JP5290448B2 - リソグラフィ装置 - Google Patents

Description

[0001] 本発明はリソグラフィ装置及び局所的な熱負荷の変化を補償する方法に関する。

[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備える）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互いに近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、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「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も可能である。

[0003] 投影システムの最終要素と基板の間の空間を充填するように、リソグラフィ投影装置内の基板を水などの比較的高い屈折率を有する液体に液浸することが提案されている。実施形態では、液体は蒸留水であるが、別の液体を使用することができる。本発明の実施形態は液体に関して説明されている。しかし別の流体、特にウェッティング流体、非圧縮性流体及び／又は屈折率が空気より高い、望ましくは屈折率が水より高い流体が適切なこともある。気体を除く流体が特に望ましい。そのポイントは、露光放射は液体中の方が波長が短いので、結像するフィーチャの小型化を可能にすることができることである。（液体の効果は、システムの有効開口数（ＮＡ）を大きくでき、焦点深さも大きくすることと見なすこともできる。）固体粒子（例えば石英）が懸濁している水、又はナノ粒子の懸濁（例えば最大１０ｎｍの最大寸法の粒子）がある液体などの、他の液浸液も提案されている。懸濁粒子は、これが懸濁している液体と同様の屈折率又は同じ屈折率を有しても、有していなくてもよい。適切になり得る他の液体は、芳香族、フルオロハイドロカーボンなどの炭化水素、及び／又は水溶液である。

[0004] 基板又は基板及び基板テーブルを液体の浴槽に浸すこと（例えば米国特許ＵＳ４，５０９，８５２号参照）は、スキャン露光中に加速すべき大きい塊の液体があることでもある。これには、追加のモータ又はさらに強力なモータが必要なことがあり、液体中の乱流が望ましくない予測不能な効果を引き起こすことがある。

[0005] 提案されている構成の１つは、流体供給システムが液体閉じ込みシステムを使用して、基板の局所領域に、及び投影システムの最終要素と基板の間にのみ液体を提供する（基板は通常、投影システムの最終要素より大きい表面積を有する）。これを配置構成するために提案されている１つの方法が、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ９９／４９５０４号で開示されている。図２及び図３に図示されているように、液体が少なくとも１つの入口ＩＮによって基板に、好ましくは最終要素に対する基板の動作方向に沿って供給され、投影システムの下を通過した後に少なくとも１つの出口ＯＵＴによって除去される。つまり、基板が−Ｘ方向にて要素の下でスキャンされると、液体が要素の＋Ｘ側にて供給され、−Ｘ側にて取り上げられる。図２は、液体が入口ＩＮを介して供給され、低圧源に接続された出口ＯＵＴによって要素の他方側で取り上げられる構成を概略的に示したものである。図２の図では、液体が最終要素に対する基板の動作方向に沿って供給されるが、こうである必要はない。最終要素の周囲に配置された入口及び出口の様々な方向及び数が可能であり、一例が図３に図示され、ここでは各側に４組の入口と出口が、最終要素の周囲の規則的パターンで設けられる。

[0006] 局所液体供給システムがあるさらなる液浸リソグラフィの解決法が、図４に図示されている。液体が、投影システムＰＬのいずれかの側にある２つの溝入口ＩＮによって供給され、入口ＩＮの半径方向外側に配置された複数の別個の出口ＯＵＴによって除去される。入口ＩＮ及びＯＵＴは、投影される投影ビームが通る穴が中心にある板に配置することができる。液体は、投影システムＰＬの一方側にある１つの溝入口ＩＮによって供給され、投影システムＰＬの他方側にある複数の別個の出口ＯＵＴによって除去されて、投影システムＰＬと基板Ｗの間に液体の薄膜の流れを引き起こす。どの組み合わせの入口ＩＮと出口ＯＵＴを使用するかの選択は、基板Ｗの動作方向によって決定することができる（他の組み合わせの入口ＩＮ及び出口ＯＵＴは動作しない）。

[0007] 欧州特許出願公開ＥＰ１４２０３００号及び米国特許出願公開ＵＳ２００４−０１３６４９４号では、ツイン又はデュアルステージ液浸リソグラフィ装置の概念が開示されている。このような装置は、基板を支持する２つのテーブルを備える。第一位置にあるテーブルで、液浸液がない状態でレベリング測定を実行し、液浸液が存在する第二位置にあるテーブルで、露光を実行する。あるいは、装置は１つのテーブルのみを有する。

[0008] ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２００５／０６４４０５号は、液浸液が閉じ込められないオールウェット構成を開示している。このようなシステムでは、実質的に基板の上面全体が液体で覆われる。これは、基板の上面全体が実質的に同じ状態に曝露しているので有利なことがある。これは、基板の温度制御及び処理にとって利点を有する。ＷＯ２００５／０６４４０５号では、液体供給システムが投影システムの最終要素と基板の間のギャップに液体を提供する。その液体は、基板の残りの部分の上に漏れることができる。基板テーブルの縁部にあるバリアは、液体が逃げるのを防止し、したがって制御された方法で基板テーブルの上面からこれを除去することができる。

[0009] 液浸リソグラフィ装置では、投影システムの最終要素に温度勾配が生じ、結像収差を導入することがある。温度勾配は、投影システムの最終要素から例えば水などの液浸液が蒸発したことに由来することがあり、導入された収差は、最終要素の外面に疎水性コーティングを提供することによって、実質的に解消することができる。コーティングは、最終要素に付着する液浸液の量を減少させ、したがってそこからの蒸発量を減少させる。

[0010] 例えば、リソグラフィ装置内の投影システムの最終要素における温度勾配を制御及び／又は軽減することができる装置を提供することが望ましい。

[0011] 本発明の態様によれば、
パターン付き放射ビームを基板に投影する、最終要素を有する投影システム、
最終要素と基板の間の空間に液浸液を供給する液体ハンドリングシステム、
最終要素に熱的に結合された、離間されている複数の別個に制御可能な加熱及び／又は冷却デバイス、及び
複数の加熱及び／又は冷却デバイスに結合され、且つ加熱及び／又は冷却デバイスのそれぞれを別個に制御して最終要素内で所望の空間温度プロフィールを維持する制御システム、を備えるリソグラフィ投影装置が提供される。

[0012] 本発明の態様によれば、最終要素を有して像を基板に投影する投影システムを備える液浸リソグラフィ投影装置内の局所熱負荷を保証する方法であって、
最終要素内で所望の空間温度プロフィールを維持するために、最終要素に熱的に結合され、離間された複数の加熱及び／又は冷却デバイスを制御すること、を含む方法が提供される。

