JP4726830B2 - リソグラフィ装置、制御システムおよびデバイス製造方法 - Google Patents

リソグラフィ装置、制御システムおよびデバイス製造方法 Download PDF

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Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置、制御システムおよびデバイス製造方法に関する。
[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付ける機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。この場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイス（patterning device）を用いることができる。このパターンは、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、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワーク（network）を含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の放射ビームによってパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
[0003] いわゆる「液浸」リソグラフィでは、基板はリソグラフィ投影装置において、比較的高い屈折率を有する液体、すなわち液浸液の中に浸される。例えば、液浸液は水であってよい。液浸液は、投影システムと基板との間の空間を満たす。このようにして、液体の中では露光放射（exposure radiation）がより短い波長を有するために、より小さいフィーチャ（features）の結像が可能になる。
[0004] 従って液浸システムは、露光の間、投影システムと基板との間に、空気またはその他の気体のみではなく、水または別の液体を有する。その結果、液体の熱変動が結像に直接的かつ強く結像に影響するようになる。なぜならば、液体の屈折率は温度に作用するからである。また、投影システムへの、特に基板に最も近い投影システムの光学エレメントへの液浸液温度の強い熱結合のため、液体のどのような熱変動も、投影システム全体の結像特性に影響を及ぼすであろうと思われる。液浸液の典型的な熱制御は、焦点および結像関連のオーバーレイ（倍率および歪み）に関して無視できるほど十分に良好ではないかもしれない。これは特に、それぞれの基板について温度周期が観察されるスキャン露光の間における問題かもしれない。さらに、結像されている構造体の限界寸法（ＣＤ）が減るにつれて、液体の温度を必要な程度まで動的に制御することは、徐々により困難でかつより費用がかかるようになる場合がある。
[0005] 液浸リソグラフィシステム内で、上記のまたはその他の課題の一つ以上に対処することが望ましい。特に、例えば、液浸リソグラフィシステム内の１回以上の温度変動の効果に対して処置を施すことによって、液浸リソグラフィシステムにおける結像品質の改良された制御を提供することが望ましい。
[0006] 本発明の一態様に従い、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付けされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、前記投影システムと前記基板との間の空間を液体で満たすように構成された液体供給システムと、前記液体の温度変動に関連する効果をそれぞれ測定しおよび／または予測するように構成された測定システム、予測システム、またはこれら両方と、前記測定システムおよび／または予測システムのそれぞれによって得られた測定および／または予測に基づき、前記液体の温度に関連する前記効果または別の効果を制御するように構成された制御システムとを備える、リソグラフィ装置が提供される。
[0007] 本発明の一態様に従い、投影システムを用いて、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設されたリソグラフィ投影装置であって、前記投影システムと前記基板との間の空間を液体で満たす液体供給システムと、前記液体の温度変動に関連する効果をそれぞれ測定しおよび／または予測する測定システム、予測システム、またはこれら両方と、前記測定システムおよび／または予測システムのそれぞれによって得られた測定および／または予測に基づき、前記液体の温度に関連する前記効果または別の効果を制御する制御システムとを備える、リソグラフィ投影装置が提供される。
[0008] 本発明の一態様に従い、リソグラフィ装置を制御する制御システムであって、測定システム、予測システム、またはこれら両方によってそれぞれ得られた測定、予測、またはこれらの両方に基づき、リソグラフィ装置内の液浸液の温度変動に関連する効果を制御するように構成された、制御システムが提供される。
[0009] 本発明の一態様に従い、投影システムを用いて、パターン付けされた放射ビームを液体を介して基板上に投影する工程と、前記液体の温度変動に関連する効果を測定し、予測し、または測定と予測の両方を行う工程と、前記測定および／または予測の工程のそれぞれによって得られた測定および／または予測に基づき、前記液体の温度変動に関連する前記効果または別の効果を制御する工程とを備える、デバイス製造方法が提供される。
[0010] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において、同じ参照符号は、対応する部分を示す。
