JP6034972B2 - レチクル加熱を均一に保つレチクルヒータ - Google Patents

Description

関連出願への相互参照
[0001] 本願は、２０１２年９月２５日に出願した米国仮出願第６１／７０５，４２６号の優先権を主張し、その全体を本願に参考として組み込む。

[0002] 本開示は、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。

[0003] 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。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

[0004] 当該技術分野では、露光光の吸収によるレチクルの加熱によって問題が生じる。露光中のレチクルのクロム層および／またはレチクル本体における露光光の吸収によって生じ得るレチクル加熱に関する問題を回避するシステムを有することが望ましい。

[0005] 本発明の一態様によると、パターニングデバイスの露光前とパターニングデバイスの露光中とのうちの少なくとも１つにおいて、パターニングデバイスを加熱するために複数の放射ビームを生成するように構成された複数の放射源と、パターニングデバイスにわたって一定の温度プロファイルを保つことによってパターニングデバイスにおいて所望の熱パターンを生成するために、パターニングデバイスの動作中に放射ビームと実質的に垂直である平面と時間とのうちの少なくとも１つで複数の放射源からの放射の強度を変調するコントローラとを備える、光学的加熱システムが提供される。

[0006] ある実施形態では、放射源からそれぞれの放射ビームを受けかつ放射ビームをパターニングデバイスに供給するように構成された複数の光学系と、パターニングデバイスの温度分布を決定する熱センサアレイとが提供される。

[0007] さらなる実施形態では、複数の抵抗加熱源のうちの各抵抗加熱源は、パターニングデバイスの露光前とパターニングデバイスの露光中とのうちの少なくとも１つにおいて、印加した電圧または電流に応答して熱を生成しかつ熱をパターニングデバイスに供給するように構成される。制御システムは、電流および／または電圧を抵抗加熱源のうちの少なくとも１つに提供するように構成される。制御システムは、パターニングデバイスにわたって一定の温度プロファイルを保つことによってパターニングデバイスにおいて所望の熱パターンを生成するために、パターニングデバイスの動作中に放射ビームと実質的に垂直である平面と時間とのうちの少なくとも１つで複数の抵抗加熱源からの放射の強度を変調するように構成される。

[0008] さらなる実施形態では、リソグラフィ装置が開示される。リソグラフィ装置は、照明システムと、サポートと、パターニングデバイスと、加熱デバイスと、基板テーブルと投影システムとを備える。照明システムは、放射ビームを調整するように構成される。サポートは、パターニングデバイスを支持するように構築される。パターニングデバイスは、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成するように構成される。加熱デバイスは、空間依存する加熱プロファイルをパターニングデバイスに取り込むように構成される。基板テーブルは基板を保持するように構築され、投影システムはパターン付き放射ビームを基板のターゲット部分上に投影するように構成される。

[0009] コントローラは、さらに、パターニングデバイスの感知された熱分布とパターニングデバイスを出入りする熱流束がバランスをとる熱パターンとのうちの少なくとも１つに基づいて複数の放射源の放射の強度を変化させるように構成されてよい。

[0010] さらなる特徴および利点、ならびに様々な実施形態の構造および動作を、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。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き、当業者には追加の実施形態が明白になるであろう。

[0011] 本明細書に組み込まれかつ本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を図示し、さらに、記述とともに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるように役立つ。
[0012] 図１は、本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0013] 図２は、ある実施形態によるレチクル加熱を含む例示的なシステムの概略図を提供する。 [0014] 図３は、ある実施形態によるレチクル加熱を含む例示的なシステムのトップダウン図を示す。 [0015] 図４は、ある実施形態による熱センサアレイを含むさらなる例示的なシステムを示す。 [0016] 図５は、ある実施形態による、露光中のレチクルステージ上のレチクルを結果として生じる熱プロファイルの形成とともに概略的に示す。 [0017] 図６は、ある実施形態による定常熱プロファイルの形成を示す。 [0018] 図７は、ある実施形態によるレチクル予熱器システムを示す。 [0019] 図８は、ある実施形態による、予熱器におけるレチクルの定常熱プロファイルの形成を示す。 [0020] 図９は、ある実施形態による、熱ヒータの空間分布を含むさらなる例示的なシステムを示す。 [0021] 図１０は、ある実施形態による、ヒータアレイを有するシステムを用いる複雑な熱プロファイルの形成を示す。