[0013] 最終要素を有する投影システムを使用し、液浸流体を通して像を基板に投影すること、及び
最終要素内で所望の空間温度プロフィールを維持するために、最終要素に熱的に結合され、離間された複数の加熱及び／又は冷却デバイスを制御すること、を含む
デバイス製造方法が提供される。

[0014] 次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。

[0015]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。 [0016]リソグラフィ投影装置内で使用する液体供給システムを示した図である。 [0016]リソグラフィ投影装置内で使用する液体供給システムを示した図である。 [0017]リソグラフィ投影装置内で使用するさらなる液体供給システムを示した図である。 [0018]本発明の実施形態に液体供給システムとして使用できるバリア部材を示した断面図である。 [0019]本発明の実施形態で使用できる別のバリア部材を示した断面図である。 [0020]本発明の実施形態で使用できるバリア部材を示した平面図であり、内部に流体導管を示す。 [0021]本発明の実施形態によるバリア部材を示した平面図であり、内部の加熱デバイス及び温度センサを示す。 [0022]図８のバリア部材及び投影システムの部分を示した断面図である。 [0023]本発明の実施形態による制御システムを示した図である。 [0024]本発明のさらなる実施形態の関連する部分を示した図である。

[0025] 図１は、本発明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、

[0026]− 放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、

[0027]− 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、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ポジショナＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、

[0028]− 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、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ポジショナ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と、

[0029]− パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）に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とを含む。

[0030] 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、又はその任意の組み合わ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。

[0031] 支持構造ＭＴは、パターニングデバイスを保持する。支持構造ＭＴ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。この支持構造ＭＴ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。支持構造ＭＴは、例えばフレーム又はテーブルでよく、所望に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造ＭＴ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。

[0032] 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別な機能層に相当する。

[0033] 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。

[0034] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、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される。

[0035] 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）。

[0036] 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（及び／又は２つ以上のパターニングデバイステーブル）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、追加のテーブルを並行して使用するか、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で予備工程を実行することができる。

[0037] 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。

[0038] 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を備えていてもよい。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。

[0039] 放射ビーム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ンが与えられる。放射ビームＢはパターニングデバイスＭＡを通り抜けて、投影システムＰＳを通過し、これは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する。第二ポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一ポジショナＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）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、又はスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、支持構造ＭＴの移動は、第一ポジショナ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の移動は、第二ポジショナ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）、支持構造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、固定してもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアラインメントマークＭ１、Ｍ２及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、パターニングデバイス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ンメントマークをダイ間に配置してもよい。

[0040] 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。

[0041] １．ステップモードにおいては、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴ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１回の静止露光）。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、１回の静止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。

[0042] ２．スキャンモードにおいては、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、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（つまり１回の動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴ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、１回の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。

[0043] ３．別のモードでは、支持構造ＭＴ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を移動させる毎にその後、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。

[0044] 上述した使用モードの組み合わせ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0045] 投影システムＰＳの最終要素と基板の間に液体を提供する構成は、２つの一般的カテゴリに分類することができる。それは、基板Ｗの全体及び任意選択で基板テーブルＷＴの一部が液体槽に浸される槽型構成と、液体が基板の局所領域に提供されるだけである液体供給システムを使用するいわゆる局所液浸システムとである。後者のカテゴリでは、液体によって充填された空間が基板の上面より平面図で小さく、液体で充填された領域は、基板Ｗがその領域の下で移動している間、投影システムＰＳに対して実質的に静止したままである。さらなる構成は、液体が閉じ込められないオールウェットの解決法である。この構成では、実質的に基板の上面全体、及び基板テーブルの全部又は一部が液浸液で覆われる。少なくとも基板を覆う液体の深さは浅い。液体は、基板上の液体の薄膜などの膜でよい。図２から図５の液体供給デバイスのいずれも、このようなシステムに使用できるが、その密封フィーチャは存在しないか、動作していないか、通常ほど効率的でないか、それ以外にも局所領域のみに液体を密封するには有効でない。図２から図５には、４つの異なるタイプの局所液体供給システムが図示されている。図２から図４に開示した液体供給システムは、以上で説明されている。

[0046] 提案されている別の構成は、投影システムの最終要素と基板テーブルの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する液体閉じ込め部材を液体供給システムに設ける。このような構成が図５に図示されている。液体閉じ込め部材は、投影システムに対してＸＹ面では実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸の方向）には多少の相対運動があってよい。液体閉じ込め構造と基板の表面の間にシールが形成される。実施形態では、シールは液体閉じ込め構造と基板の表面の間に形成され、ガスシールなどの非接触シールとすることができる。このようなシステムが、米国特許出願公開ＵＳ２００４−０２０７８２４号に開示されている。

[0047] 図５は、バリア部材１２、ＩＨがある局所液体供給システムを概略的に示す。バリア部材は投影システムの最終要素と基板テーブルＷＴ又は基板Ｗとの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する。（以下の文章で基板Ｗの表面に言及する場合、それは他に明記しない限り、追加的又は代替的に基板テーブルの表面も指すことに留意されたい。）バリア部材１２は、投影システムに対してＸＹ面では実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸の方向）には多少の相対運動があってよい。実施形態では、バリア部材と基板Ｗの表面との間にシールが形成され、流体シールのような非接触シール、望ましくはガスシールとすることができる。

[0048] バリア部材１２は、投影システムＰＬの最終要素と基板Ｗの間の空間１１に液体を少なくとも部分的に封じ込める。基板Ｗの表面と投影システムＰＬの最終要素の間の空間内に液体が閉じ込められるように、基板Ｗに対する非接触シール１６を、投影システムのイメージフィールドの周囲に形成することができる。空間は、投影システムＰＬの最終要素の下方に配置され、それを囲むバリア部材１２によって少なくとも部分的に形成される。液体を、液体用開口１３によって投影システムの下方で、バリア部材１２内の空間に入れる。液体は、液体出口１３によって除去することができる。バリア部材１２は投影システムの最終要素の少し上まで延在することができる。液体のバッファが提供されるように、液体レベルが最終要素の上まで上昇する。実施形態では、バリア部材１２は、その上端が投影システム又はその最終要素の形状に非常に一致することができる内周を有し、例えば円形とすることができる。底部では、内周がイメージフィールドの形状に非常に一致し、例えば長方形とすることができるが、そうである必要はない。

