JP5989360B2 - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

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Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置およびデバイスを製造する方法に関する。
[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与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、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。通常、パターンの転写は、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を含んでいる。
[0003]リソグラフィは、ＩＣや他のデバイスおよび／または構造の製造における重要なステップの１つとして広く認識されている。しかしながら、リソグラフィを使用して作られるフィーチャの寸法が小さくなるにつれ、リソグラフィは、小型ＩＣあるいは他のデバイスおよび／または構造を製造できるようにするためのより一層重要な要因になりつつある。
[0004] パターン印刷の限界の理論推定値は、式（１）に示す解像度に関するレイリー基準によって与えられることができる。
Figure 0005989360
 上の式で、λは使用される放射の波長であり、ＮＡはパターンを印刷するために使用される投影システムの開口数であり、ｋ１はレイリー定数とも呼ばれるプロセス依存調整係数であり、ＣＤは印刷されたフィーチャのフィーチャサイズ（またはクリティカルディメンジョン）である。式（１）から、フィーチャの最小印刷可能サイズの縮小は、以下の３つの方法、露光波長λを短縮することによって、開口数ＮＡを増加させることによって、あるいはｋ１の値を低下させることによって達成することができる、と言える。
[0005] 露光波長を短縮するため、したがって、最小印刷可能サイズを縮小させるためには、極端紫外線（ＥＵＶ）放射原を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射は、５〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内、あるいは、例えば６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといったように５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。可能な放射源としては、例えば、レーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源または電子蓄積リングによって提供されるシンクロトロン放射に基づく放射源が挙げられる。
[0006] ＥＵＶ放射は、プラズマを用いて生成することができる。ＥＵＶ放射を生成するための放射システムは、プラズマを提供するために燃料を励起するレーザと、プラズマを収容する放射源コレクタモジュールを含んでよい。プラズマは、例えば、適切な材料（例えば、スズ）の粒子などの燃料にレーザビームを向けることによって、あるいはＸｅガスまたはＬｉ蒸気などの適切なガスまたは蒸気の流れにレーザビームを向けることによって生成することができる。結果として生じるプラズマは、放射、例えばＥＵＶ放射を放出し、これは、放射コレクタを用いて集光される。放射コレクタは、放射を受けてその放射をビームへと集束させるミラー(mirrored)法線入射放射コレクタであってよい。放射源コレクタモジュールは、プラズマを支持するために真空環境を提供するように構成された密閉構造またはチャンバを含んでよい。そのような放射システムを、一般的にレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ぶ。
[0007] ＥＵＶリソグラフィ装置を用いて所望の精度でパターンを基板上にパターン付けするためには、基板の温度を制御することが望ましい。これは、基板温度の未制御の変化は基板の膨張または収縮をもたらし得るからであり、それによって投影されたパターンは基板上に所望の精度で位置決めされない（例えば、基板上に既に存在するパターンの上に所望の精度で重ね合わされない）。
[0008] 本発明の一態様によると、基板を保持するように構成された基板テーブルと、
開口部を通りかつ基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムと、開口部内に出口を有する導管であって、ガスを開口部に供給するように構成された導管とを含むリソグラフィ装置が提供される。リソグラフィ装置は、制御システムによって制御される冷却装置であって、開口部から基板に移動するガスが基板に入射したときにガスが所定の温度を有するようにガスを冷却するように構成された冷却装置をさらに含む。
[0009] 所定の温度は、リソグラフィ装置の基準温度であってよい。
[00010] 所定の温度は、リソグラフィ装置の基準温度より低くてよい。
[00011] 冷却装置は、ガスの温度をリソグラフィ装置の基準温度より少なくとも５Ｋ低く冷却するように構成されてよい。
[00012] 冷却装置は、ガスの温度をリソグラフィ装置の基準温度より少なくとも１０Ｋ低く冷却するように構成されてよい。
[00013] 開口部は、投影システムの壁に接続された開口部画定壁によって画定されてよい。開口部画定壁と投影システムの壁との間にギャップおよび／または絶縁材料が設けられている。
[00014] 開口部画定壁は、セラミックまたはガラスから形成されてよい。
[00015] リソグラフィ装置の開口部画定壁と隣接部分との間の熱伝導は、０．５Ｗ／Ｋより低くてよい。
[00016]導管はパイプを含んでよく、ギャップおよび／または絶縁材料はパイプと投影システムの壁との間に設けられてよい。
[00017] リソグラフィ装置は、リソグラフィ装置によって基板上に投影されたパターンのオーバーレイを測定するように構成されたメトロロジ装置をさらに含んでよく、制御システムは、メトロロジ装置からの出力に基づいてガスの所定の温度の調整を決定するように構成される。
[00018] 出口は環状スリットであってよい。環状スリットの角は丸くてよい。
[00019] 導管は開口部の周りに延在する環状チャンバを含んでよく、バッフルは環状チャンバに設けられている。
[00020] バッフルは、熱シンクに接続され、および／または能動冷却装置に接続されてもよい。
[00021] リソグラフィ装置は、一端で開口部の壁に接続されかつ他端で温度制御装置に接続された熱パイプをさらに含んでよい。
[00022] リソグラフィ装置は、基板の赤外放射反射率を測定するように構成された測定装置をさらに含んでよい。
[00023] 制御システムは、基板の測定された赤外反射率を考慮に入れるように所定のガス温度の調整を決定するように構成されてよい。
[00024] リソグラフィ装置の基準温度は、２０℃〜２３℃の間であってよい。
[00025] 本発明の一態様によると、投影システム内の開口部を通って基板上にパターン付き放射ビームを投影することと、開口部内に出口を有する導管を介して投影システム内の開口部にガスを供給することとを含むデバイス製造方法が提供される。方法は、ガスが開口部を通過した後に基板に入射したときにガスが所定の温度を有するように冷却装置を用いてガスを冷却することをさらに含む。
[00026] 所定の温度は、リソグラフィ装置の基準温度であってよい。
[00027] 所定の温度は、リソグラフィ装置の基準温度より低くてよい。
[00028] 投影システム内の開口部は、投影システムの壁に接続された開口部画定壁によって画定されてよく、開口部画定壁とリソグラフィ装置の他の部分との間の熱伝導は、ガスの単位時間当たりの熱容量の半分より少なくてよい。
[00029] 本発明の一態様によると、基板を保持するように構成された基板テーブルと、基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムとを含むリソグラフィ装置が提供される。リソグラフィ装置は、ガスを投影システム内の開口部に供給するように構成された導管を含んでおり、この開口部を通ってパターン付き放射ビームは基板のターゲット部分上へと移りかつガスは基板へと移動してよい。リソグラフィ装置は、制御システムによって制御される冷却装置をさらに含み、冷却装置は、ガスが基板に入射したときにガスが所定の温度を有するようにガスを冷却するように構成される。
[00030] 本発明の一態様によると、基板を保持するように構成された基板テーブルと、開口部を通りかつ基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムと、投影システム内の開口部を通って基板へとガスを供給するように構成された導管と、制御システムによって制御されかつガスが基板に入射したときにガスを所定の温度に冷却するように構成された冷却装置とを含むリソグラフィ装置が提供される。
[00031] 本発明の一態様によると、投影システム内の開口部を通って基板上にパターン付き放射ビームを投影することを含むデバイス製造方法が提供される。方法は、導管を介して投影システム開口部にガスを供給することを含み、ガスは、ガスが開口部を通過した後に基板に入射したときにガスが所定の温度を有するように冷却装置によって冷却される。
[00032] 本発明の一態様によると、リソグラフィ装置で用いるダクトが提供される。ダクトは冷却ガスの流れをダクトの開口部に提供するように構成され、使用中、開口部はリソグラフィ装置の基板テーブルに面し、ダクトはダクト画定壁の傾斜内面によって開口部を形成し、ダクトは、傾斜内面に形成されかつダクトを横切る平面に環状周囲を有する環状スリットと、環状スリットに接続された環状チャンバであって、ガスを環状チャンバに供給するためのパイプを収容するように構成された入口を含む環状チャンバとを含む。環状スリットは、環状スリットの周囲に沿って変動するダクトを横切る平面に対して実質的に垂直な方向に沿ったスリット幅を有し、スリット幅変動は、開口部の中に実質的に均一なガスの流れ場を提供するように構成される。
[00033] 本発明の一態様によると、リソグラフィ装置で用いるダクトが提供される。ダクトは冷却ガスの流れをダクトの開口部に提供するように構成され、使用中、開口部はリソグラフィ装置の基板テーブルに面し、ダクトはダクト画定壁の傾斜内面によって開口部を形成し、ダクトは、傾斜内面に形成されかつダクトを横切る平面に環状周囲を有する環状スリットと、環状スリットに接続された環状チャンバであって、ガスを環状チャンバに供給するためのパイプを収容するように構成された入口を含む環状チャンバとを含み、ガスを供給するためのパイプから出るガス流は、環状スリットの周囲に沿った方向に誘導される。
[00034] 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。
