JP4628087B2 - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ装置およびデバイスを製造する方法に関するものである。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の標的部分に付与する機械である。リソグラフィ装置は、たとえば、集積回路（ＩＣ）の製造時に使用することができる。その場合、マスクなどパターン形成デバイスを使用してＩＣの個々の層に対応する回路パターンを形成することができ、このパターンを、感放射線性材料（レジスト）の層を有する基板（たとえば、シリコン・ウェハ）上の（たとえば、１つ又は複数のダイの一部を含む）標的部分に結像することができる。一般に、単一の基板は、連続して露光される隣接した標的部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ投影装置には、パターン全体を一度に標的部分に露光することによって各標的部分が照射される、いわゆるステッパと、所与の方向（「走査」方向）に投影ビームを介してパターンを走査する一方、この方向に平行又は逆平行に基板を同期走査することによって、各標的部分が照射される、いわゆるスキャナとが含まれる。

動作中に基板及び／又はパターン形成デバイス（たとえば、マスク又はレチクル）を支持するために、リソグラフィ装置にチャック組立体を設けることは、当技術分野で周知である。典型的な従来技術のチャック組立体は、たとえば、静電力又は真空力を使用するクランプを備えたチャックを含む。クランプによって、基板又はパターン形成デバイスをチャックに固定し、とりわけ固定された物体の平坦度を保持することができる。チャックは、リソグラフィ装置の他の部分に対して、フレームによって支持される。

しかし、リソグラフィ工程の間、チャックは、たとえば基板から伝達された熱により、温度変化する可能性がある。温度の変化は、基板上にパターンを投影する精度に影響を及ぼす。というのは、チャックの変形及び熱変化が、少なくともある程度、基板に伝達されるからである。温度の小さい変化（たとえば、０．０５Ｋより小さい変化）であっても、とりわけチャックの熱不均一性は、１ミクロンから数ナノメートルの範囲の投影精度に相当する程度のチャックの局所的な熱膨張又は収縮を引き起こす。

チャックの熱変化を低減するために、一般に、チャックから熱を除去できる熱装置をチャックに設け、チャックを一定温度レベルに維持することが知られている。

たとえば、米国特許第５４１３１６７号によれば、ウェハ・チャックを備えるウェハ保持ブロックが知られている。このウェハ・チャックには、ウェハを真空吸着するために、真空ポンプに連通する十字溝が形成される。ウェハ・チャックは、ウェハをマスクに対して細かく位置合わせするために、微動ステージに固定される。微動ステージは、ウェハをマスクに対して粗く位置合わせするための粗動ステージに固定された支持テーブルの中央部に設けられる。ウェハ・チャックは、高い熱伝導率を有するアルミニウム材料でできている。粗動ステージに熱交換器が固定される。この熱交換器は、２本の冷却水パイプに結合された通路を有する。２本の可撓性熱パイプを使用し、ウェハ・チャックと熱交換器との間で熱伝達を実現する。この熱パイプは、良好な熱伝導率を有するアルミニウム材料製の両端部と、熱抵抗を有する樹脂材料製の中央パイプ部及び作動液で濡れた芯とを有する。作動により、可撓性熱パイプを介してウェハ・チャックから熱交換器に熱が移送される。

米国特許第６２１５６４２号によれば、真空適合の変形可能静電チャックが知られている。このチャックは、高い熱伝導率を有する。このチャックは、誘電材料の層、金属フィルムの層、および半導体材料の層を有する膜を含む。半導体材料の層上に支柱と縁が形成される。縁は、半導体材料の層の周縁に形成される。縁および支柱は、支持構造体の表面に接触し、膜と支持構造体との間に中空領域を形成し、その中を冷却ガスが循環する。支持構造体は、中空領域を冷却ガス源と接続するためにガス・マニホルド孔を有する。冷却ガスを介して熱をチャックから伝達することができる。支持構造体は、ガスで充填された中空領域と支持構造体の裏側との間に、冷却液が循環する中空部を有する。

米国特許第５２２０１７１号から、ウェハ・チャックを備えるウェハ保持ブロックが知られている。このウェハ・チャックには、ウェハを真空吸着するために、真空ポンプに連通された十字溝が形成される。ウェハ・チャックは、ウェハをマスクに対して細かく位置合わせするために、微動ステージに固定される。微動ステージは、ウェハをマスクに対して粗く位置合わせするための粗動ステージに固定された支持テーブルの中央部に設けられる。ウェハ・チャックは、高い熱伝導率を有するアルミニウム材料でできている。チャックは、減圧された内部空間を有する。その空間の内部壁に作動液で濡れた芯が固着される。冷却水通路を有する冷却板が、微動ステージとウェハ・チャックとの間に介装される。冷却板を介して冷却水を循環することにより、熱をチャックから伝達することができ、ウェハ・チャックの冷却表面を約２０℃の温度に維持することができる。