[0049] 実施形態では、液体が、使用中にバリア部材１２の底部と基板Ｗの表面との間に形成されるガスシール１６によって空間１１内に封じ込められる。ガスシールは、気体、例えば空気又は合成空気によって形成されるが、実施形態ではＮ₂又は別の不活性ガスによって形成される。ガスシール内の気体は、圧力下で入口１５を介してバリア部材１２と基板Ｗの間のギャップに提供される。気体は出口１４を介して抽出される。気体入口１５への過剰圧力、出口１４の真空レベル、及びギャップの幾何学的形状は、液体を閉じ込める内側への高速の気体流１６があるように構成される。バリア部材１２と基板Ｗの間で液体にかかる気体の力が、液体を空間１１に封じ込める。入口／出口は、空間１１を囲む環状溝でよい。環状溝は連続的又は不連続的でよい。気体１６の流れは、液体を空間１１に封じ込めるのに有効である。このようなシステムが、米国特許出願公開ＵＳ２００４−０２０７８２４号に開示されている。

[0050] 他の構成が可能であり、以下の説明から明白になるように、本発明の実施形態は、任意のタイプの液体ハンドリングシステムを使用することができる。本発明の実施形態は、任意の局所液体供給システムを液体ハンドリングシステムとして使用することに特に関連する。

[0051] 図６は、液体ハンドリングシステムの部分であるバリア部材１２を示す。バリア部材１２は、投影システムＰＳの最終要素の周囲（例えば円周）に延在し、したがってバリア部材（シール部材と呼ぶことがある）は、例えば実質的に全体的形状が環状である。投影システムＰＳは円形でなくてもよく、バリア部材１２の外縁も円形でなくてよく、したがってバリア部材がリング形である必要はない。バリア部材は、投影ビームが投影システムＰＳの最終要素から出て通過できる開口を有する限り、他の形状でもよい。開口は中心に配置することができる。したがって露光中に、投影ビームは、バリア部材の開口に封じ込められた液体を通過して、基板Ｗに当たることができる。バリア部材１２は、例えば実質的に長方形でよく、バリア部材１２の高さにおいて投影システムＰＳの最終要素と必ずしも同じ形状ではない。

[0052] バリア部材１２の機能は、投影ビームが液体を通過できるように、液体を投影システムＰＳと基板Ｗの間の空間内に少なくとも部分的に維持するか閉じ込めることである。液体の最上位は、単にバリア部材１２の存在によって封じ込められる。空間中の液体のレベルは、液体がバリア部材１２の上部を越えて溢れないように維持される。

[0053] 液浸液はバリア部材１２によって空間１１に提供される（したがって、バリア部材を流体ハンドリング構造と見なすことができる）。液浸液の通路又は流路は、バリア部材１２を通る。流路の一部はチャンバ２６に含まれる。チャンバ２６は２つの側壁２８、２２を有する。液体は、チャンバ又は出口２４から第一側壁２８を通過してチャンバ２６に入り、次に第二側壁２２を通過して空間１１に入る。複数の出口２０が液体を空間１１に提供する。液体は、空間１１に入る前にそれぞれ側壁２８、２２内の貫通穴２９、２０を通過する。貫通穴２０、２９の位置は不規則でよい。

[0054] バリア部材１２の底部と基板Ｗの間にシールが設けられる。図６では、シールデバイスが非接触シールを提供するように構成され、幾つかのコンポーネントで構成される。投影システムＰＳの光軸から半径方向外側へと（任意選択の）フロー制御プレート５０が提供され、これは空間内に延在して（しかし投影ビームの経路内には延在せず）、出口２０からの液浸液の流れを空間全体で実質的に平行に維持するのに役立つ。フロー制御プレート５０は、投影システムＰＳ及び／又は基板Ｗに対してバリア部材１２の光軸の方向での動作への抵抗を減少させるために、貫通穴５５を有する。

[0055] バリア部材１２の底面でフロー制御プレート５０の半径方向外側には、バリア部材１２と基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの間から液体を抽出する抽出器アセンブリ７０があってよい。抽出器７０は、以下でさらに詳細に説明され、バリア部材１２と基板Ｗの間に生成される非接触シールの部分を形成する。抽出器は単相又は２相抽出器として動作することができる。

[0056] 抽出器アセンブリ７０の半径方向外側には窪み８０があってよい。窪みは、入口８２を通して雰囲気に接続される。窪みは、出口８４を介して低圧源に接続される。入口８２を、出口８４に対して半径方向外側に配置することができる。窪み８０の半径方向外側にはガスナイフ９０があってよい。抽出器、窪み及びガスナイフの配置構成は、米国特許出願公開ＵＳ２００６／０１５８６２７号で詳細に開示されている。しかし、その文書では、抽出器アセンブリの配置構成が異なる。

[0057] 抽出器アセンブリ７０は、米国特許出願公開ＵＳ２００６−００３８９６８号で開示されているような液体除去デバイス又は抽出器又は入口を備える。任意のタイプの液体抽出器を使用することができる。実施形態では、抽出器アセンブリ又は液体除去デバイス７０は、液体を気体から分離して、１つの液相の液体を抽出できるように使用される多孔質材料７５で覆われた入口を備える。多孔質材料７５の下流のチャンバ７８は、わずかに低圧に維持され、液体で充填される。チャンバ７８内の低圧は、多孔質材料の穴に形成されたメニスカスによって周囲気体が抽出器アセンブリ７０のチャンバ７８に引き込まれるのを防止することができるような圧力である。しかし、多孔質表面７５が液体に接触した場合は、流れを制限するメニスカスがなく、液体が抽出器アセンブリ７０のチャンバ７８内に自由に流れることができる。多孔質表面７５は、バリア部材１２に沿って半径方向内側に（さらに空間の周囲に）延在する。多孔質表面７５を通る抽出速度は、液体によって覆われる多孔質材料７５の量に従って変化する。

[0058] 多孔質材料７５は、それぞれが例えば５から５０μｍという範囲の直径ｄ_holeのような幅などの寸法を有する多数の小さい穴を有する。多孔質材料は、液体が除去される表面、例えば基板Ｗの表面から５０から３００μｍの範囲の高さに維持することができる。実施形態では、多孔質材料７５は少なくともわずかに例えば親水性である。つまり例えば水などの液浸液に対して９０°未満、望ましくは８５°未満、又は望ましくは８０°未満の接触角を有する。

[0059] 液体除去デバイスに気体が引き込まれるのを防止することが常に可能なわけではないが、多孔質材料７５は、振動を引き起こし得る大きい不均一な流れを防止する。電気鋳造、フォトエッチング及び／又はレーザ切断によって作成されたマイクロシーブを、多孔質材料７５として使用することができる。適切なシーブを、オランダのEerbeekのStock veco B.V.が作成している。孔のサイズが、使用中に経験する圧力差でメニスカスを維持するのに適切であれば、他の多孔質板又は多孔質材料の中実ブロックも使用することができる。