[0022] 添付の図面を参照して実施形態を以下に説明する。図面では、通常、同様の参照番号は同一または機能的に類似する要素を示す。さらに、参照番号の最も左側の（１つ以上の）桁は、通常、参照番号が最初に現れた図面を識別する。

[0023] レチクル加熱に関する問題を回避する実施形態を含むリソグラフィ装置およびデバイス製造方法を開示する。

[0024] 明細書中の「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的な実施形態」等への言及は、説明される実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含み得ることを示すが、必ずしもすべての実施形態がその特定の特徴、構造、または特性を含んでいなくてもよい。また、かかる表現は、必ずしも同じ実施形態を指すものではない。また、特定の特徴、構造、または特性がある実施形態に関連して説明される場合、かかる特徴、構造、または特性を他の実施形態との関連においてもたらすことは、それが明示的に説明されているか否かにかかわらず、当業者の知識内のことであると理解される。以下の詳細な説明は、例示的な実施形態を示す添付の図面を参照する。詳細な説明は、制限を意図したものではなく実施形態の範囲は添付の特許請求の範囲によって定義される。

[0025] 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している。このリソグラフィ装置は、
・放射ビーム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）ＭＡを支持するように構築され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置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築され、かつ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。

[0026] 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。

[0027] サポート構造は、パターニングデバイスの重量を支える。サポート構造は、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。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。

[0028] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを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。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャまた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内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。

[0029] 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。

[0030] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。

[0031] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、上述のプログラマブルミラーアレイを採用しているもの、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。

[0032] 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。

[0033] また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体（例えば水）によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。また、リソグラフィ装置内の別の空間（例えば、マスクと投影システムとの間）に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。

[0034] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射を受ける。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。

[0035] 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ＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。

[0036] 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。マスクＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）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（図１ａには明示的に示されていない）を使い、例えば、マスクライブラリから機械的に取り出した後またはスキャン中に、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。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２ポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。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。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。

[0037] 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。

[0038] １．ステップモードにおいては、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。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。

[0039] ２．スキャンモードにおいては、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）。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。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。

[0040] 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、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。

[0041] 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。

[0042] 以下の考察では、ロットの露光中のレチクルのクロム層および／またはレチクル本体における露光光の吸収によって生じ得るレチクル加熱に関する問題を回避する実施形態を示す。吸収される熱の量は、レチクルの透過度による。能動的なレチクル冷却が適用されない場合、レチクル温度は周囲温度に対してほぼ６℃上昇することができる。

[0043] 光がレチクルによって吸収されるにつれて、熱応力および熱膨張が生じ得る。熱勾配および熱応力は、一般的なレチクルのクォーツ材料の比較的低い熱伝導率によって生じ得る。そのような応力は、レチクルは一般的にクランプされるという事実により局所的なレチクル変形へと繋がり得る。この変形の一部は、スキャンレンズ要素の使用を介して修正することができる。しかしながら、そのような状況であっても、修正不可能なエラーが残り得る。残りのエラーは、極端なオーバーレイ仕様を有する将来的なシステムには大きく過ぎることがある。したがって、レチクル加熱に関連するそのような問題を回避する新しい実施形態が望ましい。

[0044] 第１実施形態の方法では、通常露光光と接触しない部分のレチクルに熱が加えられる。このようにして、露光工程が進むにつれてレチクル全体がゆっくりと暖かくなることができる。このようにして、熱勾配、熱応力および熱変形を最小限にすることができる。結果的に、赤外（ＩＲ）光が、通常露光光と接触しない１つ以上の領域において、スキャン中および露光中にレチクルの表面上に取り込まれる。ＩＲ光の強度は、時間および空間で変調することができ、それによって正確な量の熱をレチクルの所望の配置上に取り込むことができる。

[0045] レチクル全体を均一に加熱させることにより、熱勾配は減少する。しかしながら、熱応力は、レチクルは一般的にクランプされるという事実によってまだ発生し得る。これらの応力は、レチクルをアンクランプさせてレチクルを緩めることによって周期的に緩和することができる。このように応力を緩和させる際、必要に応じてレチクルを再びクランプおよび位置合わせすることができる。

[0046] この方法は、レチクルにおける温度分布がほぼ均一の空間分布を有するように保つことを可能にする。そのような温度分布では、結果として生じるレチクル変形は、例えばレンズマニピュレータを含む複雑なシステムを用いずに普通に修正することができる単純な拡大を含む。あらゆる残りの小さな不均一な熱分布（および対応する不均一な熱膨張／変形）は、既存のレチクル加熱の解決策によって補償することができる。

