(57)【要約】【課題】個別に制御可能な要素のアレイの発熱を管理して、そのような発熱に起因する結像性能への影響を最小限に抑えること。【解決手段】本発明によれば、アレイの温度を維持するために、アレイが投影ビームをパターン形成するために使用されていないときに制御信号がアレイに入力される。またアレイの温度を維持するために、加熱要素が提供され、熱リザーバが提供され、あるいは使用中のアレイの温度を低下させるために冷却要素が提供される。【選択図】図２
2006165565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の投影ビームを調整する照明システムと、
前記投影ビームの断面にパターンを与えるように働く個別制御可能な要素のアレイと、
前記個別制御可能な要素のアレイにパターン制御信号を提供して、前記パターンを与えるように、要求に応じて前記要素を設定する制御装置と、
基板を支持する基板テーブルと、
前記パターン付けされたビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと
を有するリソグラフィ装置であって、
前記個別制御可能な要素のアレイの少なくとも一部分にパターンを設定する必要がないときに、前記制御装置が、前記個別制御可能な要素のアレイの前記少なくとも一部分に付加的に補助制御信号を送信するように構成されているリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記個別制御可能な要素のアレイによって放射線のビームがパターン付けされないときに前記補助制御信号が前記個別制御可能な要素のアレイに送信される請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記パターン制御信号が、設定しようとするパターンを表すパターン信号と、要求される状態に前記各要素を設定するように前記個別制御可能な要素のアレイに命令する作動コマンド信号とを含み、前記補助制御信号は、前記パターン信号を含むが前記作動コマンド信号を含まない請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記個別制御可能な要素のアレイの少なくとも一部分の温度を監視する温度センサをさらに有し、
前記監視された温度が所定のしきい値未満である場合に、補助制御信号が前記個別制御可能な要素のアレイに送信される請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
放射線の投影ビームを調整する照明システムと、
前記投影ビームの断面にパターンを与えるように働く個別制御可能な要素のアレイと、
基板を支持する基板テーブルと、
前記パターン付けされたビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
前記個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触する加熱要素、および前記加熱要素を制御する関連の加熱制御装置と
を有するリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記加熱制御装置が、前記リソグラフィ装置の動作中、前記個別制御可能な要素のアレイの動作によって発生する熱と、前記加熱要素によって発生される熱との和が実質的に一定となるように構成されている請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記加熱制御装置が、生成するパターンから、前記個別制御可能な要素のアレイによって発生する熱を求めることによって、前記加熱要素によって発生させる必要がある熱を求める請求項６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記個別制御可能な要素のアレイの少なくとも一部分の温度を監視する温度センサをさらに有し、前記加熱制御装置は、前記監視された温度が所定のしきい値未満である場合に前記加熱要素が熱を発生するように構成されている請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記加熱要素が、前記個別制御可能な要素のアレイの対応する領域に熱的に接触している複数の個別制御される領域を有し、前記加熱制御装置は、前記加熱要素の前記個別制御される領域内で発生される熱と、前記個別制御可能な要素のアレイの前記対応する領域で発生する熱との和が各前記領域に関して実質的に一定であるように、前記加熱要素の前記個別制御される領域それぞれを制御するように構成されている請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記個別制御可能な要素のアレイが、第１の所定の時間よりも長く動作状態にあることを意図されていないときに、前記加熱制御装置が、前記個別制御可能な要素のアレイの前記意図された動作の前の第２の所定の時間まで前記加熱要素をオフに切り替える請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
放射線の投影ビームを調整する照明システムと、
前記投影ビームの断面にパターンを与えるように働く個別制御可能な要素のアレイと、
基板を支持する基板テーブルと、
前記パターン付けされたビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと
を有するリソグラフィ装置であって、
前記個別制御可能な要素のアレイが熱リザーバに熱的に結合されており、該熱リザーバの熱容量は、動作中、前記個別制御可能な要素のアレイが動作中にその平均発熱よりも多くの熱を発生したときには熱が熱リザーバに伝達され、それによって前記個別制御可能な要素のアレイの温度が第１の所定のレベルを超えて上昇するのを防止するように、且つ前記個別制御可能な要素のアレイが動作中にその平均発熱よりも少ない熱を発生しているときには熱が熱リザーバから前記個別制御可能な要素のアレイに伝達され、それによって前記個別に制御可能な要素のアレイの温度が第２の所定のレベル未満に下がるのを防止するように選択されているリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記熱リザーバは、前記投影ビームが入射する側面とは反対の前記個別制御可能な要素のアレイの側面に結合され、それによって個別制御可能な要素を支持する前記個別制御可能な要素のアレイの各部分が、前記熱リザーバに直接結合されている請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記熱リザーバが、アルミニウム、ならびにＩｎｖａｒ（商標）、Ｚｅｒｏｄｕｒ（商標）、およびＵＬＥ（商標）などといった低膨張材料のうちの少なくとも１つから作成されたプレートを有している請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記熱リザーバが、流体で実質的に満たされたチャンバを有している請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
前記熱リザーバは、前記熱リザーバの温度が第３の所定のレベル未満に下がった場合にアクティブ化される温度制御された加熱要素と、前記熱リザーバの温度が第４の所定のレベルを超えた場合にアクティブ化される温度制御された冷却要素との少なくとも一方に熱的に結合されている請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１６】
放射線の投影ビームを調整する照明システムと、
前記投影ビームの断面にパターンを与えるように働く個別制御可能な要素のアレイと、
基板を支持する基板テーブルと、
