JP5529108B2 - リソグラフィ装置 - Google Patents

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Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置及びリソグラフィ装置内の放射ビームを修正する方法に関する。
[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] リソグラフィ分野では、マスクパターンが照明される角度を適当に選択することでマスクパターンの像を改良し、プロセスウィンドウを拡大することができるということは周知である。ケーラー照明装置を有する装置では、マスクを照射する放射の角度分布は、２次照明源としてみなすことができる照明システムの瞳面内の強度分布によって決定される。照明モードは、瞳面内の強度分布の形状に言及することで一般に記述される。従来の照明、すなわち、ゼロから一定の最大角度までの照明であっても、瞳面内の均一な円盤状の強度分布を必要とする。その他の一般に用いられる強度分布は、瞳面内の強度分布の形状が環状である環状照明と、瞳面内に２つの極がある双極照明と、瞳面内に４つの極がある四重極照明である。これらの照明スキームを作成するために、様々な方法が提案されている。例えば、ズームレンズとアキシコンとの組合せであるズームアキシコンを用いて環の制御可能な内側及び外側半径を有する環状照明を作成できる。双極及び四重極タイプの照明モードを作成するために、光ファイバの可動式束を用いた構成と極とが望まれるアパーチャを有する半透明の板である空間フィルタを使用することが提案されている。フィルタの使用は、結果的に放射の損失が発生して装置のスループットを低減し、所有コストを増大させるため、望ましくない場合もある。光ファイバの束を有する構成は複雑で柔軟でないことがある。したがって、回折光学素子（ＤＯＥ）を用いて瞳面内に所望の強度分布を形成することが提案されている。回折光学素子は石英又はＣａＦ２基板の表面の異なる部分に異なるパターンをエッチングすることで作成される。
[0004] リソグラフィ装置内で使用される周知のタイプの放射に深紫外線（ＤＵＶ）放射がある。ＤＵＶ放射は、約１００ｎｍ〜３００ｎｍ、例えば、約２４８ｎｍ、約１９３ｎｍ、約１５７ｎｍ又は約１２６ｎｍの波長を有してもよい。ＤＵＶ放射で使用可能なレンズを作成できる材料の選択は極めて限られ、最良の材料であってもこの放射の吸収係数は大きい。これは、投影システム内のレンズが露光中にエネルギーを吸収して加熱し、投影された像内に収差を導入する形状、離間距離及び屈折率を変化させるということを意味する。したがって、その形状、位置及び／又は１つ又は複数の自由度における向きを露光時又は露光の間に調整してレンズの加熱効果を補正する１つ又は複数の通電されたレンズ素子を有する多くのレンズシステムが提供されている。一般に反射型の光学システムを有するリソグラフィ装置、例えば、極端紫外線（ＥＵＶ）放射を用いるリソグラフィ装置内で同様の問題が発生することがある。このようなシステム内では、リソグラフィ装置の放射はリフレクタ（ミラーなど）によって吸収されることがあり、その結果、リフレクタは加熱し変形して、リソグラフィ装置の結像性能を低減する。
[0005] ビームのエネルギーが照明システムの瞳面内に強く局所化した双極などの照明モードを使用する場合、ビームのエネルギーも投影システムの瞳面内及びその付近に強く局所化する。そのような局所照明モードが使用される時にはレンズ加熱効果はより深刻である。何故なら、これは影響されるレンズ素子内の温度勾配が増大し、形状及び／又は屈折率の局所変化が起こり、その結果、ビーム内の大きい位相勾配が引き起こされるためである。これらの効果は、既存の通電されたレンズ素子によって修正できないことが多い。同様の効果が、スキャンリソグラフィ装置では一般的なスリット形状の照明ユニットの使用によって引き起こされる場合がある。
[0006] 例えば、局所照明モードを使用する時にリソグラフィ装置の素子の不均一な加熱効果を少なくとも低減又は軽減するリソグラフィ装置及び方法を提供することが望ましい。さらに、本明細書かそれ以外のいずれで明らかにするかを問わず、従来技術の問題の１つ以上を未然に防ぐか、又は軽減する別のリソグラフィ装置及び方法を提供することが望ましい。
[0007] 本発明の一態様によれば、放射ビームの経路に装着されたビーム修正装置を備えるリソグラフィ装置であって、ビーム修正装置が、流体のフローを通過させるように構成され、使用時に放射ビームが導管と導管を流れる流体とを通過するように配置された導管と、放射ビームが導管を通過する場所の流体フローの方向に関して上流側に位置する導管の部分と熱連通する熱交換器とを備えるリソグラフィ装置が提供される。
[0008] 流体は、その温度の関数として変化する光学特性を有してもよい。
[0009] 光学特性は屈折率であってもよい。
[0010] ビームの断面の実質的に全体が導管を通過してもよい。
[0011] リソグラフィ装置は、熱交換器が複数の導管部分と別々に熱を交換できるように熱交換器を制御するように構成された熱交換制御装置をさらに備え、導管部分の少なくとも１つは流体フローを横切る方向に残りの導管部分の１つから離間している。
[0012] 導管部の少なくとも１つは、流体フローの方向にほぼ垂直な方向に残りの導管部の１つから離間していてもよい。
[0013] 導管は一般的に細長い断面を有してもよい。
[0014] 流体フローの方向は放射ビームの光軸に実質的に垂直であってもよい。
[0015] リソグラフィ装置はスキャンモードで動作可能であってもよく、流体フローの方向はリソグラフィ装置のスキャン方向にほぼ平行であってもよい。
[0016] リソグラフィ装置は、導管へ流体を提供するように構成された流体提供装置をさらに備え、流体提供装置及び導管は、導管を通過する流体が実質的に層状になるように構成される。
[0017] リソグラフィ装置は液浸リソグラフィ装置であり、導管は液浸フードによって少なくとも部分的に画定され、導管を通過できる流体は液浸流体である。
[0018] リソグラフィ装置は、リソグラフィ装置の投影システムの瞳面に実質的に位置する放射ビーム操作器をさらに備え、放射ビーム操作器は、放射ビームの空間周波数分布を操作するように構成される。放射ビーム操作器は、追加的に又は代替的に、放射ビームの波面を操作することができる。
[0019] 本発明の別の実施形態によれば、リソグラフィ装置内の放射ビームを修正する方法であって、リソグラフィ装置がビーム修正装置を備え、ビーム修正装置が導管と、熱交換器と、熱交換器制御装置とを備え、上記方法が、放射ビームを提供するステップと、その温度の関数として変化する光学特性を有する流体が導管を通過するように流体を提供するステップと、放射ビームが導管と導管を通過する流体とを通過するように放射ビームの経路内にビーム修正装置を装着するステップと、流体フローの方向に関して放射ビームが導管を通過する場所の上流側に位置する導管の部分と熱連通するように熱交換器を配置するステップと、熱交換器制御装置を用いて流体と熱交換するように熱交換器を制御し、それによって、放射ビームが通過する流体の光学特性を変更することによって放射ビームを修正するステップとを含む方法が提供される。
[0020] 熱交換器制御装置を用いて放射ビームを修正してリソグラフィ装置の光学コンポーネントの加熱によって引き起こされる収差、又はリソグラフィ装置の少なくとも一部によって引き起こされる常温下の収差を補正することができる。
[0021] 流体の温度関数として変化する流体の光学特性は屈折率であってもよい。
[0022] 本発明の他の態様によれば、光学領域を画定する放射ビームと相互作用する光学素子と、ビーム修正装置とを備えるリソグラフィ装置であって、ビーム修正装置は、加熱装置が光学領域の外側にある第１の位置と加熱装置が光学領域の内側にある第２の位置との間で移動可能な可動部材に装着された加熱装置を備え、可動部材が第２の位置にある時に、加熱装置は光学素子を加熱するように構成されるリソグラフィ装置が提供される。
[0023] 加熱装置は、可動部材が第２の位置にある時に光学素子の第１の範囲を加熱するように構成され、可動部材は、光学素子に対して加熱装置が光学素子の第２の範囲を加熱するように構成された第３の位置へ移動可能である。
[0024] 第２及び第３の位置の間を移動する際に、加熱装置が光学素子の上部を通過するように可動部材が構成される。
[0025] リソグラフィ装置は、スキャンモードで動作可能である。可動部材は、パターニングデバイス支持構造又は基板テーブルであり、第１の位置と第２の位置の間の相対運動が平行移動であってもよい。