[00035] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。 [00036] 図２は、放電生成プラズマ源コレクタモジュールを含む図１の装置のより詳細な図を概略的に示す。 [00037] 図３は、図１の装置の代替の放射源コレクタモジュールの図を概略的に示しており、その代替はレーザ生成プラズマ源コレクタモジュールである。 [00038] 図４は、リソグラフィ装置の投影システムおよび基板テーブルの一部を概略的に示す。 [00039] 図５は、図４に示す投影システムの一部を概略的に示す熱モデルである。 [00040] 図６は、図５の熱モデルを用いて作成されたグラフである。 [00041] 図７は、図５の熱モデルを用いて作成されたグラフである。 [00042] 図８は、基板に入射する放射の図を含む、図５に示す投影システムおよび基板テーブルの一部を概略的に示す。 [00043] 図９は、図５の熱モデルを用いて作成されたグラフである。 [00044] 図１０は、本発明の一実施形態の一部を形成し得る投影システムおよび付随のコンポーネントを概略的に示す。
[00045] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置１００を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢ（例えば、ＥＵＶ放射）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と、パターニングデバイス（例えば、マスクまたはレチクル）ＭＡを支持するように構成され、かつ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１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、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、かつ基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結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た投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳとを備える。
[00046] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、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、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。
[00047] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの向き、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ＭＡを保持する。サポート構造は、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。サポート構造は、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。サポート構造は、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。
[00048] 「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与えるために使用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。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の機能層に対応することができる。
[00049] 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、レべンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)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を様々な方向に反射させるように、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。
[00050] 投影システムは、照明システムのように、使われている露光放射にとって、あるい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、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。ガスは放射を吸収しすぎることがあるので、ＥＵＶ放射に対しては真空を使用することが望ましい場合がある。したがって、真空壁および真空ポンプを用いてビームパス全体に真空環境を提供することができる。いくらかのガスがリソグラフィ装置の一部に提供されてよく、例えば、それによってガス流を用いて汚染がリソグラフィ装置の光コンポーネントに到達する可能性を下げる。
[00051] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。
[00052] 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つ以上のマスクテーブル）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」機械においては、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。
[00053] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源コレクタモジュールＳＯから極端紫外線（ＥＵＶ）放射ビームを受ける。ＥＵＶ光を生成する方法としては、材料を、ＥＵＶ範囲内の１つ以上の輝線を有する、例えばキセノン、リチウムまたはスズなどの少なくとも１つの元素を有するプラズマ状態に変換することが挙げられるが必ずしもこれに限定されない。そのような一方法では、レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれることが多い所望のプラズマを、所要の線発光元素(line-emitting element)を有する材料の小滴、流れまたはクラスタなどの燃料をレーザビームで照射することによって生成することができる。放射源コレクタモジュールＳＯは、燃料を励起するレーザビームを提供するためである、図１に図示されていないレーザを含むＥＵＶ放射システムの一部分であってもよい。結果として生じるプラズマは、例えばＥＵＶ放射などの出力放射を放出し、これは、放射源コレクタモジュールに配置された放射コレクタを用いて集光される。例えば、燃料励起のためのレーザビームを提供するためにＣＯ２レーザが使用される場合、レーザと放射源コレクタモジュールは、別個の構成要素であってもよい。
[00054] そのような場合には、レーザは、リソグラフィ装置の一部分を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、レーザから放射源コレクタモジュールへ、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を使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源がＤＰＰ源と呼ばれることが多い放電生成プラズマＥＵＶジェネレータである場合、放射源は、放射源コレクタモジュールの一体部分とすることもできる。
[00055] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタを含むことができる。通常、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（それぞれ値σ-outerおよび値σ-innerを有する）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、ファセット視野および瞳ミラーデバイス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、パターニングデバイスに入射したときに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。
[00056] 放射ビームＢは、サポート構造（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（例えば、マスク）ＭＡから反射した後、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ポジショナＰＷおよび位置センサＰＳ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）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の経路内に位置決めするように、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ポジショナＰＭおよび別の位置センサＰＳ１を使い、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスク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。
[00057] 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。
１．ステップモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）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ターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、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を露光することができる。
２．スキャンモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）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）。サポート構造（例えば、マスクテーブル）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）拡大率および像反転特性によって決めることができる。
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た状態で、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、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、パルス放射源が採用されており、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。
[00058] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、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。