前記パターン付けされたビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと
前記個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触する冷却要素、および前記冷却要素を制御する関連の冷却制御装置と
を有するリソグラフィ装置。
【請求項１７】
前記冷却制御装置は、生成するパターンから前記個別制御可能な要素のアレイによって発生される熱を求めて、それに対応する量の熱を前記個別制御可能な要素のアレイから吸収するように前記冷却要素を制御する請求項１６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１８】
前記個別制御可能な要素のアレイの温度を監視する温度センサをさらに有し、前記冷却制御装置は、前記監視された温度に基づいて、前記冷却要素によって前記個別制御可能な要素のアレイから吸収される必要がある熱を求め、該熱を吸収するように前記冷却要素を制御する請求項１６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１９】
前記冷却要素が、前記個別制御可能な要素のアレイの複数の領域から吸収される熱の個別制御を提供するように構成されている請求項１６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２０】
前記冷却要素が、前記個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触し且つ流体が流れることができる少なくとも１つのコンジットと、前記少なくとも１つのコンジットに接続された、前記流体を冷却する流体冷却ユニットとを有している請求項１６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２１】
前記冷却要素が、前記コンジットの第１のコンジットと、前記コンジットの第２のコンジットとを有し、前記第１のコンジットは、前記第１のコンジット内の流体の流れの方向での前記第１のコンジットの長さに沿って、順次に、第１の順序で、前記個別制御可能な要素のアレイの複数の領域、および／または複数の独立した個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触するように構成されており、前記第２のコンジットは、前記第２のコンジット内の流体の流れの方向での前記第２のコンジットの長さに沿って、順次に、第２の順序で、前記個別制御可能な要素のアレイの複数の領域、および／または複数の独立した個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触するように構成されている請求項２０に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２２】
前記第１のコンジットが取り付けられる前記個別制御可能な要素のアレイの前記複数の領域、および／または前記複数の独立した個別制御可能な要素のアレイが、前記第２のコンジットが取り付けられる前記個別制御可能な要素のアレイの前記複数の領域、および／または前記複数の独立した個別制御可能な要素のアレイと同じである請求項２１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２３】
前記第２の順序が、前記第１の順序の逆である請求項２２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２４】
前記冷却要素が複数の前記流体含有コンジットを有し、該流体含有コンジットのそれぞれが、個別制御される流体冷却ユニットに接続されている請求項２０に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２５】
前記冷却要素が、少なくとも１つの前記冷却コンジットを有し、流体の流れの方向での前記コンジットの長さに沿って、前記コンジットが、初めに第１の順序で、前記個別制御可能な要素のアレイの複数の領域、および／または複数の独立した個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触し、次いで、再び、前記第１の順序とは異なる第２の順序で熱的に接触している請求項２０に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２６】
前記第２の順序が、前記第１の順序の逆である請求項２５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２７】
基板を提供するステップと、
照明システムを使用して放射線の投影ビームを調整するステップと、
個別制御可能な要素のアレイにパターン制御信号を提供して、前記投影ビームの断面にパターンを与えるように、要求に応じて前記要素を設定するステップと、
前記パターン付けされた放射線のビームを前記基板のターゲット部分に投影するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
前記個別制御可能な要素のアレイの少なくとも一部分にパターンを設定する必要がないときに、前記個別制御可能な要素のアレイの前記少なくとも一部分に補助制御信号を送信するステップをさらに含むデバイス製造方法。
【請求項２８】
基板を提供するステップと、
照明システムを使用して放射線の投影ビームを調整するステップと、
個別制御可能な要素のアレイを使用して前記投影ビームの断面にパターンを与えるステップと、
前記パターン付けされた放射線のビームを前記基板のターゲット部分に投影するステップと、
前記個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触した加熱要素であって、関連の加熱制御装置によって制御される加熱要素を使用して、前記個別制御可能な要素のアレイに熱を提供するステップと
を含むデバイス製造方法。
【請求項２９】
基板を提供するステップと、
照明システムを使用して放射線の投影ビームを調整するステップと、
個別制御可能な要素のアレイを使用して前記投影ビームの断面にパターンを与えるステップと、
前記パターン付けされた放射線のビームを前記基板のターゲット部分に投影するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
前記個別制御可能な要素のアレイが熱リザーバに熱的に結合されており、該熱リザーバの熱容量は、動作中、前記個別制御可能な要素のアレイが動作中にその平均発熱よりも多くの熱を発生した場合に熱が熱リザーバに伝達され、それによって前記個別制御可能な要素のアレイの温度が第１の所定のレベルを超えて上昇するのを防止するように、且つ前記個別制御可能な要素のアレイが動作中にその平均発熱よりも少ない熱を発生している場合には熱が熱リザーバから前記個別制御可能な要素のアレイに伝達され、それによって前記個別制御可能な要素のアレイの温度が第２の所定のレベル未満に下がるのを防止するように選択されているデバイス製造方法。
【請求項３０】
基板を提供するステップと、
照明システムを使用して放射線の投影ビームを調整するステップと、
個別制御可能な要素のアレイを使用して前記投影ビームの断面にパターンを与えるステップと、
前記パターン付けされた放射線のビームを前記基板のターゲット部分に投影するステップと、
前記個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触した冷却要素であって、関連の冷却制御装置によって制御される冷却要素を使用して、前記個別に制御可能な要素のアレイから熱を吸収するステップと
を含むデバイス製造方法。
【請求項３１】
投影ビームの断面にパターンを与えるための個別制御可能な要素のアレイを有するリソグラフィ装置であって、前記個別制御可能な要素のアレイの温度を測定するための手段をさらに有するリソグラフィ装置。