[0060] 使用中に（例えば基板がバリア部材１２及び投影システムＰＳの下で移動している間に）、基板Ｗとバリア部材１２の間に延在するメニスカス３２０を提供する。

[0061] 図６には特に図示されていないが、液体ハンドリングシステムは液体のレベルの変化に対処する構成を有する。これは、投影システムＰＳとバリア部材１２の間に蓄積する液体を処理でき、零さないような構成である。このような液体の蓄積は、以下で説明する投影システムＰＳに対するバリア部材１２の相対運動の間に生じ得る。この液体を処理する１つの方法は、投影システムＰＳに対してバリア部材１２が移動する間に、バリア部材１２の周囲（例えば円周）に圧力勾配がほとんどないように、非常に大きくなるようなバリア部材１２を提供することである。代替的又は追加的な構成では、例えば抽出器７０に類似した単相抽出器などの抽出器を使用して、バリア部材１２の上部から液体を除去することができる。代替的又は追加的なフィーチャは、疎液性又は疎水性コーティングである。このコーティングは、開口を囲むバリア部材１２の上部の周囲及び／又は投影システムＰＳの最終光学要素の周囲で帯を形成することができる。コーティングは、投影システムの光軸の半径方向外側にあってよい。疎液性又は疎水性コーティングは、液浸液を空間内に維持するのに役立つ。

[0062] 以上で検討したように、液浸リソグラフィ装置内では最終要素及び／又はそのマウントから液浸液が蒸発することにより、投影システムＦＬＥ（例えば図１１参照）の最終要素内に温度勾配が生じることがある。このような温度勾配は、最終要素を作成する材料の屈折率の温度依存性により、及び／又はこれほどの程度ではないが、最終要素の熱膨張及び収縮により、投影システム内に収差を導入することがある。問題は、よくあるように最終要素を石英で作成した場合に、特に切実になる。石英の屈折率は高い温度依存性を有する。これほどの程度ではないが、例えばＣａＦ₂などの他の材料でも問題が生じる。投影システムの最終要素における温度勾配の問題は、最終要素及び／又はそのマウント上に疎水性コーティングを提供し、それに付着する液浸液の量を減少させ、蒸発させることによって改善することができる。したがって、冷却量を減少させることができる。

[0063] しかし、投影システムの最終要素の温度均一性をさらに制御することが望ましい。非液浸リソグラフィ装置では、最終要素を含む投影システムはその周囲から熱的に良好に隔離され、実質的に均一の一定温度に維持することができる（投影システムの要素が、要素を介して投影されるビームからのエネルギを吸収する「レンズ加熱」の現象を除く）。しかし液浸リソグラフィ装置内で、投影システムの遮熱は、最終要素をその周囲と熱的に結合する液浸液によって破壊される。したがって、様々な発生源によって最終要素内に温度勾配を誘発することができる。それは、液体ハンドリングシステムのバリア部材又は他のコンポーネント内の温度勾配、例えば放射ビーム、乱流及び／又は蒸発からのエネルギ吸収による、液浸液自体内での温度勾配による液浸流体の蒸発、例えば放射ビームからのエネルギ吸収による基板内の温度勾配、及び／又は存在し得る任意の他の加熱又は冷却源を含むことができる。

[0064] したがって本発明の実施形態は、パターン付き放射ビームを基板に投影するように構成され且つ最終要素を有する投影システム、最終要素と基板の間の空間に液浸液を供給するように構成された液体ハンドリングシステム、最終要素に熱的に結合され且つ離間された複数の別個に制御可能な加熱及び／又は冷却デバイス、及び複数の加熱及び／又は冷却デバイスに結合され、加熱及び／又は冷却デバイスのそれぞれを別個に制御して、最終要素内で所望の空間温度プロフィールを維持するように構成された制御システム、を備えるリソグラフィ投影装置を備える。

[0065] したがって加熱及び／又は冷却デバイスは、最終要素に近い様々な位置で熱を提供する及び／又は除去することができ、したがって例えば最終要素とその環境の間で増大した温度結合を補償するために、投影システムの最終要素内で所望の温度プロフィールが維持される。動的状態では、所望の空間温度プロフィールは制御システムの設定点、又はターゲットであり、連続的に適合しないことがある。

[0066] 液体ハンドリングシステムが、空間を少なくとも部分的に囲むバリア部材を備える場合は、バリア部材上に複数の加熱及び／又は冷却デバイスを設けることが望ましい。特にバリア部材が自身を通って延在する複数の流体導管を有する場合は、流体導管の少なくとも幾つかに対応して、複数の加熱及び／又は冷却デバイスを配置することが望ましい。流体導管は、液浸液と気体の混合物を抽出するように構成された複数の２相抽出導管を含むことができ、その場合は複数の加熱及び／又は冷却デバイスのうち少なくとも１つを、２相抽出導管のそれぞれの近傍に配置することが望ましい。２相抽出流路内で液浸液が蒸発すると、投影システムの最終要素の近傍で空間的及び時間的に変化する冷却負荷の重大な発生源になり得る。したがって、このような導管の近くに加熱及び／又は冷却デバイスを配置することが望ましい。

[0067] 本発明の実施形態では、複数の加熱及び／又は冷却デバイスを、投影システムの最終要素に、又はその上に、又は最終要素のマウントに、又はその上に、又は投影システムに、又はその上に設ける。

[0068] 最終要素又はその環境の温度を測定するために、複数の温度センサを設けることができる。特に、温度センサの数は加熱及び／又は冷却デバイスの数と等しくすることができ、各加熱及び／又は冷却デバイスの近傍に１つの温度センサを配置することができる。各温度センサは、複数の温度感知要素を備えることができる。したがって制御システムは、最終要素又はその環境の温度プロフィールの変化に応答するように、１つのフィードバックループ、又は複数のフィードバックループとして構成することができる。

[0069] リソグラフィ装置がバリア部材を有する場合は、複数の温度センサのうち少なくとも１つを、バリア部材の材料に埋め込むことができる。このような構成は、バリア部材が不均一な熱負荷の源である場合に望ましいことがあり、これによって制御システムが熱負荷の変化に直接応答することができる。実施形態では、温度センサが加熱要素と最終要素の間にある。