[0026] 加熱装置は、第１及び第２の位置の間の運動方向に垂直な軸を横切って配置された複数の独立した熱源を備えてもよい。
[0027] 本発明のさらに別の態様によれば、リソグラフィ装置内の放射ビームを修正する方法であって、リソグラフィ装置が光学領域を画定する放射ビームと相互作用する光学素子と、ビーム修正装置とを備え、ビーム修正装置が可動部材上に装着された加熱装置を備え、上記方法が、加熱装置が光学領域外にある第１の位置と加熱装置が光学領域内にある第２の位置との間で光学素子に対して可動部材を移動させるステップと、可動部材が第２の位置にある時に加熱装置に給電して光学素子を加熱するステップとを含む方法が提供される。
[0028] ビーム修正装置を用いて放射ビームを修正してリソグラフィ装置の光学コンポーネントの加熱によって引き起こされる収差、又はリソグラフィ装置の少なくとも一部によって引き起こされる常温下の収差を補正することができる。
[0029] リソグラフィ装置は、基板が放射ビームに露出される投影状態と、可動部材が第１の位置と第２の位置との間で移動し、加熱装置が光学素子を加熱する時にリソグラフィ装置が休止状態にある休止状態を有してもよい。
[0030] 本発明のさらなる特徴及び利点、さらに本発明の様々な実施形態の構造及び動作を、添付の図面を参照しながら以下で詳細に説明する。本発明は本明細書で説明する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、本明細書では例示的目的のためにのみ提示されている。本明細書に含まれる教示に基づいて、追加の実施形態が当業者には明白になる。
[0031] 本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は本発明を図示し、説明とともに、さらに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成し、使用できるような働きをする。
[0032]リソグラフィ装置を示す図である。 [0033]図１の装置の一部の光学構成を示す図である。 [0034]図１のリソグラフィ装置の照明モードを示す図である。 [0035]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置の一部を形成できるビーム修正装置の平面図である。 [0036]図４に示すビーム修正装置を軸Ａ−Ａで切り取った断面図である。 [0037]図４に示すビーム修正装置を軸Ｂ−Ｂで切り取った断面図である。 [0038]本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置の一部を形成できる液浸フードの断面図である。 [0039]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一部を形成できる加熱装置を示す図である。 [0039]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一部を形成できる加熱装置を示す図である。 [0039]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一部を形成できる加熱装置を示す図である。 [0039]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一部を形成できる加熱装置を示す図である。
[0040] 以下で述べる詳細な説明を図面との関連で理解することにより本発明の特徴及び利点がさらに明白になり、図面では全体を通して同様の参照文字が対応する要素を識別する。図面では、同様の参照番号が全体的に同一、機能的に同様、及び／又は構造的に同様の要素を示す。要素が最初に現れる図面を、対応する参照番号の最も左側の桁で示す。
[0041] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ又は複数の実施形態を開示する。開示される実施形態は本発明を例示するにすぎない。本発明の範囲は開示される実施形態に限定されない。本発明は、本明細書に添付される特許請求の範囲によって定義される。
[0042] 記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識にあることが理解される。
[0043] 本発明の実施形態はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその任意の組合せで実施することができる。本発明の実施形態は、１つ又は複数のプロセッサで読み取り、実行することができる機械読み取り式媒体に記憶した命令として実施することもできる。機械読み取り式媒体は、機械（例えば、計算デバイス）で読み取り可能な形態で情報を記憶するか、伝送する任意の機構を含むことができる。例えば、機械読み取り式媒体は読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、及びその他を含むことができる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を、本明細書では特定の行為を実行するものとして記述することができる。しかし、このような記述は便宜的なものにすぎず、このような行為は実際には計算デバイス、プロセッサ、コントローラ、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する他のデバイスの結果であることを認識されたい。
[0044] しかし、このような実施形態についてさらに詳細に説明する前に、本発明の実施形態を実施できる例示的環境を提示することが有益である。
[0045] 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。
[0046] 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（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。
[0047] 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。
[0048] 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は、小型ミラーの行列構成を使用し、ミラーの各々は、入射する放射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る。このようにして、反射ビームがパターニングされる。
[0049] 支持構造はパターニングデバイスを保持する。支持構造は、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。支持構造は、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。
[0050] 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、又は液浸流体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を含む様々な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。
[0051] また、照明システムは、放射ビームを誘導し、整形し、又は制御する屈折、反射、及び反射屈折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を包含してよく、そのようなコンポーネントも以下においては集合的に又は単独で「レンズ」とも呼ばれることがある。
[0052] 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つ以上の支持構造）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。
[0053] また、リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するように水などの比較的高い屈折率を有する液体内に基板が浸漬されるタイプであってもよい。投影システムの開口数を増加させる液浸技術は当技術分野で周知である。