これら従来技術文書から知られているチャック組立体の欠点は、放射線ビームに対するチャック組立体及び基板の位置が、チャックの固定されている構成要素から生じる振動及び他の歪みを受けることである。それにより、パターン形成の精度が影響を受ける。歪みは、基板に投影される構造の寸法が縮小することにより、現在の、また予想される精度要件の傾向に鑑みると、とりわけ不利である。

本発明の一観点は、チャック組立体の部分の振動及び他の歪みが低減され、チャック組立体の熱的状態を制御することのできるリソグラフィ装置を提供することである。

本発明の一観点によれば、放射線ビームを基板に提供するように構成された照明装置と、放射線ビームの断面にパターンを与えるように働くパターン形成デバイスと、基板及びパターン形成デバイスのうちの少なくとも１つを支持するためのチャック組立体と、第１の表面と第２の表面との間で作動するように構成された熱伝達装置とを含むリソグラフィ装置であって、熱伝達装置が、第１の表面と第２の表面との間で熱を伝達するように構成され、第１の表面が、チャック組立体の少なくとも一部によって少なくとも部分的に形成され、第２の表面が、チャック組立体から離隔された構成要素の少なくとも一部によって少なくとも部分的に形成され、第２の表面が、第１の表面から機械的に分離され、また第１の表面に熱的に結合されるリソグラフィ装置が提供される。

本リソグラフィ装置では、第２の表面がチャック組立体から機械的に分離されて隔てられているため、第２の表面からの、したがって構成要素からの振動及び他の歪みがチャック組立体に伝達されない。したがって、チャック組立体の振動及び他の歪みが低減される。さらに、熱伝達装置が、第１および第２の表面間で熱を伝達できるため、チャック組立体を依然として熱的に調整することができる。

本発明の一観点によるリソグラフィ装置の一具体例では、熱伝達装置が構成要素上で位置決めされ、熱伝達装置が少なくとも熱的に第２の表面に接触し、熱伝達装置が、第１の表面から離れた位置に、第２の表面から又はその逆に熱を伝達することが可能である。

この具体例では、熱伝達装置を使用して、熱を第１の表面から離れた第２の表面から、又はその逆に伝達することにより第２の表面の温度が変化させられる。次いで、第２の表面の温度の変化により、第１の表面と第２の表面との間で熱の流れが生じることになる。これにより、チャック組立体の位置は、熱伝達装置によって引き起こされる振動又は歪みによる影響を受けない。というのは、熱伝達装置は、第２の表面に対して、すなわちチャック組立体から機械的に分離された構成要素部に作用するからである。したがって、チャック組立体に作用する振動及び他の歪みがさらに低減される。

本発明の一観点によるリソグラフィ装置の一具体例では、熱伝達装置が、チャック組立体の少なくとも一部の熱的状態を決定すること、及びチャックの熱的状態の決定値を表す熱信号を発生することが可能な少なくとも１つの熱センサを含み、少なくとも１つの熱素子が熱センサに接続され、その熱素子の熱伝達の少なくとも１つの状態が熱信号に応答して制御される。

それにより、熱伝達がチャック組立体の熱状態に連結されるため、チャック組立体の熱的状態を正確に制御することができる。

本発明の一観点によるリソグラフィ装置の一具体例では、熱伝達装置が、第１の表面の異なる部分から、又は異なる部分に異なる熱伝達を生み出すために、別々に制御することのできる少なくとも２つの熱素子を備える。

それにより、チャック組立体の熱的状態を局所的に制御することができ、たとえば、熱素子の適切な制御により、チャック組立体の異なる部分間の温度不均一性を低減することができる。本発明の一観点によるリソグラフィ装置の一具体例では、熱装置が少なくとも２つの熱センサを更に含み、それぞれ、チャック組立体の少なくとも一部の熱的状態を決定すること、及びチャックの熱的状態の決定値を表す熱信号を発生することが可能であり、少なくとも２つの熱素子が、熱信号に応答して熱伝達の少なくとも１つの状態が制御される、異なる熱センサに通信可能に接続される。

したがって、熱素子は、決定された熱的状態に対して制御され、それに応じて、熱伝達が、チャック組立体における局所的な熱的状況に対して制御される。それにより、たとえば、チャック組立体内の熱的相違を低減することができる。