【請求項３２】
前記測定された温度を、前記アレイの既知の温度依存挙動と比較するための手段をさらに有する請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記測定された温度と、前記対応する既知の温度依存挙動とを考慮して、前記アレイに送信される予定になっている信号を調整する手段をさらに有する請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記アレイのための冷却システムをさらに有する請求項３１に記載の装置。
【請求項３５】
個別制御可能な要素のアレイの温度を測定するステップと、前記測定された温度を、前記アレイの既知の温度依存挙動と比較するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板のターゲット部分に所望のパターンを付与するマシンである。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）、フラット・パネル・ディスプレイ、および精密な構造を含む他のデバイスの製造で使用することができる。従来のリソグラフィ装置では、パターン形成デバイス（あるいはマスク、またはレチクルと呼ばれる）を使用して、ＩＣ（または他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンを生成することができ、このパターンを、放射線感光材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハまたはガラス・プレート）上のターゲット部分（例えば１つまたは複数のダイの一部を有する）に結像することができる。パターン形成手段は、マスクではなく、回路パターンを生成するように働く個別制御可能な要素のアレイを有していてもよい。
【０００３】
一般に単一の基板は、網の目状に隣接するターゲット部分を含み、これらターゲット部分が連続的に露光される。既知のリソグラフィ装置は、ターゲット部分に全パターンを一度に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、放射線ビームによって所与の方向（「走査」方向）にパターンを走査し、それと同時に、この方向と平行または逆平行に基板を同期走査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キャナとを含む。
【０００４】
リソグラフィ装置では、熱を発生する構成要素が、熱膨張により、装置に構成要素間の位置誤差をもたらす場合がある。これは、リソグラフィ装置によって生成される像（イメージ）の精度を低下させる。したがってリソグラフィ装置内部の構成要素による熱の発生を最小限に抑えることが望ましい。
【０００５】
既知の個別に制御可能な要素のアレイは、２００万個程度以上の個別に制御可能な要素を含む。要素を制御するために各要素に制御信号が提供されるが、この制御信号の提供と、個別に制御可能な要素の２つの状態間での切替えとの両方によって熱が発生する。したがって個別に制御可能な要素それぞれに関して放散される熱は小さいかもしれないが、全体として、個別に制御可能な要素のアレイからかなりの量の熱が放散される場合がある。さらに、個別に制御可能な要素のアレイ内部での熱の発生は、形成するパターンに依存する。したがって、リソグラフィ装置内部の多くの他の構成要素とは異なり、個別に制御可能な要素のアレイ内部での発熱は一定でない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、個別に制御可能な要素のアレイで発生される熱を管理し、それによって、そのような発熱に起因する結像性能に対する影響を最小限に抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点によれば、
放射線の投影ビームを調整する照明システムと、
投影ビームの断面にパターンを与えるように働く個別制御可能な要素のアレイと、
個別制御可能な要素のアレイにパターン制御信号を提供して、前記パターンを与えるように、要求に応じて要素を設定する制御装置と、
基板を支持する基板テーブルと、
パターン付けされたビーム（すなわち上記パターンが与えられたビーム）を基板のターゲット部分に投影する投影システムと
を有するリソグラフィ装置であって、
前記制御装置は、個別制御可能な要素のアレイの少なくとも一部分にパターンを設定する必要がないときに、前記個別制御可能な要素のアレイの少なくとも一部分にさらに補助制御信号を送信するように構成されているリソグラフィ装置が提供される。
【０００８】
本発明のさらなる観点によれば、
放射線の投影ビームを調整する照明システムと、
投影ビームの断面にパターンを与えるように働く個別制御可能な要素のアレイと、
基板を支持する基板テーブルと、
パターン付けされたビームを基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触する加熱要素、および加熱要素を制御する関連の加熱制御装置と
を有するリソグラフィ装置が提供される。
【０００９】
本発明のさらなる観点によれば、
放射線の投影ビームを調整する照明システムと、
投影ビームの断面にパターンを与えるように働く個別制御可能な要素のアレイと、
基板を支持する基板テーブルと、
パターン付けされたビームを基板のターゲット部分に投影する投影システムと
を有するリソグラフィ装置であって、
個別制御可能な要素のアレイが熱リザーバに熱的に結合されており、この熱リザーバの熱容量は、動作中、個別制御可能な要素のアレイが動作中にその平均発熱よりも多くの熱を発生する場合に熱が熱リザーバに伝達されて個別制御可能な要素のアレイの温度が第１の所定のレベルを超えて上昇するのを防止するように、且つ個別制御可能な要素のアレイが動作中にその平均発熱よりも少ない熱を発生している場合には熱が熱リザーバから個別制御可能な要素のアレイに伝達されて個別制御可能な要素のアレイの温度が第２の所定のレベル未満に下がるのを防止するように選択されていることを特徴とするリソグラフィ装置が提供される。
【００１０】
本発明のさらなる観点によれば、
放射線の投影ビームを調整する照明システムと、
投影ビームの断面にパターンを与えるように働く個別制御可能な要素のアレイと、
基板を支持する基板テーブルと、
パターン付けされたビームを基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触する冷却要素、および冷却要素を制御する関連の冷却制御装置と
を有するリソグラフィ装置が提供される。
【００１１】
本発明のさらなる観点によれば、
基板を提供するステップと、
照明システムを使用して放射線の投影ビームを調整するステップと、
個別制御可能な要素のアレイにパターン制御信号を提供して、投影ビームの断面にパターンを与えるように、要求に応じて要素を設定するステップと、
パターン付けされた放射線のビームを基板のターゲット部分に投影するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
個別制御可能な要素のアレイの少なくとも一部分にパターンを設定する必要がないときに、前記個別制御可能な要素のアレイの前記少なくとも一部分に補助制御信号を送信するステップをさらに含むデバイス製造方法が提供される。
【００１２】
本発明のさらなる観点によれば、
基板を提供するステップと、
照明システムを使用して放射線の投影ビームを調整するステップと、
個別制御可能な要素のアレイを使用して投影ビームの断面にパターンを与えるステップと、
パターン付けされた放射線のビームを基板のターゲット部分に投影するステップと、