[0054] 図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射ビームＰＢ（例えば、ＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調節する照明システム（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を支持し、部品ＰＬに対してパターニングデバイスを正確に位置決めする第１の位置決めデバイスＰＭに接続された支持構造（例えば、支持構造）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持し、部品ＰＬに対して基板を正確に位置決めするように第２の位置決めデバイス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と、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＰＢに付与さ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）上に結像するように構成された投影システム（例えば、屈折型投影レンズ）ＰＬとを備える。
[0055] 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）。
[0056] 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。
[0057] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬ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ＩＬを用いて放射ビームＰＢを調節し、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。
[0058] 放射ビームＰＢは、支持構造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に入射する。パターニングデバイスＭＡを横断した放射ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、放射ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２の位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＰＢ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することができる。同様に、第１の位置決めデバイス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ＰＢ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、オブジェクトテーブルＭＴとＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭとＰＷ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）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。しかしながら、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。
[0059] 図示のリソグラフィ装置は以下の好適なモードにて使用可能である。
[0060] 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、ビームＰＢ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。
[0061] 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、ビームＰＢ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）。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ＰＬ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Ｃ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Ｃの（スキャン方向における）高さが決まる。支持構造及び基板テーブルは、方向ｙに平行な方向に移動できる。
[0062] 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、ビームＰＢ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、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。
[0063] 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。
[0064] 不均一なレンズ加熱の低減は、投影システムの素子の「常温」部分、すなわち、ビームの強力な部分が横断しない部分を加熱する赤外線などの追加の放射源の提供を含む。例えば、輪帯照明又は変形照明によって引き起こされる不均一な加熱に対処する、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする、日本国特許出願第ＪＰ−Ａ−０８−２２１２６１号を参照されたい。このような追加の放射源及び追加の熱放射を正確な場所へ導くガイドの提供によってシステムの複雑性が増し、投影システムでの増大した熱負荷は、より大容量の冷却システムの提供を必要とする。
[0065] スリット形状の照明野によって引き起こされる不均一な加熱に対処する別の提案が、投影システム内のレンズ素子の照明が回転対称になるように放射を発散させるレチクル領域外のレチクルステージに提供される特別の「レンズ照明マーク」を記載する、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする、米国特許第６，６０３，５３０号に開示されている。レンズ素子は、生産露光前に特別のマークを通過する照明によって熱的に飽和するため、スリット形状の照明システムによって引き起こされる非回転対称加熱は非回転対称収差を引き起こさない。
[0066] 局所照明モードによって引き起こされる不均一なレンズ加熱は、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとするＷＯ２００４／０５１７１６号で対処されている。この文書に記載された１つの提案では、ウェーハ交換中に「ダミー照射」を実行して、生産露光における不均一な加熱に影響されるレンズ素子の常温部分を加熱する。ダミー照射中に、ダミー照射の加熱効果が生産露光の加熱効果の逆になり、正味加熱がさらに均一になるように、回折光学素子又は調節可能な絞りを使用して、照明モードが、生産露光に使用される照明モードとは逆になるように設定される。この文書の別の提案は、追加の赤外線放射を使用して、選択されたレンズ素子を局所的に加熱することである。
[0067] 図２は、図１の装置の基本的な光学的構成を示す。これは、ケーラー照明を使用し、ここで照明システムＩＬの瞳面ＰＰｉは、パターニングデバイスＭＡが配置されたオブジェクト面のフーリエ変換面であり、投影システムＰＬの瞳面ＰＰＰと共役である。従来と同様に、この装置の照明モードは、照明システムの瞳面ＰＰｉにおけるビームＢの放射の強度分布に関して記述できる。投影システムＰＬの瞳面ＰＰＰにおける強度分布は、照明システムの瞳面ＰＰｉにおける強度分布と同じであり、パターニングデバイスＭＡ内に存在するパターンの回折効果を受けることが分かる。回折光学素子（又は他の光学素子）１０が提供されて照明モードが形成される。
[0068] 基本的に一方向の線からなるパターンの場合、投影システムの瞳面ＰＰＰ内で、照明システム内の２つの極の各々から得られる１次回折ビームの一方が、他方の極から得られる０次ビームと一致するようにそれぞれの極が配置された双極照明を使用することで、良好な結像及び大きいプロセスウィンドウを入手できる。他方の１次ビーム及びそれより高い次元のビームは、投影システムによって捕捉されない。双極照明は照明モードの一例である。リソグラフィ装置は、放射ビームの空間周波数分布（すなわち、瞳面内の強度分布）及び／又は強度分布（すなわち、視野面内の）を操作して様々な照明モードを作成できる放射ビーム操作器を有してもよい。基板上に投影するパターンの構造に応じて様々な照明モードを使用できる。下記の本発明は、任意の適当な照明モード（すなわち、双極照明モードに限らず）と併用できることが理解されるであろう。
