JP5214771B2 - リソグラフィ装置およびリソグラフィ装置の冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ装置の一部を冷却する冷却システムを備えるリソグラフィ装置、およびリソグラフィ装置の一部の冷却方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分、通常は基板の目標部分に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、例えばマスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、集積回路の各層に対応した回路パターンを形成するために使用される。このパターンが基板（例えばシリコンウェーハ）の（例えばダイの一部、あるいは一つまたは複数のダイからなる）目標部分に転写される。パターン転写は典型的には基板に形成された放射感応性材料（レジスト）層への結像による。一般に一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的に露光される。従来のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（スキャン方向）に放射ビームによりパターンを走査するとともに基板をスキャン方向に平行または逆平行に走査するようにして各目標部分は照射を受ける。パターニングデバイスから基板へのパターン転写は、基板にパターンをインプリントすることによっても可能である。

リソグラフィ装置は、望ましくない熱源として作用する部品を通常備える。このような部品の例は、電流が（例えば永久磁石により生成される）磁界と相互作用して駆動力を発生する電磁アクチュエータである。電流は、ある電気抵抗を持つ導体、すなわちコイルにより伝達される。この抵抗のためにエネルギーが放散し、駆動力の望ましくない副産物として熱が発生する。

望ましくない熱は、光学素子または基板などのリソグラフィ装置の他の部分に輸送され（すなわち漏出し）、オーバーレイおよび位置精度に影響を与えうる変形の原因となる。

したがって、通常は、熱源を冷却して発生した熱を除去してリソグラフィ装置の他の部分への熱輸送を防止している。しかしながら、最大冷却能力は利用可能な空間によって制限を受けることがある。コイルと永久磁石の間の距離によって効率が決まり、距離が小さいほどアクチュエータの効率が高くなる電磁アクチュエータの場合はなおさらである。効率的な電磁アクチュエータは冷却システム用の空間が少ない。その結果、利用可能な冷却能力が発生する熱量よりも小さくなる場合があり、そのため過度の熱が他の部分に漏れ出してオーバーレイおよび位置精度に影響を与えることがある。

リソグラフィ装置の部分を冷却する冷却能力の増大した冷却システムを有し、好ましくは他の部分の動作に干渉することなく、上記部分からリソグラフィ装置の他の部分への熱伝達を低減する、改善されたリソグラフィ装置を提供することが望ましい。

本発明の一実施形態によると、この装置は、放射ビームを調整するように構成された照明系と、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付与された放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成された支持部と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付与された放射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系と、リソグラフィ装置の部分を冷却する冷却システムとを備えるリソグラフィ装置が提供される。冷却システムは、冷却液を保持する冷却流路であって、部分と少なくとも部分的に熱接触し入口と出口を有する、冷却流路と、入口から冷却流路を通り出口に冷却液を輸送するように構成された冷却液輸送デバイスと、冷却流路の入口および出口の両方と熱接触し、入口に存在する冷却液から出口に存在する冷却液に熱を伝達する熱輸送装置と、を有する。

本発明の別の実施形態によると、放射ビームを調整するように構成された照明系と、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付与された放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成された支持部と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付与された放射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系と、リソグラフィ装置の部分を冷却する冷却システムと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。冷却システムは、冷却液を収容する冷却ユニットであって、部分の表面の少なくとも一部と熱接触し、入口、出口および部分の表面に隣接する壁を有する、冷却ユニットと、入口から冷却ユニットを通り出口に冷却液を輸送するように構成された冷却液輸送デバイスと、を有する。冷却ユニットは、部分に分配された複数の場所で、壁と直交する方向に壁からおよび壁に向けて冷却液を導くように構成される。

本発明のさらに別の実施形態によると、放射ビームを調整するように構成された照明系と、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付与された放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成された支持部と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付与された放射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系と、リソグラフィ装置の部分を冷却する冷却システムと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。冷却システムは、冷却液を収容する冷却流路であって、部分から離して配置される冷却流路と、冷却流路を通して冷却液を輸送するように構成された冷却液輸送デバイスと、部分および冷却流路と熱接触し、部分から冷却流路内の冷却液に熱を伝達する熱輸送装置と、を有する。熱輸送装置は部分の周りの利用可能な空間に適合される。