[00059] 図２は、放射源コレクタモジュールＳＯ、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳを含む装置１００をより詳細に示す。放射源コレクタモジュールＳＯは、真空環境が放射源コレクタモジュールＳＯの筐体構造２２０内で維持されるように構成される。ＥＵＶ放射放出プラズマ２１０は、放電生成プラズマ源によって形成されてよい。ＥＵＶ放射は、ガスまたは蒸気、例えばＸｅガス、Ｌｉ蒸気またはＳｎ蒸気によって生成されてよい。このガスまたは蒸気では、非常に高温のプラズマ２１０が放電生成プラズマ源によって生成されてよい。ＥＵＶ放射は、ガスまたは蒸気、例えばＸｅガス、Ｌｉ蒸気またはＳｎ蒸気によって生成されてよい。このガスまたは蒸気では、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射を放出するために非常に高温のプラズマ２１０が生成される。非常に高温のプラズマ２１０は、例えば放電によって生成され、これは少なくとも部分的にイオン化されたプラズマをもたらす。例えば、１０ＰａのＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気あるいは任意の他の適したガスまたは蒸気の分圧は、放射の効率的な生成のために必要とされる場合がある。一実施形態では、ＥＵＶ放射を生成するために励起されたスズ（Ｓｎ）のプラズマが提供される。
[00060] 高温のプラズマ２１０によって放出された放射は、放射源チャンバ２１１から、放射源チャンバ２１１における開口部内またはその後方に位置決めされた任意選択のガスバリアまたは汚染物質トラップ２３０（一部の場合、汚染物質バリアまたはフォイルトラップとも呼ばれている）を介してコレクタチャンバ２１２へと進む。汚染物資トラップ２３０は、チャネル構造を含んでもよい。汚染トラップ２３０は、ガスバリア、またはガスバリアとチャネル構造との組み合わせも含んでもよい。本明細書中にさらに述べる汚染物質トラップまたは汚染物質バリア２３０は、当該技術分野で公知であるように、少なくともチャネル構造を含む。
[00061] コレクタチャンバ２１２は、いわゆるかすめ入射コレクタであり得る放射コレクタＣＯを含んでもよい。放射コレクタＣＯは、上流放射コレクタ側２５１および下流放射コレクタ側２５２を有する。コレクタＣＯを通り抜けた放射は、格子スペクトルフィルタ２４０から反射して仮想放射源ポイントＩＦで合焦することができる。仮想放射源ポイントＩＦを一般的に中間焦点と呼び、放射源コレクタモジュールは、中間焦点ＩＦが筐体構造２２０内の開口部２２１にまたはその近くに配置されるように構成される。仮想放射源ポイントＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。
[00062] その後、放射は照明システムＩＬを通り抜け、この照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにて放射ビーム２１の所望の角分布ならびにパターニングデバイスＭＡにて放射強度の所望の均一性を提供するように構成されたファセットフィールドミラーデバイス２２およびファセット瞳ミラーデバイス２４を含んでよい。サポート構造ＭＴによって保持されるパターニングデバイスＭＡにて放射ビーム２１が反射すると、パターン付けされたビーム２６が形成され、このパターン付けされたビーム２６は、投影システムＰＳによって反射エレメント２８および３０を介してウェーハステージまたは基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に結像される。
[00063] 照明光学ユニットＩＬおよび投影システムＰＳ内には、通常、図示されたものよりも多くのエレメントが存在し得る。格子スペクトルフィルタ２４０は、リソグラフィ装置のタイプに依存し、任意的に存在してもよい。さらに、図示されているものより多くのミラーがあってもよく、例えば、図２に示す投影システムＰＳ内に存在する反射エレメントより１〜６個多くの反射エレメントが存在してもよい。
[00064] 図２に示すように、集光系ＣＯは、単なるコレクタ（または集光ミラー）の一例として、リフレクタ２５３、２５４および２５５を有する入れ子化されたコレクタとして示される。かすめ入射リフレクタ２５３、２５４および２５５は、光軸Ｏの周りで軸対称に配置され、このタイプの集光系ＣＯは、ＤＰＰ源と呼ばれることが多い放電生成プラズマ源と組み合わせて使用されることが好ましい。
[00065] あるいは、図３に示すように、放射源コレクタモジュールＳＯはＬＰＰ放射システムの一部分であってもよい。レーザＬＡは、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）またはリチウム（Ｌｉ）などの燃料にレーザエネルギーを堆積させるように構成され、数十ｅＶの電子温度を有する高イオン化されたプラズマ２１０を生成する。これらのイオンの逆励起および再結合中に生成されるエネルギー放射はプラズマから放出され、近法線入射集光系ＣＯによって集光されて密閉構造２２０内の開口部２２１上で合焦される。
[00066] 図４は、投影システムＰＳの下部の断面図を概略的に示す。投影システムＰＳは、開口部画定壁３０２とも呼ぶダクト画定壁３０２の傾斜内面３０４によって形成された開口部３０１を含む。傾斜内面３０４に形成された環状スリット３０６は、ガスを開口部３０１内へと供給するように構成されている。環状チャンバ３０８は、環状スリット３０６に接続されており、かつ投影システムの壁３１２を通って延在するパイプ３１０にも接続されている。環状チャンバ３０８および環状スリット３０６は、共に、ダクトを形成するとみなしてよい。環状スリット３０６は、ダクトを横切る平面に環状周囲を有する。文脈においては、ダクトは、ガスを環状チャンバに供給するためのパイプ３１０を収容するように構成された入口を含む。さらに、パイプ３１０、環状チャンバ３０８および環状スリット３０６は、共に、ガスを開口部３０１に供給する導管を形成するとみなしてよい。開口部３０１は、基板テーブルの反対側に配置されている。開口部から基板に移動するガスは、汚染が投影システムの光コンポーネントに届く可能性を減少させる働きをする。特に、開口部３０１からでるガス流は、基板Ｗから投影システムＰＳ内への汚染の通路を防止または抑制する。導管は別の適した形態を有してもよい。導管は、例えば、パイプ３１０が複数のパイプのうちの１つであるように、互いに隣接して走る複数のパイプを含んでよい。この説明では、パイプ３１０への言及は、特に明記していない限り、複数のパイプを包含しているとみなしてよい。
[00067] 環状スリットは出口の一例である。出口は、あらゆる適切な形態を有してよい。出口は、例えば、複数の穴を含んでよい。複数の穴は出口の周りに配置されてよい。穴は、長方形、四角形、円形、またはあらゆる他の適切な形状であってもよい。本発明の一態様によると、基板Ｗからの汚染の通路または投影システムＰＳと基板Ｗとの間のギャップに在る汚染の通路の実質的に空間的に均一な抑制度を確立するように開口部の中に実質的に均一なガスの流れ場が提供される。汚染の通路の実質的に空間的に均一な抑制度は、図４に示すように、例えば、投影システムの壁３１３に隣接して配置されるミラー２８ａの熱的および／または機械的擾乱のリスクをさらに緩和するため、望ましい。本発明によるダクトの一実施形態において、環状スリット３０６は、環状スリットの周囲に沿って変動するスリット幅を有するように構成されてよく、スリット幅変動は、開口部３０１の中に実質的に均一なガスの流れ場を提供するように構成されている。ここでは、スリット幅は、ダクトを横切る上記の平面に対して垂直であるＺ方向に沿ったサイズである。後者の平面は、例えば、図４の基板Ｗと平行な平面であってよい。一実施形態では、パイプ３１０を含む壁３０２の側面のスリット幅は、パイプ３１０とは反対側にある壁３０２の側面におけるスリット幅より小さくてもよい。例えば、パイプ３１０を含む壁３０２の側面におけるスリット幅は、パイプ３１０と反対側にある壁３０２の側面におけるスリット幅より１．５〜２．５倍小さくてもよく、特に、約２倍小さくてもよい。
上記の実施形態と組み合わせて用いることができるダクトの別の実施形態は、図４の平面、すなわち、壁３０２の上記のＺ方向に沿って向いている対称軸を含む平面内の環状チャンバ３０８の断面積に関係している。この別の実施形態では、断面積は、パイプ３１０の断面積の少なくとも６倍である。そのような断面積では、環状スリット３０６の前にて改善されたガス圧の均一性を得ることができる。
先ほど説明した２つの実施形態のうちのいずれかと組み合わせて用いることができるダクトのさらなる実施形態では、環状スリット３０６から出るガス流を供給チューブ３１０から出るガス流から切り離すように、供給チューブ３１０のすぐ下流にプレートが提供される。
先ほど説明した３つの実施形態のうちのいずれかと組み合わせて用いることができるダクトの次のさらなる実施形態では、単一のガス供給パイプ３１０は、上記のＺ方向に対して垂直の伸張方向、すなわち、図４の平面に対して垂直の伸張方向を有する長形の断面を有する。そのような長形の断面のガス供給パイプ３１０はチャンバ３０８内のパイプ出口の前にある流れ抵抗と組み合わされてよく、流れ抵抗は、非長形の断面を有するパイプ３１０または複数のパイプ３１０を用いたときのチャンバ３０８内のパイプ出口におけるガス流速度より低いチャンバ３０８内のパイプ出口におけるガス流速度を提供するように構成される。
先ほど説明した４つの実施形態のうちのいずれかと組み合わせて用いることができるダクトの次のさらなる実施形態では、環状の多孔板がチャンバ３０８内に設けられており、この多孔板は、チャンバ３０８をパイプ３１０に接続された環状チャンバ部と環状スリット３０６に接続された環状チャンバ部とに分ける。例えば、多孔板は、環状スリットの前のすぐ上流（ガス流によって規定される）に配置されてよい。環状スリットの周囲に沿って、穿孔のサイズまたは穿孔の密度あるいは穿孔のサイズおよび密度の両方は変動することがあり、変動は、多孔板と環状スリット３０６との間の空間内のガス圧の均一性を改善するように構成される。
図４では、ガス供給パイプ３１０から出るガス流がパイプ３１０の方向の向きにより、環状スリット３０６の周囲に対して垂直の方向に誘導される一実施形態が示される。それとは対照的に、ダクトの別の実施形態では、ガス供給パイプ３１０から出るガス流は、環状スリット３０６の周囲に沿った方向に誘導される。例えば、チャンバ３０８内のパイプ３１０の出口の近くのその方向の向きは、パイプ出口のすぐ下流（ガス流によって規定される）の環状スリット３０６の周囲の一部に沿った方向に構成されてよい。この構成は、供給パイプ３１０を出るガス流が環状スリット３０６に対して主として垂直に誘導されず、に環状スリット３０６の少なくとも一部に対して実質的に平行に誘導されることを確実にし、結果的に環状スリット３０６の周囲に沿った実質的に均一のガス圧となる。
[00068] 冷却装置３１４が設けられており、これはパイプ３１０の一部を冷却するために用いられてよい。冷却装置３１４は、パイプ３１０の一部と熱接触していてよく、また、例えば、パイプの一部を取り囲んでもよい。冷却装置３１４は、導管と熱接触していてよい。一実施形態では、冷却装置３１４は、ガスがパイプ３１０に入る前にガスを冷却してもよい。