[0069] 二重極の一般的に使用される形態を図３に示す。極２１は、例えば３０°の角度に対する環の弓形という形態をとる。この強度分布は、良好な結像を提供し、回折光学素子及びズームアキシコンを用いて容易に生成できるため便利である。しかし、このような強度分布は、周知の調節可能な光学素子（例えばレンズ）ＡＬＥで補正できない投影システムＰＬ内の光学素子（例えばレンズ）ＬＥの不均一な加熱によって引き起こされる収差を生むことがある。これらの光学素子ＬＥはリソグラフィ装置の視野面付近又は瞳面付近に位置してもよいが、光学素子ＬＥはリソグラフィ装置の放射ビームのビーム経路内の任意の適当な位置にあってもよい。この場合も環状であるが、例えば９０°（図３参照）などのより大きい角度に対する二重極２２を含む強度分布によって引き起こされる加熱効果は、許容可能であるか、又は周知の調節可能な光学素子ＡＬＥによって補正可能である。しかし他の点では、このような強度分布は結像性能が劣る。これは、１次の回折次数は瞳面の外側になる部分が大きく、像のコントラストが低下するからである。
[0070] 図４〜図６は、本発明のリソグラフィ装置の一部を形成するビーム修正装置２０を示す。ビーム修正装置２０は、リソグラフィ装置内のビーム経路に沿った任意の適当な位置にあってもよい。例えば、ビーム修正装置２０は、リソグラフィ装置の瞳面ではない平面内にあってもよい。例えば、ビーム修正装置２０はリソグラフィ装置の視野面付近の平面内にあってもよい。このような平面を近視野面と呼ぶことができる。ビーム修正装置が位置できる近視野面の一例を図２に概略で示し、ＮＰＰで示す。この例では、ビーム修正装置は、リソグラフィ装置の投影システムＰＬ内の、リソグラフィ装置の瞳面ＰＰＰの上流側の場所にある（放射ビームの移動方向に関して）近視野面ＮＰＰにある。
[0071] 図４〜図６に示すビーム修正装置２０は、放射ビームの光軸の実質的に垂直になるようにリソグラフィ装置内に装着されている。この例では、放射ビームの光軸は図４の平面に実質的に垂直な方向Ｚにある。
[0072] ビーム修正装置２０は、第１及び第２の壁部材２２、２４を備える。この実施形態の第１及び第２の壁部材２２、２４は一般に平面状であり、それらが互いに平行になりそれらの間に導管２６を画定するような相互位置関係に装着される。第１及び第２の壁部材２２、２４はリソグラフィ装置の放射ビームの少なくとも一部が通過できるような材料から形成される。
[0073] 導管２６は、第１及び第２の壁部材２２、２４だけでなく側壁部材２８、３０によっても画定される。ビーム修正装置２０は、流体提供装置が導管２６に流体を提供するように流体提供装置（図示せず）に接続されている。この実施形態では、流体提供装置及び導管２６は、導管を通過する流体のフローが実質的に層状になるように構成されている。導管２６を通過する流体フローが層状であるという事実は、流体が導管２６内を実質的に平行な層をなして流れるということを意味する。この例では、流体は実質的に方向ｙに移動し方向ｘに互いに離間した平行な層をなして流れる。
[0074] 流体提供装置は、流体が図４の最上部に示す導管の部分から図４の最下部に示す導管の部分へ導管２６内を通過する（矢印で示す方向に）ように導管２６に流体を提供する。導管２６は、導管を通過する流体フローの方向に垂直な一般に細長い断面を有する。図示の実施形態では、導管２６を通過する流体フローの方向に垂直な導管の断面の長手軸はｘ方向に平行である。
[0075] 熱交換器３２は、導管２６の一部と熱連通するように配置されている。この例では、熱交換器３２は少なくとも一部が導管２６内に含まれている。熱交換器は、導管２６内の流体の温度を上げるヒータであってもよい。熱交換器は、導管２６を流れる流体の温度を下げる冷却器であってもよい。幾つかの実施形態では、熱交換器はヒータと冷却器との組合せであってもよい。熱交換器３２は、熱交換器３２が流体フローの方向（方向Ｙ）を横断する方向に導管２６を横切って延在するように、方向Ｘに実質的に平行で流体フローの方向（方向Ｙ）に実質的に垂直な軸ＨＡに沿って配置される。
[0076] ビーム修正装置２０は、使用時に、放射ビームが導管２６と導管２６を流れる流体とを通過するように、リソグラフィ装置の放射ビームの経路内に装着される。特に、放射ビームはまず第１の壁部材２２を通過し、次に導管２６を通過する流体、さらに第２の壁部材２４を通過する。図４を参照すると、ビームは円形の区域ＯＡで示されるビーム修正装置２０の領域を通過する。リソグラフィ装置の放射ビームが通過するビーム修正装置２０の区域をビームの光学領域と呼んでもよい。図示のビーム修正装置２０及びビーム修正装置がその一部を形成するリソグラフィ装置は、ビームの光学領域（又は断面）の実質的に全体が導管２６を通過するように構成されている。上記の放射ビームの光学領域は一般に形状が円形であることが理解されるであろう。光学領域は任意の形状で、放射ビームの構成とリソグラフィ装置の一部としてのビーム修正装置の位置と向きとに依存してもよい。
[0077] 熱交換器３２は、熱交換器３２が、放射ビームがそれを介してビーム修正装置２０（したがって、導管２６）を通過する区域ＯＡの上流側（流体フローの方向（方向Ｙ）に対して）に位置する導管２６の部分と熱連通するように配置される。
[0078] 図示の実施形態では、熱交換器３２はヒータである。ヒータ３２（放射ビームが通過する導管の部分の上流側の）に通電することで、ヒータによって加熱された流体が放射ビームが通過する導管の部分の下流側で導管を通過する。
[0079] 導管２６内を移動する間に流体が維持する熱の量を最大限にするために（すなわち、熱損失、すなわち、流体がヒータ３２の下流側で導管内を流れる際の流体の温度低下を最小限にするために）、幾つかの実施形態では、導管２６を画定する第１及び第２の部材２２、２４は、熱伝導率が低い材料から形成されることが望ましい。このようにして、加熱された流体から導管を画定する壁（例えば、第１の壁部材２２と第２の壁部材２４）へ移送される熱の量は最小限にされる。
[0080] 導管２６を通過する流体は、任意の適当な液体又はガスであってもよい。流体は、その温度の関数として変化する光学特性を有する。幾つかの実施形態では、流体の温度の関数として変化する光学特性は流体の屈折率である。ヒータ３２を用いて導管２６を通過してビーム修正装置２０を通過する放射ビームの経路内へ流れる流体の温度を変化させることができる。導管２６を通過してリソグラフィ装置の放射ビームの経路内へ流れる流体の温度を変化させることで、放射ビームが通過する流体の屈折率を変化させることができる。放射ビームが通過する流体の屈折率を変化させることで、ビーム修正装置２０を通過する放射ビームの少なくとも一部の経路の長さ及び／又は位相を変更することができる。
[0081] ビーム修正装置２０を通過する放射ビームの長さ及び／又は位相を変化させることで視野面付近の平面内に配置されるようにビーム修正装置２０がリソグラフィ装置内に装着されるある実施形態では、ビーム修正装置２０を用いて視野効果（すなわち、基板がリソグラフィ装置内で位置する平面などの視野面内の放射ビームの特性に影響する効果）を補正することができる。視野効果は、レンズ加熱効果（上記の）及び／又は常温下のレンズ収差の効果を含んでもよい。常温下のレンズ収差は、リソグラフィ装置自体の固有の欠陥による（レンズの加熱ではなく）リソグラフィ装置の視野面に形成された像内の収差である。ビーム修正装置を用いてリソグラフィ装置の放射ビームの波面を調整してリソグラフィ装置によって視野面（すなわち、基板が位置する平面）に形成される像を拡大することができる。
[0082] ビーム修正装置２０を通過する放射ビームの長さ及び／又は位相を変化させることで瞳面付近の平面内に配置されるようにビーム修正装置２０がリソグラフィ装置内に装着されるある実施形態では、ビーム修正装置２０を用いて瞳効果（すなわち、瞳面、したがって、対応する視野面（基板がリソグラフィ装置内で位置する平面などの）内の放射ビームの特性に影響する効果を補正することができる。瞳効果は、レンズ加熱効果（上記の）及び／又は常温下のレンズ収差の効果を含んでもよい。この例の常温下のレンズ収差は、リソグラフィ装置自体の固有の欠陥による（レンズの加熱ではなく）リソグラフィ装置の瞳面の放射ビームの強度分布の収差である。
[0083] 導管内を流れる流体は、温度の関数として変化する光学特性（この実施形態では光学特性は屈折率である）を有し、またリソグラフィ装置の放射ビームの少なくとも一部を通過させる限り、任意の適当な流体であってもよい。その温度の関数としてその屈折率を変化させる好適な流体の例としては、水、空気（好ましくは、清浄化され乾燥された）、窒素及びヘリウムが挙げられる。