前記個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触した加熱要素であって、関連の加熱制御装置によって制御される加熱要素を使用して、個別制御可能な要素のアレイに熱を提供するステップと
を含むデバイス製造方法が提供される。
【００１３】
本発明のさらなる観点によれば、
基板を提供するステップと、
照明システムを使用して放射線の投影ビームを調整するステップと、
個別制御可能な要素のアレイを使用して投影ビームの断面にパターンを与えるステップと、
パターン付けされた放射線のビームを基板のターゲット部分に投影するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
個別制御可能な要素のアレイが熱リザーバに熱的に結合されており、この熱リザーバの熱容量は、動作中、個別制御可能な要素のアレイが動作中にその平均発熱よりも多くの熱を発生した場合に熱が熱リザーバに伝達されて個別制御可能な要素のアレイの温度が第１の所定のレベルを超えて上昇するのを防止するように、且つ個別制御可能な要素のアレイが動作中にその平均発熱よりも少ない熱を発生している場合には熱が熱リザーバから個別制御可能な要素のアレイに伝達されて個別制御可能な要素のアレイの温度が第２の所定のレベル未満に下がるのを防止するように選択されているデバイス製造方法が提供される。
【００１４】
本発明のさらなる観点によれば、
基板を提供するステップと、
照明システムを使用して放射線の投影ビームを調整するステップと、
個別制御可能な要素のアレイを使用して投影ビームの断面にパターンを与えるステップと、
パターン付けされた放射線のビームを基板のターゲット部分に投影するステップと、
前記個別制御可能な要素のアレイに熱的に接触した冷却要素であって、関連の冷却制御装置によって制御される冷却要素を使用して、個別制御可能な要素のアレイから熱を吸収するステップと
を含むデバイス製造方法が提供される。
【００１５】
本明細書で使用する用語「個別に制御可能な要素のアレイ」は、基板のターゲット部分に所望のパターンを作成することができるように、入射放射線ビームにパターン化された断面を与えるために使用することができる任意の手段を表すものとして広く解釈すべきである。用語「光弁」および「空間光変調器」（ＳＬＭ）をこの文脈で使用することもできる。そのようなパターン形成手段の例を以下に挙げる。
（１）プログラム可能ミラー・アレイ
プログラム可能ミラー・アレイは、粘弾性制御層および反射面を有するマトリックス・アドレス指定可能な表面を備えることができる。そのような装置の基本原理は、（例えば）反射面のアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射し、アドレス指定されていない領域が入射光を非回折光として反射するというものである。適切な空間フィルタを使用して、前記非回折光を反射ビームからフィルタ除去し、回折光のみを残して基板に到達させることができる。このようにして、ビームは、マトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。代替方法として、フィルタが回折光をフィルタ除去し、非回折光を残して基板に到達させることもできることを理解されたい。これに対応する様式で、回折光学ＭＥＭＳデバイスのアレイを使用することもできる。各回折光学ＭＥＭＳデバイスは複数の反射リボンから構成され、これらのリボンは、互いに対して変形して、入射光を回折光として反射する格子を形成することができる。プログラム可能ミラー・アレイのさらなる代替実施例は、小さなミラーのマトリックス配列を採用し、これら小さなミラーはそれぞれ、適当な局所電界を印加することによって、または圧電作動手段を使用することによって、軸線の周りで個別に傾斜させることができる。ここでもやはり、ミラーはマトリックス・アドレス指定可能であり、したがってアドレス指定されたミラーが、アドレス指定されていないミラーとは異なる方向に入射放射線ビームを反射する。このようにして、反射ビームは、マトリックス・アドレス指定可能なミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。必要なマトリックス・アドレス指定は、適当な電子的手段を使用して行うことができる。ここで上述したどちらの状況でも、個別に制御可能な要素のアレイは、１つまたは複数のプログラム可能ミラー・アレイを備えることができる。本明細書で言及するミラー・アレイについて、例えば、参照として本明細書に組み込む米国特許第５，２９６，８９１号明細書および米国特許第５，５２３，１９３号明細書、ならびに国際特許出願ＷＯ９８／３８５９７号パンフレットおよび国際特許出願ＷＯ９８／３３０９６号パンフレットからより多くの情報を得ることができる。
（２）プログラム可能ＬＣＤアレイ
そのような構造の一例が、参照として本明細書に組み込む米国特許第５，２２９，８７２号に開示されている。
【００１６】
フィーチャの事前バイアス、光近接効果補正フィーチャ、位相変化技術、および複数回露光技術が使用される場合、例えば個別に制御可能な要素のアレイ上に「表示」されるパターンは、基板の層に、または基板上に最終的に転写されるパターンとは実質的に異なる場合があることを理解されたい。同様に、基板上に最終的に生成されるパターンは、個別に制御可能な要素のアレイ上に任意の一時点で形成されているパターンに対応していない場合がある。これは、基板の各部分に形成される最終的なパターンが所与の時間または所与の回数の露光を経て構築され、その間に個別に制御可能な要素のアレイ上のパターンおよび／または基板の相対位置が変化する構成の場合に当てはまるかもしれない。
【００１７】
本明細書では、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かもしれないが、本明細書で説明するリソグラフィ装置が、集積光システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導および検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッドなどの製造といった別の用途を有していてもよいことを理解すべきである。そのような別の用途の文脈では、本明細書における用語「ウェハ」または「ダイ」の使用を、それぞれより一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義と考えることができることを当業者は理解されよう。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（典型的には、レジストの層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、または測定ツールもしくは検査ツールで加工することができる。該当する場合には、本明細書の開示を、そのような基板加工ツール、およびその他の基板加工ツールに適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作成するために基板を複数回加工することもでき、したがって本明細書で使用する用語「基板」は、複数の加工層をすでに含む基板を表す場合もある。
【００１８】
本明細書で使用する用語「放射線」および「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば波長が４０８、３５５、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍ）および極端紫外（ＥＵＶ）放射線（例えば波長が５〜２０ｎｍの範囲内）、ならびにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含むすべてのタイプの電磁放射線を包含する。
【００１９】