本発明のさらなる実施形態によると、部分の周りの利用可能な空間に、部分の少なくとも位置部と熱接触する熱輸送装置を設けるステップと、より広い利用可能な空間がある部分から離れた位置に熱輸送装置を延出させるステップと、熱輸送装置と熱接触する冷却液を冷却流路に与えるステップと、冷却液輸送装置を用いて冷却流路を通して冷却液を輸送し、熱輸送装置を介して部分から冷却液に熱を伝達させるステップと、を含む、リソグラフィ装置の部分を冷却する方法が提供される。

以下、対応する参照符号が対応する部分を表す添付の模式図を参照して、本発明の実施形態を例示として説明する。

本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。 本発明の一実施形態に係る冷却システムを模式的に示す図である。 本発明の別の実施形態に係る冷却システムの冷却ユニットの一部を模式的に示す図である。 本発明の別の実施形態に係る冷却システムを模式的に示す図である。 図４の実施形態での使用に適した熱輸送装置の部分を模式的に示す図である。 図４の実施形態の熱輸送装置としての使用に適した脈動ヒートパイプを模式的に示す図である。 本発明の別の実施形態に係る冷却システムを模式的に示す図である。

図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射または任意の他の適切な放射）を調整するよう構成されている照明系（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を支持するよう構成され、いくつか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構成されている第１の位置決め装置ＰＭに接続されているマスク支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、を備える。リソグラフィ装置は、基板（例えばレジストでコーティングされたウェーハ）Ｗを保持するよう構成され、いくつかのパラメータに従って基板を正確に位置決めするよう構成されている第２の位置決め装置ＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴまたは「基板支持部」も備える。リソグラフィ装置は、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば一つまたは複数のダイからなる）目標部分Ｃに投影するよう構成されている投影系（例えば屈折投影レンズ）ＰＳと、をさらに備える。

照明系は、放射の方向や形状の調整またはその他の制御用に、各種の光学素子例えば屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子または他の各種光学部品を含んでもよく、あるいはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

マスク支持構造は、パターニングデバイスを支持すなわちその重量を支える。マスク支持構造は、パターニングデバイスの向きやリソグラフィ装置の構成、あるいはパターニングデバイスが真空環境下で保持されるか否かなどの他の条件に応じた方式でパターニングデバイスを保持する。マスク支持構造は、機械的固定、真空固定、またはパターニングデバイスを保持するその他の固定用技術を用いてもよい。マスク支持構造は例えばフレームまたはテーブルであってよく、必要に応じて固定されていてもよいし移動可能であってもよい。マスク支持構造は、パターニングデバイスを例えば投影系に対して所望の位置に位置決めできるようにしてもよい。本明細書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」に同義であるとみなされるものとする。

本明細書では「パターニングデバイス」という用語は、例えば基板の目標部分にパターンを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与するために使用されうるいかなるデバイスをも指し示すよう広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に対応していなくてもよい。このような場合には例えば、放射ビームのパターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを含む場合がある。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に形成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。

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、例えばマスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、さらに各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。これらの傾斜ミラーにより、マトリックス状ミラーで反射された放射ビームにパターンが付与されることになる。

本明細書では「投影系」という用語は、使用される露光光あるいは液浸や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影系には例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの任意の組み合わせなどが含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である「投影系」と同義に用いられうる。

ここに図示されるのは、（例えば透過型マスクを用いる）透過型のリソグラフィ装置である。これに代えて、（例えば上述のようなプログラマブルミラーアレイまたは反射型マスクを用いる）反射型のリソグラフィ装置を用いることもできる。

リソグラフィ装置は二つ以上（二つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブルまたは「基板支持部」（及び／または二つ以上のマスクテーブルまたは「マスク支持部」）を備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては追加されたテーブルまたは支持部が並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルまたは支持部で露光が行われている間に他の１以上のテーブルまたは支持部で準備工程を実行するようにしてもよい。

リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が、比較的高い屈折率を有する例えば水などの液体で覆われて投影系と基板との間の空間を満たすものであってもよい。液浸液は、例えばマスクと投影系の間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用されるものであってもよい。投影系の開口数を増大させるために液浸技術を使用することができる。本明細書では「液浸」という用語は、基板等の構造体が液体に完全に浸されているということを意味するのではなく、露光中に投影系と基板の間に液体が存在するということを意味するに過ぎない。

図１に示されるようにイルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからイルミネータＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。あるいは光源が例えば水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系または放射システムと総称される。

イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するよう構成されたアジャスタＡＤを備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径の大きさ（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。イルミネータはビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。

放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）に保持されるパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射して、当該パターニングデバイスによりパターンが付与される。マスクＭＡを通過した放射ビームＢは投影系ＰＳに進入する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに投影する。第２の位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。基板テーブルＷＴは例えば放射ビームＢの経路に異なる目標部分Ｃを順次位置決めするように移動される。同様に、第１の位置決め装置ＰＭと他の位置センサ（図１には明示せず）とにより放射ビーム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。この位置決めは例えばマスクライブラリからのマスクの機械的交換後や露光走査中に行われる。一般にマスクテーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を構成するロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現される。同様に基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」の移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を構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により実現される。ステッパでは（スキャナとは異なり）、マスクテーブルＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。マスクＭＡと基板Ｗとは、マスク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を用いてアライメントされてもよい。図においては基板アライメントマークが専用の目標部分を占拠しているが、アライメントマークは目標部分間のスペースに配置されてもよい（これはスクライブライン・アライメントマークとして公知である）。同様に、マスクＭＡに複数のダイがある場合にはマスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

図示の装置は例えば次のうちの少なくとも一つのモードで使用されうる。
１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射（すなわち単一静的露光）で目標部分Ｃに投影される間、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持部」及び基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」は実質的に静止状態とされる。そして基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」がＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で転写される目標部分Ｃのサイズを制限することになる。
２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間（すなわち単一動的露光の間）、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持部」及び基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」は同期して走査される。マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持部」に対する基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」の速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。
３．別のモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持部」がプログラム可能パターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」が移動または走査される。このモードではパルス放射源が通常用いられ、プログラム可能パターニングデバイスは、基板テーブルＷＴまたは「基板支持部」の毎回の移動後、または走査中の連続放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のプログラマブルミラーアレイ等のプログラム可能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。

上記で記載したモードの組み合わせおよび／または変形例を使用してもよいし、全く別のモードを使用してもよい。

図２は、本発明の一実施形態に係る冷却システムを有するリソグラフィ装置の部分を示す。この実施形態では、この部分は、図１の基板テーブルＷＴを位置決めする位置決め装置のロングストロークモジュールまたはショートストロークモジュールの一部であるコイルＣを備え、二つの磁石アセンブリＭＡＧの間に配置される。この部分は、望ましくない熱発生部分または熱発生部品については特に、図１のリソグラフィ装置の任意の部分であってもよい。

コイルＣは、リソグラフィ装置の他の部分からコイルＣを電気的に絶縁するためのエポキシＥＰ、例えばキャプトン（capton）ホイル層により封入される。今後、図２のコイルＣに言及する場合、別段の定めをした場合を除き、エポキシＥＰが含まれる。

コイルＣの周りには、冷却流路ＣＣがループ状に配置される。実際には複数の冷却流路が設けられてもよいが、簡単のために一つの流路のみが図示されている。冷却流路は入口ＩＮと出口ＯＵＴを備え、冷却液（明示せず）で充填されている。入口ＩＮと出口ＯＵＴは冷却液輸送装置ＣＴＤに接続される。冷却液輸送装置ＣＴＤは、入口ＩＮから冷却流路を通り出口ＯＵＴに冷却液を輸送するように構成される。冷却液から熱を取り除くために冷却流路に熱交換器が設けられてもよいが、熱交換器が冷却液輸送装置に統合されてもよい。冷却液輸送装置は、入口ＩＮの冷却液に予め定められた温度を与えるように制御されてもよい。

入口ＩＮと出口ＯＵＴの間には、入口ＩＮに存在する冷却液から出口ＯＵＴに存在する冷却液に熱を輸送する熱輸送装置ＨＴＤが設けられる。熱輸送装置は、入口ＩＮから、入口ＩＮよりも温度の高い出口ＯＵＴへの熱流を強制する熱電ヒートポンプまたは熱電子（thermionic）ヒートポンプであってもよい。

この構成の利点は、入口から出口に熱を輸送することによって、冷却流路に侵入する冷却液の温度が調整されることである。この結果、他の部分の温度に合うように冷却流路の外面温度が低下し、したがってコイルからリソグラフィ装置の他の部分、例えば磁石ＭＡＧへの熱輸送が低下する。