[0047] 約１５００ｎｍ、２０００ｎｍ以上の波長を有するＩＲ光は、一般的なレチクルのクォーツ材料に吸収されることができ、したがって、本発明の様々な実施形態で使用して熱を生成することができる。この方法の一つ利点は、イメージング領域の外のアブゾーバ（例えば、Ｃｒ層）の存在に依拠しないということである。

[0048] 光学的加熱システムは、パターニングデバイスの露光前とパターニングデバイスの露光中とのうちの少なくとも１つにおいて、パターニングデバイスを加熱するために複数の放射ビームを生成するように構成された複数の放射源と、パターニングデバイスにわたって一定の温度プロファイルを保つことによってパターニングデバイスにおいて所望の熱パターンを生成するために、パターニングデバイスの動作中に放射ビームと実質的に垂直である平面と時間とのうちの少なくとも１つで複数の放射源からの放射の強度を変調するコントローラとを備える。

[0049] ある実施形態では、放射源からそれぞれの放射ビームを受けかつ放射ビームをパターニングデバイスに供給するように構成された複数の光学系と、パターニングデバイスの温度分布を決定する熱センサアレイとが提供される。

[0050] コントローラは、さらに、パターニングデバイスの感知された熱分布とパターニングデバイスを出入りする熱流束がバランスをとる熱パターンとのうちの少なくとも１つに基づいて複数の放射源の放射の強度を変化させるように構成されてよい。

[0051] ある実施形態では、放射源は、ＩＲ光をレチクル表面上の多数の位置に運ぶために複数のレーザを含むことができる。さらなる実施形態では、単一の高出力レーザを使用することができる。単一レーザの実施形態では、必要に応じてビームスプリッタおよび光スイッチを用いて多数の光ビームを生成してＩＲ光を供給することができる。レーザ光を、レーザ源から光ファイバを介してレチクルに運ぶことができ、かつミラーまたは光スイッチを用いてレチクル表面上の様々な位置に誘導することができる。

[0052] 図２は、ある実施形態による例示的なシステム２００の概略図を提供する。この例では、光ファイバ２０２は、レーザ（図示せず）からの光を、ビーム２０６を投影／合焦するように構成された光学系２０４へと運び、さらにミラー２０８（または他の光デバイス）を介してレチクル２１０上へと運ぶ。ＩＲ放射の一部は、レチクル２１０の頂面２１２上で吸収される。吸収された放射は熱を生成する。ミラー２０８および光学系２０４を、イルミネータの固定フレーム（「固定ワールド」）２１４に設置することができる。

[0053] レチクルステージ／チャック２１６は、レチクル２１０を、イメージをレチクル上で露光するために使用される露光ビーム２１８の下に移動することができる。露光ビーム２１８は、レチクルの底にあるクロム層２２０に吸収されることができる。

[0054] ＩＲレーザは、ビーム２０６が必要とされているところのみ、例えばイメージ領域の外のみでエネルギー２１２を取り込むように変調することができる。レーザ光を様々な方法で変調することができる。例えば、オン／オフ変調に加えて、パルスごとのパルス幅および強度を、より正確なエネルギー制御を提供するために変調することができる。

[0055] ビーム２０６は、望ましい量のエネルギー（熱）を特定のレチクルの吸収プロファイルに応じて取り込めるように、位置、強度および変調に関して制御することができる。そのようなビームは、透過データおよびモデルを用いて較正または推定することができる。動的制御は、レチクルステージ２１６において既存の熱センサを用いる露光／加熱プロセス中のフィードバックを用いて得ることもできる。

[0056] 図３は、図２を参照して上記されたシステム３００の実施形態のトップダウン図を示す。この実施形態では、平行ビーム３０２を個別に変調することができる。レンズアレイ３０４を用いてビーム３０２を、ミラー（図示せず）を介してレチクル３０６に誘導することができる。露光中、ビーム２１８は、レチクルのクロム２２０層に部分的に吸収されることによってレチクルを加熱する。

[0057] 図３に示すようなシステム３００では、ビームは、ＩＲビーム３０８がクロム層２２０の外側の領域３０６を照らすようにオンになりかつクロム層２２０の上の領域３１０および３１２ではオフになるように個別に制御することができる。このようにして、イメージの外側の領域３０６のみがＩＲ光によって露光され、結果的に加熱される。