[0015] 図１は、本発明の一実施形態にかかるリソグラフィ装置を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、以下の構成要素を含む。
[0016] 放射ビームＢ（例えば、紫外光（ＵＶ）または極端紫外光（ＥＵＶ））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。
[0017] 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成され、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付けるように構成された第１位置決め装置ＰＭに連結されている、支持構造体（例えば、マスクテーブル）ＭＴ。
[0018] 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成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けるように構成された第２位置決め装置ＰＷに連結されている、基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴ。
[0019] パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成されている、投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳ。
[0020] 照明システムとしては、放射を誘導し、形成し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他の型の光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまな型の光学コンポーネントを含むことができる。
[0021] 支持構造体は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。支持構造体は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。支持構造体は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。支持構造体は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使われる「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。
[0022] 本明細書において使われる「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内にパターンを作り出すように放射ビームの断面にパターンを付けるために使うことができるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付けたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。
[0023] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、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パネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、Alternating位相シフト、および減衰型位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームがさまざまな方向に反射するように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。
[0024] 本明細書において使われる「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学システム、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使われる「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。
[0025] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、上記に言及したプログラマブルミラーアレイを採用しているもの、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。
[0026] 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（および／または２つ以上の支持構造体）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」マシンにおいては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。
[0027] また、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満たすような比較的高屈折率を有する液体、例えば、水によって基板の少なくとも一部を覆うことができる型のものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の、例えば、マスクと投影システムとの間の別の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるための技術においてよく知られている。本明細書において使われている「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、どちらかといえば、露光中、投影システムと基板との間に液体があるという意味でしかない。