冷却流路の外面の温度を温度センサＴＳによって測定し、制御ユニットＣＵにより熱輸送装置を適切に駆動することによって、熱輸送装置ＨＴＤを通過後の冷却液の温度を制御するために使用してもよい。

この構成の別の利点は、コイルの同じ側（図２では右側）に冷却流路の入口ＩＮと出口ＯＵＴとが設けられていることである。この結果、冷却流路を備えるコイルＣの厚みを変更することなく、入口と出口の間に熱輸送装置を設けることができる。このため、本発明の適用によってアクチュエータ効率が影響を受けることはない。熱輸送装置を熱発生部分に近接させることは、本発明にとって必須ではない。入口、出口および熱輸送装置が、より空間のある離れた場所に設けられてもよい。このような実施形態も本発明の範囲内にある。

図３は、本発明の別の実施形態に係る冷却システムの冷却ユニットＣＯＵの一部を模式的に示す。冷却ユニットＣＯＵは、例えば図１のリソグラフィ装置であるリソグラフィ装置の熱発生部分（図示せず）の表面に隣接する内壁Ｗ１を有する。内壁Ｗ１を横切り、熱発生部分と冷却システムとの間で熱伝達が発生してもよい。冷却ユニットは、例えば図２に示した磁石などのリソグラフィ装置の他の部分に対向してもよい外壁Ｗ２をさらに有する。冷却ユニットＣＯＵは上記部分を少なくとも部分的に覆うことが好ましい。すなわち、冷却ユニットは上記部分の少なくとも一部と熱接触することが好ましく、上記部分の少なくとも主要部と熱接触することがさらに好ましい。

内壁Ｗ１と外壁Ｗ２の間には、三つのチャンバが互いに積み重ねられてている。すなわち、入口チャンバＩＮＣは入口ＩＮに接続され、出口チャンバＯＵＴＣは出口ＯＵＴに接続され、熱交換チャンバＨＥＣは内壁Ｗ１に近接している。冷却ユニットには、入口チャンバＩＮＣから熱交換チャンバＨＥＣ内に延びる第１冷却流路ＣＰ１と、熱交換チャンバＨＥＣから出口チャンバＯＵＴＣに延びる第２冷却流路ＣＰ２とがさらに設けられる。作動している冷却ユニットは冷却液で満たされており、入口ＩＮから冷却ユニットＣＯＵを通り出口ＯＵＴに冷却液を輸送するように構成された冷却液輸送装置（図示せず）に接続される。冷却液から熱を取り除くために熱交換器が設けられる可能性があるが、熱交換器が冷却液輸送装置に統合されていてもよい。冷却ユニットを通した冷却液の輸送が、対応する流線ＦＬによって図示されている。

第１冷却流路ＣＰ１および第２冷却流路ＣＰ２は交互に配置され上記部分にわたり分配されており、そのため内壁Ｗ１、すなわち熱交換チャンバＨＥＣに内壁と直交する方向で接近し離脱する複数の明確な流れが与えられる。言い換えると、冷却ユニットは、上記部分にわたり分配された複数の場所で、上記内壁と直交する方向で冷却液を内壁からおよび内壁に向けて向かわせるように構成される。明確な場所の密度は、平方ｃｍ当たり少なくとも１箇所であることが好ましく、平方ｃｍ当たり少なくとも１０箇所であるとより好ましく、平方ｃｍ当たり少なくとも５０箇所であると最も好ましい。

この実施形態の利点は、熱交換チャンバＨＥＣに近接する冷却液およびその中の冷却液の輸送の主方向が壁Ｗ１と直交することである。この結果、生じる噴流が壁Ｗ１近くの境界層を突き抜け、これにより熱伝達が改善される。壁Ｗ１と主に平行の流れによって作り出される層流よりも高い熱伝達率を有する乱流を、熱交換チャンバＨＥＣ内に作り出すこともできる。結果として、冷却能力が増加し、リソグラフィ装置の他の部分に伝達される熱が少なくなる。

入口ＩＮおよび出口ＯＵＴが交換されてもよい。これにより、図３に示す状況に対して、冷却液の輸送方向が反転する。しかしながら、図示の実施形態は、入口チャンバにおける冷却液の温度が最低であり熱発生部分に対する熱遮蔽を形成しており、したがってリソグラフィ装置の他の部分に向かう熱が少ないという利点を有している。言い換えると、冷却ユニットの外側に上記部分から離れた方を向く入口チャンバが設けられている。