[0070] 制御システムは、加熱及び／又は冷却デバイスと等しい数の複数の制御回路を備えることができ、制御回路はそれぞれ加熱及び／又は冷却デバイスのそれぞれと接続される。これは、複数の制御回路のうち少なくとも幾つかの間に配線を備える、及び／又は複数の加熱及び／又は冷却デバイスの合計熱出力を制限する制限回路を備えることもできる。複数の温度センサを設ける場合は、各制御回路が複数の温度センサのそれぞれに応答することが望ましい。

[0071] 代替的又は追加的に、制御システムは、複数の加熱及び／又は冷却デバイスを制御するように構成された制御回路を備えることができる。概して、１つの極端な状態では、制御システムを、全ての加熱及び／又は冷却デバイスを制御するように構成され、例えば複数の温度センサからの全入力に応答する１つの多入力多出力コントローラとすることができ、他方の極端な状態では、別々の制御回路を各加熱及び／又は冷却デバイスに設けて、例えば１つの温度センサなどの１つの入力に応答することができる。これらの極端な状態の間で、様々な構成が可能であり、例えば１つの加熱及び／又は冷却デバイスを制御する制御ループと、複数の加熱及び／又は冷却デバイスを制御する制御回路との混合がある。概して、例えばバリア部材内の流体導管など、別個の熱負荷毎に別個に制御可能な加熱及び／又は冷却デバイスがあることが望ましい。しかし、２つ以上の熱負荷が１次相関関係にある場合、１つの制御回路又は出力を、個々の熱負荷と同じように相関関係がある加熱及び／又は冷却力を有するこれらの熱負荷に対応する２つ以上の加熱又は冷却デバイスに適用することができる。

[0072] 制御システムはフィードフォワード制御回路とするか、それを含むことができる。例えばリソグラフィ装置が投影システムに対して基板を移動するポジショナを有する場合、制御システムは、基板の相対運動の方向に応答して、加熱及び／又は冷却デバイスを制御するように構成することができる。これは、熱負荷が基板の移動方向及び／又は速度に依存しない場合に望ましい。例えば、液体供給システムが複数の液体抽出導管を含む場合、様々な導管を通って流れる流体、したがってこれらの導管によって提供される熱負荷は、基板の移動方向に強く依存することがある。

[0073] 本発明の実施形態では、制御システムの目的は、最終要素内で均一の温度分布を維持することである。この方法で、不均一な温度分布による収差の導入が回避される。本発明の実施形態では、制御システムの目的は、最終要素内で不均一な温度分布を維持することである。最終要素内の不均一な温度分布は、投影システムによって投影される放射ビームに所望の収差を与えるのに効果的なことがある。所望の収差は、例えば装置の他の箇所で導入された収差を補償するために使用することができる。

[0074] 加熱及び／又は冷却デバイスは、電気抵抗加熱器、ペルティエ冷却器又は冷却流路など、任意の適切なタイプとすることができる。電気抵抗加熱器は、例えば動作状態の変化によって引き起こされた抽出流路内の２相流の液体：気体の比率の変化などで変化した冷却負荷を補償するために、迅速に応答して熱負荷を提供するように構成することができる。

[0075] 次に、本発明の特定の実施形態について説明する。図７は、本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の液体ハンドリングシステムのバリア部材１２を平面図で示す。バリア部材１２は口１２１を画定し、これは投影システム（この図では図示せず）の下部分、特にその最終要素を受けるために実質的に円錐形の側壁１２２を有する。投影システムは、バリア部材１２の下のイメージフィールドＩＦに所望のパターンを投影する。バリア部材１２の下面には、複数の口１２３が設けられる。口１２３は４列１２４ａ〜ｄに配置され、これは１つの実施形態では、一緒になって口１２１の周囲に正方形を形成する。長方形、ダイアモンド形、及び菱形など、他の構成の口も使用することができる。口の列は湾曲してよく、例えば凹状の辺を有する全体的にダイアモンド状の形状を形成する。口１２３の各列は、バリア部材１２の本体内で個々のチャンバ又はマニホルド１２５ａ〜ｄ（想像線で図示）へと開いている。個々の抽出導管１２６ａ〜ｄは、各マニホルド１２５ａ〜ｄと、バリア部材１２の外周にある個々のコネクタ（図示せず）との間に流体接続を提供する。それにより、マニホルド１２５ａ〜ｄは、バリア部材の下に、つまりバリア部材と基板の間に逃げる液浸液を抽出するために、使用中に真空ポンプ（図示せず）などの低圧源に接続することができる。

[0076] リソグラフィ装置が動作している場合、例えば空気などの気体と例えば水などの液浸液の両方が、口１２３、マニホルド１２５ａ〜ｄ及び抽出導管１２６ａ〜ｄを通して抽出され、したがって抽出できる液浸液と気体の２相流が通過するのにバリア部材を通る４つの別個の経路がある。各経路を通る流れの量、及び各経路における液体と気体の比率は、広い範囲にわたって変化することができる。各経路内での変化は、他の経路内での変化と相関しないことがある。様々な経路内の流量及び液体：気体の比率に影響を及ぼし得る要素は、バリア部材に対する基板の方向及び速度、及び基板の縁部に対するバリア部材の位置を含む。他の要素が流量に影響することもある。

[0077] マニホルド１２５ａ〜ｄ及び導管１２６ａ〜ｄを通る流れは２相であり、気体は飽和していないので、液浸液の大量の蒸発が生じることがある。この蒸発は、液浸液の蒸発の潜熱によるバリア部材の局所冷却を引き起こす。図７には供給導管１２７も図示され、これを通して液浸液をバリア部材１２に囲まれた空間に供給することができる。液浸流体は、既知の実質的に一定の温度で供給することが有利であるが、その温度は空間内に既にある液浸液の温度又はバリア部材の温度から変化してもよい。したがって、供給導管１２７はバリア部材１２の温度勾配に寄与することがある。バリア部材１２の温度勾配に寄与する可能性がある他の要素は、バリア部材内のガスナイフ及び／又は気体ベアリングへの供給導管、他のユーティリティ導管、バリア部材１２の周囲の環境における温度勾配、及び液浸液及び／又は基板内の放射ビームの局所吸収を含むことがある。バリア部材１２の局所冷却は、特に液浸液によるバリア部材と投影システムとの熱結合を通して、しかし放射及び対流などの他の熱伝達メカニズムを通しても、投影システムの最終要素、そのマウント及び／又は投影システムの外被内に温度勾配を生じさせることがある。