[0028] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射ソースＳＯから放射ビームを受ける。例えば、放射ソースがエキシマレーザである場合、放射ソースとリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射ソースは、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは、放射ソースＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射ソースが水銀灯である場合、放射ソースは、リソグラフィ装置の一体型部品とすることもできる。放射ソースＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
[0029] 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ように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、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。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。
[0030] 放射ビームＢは、支持構造体（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上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを通り抜けた後、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、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に示されていない）を使い、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、支持構造体ＭＴの移動は、第１位置決め装置ＰＭの一部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）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２位置決め装置ＰＷの一部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って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、支持構造体ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、けがき線アライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイスアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。
[0031] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できると考えられる。
[0032] １． ステップモードにおいては、支持構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴは、つぎにＸおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃが露光されることが可能になる。ステップモードにおいては、露光領域の最大サイズによって、単一静止露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
[0033] ２． スキャンモードにおいては、支持構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。支持構造体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（縮小）拡大率および画像反転特性によって決めるとよい。スキャンモードにおいては、露光領域の最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
[0034] ３． 別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持しつつ、支持構造体ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かし、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射ソースが採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
[0035] 上述の使用モードの組合せおよび／または変形物、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
[0036] 図２は、図１に示される本発明の一実施形態にかかるリソグラフィ装置の詳細を示している。図２は、基板Ｗを保持するように構成された基板テーブルＷＴを示している。投影システムＰＬは、パターン付けされた放射ビームを基板Ｗのターゲット部分に投影するように構成されている。液浸液供給システムＬＳＳは、投影システムＰＬと基板Ｗとの間の空間１０を液浸液で満たすように構成されている。このリソグラフィ装置はさらに、液浸液の温度の１回以上の変動を測定および／または予測するようにそれぞれ構成された測定システムＭＳおよび／または予測システムＰＳ（例えば図３を参照）を含む。リソグラフィ装置はさらに、測定システムＭＳおよび／または予測システムＰＳのそれぞれによって得られた測定および／または予測に基づいて、液浸液の温度、液浸液の温度の１回以上の変動の関連効果、またはこれら両方を制御するように構成された制御システムＣＳを含んでもよい。測定システムＭＳは、温度センサ１２ａ、１２ｂ、１２ｃと光学センサ２２を含む１つ以上のセンサを含む。これらのセンサは、液浸液の温度や放射ビームの光学特性などの装置の状態を検出するように構成されている。感知されたパラメータに基づき、制御システム（図３を参照して説明される）は、液浸液の温度などの装置の特性を制御するため、または感知された特性を補正するため、フィードバック制御信号、フィードフォワード制御信号、またはこれら両方を供給するように構成されている。このようにして、可変制御が達成され、これによって小さい変動と大きい変動の両方の補正が適切な態様でなされる。例えば、小さい温度変動は、フィードバック制御を用いて投影システム内の光学エレメント（例えばレンズ）を調節するなどによって迅速に補正できる。
[0037] 一実施形態では、測定システムＭＳは、空間１０内の液浸液の温度を測定する温度センサ１２ａを含む。温度センサ１２ａは、露光領域の中または近くに配置してもよく、液体の温度を測定するように構成されている。次に、液体の温度を安定化させるためにフィードバック制御を使用してもよい。このようにして、比較的な大きな温度ドリフトを補正でき、ほぼ一定した液浸液の温度を達成できる。フィードバック制御信号が熱調整ユニット１４ａ、１４ｂに供給される。この熱調整ユニット１４ａ、１４ｂは、例えばフィードバック制御信号に従った適切な加熱または冷却によって、液体の熱調整を行うように構成されている。例えば、温度センサ１２ａが、温度が特定のレベルを上回ることを検出した場合、熱調整ユニット１４ａ、１４ｂへのフィードバック制御信号は、特定の量の液浸液を冷却するように熱調整ユニットを制御する。熱調整ユニット１４ａ、１４ｂは液体供給システムＬＳＳの中に置かれてもよい。例えば、熱調整ユニット１４ａ、１４ｂは液体ストレージ４０の中に置かれてもよく、液体ストレージ４０から液体は空間１０に供給される。あるいは、または追加として、熱調整ユニット１４ｂを空間１０の中または近くに置いてもよい。フィードバック制御信号を熱調整ユニット１４ａ、１４ｂに供給する代わりに、またはこれに加えて、制御システムＣＳは、フィードバック制御信号を基板テーブル位置決めシステム１６に供給するように構成されてもよく、基板テーブル位置決めシステム１６は、基板テーブルＷＴの位置を調節するためのモータＭ、および／または光学エレメント１８の位置を調節するように構成された光学エレメント調節システム２０を含んでもよい。例えば、光学エレメント調節システム２０は、光学エレメント１８をＸ、Ｙ、Ｚおよび傾斜方向のうちの少なくとも一方向に移動するように構成されてもよい。さらに、制御システムは、感知されたパラメータに基づいて放射ビームＢの波長を調節するために、ソースＳＯ（例えば図１参照）に含まれるチューナＴＵにフィードバック制御信号を供給するように構成されてもよい。１つ以上のリソグラフィ装置コンポーネントの位置および／またはビームの波長などのパラメータを調節することによって、温度効果または光学収差（以下に説明するとおり）を補い、または補正することができる。このような調節は、例えば比較的小さい温度変動を考慮する際に特に適している。
[0038] 他の実施形態では、温度センサ１２ｂ、１２ｃを露光位置１１の下流に置いてもよい。液体供給システムＬＳＳは出口ＯＵＴを含んでもよく、この出口ＯＵＴを通して、液浸液は投影システムＰＬと基板Ｗとの間の空間１０から下流へと流れることができる。測定システムＭＳはさらに、空間１０の下流の液浸液の温度を測定するために、空間１０の下流の流れの中に置かれたセンサ１２ｂ、１２ｃを含んでもよい。このようにして、露光が行われる露光位置１１の中およびその周囲の閉じた領域（confined area）内でのボリュームコンフリクト（volume conflicts）を避けることができる。
[0039] 他の実施形態では、測定システムは、投影システムを通過する放射ビーム（パターン付けられた放射ビームなど）の１つ以上の光学特性を感知するように構成された光学センサ２２を含んでもよい。放射ビームの１つ以上の光学特性を感知することによって、液浸液内のまたはその他の場所の温度変動の結果生じ得る収差を考慮に入れることができる。このような実施形態において、制御システムＣＳは、感知された１つ以上の光学特性に基づいて収差を補正するために、熱調整システム１４、基板テーブル位置決めシステム１６、光学エレメント調節システム２０および／またはチューナＴＵにフィードバック制御信号を供給するように構成されている。従って、リソグラフィ装置内の温度を測定することに加えて、またはその代わりに、光学効果を測定してもよく、測定された光学効果に基づいて補正を行ってもよい。