[00069] 冷却装置３１４の温度は、制御システムＣＳによって制御されてよい。制御システムＣＳは、例えば、プロセッサまたは他の電子機器を含んでよい。制御システムＣＳは、１つ以上の測定されたパラメータ（例えば、基板テーブルＷＴおよび／または開口部画定壁３０２の温度）を受け取り、そのパラメータに基づいて冷却装置３１４の温度の調整を決定してよい。
[00070] 投影システムの壁３１３に隣接して配置されたミラー２８ａも図４に示している。ミラー２８は、図２に示すミラー２８と同じ機能を行う。すなわち、ミラー２８は、マスクＭＡ（図２を参照）から基板Ｗへと放射を反射するために使用される（他のミラーと組み合わせることが多い）。図４に示すミラー２８ａの位置は図２に示すミラー２８の位置とは異なるが、これは単に例示のためのであり、本発明の態様に重要な影響は与えない。
[00071] 使用中、基板テーブルＷＴに支持された基板Ｗは、示されるように、投影システムＰＳの下に位置決めされる。ＥＵＶ放射は、マスク（図４に図示せず）によってパターン付けされ、その後開口部３０１を通り抜けて基板Ｗ上へと投影される。それによってパターンを基板上に露光させる。ＥＵＶ放射は、集束放射ビームとして合焦されてよく、それによってＥＵＶ放射ビームの外側部分は開口部画定壁３０２の傾斜内面３０４と実質的に平行している。
[00072] 汚染（例えば、基板Ｗ上のレジストからくる気相有機化合物）が基板Ｗから投影システムＰＳの内部へと移動する可能性を下げることが望ましい。これは、汚染がミラー２８ａなどの光学面上に蓄積し、その光学面の反射率が減少することをもたらし得るからである。これは、基板Ｗ上への投影が可能であるＥＵＶ放射の強度を減少させ、したがって、リソグラフィ装置のスループット（すなわち、リソグラフィ装置によって一時間ごとにパターン付けされ得る基板の数）を減少させる。
[00073] 環状スリット３０６を通って開口部３０１へと流れるガスは、汚染が基板Ｗから開口部３０１を通って投影システムＰＳ内へと入る可能性を減少させる。ガス流は、図４にて矢印によって概略的に示されている。ガスは、パイプ３１０を通って環状チャンバ３０８内へと移動する。環状スリット３０６への入口におけるガス圧が環状チャンバの周辺と実質的に均等であるように、ガスは環状チャンバ３０８内で移動する。環状チャンバ３０８は、ガスが環状チャンバ内で移動するように促進するバッフル（図示せず）を含んでよく、それによって環状チャンバ内のガス圧を均等化しやすくする。ガスは、環状スリット３０６を通り抜けて開口部３０１内へと入る。一部のガスは投影システムＰＳ内へと上方に移動する。残りのガスは下方に向かい、開口部３０１を通り抜けて投影システムＰＳと基板Ｗとの間のギャップ内で開口部から離れるように移動する。開口部３０１から出るガス流は、基板Ｗから投影システムＰＳ内への汚染の通路を防止または抑制する。
[00074] 基板Ｗの温度を制御することが望ましい。これは、基板温度の未制御の変化は基板の膨張または収縮をもたらし得るからであり、それによって投影されるパターンは基板上に所望の精度で位置決めされない（例えば、基板上に既にあるパターン上に所望の精度で重ね合わされない）。開口部３０１から基板Ｗ上へのガス流は、基板を望ましくない方法で加熱し得る。ガス流が基板を望ましくない方法で加熱することを防止することが好ましい場合がある。
[00075] 一実施形態では、ガスの温度は、ガスが基板上に入射したときに所望の温度を有するように制御される。ガスの温度は、基板の温度が、ガスによって、リソグラフィ装置内で許容できないオーバーレイエラーを発生させるほどに変更されないように制御することができる。
[00076] リソグラフィ装置は、例えば、約２９５ケルヴィン（例えば、約２０〜２３℃であり得る室温）である基準温度または何らかの他の温度を有してよい。基準温度は、リソグラフィ装置の１つ以上のコンポーネントがリソグラフィ装置の動作中に保たれる温度であってよい。リソグラフィ装置は、基板Ｗ、基板テーブルＷＴ、投影システム壁３１２および３１３ならびに開口部画定壁３０２のうちの１つ以上を基準温度で保ってよい（または保つように努める）。リソグラフィ装置がガス流を伴わずに動作する場合、基板Ｗ、基板テーブルＷＴ、投影システム壁３１２および３１３ならびに開口部画定壁３０２は基準温度（または実質的に基準温度）にあってよい。これに対する例外は、露光されている基板の一部であり得る。これは、その基板の一部に入射するＥＵＶおよび赤外放射によってもたらされる加熱によってより高い温度を有し得る。赤外放射は、例えば、ＥＵＶ放出プラズマ２１０またはＥＵＶ放出プラズマの生成に使用されるレーザＬＡ（図３を参照）から生じる。
[00077] ガスが装置の中で流れている場合、パイプ３１０の中に投入されるガスが始めにリソグラフィ装置の他のコンポーネントと同じ温度を有していても、ガスは基板Ｗの加熱をもたらし得る。これは、ガスが基板Ｗに移動するときに熱を得るからであり、熱はその後ガスから基板に伝達される。この基板の加熱は、基板の露光中に生じる許容できないオーバーレイエラーへと繋がり得る。
[00078] ガスが基板Ｗに移動するときに熱を得るメカニズムは、ガスが移動する速度による結果である。パイプ３１０を通って環状チャンバ３０８へと移動するガスは、比較的高い速度（例えば、１００ｍ／ｓまたはそれ以上）を有する。このガスの比較的高い速度は、ガスがパイプ３１０の中を流れるときにガスの温度の減少をもたらす。これは、ガスが断熱的であるという例を考慮して理解することができる（すなわち、パイプ３１０とガスとの間に温度交換がない）。ガスが断熱的であった場合、ガスの全エネルギーは一定のままである必要がある。ガスがパイプ３１０に入ったときにガスが静止しているかまたはゆっくり動いている場合（例えば、１０ｍ／ｓまたはそれ以下）、全てのガスのエネルギーは熱エネルギーであり、これはガスの温度として表れる。しかしながら、ガスがパイプ３１０内で比較的高い速度で移動している場合、ガスはその速度により、かなりの運動エネルギーを有する。ガスの全エネルギーは同じのままであるため、ガスの熱エネルギー（したがって、その温度）は減少される。それにより、断熱的な場合、ガスが比較的高い速度で流れる場合、ガスの温度は減少される。
[00079] 本発明の一実施形態におけるガスは、パイプ３１０を通って比較的高い速度で流れてよく、この比較的高い速度の結果として、ガスの温度は減少される。ガスおよび投影システム壁３１２の両方が同じ初期温度（初期ガス温度は、ガスがパイプ３１０を流れる前のガスの温度である）を有した場合、ガスがパイプ３１０を通って流れているときにガスは投影システム壁の温度より低い温度を有する。ガスは投影システム壁３１２より低い温度を有するため、ガスがパイプ３１０を通って移動するときに熱は投影システム壁からガスへと流れる。別の実施形態では、ガスは比較的低い速度でパイプ３１０を通って流れてよく、この場合、ガスの温度は減少されない。しかしながら、ガスが環状スリット３０６を通って流れる場合にガスの温度が減少される。
[00080] ガスが開口部３０１へと通る環状スリット３０６は、相対的に収縮される。結果的に、ガスは比較的高い速度で環状スリット３０６を通って移動し、これは、ガスの温度の低下（例えば、数ケルヴィン）をもたらす。ガスが環状スリット３０６を通って移動するときに開口部画定壁３０２より低い温度を有する場合、熱は開口部画定壁からガスへと伝達される。
[00081] ガスは、開口部３０１に入るときに比較的高い速度を有してよい。しかしながら、基板はガスが下方に移動し続けることを防止してガスの方向を変更させるため、ガスは基板Ｗの表面に入射したときに減速する。この減速の結果、ガスにおける運動エネルギーは、熱エネルギーに変換される。熱はパイプ３１０および開口部画定壁３０２からガスに伝達されたため、ガスはパイプに入る前の温度よりも高い温度を有する。ガスの温度は、例えば、リソグラフィ装置の基準温度より高くてよい。このガスの高い温度が基板Ｗの望ましくない加熱をもたらし得る。
[00082] 一実施形態では、開口部画定壁３０２は、投影システム壁３１２および３１３（またはリソグラフィ装置の他の部分）から開口部画定壁へと流れ得る熱量を減少させるために絶縁されてよい。これは、ガスが環状スリット３０６を通るときにガスに伝達され得る熱の量を減少させる。絶縁は、例えば、開口部画定壁３０２と投影システム壁３１２および３１３との間のギャップおよび／または絶縁材料を提供することを含む。
[00083] 一実施形態では、開口部画定壁３０２は、絶縁材料から構成されてよい。例えば、開口部画定壁３０２は、セラミック、例えば、米国ＣｏｒｎｉｎｇにあるＣｏｒｎｉｎｇ社から入手可能であるＭａｃｏｒセラミック（または何らかの他の適したセラミック）から構成されてよい。開口部画定壁３０２は、ガラスから形成されてもよい。開口部画定壁３０２は、他の金属より低い熱伝導率を有する金属から形成されてよい。例えば、開口部画定壁３０２は、ステンレス鋼からなってもよく、これは、構造強度を提供しかつアルミよりかなり低い熱伝導率を有し得る。
[00084] 一実施形態では、パイプ３１０は、投影システム壁３１２（またはリソグラフィ装置の他の部分）からパイプへと流れ得る熱量を減少させるために絶縁されてよい。これは、ガスがパイプ３１０を通るときにガスに伝達され得る熱量を減少させる。絶縁は、例えば、パイプ３１０と投影システム壁との間にギャップおよび／または絶縁材料を提供することを含む。絶縁は、例えば、パイプ３１０と開口部画定壁３０２との間（開口部画定壁に接続されたパイプの端部）に絶縁材料を提供することを含む。
[00085] 一実施形態では、パイプ３１０は、絶縁材料、または他の金属より低い熱伝導率を有する金属（例えば、ステンレス鋼）から形成されてよい。
[00086] パイプおよび／または開口部画定壁の絶縁は、ガスが基板Ｗに移動するときにガスへの望ましくない熱量の移動を防止するのに十分でない場合がある。したがって、本発明の一実施形態では、冷却装置３１４を用いてガスを冷却することができる。
[00087] 冷却装置３１４は、ガスが基板Ｗに入射したときにリソグラフィ装置の基準温度（あるいは何らかの他の所望の温度、または冷却装置が存在しない場合、より所望の温度に近い温度）を有するような量によってガスを冷却し得る。一実施形態では、ガスが基板Ｗに入射したときのガスの温度は所望の温度（例えば、基準温度）と異なることがあるが、その差は、リソグラフィ装置のオーバーレイ精度の許容できない低下をもたらさないほどに十分に小さくあり得る。
[00088] 冷却装置３１４は、環状スリット３０６および／またはパイプ３１０を通るガスの比較的高い速度の通路により生じるガス加熱を補償する（または実質的に補償する）のに十分な量によってガスを冷却することができる。
[00089] ガスが所望の温度を有して基板Ｗに入射するために所望されている冷却装置３１４によるガス温度の低下は、熱モデルを用いて決定されてよい。熱モデルの以下の説明では、ガスは水素ガスとみなされている。しかしながら、熱モデルは他のガスに適用されてもよい。
[00090] 図５は、冷却装置３１４、パイプ３１０および開口部画定壁３０２を表す熱モデルを示す。さらに図５の熱モデルに示されているのは、リソグラフィ装置の部品を表すマス３２０である。このマス３２０からパイプ３１０および開口部画定壁３０２へと熱が伝わり得る（図４を参照すると、部品は、例えば投影システム壁３１２および３１３に対応し得る）。図５の複雑化を防ぐために図４に用いられる参照番号の一部は図５から除外されている。