本明細書で使用する用語「投影システム」は、例えば用いられる露光放射線の例や、浸液の使用や真空の使用など他の因子に応じて、屈折光学システム、反射光学システム、および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包含するものと広く解釈すべきである。本明細書における用語「レンズ」の使用は、より一般的な用語「投影システム」と同義と考えることができる。
【００２０】
また、照明システムは、放射線の投影ビームを方向付けし、成形し、または制御するための屈折、反射、および反射屈折光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素を包含する場合があり、以下、そのような構成要素を総称して、または個々に「レンズ」と呼ぶ場合もある。
【００２１】
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を有するタイプのものにすることができる。そのような「マルチ・ステージ」のマシンでは、追加のテーブルを並行して使用することができ、あるいは１つまたは複数のテーブルで準備ステップを行い、同時に１つまたは複数の他のテーブルを露光用に使用することができる。
【００２２】
またリソグラフィ装置は、比較的高い屈折率を有する液体（例えば水）の中に基板を液浸し、それにより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のものにすることができる。浸液は、リソグラフィ装置内の他の空間、例えば個別に制御可能な要素のアレイと投影システムの最初の要素との間に適用することもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を高める技術分野でよく知られている。
【００２３】
以下、本発明の実施例を、単なる例として、添付の概略図面を参照しながら説明する。図面中、対応する参照符号は、対応する部分を示す。
【実施例】
【００２４】
図１に、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置を模式的に示す。本装置は、以下のものを備える。
（１）放射線（例えばＵＶ放射線）の投影ビームＰＢを提供するための照明システム（照明器）ＩＬ。
（２）投影ビームにパターンを付与するための個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭ（例えばプログラム可能ミラー・アレイ）。一般に、個別に制御可能な要素のアレイの位置は、要素ＰＬに対して固定される。しかし、そうではなく、要素ＰＬに対してアレイを正確に位置決めするための位置決め手段にアレイを接続することもできる。
（３）基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを支持するための基板テーブルであって、要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための位置決め手段ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴ。
（４）投影ビームＰＢに与えられたパターンを、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭによって基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイを備える）に結像するための投影システム（「レンズ」）ＰＬ。投影システムは、個別に制御可能な要素のアレイを基板に結像させることができる。別法として、投影システムは、二次放射線源を結像させることができ、その際、個別に制御可能な要素のアレイの要素はシャッターとして働く。また、投影システムは、例えば二次放射線源を形成するため、およびマイクロスポットを基板に結像させるために、マイクロ・レンズ・アレイ（ＭＬＡとして知られている）またはフレネル・レンズ・アレイなどの集束要素のアレイを備える場合もある。
【００２５】
本明細書で表す際、装置は反射型である（すなわち反射性の個別に制御可能な要素のアレイを有する）。しかし、一般に、装置は例えば透過型（すなわち透過性の個別に制御可能な要素のアレイを備える）であってもよい。
【００２６】
照明器ＩＬが、放射線源ＳＯから放射線のビームを受ける。例えば放射線源がエキシマ・レーザであるとき、放射線源とリソグラフィ装置を別個の構成とすることができる。そのような場合、放射線源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているものとはみなされず、放射線ビームは、例えば適切な方向付けミラーおよび／またはビーム拡大器を備えるビーム・デリバリ・システムＢＤを用いて、放射線源ＳＯから照明器ＩＬに進められる。他の場合、例えば放射線源が水銀ランプであるときには、放射線源を装置の一部分とすることができる。放射線源ＳＯと照明器ＩＬを、必要であればビーム・デリバリ・システムＢＤと共に、放射線システムと呼ぶ場合もある。
【００２７】
照明器ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節するための調節手段ＡＭを備えることができる。一般に、照明器のひとみ面での強度分布の少なくとも外側および／または内側ラジアル範囲（通例、それぞれσアウターおよびσインナーと呼ばれる）を調節することができる。さらに、照明器ＩＬは、一般に、積分器ＩＮおよび集光器ＣＯなど様々な他の構成要素を備える。照明器は、断面で所望の一様性および強度分布を有する、投影ビームＰＢと呼ばれる調整された放射線のビームを提供する。
【００２８】
その後、ビームＰＢは、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭを通る。個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭによって反射された後、ビームＰＢは投影システムＰＬを通過し、投影システムＰＬが、ビームＰＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる。位置決め手段ＰＷ（および干渉測定手段ＩＦ）を用いて、例えばビームＰＢの経路内に様々なターゲット部分Ｃを位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。使用できる場合には、個別に制御可能な要素のアレイ用の位置決め手段を使用して、例えば走査中に、ビームＰＢの経路に対する個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭの位置を正確に補正することができる。一般に、オブジェクト・テーブルＷＴの移動は、図１には明示されていない長行程モジュール（粗い位置決め）および短行程モジュール（精密な位置決め）を用いて実現される。個別に制御可能な要素のアレイを位置決めするために同様のシステムを使用することもできる。別法として／追加として、投影ビームを移動可能にし、且つオブジェクト・テーブルおよび／または個別に制御可能な要素のアレイが固定位置を有するようにして、必要な相対移動を提供することもできることを理解されたい。特にフラット・パネル・ディスプレイの製造で適用可能な場合があるさらなる代替形態として、基板テーブルおよび投影システムの位置を固定し、基板を、基板テーブルに対して移動するように構成することができる。例えば、基板テーブルは、実質的に一定の速度でテーブルを横切る基板を走査するためのシステムを備えていてもよい。
【００２９】
本明細書では、本発明によるリソグラフィ装置を、基板上でレジストを露光するためのものとして説明しているが、本発明がこの使用法に限定されず、レジストレス・リソグラフィにおける使用の際には、装置を、パターン形成された投影ビームを投影するために使用することも可能であることを理解されたい。