[0078] 投影システムの最終要素及び／又はそのマウントにおける温度勾配は、投影システムによって投影される像に影響することがある。特に、最終要素が、温度依存性の大きい屈折率を有する材料で作成された屈折性要素である場合、温度勾配は、要素の光パワーを変更し、収差を導入する屈折率勾配を誘発することがある。温度勾配は、同様の効果を有する投影システムの最終要素の表面像を変更することがあるが、屈折性要素内では、これは往々にして屈折率の変化により引き起こされる効果より小さい効果である。最終要素のマウント内の温度変化は、最終要素の位置及び／又は方向に影響することがある。

[0079] ２相抽出経路により引き起こされた温度勾配に対処するために、図７のバリア部材１２の平面図であるが、抽出経路ではなく加熱要素を示す図８に示すように、複数の別個に制御可能な加熱回路２００が提供される。この実施形態では、抽出流路毎に１つずつで、４つの別個の加熱回路２００ａ〜２００ｄが提供される。他の実施形態では、これより多い、又は少ない別個の回路が提供され、正確な数は、これがない場合に存在するような温度分布の形状に依存し、これはバリア部材内の加熱及び／又は冷却負荷の数及び分布に依存する。さらに、回路２００の幾つか又は全部を代替的又は追加的に、冷却を提供するように構成することができる。

[0080] 各加熱回路２００ａ〜ｄは加熱要素２０１、例えば抵抗加熱ワイヤ、温度センサ２０２及び制御回路２０３を備える。加熱要素２０１は、これがなければバリア部材の最も低温の部分になるものを加熱するように、バリア部材内に配置される。実施形態では、加熱要素２０１は、例えば抽出導管１２６及びマニホルド１２５の経路を辿るために、冷却源を覆うように構成される。加熱要素２０１の出力パワーは、様々な位置で経験する冷却の量に対応して、その長さに沿って変化するように構成することができる。抵抗加熱ワイヤの場合、これはその長さに沿ってワイヤの抵抗を変化させるか、ワイヤのループ間の間隔を変化させることによって達成することができる。加熱要素２１０ａ〜ｄは、様々な区画が異なるパワーを有する状態で区画化することができ、任意選択で各区画は別個に制御可能にすることができる。

[0081] 各温度センサ２０２は、冷却負荷を受ける都合のよい位置に配置される。実施形態では、温度センサは最大冷却負荷の位置又はその付近に配置される。温度センサ２０２は、ＣＭＯＳ集積回路センサ、プラチナチップ検出器又は抵抗温度検出器でよく、例えば表面実装パッケージ内にある。温度センサ２０２は点センサでよく、その場合は加熱回路毎に複数の温度センサが必要となるようである。加熱要素２０１の任意の特定の構成では、１つの温度センサだけではなく、加熱回路内の３つの温度センサ２０２からの信号によって応答を制御した場合、熱応答がより良好になることがある。センサの平均をとらねばならない。センサは並列又は直列に接続することができるが、これは実際にはその性能に影響しない。いずれの方法でも、温度測定の平均が与えられる。実施形態では、温度センサは、その性質によってある領域にわたる温度を平均するリボンセンサでよい。センサは、例えば表面に装着したＮＴＣセンサ（つまり負の温度係数のセンサ）でよい。温度センサ２０２は、可能な限り投影システムの最終要素ＦＬＥの近くに、例えばバリア部材１２の上面内又は上面上に装着すると有利である。温度センサは代替的又は追加的に、バリア部材１２の本体に埋め込むことができる。所与の加熱回路２００の温度センサ２０２は、その加熱回路の加熱要素２０１と投影システムの最終要素の間にあることが望ましい。

[0082] コントローラと呼ぶこともできる各制御回路は、固定した設定点がある単純なフィードバックループとすることができるが、以下で検討するように本発明の他の実施形態では、他のタイプの制御回路が有利なことがある。制御回路２０３は、完全に独立しているのではなく、例えば任意選択の配線２０５により、バリア部材１２内の冷却負荷の任意の相互結合に従って相互接続することができる。バリア部材１２に供給される熱の総量を制限する制限回路２０６を提供することができる。複数の冷却負荷が１次相関関係にある場合は、１つのコントローラが、様々な冷却負荷に比例するパワーの複数の加熱器を制御することができる。１つの多入力多出力コントローラも使用することができる。独立した単独のループコントローラ、相互接続したコントローラ及び多入力多出力コントローラの組合せを、特定の実施形態に合わせて使用することができる。

[0083] コントローラは代替的又は追加的に、フィードフォワード制御の原理に基づく、例えば基板テーブルの動作及び／又は液浸液の供給率に基づくことができる。加熱器の制御は代替的又は追加的に、冷却負荷を発生する抽出又は供給導管を通る流れの測定値に基づくことができる。複数の制御回路又はコントローラを提供する場合、これらは一緒になって制御システムを構成する。同様に、特定の多入力多出力コントローラを制御システムと見なすことができる。いずれの場合も、制御システムをハードウェア又はソフトウェア内で実現することができる。マスタースレーブ制御システムを使用することができ、ここでスレーブフィードバックループは、装置の他の何らかのパラメータに基づいてマスター回路によって設定された設定点に適合することを目的とする。

[0084] 本発明の実施形態では、空間の制約により加熱回路の温度センサを加熱要素の上に配置することが妨げられる。図９に示すように、加熱要素２０１に接触し、冷却負荷を提供する導管１２６に近いバリア部材１２の表面に、温度センサ２０２が埋め込まれる。熱伝導性ペースト２０４を提供して、温度センサ２０２のバリア部材１２との熱結合を補助することができる。投影システムＰＳ又は最終要素ＦＬＥの外被が、例えば空気などの気体又は液浸液で充填できる小さいギャップを挟んで、加熱要素２０１に対面する。加熱であれ冷却であれ、投影システムＰＳに加えられる熱負荷は、加熱要素２０１の上面の温度によって割り出され、これは温度センサ２０２によって直接測定されない。加熱要素２０１の上面の温度は、温度センサと直線関係がないことがあるが、加熱要素２０１の瞬間的パワー出力からのモデルを使用して割り出すことができる。この構成で使用するために改修された回路システム２０３’が、図１０に図示されている。

[0085] 制御システム２０３’は、以下で説明する追加の補正を有するフィードバックループの一般的形態をとる。このシステムは、
−バリア部材１２の上面の所望の温度を設定する設定点発生器２０３１、
−補正された温度信号を設定点から引いて、誤差信号を提供する減算器２０３２、
−誤差信号を受信し、加熱器２０１に適用される制御信号を生成するコントローラ２０３３、
−同様に加熱器２０１に適用される制御信号を受信し、センサ２０２によって記録された温度と、投影システムＰＳに面するバリア部材の表面の実際の温度との差を予測する補正信号を割り出すモデル２０３５、及び
−温度センサ２０２によって提供された温度信号に補正信号を加算し、補正された温度信号を発生する加算器２０３６、を備える。