本発明の一観点によるリソグラフィ装置の一具体例では、熱伝達装置が、熱を第２の表面から、又は第２の表面に伝達することが可能な表面熱伝達デバイスと、構成要素の本体に位置決めされたバルク熱伝達デバイスとを含み、そのバルク熱伝達デバイスが、熱を表面熱伝達デバイスから、又は表面熱伝達デバイスに伝達するために表面熱伝達デバイスと熱的に接触する。

それにより、第２の表面を、バルク熱伝達デバイスを使用してほとんどの熱を伝達することによって、ある温度に維持することができ、表面熱伝達デバイスによって総熱流束の変化の補正を実現することができる。

本発明の一観点によるリソグラフィ装置の一具体例では、表面熱伝達デバイスが、第２の表面の第１の電極とバルク熱伝達デバイスに向けられた第２の電極とを取り付けられた少なくとも１つの熱電素子を含む。

それにより、熱伝達装置は、熱電素子を流れる電流の量を調整することによって単純な方法で制御することができる単純な構造である。

本発明の一観点によるリソグラフィ装置の一具体例では、バルク熱伝達デバイスが流体チャネル（流路）を備える。

それにより、バルク熱伝達デバイスは、大量の熱を伝達することができ、したがって、適切な流体で充填された流体チャネルの比較的大きな熱伝達能力により、本体及び第２の表面を効果的に制御することができる。

本発明の他の観点によれば、放射線ビームを基板に投影する段階と、パターン形成デバイスを使用して、断面パターンを放射線ビームに与える段階と、基板及びパターン形成デバイスの少なくとも１つをチャック組立体によって支持する段階と、チャック組立体表面の少なくとも一部と、チャック組立体から機械的に分離されて離隔された構成要素の第２の表面との間での熱伝達を包含する、チャック組立体から、又はチャック組立体に熱を伝達する段階とを含む、デバイスを製造する方法が提供される。

それにより、第２の表面からの振動又は他の歪みがチャック組立体に伝達されず、一方、熱装置を介して、チャック組立体を依然として熱的に調整することができる。というのは、第２の表面が、チャック組立体から機械的に分離され、また、ある距離で離隔されており、熱伝達装置が、チャック組立体から、又はチャック組立体に熱を伝達することが可能であるからである。したがって、チャック組立体の振動及び他の歪みが低減される。

本発明の他の具体例によれば、
放射線ビームを基板に提供するための手段と、
放射線ビームの断面にパターンを与えるための手段と、
基板及びパターンを与える手段の少なくとも１つを支持するための手段と、
この支持するための手段と、この支持するための手段から離隔され、機械的に分離され、この支持するための手段に熱的に結合された構成要素との間で熱を伝達するための手段とを含むリソグラフィ装置が提供される。

本文中で、ＩＣ製造時におけるリソグラフィ装置の使用を具体的に参照することがあるが、本明細書で述べられているリソグラフィ装置には、集積光学装置、磁区メモリ用のガイド及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他の応用分野があり得ることを理解されたい。当業者なら、そのような代替応用例の文脈において、本明細書における「ウェハ」又は「ダイ」という用語のどのような使用も、それぞれより一般的な用語である「基板」又は「標的部分」と同義と見なすことができることを理解できるであろう。本明細書で参照されている基板は、露光の前後に、たとえば、トラック（一般に、レジストの層を基板に付着し、露光されたレジストを現像するツール）、又は測定若しくは検査ツール内で処理することができる。適用可能な場合、本明細書における開示は、そのような、また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、たとえば多層ＩＣを作製するために複数回処理することができ、その結果、本明細書で使用される基板という用語は、すでに複数回処理された層を含む基板を指すこともあり得る。

本明細書で使用される「放射線」及び「ビーム」という用語は、（たとえば、波長３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍを有する）紫外線（ＵＶ）及び（たとえば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）極紫外線（ＥＵＶ）、並びに、イオン・ビーム又は電子ビームなど粒子ビームを含む、あらゆるタイプの電磁放射線を包含する。

本明細書で使用される用語「パターン形成デバイス」又は「パターン形成構造体」は、基板の標的部分内にパターンが生み出されるように、投影ビームにその断面でパターンを与えるために使用することのできるデバイス又は構造体を指すように広く解釈すべきである。投影ビームに与えられるパターンは、基板の標的部分内の所望のパターンに正確に対応しない可能性があることに留意されたい。一般に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路など、標的部分内に生み出されるデバイスの特定の機能層に対応することになる。