[0040] 光学センサ２２は、連続焦点測定センサおよび／または倍率センサおよび／または収差測定デバイスであってよい。さらに、連続焦点測定センサ２２は、外部センサであっても、または投影システムＰＬ内の１つ以上の光学エレメント１８を通して焦点を感知するように構成された光学エレメント媒介焦点センサであってもよい。一実施形態では、連続焦点測定焦点および／または倍率が使用される。次に、液体の温度が補正され、および／または基板テーブルの位置、光学エレメントの位置、および／または放射ビームＢの波長を調節することによって、結像効果が補正される。焦点測定は、外部で行ってもよく（例えば斜めビームレベルセンサ（oblique beam level sensor））、または光学エレメント測定によって行われてもよい。他の実施形態では、上記のようにダイ露光とダイ露光の間に温度変動の焦点効果を定期的に測定し、かつフィードバック制御を用いるために、例えば透過イメージセンサ（ＴＩＳ）および／またはインライン干渉計（例えばＡＳＭＬ ＩＬＩＡＳTMステムなどのリソグラフィ装置の中に一体化された投影システムレンズ干渉計）などの光学エレメント媒介焦点センサを使ってもよい。特に、光学センサ２２は、露光と露光の間に液浸液中の温度変動の焦点効果を定期的に測定するように構成されてもよい。
[0041] さらに他の実施形態では、予測システムＰＳ（図３に関してより詳細に説明する）を使用してもよい。このような実施形態では、液体の温度、基板テーブルの位置、光学エレメントの位置および／または放射ビームの波長にフィードフォワード補正を行うためのモデルを提供するために、周期的な基板から基板への挙動を使ってもよい。このようにして、装置の１つ以上のコンポーネントの予測される挙動（例えば予測される光学エレメントの加熱挙動など）は、モデルを使用することによって補正できる。このようにして、１つ以上のパラメータの測定に関連するエラーを避けることができる。さらに、フィードフォワード制御信号を用いることによって、より迅速にいかなる効果も補正することができる。なぜならば、フィードバック制御の場合と同様に、測定の実施と、測定に基づく制御信号の供給との間には、一切遅延がないからである。
[0042] 一実施形態では、フィードバック制御とフィードフォワード制御の両方を使用してもよい。このようにすることでバランスが達成される。フィードフォワード制御では速い補正を達成できるが、フィードバック制御を用いると、正確な制御を達成できる。フィードバック制御は、モデル挙動の精度に依存するのではなく、むしろ測定結果を用いる。
[0043] 図３は、本発明の一実施形態にかかる図１に示されるリソグラフィ装置の制御システム、測定システムおよび予測システムの詳細を示している。特に、図３は測定システムＭＳを示している。測定システムは、パラメータを測定するように構成された１つ以上のセンサ１２、２２を含んでもよい。例えば、液浸液の温度を測定するために、１つ以上の温度センサ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを設けてもよい。さらに、焦点および／または倍率などの光学特性を測定するために、１つ以上の光学センサ２２を設けてもよい。特に、測定システムＭＳは、投影システムＰＬの光学効果を測定するように構成されてもよい。予測システムＰＳも追加で設けてよく、あるいは測定システムの代わりに予測システムを設けてもよい。予測システムＰＳは、基板Ｗに対する熱効果のモデル２８を提供するように構成されたモデリングシステム２６を含んでよい。基板の公知の行動に関する入力データ２４が、モデリングシステム２６に入力される。入力データ２４に基づいて、基板Ｗの行動のモデル２８が形成される。
[0044] 測定システムＭＳおよび／または予測システムＰＳの出力は制御システムＣＳに供給される。制御システムは、測定システムＭＳによって得られた測定に基づいてフィードバック制御３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを提供するように構成されている。あるいは、または追加として、制御システムは、予測システムＰＳによって得られた予測に基づいてフィードフォワード制御３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを提供するように構成されている。制御システムＣＳは、制御システムＣＳへのデータ入力を処理するデータプロセッサ３０と、このデータを記憶するデータ記憶装置３２とを含んでもよい。
[0045] 特に、測定システムＭＳによって制御システムに提供されるデータに基づいて、制御システムＣＳは、少なくとも１つの装置コンポーネントにそれぞれ、少なくとも１つのフィードバック制御信号３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを供給するように構成される。例えば、測定された光学効果および／または液浸液の温度に基づいて、光学エレメント調節システム２０によって投影システム内の光学エレメント１８を調節するため、チューナＴＵによって放射ビームの波長を調節するため、基板テーブル位置決めシステム１６、Ｍ、によって基板テーブルの位置を調節するため、および／または熱調整システム１４によって液浸液の温度を調節するため、フィードバック制御信号を供給してもよい。特に、フィードバック制御信号３４ａは熱調整システム１４にフィードバック制御を提供し、フィードバック制御信号３４ｂは基板テーブル位置決めシステム１６のモータＭにフィードバック制御を提供し、フィードバック制御信号３４ｃは光学エレメント調節システム２０にフィードバック制御を提供し、フィードバック制御信号３４ｄは、放射ビームの波長を調節するために、ソースＳＯのチューナＴＵにフィードバック制御を提供する。光学効果が測定される１つ以上の実施形態において、フィードバック制御を用いて測定された光学効果に応じて光学エレメント、波長、基板テーブルの位置および／または液浸液の温度を調節するために、フィードバック制御が提供される。このような制御の利点は、非常に速く制御できるということである。上述のとおり、空間１０内の液浸液の温度変動を減らすかまたは最小限に抑えるように液浸液の温度を制御するために、空間１０で感知された温度に基づいてフィードバック制御信号３４ａを供給するように、制御システムＣＳを構成してもよい。このようにして、比較的大きい変動を補正するためにフィードバック制御を使用してもよい。フィードバック制御の組み合わせを用いることによって、すなわち、装置の１つ以上のコンポーネント（基板テーブルの位置など）を調節するためのフィードバック制御と、液浸液にフィードバック制御信号３４ａを供給することによって大きい温度変動を補正するためのフィードバック制御を用いることによって、ドリフト（大きい）と小さい効果の両方を効果的に補うことができる。