図４は、例えば図１のリソグラフィ装置であるリソグラフィ装置の部分ＰＡを示す。上記部分は、図２の実施形態と同様にアクチュエータシステムのコイルである可能性がある。部分ＰＡは、部分ＰＡと協働可能である例えば永久磁石ＭＡＧのような他の部分によって囲まれていてもよい。他の部分、すなわち磁石ＭＡＧのために、部分ＰＡの周囲の利用可能な空間は限られている。

部分ＰＡの周囲には、接触層ＣＬを介して上記部分ＰＡと熱接触する熱輸送装置ＨＴＤがループ状に配置される。接触層ＣＬは接着剤または熱グリースであってもよく、部分ＰＡから熱輸送装置ＨＴＤへの熱伝達を増加させる。熱輸送装置は、上記部分の同じ側で上記部分ＰＡから延出する二つの自由端を有する。二つの自由端の間には、冷却液を収容し入口と出口を有する冷却流路ＣＣが設けられる。入口から冷却流路を通り出口に冷却液を輸送し冷却液から熱を除去可能である冷却液輸送装置（図示せず）が設けられる。熱の除去は、冷却液輸送装置に統合されるかまたは冷却液輸送装置から離れて設けられる熱交換器によって行われてもよい。

冷却流路も熱輸送装置ＨＴＤと熱接触しており、上記部分ＰＡからの熱を熱輸送装置を介して冷却流路内の冷却液に伝達させることができる。冷却流路が上記部分ＰＡから離れた利用可能な空間の多い場所に設けられているので、冷却流路は部分ＰＡから熱をより効率的に輸送することができる。この原因は、利用可能な空間が少ない場合の層流の代わりに、冷却流路内部で乱流を作れるためであってもよい。

一実施形態では、熱輸送装置は、高い熱伝達係数を有し部分ＰＡから冷却流路ＣＣに効率的に熱を輸送する固体冷却板である。固体冷却板は、アルミニウム、銅、ＣＶＤダイアモンド、ピロリティック（pyrolitic）カーボン、銀、炭化ケイ素、銀−ダイアモンド、アルミニウム−ダイアモンド、銅−ダイアモンドのうち一つまたは複数の材料を含むことが好ましい。

別の実施形態では、熱輸送装置は二相熱輸送装置である。二相熱輸送装置では、作動流体の蒸発によって上記部分ＰＡから熱が抽出され、続いて作動流体が冷却流路に輸送されて、凝縮によって冷却流路内の冷却液に熱を放出する。凝縮後、作動流体は部分ＰＡに戻る。好ましくは、二相熱輸送装置は、毛管力および蒸気圧によって部分と冷却流路との間で作動流体を循環させるように構成される。このため、能動的な作動流体輸送装置は不要である。これらのタイプの熱輸送装置は通常ヒートパイプと呼ばれる。ヒートパイプは異なる種類で利用可能である。例えば、従来のヒートパイプは芯材（wick material）と脈動ヒートパイプを使用する。以下で説明するように、上述のタイプの両方とも熱輸送装置としての使用に適している。

上記部分と冷却流路の間の距離は、１ｍｍ〜２５０ｍｍ以上の間で変えることができる。作動流体は、以下の材料、すなわちＮＨ_３、Ｒ３１、Ｎ_２Ｏ、ＣＯ_２、エタン、Ｒ３２、プロピレン、プロパン、ＤＭＥ、Ｒ２２［６］、Ｒ１３４ａ、２−ブテン、水、メタノール、アセトン、エタノールのうち一つまたは複数の素材を含むことが好ましい。

芯材を用いるヒートパイプが図５にさらに詳細に模式的に示されている。ヒートパイプは冷却すべき部分に隣接する壁Ｗ１を備える。多孔質材、金網、または狭い溝を含む構造、すなわち芯材ＰＭＡが壁Ｗ１に隣接して設けられる。多孔質材、金網、または狭い溝を含む構造は、液相の作動流体を含む。作動液体の蒸発によって、冷却すべき部分から熱が抽出される。生じた蒸気は、曲線の矢印で示すようにチャンバＣＨに入り、矢印ＡＩで示すように新たな作動流体で置換される。蒸気圧のために、蒸気はより冷たい領域、例えば冷却流路に近い領域に、矢印ＡＯで示すように輸送される。蒸気はそこで再び液体に凝縮し、多孔質材、金網、または狭い溝を含む構造によって吸収され、毛管力によって冷却すべき部分に戻される。作動流体が高熱伝達用に最適化されることが好ましい。作動温度および環境圧力を用いて作動圧を調整することによって最適化がなされてもよい。その結果、チャンバの壁を可能な限り薄く作って熱損失および質量を最小化してもよい。