【００３０】
記述する装置は、４つの好ましいモードで使用することができる。
（１）ステップ・モード
個別に制御可能な要素のアレイが、投影ビームに全パターンを与え、全パターンが一度に（すなわち、ただ１回の静的露光で）ターゲット部分Ｃに投影される。次いで、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴがＸおよび／またはＹ方向に移動される。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズが、ただ１回の静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズを制限している。
（２）走査モード
個別に制御可能な要素のアレイが所与の方向（いわゆる「走査方向」、例えばＹ方向）に速度ｖで移動可能であり、それによって投影ビームＰＢが、個別に制御可能な要素のアレイを走査するようになっている。これと並行して、基板テーブルＷＴが、速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向または反対方向に同時に移動される。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率である。走査モードでは、露光領域の最大サイズが、ただ１回の動的露光におけるターゲット部分の（非走査方向での）幅を制限し、走査運動の長さが、ターゲット部分の（走査方向での）高さを決定する。
（３）パルス・モード
個別に制御可能な要素のアレイが本質的に静止したままで、パルス放射線源を使用して全パターンが基板のターゲット部分Ｃに投影される。基板テーブルＷＴが本質的に一定の速度で移動され、それによって投影ビームＰＢが、基板Ｗのラインを走査するようになっている。個別に制御可能な要素のアレイ上のパターンは、放射線システムのパルスの合間に必要に応じて更新され、パルスは、連続するターゲット部分Ｃが基板上の要求された位置で露光されるようにタイミングを取られる。その結果、投影ビームが基板Ｗ全体を走査して、基板のストリップに対して全パターンを露光することができる。ライン毎に基板全体が露光されるまでこのプロセスが繰り返される。
（４）連続スキャン・モード
本質的にはパルス・モードと同様であり、ただし実質的に一定の放射線源が使用され、投影ビームが基板を走査して基板を露光するときに、個別に制御可能な要素のアレイ上のパターンが更新される。
【００３１】
上述した使用モードの組合せおよび／または変形形態、あるいはまったく異なる使用モードを採用することもできる。
【００３２】
「実施例１」
図２に示されるように、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭは制御装置１０を有し、制御装置１０は、放射線の投影ビームにパターンを提供するために要求される状態に要素を設定するように、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭに制御信号を提供する。上で論じたように、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭへの制御信号の提供、および要求される状態に各要素を設定する動作が、熱を発生させる。しかし、個別に制御可能な要素のアレイにパターンが設定されないとき、熱は発生しない。これは、リソグラフィ装置の動作中に、個別に制御可能な要素のアレイの温度をばらつかせる場合があり、生成される像の質の低下をもたらす。例えば長期の使用の後で、個別に制御可能な要素のアレイの温度は、リソグラフィ装置の動作が開始する前の個別に制御可能な要素のアレイの温度よりも大幅に高くなる場合がある。この温度差が、個別に制御可能な要素のアレイの膨張をもたらす場合があり、この膨張は、個別に制御可能な要素間の間隔の増加をもたらし、その結果、基板上に投影されるパターンを変える。
【００３３】
したがってリソグラフィ装置の動作中に、個別に制御可能な要素のアレイで一定の温度を維持することが望ましい。それゆえ、図２に示されるように、個別に制御可能な要素のアレイは、補助制御装置１１を設けられる場合がある。補助制御装置は、個別に制御可能な要素のアレイ上にパターンを設定する必要がない時に、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭに補助制御信号を提供するように構成されている。例えば、放射線のビームのパルスの合間に、個別に制御可能な要素のアレイに補助制御信号を提供することができる。制御装置１０からの制御信号に応答する個別に制御可能な要素のアレイの動作が熱を発生するのと同様に、補助制御装置１１からの補助制御信号の提供も、個別に制御可能な要素のアレイ内部での発熱を引き起こす。したがって、補助制御信号の提供は、他に使用されないときに個別に制御可能な要素のアレイの温度を維持するようなタイミングとされることができる。
【００３４】
図２に示されるように、補助制御装置１１は、基板の露光中に個別に制御可能な要素のアレイを制御する制御装置１０から独立していてよい。しかし、別法として、または追加として、両方の機能を提供する単一の制御装置を使用することができる。
【００３５】
補助制御装置１１は、アレイ全体の温度を維持するために、個別に制御可能な要素のアレイ全体に補助制御信号を提供することができる。しかし、別法として、または追加として、補助制御信号を、個別に制御可能な要素のアレイの一部分にのみ提供することができる。例えば、基板の露光の際に、個別に制御可能な要素のアレイの一部分のみが、所与のパターンを提供するように設定されると、アレイの残りの部分はその自然な状態のままにされ、したがってパターン形成される個別に制御可能な要素のアレイの部分のみが、基板上に投影される露光中の個別に制御可能な要素のアレイの動作によって加熱されるかもしれない。そのような状況では、補助制御装置は、露光ステップ中にアクティブにされない個別に制御可能な要素のアレイの部分にのみ補助制御信号を提供することができ、それにより、個別に制御可能な要素のアレイ全体にわたって実質的に一様な温度が維持されることを保証する。
【００３６】
個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭは、典型的には、所望のパターンを提供するために要求される状態に要素を設定するように、２組の信号を受け取るように構成される。第１の信号はパターン信号であり、これは、各要素に要求される状態を表す。第２の信号はアクチュエータ・コマンド信号であり、これは、個別に制御可能な要素のアレイに提供されたとき、個別に制御可能な要素のアレイ内部の要素の状態を、パターン信号で指定された状態に変更する。アクチュエータ・コマンド信号は、個別に制御可能な要素のアレイ内部のすべての要素に供給される単一の信号であり、一方、パターン信号は、個別に制御可能な要素それぞれに個別の信号を提供する。それゆえ、個別に制御可能な要素のアレイの多くの構成（例えば、個別にアクティブ化することができるマイクロ・ミラーのアレイ）では、個別に制御可能な要素のアレイの動作中に発生する熱の大部分が、パターン信号の提供に起因する。したがって、補助制御信号は、パターン信号のみを含み、アクチュエータ・コマンド信号を含まない場合がある。それゆえ、補助制御信号が個別に制御可能な要素のアレイに提供されたとき、個別に制御可能な要素のアレイの一様な温度を維持するために依然としてかなりの発熱が生じるが、個別に制御可能な要素自体の状態は変化しない。これは、個別に制御可能な要素の信頼可能な寿命を所与の状態変化の回数に限ることができるときに有益であり、したがって、基板を露光するために個別に制御可能な要素のアレイ上にパターンが設定されるときにのみ、個別に制御可能な要素の状態の変化が生じるように限定することが望ましい。