[0084] 図４〜図６に示す実施形態では、熱交換器３２（この例では、ヒータ）は、各々が導管２６の異なる部分と別々に熱交換できる複数のヒータ素子３４を有する。特に、ヒータ３２のヒータ素子３４は、導管を通過する流体のフローの方向（Ｙ方向）に垂直な軸ＨＡに沿って配置されているので、それぞれのヒータ素子２４によって加熱される導管部分の各々も結果として軸ＨＡに沿って配置される。したがって、対応するヒータ素子３４によって加熱される導管部分の各々は、軸ＨＡに沿って他の導管部分から離間している。軸ＨＡは、導管２６を通過する流体のフローの方向（Ｙ方向）に実質的に垂直である。軸ＨＡは、流体フローの方向を横切って延在できる。上記のように、導管を通過する流体のフローは実質的に層状である。このために、また、ヒータ３２のヒータ素子３４が流体フローの方向を横切る方向に互いに離間しているため、各ヒータ素子は、層状の流体の別々の平行な層を加熱することができる。
[0085] 導管２６を通過する流体フローが実質的に層状であるという事実によって、ヒータ素子３４の１つを用いて導管２６の一部を加熱することで、そのヒータ素子３４を通過する導管２６を通過する流体の部分が加熱され（すなわち、温度が上がり）、流体の加熱された部分は導管を通して流体フローの方向に下流側へ移動する。上述したように、導管２６を通過する流体は層状のため、導管２６を通過する流体は実質的に互いに相互作用しない幾つかの流れる部分と考えられる。その結果、導管を通過する流体がヒータ素子によって加熱されると、流体は導管を通して流体フローの方向に下流側へ流れ、導管２６の他の部分を通過する流体と実質的に相互作用しない。
[0086] 図４及び図６は、熱交換制御装置（図示せず）によって制御される熱交換器（この例ではヒータ）を示す。熱交換制御装置は、ヒータ素子３４の各々が個別に通電でき、それぞれのヒータ素子３４と熱交換する導管部分の各々が個別に加熱できるように熱交換器を制御するように構成されている。図４を参照すると、Ｅで示されるヒータ素子３４が通電されている。ヒータ素子Ｅに通電することで、導管２６を通過する流体の３６で示す部分が加熱される。流体３６の加熱された部分は、図を見やすくするために黒で表示している。しかし、この実施形態の場合、流体の色の変化又は流体の温度の関数としての流体の放射吸収特性の低減は実質的に存在しないことが理解されるであろう。流体の加熱された部分が放射が通過するビーム修正装置２０の導管２６の区域ＯＡを通過することが分かる。流体の屈折率が流体の温度の関数として変化するという事実のために、導管２６を通過する流体の部分３６の屈折率がヒータ３２のヒータ素子３４によって加熱されなかった導管を通過する流体の屈折率と異なることが理解されるであろう。
[0087] 通電されたヒータ素子Ｅによって加熱された導管２６内の流体の部分に隣接する流体の部分を破線で示し符号３８を付けている。導管２６を通過する流体の特性（特に流体の熱伝導率）に応じて、これらの隣接する区域３８は、流体のそれぞれの加熱された部分３６から隣接する部分３８への熱伝導によって加熱できる。この例では、導管２６を通過する流体の隣接する部分３８は、流体の加熱された部分３６と流体の残りの部分（すなわち、加熱された部分３６と中間部分３８以外の流体の部分）との中間の温度である。流体の隣接する部分の中間温度の結果として、隣接する部分３８は、流体の加熱された部分３６と導管を通過する流体の残りの部分の中間の屈折率を有する。
[0088] 熱交換制御装置を用いてヒータ３２のヒータ素子３４の各々を制御することで、導管２６を通過する流体の別々の部分の温度を別々に制御できる。導管を通過する流体のこれらの別々の部分は、流体フロー方向を横切って離間する。ヒータ３２のヒータ素子３４に異なる程度に通電してそれらが導管を通過する流体を異なる程度に加熱し、導管を通過する流体の別々の部分を異なる温度にすることができる。導管を通過する流体の別々の部分が異なる温度である場合、それらは、異なる屈折率を有する。各ヒータ素子３４が通電される（少しでもある場合）程度を制御し、隣接する加熱した区域３８の存在を考慮することで、導管２６を横切って（すなわち、流体フローの方向に垂直な方向に）流体の温度プロファイルを制御することができる。導管２６を横切って流体の温度プロファイルを制御することで、導管２６を横切って流体の屈折率プロファイルを制御できる。温度に依存する流体の光学特性が屈折率以外の光学特性である実施形態では、ビーム修正装置２０のヒータ３２のヒータ素子３４によって制御されるのはこの光学特性のプロファイルであることが理解されるであろう。導管を横切って流体の光学特性のプロファイルを制御することで、放射ビームの個々の部分が通過する流体の個々の部分（流体フローの方向を横切って離間している）の光学特性を制御することができる。したがって、上述したように、ヒータ素子の各々を制御することでビーム修正装置を通過する放射ビームの特性を制御することができる。
[0089] 図４〜図６に示す実施形態は、複数の導管部分と別々に熱を交換できる熱交換器３２を有する。これは、この例では、熱交換器３２が別々に制御可能なヒータ素子３４を備えたヒータであることによる。これらのヒータ素子３４は、導管２６を横切って延在し導管２６を通過する流体のフローの方向（方向Ｙ）に実質的に垂直な軸ＨＡに沿って配置されている。他の実施形態の熱交換器は異なっていてもよいことが理解されるであろう。例えば、熱交換器は、流体フローの方向に実質的に垂直な軸上に全てが並んではいない複数の導管部分と別々に熱を交換できる。熱交換器は、一般に導管を通過する流体の大量の流体フローの方向に対して互いに上流側又は下流側に位置する導管部分と別々に熱を交換できる。熱交換器では、熱交換器が別々に熱を交換できる導管部分が流体フローの方向を横切る方向に互いに離間していることが好ましい。すなわち、複数の導管部分は、各々導管を通過する層状流体の別々の層を移送する。
[0090] 本発明の幾つかの実施形態では、熱交換器は、時間依存の形で複数の導管部分（流体フローの方向を横切る方向に互いに離間している）と別々に熱を交換できるように構成された熱交換制御装置によって制御可能である。例えば、熱交換制御装置は、熱交換器が異なる時間に、又は異なる期間に導管部分の各々と別々に熱を交できるように構成してもよい。例えば、熱交換制御装置は、熱交換器がパルス方式で導管部分の各々と別々に熱を交換できるように構成してもよい。さらに、熱交換装置は、熱交換器が導管部分の各々と異なる量の熱を別々に交換できるように構成してもよい。
[0091] 上記の実施形態では、熱交換器が熱連通する導管部分（すなわち、ヒータ素子を含む導管部分）と放射ビームが通過する導管部分は、共に第１及び第２の壁部材によって画定される。これは、幾つかの実施形態では不利である。何故なら、熱交換器は、第１及び第２の壁部材が熱交換器との熱の交換によって引き起こされる温度変化によって機械的変形を受けるまで第１及び第２の壁部材と熱を交換できるからである。この状況では、放射ビームが導管を通過する位置での第１及び第２の壁部材の変形が発生することがある。その結果、リソグラフィ装置の結像性能に悪影響を与える光学システム内の収差がさらに発生することがある。この理由から、幾つかの実施形態では、熱交換器と熱連通する導管部分と放射ビームが通過する導管部分とを分離することが望ましい。例えば、導管のこれらの部分を別々の壁部材で形成し、及び／又は異なる熱特性を有する異なる材料から形成してもよい。
[0092] 上述したように、幾つかの周知のリソグラフィ装置は、基板が水などの比較的高い屈折率を有する流体（例えば、液体）内に浸漬されて投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するタイプであってもよい。投影システムの開口数を増やす液浸技術は当技術分野で周知である。
[0093] 局所流体供給システムを備えた液浸リソグラフィ構成の一例を図７に示す。この構成は、投影システムＰＬの最終要素と基板テーブル又は基板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封止部材（又はいわゆる液浸フード）を有する流体供給システムを提供する。封止部材はＸＹ平面内で投影システムＰＬに対して実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸の方向）に相対運動があってもよい。封止部材７０と基板Ｗの表面との間に封止が形成される。