[00091] 熱モデルは、水素ガスが基板に移動するときに水素ガスを出入りする熱流の概算を提供する。冷却装置３１４の温度はＴｓとして示される。水素ガスは、冷却装置３１４を通り抜けた後にこの温度を有する。開口部画定壁３０２の温度はＴｃとして示され、マス３２０の温度はＴ０として示される。Ｔ０は、例えば、リソグラフィ装置の基準温度であってよく、投影システムの壁３１２および３１３の温度であってもよい（図４を参照）。この例では、Ｔ０は約２９５Ｋであってよい。
[00092] 水素ガスが装置の中を移動するときの水素ガスの温度Ｔｇは、図５で１、２および３で示される３つの箇所におけるモデルで考慮される。
[00093] ガスは、パイプ３１０の中を移動するときに単位時間当たりの熱ｑｔを増すことができる。パイプ３１０は、熱伝導ｃｔによってマス３２０に結合され、同じ単位時間当たりの熱ｑｔがパイプに伝えられる（図５に示すシステムが平衡状態にあることを仮定する）。同様に、ガスは、開口部画定壁３０２の環状スリットを通って移動するときに単位時間当たりの熱ｑｃを増すことができる。開口部画定壁３０２は、熱伝導ｃｃによってマス３２０に結合され、同じ単位時間当たりの熱ｑｃが開口部画定壁に伝えられる（図５に示すシステムが平行状態にあることを仮定する）。
[00094] 水素ガスは、以下の単位時間当たりの熱容量ｃｇを有する。
Figure 0005989360
 ここで、Фは５〜２０Ｐａｍ３／ｓの範囲にあり得る水素供給流速である。因数７／２は、二原子気体に対する低圧比熱に関する。以下の説明では、ガス温度Ｔｇは、いわゆる全温度であり、これはガスの熱エネルギーおよびマクロ的運動エネルギーの両方を含む。全温度は、パイプ３１０の壁と開口部画定壁３０２との熱交換によってのみ変化できる。これは、圧力低下および速度変化の下では不変である。
[00095] 式を以下のように記載することができる。
Figure 0005989360
[00096] ここで、Ｔｇ１、Ｔｇ２およびＴｇ３は、それぞれ、図５の箇所１、２および３におけるガスの温度である。式は未知のＴｇ１、Ｔｇ２、Ｔｇ３、Ｔｃ、ｑｔおよびｑｃを有する。パラメータｃｃｅは、開口部画定壁３０２と水素ガスとの熱交換をモデリングする。推定値は、０．１Ｗ／Ｋ〜０．４Ｗ／Ｋの範囲内で変動する。パラメータΔは、ガスが高速度で移動しているときのガス内の熱輸送の効果を表す正の温度オフセットである。パラメータΔは、全温度といわゆる回復温度（すなわち、壁がガスと全く熱交換をしなかった場合の壁に隣接したガス層の温度）との差である。ガスが平面上に流れるといった単純な例に対しては、以下のように導くことができる。
Figure 0005989360
 ここで、Ｐｒ＝０．７は、水素に対するプラントル数であり、ｕはガスの自由流速度（または流路の中心の速度）であり、Ｃｐ＝１４．５ｋＪ／ｋｇ Ｋは、水素の低圧比熱である。開口部画定壁３０２の環状スリットでは、ガス流は制限されており、その結果、ガスは高速度（例えば、ｕ＝１３００ｍ／ｓ）で移動する。結果的に、パラメータΔは数ケルヴィンであってよい。例えば、パラメータΔは７〜９Ｋであってよい。この熱モデルの例では値７Ｋが用いられている。
[00097] 熱モデルを用いて達成される目標は、箇所３におけるガス温度が基準温度Ｔ０（例えば、２９５Ｋ）と等しいということであってよい（すなわち、Ｔｇ３＝Ｔ０）。上述したように、パイプ３１０および開口部画定壁３０２は、マス３２０とパイプ３１０との間の熱伝導ｃｔが制限され、かつマスと開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃが制限されるように絶縁される。リソグラフィ装置の動作中、これらの熱伝導は固定されてもよく、ガスの流速も固定されてよい。しかしながら、冷却装置３１４の温度Ｔｓ、つまりガスの温度Ｔ１は調整可能であってよい。
[00098] モデルパラメータを踏まえると、冷却装置３１４に対する所望の温度は以下の通りである。
Figure 0005989360
 式中、以下の通りである。
Figure 0005989360
[00099] 図６は、水素ガスを基板に基準温度Ｔ０（例えば、２９５Ｋ）で提供するために所望されている冷却装置３１４の温度を示すグラフであり、この温度は、マス３２０と開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃの関数として示されている。冷却装置３１４の温度は、基準温度Ｔ０に対する垂直軸に示されている（すなわち、Ｔ１−Ｔ０として示されている）。図６のプロット図は、ｃｃｅ＝０．１Ｗ／Ｋ（穴埋め記号）およびｃｃｅ＝０．３Ｗ／Ｋ（開口記号）の水素ガスと開口部画定壁３０２との熱交換のために示している。図６に示すように、ｃｔ＝０、ｃｔ＝０．１およびｃｔ＝０．２Ｗ／Ｋのマス３２０とパイプ３１０との間の熱伝導のためにプロット図が示される。
[000100] プロット図から分かるように、冷却装置３１４の温度Ｔｓ（＝Ｔ１）は、リソグラフィ装置の基準温度Ｔ０より数ケルヴィン低くてよい。所望の温度差の値は、マス３２０と開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃが減少するにつれて（すなわち、開口部画定壁３０２とリソグラフィ装置の他のコンポーネントとの間のますます効果的な絶縁によって）低下する。同様に、所望の温度差の値は、マス３２０とパイプ３１０との間の熱伝導ｃｔが減少するにつれて低下する。穴埋め記号と開口記号との比較から、所望の温度差の大きさは、水素ガスと開口部画定壁３０２との熱交換が低下するにつれて減少する。
[000101] 図６に示すプロット図は、水素ガスが０．１２８Ｗ／Ｋの単位時間当たりの熱容量ｃｇを有していたという仮定を用いて生成された。しかしながら、これは、単位時間当たりに開口部３０１に供給されるガスの容量による。同様に、これはリソグラフィ装置の設計に依存し得る。したがって、単位時間当たりの異なる熱容量の効果を考慮することが有益である。図７は、ガスの単位時間当たりの３つの異なる熱容量に対して水素ガスを基板に基準温度Ｔ０（例えば、２９５Ｋ）で提供するために所望される冷却装置３１４の温度を示すグラフである。開口部画定壁３０２と水素ガスとの熱交換の２つの異なるパラメータｃｃｅ示すためのプロット図がある。ラインは、ｃｃｅ＝０．１Ｗ／Ｋに対してのみ示され、データポイントを有するラインは、ｃｃｅ＝０．３Ｗ／Ｋに対して示される。図６と同様に、冷却装置３１４の温度は、マス３２０と開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃの関数として示される。マス３２０とパイプ３１０との間に熱伝導ｃｔがないことが、図７を作成するときに使用された。
[000102] 図６と同様に、図７は、冷却装置３１４の温度Ｔｓ（＝Ｔ１）はリソグラフィ装置の基準温度Ｔ０より数ケルヴィン低くてもよいことを示す。図７のプロット図から分かるように、ガスの単位時間当たりの熱容量を増加させることは、冷却装置３１４と基準温度Ｔ０との間の所望の温度差の大きさを減少させる。これは、ガスの単位時間当たりの熱容量を増加させることは、開口部画定壁３０２から抽出される同じ熱量に対してより小さいガスの温度上昇に繋がるからである。
[000103] 一般に、ガスの単位時間当たりの熱容量ｃｇが大きい程、冷却装置３１４によって提供される冷却はより効果的である。
[000104] リソグラフィ装置は、ガスの単位時間当たりの熱容量がマス３２０と開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃおよびマス３２０とパイプ３１０との間の熱伝導ｃｔの合計の２倍より大きい（すなわち、（ｃｃ＋ｃｔ）＜２ｃｇ）ように構成されることが望ましい場合がある。
[000105] 一実施形態では、マス３２０と開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃは、０．５Ｗ／Ｋより小さく、０．２Ｗ／Ｋより小さく、および０．１Ｗ／Ｋ以下であってよい（マスは、投影システムの壁３１２および３１３などのリソグラフィ装置の隣接する部品を表す）。マス３２０と開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃが高い（例えば、１Ｗ／Ｋ以上）場合、ガスを冷却することは、ガスから基板に移される熱量を依然としてまだ減少し得るが、ガスをリソグラフィ装置の基準温度で基板に供給することが難しい場合もある。一般に、マス３２０と開口部画定壁との間のより高い熱伝導ｃｃは、冷却装置３１４によるガス冷却の有効性を減少させ、ガスを非最善温度で基板に供給させるか、または（達成することが難しい場合がある）冷却装置にてより大きい温度差を要求する。
[000106] 一実施形態では、ガスの単位時間当たりの熱容量は、２ｃｇ＜（ｃｃ＋ｃｔ）＜４ｃｇであってよい。この場合、ガスは、基準温度より高い温度で基板に供給されてよい。しかしながら、ガスの温度は、冷却装置３１４が存在しなかった場合にガスが有する温度よりかなり低い場合がある。
[000107] 一実施形態では、冷却装置３１４は、ガスを２０Ｋ以下、１５Ｋ以下または１０Ｋ以下冷却させてよい。
[000108] 一実施形態では、開口部３０１内のガスがリソグラフィ装置の基準温度（例えば、２９５Ｋ）であるようにガスの温度を制御する代わりに、ガスは基準温度より低い温度を有する開口部に供給されるように冷却されてよく、それによってガスは基板の上を通ったときに基板Ｗから熱を除去する。
[000109] 図８は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の下部の断面図を概略的に示す。図８はほぼ図４に対応しているが、図８は、基板Ｗのターゲット部分Ｃに入射するパターン付きＥＵＶ放射ビーム２８を示し、装置内のガス流は示していない。ＥＵＶ放射は、基板のターゲット部分Ｃの局部加熱をもたらす。ＥＵＶ放射ビーム２８に加えて、赤外（ＩＲ）放射（図示せず）も、基板Ｗのターゲット部分Ｃに入射する。この赤外放射も、基板Ｗのターゲット部分Ｃの局部加熱をもたらす。
[000110] ＥＵＶおよび赤外放射によって基板Ｗのターゲット部分Ｃに加えられた熱を除去するために基板テーブルＷＴに水冷システム（図示せず）を設けてもよい。しかしながら、基板テーブルから上方に延在しかつ基板のごく一部の領域である基板テーブルと基板との接触面積を提供するバールによって基板が支持されるため、基板テーブルＷＴと基板Ｗとの間の熱伝導は低い場合がある。結果的に、基板テーブルによって提供される基板Ｗのターゲット部分Ｃの冷却は制限され得る。基板テーブルＷＴによって提供される基板Ｗの冷却は、例えば、ＥＵＶおよび赤外放射による加熱が不足しているときに、例えば、基板の温度を０．１Ｋまたはそれより好ましい精度で制御することができる。しかしながら、ＥＵＶおよび赤外放射によって基板に加えられる熱量が大きすぎる場合、基板テーブルＷＴは、基板Ｗを所望の温度に冷却するための十分な冷却容量を有さない場合がある。したがって、基板の上を流れるガスを用いて基板Ｗのさらなる冷却を提供することが望ましい場合がある。