【００３７】
補助制御装置１１は、基板の露光部分にパターン付与するために個別に制御可能な要素のアレイ上に設定されるパターンを監視することによって、個別に制御可能な要素のアレイ、または個別に制御可能な要素のアレイの一部分の加熱が必要とされる程度（したがって個別に制御可能な要素のアレイに補助制御信号を送信する必要性）を求めることができる。
【００３８】
別法として、個別に制御可能な要素のアレイ内部に温度センサ１２を配置することができ、この温度センサ１２が、個別に制御可能な要素のアレイの温度を監視する。この場合、補助制御装置１１は、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭの必要な温度を維持するために、必要に応じて、個別に制御可能な要素のアレイに補助制御信号を送信するように構成することができる。温度センサを、個別に制御可能な要素のアレイに一体化することができ、あるいはアレイに熱接触させることができることを理解されたい。
【００３９】
さらに、温度センサ１２は、個別に制御可能な要素のアレイの全体温度を監視することができ、あるいは個別に制御可能な要素のアレイ上の様々な位置で温度を個別に監視するように構成して、加熱を必要とする個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭの部分にのみ補助制御信号を送信できるようにすることができることを理解されたい。それにより、アレイ全体にわたって一様な温度を維持することがより簡単になる。
【００４０】
上で論じたように、リソグラフィ装置の動作の開始前、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭの温度は、リソグラフィ装置を長期使用した期間中よりも低い場合がある。したがって、個別に制御可能な要素のアレイは、基板の露光が開始する前に作業温度まで上げることを必要とする場合がある。補助制御装置１１は、個別に制御可能な要素のアレイの温度をその作業温度まで上げるために、基板の露光の開始前に個別に制御可能な要素のアレイに補助制御信号を提供するように構成することができる。同様に、基板の露光が所与の長さの時間にわたって中断される場合には、補助制御装置１１は、個別に制御可能な要素のアレイへの補助制御信号の提供を停止する（個別に制御可能な要素のアレイの温度をその作業温度から降下させる）ことができる。その後、基板の露光が再開する前に、補助制御信号１１は、個別に制御可能な要素のアレイをその作業温度に戻すために、必要な補助制御信号を提供する。同様の処置を、異なる基板の露光の間で使用することができる。予熱時間は、補助制御装置１１を温度センサ１２と共に操作することによって短縮することができる。この場合、予熱処置は、過熱の危険を伴わずに温度を急速に上昇させるために、標準の動作で発生するよりもはるかに多くの熱を個別に制御可能な要素のアレイ内で発生させてもよい。
【００４１】
「実施例２」
個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭの温度を維持するために、図３に模式的に示されるような加熱要素２０をアレイに接続することができ、加熱要素２０は、アレイに熱を提供してアレイの温度を維持することができるようになっている。加熱要素２０は、制御装置２１によって制御される。第１の実施例と同様に、加熱要素２０によって発生させなければならない熱の量は、個別に制御可能な要素のアレイに設定されるパターンから制御装置によって求めることができ、アレイ上へのパターンの設定から、個別に制御可能な要素のアレイ内で発生する熱の量を算出する。制御装置２１は、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭの動作によって発生される熱と、加熱要素２０によって発生される熱との和がおおむね一定となるように加熱要素２０を制御する。別法として、または追加として、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭに温度センサ２２を設けることができ、温度センサ２２は、個別に制御可能な要素のアレイの温度が所与の範囲内で維持されるように制御装置２１が加熱要素２０を制御できるようにする。
【００４２】
第１の実施例と同様に、個別に制御可能な要素のアレイの温度は、リソグラフィ装置の動作中に作業温度で維持されるが、リソグラフィ装置の動作の中断中（例えば異なる基板の露光の合間）に、作業温度から下がる場合もある。この場合、制御装置２１は、リソグラフィ装置の動作の再開前に予熱段階を提供するように構成され、この予熱段階中に、加熱要素２０が、個別に制御可能な要素のアレイの温度を作業温度まで上げる。同様に、予熱段階を、リソグラフィ装置の初期動作の前に提供することもできる。
【００４３】
第１の実施例と同じ様式で、加熱要素２０は、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭの異なる部分を個別に加熱することができるように構成することができる。そのような構成を、図４に模式的に示す。この構成では、制御装置２１は、個別に制御可能な要素のアレイ内部の一様な温度を維持するために、個別に制御可能な要素のアレイの異なる部分の加熱を、加熱要素２０の対応する部分２０ａ、２０ｂ、２０ｃを使用して個別に制御する。加熱制御は、個別に制御可能な要素のアレイの各領域に設定されるパターンによって、および／または温度センサ２２の使用によって決定することができ、温度センサ２２も、対応する部分２２ａ、２２ｂ、２２ｃに分割することができる。
【００４４】
加熱要素２０は、好ましくは絶縁抵抗ワイヤから形成され、その両端間に電圧が印加されて電流を発生する。そのような構成は制御が簡単であり、比較的速い応答速度を有し、比較的単純な制御システムを用いた温度の正確な制御を可能にする。さらに、そのような構成は、加熱要素の異なる領域内で発生する熱の量の個別制御を提供するように簡単に適合させることができる。しかし、第４の実施例に関連して以下に述べる冷却システムに対応したような様式で加熱された流体を含むコンジットなど、任意の適切な形態の加熱要素を使用することができることを理解されたい。
【００４５】
特に有利な代替形態では、加熱要素は、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭと熱源との間に接続されたいわゆる「ヒート・パイプ」の形態にすることができる。そのような構成では、有利なことには、熱源をリソグラフィ装置の主要部分から離して位置させることができる。これは、リソグラフィ装置の作業空間内部の構成要素の数を減少し、リソグラフィ装置内部の他の構成要素の望ましくない加熱を防止することができるので有益である。ヒート・パイプは、例えば、適切に選択された材料を含むシールド・コンジットから形成することができる。そのような材料は、使用の温度範囲で、気体状態と液体状態の両方で存在する。したがって、熱源に接続されたヒート・パイプの端部で、材料は、初めは液体状態であり、しかし加熱時には、加熱要素から熱を吸収して気体状態に変わる。同様に、個別に制御可能な要素のアレイに接続されたヒート・パイプの端部で、気体状態の材料は凝縮し、個別に制御可能な要素のアレイに熱を伝達する。したがって、熱源から個別に制御可能な要素のアレイに熱を伝達する単純なサイクルが形成される。ヒート・パイプの利点の１つは、それを可撓性コンジットから形成することができることである。したがって熱源は、例えば振動から完全には絶縁されていないリソグラフィ装置の一部に配置されることがあるが、ヒート・パイプによって個別に制御可能な要素のアレイに大きな振動が伝達さることはない。
【００４６】
「実施例３」