[0094] 封止部材７０は投影システムＰＬの像視野の周囲に基板Ｗとの無接触封止を形成するため、流体（例えば液浸液）は閉じ込められて基板表面と投影システムＰＬの最終要素との間の貯留槽（又は液浸空間）７１を充填する。貯留槽７１は、投影システムＰＬの最終要素の下に位置しそれを取り囲む封止部材７０によって形成されている。液浸流体は、投影システムの下の空間、さらに封止部材７０の内部に導入される。封止部材７０は投影システムＰＬの最終要素のやや上に延在し、液体は最終要素より上まで上昇するため、液体の緩衝域が提供される。封止部材７０は上端で、ある実施形態で、投影システム又はその最終要素の形状に正確に一致する、例えば丸い内周を有する。底部で、内周は像視野の形状、例えば矩形に正確に一致するが、これはそうでなくてもよい。
[0095] 液浸流体は、封止部材７０の底面と基板Ｗの表面との間のガスシール７６によって貯留槽内に閉じ込められる。ガスシールは、例えば空気又は合成空気によって形成されるが、ある実施形態では、入口７５を介して封止部材７０と基板との間のギャップへ不足圧力下で提供され第１の出口７４を介して抽出されるＮ２その他の不活性ガスで形成される。ガス入口７５上の過剰圧力、第１の出口７４上の真空レベル及びギャップの幾何学構成は、液体を閉じ込める高速ガスフローが生まれるように配置されている。このようなシステムは、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする米国出願公開第２００４−０２０７８２４号に開示されている。
[0096] その他の液浸リソグラフィ構成も可能であり、本発明の１つ又は複数の実施形態はそれらに適用可能である。例えば、ガスシール７６の代わりに液体だけを抽出する単相抽出器を有することができる。このような単相抽出器の半径方向外側にガスフローを生成して液体を空間内に封じ込める１つ又は複数の特徴を配置してもよい。そのようなタイプの１つの特徴は、ガスの薄い噴流が基板Ｗ上に下方に誘導されるいわゆるガスナイフであってもよい。投影システムと液体供給システムの下の基板のスキャン運動の間、基板に向けて下方に液体に圧力をかける静水学的及び動水学的な力を生成することができる。
[0097] 局所領域液体供給システムを用いて、基板Ｗは、投影システムＰＬと液体供給システムの下を移動する。テーブルの相対運動は基板Ｗの縁部を結像させるためであってもよく、又は基板テーブル上のセンサを感知目的で、又は基板交換のために結像するためであってもよい。基板交換は、異なる基板の露光の間の基板テーブルからの基板の除去と交換である。基板交換中、液浸液を流体閉じ込めシステム７０内に保持することが望ましい。これは、基板テーブルに対して流体閉じ込めシステム７０を移動させることで、又はその逆の手順で達成される。したがって、流体閉じ込めシステムは、基板Ｗから離れて基板テーブルの表面に配置される。このような表面はシャッター部材であってもよい。液浸液は、ガスシール７６を操作して、又はシャッター部材を流体閉じ込めシステム７０の下面に固締することで保持できる。固締は、流体閉じ込めシステム７０の下面に提供される流体のフロー及び／又は圧力を制御することで達成できる。例えば、入口７５から供給されるガスの圧力及び／又は第１の出口７４から作用する不足圧力を制御できる。
[0098] 流体閉じ込めシステム７０がその上方に配置された基板テーブルの表面は基板テーブル７２の一体化部分であってもよく、又は基板テーブル７２の着脱式及び／又は交換式コンポーネントであってもよい。そのような着脱式コンポーネントを閉鎖ディスク又はダミー基板と呼んでもよい。着脱式又は、分離可能なコンポーネントは別のステージであってもよい。デュアルステージ又はマルチステージ構成では、基板テーブル７２全体が基板交換中に交換される。そのような構成では、基板テーブルの間で着脱式コンポーネントを移送できる。シャッター部材は、基板交換前に基板テーブル付近まで移動可能な中間テーブルであってもよい。次に、基板交換中に液体閉じ込めシステムを中間テーブル上に移動させるか、又はその逆の手順を実行することができる。シャッター部材は、基板交換中にステージの間に配置できる引き込み式ブリッジなどの基板テーブルの可動コンポーネントであってもよい。基板交換中にシャッター部材の表面を液体閉じ込め構造の下で移動させ、又はその逆の手順を実行できる。
[0099] 基板交換中に、基板Ｗの縁部は液浸空間７１の下を通過し、流体が基板Ｗと基板テーブル７２との間のギャップ内に漏出することがある。この液体は、静水学的又は動水学的圧力又はガスナイフあるいはその他のガスフロー生成デバイスの力で押し込むことができる。ギャップ内などの基板Ｗの縁部の周囲に排水溝を提供してもよい。排水溝は、基板テーブルの別のオブジェクトの周囲にあってもよい。そのようなオブジェクトは、例えば、基板交換中に流体供給システムの底部に取り付けることで流体を流体供給システム内に保持するための１つ又は複数のセンサ及び／又はシャッター部材を含むが、これらに限定されない。したがって、基板Ｗへの言及は、センサ又は閉鎖板などのシャッター部材を含む任意のそのような他のオブジェクトと同義であると考えられる。
[0100] 図４〜図６に示す実施形態は、投影システムＰＬ内のリソグラフィ装置の瞳面の上流側に位置する（放射ビームの方向に関して）ビーム修正装置を有していたが、本発明の一部を形成するビーム修正装置は、リソグラフィ装置内の任意の位置に配置してもよいことが理解されるであろう。例えば、図７は、リソグラフィ装置の一部を示す。上記のビーム修正装置と同様のビーム修正装置はここで以下のように配置できる。
[0101] 図４〜図６に示すビーム修正装置で、その温度に依存する光学特性を有する流体が流れる導管２６が第１及び第２の壁部材２２、２４と側面部材２８、３０との間に画定されている。図７では、投影システムＰＬの最終要素とウェーハＷ（又は基板）との間に、封止部材７０（液浸フードとも呼ばれる）によって導管が画定されている。導管は液浸空間７１とも呼ばれる。導管（又は液浸空間）７１は、その温度に応じて光学特性を変化させる流体で充填できる。例えば、導管７１内の流体は、その温度に応じて屈折率を変化させることができる。導管７１内の流体は、（具体的な実施形態に応じて）液浸液（すなわち、リソグラフィ装置の投影システムＰＬの開口数を変化させる流体）であってもよく、そうでなくてもよい。
[0102] 導管７１は、流体提供装置（図示せず）によって流体が導管７１に提供されるように構成してもよい。流体提供装置及び導管７１は、流体が実質的に層状に導管７１を通過するように構成できる。流体提供装置及び導管７１は、導管７１内の流体が図の平面に垂直な方向に流れるように構成できる。導管７１を通過する流体の層流は、流体内の層の存在を示す導管７１内の平行な線によって図内に概略が示されている。
[0103] 上述した実施形態では、熱交換器をリソグラフィ装置の放射ビームが導管７１を通過してウェーハＷ（又は基板）に入射する場所の上流側にある（流体フローの方向に関して）導管の一部と熱連通するように提供できる。
[0104] 上述したように、複数の導管部分と別々に熱を交換できるという点で、この実施形態で使用する熱交換器は、上述した実施形態の熱交換器と同様であってもよい。したがって、導管内の流体の別々の部分の光学特性は別々に制御でき、したがって、ビーム修正装置を通過する放射ビームの特性は上述したように制御可能である。
[0105] 図７に示すビーム修正装置を図４〜図６に示すビーム修正装置の代わりに使用できる。しかし、幾つかのリソグラフィ装置では、図４〜図６に示すビーム修正装置と図７に示すビーム修正装置の両方を互いに連携して使用できる。
[0106] 上記の実施形態の両方に共通に、本発明の一部を形成するビーム修正装置は、導管を通過する流体の方向がビーム修正装置を通過する放射ビームの光軸に実質的に垂直にあるように配置できる。これは、幾つかの実施形態では必須ではない。ビーム修正装置は、放射の光軸及び／又はリソグラフィ装置のその他の特徴に対して任意の適当な向き（例えば、スキャン方向）に装着できる。したがって、ビーム修正装置の導管を通過する流体の方向も放射の光軸及び／又はリソグラフィ装置のその他の特徴に対して任意の適当な向き（例えば、スキャン方向）であってもよい。