[0086] モデル２０３５は、センサ２０２によって記録された温度と、投影システムＰＳに面するバリア部材の表面の実際の温度との温度差を予測するために必要な計算を実行する。実行される実際の計算は装置の詳細に、特に温度センサの位置、加熱器のタイプ、及び加熱要素２０１の上又は下にある全ての層の材料及び厚さによって決定される。適用される必要な数式は、理論及び／又は実験的測定に基づいて生成することができる。

[0087] 本発明のさらなる特定の実施形態が、図１１に概略的に描かれている。この実施形態では、補正のための熱が区画化された加熱器４０１によって投影システムＰＳ、最終要素ＦＬＥ及び／又は最終要素ＦＬＥのマウント４０５へと直接与えられる。区画化された加熱器４０１は２つ以上の別個に制御可能な区画を有することができる。特定の実施形態では、３個、４個又は８個の区画を使用する。区画の数及び／又はサイズは、最終要素ＦＬＥの近傍、特にバリア部材１２内にある冷却源の数、サイズ及び位置、及び／又は制御される収差のタイプに従って選択することができる。後者の場合は、ちょうど３個又はその倍数であり、最終要素の周囲で区画を等間隔にする幾つかの区画を提供できることが有利である。

[0088] 最終要素ＦＬＥ内の温度勾配を減少させるために区画化された加熱器４０１を使用するのではなく、又はその使用に加えて、図１１の装置を、例えば投影システムの他の収差を補償するか、投影された像に所望の歪みを提供するように、最終要素に所望の収差を提供するために温度勾配を制御するように特に適合させることができる。そのために、区画化された加熱器４０１の様々な区画に加えられる加熱パワーを制御するコントローラ４０２は、基板テーブルＷＴ上に設けられた収差センサ４０３及び／又はレンズ加熱モデルなどの収差に関する他の情報源に応答することができる。コントローラ４０２は、投影システム内に設けられた別の調節可能な要素４０４を制御するように構成することもでき、その場合は、区画化された加熱器４０１に適用される制御は、他の調節可能な要素４０４から影響される補正を考慮に入れることができる。投影システムの最終要素内に誘発された温度勾配を介して所望の収差を導入するこのアプローチは、図７から図１０に関して上述したように、制御された加熱要素をバリア部材内、又は液体供給及び／又は管理システムの他の何らかの部分に設ける場合にも使用することができる。

[0089] 実施形態によれば、パターン付き放射ビームを基板に投影するように構成された投影システムを備えるリソグラフィ投影装置であって、投影システムが最終要素、最終要素と基板の間の空間に液浸液を供給するように構成された液体ハンドリングシステム、最終要素に熱的に結合された、離間されている複数の別個に制御可能な加熱及び／又は冷却デバイス、及び複数の加熱及び／又は冷却デバイスに結合され、且つ加熱及び／又は冷却デバイスのそれぞれを別個に制御して最終要素内で所望の空間温度プロフィールを維持するように構成された制御システム、を有する、リソグラフィ投影装置が提供される。

[0090] 実施形態では、液体ハンドリングシステムは、少なくとも部分的に空間を囲み且つ複数の加熱及び／又は冷却デバイスを備えるバリア部材を備える。

[0091] 実施形態では、バリア部材は自身を通って延在する複数の流体導管を有し、複数の加熱及び／又は冷却デバイスは、流体導管の少なくとも幾つかに対応して配置される。

[0092] 実施形態では、流体導管は、液浸液と気体の混合物を抽出するように構成された複数の抽出導管を含み、複数の加熱及び／又は冷却デバイスの少なくとも１つは、抽出導管のそれぞれの近傍に配置される。

[0093] 実施形態では、複数の加熱及び／又は冷却デバイスは、最終要素に、又はその上に、又は最終要素のマウントに、又はその上に、又は投影システムに、又はその上に設けられる。

[0094] 実施形態では、装置は複数の温度センサをさらに備える。

[0095] 実施形態では、温度センサの数は加熱及び／又は冷却デバイスの数と等しく、１つの温度センサが各加熱及び／又は冷却デバイスの近傍に配置される。

[0096] 実施形態では、各温度センサは複数の温度感知要素を備える。

[0097] 実施形態では、複数の温度センサの少なくとも１つが、バリア部材の材料に埋め込まれる。

[0098] 実施形態では、複数の温度センサの少なくとも１つが、加熱及び／又は冷却デバイスと最終要素の間にある。

[0099] 実施形態では、制御システムは加熱及び冷却デバイスと等しい数の複数の制御回路を備え、制御回路がそれぞれ、加熱及び／又は冷却デバイスのそれぞれと接続される。

[00100] 実施形態では、制御システムは複数の制御回路の少なくとも幾つかの間に配線を備える。

[00101] 実施形態では、制御システムは複数の加熱及び／又は冷却デバイスの合計熱出力を制限する制限回路をさらに備える。

[00102] 実施形態では、各制御回路は複数の温度センサのそれぞれに応答する。

[00103] 実施形態では、制御システムは、複数の加熱及び／又は冷却デバイスを制御するように構成された制御回路を備える。

[00104] 実施形態では、装置は、投影システムに対して基板を移動させるように構成されたポジショナをさらに備え、制御システムは、基板の相対運動の方向に応答して加熱及び／又は冷却デバイスを制御するように構成される。

[00105] 実施形態では、制御システムは最終要素内で均一の温度分布を維持するように構成される。

[00106] 実施形態では、制御システムは最終要素内で不均一な温度分布を維持するように構成される。

[00107] 実施形態では、最終要素内の不均一な温度分布は、投影システムによって投影される放射ビームに所望の収差を与えるのに効果的である。

[00108] 実施形態では、所望の収差は、投影システムの最終要素以外の要素によって引き起こされた収差を少なくとも部分的に補償するのに効果的である。

[00109] 実施形態では、加熱及び／又は冷却デバイスはそれぞれ、電気抵抗加熱器を備える。

[00110] 実施形態によれば、最終要素を有し、像を基板に投影するように構成された投影システムを備える液浸リソグラフィ投影装置内で局所熱負荷を補償する方法であって、最終要素内で所望の空間温度を維持するために、最終要素に熱的に結合され、離間された複数の加熱及び／又は冷却デバイスを制御することを含む方法が提供される。