パターン形成デバイスは、透過型又は反射型とすることができる。パターン形成デバイスの実施例には、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ（配列）、プログラム可能なＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィで周知であり、バイナリ、レベンソン型位相シフト、ハーフトーン型位相シフト、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプなどのマスク・タイプを含む。プログラム可能なミラー・アレイの一実施例は、小さな鏡の行列構成を使用し、鏡のそれぞれは、入射放射線ビームを様々な方向に反射するように個別に傾けることができ、このようにして、反射されたビームがパターン形成される。パターン形成デバイスの各実施例では、支持構造体はフレーム又はテーブルとすることができ、これらは、たとえば、固定又は可動とすることができ、また、パターン形成デバイスが、たとえば投影装置に対して確実に所望の位置にあるようにすることができる。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語のどの使用も、「パターン形成デバイス」というより一般的な用語と同義と見なすことができる。

本明細書では、「投影装置」という用語は、たとえば、使用される露光放射線に対して、或いは、浸漬流体の使用又は真空の使用など他の要因に対して適切なように、屈折光学装置、反射光学装置、反射屈折光学装置を含む様々なタイプの投影装置を包含すると広く解釈すべきである。本明細書における「レンズ」という用語のどの使用も、「投影装置」というより一般的な用語と同義と見なすことができる。

照明装置はまた、放射線の投影ビームを誘導、形成、又は制御するために、屈折光学構成要素、反射光学構成要素、反射屈折光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素を包含することができ、そのような構成要素もまた下記で、集合的又は単数で「レンズ」と称される可能性がある。

本リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものとすることができる。そのような「複数ステージ」機では、追加テーブルを同時に使用することができ、或いは、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用している間に、１つ又は複数のテーブルに対して準備段階を実施することができる。

本リソグラフィ装置はまた、比較的大きい屈折率を有する液体、たとえば水に基板が浸漬され、投影装置の最終要素と基板との間の空間を満たすタイプのものとすることができる。また、浸漬液は、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえば、マスクと投影装置の最初の要素との間に適用することができる。浸漬技法は、投影装置の開口数を増大するために、当技術分野で周知である。

次に、本発明の実施例について、対応する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、例としてのみ述べる。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射線（たとえば、ＵＶ又はＥＵＶ放射線）の投影ビームＰＢを供給するための照明装置（イルミネータ）ＩＬと、投影装置ＰＬに対してパターン形成デバイスを正確に位置決めするための第１の位置決め構造体ＰＭに接続された、パターン形成デバイス（たとえば、マスク）ＭＡを支持するための第１の支持構造体（たとえば、マスク・テーブル）ＭＴと、投影装置ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め構造体ＰＷに接続された、基板（たとえば、レジスト・コーティング済みウェハ）Ｗを保持するための基板テーブル（たとえば、ウェハ・テーブル）ＷＴと、パターン形成デバイス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（たとえば、１つ又は複数のダイを含む）標的部分Ｃに結像するための投影装置（たとえば、反射投影レンズ）ＰＬとを含む。

ここで示されているように、本装置は、（たとえば、上記で参照されているタイプの反射マスク又はプログラム可能なミラー・アレイを使用する）反射タイプのものである。あるいは、本装置は、（たとえば、透過マスクを使用する）透過タイプのものとすることができる。

イルミネータＩＬは、放射線源ＳＯから放射線ビームを受ける。放射線源とリソグラフィ装置とは、たとえば放射線源が放出プラズマ線源であるとき、別体とすることができる。そのような場合、放射線源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは一般に、たとえば、適切な集光ミラー及び／又はスペクトル純度フィルタ（ｓｐｅｃｔｒａｌ ｐｕｒｉｔｙ ｆｉｌｔｅｒ）を備えた放射線集光器の助けにより、放射線源ＳＯからイルミネータＩＬに送られる。他の場合には、たとえば放射線源が水銀ランプであるとき、放射線源を装置の一体部分とすることができる。放射線源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、放射装置と呼ばれることがある。