[0058] ＩＲ光の強度は、例えば１９３ｎｍの露光ビーム２１８の結果により露光領域の外側の加熱量がパターン領域の中の加熱と同じになるようにコントローラ（図示せず）によって選択および制御することができる。

[0059] 熱センサアレイは、露光中または露光間にレチクル上の各位置の温度を監視するように構成することができる。これらの熱測定値によって提供される情報は、各ＩＲビームの強度を制御してレーザコントローラ（図示せず）によって熱勾配を正確に修正するために使用することができる。

[0060] 図４は、熱センサ４０２アレイを含むさらなる例示的なシステム４００を示す。この実施形態では、熱センサ４０２アレイは、ミラー４０６を介してレチクル表面から反射した光４０４に基づいてレチクル２１０の温度を監視する。この実施形態では、熱センサは、レチクルを加熱するために使用されるＩＲ光２０６がセンサ４０２に到達しないように位置決めされる。

[0061] 加熱のために使用されるＩＲレーザは、制御システムを介してセンサによって制御（例えば、変調および同期）することができる。あるいは、センサは、ＩＲ加熱レーザがオンではないときだけ起動することができる。フィードバックループ（図示せず）は、スキャン中にＩＲレーザおよびセンサを調整するために提供してもよい。

[0062] さらなる実施形態では、熱を除去するために冷却機構を設けることができる（例えば、「エアシャワー」）。そのような冷却機構の使用は、レチクルの最終温度が高すぎないことを確実にするために採用することができる。

[0063] さらなる実施形態では、レチクル「予熱器」は、初期の熱プロファイル（または「フィンガープリント」）でレチクルをインプリントするために採用することができる。これは、ステージ上のレチクルからの熱損失を模倣する環境を作り出すダミーステージにレチクルをロードすることによって行うことができる。その後レチクルは、空間温度プロファイルを生成するようにｘおよびｙでプログラム可能である加熱要素の空間分布を有する２Ｄヒータによって加熱することができる。熱プロファイルは、露光から結果的に生じる温度パターンに対応するように選択できる。一度加熱されると、レチクルはその後短時間内（例えば６０秒内）にレチクルステージに運ばれてよい。これはレチクルの中の熱の小さいシフトをもたらし得る。しかしながら、一度露光が開始すると、熱パターンは安定したままである（なぜなら、熱プロファイルは、露光によって生じる定常熱パターンに対応するように選択されるからである）。この方法を用いて、一定の時間で熱分布を確立することができ、それによってスキャンレンズ要素を含むものなどの複雑な修正機構を不要にする。

[0064] 図５は、露光中のレチクルステージ上のレチクル５０２を結果として生じる熱プロファイル５０８の形成とともに概略的に示す。レチクル５０２はチャック５０４上に位置決めされ、露光光５０６はクロムパターンでレチクルを加熱する。これはレチクルの加熱をもたらす。ペリクルフレーム５１２およびペリクル５１４で囲まれた体積も加熱される。

[0065] 図６は、レチクルを長い間露光した後に生じる定常状態６００を示す。露光によって生成された熱６０２は、レチクルを通して拡散する。放射および対流６０４は、レチクルから熱を除去することによって生じる。一部の熱６０６はクランプを通って流れてもよい。熱流入は、システムから出る熱流束によってバランスを保つ。レチクルにおいて結果的に生じる熱分布は、通常、連続的露光ではあまり変化しない。

[0066] 図７は、（レチクルヘッドまたは「タレット(Turret)」上の）レチクルの上に配置された例示的な予熱器７００を示す。予熱器７００はレチクル７０４の上に配置されたヒータ７０２を含む。この例では、レチクルはダミークランプ７０６上にある。これらのクランプの主な目的は、レチクルが実際のレチクルステージクランプで経験する熱伝導率を概算するということである。レチクルの上および下の気流７０８および７１０は、レチクルがレチクルステージの上での露光中に経験する流れを模倣する。これらの気流は、露光中のレチクルステージの環境をシミュレートすることに寄与する。