[0107] ビーム修正装置は、導管を通過する流体フローの方向がリソグラフィ装置のスキャン方向にほぼ平行であるようにスキャンモードで動作可能なリソグラフィ装置内に装着できる。この理由は以下の通りである。スキャンモードで動作するリソグラフィ装置は、一般にスリット状の放射ビームを有する傾向がある。次に、スリット状の放射ビームは、パターニングデバイスと基板の両方にわたってスキャンされる。スリット状の放射ビームは本来、ある方向の寸法が第２の垂直方向の寸法よりもはるかに大きい。そのようなリソグラフィ装置の放射ビームは、スリット状の放射ビームのより大きい部分がリソグラフィ装置のスキャン方向に実質的に垂直に延びるような向きであってもよい。これは、放射ビームがリソグラフィ装置のスキャンのためにリソグラフィ装置のスキャン方向の所与の長さであると考えられるために、リソグラフィ装置の放射ビームがリソグラフィ装置のスキャン方向に平行な実質的な長さを必要としないからである。スキャンモードにおいて動作可能なリソグラフィ装置の放射ビームのスリット状の性質のために、そのより小さい寸法に沿って放射ビームの特性を変化させる能力はそのより大きい寸法に沿って放射ビームの特性を変化させる能力と比べて有用でない。さらに、熱交換器によってビーム修正装置の流体導管の個別部分が対処可能な解像度によっては、スリット状の放射ビームのより小さい寸法に沿って離間した導管の異なる部分を扱おうとすることは現実的でない。
[0108] 本発明の一部を形成する上記のビーム修正装置は、流体が第１の方向に流れる単一の導管を有しているが、その他の実施形態は複数の導管を備えてもよい。例えば、ビーム修正装置は、互いに実質的に平行に延在する複数の導管を有してもよい。代替実施形態では、ビーム修正装置は、各々が異なった方向に流れる流体を有する少なくとも階層状の２つの導管を有してもよい。階層状の導管は、放射ビームがすべての導管（したがって、導管の各々を通過するそれぞれの流体）を通過するようにリソグラフィ装置内に配置できる。一例では、ビーム修正装置は、各々の導管を通過する流体フローの方向が他方のそれに対して垂直である階層状の２つの導管を有してもよい。導管の各々は、流体フローの方向を横切る方向（例えば、流体フローの方向に垂直な方向）に互いに離間した複数の導管部分と別々に熱交換を行うことができる熱交換器を有する。このようにして、２つの導管は擬似ピクセルのアレイを形成でき、その少なくとも幾つかの光学特性を個別に制御できる。擬似ピクセルのアレイを作成することで、上記方法は、ビーム修正装置の光学特性に関してより大きい自由度とより大きい度合いの制御を提供できる。すなわち、上記方法は、ビーム修正装置の光学特性の２次元制御を提供できる（上述した実施形態におけるビーム修正装置の光学特性の１次元制御と対比して）。
[0109] 幾つかの実施形態では、ビーム修正装置は、既存のリソグラフィ装置にレトロフィットできるサイズと形状であってもよい。例えば、ビーム修正装置は、リソグラフィ装置の一部をすでに形成する光学素子と置き換え可能なサイズと形状であってもよい。
[0110] 図８〜図１１は、本発明の別のビーム修正装置を示す。図８〜図１１は、本発明のリソグラフィ装置の一部を示す。リソグラフィ装置は、支持構造ＭＴ上に保持されるパターニングデバイスＭＡに入射する放射ビームＰＢ（その光学領域がＯＡでマークされた破線によって示されている）を生成する。放射ビームＰＢは、パターニングデバイスＭＡを通過し、次に投影システムＰＬのレンズ素子ＬＥを通過する。
[0111] リソグラフィ装置は、支持構造ＭＴ（したがって、パターニングデバイスＭＡ）が方向Ｙに実質的に平行な方向に投影システムＰＬのレンズ素子に対して平行移動するスキャンモードで動作できる。
[0112] ビーム修正装置は、支持構造ＭＴ（この例では、レンズ素子（光学素子）に対して移動可能な可動部材を構成する）に装着された加熱装置８０を有する。支持構造ＭＴは、加熱装置８０が放射ビームＰＢの光学領域ＯＡの外側にある第１の位置（図８に示す）と加熱装置８０が放射ビームＰＢの光学領域ＯＡの内側にある第２の位置（図９に示す）との間で移動可能である。
[0113] 加熱装置８０は、第２の位置にある時に投影システムＰＬのレンズ素子ＬＥを加熱できるように構成されている。投影システムＰＬのレンズ素子ＬＥを加熱するために任意の適当な加熱装置を使用できる。幾つかの実施形態では、加熱装置は赤外線放射源を有してもよい。例えば、幾つかの実施形態の加熱装置は、約０．１μｍ〜約５００μｍの波長を有する放射を発することができる。そのような実施形態では、入射する加熱装置の赤外線放射のためにレンズ素子ＬＥの加熱が最大限になるためにレンズ素子ＬＥは、好ましくは赤外線放射の吸収度が高い。例えば、レンズ素子ＬＥが石英ガラスから形成されている場合、２．８μｍ前後と約４．５μｍを超える波長がレンズ素子ＬＥによって吸収される度合いが高い。しかし、石英ガラスによって引き起こされる赤外線放射の反射が約８μｍを超える赤外線放射の波長の増大を示していることに留意されたい。反射した赤外線放射はレンズ素子ＬＥによって吸収されず、したがって、レンズ素子ＬＥの加熱に貢献しない。この理由から、約２．８μｍと約４．５μｍ〜約８μｍの波長を有する赤外線放射が石英シリカから形成されるレンズ素子を加熱するのに最も好適である。
[0114] 赤外線放射源は、赤外線レーザ装置であってもよい。
[0115] 投影システムＰＬのレンズ素子ＬＥは、リソグラフィ装置の投影システムＰＬの一部を形成する第１のレンズ素子であってもよい。投影レンズの第１のレンズ素子は、一般にパターニングデバイスＭＡに最も近い投影レンズのレンズ素子として定義される。投影レンズの第１のレンズ素子は、リソグラフィ装置の視野面付近のリソグラフィ装置の光学平面内に位置する。したがって、第１のレンズ素子の光学特性を変化させることでリソグラフィ装置の視野面（すなわち、基板が位置する平面）でのリソグラフィ装置の放射ビームの放射強度分布を変化させることが可能である。
[0116] 加熱装置８０を用いてレンズ素子ＬＥを加熱することでレンズ素子の特性を変化させることができる。例えば、レンズ素子の光学特性を変化させることができる。レンズ素子ＬＥは、温度の関数としての屈折率を変化させる材料から形成できる。さらに、レンズ素子ＬＥの形状は、レンズ素子が形成される材料の温度に依存する膨張又は収縮によって変化させることができる。レンズ素子ＬＥの形状を変化させるとレンズ素子ＬＥの形状も変化する。上述したように、図９は、加熱装置８０が放射ビームＰＢの光学領域内にある第２の位置の支持構造ＭＴを示す。第２の位置で加熱装置８０はレンズ素子ＬＥを加熱でき、特に加熱装置８０はレンズ素子ＬＥの第１の範囲を加熱できる。図９内で、レンズ素子ＬＥの第１の範囲は、レンズ素子の左側の部分（図の向きに対して）である。図１０は、加熱装置８０が光学素子の第２の範囲を加熱するように構成された第３の位置にある可動部材（支持構造）ＭＴを示す。図１０内で、レンズ素子ＬＥの第２の範囲は、レンズ素子ＬＥの右側の部分（図の向きに対して）である。可動支持構造ＭＴは、第２の位置と第３の位置の間を移動するが、加熱装置８０は、レンズ素子ＬＥの実質的にどの部分も加熱装置８０によって加熱されるようにレンズ素子ＬＥの上部を通過する。レンズ素子上部の異なる位置にある時に加熱装置に通電することでレンズ素子の特定の部分を選択的に加熱する（したがって、その光学特性を変化させる）ことができる。
[0117] この実施形態の投影システムＰＬの光学素子は光学レンズ素子であるが、ビーム修正装置の加熱装置８０によって任意の適当な光学素子を加熱することができる。例えば、光学素子はミラーであってもよい。投影システム及び／又は投影システムがその一部を形成するリソグラフィ装置は、ほぼ反射型のシステム（例えば、リソグラフィ装置の放射が極端紫外線（ＥＵＶ）放射の場合）、ほぼ透過型のシステム（上記）又は反射屈折型システムであってもよい。
[0118] 上記のビーム修正装置は可動パターニングデバイス支持構造に装着された加熱装置８０を有するが、加熱装置が投影システムＰＬ内の基板テーブル付近の位置にある光学素子を加熱できるように加熱装置を基板テーブルに装着してもよいことを理解されたい。
[0119] 可動部材（実施形態に応じてパターニングデバイス支持構造、基板テーブル又はその他の任意の可動部材）は第１及び第２の位置の間と、第２及び第３の位置の間を任意の適当な時間に移動できる。例えば、可動部材は、第１及び第２の位置の間並びに／又は第２及び第３の位置の間を基板の露光の間に移動できる。リソグラフィ装置は、基板がパターン付放射ビームに曝露される時間に投影状態にあり、基板がパターン付放射ビームに曝露されない時間に休止状態にあってもよい。