イルミネータＩＬは、ビームの角度強度分布を調整する調整器を備えることができる。一般に、イルミネータの瞳平面内の強度分布の少なくとも外部及び／又は内部径方向範囲（一般にそれぞれσ外部（σ−ｏｕｔｅｒ）及びσ内部（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）を調整することができる。イルミネータは、その断面において所望の均一性及び強度分布を有する、投影ビームＰＢと呼ばれる調整され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に保持される、マスクＭＡの形態で示されたパターン形成デバイスに入射する。投影ビームＰＢは、マスクＭＡによって反射され、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、ビームを基板Ｗの標的部分Ｃに集束する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決め構造体ＰＷ及び位置センサＩＦ２（たとえば、干渉測定デバイス）の助けにより、たとえば、様々な標的部分ＣをビームＰＢの経路内で位置決めするように、正確に移動することができる。同様に、第１の位置決め構造体ＰＭおよび位置センサＩＦ１を使用し、たとえば、マスクＭＡをマスク・ライブラリから機械的に取り出した後で、又は走査中に、ビームＰＢ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。一般に、物体テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め構造ＰＭ及びＰＷの一部を形成するロング・ストローク・モジュール（粗い位置決め）及びショート・ストローク・モジュール（細かい位置決め）の助けにより実現される。しかし、（スキャナではなく）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴをショート・ストローク・アクチュエータに接続するだけとすることも、固定とすることもできる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置調整用マークＭ１、Ｍ２、及び基板位置調整用マークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。

図の装置は、以下の好ましいモードで使用することができる。

ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが本質的に静止したままであり、投影ビームに与えられたパターン全体が標的部分Ｃに１回で投影される（すなわち、１回の静止露光）。次いで、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向で移動され、その結果、異なる標的部分Ｃを露光することができる。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズにより、１回の静止露光で結像される標的部分Ｃのサイズが制限される。

走査モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期して走査され、一方、投影ビームに与えられたパターンが標的部分Ｃに投影される（すなわち、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の速度及び方向は、投影装置ＰＬの拡大特性、縮小特性、及び映像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光領域の最大サイズにより、１回の動的露光における標的部分の（非走査方向での）幅が制限され、一方、走査運動の長さにより、標的部分の（走査方向での）高さが決定される。

別のモードでは、マスク・テーブルＭＴが、プログラム可能なパターン形成デバイスを保持して本質的に静止したままであり、投影ビームに与えられたパターンが標的部分Ｃに投影されている間に、基板テーブルＷＴが移動又は走査される。このモードでは、一般に、パルス放射線源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴの各移動の後で、又は連続する放射パルスの間で、プログラム可能なパターン形成デバイスを更新することができる。この動作モードは、前記で参照されているタイプのプログラム可能なミラー・アレイなど、プログラム可能なパターン形成デバイスを使用するマスク不要のリソグラフィに容易に適用することができる。

前記の使用モード又は全く異なる使用モードに対する組合せ及び／又は変形形態をも、使用することができる。

図２は、ロング・ストローク・モジュール１３０上で位置合わせされたチャック組立体１００の断面図を概略的に示す。以下に述べられるように、チャック組立体１００は、ロング・ストローク・モジュール１３０から機械的に分離されている。チャック組立体１００は、たとえば、支持構造体ＭＴ及び／又は基板テーブルＷＴの一部とすることができる。図２では、物体、この実施例では基板Ｗが、チャック１２０の支持表面１２２に支持される。基板Ｗは、静電クランプ１２１によって支持表面１２２に固定される。ただし、基板Ｗはまた、真空クランプ又は任意の他の適切な固定デバイスなど、別のタイプの固定デバイスによって固定することもできる。

図２の実施例では、チャック組立体１００は、フレーム１１０と、リソグラフィ装置の他の部分、たとえばロング・ストローク・モジュール１３０に対して支持されるチャック１２０とを含む。フレーム１１０は、測定デバイスを含むことができる。たとえば、鏡１１１がフレーム１１０の異なる側部に設けられ、鏡１１１を、図１の実施例の干渉測定位置決定装置ＩＦ１、ＩＦ２で使用することができる。

この実施例では、チャック１２０がフレーム１１０に堅く取り付けられているが、他の構成もまた可能である。たとえば、チャック１２０は、フレーム１１０の一体部分とすることができ、或いは、チャック１２０は、フレーム１１０上で位置決めし、フレーム１１０に対して可動とすることができる。

ロング・ストローク・モジュール１３０は、概略的に示されているモータ１３１によって、リソグラフィ装置の他の構成要素に対して可動とされている。チャック組立体１００は、ロング・ストローク・モジュール１３０から機械的に分離されている。この実施例では、チャック組立体１００は、フレーム１１０に取り付けられたローレンツ・アクチュエータ１４０によってロング・ストローク・モジュール１３０から機械的に分離され、ロング・ストローク・モジュール１３０に対して移動することができる。ローレンツ・アクチュエータ１４０は、また、ロング・ストローク・モジュール１３０に対してチャック組立体１００の電磁サスペンションを提供し、それにより、チャック組立体１００とロング・ストローク・モジュール１３０との間に間隔１６０を提供する。代替法として、チャック組立体１００は、ロング・ストローク・モジュール１３０に対して機械的に接続されているが分離されているものとすることができる。たとえば、チャック組立体１００は、たとえば、ロング・ストローク・モジュール１３０に作用する振動の少なくとも一部の伝達を抑制するために適切な共振周波数を有するばね装置によって、ロング・ストローク・モジュール１３０に接続することができる。