[0067] ヒータ７０２は、およそ１９３ｎｍ（例えば、２４０ｎｍＬＥＤ）の波長を生成する２Ｄ光アレイを含む。そのような波長の光は、クロムパターンによって吸収されてよい。あるいは、ＩＲ ＬＥＤまたはレーザは、２Ｄ熱パターンを生成するために使用することができる。２ミクロン波長のＩＲ放射は、クォーツに直接吸収される。そのような吸収によって、熱はクロムパターンとともにレチクルの上で吸収されてもよい。この方法は、クロムパターンの空間分布について何も仮定する必要がないということに関して利点を有する。

[0068] ヒータ７０２は、個別の光源の強度を制御することによって空間依存する熱パターンを生成するように構成されてよい。強度７１４および７１６は、イメージ領域の上の強度７１２より低くなるように選択することができる。これによって熱は、熱がイメージ領域から露光領域の外側の周囲へと拡散するのを待つ（長時間の場合がある）のではなく必要とされているところにレチクルに直接取り込むことを可能にする。

[0069] 図８は、熱平衡が確立された後の予熱器におけるレチクルの状態８００を示す。多少の加熱の後、レチクルにおいて熱プロファイル８０２を確立することができる。この熱プロファイルは、レチクルを出入りするバランスを保った熱流束による長期間の露光の後に作り出されるものにほぼ対応する。

[0070] 所望の熱プロファイルを測定、較正およびモデリングを介して決定することができる。設けられた温度プロファイルから生じるレチクルパターンに対する所要の修正も、測定、較正およびモデリングによって決定することができる。理論モデルは、入力としてレチクルの測定された光学性質を含んでよい。そのような光学性質は、小さいイメージ領域およびスポットセンサでレチクルをスキャンすることによって得られる光の測定された吸収および透過を含むことができる。

[0071] 図９は、熱ヒータの空間分布を含むさらなる実施形態９００を示す。この例では、ヒータは抵抗要素であってもよい。この実施形態では、プレート（例えば、ＰＣＢボード）は、等距離にある水平９０２および垂直９０４の相互接続を含んでよい。小さい表面実装レジスタ９０６のうちの各々は、垂直９０４の相互接続および水平９０２の相互接続のうちの１つに接続されてよい。全ての垂直の相互接続は、片側の電圧供給に接続され、かつ個別にスイッチをオン９０８またはオフ９１０にすることができる。

[0072] 同様に、水平線のスイッチをオン９１２およびオフ９１４することができる。このヒータアレイは、予熱される必要があるレチクルの上に配置されてよい。レチクルイメージパターンは一般的に長方形であるため、所望の熱パターンを生成するために電力供給に接続される水平および垂直の相互接続の適切なグループを単に選択する問題であるに過ぎない。このようにして、低い解像度の「熱イメージ」を生成することができる。図９では、ヒータの左下部は「オン」であり残りは「オフ」であるので、「高温」のレジスタの上の部分（左下の長方形の領域９１６）のみが加熱される。そのような単純なスキームにより、長方形のイメージ領域を均一に加熱することができる。

[0073] レジスタは通常長寿命であるため、そのような実施形態はロバストであることが期待される。いくつかのレジスタが故障しても、熱「孔」の発生は結果的に大きな問題とならない。結果として生じる「孔」を補償することに関する熱時定数は非常に短いので、最終的な結果は無視することができる。当然のことながら、システムは、各ノードに対して２つ（以上）の並列のレジスタを用いることによってより信頼性を高めることができる。そのため、１つが故障すると、熱源の半分は残る。

[0074] 本明細書中に開示した実施形態のための制御システムを実施するのはかなり単純である。当業者には明らかになるように、１つ以上のドライバを使用し、スイッチを標準のデジタルロジックで実施することができる。

[0075] 図１０は、図９の熱アレイなどのシステムを用いた複雑な熱プロファイルの形成を示す。例えば、特定のレチクルが不均一な光学性質（すなわち、透過および吸収）を有すると仮定する。図１０は、レチクルが７５％吸収を有する領域１００２（右上）および２５％吸収を有する残りの領域１００５を有する状態１０００を示す。この例では、領域１００２は領域１００４の３倍の熱吸収を経験する。この不均一な加熱プロファイルは、多数の多重化「熱イメージ」１００６および１００８を用いて補償することができる。この例では、熱イメージ１００６は１／３の時間オンされ、熱イメージ１００８は２／３の時間オンされる。対応する熱レジスタアレイパターンを、１０１０および１０１２のそれぞれで概略的に示している。