[0120] 図１１は、図８〜図１０に示す支持構造ＭＴを示す図である。図１１は、放射ビームの光軸に平行な方向の図である。この図は、投影システムＰＬに最も近い支持構造ＭＴの側面図である。この実施形態では、加熱装置８０は２つの離散的な加熱素子８２を備える。加熱素子は、加熱制御装置によって別々に通電可能な独立した熱源を構成する。加熱装置は任意の数の独立した熱源を有してもよく、熱源は任意の相対位置を有してもよいことを理解されたい。好ましくは、独立した熱源は、第２及び第３の位置の間（並びに／又は第１及び第２の位置の間）の移動方向である方向に互いに離間するように配置される。すなわち、独立した熱源は、可動部材が第２及び第３の位置の間（並びに／又は第１及び第２の位置の間）を移動する際に、第２及び第３の位置の間（並びに／又は第１及び第２の位置の間）の移動方向に実質的に垂直な方向に互いに離間した光学素子の様々な部分に対処できるように配置される。
[0121] 熱源８２は支持構造ＭＴ内の窓８４に隣接した位置にあるため、放射ビームはそこを通過できる。他の実施形態では、熱源は、支持構造ＭＴの任意の適当な部分に装着できることを理解されたい。加熱装置８０の熱源８２は、リソグラフィ装置のスキャン方向（図に示すＹ方向）に実質的に垂直な軸に沿って配置されている。リソグラフィ装置のスキャン方向（Ｙ方向）は、可動部材（支持構造ＭＴ）の第１及び第２の位置の間と第３及び第３の位置の間の移動方向である。加熱装置８０の熱源８２に別々に通電することで、Ｘ方向（Ｘ方向はＹ方向及びＺ方向に実質的に直交し、Ｚ方向は放射ビームの光軸に実質的に平行である）に離間したレンズ素子ＬＥの各部分を選択的に加熱できる。したがって、レンズ素子ＬＥ上方のＹ方向の所望の位置にある加熱装置８０の熱源８２に別々に通電することで、Ｘ及びＹ方向の両方に離散的なレンズ素子の部分を選択的に加熱することができる。したがって、ビーム修正装置の加熱装置８０を用いてＸ及びＹ方向の両方に離散的なレンズ素子ＬＥの各部分の光学特性を変化させることができる。
[0122] 幾つかの実施形態では、加熱装置によって加熱される光学素子は、冷却流体又はその他の好適な装置によって冷却も可能である。したがって、光学素子との間で交換される熱に関して力の平衡が生まれ、光学素子内に安定した温度プロファイルが作成される。
[0123] 上記最初の２つの実施形態と共通して、この実施形態のビーム修正装置を用いて放射ビームを修正して放射ビームによるリソグラフィ装置内の別の光学コンポーネントの加熱に起因するリソグラフィ装置の基板で形成される像内の収差を補正することができる。代替的に又は追加的にビーム修正装置を用いて放射ビームを修正してリソグラフィ装置の光学システム内の固有の欠陥に起因するリソグラフィ装置によって基板に生成される像の収差を補正することができる。このような収差を常温下の収差と呼んでもよい。
[0124] 上記の実施形態の全てにおいて、ビーム修正装置は、放射ビームのビーム経路に沿った位置で放射ビームが通過する材料の少なくとも１つの光学特性を修正又は制御することができる。放射ビームのビーム経路に沿った位置は、リソグラフィ装置の瞳面でなくてもよい。リソグラフィ装置の瞳面以外の場所で放射ビームの特性を変化させる（それが通過する材料の光学特性を変化させることで）によって視野効果（上記）を補正することができる。別々の瞳効果修正装置を用いて瞳面内の瞳効果を別々に補正することができる。上記実施形態によって、リソグラフィ装置の視野面内に（例えば、基板が位置する場所に）結像されるオブジェクトを放射ビームの経路内に配置することなく、リソグラフィ装置の瞳面以外の場所で放射ビームの特性を修正又は制御することができる。パターニングデバイスによって作成された像以外の像を視野面に作成するとリソグラフィ装置の結像性能（すなわち、パターニングデバイスによって作成された像を基板上に結像する能力）に悪影響が出ることがあり、したがって、望ましくない。
[0125] 幾つかの実施形態では、ビーム修正装置は、実質的にリソグラフィ装置の瞳面にある放射ビームのビーム経路に沿った位置にあってもよい。
[0126] 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を理解されたい。上記説明は本発明を限定するものではない。
[0127] 特許請求の範囲を解釈するには、「発明の概要」及び「要約書」の項目ではなく、「発明を実施するための形態」の項目を使用するよう意図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項目は、本発明者が想定するような本発明の１つ又は複数の例示的実施形態について述べることができるが、全部の例示的実施形態を述べることはできず、したがって本発明及び添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも限定しないものとする。
[0128] 以上では、特定の機能の実施態様を例示する機能的構成要素及びその関係の助けにより、本発明について説明してきた。これらの機能的構成要素の境界は、本明細書では説明の便宜を図って任意に画定されている。特定の機能及びその関係が適切に実行される限り、代替的な境界を画定することができる。
[0129] 特定の実施形態に関する以上の説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に修正する、及び／又はこれを様々な用途に適応させることができる。したがって、このような適応及び修正は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲に入るものとする。本明細書の言葉遣い又は用語は説明のためのもので、限定するものではなく、したがって本明細書の用語又は言葉遣いは、当業者には教示及び案内の観点から解釈されるべきことを理解されたい。
[0130] 本発明の幅及び範囲は、上述した例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。

Claims (9)

  1. 放射ビームの経路に装着されたビーム修正装置を備えるリソグラフィ装置であって、前記ビーム修正装置が、
    流体のフローを通過させるように構成され、使用時に前記放射ビームが導管と導管を流れる流体とを通過するように構成された導管と、
    前記放射ビームが前記導管を通過する場所の前記流体フローの方向に関して上流側に位置する前記導管の部分と熱連通する熱交換器と
    を備え、
    前記ビーム修正装置が、前記リソグラフィ装置の投影システム内の、前記リソグラフィ装置の瞳面の前記放射ビームの方向に関して上流側に位置し、
    前記流体フローの方向が、前記放射ビームの光軸に実質的に垂直であり、
    前記熱交換器が、複数の導管部分と別々に熱を交換できるように前記熱交換器を制御するように構成された熱交換制御装置をさらに備え、前記導管部分の少なくとも１つが前記流体フローを横切る方向に残りの導管部分の１つから離間している、リソグラフィ装置。
  2. 前記流体が、その温度の関数として変化する光学特性を有する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
  3. 前記光学特性が屈折率である、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
  4. 前記ビームの断面の実質的に全体が前記導管を通過する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  5. 前記導管部の少なくとも１つが、前記流体フローの方向にほぼ垂直な方向に残りの導管部の１つから離間している、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  6. 前記リソグラフィ装置がスキャンモードで動作可能で、前記流体フローの方向が前記リソグラフィ装置のスキャン方向にほぼ平行である、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  7. 前記リソグラフィ装置が、前記導管へ前記流体を提供するように構成された流体提供装置をさらに備え、前記流体提供装置及び導管が、前記導管を通過する流体が実質的に層状になるように構成される、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  8. 前記リソグラフィ装置が液浸リソグラフィ装置である、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  9. 前記リソグラフィ装置の投影システムの瞳面に実質的に位置する放射ビーム操作器をさらに備え、前記放射ビーム操作器が、前記放射ビームの空間周波数分布を操作するように構成される、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
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