[000111] 図８から分かるように、ＥＵＶおよび赤外放射によって基板Ｗに加えられる熱は、基板のターゲット部分Ｃに加えられる。これとは対照的に、ガスによって提供される冷却効果は基板Ｗのターゲット部分Ｃに限定されないが、基板の表面の上のガスの通路によって基板のより大きい面積の上に広がる。言い換えると、ガスによって提供される冷却のフットプリントは、ＥＵＶおよび赤外放射によって提供される加熱のフットプリントより大きい。
[000112] 図９は、Ｔ３の２つの異なる値に対する基板Ｗの熱負荷を示すグラフであり、熱負荷は、マス３２０と開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃの関数として示されている。ガスから生じる基板熱負荷ｑｗは以下のように計算される。
Figure 0005989360
 ここで、ｆは、基板Ｗに向かって流れる開口部３０１に供給されるガスの一部分であり（残りは投影システムＰＳ内へと流れる）、ｃｇは、ガスの単位時間当たりの熱容量であり、Ｔ３は、開口部内のガスの温度であり、Ｔ０は、リソグラフィ装置の基準温度である。一部分ｆは、例えば、０．１５〜０．３の範囲内であってよく、図９に示すプロット図が計算されたときに０．２５に設定された。ガスがパイプ３１０に入ったときに冷却されない場合、ガスから生じる基板熱負荷ｑｗは約１００〜１５０ｍＷとなる。一実施形態では、冷却装置によるガスの冷却は、ガスから生じる熱負荷ｑｗを５０ｍＷ未満または２０ｍＷ以下に減少し得る。
[000113] 図９では、Ｔ１−Ｔ０＝−３０Ｋに対して３つのプロット図が示されており、３つのプロット図がＴ１−Ｔ０＝−１０Ｋに対して示されている。図９から分かるように、マス３２０と開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃが低い（例えば、０．０１Ｗ／Ｋ）場合、基板での熱負荷ｑｗは負である。言い換えると、基板に入射したときのガスの温度は、リソグラフィ装置の基準温度より低い。したがって、ガスが基板を冷却する働きを行い、冷却の量は負の熱負荷ｑｗの大きさによって決定される。
[000114] マス３２０と開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃがより高い（例えば、０．１Ｗ／Ｋ）場合、熱負荷は３つのプロット図（最も小さい単位時間当たりのガス熱容量ｃｇおよび／または最も小さい温度差Ｔ１−Ｔ０を有するもの）でゼロであるかまたはゼロに近づいている。
[000115] マス３２０と開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃがさらに増加した場合、熱負荷ｑｗは小さい単位時間当たりのガス熱容量ｃｇおよび／または温度差Ｔ１−Ｔ０に対して正となり、これはガスが基板に熱を加えることを意味する。しかしながら、高い単位時間当たりのガス熱容量ｃｇ（ｃｇ＝０．２Ｗ／Ｋ）に対しては、熱負荷ｑｗはグラフ全体に対して負のまま残る。
[000116] さらに上述したように、リソグラフィ装置が一度構成されると、マス３２０と開口部画定壁３０２との間の熱伝導ｃｃを固定してもよい。図９は、所定のマス対開口部画定壁熱伝導ｃｃに対して、冷却装置３１４の温度および／または単位時間当たりのガス熱容量ｃｇを、リソグラフィ装置の基準温度で開口部３０１にガスを供給するため、または基板Ｗの所望の冷却量を提供するために調整されてよい。
[000117] さらに上述したように、開口部３０１内のガスの温度は、パイプ３１０の温度および開口部画定壁３０２の温度に影響される。パイプ３１０および開口部画定壁３０２はかなりのマスを有するため、かつそれらは投影システム壁３１２および３１３への熱接続を有し得るため、開口部３０１に供給されるガスの温度を所望の異なる温度に安定した方法で即座に変化させることができないかもしれない。この理由のために、パイプ３１０および開口部画定壁３０２の温度を安定化させ、それによって開口部３０１におけるガスの温度を安定化させるために、冷却装置３１４の温度を変化させた後に数分（例えば、約１０分以上）経過することを可能とし得る。例えば、基板の束（または別の量の基板）の露光を始める前に、ガスの温度は冷却装置３１４を用いて選択することができ、開口部３０１内のガス温度は、冷却装置の温度が調整された後に数分間基板の露光を遅らせることによって安定化させることができる。
[000118] 一実施形態では、ガスの温度に対する所望の調整は、基板テーブルＷＴ内の水性冷却システムから出る水の温度を監視することによって決定されてよい。例えば、基板テーブルＷＴから出る水の温度は、基板テーブルに入る水の温度と比較されてよい。この比較の結果を用いてガスの温度の調整が基板Ｗの温度を変更するために望ましいか否かを決定し、かつ調整の大きさを決定してもよい。例えば、比較は、基板Ｗの温度がリソグラフィ装置の基準温度より高いことを示し、冷却装置３１４の温度を減少させることが望ましいことがある。基板Ｗの温度は他の方法で測定されてもよく、測定の結果を用いて冷却装置３１４の温度の調整を決定してもよい。
[000119] 一実施形態では、冷却装置３１４を用いて異なる温度をガスに適用することの効果は、リソグラフィ装置の較正中に予め測定されてよい。取得したデータは、格納され、その後リソグラフィ装置の動作中に制御システムＣＳによって使用され、基板Ｗの測定された温度に応答して冷却装置の温度の調整を決定する（例えば、基板テーブルＷＴの温度を監視することによって測定される）。
[000120] 一実施形態では、制御システムＣＳは、例えば、以下にさらに説明するように熱モデリングの結果を考慮にいれてよい。制御システムＣＳは、例えば、パイプへの熱伝導Ｃｔおよび開口部画定壁への熱伝導Ｃｃを考慮に入れてよい。制御システムＣＳ、例えば、ガスの流速およびガスの単位時間当たりの熱容量を考慮に入れてよい。
[000121] 一実施形態では、冷却装置３１４がガスを冷却する温度（少なくとも一部）を用いてリソグラフィ装置によって達成されるオーバーレイを調整する。オーバーレイは、リソグラフィ装置が既に基板上に在るパターンの上に投影するパターンが用いられる精度の測定であるとみなされてよい。リソグラフィ装置によって達成されるオーバーレイは、基板上に予め在るパターンに対する投影されたパターンの位置を測定するためにメトロロジ装置（リソグラフィ装置の一部を形成し得る）を用いて基板の露光に続いて測定されてよい。高すぎる温度を有する基板を示す準最適なオーバーレイが発見されると、冷却装置３１４によって提供される冷却が増加されてよい。逆に、低すぎる温度を有する基板を示す準最適なオーバーレイが発見されると、冷却装置３１４によって提供される冷却が減少されてよい。冷却装置３１４によって提供される冷却は、所望のオーバーレイ精度を維持するために定期的に調整されてよい。
[000122] 基板によるＥＵＶ放射の吸収は、比較的一定かつ予測可能であり得るが、基板による赤外放射の吸収は、基板の表面の形態によってかなり変動し得る。例えば、構造は既に基板上で露光されかつ処理されている場合、基板による赤外放射の吸収は、その構造の形態による。構造が金属から形成される場合、赤外放射の吸収は、構造が半導体から形成された場合に得られる吸収より低い。冷却装置３１４から供給されるガスの温度の調整は、リソグラフィ装置によって露光されている（または露光されるべき）基板の赤外放射に対する反射率を考慮に入れてよい。一実施形態では、基板（複数の基板を表すこともある）の赤外放射に対する反射率は、リソグラフィ装置による基板（または複数の基板）の露光の前に測定装置で行われてもよい。測定装置は、リソグラフィ装置の一部を形成してよい。例えば、装置は、赤外放射ビームを基板に誘導しかつ基板から反射した放射を検出し、それによって赤外放射に対する基板の反射率を決定することができる。赤外放射は、例えば、１０．６μｍであってよく、かつレーザによって提供されてよい。装置は、例えば、基板の他の性質の測定を行うために使用される装置であってもよい（このような装置をメトロロジ装置と呼んでもよい）。制御システムＣＳは、リソグラフィ装置によって露光されるべき（または露光されている）基板のＩＲ反射率を考慮に入れるように冷却装置３１４の温度を調整してよい（例えば、ガスが、赤外放射によってもたらされる基板の加熱を少なくとも部分的に補償する冷却を提供するために使用されている場合）。測定されたＩＲ反射率は、所望のオーバーレイ精度を維持する一方でリソグラフィ装置によって使用され得るＥＵＶ放射（および付随の赤外放射）の最大強度の計算も可能にし得る。
[000123] 図６、図７および図９から分かるように、リソグラフィ装置の基準温度にあるガスを基板Ｗに提供するために、冷却装置３１４は、基準温度より１０Ｋ以下である温度を有する必要があり得る。例えば、冷却装置は、２７５〜２８５Ｋの温度を有してよい。冷却装置３１４は、冷水が冷却装置に送られる水性の冷却システムを用いて冷却されてよい。冷水は冷却装置から熱を吸収し、その後冷却装置から出る。別の構成では、冷却装置３１４は、ペルチェ素子を用いて冷却されてよい。
[000124]さらなる別の構成では、冷却装置３１４は、ガスの流速を増加させ、それによってその温度を下げる狭窄を通るガス流によって冷却される。一実施形態では、ガスは２９５Ｋの温度を有するガス入口でガスチューブを入る。ガスチューブは、比較的広い直径を有しており、それによってガス流速は低い。さらに下流では、チューブの直径は減少され、第１熱交換器と熱接触する狭窄を形成する。狭窄の中では、ガス速度は高く、ガス温度はガス入口より実質的に低い（例えば、２７５Ｋ）。狭窄の中の低い温度により、ガスは第１熱交換器から熱（例えば、２８５Ｋの温度）を吸収する。狭窄の後、チューブ直径はまた増大し、より低いガス速度および初期温度より実質的に高い温度（例えば、３０５Ｋ）に繋がる。その後暖かいガスは、第２熱交換器の中を流れ、そこでリソグラフィ装置の基準温度（例えば、２９５Ｋ）の冷水によって冷却される。それによってガス温度を、例えば３０５Ｋから２９５Ｋへと減少させる。その後ガスは、再び第１熱交換器を通り、ガスを、例えば２９５Ｋから例えば２８５Ｋまで冷却する。したがって、ガスは、リソグラフィ装置の基準温度より低くかつ水の温度より低い温度になるよう冷却された。熱交換器は、冷却装置３１４を含んでよく、かつ冷却されたガスをパイプ３１０に提供するために使用してもよい（図４および図５を参照）。
[000125] 狭窄の直径は、高い流速を提供するために調節されてよい。約９Ｋの温度低下は、速度が音速であった場合に達成可能であってよい。長さ１０ｃｍおよび断面５×０．５ｍｍを有する平坦なチューブ、ならびに１８０ｍｂａｒの上流圧力および２０ｍｂａｒの下流圧力は、１００ｍｂａｒｌ／ｓの水素流速（例えば、リソグラフィ装置の開口部に供給される水素の流速）にて最後のセンチメートルでは約１０００ｍ／ｓガス速度および最初の９センチメートルではおおよそ３００ｍ／ｓを達成する。
[000126] 別の取り組みとして、狭窄を有する熱交換器を用いて開口部３０１に供給されるガスを直接冷却する代わりに、狭窄を有する熱交換器を用いて開口部に供給されるガスを間接的に冷却できる。例えば、熱交換器は、狭窄を有するパイプと熱接触しており、かつ開口部３０１への供給用のガスを運ぶために使用される別のパイプと熱接触していてよい。この取り組みの潜在的利点としては、これは異なるガスを狭窄内に送る自由を提供することである。約９Ｋの温度低下は、ガス速度が音速であった場合に達成可能であってよい。異なるガスは、例えば、水素より所定の流速に対してより大きい温度低下を提供する窒素または何らかの他のガスであってよい。窒素を用いることにより生じる潜在的利点は、不燃性であるため水素と比較してより安全に使用できることである。水素の不燃性質は、水素より高い圧力で使用できることを可能にし得る。他のガスを用いてもよい。