一例として、冷たい側、すなわち図５のヒートパイプの左側の状態は、温度が摂氏１８度であり蒸気圧が１５ｍｂａｒである。加熱により、温かい側すなわち図５のヒートパイプの右側の温度が摂氏２２度に上昇し、それに伴い蒸気圧が２５ｍｂａｒに上昇したとする。蒸気圧のこの差は、温かい側から冷たい側への蒸気輸送の背後にある駆動力となる。上述のように、冷たい側から温かい側への液体輸送の背後にある駆動力は、芯材ＰＭＡ内の毛管力である。

図６は、図４の熱輸送装置ＨＴＤとして使用可能である脈動ヒートパイプの模式図である。脈動ヒートパイプはチューブＴＵを備える。この場合チューブＴＵは閉ループを形成しているが、代替的にチューブが開ループ回路を形成してもよい。チューブＴＵは、二相系が生成されるように、液体スラグＬＢと蒸気泡ＶＢとの混合物で満たされている。二、三の液体スラグＬＢと蒸気泡ＶＢのみが、それぞれ参照番号で示されている。

脈動ヒートパイプは、冷却すべき部分と接触するように構成された熱い側ＨＳを有する。熱い側では、チューブＴＵ内の液体部分の蒸発によって熱を抽出することができる。この結果圧力が増加し、これにより液体および蒸気が冷たい側ＣＳに向けて押される。冷たい側ＣＳでは、例えば別の冷却装置によって脈動ヒートパイプ内の媒質から熱を抽出することができる。この結果、蒸気が凝縮し圧力が低下して、液体部分および蒸気部分が熱い側へと流れることが可能になり、これによって振動運動が起こる。冷たい側ＣＳと熱い側ＨＳの間に断熱部ＡＰが設けられてもよい。断熱部ＡＰでは、媒質と環境との間で熱交換が行われないことが好ましい。

脈動ヒートパイプチューブＴＵの蛇行した構造のために、脈動ヒートパイプは冷却すべき部分に巻き付けるのに適しており、冷却すべき部分と例えば図４の冷却流路ＣＣとの間に設けられる。必要に応じて曲折の数を変えられることに注意すべきである。

図７は、磁石アセンブリＭＡＧと協働する一つまたは複数のコイルＣを示す。この実施形態では、コイルＣの一面にのみ磁石が設けられており、そのため一面上で利用可能な空間についての問題が存在しうる。コイルＣと磁石ＭＡＧとの間で最小の空間を使用してコイルＣを効率的に冷却するために、高熱係数プレートＨＴＣの間にコイルが挟まれる冷却システムが提供される。高熱係数プレートＨＴＣは、コイルから効率的に熱を取り去ることができる。二枚のプレートＨＴＣの間にはブリッジ構造ＢＳが延びる。ブリッジ構造ＢＳは、磁石ＭＡＧと対面する上プレートＨＴＣから、磁石ＭＡＧから離れた下プレートＨＴＣへの熱輸送を可能にする。ブリッジ構造ＢＳは、プレートＨＴＣと同じ高熱係数材料で作られることが好ましい。

下プレートＨＴＣは、下プレートＨＴＣから熱を除去可能な熱輸送装置ＨＴＤと熱接触する。熱輸送装置ＨＴＤは、例えば図５または図６に係るヒートパイプであってもよい。ヒートパイプは、冷却液輸送装置によって循環される冷却液を収容する冷却流路によって冷却されてもよい。冷却システムは、温度センサＴＳから上プレートＨＴＣの温度情報を受け取る制御ユニットＣＵによって制御されてもよい。制御ユニットＣＵは、温度センサＴＳの出力に基づき、熱輸送装置の温度または熱伝達能力を設定するように構成されてもよい。例えば上プレートＨＴＣの所望の温度が摂氏２２度である場合、上プレートと熱輸送装置との間に十分に大きな温度差が形成され上プレートの温度が摂氏２２度になる値に熱伝達率を設定するように、熱輸送装置に入る媒質の温度が制御ユニットによって約摂氏１７度に設定されてもよい。