[0076] より精巧なパターンを、アレイをより多くの長方形のパターンに分割することによって生成することができる。ＬＣＤディスプレイで行われるように、さらなる実施形態はレジスタごとにドライバを含むことができる。そのような実施形態のさらなる利点は、高精度である必要はないエッジの配置に関するということである。高い空間周波数エラー（例えば、紛失したレジスタによって生じた）は小さい時定数で拡散するため、低い解像度で十分である。

[0077] 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。

[0078] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[0079] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[0080] 「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。

[0081] 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。

[0082] 「発明の概要」および「要約書」の項は、発明者が考える本発明の１つ以上の例示的実施形態を記載できるがそのすべては記載できないため、本発明および添付の特許請求の範囲を決して限定するものではない。

[0083] 特定の機能およびそれらの関係の実施態様を示す機能ビルディングブロックを使用して本発明の実施形態について説明した。本明細書においては、これらの機能ビルディングブロックの境界は、説明の便宜上、任意に画定されている。特定の機能およびそれらの関係が適切に実施される限り、代替境界を画定することも可能である。

[0084] 特定の実施形態についての上記説明は、本発明の一般的な性質を余すところなく開示しており、したがって当業者は、当分野における知識を適用することにより、過度の実験作業を必要とすることなく、また、本発明の一般概念から逸脱することなく、様々な用途のためにこのような特定の実施形態に容易に修正を加え、および／または適合させることができる。したがって、このような適合および修正は、開示されている実施形態の、本明細書において示されている教示および手引きに基づく同等物の意味および範囲内に含まれることが意図されている。本明細書における表現または用語は、説明を目的としたものであって本発明を限定するためのものではなく、したがって本明細書の用語または表現は、当業者によって、教示およびガイダンスに照らして解釈されるべきものであることを理解されたい。

[0085] 本発明の広さおよび範囲は、上述したいずれの例示的実施形態によっても限定されず、唯一添付の特許請求の範囲およびそれらの同等物によってのみ定義されるものとする。

Claims (24)