[000127] 冷却装置３１４を冷却するためにガス冷却装置を使用する場合、冷却装置の冷却度は、ガス冷却装置を介してガス流を調整することによって調整することができる。それに加えてまたは代替として、冷却度は、狭窄の大きさを制御することによって調整されてもよい。
[000128] 一実施形態では、ガスが小さい断面積を有する箇所から大きい断面積を有する箇所へと通る１つ以上の箇所は、四角の角部よりむしろ丸かどが設けられてよい。例えば、図４を参照すると、丸かどは、環状スリット３０６が開口部３０１へと開口する箇所に設けられてよい。さらなる例では、パイプ３１０が環状チャンバ３０８に接続される箇所に丸かどが設けられてよい。丸かどは、四角の角部より漸次的な断面積の遷移を提供することができ、それによって高速圧力低下による角に生じ得る望ましくない熱的効果を減少させる（丸かどは圧力低下をより漸次的にし得る）。これは、ガスへの熱の伝達を減少し得る。丸かどは、単に、四角の角部の丸い面取り (beveling)または緩やかなカーブであってよい。緩やかなカーブは広範囲に及んでよく、例えば、パイプ３１０の直径は環状チャンバ３０８の直径に対応する（または類似する）直径へと徐々に増大するように構成されてもよい。
[000129] 一実施形態では、バッフル（図示せず）は環状チャンバ３０８に設けられてよく、バッフルは、環状チャンバ内のガスの循環を促進し、それによって環状チャンバ内の圧力を均等にする。熱はガスからバッフルへと流れてよい。バッフルは、例えば、水性の冷却システムを用いて能動冷却されてよい。あるいは、バッフルは、例えば、バッフルとヒートシンクとの熱接触を確立することによって受動的に冷却されてよい。したがって、バッフルはガスを冷却してよく、それによって基板の加熱の量を減少させ、これはガスによってもたらされ得る（または開口部３０１における所望のガス温度を達成するために冷却装置３１４で必要とされる温度差を減少させる）。
[000130] 本発明の説明した実施形態は、リソグラフィ装置の基準温度で開口部３０１にガスを供給することに言及した。熱モデリングは、これが行われるところではガスによって基板Ｗのわずかの真発熱があり得ることが分かった。この理由のため、ガスは、リソグラフィ装置の基準温度より下の温度で開口部３０１に供給され得る（例えば、基準温度より０．５Ｋ未満低いまたは基準温度より０．２５Ｋ未満低い）。
[000131] 一実施形態では、開口部画定壁３０２の温度は、リソグラフィ装置の動作中に監視することができる。
[000132] 一実施形態では、開口部画定壁３０２の温度は、熱コントローラを用いて調整されてよい。開口部画定壁３０２の温度を調整するために用いてよい熱コントローラの一例を図１０に概略的に示している。熱コントローラは、一端で開口部画定壁３０２と熱接触しており、他端で温度制御装置４０２に接続されている熱パイプ４００を含む。温度制御装置４０２は、例えば、冷却装置であってよい。便宜上、他の図に示しているリソグラフィ装置の一部の部品は、図１０に示されていない。
[000133] 熱パイプ４００は、例えば、開口部画定壁３０２の外側を複数回巻いている（図１０に概略的に示す）。熱パイプ４００は、熱パイプを開口部画定壁に接着させることによって開口部画定壁３０２に固定されてよい。熱パイプ４００は、熱パイプが押し込まれ得る凹部を画定する開口部画定壁から突出するフランジまたは他の構造を提供することによって開口部画定壁３０２に固定されてよい。パイプは、熱パイプ４００が押し込まれ得る開口部画定壁に凹部を提供することによって開口部画定壁３０２に固定されてよい。熱パイプは開口部画定壁３０２の外側を複数回巻かれて示されているが、この場合は絶対的ではない。熱パイプは、任意の適切な方法で開口部画定壁３０２に接続されてよい。
[000134] 熱パイプ４００は、単一のエンティティであってよく、または熱パイプを形成するために１つ以上のコネクタを用いて一緒に接続された複数の熱パイプ部品を含んでもよい。例えば、図１０では、熱パイプは、コネクタ４０６によって接続される２つの熱パイプ部品４００ａおよび４００ｂから形成される。一緒に接続され得る複数の部品として熱パイプを提供することは、リソグラフィ装置における熱パイプのより簡単な設置を容易にし得る。
[000135] 温度制御装置４０２は、例えば、ペルチェクーラ、熱交換器または任意の他の適切な加熱または冷却装置であってよい。温度制御装置４０２は、制御システムＣＳによって制御されてよい。制御システムＣＳは、開口部３０１に供給されるガスの温度を制御するために使用されるものと同じ制御システムであってよい（図４を参照）。
[000136] 温度制御装置４０２は、リソグラフィ装置の真空筐体の外に配置されてよい。これは、真空システム壁４０４の開口部画定壁４００とは反対側にある温度制御装置４０２を示すことによって図１０に概略的に示している。様々な利点が、真空筐体の外側に温度制御装置４０２を提供することによって生じ得る。これらは、さらなる利用可能な空間、より簡単なサービスおよび真空適合コンポーネントを利用するための要件を必要としないことを含む。真空フィードスルーユニットを用いて真空システム壁４０４を通る熱パイプ４００の通路を容易にすることができる。適切な真空フィードスルーユニットが従来技術で開示されている。
[000137] 「熱パイプ」という単語は、熱伝導率および相転移の両方を用いて熱を伝達する熱伝達デバイスを意味していると解釈してよい。熱パイプ４００は、例えば、移動媒体が中に設けられる中空金属パイプを含んでよい。熱パイプは、ガスが中で流れることができかつ液体が流れることができるウィック(wick)構造を任意的に含んでよい。中空メタルパイプは、例えば、アルミから形成されてよい。熱パイプ４００内に使用される移動媒体は、例えば、アンモニア（ＮＨ３）であってよく、これは約−４０℃から約５０℃の動作温度の範囲を超える熱パイプでの使用に適している。任意の他の適切な移動媒体を熱パイプ４００内で使用してもよい。熱パイプ４００は、（例えば、金属の固体片の熱輸送容量と比較して）非常に大きい熱輸送容量を有してよい。この非常に大きい熱輸送容量は、温度制御装置４０２が開口部画定壁３０２からある程度離れて配置されることを可能とする。
[000138] 別の構成では、温度制御装置４０２は、リソグラフィ装置の真空筐体内に配置されてよい。
[000139] リソグラフィ装置の真空筐体内の熱パイプ４００の露光表面からの熱損失は低い場合がある。望ましい場合、熱損失は、熱パイプの適切なシールドを提供することによって減少されてよい。シールドは、例えば、放射シールドおよび／または分子伝導シールド装置を含んでよい。
[000140] 熱パイプ４００がリソグラフィ装置の真空筐体の外に延在する場合、熱パイプ４００の露光表面からの熱損失は高い場合がある。絶縁を用いて熱パイプ４００の露光表面からの熱損失を減少させることができる。
[000141] 熱パイプ４００の長さにより、一実施形態では、ポンプ（図示せず）を用いて熱パイプを通る流体を流れやすくさせてもよい。一実施形態では、重力を用いて熱パイプに沿った液体の流れを促進させるために傾斜していてもよい。
[000142] 開口部画定壁３０２の温度を直接調整することは、開口部３０１に供給されるガスの温度の調整を可能とする。この調整は、冷却装置３１４によるガスの冷却の代わりまたはそれに加えて行われてよい。
[000143] 図４では開口部画定壁３０２は単一のエンティティとして表されているが、一実施形態では、開口部画定壁は２つの別々のエンティティとして設けられてもよい。これらは、環状スリット３０６の頂部のところまで下方に延在する上側開口部画定壁、および環状スリットの底部のところまで上方に向かう下側開口部画定壁を含んでよい。上側および下側開口部画定壁が設けられるところでは、開口部画定壁は、互いから熱的に離れていてよい（または実質的に互いから熱的に離れている）。上側および下側開口部画定壁は、例えば、開口部確定壁を支持するプレートの上および下にそれぞれ固定されてよい。プレートには、開口部３０１と同じ大きさを有する開口部が設けられてよい。プレートは、アルミまたは何らかの他の金属から形成されてもよい。一実施形態では、セラミックリングがプレートの開口部に設けられてよく、上側および下側開口部画定壁は、プレートと直接接触しないようにセラミックリングに取り付けられてよい。
[000144] 一実施形態では、下側開口部画定壁の温度は、リソグラフィ装置の動作中、上側開口部画定壁の温度と異なっていてよく、これらの温度は、パイプ３１０の壁の温度または環状チャンバ３０８内の温度と異なり得る。熱的シャントまたは熱パイプが、例えば、下側開口部画定壁とパイプ３１０の壁の一部との間に提供されてよい。熱的シャントまたは熱パイプは、下側開口部画定壁を冷却し、それによって下側開口部画定壁によってもたらされ得るガスの加熱を減少させる。熱的シャントまたは熱パイプは、装置の他の部分間に設けられてよい。熱的シャントは、例えば、約３ｍの断面対長さの比率を有する（例えば、断面１．２ｃｍ２および長さ５ｃｍ）アルミビームを含んでよい。
[000145] 制御システムＣＳは、上述したあらゆるパラメータを考慮に入れてよく、例えば、冷却装置３１４の温度、開口部画定壁３０２の温度、基板テーブルＷＴの温度、基板Ｗの温度、ガスの流速、ガスの熱容量、および下方に移動して開口部３１０から外に出るガスの一部を含む。
[000146] 開口部画定壁３０２と投影システム壁３１２および３１３との接続は図では垂直であるが、接続は任意の形状を有していてよい。開口部画定壁３０２の外側は、例えば、任意の形状を有していてよい。
[000147] 本発明の図示した実施形態は、ＥＵＶ放射ビーム２８の形状に実質的に合う傾斜内面３０４を有する開口部画定壁３０２を含む（図８を参照）。この形状は、ＥＵＶ放射ビームを遮断することなく良好な汚染抑制を提供するという利点を提供することができる。しかしながら、本発明の実施形態が傾斜壁を含むことは絶対的ではなく、本発明の実施形態は、何らかの他の形状を有する壁を有してもよい。
[000148] 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、本明細書記載のリソグラフィ装置が、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ことが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「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」という用語と同義であるとみなしてよい。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プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用さ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。
[000149] 「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、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。