[0046] 一実施形態では、基板テーブルＷＴの位置、投影システムＰＬ内の１つ以上の光学エレメント１８，２０の位置、および／または例えばチューナＴＵを用いて放射ビームＢの波長を調節するように構成された調節エレメント１６、２０、ＴＵにフィードバック制御信号３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを供給することによって、関連結像効果（associated imaging effect）を補正するために、センサ１２ａによって空間１０内で感知された温度に基づいてフィードバック制御信号３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを供給するように、制御システムＣＳを構成してもよい。さらに、センサ１２ｂ、１２ｃによって空間の下流で感知された温度に基づいて投影システムＰＬと基板Ｗとの間の空間内１０の液浸液の温度を制御するために、フィードバック制御信号３４ａを供給するように、制御システムＣＳを構成してもよい。さらに、基板テーブルＷＴの位置、投影システムＰＬ内の１つ以上の光学エレメント１８，２０の位置、および／または例えばチューナＴＵを用いて放射ビームＢの波長を調節するように構成された調節エレメント１６、２０、ＴＵにフィードバック制御信号３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを供給することによって、関連結像効果を補正するために、センサ１２ｂ、ｃによって空間１０の下流で感知された温度に基づいてフィードバック制御信号３４ｂ、ｃ、ｄを供給するように、制御システムＣＳを構成してもよい。さらに、光学センサ２２によって感知された光学特性に基づいて投影システムＰＬと基板Ｗとの間の空間内１０の液浸液の温度を制御するために、フィードバック制御信号３４ａを供給するように、制御システムＣＳを構成してもよい。特に、基板テーブルＷＴの位置、投影システム内の１つ以上の光学エレメント１８，２０の位置、および／または例えばチューナＴＵを用いて放射ビームＢの波長を調節するように構成された調節エレメント１６、２０、ＴＵにフィードバック制御信号３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを供給することによって、関連結像効果を補正するために、光学センサ２２によって感知された１つ以上の光学特性に基づいてフィードバック制御信号３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを供給するように、制御システムＣＳを構成してもよい。
[0047] 予測システムＰＳに関して、制御システムＣＳは、フィードフォワード制御を用いて熱効果を補正するためのモデル２８を使用してもよい。フィードフォワード制御信号３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、熱調整システム１４へのフィードフォワード制御３６ａ、基板テーブル位置決めシステム１６、Ｍへのフィードフォワード制御信号３６ｂ、光学エレメント調節システム２０へのフィードフォワード制御信号３６ｃ、および／または放射ビームＢの波長を調節するためのチューナＴＵなどのコンポーネントへのフィードフォワード制御信号３６ｄを含んでよい。調節エレメントおよび調整システムは、フィードバック制御信号３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄに関して説明されたのと同じ態様で、１つまたは複数のフィードフォワード制御信号３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄに反応する。
[0048] 上述のとおり、制御システムは、フィードバック制御とフィードフォワード制御の両方に基づく制御信号の組み合わせを供給してよい。図２はフィードフォワード制御信号とフィードバック制御信号を別個のものとして示しているが、制御システムＣＳは、フィードバック制御とフィードフォワード制御の組み合わせを含む制御信号を供給するように構成されてもよい。特に、制御システムは、複数のフィードバック制御とフィードフォワード制御コンポーネントを含む単一の制御信号を供給してよい。さらに、制御システムＣＳは、複数の調節または調整システムのうちの１つまたは複数に対して制御信号を供給するように構成されてもよい。
[0049] 一実施形態では、パターニングデバイスから基板Ｗ上へパターンを投影するように構成されたリソグラフィ投影装置が提供される。この装置は、投影装置ＰＬと基板Ｗとの間の空間１０を液浸液で満たすように構成された液浸液供給ＬＳＳシステムを含んでよい。この装置はさらに、液浸液の温度の１回以上の変動をそれぞれ測定しおよび／または予測するように構成された測定システムＭＳおよび／または予測システムＰＳを含んでよい。この装置はさらに、測定システムＭＳおよび／または予測システムＰＳのそれぞれによって得られた測定および／または予測に基づき、液浸液の温度および／または液浸液の温度変動に関連する効果を制御する制御システムＣＳを含んでよい。