上述の実施形態は平坦なアクチュエータシステムとともに示されたが、回転アクチュエータシステムに対しても同一の原理を適用可能であることは当業者には明らかであろう。したがってこれらの応用形態は本発明の範囲内に入る。

ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について本文書において特に言及をしてきたが、本明細書で述べたリソグラフィ装置は、他の応用形態も有していることを理解すべきである。例えば、集積された光学システム、磁気領域メモリ用の誘導及び検出パターン（guidance and detection pattern）、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といった応用である。当業者は、このような代替的な応用形態の文脈において、本明細書における「ウェハ」または「ダイ」という用語のいかなる使用も、それぞれより一般的な用語である「基板」または「目標部分」と同義とみなすことができることを認められよう。本明細書で参照された基板は、例えばトラック（通常、レジスト層を基板に付加し、露光されたレジストを現像するツール）、計測ツール及び／または検査ツールで露光の前後に加工されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示は、そのような基板処理工具または他の工具に対しても適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために二回以上基板が加工されてもよく、その結果、本明細書で使用された基板という用語は、複数回処理された層を既に含む基板のことも指してもよい。

光学的リソグラフィの文脈における本発明の実施形態の使用についてに特定の言及をしてきたが、本発明は、例えばインプリントリソグラフィなどの他の応用形態にも使用可能であり、文脈が許す限り光学的リソグラフィに限定されないことは理解されるだろう。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ーが基板に生成されるパターンを定める。パターニングデバイスのトポグラフィーが基板に塗布されているレジスト層に押し付けられ、電磁放射、熱、圧力、またはこれらの組み合わせによってレジストが硬化される。レジストが硬化した後、パターニングデバイスがレジストから外されてパターンが残る。

本明細書で使用される「照射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）照射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）、極端紫外線（ＥＵＶ）照射（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などの粒子ビームを含む、あらゆるタイプの電磁気照射を包含する。

「レンズ」という用語は、文脈の許す限り、屈折光学部品、反射光学部品、磁気光学部品、電磁光学部品および静電光学部品を含む様々なタイプの光学部品のうちの任意の一つまたはその組み合わせを指す場合もある。

本発明の特定の実施形態が上述されたが、説明したもの以外の態様で本発明が実施されてもよい。例えば、本発明は、上述の方法を記述する機械で読み取り可能な命令の一つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形式をとってもよいし、そのコンピュータプログラムを記録したデータ記録媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）であってもよい。

上述の説明は例示であり限定することを意図していない。よって、当業者であれば以下に述べる請求項の範囲から逸脱することなく本発明の変形例を実施することが可能であろう。

Claims (5)

1. 放射ビームを調整するように構成された照明系と、
   前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付与された放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成された支持部と、
   基板を保持するように構成された基板テーブルと、
   前記パターン付与された放射ビームを前記基板の目標部分に投影するように構成された投影系と、
   リソグラフィ装置の部分を冷却する冷却システムであって、
   冷却液を保持する冷却流路であって、前記部分と少なくとも部分的に熱接触し入口と出口を有する、冷却流路と、
   前記入口から前記冷却流路を通り前記出口に冷却液を輸送するように構成された冷却液輸送デバイスと、
   前記冷却流路の前記入口および前記出口の両方と熱接触し、前記入口に存在する冷却液から前記出口に存在する冷却液に熱を伝達する熱輸送装置と、
   を有する冷却システムと、
   を備えるリソグラフィ装置。
2. 前記熱輸送装置は熱電ヒートポンプまたは熱電子ヒートポンプであることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記冷却流路は前記部分の周りにループ状に配置され、前記部分の同一側に前記冷却流路の前記入口および前記出口が設けられており、
   前記熱輸送装置は前記部分に隣接して配置され、前記部分と前記熱輸送装置が前記冷却流路の二つの部分の間に挟まれていることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記冷却流路は前記リソグラフィ装置の他の部分に対向する外壁部を有しており、
   前記冷却システムは、前記外壁部の温度を測定する温度センサを備え、
   前記冷却システムは、前記温度センサの出力に基づき前記熱輸送装置を駆動する制御ユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. リソグラフィ装置の前記部分が、前記基板または基板テーブルを位置決めするアクチュエータのコイルであることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。

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