[000150] 「ＥＵＶ放射」という用語は、５〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内、あるいは、例えば６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといったように５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射を包含しているとみなしてよい。
[000151] 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、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。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てもよい。

Claims (20)

  1. 基板を保持する基板テーブルと、
    開口部を通りかつ前記基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影する投影システムと、
    前記開口部内に出口を有する導管であって、ガスを前記開口部に供給する導管と、
    制御システムによって制御される冷却装置であって、前記開口部から前記基板に移動するガスが前記基板に入射したときに前記ガスが所定の温度を有するように前記ガスを冷却する、冷却装置と、
    前記基板上に投影されたパターンのオーバーレイを測定するメトロロジ装置と、を含み、
    前記制御システムは、前記メトロロジ装置からの出力に基づいて前記ガスの前記所定の温度の調整を決定する、リソグラフィ装置。
  2. 基板を保持する基板テーブルと、
    開口部を通りかつ前記基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影する投影システムと、
    前記開口部内に出口を有する導管であって、ガスを前記開口部に供給する導管と、
    制御システムによって制御される冷却装置であって、前記開口部から前記基板に移動するガスが前記基板に入射したときに前記ガスが所定の温度を有するように前記ガスを冷却する、冷却装置と、を含み、
    前記出口は環状スリットであり、前記環状スリットの角は丸い、リソグラフィ装置。
  3. 基板を保持する基板テーブルと、
    開口部を通りかつ前記基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影する投影システムと、
    前記開口部内に出口を有する導管であって、ガスを前記開口部に供給する導管と、
    制御システムによって制御される冷却装置であって、前記開口部から前記基板に移動するガスが前記基板に入射したときに前記ガスが所定の温度を有するように前記ガスを冷却する、冷却装置と、を含み、
    前記導管は、前記開口部の周りに延在する環状チャンバを含み、前記環状チャンバ内にバッフルが設けられており、前記バッフルは熱シンクおよび／または能動冷却装置に接続される、リソグラフィ装置。
  4. 基板を保持する基板テーブルと、
    開口部を通りかつ前記基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影する投影システムと、
    前記開口部内に出口を有する導管であって、ガスを前記開口部に供給する導管と、
    制御システムによって制御される冷却装置であって、前記開口部から前記基板に移動するガスが前記基板に入射したときに前記ガスが所定の温度を有するように前記ガスを冷却する、冷却装置と、
    一端で前記開口部の壁に接続されかつ他端で温度制御装置に接続された熱パイプと、を含む、リソグラフィ装置。
  5. 基板を保持する基板テーブルと、
    開口部を通りかつ前記基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影する投影システムと、
    前記開口部内に出口を有する導管であって、ガスを前記開口部に供給する導管と、
    制御システムによって制御される冷却装置であって、前記開口部から前記基板に移動するガスが前記基板に入射したときに前記ガスが所定の温度を有するように前記ガスを冷却する、冷却装置と、
    前記基板の赤外放射反射率を測定する測定装置と、を含み、
    前記制御システムは、前記基板の測定された赤外反射率を考慮に入れるように前記所定のガス温度の調整を決定する、リソグラフィ装置。
  6. 前記所定の温度は、前記リソグラフィ装置の基準温度である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  7. 前記所定の温度は、前記リソグラフィ装置の基準温度より低い、請求項１〜５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  8. 前記冷却装置は、前記ガスの前記温度を前記リソグラフィ装置の前記基準温度より少なくとも５Ｋ低く冷却する、請求項６または７に記載のリソグラフィ装置。
  9. 前記開口部は、前記投影システムの壁に接続された開口部画定壁によって画定されており、前記開口部画定壁と前記投影システムの前記壁との間にギャップおよび／または絶縁材料が設けられている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  10. 前記導管はパイプを含んでおり、ギャップおよび／または絶縁材料は前記パイプと前記投影システムの前記壁との間に設けられている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  11. 投影システム内の開口部を通って基板上にパターン付き放射ビームを投影することと、
    前記開口部内に出口を有する導管を介して前記投影システム内の前記開口部にガスを供給することと、
    前記ガスが前記開口部を通過した後に前記基板に入射したときに前記ガスが所定の温度を有するように冷却装置を用いて前記ガスを冷却することと、を含み、
    前記投影システム内の前記開口部は、前記投影システムの壁に接続された開口部画定壁によって画定されており、前記開口部画定壁と前記リソグラフィ装置の他の部分との間の熱伝導は、前記ガスの単位時間当たりの熱容量の半分より少ない、デバイス製造方法。
  12. 投影システム内の開口部を通って基板上にパターン付き放射ビームを投影することと、
    前記開口部内に出口を有する導管を介して前記投影システム内の前記開口部にガスを供給することと、
    前記ガスが前記開口部を通過した後に前記基板に入射したときに前記ガスが所定の温度を有するように冷却装置を用いて前記ガスを冷却することと、
    前記基板上に投影されたパターンのオーバーレイを測定して、前記オーバーレイの測定値に基づいて前記ガスの前記所定の温度の調整を決定することと、を含む、デバイス製造方法。
  13. 投影システム内の開口部を通って基板上にパターン付き放射ビームを投影することと、
    前記開口部内に出口を有する導管を介して前記投影システム内の前記開口部にガスを供給することと、
    前記ガスが前記開口部を通過した後に前記基板に入射したときに前記ガスが所定の温度を有するように冷却装置を用いて前記ガスを冷却することと、を含み、
    前記出口は環状スリットであり、前記環状スリットの角は丸い、デバイス製造方法。
  14. 投影システム内の開口部を通って基板上にパターン付き放射ビームを投影することと、
    前記開口部内に出口を有する導管を介して前記投影システム内の前記開口部にガスを供給することと、
    前記ガスが前記開口部を通過した後に前記基板に入射したときに前記ガスが所定の温度を有するように冷却装置を用いて前記ガスを冷却することと、を含み、
    前記導管は、前記開口部の周りに延在する環状チャンバを含み、前記環状チャンバ内にバッフルが設けられており、前記バッフルは熱シンクおよび／または能動冷却装置に接続される、デバイス製造方法。
  15. 投影システム内の開口部を通って基板上にパターン付き放射ビームを投影することと、
    前記開口部内に出口を有する導管を介して前記投影システム内の前記開口部にガスを供給することと、
    前記ガスが前記開口部を通過した後に前記基板に入射したときに前記ガスが所定の温度を有するように冷却装置を用いて前記ガスを冷却することと、を含み、
    熱パイプの一端が前記開口部の壁に接続され、前記熱パイプの他端が温度制御装置に接続される、デバイス製造方法。
  16. 投影システム内の開口部を通って基板上にパターン付き放射ビームを投影することと、
    前記開口部内に出口を有する導管を介して前記投影システム内の前記開口部にガスを供給することと、
    前記ガスが前記開口部を通過した後に前記基板に入射したときに前記ガスが所定の温度を有するように冷却装置を用いて前記ガスを冷却することと、
    前記基板の赤外放射反射率を測定して、前記基板の測定された赤外反射率を考慮に入れるように前記所定のガス温度の調整を決定することと、を含む、デバイス製造方法。
  17. 前記所定の温度は、前記リソグラフィ装置の基準温度である、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のデバイス製造方法。
  18. 前記所定の温度は、前記リソグラフィ装置の基準温度より低い、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のデバイス製造方法。
  19. リソグラフィ装置で用いるダクトであって、前記ダクトは冷却ガスの流れを前記ダクトの開口部に提供するように構成され、使用中、前記開口部は前記リソグラフィ装置の基板テーブルに面し、前記ダクトはダクト画定壁の傾斜内面によって前記開口部を形成し、前記ダクトは、
    前記傾斜内面に形成されかつ前記ダクトを横切る平面に環状周囲を有する環状スリットと、
    前記環状スリットに接続された環状チャンバであって、ガスを前記環状チャンバに供給するためのパイプを収容する入口を含む環状チャンバと
    を含み、
    前記環状スリットは、前記環状スリットの前記周囲に沿って変動する前記ダクトを横切る前記平面に対して実質的に垂直な方向に沿ったスリット幅を有し、前記スリット幅変動は、前記開口部の中に実質的に均一なガスの流れ場を提供する、ダクト。
  20. リソグラフィ装置で用いるダクトであって、前記ダクトは冷却ガスの流れを前記ダクトの開口部に提供するように構成され、使用中、前記開口部は前記リソグラフィ装置の基板テーブルに面し、前記ダクトはダクト画定壁の傾斜内面によって前記開口部を形成し、前記ダクトは、
    前記傾斜内面に形成されかつ前記ダクトを横切る平面に環状周囲を有する環状スリットと、
    前記環状スリットに接続された環状チャンバであって、ガスを前記環状チャンバに供給するためのパイプを収容する入口を含む環状チャンバと
    を含み、
    ガスを供給するための前記パイプから出るガス流は、前記環状スリットの前記周囲に沿った方向に誘導される、ダクト。
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