チャック組立体１００及びロング・ストローク・モジュール１３０に対して作用する熱装置１５０が提供される。熱装置は、チャック組立体１００の第１の表面１１００、この実施例ではフレーム１１０の表面の一部を含む。熱装置１５０はさらに、ロング・ストローク・モジュール１３０の一部を形成する第２の表面１３００を含む。第１の表面１１００と第２の表面１３００との間で熱を伝達することが可能な熱伝達装置１５１〜１５８もまた熱装置１５０に設けられており、以下により詳細に述べる。

図２の実施例では、第１の表面１１００および第２の表面１３００が、間隔１６０のそれぞれの側で位置決めされ、互いに対面している。熱装置１５０は、ロング・ストローク・モジュール１３０に取り付けられた熱伝達デバイス１５１〜１５４を備える。熱伝達デバイス１５１〜１５４は、熱を第１の表面１１００からさらに離れた位置に、第２の表面１３００から、又はその逆に伝達することができる。

熱が第２の表面１３００に供給され、又は第２の表面１３００から除去されたとき、これにより第２の表面１３００の温度に変化が引き起こされ、したがって、第１の表面１１００と第２の表面１３００との間で温度差が生じることになる。この温度差により、熱が第１の表面１１００と第２の表面１３００との間で流れる。したがって、チャック組立体１００が冷却され、又は加熱される。

したがって、熱装置１５０により、機械的接触の必要なしに、チャック組立体１００から構成要素、すなわちロング・ストローク・モジュール１３０に、又はその逆に熱を伝達することができる。したがって、チャック組立体１００は、ロング・ストローク・モジュール１３０で生じ熱装置１５０を介してチャック組立体１００に伝達される振動又は歪みを受けない。

図２の実施例では、真空装置（図示せず）が存在しても可能であり、使用時に、少なくとも間隔１６０から所望の真空レベルに空気がくみ出される。たとえば、ＥＵＶ放射、イオン・ビーム、又は電子ビームを使用するリソグラフィ装置では、少なくとも放射線ビームが移動する真空経路を提供するために、真空装置が設けられる。間隔１６０が真空チャンバ（の一部）である場合、熱は、矢印１７０によって示された放射によって、第１の表面１１００と第２の表面１３００との間で伝達される。

図の実施例では、チャック１２０はさらに、チャック支持表面１２２に近接した充填（バックフィル）ガス装置１５００を備える。物体がチャック支持表面１２２部に存在する場合、窒素又はアルゴンなど充填ガス１５１０を、物体（たとえば、基板又はマスク）とチャック１２０との間の空間に導入することができる。充填ガス１５１０を介して、充填ガスの伝導及び／又は対流により、物体からチャック１２０への有効熱伝達率を高めることができる。充填ガス１５１０は、物体たとえば基板Ｗと物体支持表面１２２との間の有効熱伝達率の増大を可能にする。チャック１２０とフレーム１１０とが互いにある距離で位置決めされる場合、やはり充填ガス装置をフレーム１１０とチャック１２０との間に設け、チャック１２０とフレーム１１０との間で熱の伝達を増大することができる。

図２の実施例では、間隔１６０は真空である。しかし、同様に間隔１６０にガスを存在させることもでき、その場合、放射に加えて、伝導及び／又は対流もまた、熱伝達機構となる。たとえば、リソグラフィ装置が非真空装置である場合、或いは、間隔１６０が、リソグラフィ装置の他の部分から遮蔽された別個のチャンバの一部である場合である。

図２の実施例では、熱伝達装置１５１〜１５８は、別々に制御することができる複数の、この実施例では３つの能動熱素子１５１〜１５３を備える。したがって、第１の表面１１００の異なる部分１１１１〜１１１３と第２の表面１３００との間で、異なる熱流を生成することができる。したがって、チャック組立体１００の熱的状態を局所的に制御することができ、たとえば、温度不均一性を低減することができる。

図２の実施例では、熱素子１５１〜１５３が、第２の表面１３００に沿って一列で位置決めされている。熱素子１５１〜１５３のそれぞれは、第１の表面１１００の別の部分１１１１〜１１１３に面する。したがって、第１の表面１１００のそれぞれの部分１１１１〜１１１３と、その部分に面する熱素子１５１〜１５３との間の熱伝達を、別々に制御することができる。