[0050] 他の実施形態では、リソグラフィ装置を制御する制御システムＣＳが提供され、この制御システムＣＳは、測定システムＭＳおよび／または予測システムＰＳによってそれぞれ得られた測定および／または予測に基づき、液浸液の温度および／または液浸液の温度変動に関連する効果を制御するように構成されている。
[0051] さらに他の実施形態では、投影システムを用いて、パターン付けされた放射ビームを液体を介して基板上に投影する工程と、液浸液の温度の１回以上の変動をそれぞれ測定および／または予測する工程と、前記測定および／または予測の工程のそれぞれによって得られた測定および／または予測に基づき、前記液浸液の温度および／または前記液浸液の温度の１回以上の変動に関連する効果を制御する工程と
を備える、デバイス製造方法が提供される。
[0052] 図４は、本発明の一実施形態にかかる一般的フィードバック体系を示している。特に図４は、実際の光学エレメント（例えばレンズ）の加熱効果に関するエラーを示しており、フィードフォワードモデルによる補正が特定のコントロールリミット（これはフィードフォワードモデルの精度によって決められる）を超えた時に、フィードバック測定が誘発されている。従って、非常に正確なフィードフォワード制御（これはまた、すべての関連するパラメータが正確にフィードフォワードモデルに知らされていることを暗示している）のためには、ほんの数回のフィードバック測定が必要なだけであり、その一方で、より精度の低いフィードフォワード制御のためには、コントロールリミットの範囲内に留めるために頻繁にフィードバック測定を行う必要がある。
[0053] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、当然のことながら、本明細書記載のリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得る。そのような別の用途においては、本明細書で使われている「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義とみなされ得ると、当業者は理解するであろう。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板処理ツールおよびその他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、積層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使われる基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
[0054] 光学リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光学リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されたパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。
[0055] 本明細書で使われている「放射」および「ビーム」という用語は、紫外光（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外光（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
[0056] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光学コンポーネントを含むさまざまな種類の光学コンポーネントのどれか１つまたは組合せを指すことができる。
[0057] 本発明の一つ以上の実施形態は、液浸液が浴槽の形態で設けられるか、または基板の局部表面上のみに設けられるかに拘らず、どの液浸リソグラフィ装置に適用してもよく、特に上述のタイプの液浸リソグラフィ装置に適用することができ（但しこれらの液浸リソグラフィ装置に限られるわけではない）。本明細書において企図されている液体供給システムは、広義に解釈されるべきである。特定の実施形態においては、液体供給システムは、投影システムと基板および／または基板テーブルとの間の空間に液体を供給する機構または構造体の組み合わせであってよい。液体供給システムは、前記空間に液体を供給する１つ以上の構造体、１つ以上の液体入口、１つ以上の気体入口、１つ以上の気体出口、および／または１つ以上の液体出口の組み合わせを含んでよい。一実施形態では、前記空間の表面は、基板および／または基板テーブルの一部でもよく、または前記空間の表面は、基板および／または基板テーブルの表面を完全に覆ってもよく、または前記空間は基板および／または基板テーブルを包んでもよい。液体供給システムは、オプションとしてさらに、液体の位置、量、品質、形状、流量またはその他の特徴を制御する１つ以上のエレメントを含んでよい。
[0058] この装置で使われる液浸液は、使用される露光放射の望ましい特性および波長に応じて、様々な組成を有してよい。１９３ｎｍの露光波長については、超純水または水性組成物を使ってよく、このため、液浸液のことを水という場合もあり、親水性、疎水性、湿度などの水関係の用語を使うことができる。
[0059] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、説明された方法以外の別の方法で実行可能であることが明らかである。例えば、本発明は、前述の開示された方法を記載した機械可読命令の１つ以上のシーケンスを包含するコンピュータプログラムの形式、またはこのようなコンピュータプログラムを格納したデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光学ディスク）を採用することもできる。