1. 温度プロファイルをパターニングデバイスにインプリントする予熱器と、
   前記パターニングデバイスの露光中に前記パターニングデバイスを加熱するために複数の放射ビームを生成する複数の放射源と、
   前記パターニングデバイスの露光中に前記パターニングデバイスにわたって前記温度プロファイルを一定に保つことによって前記パターニングデバイスにおいて所望の熱パターンを生成するために、前記パターニングデバイスの動作中に前記放射ビームと実質的に垂直である平面と時間とのうちの少なくとも１つで、前記パターニングデバイスを出入りする熱流束がバランスをとる熱パターンに基づいて、前記複数の放射源からの放射ビームの強度を変調するコントローラと、を備える、加熱システム。
2. 前記複数の放射源は赤外レーザを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記複数の放射源からの選択された源は個別に制御可能である、請求項１に記載のシステム。
4. 前記放射源からそれぞれの前記放射ビームを受けかつ前記放射ビームを前記パターニングデバイスに供給する複数の光学系と、
   前記パターニングデバイスの温度分布を決定する熱センサアレイと、をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
5. フィードフォワードおよびフィードバックシステムのうちの少なくとも１つを含む制御システムをさらに備え、
   前記制御システムは、前記パターニングデバイスの空間温度分布を制御するように前記熱センサおよび前記放射源の動作を制御する、請求項４に記載のシステム。
6. 前記複数の放射源は、前記放射ビームを二次元空間分布の形態で供給する、請求項１に記載のシステム。
7. 二次元分布は、前記パターニングデバイス上のクロムパターンの外側の領域のみに前記放射ビームを供給するように構成される、請求項６に記載のシステム。
8. 抵抗型加熱システムであって、
   複数の抵抗加熱源であって、各抵抗加熱源は、パターニングデバイスの露光前と前記パターニングデバイスの露光中とのうちの少なくとも１つにおいて、印加した電圧または電流に応答して熱を生成しかつ前記熱を前記パターニングデバイスに供給する、複数の抵抗加熱源と、
   電流および／または電圧を前記抵抗加熱源のうちの少なくとも１つに提供する制御システムと、を備え、
   前記制御システムは、前記パターニングデバイスにわたって一定の温度プロファイルを保つことによって前記パターニングデバイスにおいて所望の熱パターンを生成するために、前記パターニングデバイスの動作中に放射ビームと実質的に垂直である平面と時間とのうちの少なくとも１つで、前記パターニングデバイスを出入りする熱流束がバランスをとる熱パターンに基づいて、前記複数の抵抗加熱源からの放射の強度を変調する、抵抗型加熱システム。
9. 前記複数の抵抗加熱源の各々は、電圧または電流源に接続された１つ以上のレジスタを含む、請求項８に記載のシステム。
10. 前記複数の抵抗加熱源からの選択された源は個別に制御可能である、請求項８に記載のシステム。
11. 前記パターニングデバイスの温度分布を決定する熱センサアレイをさらに備える、請求項８に記載のシステム。
12. 前記制御システムはフィードフォワードおよびフィードバックシステムのうちの少なくとも１つを含み、
    前記制御システムは、前記パターニングデバイスの空間温度分布を制御するように前記熱センサおよび前記抵抗加熱源の動作を制御する、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記制御システムは、露光光の存在下で前記パターニングデバイスによって得られる定常温度分布に近づけるように前記パターニングデバイスの前記空間温度分布を制御する、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記複数の抵抗加熱源は、熱を二次元分布の形態で供給する、請求項８に記載のシステム。
15. 前記二次元分布は、前記パターニングデバイス上のクロムパターンの外側の領域のみに前記放射を供給するように構成される、請求項１４に記載のシステム。
16. 放射ビームを調整する照明システムと、
    前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成するように構成されたパターニングデバイスを支持するサポートと、
    露光のために前記パターニングデバイスを前記サポート上にロードする前に、空間依存する加熱プロファイルを前記パターニングデバイスに取り込む第１加熱デバイスと、
    前記パターニングデバイスの露光中に、前記パターニングデバイスを出入りする熱流束がバランスをとる熱パターンに基づいて、前記パターニングデバイスにわたって前記加熱プロファイルを一定に保つ第２加熱デバイスと、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、を備える、リソグラフィ装置。
17. パターニングデバイスを加熱する方法であって、
    複数の放射ビームをパターニングデバイスに誘導することと、
    露光のために前記パターニングデバイスをロードする前および前記パターニングデバイスの露光中に熱を前記パターニングデバイスに供給することと、
    前記パターニングデバイスの露光中に前記パターニングデバイスにわたって温度プロファイルを一定に保つことによって前記パターニングデバイスにおいて所望の熱パターンを生成するために、前記パターニングデバイスの動作中に前記放射ビームと実質的に垂直である平面と時間とのうちの少なくとも１つで、前記パターニングデバイスを出入りする熱流束がバランスをとる熱パターンに基づいて、前記複数の放射ビームからの放射の強度を変調することと、を含む、方法。
18. 前記パターニングデバイスの空間温度分布を測定することと、
    前記パターニングデバイスの特定の空間温度分布を与えるように前記放射ビームを制御することと、をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. パターニングデバイスを加熱する方法であって、
    複数の抵抗加熱源をパターニングデバイスに極めて接近させることと、
    熱を生成するように電流および／または電圧を前記抵抗加熱源のうちの少なくとも１つに提供することと、
    前記パターニングデバイスにわたって一定の温度プロファイルを保つことによって前記パターニングデバイスにおいて所望の熱パターンを生成するために、前記パターニングデバイスの動作中に放射ビームと実質的に垂直である平面と時間とのうちの少なくとも１つで、前記パターニングデバイスを出入りする熱流束がバランスをとる熱パターンに基づいて、前記複数の抵抗加熱源からの放射の強度を変調することと、を含む、方法。
20. 前記パターニングデバイスの空間温度分布を測定することと、
    前記パターニングデバイスの特定の空間温度分布を与えるように抵抗加熱源を制御することと、をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記コントローラは、前記パターニングデバイスの感知された熱分布に基づいて前記複数の放射源の前記放射ビームの強度を変化させる、請求項４に記載のシステム。
22. 前記制御システムは、前記パターニングデバイスの感知された熱分布に基づいて前記複数の抵抗加熱源の前記放射の強度を変化させる、請求項１１に記載のシステム。
23. 前記パターニングデバイスを周期的にアンクランプしてそこから応力を解放させることをさらに含む、請求項１７又は１９に記載の方法。
24. ウェーハをパターニングした後に前記パターニングデバイスを再クランプすることと、
    必要に応じて前記パターニングデバイスを再アラインすることと、をさらに含む、請求項２３に記載の方法。

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