことができる。

[0050] 図３では、冷却システムが光ビームＬＢに対して静止するように図示されている。壁区間ＷＳが設けられていない場合は、これで十分であるが、壁区間ＷＳが設けられている場合は、クランプＣＬが冷却システムを通過することができず、これは望ましくないことがある。その場合、冷却システムは、クランプＣＬが水平方向に通過できるために垂直方向に移動可能とすることができる。これは、クランプが小滴及び発射デバイス又はエアフロー発生器自体に妨害された場合にも有利なことがある。あるいは、冷却システムは、冷却システムがクランプ間に留まり、パターニングデバイスとともに移動するように、矢印Ｂで示した方向に移動可能とすることもできる。

[0051] エア吸い込みデバイスは、冷却表面ＣＳの下流で空気の湿度を測定する空気湿度センサを含むことが可能である。湿度センサの出力を使用して、対応する小滴形成及び発射デバイス及び／又は対応するエアフロー発生器を制御することができる。

[0052] 別の例では、エア吸い込みデバイスはコントローラ及びエアフローセンサも備えて、対応する小滴形成及び発射デバイス及び／又は対応するエアフロー発生器を制御する制御システムを生成し、例えば冷却表面ＣＳの一定の固定温度を実現するか、例えばリソグラフィ装置内の可動部品の設定点に関することでもよい実際に必要な冷却要件に基づいて、指定された冷却容量を実現することができる。

[0053] エアフロー発生器及びエア吸い込みデバイスは、光ビームの光路の収差を最小化して、パターニングデバイスから基板（図示せず）へのパターン転写を改良するために使用することもできる。

[0054] この実施形態では、冷却システムはパターニングデバイスと直接接触していない。冷却システムはフレーム部品に接続することができる。パターニングデバイス及びクランプはフレーム部品に対して移動可能であり、このクレーム部品は冷却システムが接続されているものと同じでよい。

[0055] 図４は、本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置の部分を示している。リソグラフィ装置は、矢印Ｂで示すようにフレームＦＲ２に対して移動可能であるオブジェクトＭＯを含む。この実施形態では、可動オブジェクトＭＯはリニア電磁アクチュエータによってフレームＦＲ２に対して移動し、可動オブジェクトＭＯ内に永久磁石が位置付けられ、フレーム部品ＦＲ２内にコイルが位置付けられている。コイルは電流を搬送する要素であるので、動作時に加熱する。つまり、オブジェクトＭＯが移動していると、オブジェクトＭＯの背後のフレーム部品は温度が上昇する。この温度上昇は、放射、伝導又は対流により、リソグラフィ装置の他の部品に負の効果を与えることがある。したがってリソグラフィ装置は、必要に応じてフレームＦＲ２を冷却する冷却システムを含む。

[0056] 冷却システムは、小滴を形成し、それをフレーム部品ＦＲ２の冷却表面ＣＳに向かって発射する小滴形成及び発射デバイスＤＦを含む。冷却表面全体を冷却できるために、小滴形成及び発射デバイスは、矢印Ｄで示すようにフレームＦＲ１に対して移動可能である。位置制御システムを設けて、可動オブジェクトＭＯに対する小滴形成及び発射デバイスＤＦの位置を制御することが好ましい。小滴形成及び発射デバイスが可動オブジェクトＭＯに従えるように、位置制御システムは、可動オブジェクトＭＯと同じ速度及び加速度で小滴形成及び発射デバイスを移動できることが、さらに好ましい。

[0057] この実施形態の冷却システムの利点は、冷却システムのサイズが冷却表面と比較して小さいことである。その結果、コンパクトな冷却システムになる。別の利点は、冷却システムが有意な変更を必要とせずに、可動オブジェクト自体を冷却するようにも構成できることである。さらに、光路、つまり放射ビームが可動オブジェクトＭＯに対して移動可能である場合、冷却システムの可動性によって、移動する光路に適応し、それにより光路の部分が冷却システムに遮断されるのを防止し、可能な限り光路の近くを冷却できるようにすることができる。

[0058] 冷却システムは、矢印Ｃｗで示すように冷却システムＣＳの温度を局所的に測定する温度センサＴＳ、及び温度センサの出力に従って小滴形成及び発射デバイスを制御する制御システム又はコントローラ（図示せず）を含む。制御システムは、温度センサＴＳによって測定された状態で温度が高くなっている冷却表面上の点に小滴を配置するように構成することが好ましい。冷却システムが図３に示すようなエアフロー発生器を含む場合、制御システムは、温度センサＴＳの出力に基づいてエアフロー発生器を制御するようにさらに構成することができる。

[0059] フレームＦＲ１とＦＲ２は相互に接続することができる。

[0060] 図５は、本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置の部分を示している。リソグラフィ装置は部品ＬＰを含み、これは基板テーブル又は支持体、又はパターニングデバイス支持体でよい。矢印Ｅで示すように、部品ＬＰは可動オブジェクトＭＯに対して移動可能であり、これは、今度は矢印Ｂで示すようにフレームＦＲ２に対して移動可能である。

[0061] 部品ＬＰは光ビームＬＢに対して位置決めされる。部品ＬＰの移動は、可動オブジェクトＭＯとフレームＦＲ２の間のロングストロークモジュール（粗動位置決め）、及び可動オブジェクトＭＯと部品ＬＰの間の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。ショートストロークモジュールの限られた範囲は、リミッタＬ１、Ｌ２によって概略的に表され、これはリミッタ間の限られた範囲の境界を形成する。