図２の実施例では、熱装置１５０が熱センサ１５６〜１５８をさらに含み、熱センサ１５６〜１５８のそれぞれは、チャック組立体１００のそれぞれの部分の熱的状態、たとえば温度を決定することが可能である。熱センサ１５６〜１５８は、図示される破線によって示されているように、熱素子１５１〜１５３に通信可能に接続される。この実施例では、センサ１５６〜１５８のそれぞれが、別個の熱素子１５１〜１５３に接続される。熱センサ１５６〜１５８は、チャック組立体１００の熱的状態の決定値を表す熱信号を発生することができる。この熱信号に応答して、熱素子のそれぞれについて熱伝達が調節される。たとえば、熱信号が温度の変化を示す場合、熱素子１５１〜１５３の別個の１つに向かう熱流束を適合させることができ、又は総熱流束を適合させることができる。

また、熱素子１５１〜１５３を制御するために、熱センサ１５６〜１５８を図２に示されているものと異なる方法で接続することもできる。たとえば、熱センサ１５６〜１５８をプロセッサ・デバイスに通信可能に接続することができ、プロセッサ・デバイスは、それぞれの熱素子に接続され、熱センサ１５６〜１５８から送られた熱信号に基づいて、熱素子１５１〜１５３に制御信号を送る。

この実施例では、熱素子１５１〜１５３が熱電素子として実施されている。熱電素子は、たとえば、ペルチェ素子、又は任意の他の適切なタイプの熱電素子とすることができる。熱電素子は広く使用可能であり、簡潔のためにこれ以上詳しく述べない。熱電素子１５２について示されているように、素子１５１〜１５３は、第２の表面１３００に第１の電極１５２１を、また、第２の表面１３００から反対向きの側、たとえば図２の実施例では流体チャネル１５４を含むバルク熱伝達装置に面する側に第２の電極１５２２を備える。第１の電極１５２１および第２の電極１５２２は、電流源１５９に接続される。

電流源１５９によって熱電素子１５２を通る電流を制御することにより、第１の電極１５２１と第２の電極１５２２との間の熱流を調節することができる。

図２の実施例では、熱装置１５０が流体チャネル１５４をさらに含む。流体チャネル１５４は、ロング・ストローク・モジュール１３０内に位置決めされる。図２の実施例では、流体チャネル１５４は、第２の表面１３００の下方、ロング・ストローク・モジュール１３０の本体内にある。流体チャネル１５４は、第２の表面１３００に平行な平面内に延在する。流体チャネル１５４は、第２の表面１３００に熱的に接触する。より具体的には、この実施例では、以下、第２の電極側と呼ぶ、熱電素子１５１〜１５３の第２の電極を備えた側１５２２に熱的接触する。一般に、流体チャネルは大きな熱伝達容量を有し、したがって、流体チャネルを介して大量の熱を伝達することができる。チャネル１５４は、たとえば、水又は別の適切な液体、ガス又は気液混合物で充填することができ、これらがロング・ストローク・モジュール１３０内のチャネル１５４内で循環され、ロング・ストローク・モジュール１３０の外側で、たとえば熱交換器によって所望の温度にされ、したがって、ロング・ストローク・モジュール１３０の本体からモジュール１３０の外側に熱を伝達する。

ロング・ストローク・モジュール１３０から熱を伝達するために、代替法として、ヒートパイプを使用することができる。一般に、ヒートパイプは、その中の流体など相変化媒体を有する閉じた管で構成される。管の片側に入る熱は、媒体によって吸収され、液体を蒸気に変化させる液体の沸騰など、媒体の相変化を引き起こす。次いで、相変化した媒体は、管の別の側に移送され、そこで媒体がその元の相に戻り、熱を解放する。たとえば、沸騰液の場合、蒸気は、体積が膨張し、ヒートパイプの別の部分に移動し、そこで蒸気が液体に凝縮し、熱を解放する。次いで、媒体は、たとえば重力又は芯によって元の位置に移送され、熱交換サイクルが再び開始される。

図２の実施例では、熱電素子１５１〜１５３の列は、熱を第２の表面１３００に伝達、又は熱を第２の表面１３００から吸収することのできる表面熱伝達デバイスとして働く。流体チャネル１５４は、第２の表面１３００に隣接してロング・ストローク・モジュール１３０の本体内に位置決めされたバルク熱伝達デバイスとして働く。バルク熱伝達デバイスは、表面熱伝達デバイスに熱的に接触し、表面熱伝達デバイスから、又は表面熱伝達デバイスに熱を伝達することができる。したがって、バルク熱伝達デバイスは、ロング・ストローク・モジュール１３０を多かれ少なかれ一定の温度に維持し、一方、熱電素子は、その一定温度の局所的又は一時的な歪みを補正し、それにより、チャック組立体１００とロング・ストローク・モジュール１３０との間で適切な熱伝達を実現することができる。