[00111] 実施形態では、所望の空間温度プロフィールは均一な温度プロフィールである。

[00112] 実施形態では、所望の空間温度プロフィールは不均一な温度プロフィールである。

[00113] 実施形態では、不均一な温度プロフィールは、投影システムによって投影された放射ビームに所望の収差を与えるのに効果的である。

[00114] 実施形態によれば、最終要素を有する投影システムを使用し、液浸流体を通して像を基板に投影すること、及び最終要素内で所望の空間温度プロフィールを維持するために、最終要素に熱的に結合され、離間された複数の加熱及び／又は冷却デバイスを制御すること、を含むデバイス製造方法が提供される。

[00115] 実施形態では、所望の空間温度プロフィールは均一な温度プロフィールである。

[00116] 実施形態では、所望の空間温度プロフィールは不均一な温度プロフィールである。

[00117] 実施形態では、不均一な温度プロフィールは、投影システムによって投影された放射ビームに所望の収差を与えるのに効果的である。

[00118] 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。

[00119] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、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）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。

[00120] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折及び反射光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか一つ、又はその組み合わせを指す。

[00121] 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、本発明の実施形態は、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。さらに機械読み取り式命令は、２つ以上のコンピュータプログラムで実現することができる。２つ以上のコンピュータプログラムを、１つ又は複数の異なるメモリ及び／又はデータ記憶媒体に記憶することができる。

[0122] 上述したコントローラは、信号を受信、処理及び送信するのに適切な任意の構成を有することができる。例えば、各コントローラは、上述した方法の機械読み取り式命令を含むコンピュータプログラムを実行するために、１つ又は複数のプロセッサを含むことができる。コントローラは、このようなコンピュータプログラムを記憶するデータ記憶媒体及び／又はこのような媒体を受信するハードウェアを含むことができる。

[00123] 本発明の１つ又は複数の実施形態は、任意の液浸リソグラフィ装置に、特に液浸液が槽の形態で提供されるか、基板の局所的な表面領域のみに提供されるか、基板及び／又は基板テーブル上で閉じ込められないかにかかわらず、上述したタイプに適用することができるが、それに限定されない。閉じ込められない構成では、液浸液は基板及び／又は基板テーブルの表面上に流れることができ、したがって実質的に基板テーブル及び／又は基板の覆われていない表面全体が濡れる。このように閉じ込められていない液浸システムでは、液体供給システムが液浸液を閉じ込めることができない、又はある割合の液浸液閉じ込めを提供することができるが、実質的に液浸液の閉じ込めを完成しない。

[00124] 本明細書で想定するような液体供給システムは、広義に解釈されたい。特定の実施形態では、これは、液体を投影システムと基板及び／又は基板テーブルの間の空間に提供する機構又は構造の組み合わせでよい。これは、１つ又は複数の構造、１つ又は複数の液体入口、１つ又は複数の気体入口、１つ又は複数の気体出口、及び／又は液体を空間に提供する１つ又は複数の液体出口の組み合わせを備えてよい。実施形態では、空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの一部でよいか、空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの表面を完全に覆ってよいか、空間が基板及び／又は基板テーブルを囲んでよい。液体供給システムは任意選択で、液体の位置、量、品質、形状、流量又は任意の他の特徴を制御する１つ又は複数の要素をさらに含むことができる。

[00125] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を改修できることが当業者には明白である。

Claims (19)

1. パターン付き放射ビームを基板に投影する、最終要素を有する投影システムと、
   前記最終要素と前記基板の間の空間に液浸液を供給するバリア部材であって、少なくとも部分的に前記空間を囲み且つ前記最終要素に熱的に結合された複数の加熱及び／又は冷却デバイスを備えるバリア部材と、
   前記複数の加熱及び／又は冷却デバイスに結合され、且つ前記加熱及び／又は冷却デバイスのそれぞれを別個に制御して前記最終要素内で所望の空間温度プロフィールを維持する制御システムと、を備え、
   前記バリア部材が、自身を通って延在する、液浸液と気体の混合物を抽出する複数の抽出導管を含み、前記複数の加熱及び／又は冷却デバイスの少なくとも１つが、前記抽出導管のそれぞれの近傍に配置される、
   リソグラフィ投影装置。
2. 前記バリア部材が、自身を通って延在する複数の供給導管を有する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記複数の加熱及び／又は冷却デバイスが、前記最終要素に若しくはその上に、又は前記最終要素のマウントに若しくはその上に、又は前記投影システムに若しくはその上に設けられる、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 複数の温度センサをさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記温度センサの数が前記加熱及び／又は冷却デバイスの数と等しく、１つの温度センサが各加熱及び／又は冷却デバイスの近傍に配置される、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
6. 各温度センサが複数の温度感知要素を備える、請求項４又は５に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記複数の温度センサの少なくとも１つが、前記バリア部材の材料に埋め込まれる、請求項１から６のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記複数の温度センサの少なくとも１つが、前記加熱及び／又は冷却デバイスと前記最終要素の間にある、請求項４から６のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記制御システムが、前記加熱及び冷却デバイスと等しい数の複数の制御回路を備え、前記制御回路がそれぞれ、前記加熱及び／又は冷却デバイスのそれぞれと接続される、請求項１から８のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記制御システムが、前記複数の制御回路の少なくとも幾つかの間に配線をさらに備える、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記制御システムが、前記複数の加熱及び／又は冷却デバイスの合計熱出力を制限する制限回路をさらに備える、請求項９又は１０に記載のリソグラフィ装置。
12. 各制御回路は前記複数の温度センサのそれぞれに応答する、請求項４から１１のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記制御システムが、前記複数の加熱及び／又は冷却デバイスを制御する制御回路を備える、請求項１から１２のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
14. 前記投影システムに対して前記基板を移動させるポジショナをさらに備え、前記制御システムが、前記基板の相対運動の方向に応答して前記加熱及び／又は冷却デバイスを制御する、請求項１から１３のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
15. 前記制御システムが、前記最終要素内で均一の温度分布を維持する、請求項１から１４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
16. 前記制御システムが、前記最終要素内で不均一な温度分布を維持する、請求項１から１４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
17. 前記最終要素内の前記不均一な温度分布が、前記投影システムによって投影される放射ビームに所望の収差を与えるのに効果的である、請求項１６に記載のリソグラフィ装置。
18. 前記所望の収差が、前記投影システムの前記最終要素以外の要素によって引き起こされた収差を少なくとも部分的に補償するのに効果的である、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
19. 前記加熱及び／又は冷却デバイスがそれぞれ、電気抵抗加熱器を備える、請求項１から１８のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。

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