[0062] 可動オブジェクト上には、小滴形成及び発射デバイスＤＦがある冷却システムが配置構成され、これは矢印Ｄで示すように可動オブジェクトＭＯに対して移動可能であり、したがって部品ＬＰに対しても移動可能である。小滴形成及び発射デバイスＤＦは、小滴を形成し、それを軌跡Ｔ１に沿って部品ＬＰ上の冷却表面ＣＳに向かって発射するように構成されるが、別の実施形態では、小滴形成及び発射デバイスＤＦは、小滴を形成し、それをＭＯ（ロングストロークモジュール）の部品を形成する冷却表面に向かって発射するように構成することもできる。

[0063] さらなる例として、本発明は可動オブジェクトＭＯ又は部品ＬＰから直接アクチュエータを冷却するために使用することができる。小滴形成及び発射デバイスＤＦを、可動オブジェクトＭＯ（ロングストロークモジュール）又は固定された世界に装着することができる。モータが動くと、本発明により原動機を冷却することができる。フィン及び／又は波形を使用することによってアクチュエータの表面を増大させて、有効蒸発面積を増大させ、それに応じてシステムの冷却容量を増加させることが、さらに有利なことがある。フィン及び／又は波形はさらに、エアフローを（より）乱流にし、これは境界層を減少させ、その効果も蒸発率を上昇させる。

[0064] 冷却システムの利点は、冷却システムと冷却される部品ＬＰとの間に直接接触が必要ないことである。冷却システムの可動性によって、１つの小滴形成及び発射デバイスで光ビームＬＢの両側を冷却することもできる。

[0065] 図示の実施形態の様々な特徴及び態様は、容易に組み合わせることができ、特定の実施形態に限定されないことが分かる。

[0066] 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には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、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）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及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ことができる。

[0067] 以上では光学リソグラフィとの関連で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、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに限定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微細構成によって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスの微細構成を基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射、熱、圧力又はその組合せを適用することにより、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離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。

[0068] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（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を網羅する。

[0069] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。

[0070] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。

[0071] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、下記に示す請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (19)

1. パターンをパターニングデバイスから基板に転写するリソグラフィ装置であって、
   前記リソグラフィ装置の部品を冷却する冷却システムで、小滴を形成して前記小滴を前記リソグラフィ装置の前記部品の冷却表面に向かって発射し、前記小滴の蒸発によって前記部品を冷却する小滴エジェクタを含む、
   冷却システムを含むリソグラフィ装置。
2. 前記冷却システムが、前記リソグラフィ装置の前記部品の環境にある空気の状態を制御する空気状態コントローラを備える、
   請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記小滴エジェクタが、前記小滴を前記リソグラフィ装置の可動部品の冷却表面に向かって発射する、
   請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記小滴エジェクタが、前記小滴を前記リソグラフィ装置の光学要素の冷却表面に向かって発射し、前記冷却表面が焦点外れになるように設計される、
   請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記小滴が水などの適切な液体を含む、
   請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記小滴が、二酸化炭素などの適切な流動ガスを含む、
   請求項１に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記小滴が前記小滴の表面張力を低下させる界面活性剤を含む、
   請求項１に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記小滴エジェクタが、１回に１つの小滴を形成し、発射することができるドロップオンデマンド型デバイスである、
   請求項１に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記空気状態コントローラデバイスが、前記リソグラフィ装置の前記部品の前記冷却表面に沿ってエアフローを発生するエアフローデバイスを備える、
   請求項２に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記空気状態コントローラデバイスが空気減湿器を備える、
    請求項２に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記リソグラフィ装置の前記部品の前記冷却表面の局所的温度を測定する温度センサ、及び前記温度センサの出力に基づいて前記小滴エジェクタを制御するコントローラを備える、
    請求項１に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記リソグラフィ装置の前記部品の前記冷却表面の下流で前記エアフローの湿度を測定する湿度センサ、及び前記湿度センサの出力に基づいて前記小滴エジェクタを制御するコントローラを備える、
    請求項９に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記リソグラフィ装置の前記部品の前記冷却表面の下流で前記エアフローの湿度を測定する湿度センサ、及び前記湿度センサの出力に基づいて前記エアフローデバイスを制御するコントローラを備える、
    請求項９に記載のリソグラフィ装置。
14. 前記小滴エジェクタが、０．１マイクロメートルと１００マイクロメートルの間の直径の小滴を形成する、
    請求項１に記載のリソグラフィ装置。
15. 前記小滴エジェクタが、前記リソグラフィ装置の前記部品に対して移動可能である、
    請求項１に記載のリソグラフィ装置。
16. 前記冷却システムが、前記リソグラフィ装置の前記部品に対して移動可能である、
    請求項１に記載のリソグラフィ装置。
17. 前記冷却システムが、前記リソグラフィ装置の前記部品と直接接触していない、
    請求項１に記載のリソグラフィ装置。
18. 少なくとも前記冷却表面の上の領域が実質的に閉鎖され、前記冷却システムが前記領域内で動作する、
    請求項１に記載のリソグラフィ装置。
19. 前記小滴エジェクタが、ノズル及びリザーバに接続されたチャンバ、及び前記小滴を生成する作動要素を含む、
    請求項１に記載のリソグラフィ装置。