以上、本発明の特定の実施形態について述べたが、本発明の諸態様は、述べらた以外の方法で実施することができることを理解されたい。たとえば、図２の実施例では、流体チャネル１５４は、ロング・ストローク・モジュール１３０から熱を除去する冷却液を備えることができ、一方、熱素子１５１〜１５３は、第２の表面１３００を局所的に加熱する加熱デバイスとして作動される。また、第１の表面は、フレーム１１０の本体及び／又はチャック１２０から第１の表面１１００に向かう熱の伝達を改善するために、熱素子を備えることができる。さらに、熱装置１５０は冷却装置として作動させることができ、その場合、熱は、熱装置１５０によって第１の表面１１００から除去される。熱装置１５０はまた、加熱装置として作動することができ、その場合、熱は、熱装置１５０によって第１の表面１１００にもたらされる。

この説明は、本発明の諸態様を限定しないものである。

本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置を示す図。 本発明の一実施例によるリソグラフィ装置のチャック組立体及び構成要素を概略的に示す図。

符号の説明

ＩＬ 照明装置（イルミネータ）
ＭＡ パターン形成デバイス（マスク）
ＭＴ 第１の支持構造体（マスク・テーブル）
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影装置
ＰＭ 第１の位置決め構造体
ＰＷ 第２の位置決め構造体
ＳＯ 放射線源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル（ウェハ・テーブル）
１００ チャック組立体
１１０ フレーム
１１１ 鏡
１２０ チャック
１２１ 静電クランプ
１２２ 支持表面
１３０ ロング・ストローク・モジュール
１３１ モータ
１４０ ローレンツ・アクチュエータ
１５１、１５２、１５３ 熱素子
１５４ 流体チャネル
１５６、１５７、１５８ 熱センサ
１５９ 電流源
１６０ 間隔
１１００ 第１の表面
１３００ 第２の表面
１５００ バックフィル・ガス・装置
１５２１ 第１の電極
１５２２ 第２の電極

Claims (4)

1. 放射線ビームを基板に提供するように構成された照明装置と、前記放射線ビームの断面にパターンを与えるように働くパターン形成装置と、チャックを支持するフレームを有しており、かつ、前記基板及び前記パターン形成装置のうちの少なくとも１つを支持するためのチャック組立体と、第１の表面と第２の表面との間で熱を伝達するように構成された熱伝達装置と、を含むリソグラフィ装置であって、
   前記第１の表面は、前記チャック組立体の少なくとも一部によって少なくとも部分的に形成され、
   前記第２の表面は、前記チャック組立体から離隔された構成要素の少なくとも一部によって少なくとも部分的に形成されるとともに前記第１の表面から機械的に分離され、かつ前記第１の表面に熱的に結合されており、
   前記熱伝達装置は、複数の熱素子及び複数の熱センサを備え、
   前記複数の熱素子は、別々に制御され、かつ、前記第１の表面の異なる部分間で熱伝達を発生させるように構成されるとともに、熱を前記第２の表面から又は前記第２の表面に伝達することが可能な表面熱伝達デバイスとして機能し、
   前記複数の熱センサは、前記複数の熱素子の別個の１つに向かう熱流束を適合させるように前記複数の熱素子に通信可能に接続され、かつ、前記チャックと前記第１の表面との間の熱流束経路における前記フレーム内に配置され、
   前記熱伝達装置は、前記構成要素の本体に位置決めされ、熱を前記表面熱伝達デバイスから又は前記表面熱伝達デバイスに伝達するために前記表面熱伝達デバイスと熱接触するバルク熱伝達デバイスを含み、
   前記バルク熱伝達デバイスが前記構成要素を一定温度に維持する一方、前記表面熱伝達デバイスが前記チャック組立体の温度の局所的又は一時的な歪みを補正する、
   リソグラフィ装置。
2. 前記表面熱伝達デバイスは、前記第２の表面の第１の電極と、前記バルク熱伝達デバイスに向けられた第２の電極と、が取り付けられた少なくとも１つの熱電素子を含む、
   請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
3. 前記バルク熱伝達デバイスが流体チャネルを含む、
   請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
4. 前記バルク熱伝達デバイスがヒートパイプを含む、
   請求項１に記載されたリソグラフィ装置。

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