[0060] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えることもできる。
[0010] 図１は、本発明の一実施形態にかかるリソグラフィ装置を示す。 [0011] 図２は、図１に示す本発明の一実施形態にかかるリソグラフィ装置の詳細を示している。 [0012] 図３は、図１に示す本発明の一実施形態にかかるリソグラフィ装置の制御システム、測定システム、および予測システムの詳細を示す。 [0014] 図４は、本発明の一実施形態にかかる一般的フィードバック体系を示している。

Claims (10)

  1. 基板を保持するように構成された基板テーブルと、
    パターン付けされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
    前記投影システムと前記基板との間の空間を液体で満たすように構成された液体供給システムと、
    前記液体の温度変動に関連する効果を測定するように構成された測定システムと、
    前記測定システムによって得られた測定に基づき、前記液体の温度に関連する前記効果を制御するように構成された制御システムと
    を備え、
    前記測定システムは、前記投影システムと前記基板との間の前記空間に配置され前記液体を通過する放射ビームの焦点および／または倍率を含む光学特性を測定する光学センサと、前記投影システムと前記基板との間の前記空間に配置された前記液体の温度を測定する温度センサとを有し、
    前記制御システムは、少なくとも前記光学センサ及び前記温度センサの測定に基づき、前記液体の温度に関連する前記効果を制御し、
    前記制御システムは、前記測定システムによって得られた測定に基づいてフィードバック制御を提供するように構成され、
    前記液体の温度変動に関連する効果を予測するように構成され、前記基板に対する熱効果のモデルを提供するモデリングシステムを含む予測システムをさらに備え、
    前記制御システムは、前記予測システムによって得られる予測に基づいてフィードフォワード制御を提供し、フィードフォワード制御を用いて熱効果を補正するために前記モデルを使用するように構成されている、
    リソグラフィ装置。
  2. 前記制御システムは、前記測定システムの前記光学センサによって測定された光学効果に基づいて、（ｉ）前記投影システム内のエレメント、（ｉｉ）前記放射ビームの波長、（ｉｉｉ）前記基板テーブルの位置、及び、（ｉｖ）前記液体の温度を調節可能であるように構成される、請求項１に記載の装置。
  3. 前記フィードバック制御信号は、（ｉ）熱調整システム、（ｉｉ）基板テーブル位置決めシステム、（ｉｉｉ）光学エレメントが前記投影システムに含まれている光学エレメント位置決めシステム、（ｉｖ）放射ビームの波長を調節するように構成されたシステム、または（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかの組み合わせに供給される、請求項１に記載の装置。
  4. 前記制御システムは、前記測定システムの前記温度センサによって測定された温度に基づいて、（ｉ）前記基板テーブルの位置、（ｉｉ）前記投影システム内の１つ以上の光学エレメントの位置、（ｉｉｉ）前記放射ビームの波長、または（ｉｖ）（ｉ）〜（ｉｉｉ）のいずれかの組み合わせを調節するように構成された調節エレメントにフィードバック制御信号を供給する、請求項１に記載の装置。
  5. 前記投影システムと前記基板との間の前記空間よりも下流に、前記液体が流れることが可能な出口をさらに備え、
    前記測定システムは、前記空間の下流の前記液体の温度を測定するために、前記空間の下流の前記流れの中に位置づけられた第２温度センサをさらに含む、請求項１に記載の装置。
  6. 前記制御システムは、前記空間の下流で感知された温度に基づいて、前記投影システムと前記基板との間の前記空間内の前記液体の温度を制御するために、フィードバック制御を提供するように構成されている、請求項５に記載の装置。
  7. 前記制御システムは、前記測定システムの前記第２温度センサによって測定された温度に基づいて、（ｉ）前記基板テーブルの位置、（ｉｉ）前記投影システム内の１つ以上の光学エレメントの位置、（ｉｉｉ）前記放射ビームの波長、または（ｉｖ）（ｉ）〜（ｉｉｉ）のいずれかの組み合わせを調節するように構成された調節エレメントにフィードバック制御信号を供給する、請求項６に記載の装置。
  8. 前記制御システムは、前記光学センサが感知した光学特性に基づいて、前記投影システムと前記基板との間の前記空間内の前記液体の温度を制御するために、フィードバック制御を提供するように構成されている、請求項１に記載の装置。
  9. 前記制御システムは、前記測定システムの前記光学センサによって測定された光学効果に基づいて、（ｉ）前記基板テーブルの位置、（ｉｉ）前記投影システム内の１つ以上の光学エレメントの位置、（ｉｉｉ）前記放射ビームの波長、または（ｉｖ）（ｉ）〜（ｉｉｉ）のいずれかの組み合わせを調節するように構成された調節エレメントにフィードバック制御信号を供給する、請求項１に記載の装置。
  10. 前記光学センサは、露光と露光の間の前記液体における温度変動の焦点効果を定期的に測定するように構成されている、請求項１に記載の装置。
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