基板の露光の中断中、または異なる基板の露光の合間に、個別制御可能な要素のアレイに設定される異なるパターンと、個別に制御可能な要素のアレイに設定されるパターン間の空隙（例えば基板上の露光部分の間）とによって引き起こされる個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭ内で発生する熱の量のばらつきによって生じる問題は、個別に制御可能な要素のアレイに熱リザーバを取り付けることによって克服することができる。
【００４７】
この実施例の単純な構成の一例が図５に示されており、図５では、熱リザーバ３０が、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭの裏側３１ａに結合されている。個別に制御可能な要素のアレイの裏側３１ａは、パターン形成された放射線のビームが入射する側面３１ｂとは異なるアレイの側面である。熱リザーバは、比較的高い熱容量を有する材料からなる単純なプレートとすることができる。例えば、熱リザーバ３０は、金属、特にアルミニウム、またはＩｎｖａｒ（商標）（コバルト含有鋼）、Ｚｅｒｏｄｕｒ（商標）（Ｓｃｈｏｔｔ  Ｇｌａｓｓ、Ｈａｔｔｅｎｂｅｒｇｅｒｓｔｒａβｅ  １０  ５５１２０、Ｍａｉｎｚ、Ｇｅｒｍａｎｙが製造）、ＵＬＥ（商標）ガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ、１  Ｒｉｖｅｒ  Ｆｒｏｎｔ  Ｐｌａｚａ、Ｃｏｒｎｉｎｇ、ＮＹ  １４８３１が製造）などの低膨張材料、あるいはこれらの何らかの組合せから形成することができる。
【００４８】
熱リザーバ３０は、熱リザーバとアレイの様々な部分との間で熱を伝達することができるように個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭに接続されている。したがって個別に制御可能な要素のアレイの第１の部分、例えばパターンが設定されているアレイの部分で発生する熱は、熱リザーバ３０を通って、比較的低温の、例えばパターンが設定されていない個別に制御可能な要素のアレイの別の部分に渡ることができる。したがって、熱リザーバの熱伝導率が十分に高くなるように熱リザーバ３０の材料が選択されるという条件で、熱リザーバ３０の提供は、個別に制御可能な要素のアレイ全体にわたる一様な温度を保証する助けとなりうる。
【００４９】
熱リザーバ３０の熱容量は、個別制御可能な要素のアレイの予期される動作の間に個別制御可能な要素のアレイの温度が所定の範囲内にあるように選択される。例えば、個別制御可能な要素のアレイＰＰＭの動作の間は、熱が発生して熱リザーバ３０に伝達される。個別制御可能な要素のアレイ（またはその一部分）にパターンが設定されない期間の間は、個別制御可能な要素のアレイから熱が放散し、その結果としてアレイの温度が降下し、熱は熱リザーバ３０から個別制御可能な要素のアレイに再び伝達され、それにより個別制御可能な要素のアレイの温度が非アクティブなときに降下する速度を遅くする。熱リザーバ３０の熱容量を十分に大きくすることによって、非アクティブな期間中の温度の降下を、リソグラフィ装置の結像特性に対する非常に大きな影響をもたらさない程度に十分に小さいものにすることができる。熱リザーバ３０の提供の効果は、個別制御可能な要素のアレイを含むシステムの全体の熱容量を高めることであり、それによりシステムの冷却および／または加熱の時定数が十分に増加し、したがって、個別制御可能な要素のアレイの温度は、個別制御可能な要素のアレイの予想されるアクティブおよび非アクティブな期間の間、要求される範囲内で保たれる。
【００５０】
図６に、熱リザーバに関する可能な代替構成を示す。この場合、熱リザーバ３５は、流体３７で満たされたチャンバ３６を備える。チャンバ内部への流体の提供は、熱リザーバの一部分から別の部分へ対流および伝導によって熱を伝達することができるので、個別に制御可能な要素のアレイ全体にわたって一様な温度を維持するのに有益となりうる。さらに、流体は、材料の単位体積および／または単位質量当たりで最大の熱容量となるように選択することができ、しかし一方で、閉じたチャンバ内部にある場合には、リソグラフィ装置内部での使用に起因する材料選択に関する他の制約によって制限される必要はない。熱リザーバの熱容量は、個別に制御可能な要素のアレイに熱接触する部分を含む回路を循環するように流体をポンプするシステムと、個別に制御可能な要素のアレイから離れた（好ましくは、振動の伝達を防止するためにアレイから絶縁された）より大きな流体のリザーバとを提供することによって高めることができる。したがって、システム内の流体の質量が増加し、これは、個別に制御可能な要素のアレイに取り付けられる構成要素の体積を増加することなく、熱リザーバの熱容量を全体的に高める。
【００５１】
好ましくは、リザーバ内の流体として水が使用される。これは、水が高い比熱容量を有し、且つ水の性質がよく知られており、理解されているからである。
【００５２】
リソグラフィ装置は、複数の個別に制御可能な要素のアレイを含むことができる。そのような状況では、個別に制御可能な要素のアレイそれぞれに別個の熱リザーバを設けることができることを理解されたい。別法として、２つ以上の個別に制御可能な要素のアレイを熱的に結合して、単一の熱リザーバにすることができる。これは、有益なことには、個別に制御可能な要素のアレイ間の熱の伝達を可能にすることができ、個別に制御可能な要素のアレイ間の一様な温度を提供する助けとなる。
【００５３】
熱リザーバ３０、３５の提供は、個別に制御可能な要素のアレイ内部の温度のばらつきを低減し、それにより、リソグラフィ装置全体の複雑さを大幅に高めることなくリソグラフィ装置の結像（イメージング）性能を向上させるので、有益である。
【００５４】
熱リザーバは、例えば図５および図６に示されるように、個別に制御可能な要素のアレイに直接接続することができる。別法として、個別に制御可能な要素のアレイを、上述したヒート・パイプによって熱リザーバに熱的に接続することができる。したがって熱リザーバの設計は、リソグラフィ装置内部での熱リザーバの位置に起因する制限によって制約されることなく、その機能を最適化することができる。上で論じたように、そのようなヒート・パイプは、可撓性コンジットから形成することができ、これは、リザーバから個別に制御可能な要素のアレイへの振動の伝達が最小限になることを保証する。
【００５５】
ヒート・パイプなどの可撓性熱接続によって熱リザーバを個別に制御可能な要素のアレイに熱的に接続するさらなる利点は、その接続が、熱リザーバと個別に制御可能な要素のアレイとの熱膨張差によって引き起こされる個別に制御可能な要素のアレイでの任意の応力、例えばせん断応力を低減することである。熱膨張差によって引き起こされる個別制御可能な要素のアレイ内部での応力を誘発することなく個別制御可能な要素のアレイに熱リザーバを熱的に接続する他の方法を使用することもできることを理解されたい。
【００５６】
「実施例４」
個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭの温度を管理するための代替手法では、冷却要素が設けられてもよく、この冷却要素は、個別に制御可能な要素のアレイから熱を吸収することによって、個別に制御可能な要素のアレイを所望の温度に維持する。同様に、冷却要素を使用して、個別に制御可能な要素のアレイ全体にわたって一様な温度を維持することができる。冷却要素は、冷却制御装置によって制御することができ、冷却制御装置は、アレイに設定されるパターン（したがって、個別に制御可能な要素のアレイ内部で発生する熱）を監視することによって、および／または温度センサを使用して個別に制御可能な要素のアレイの温度を監視することによって、個別に制御可能な要素のアレイから冷却要素によって吸収すべき熱の量を求める。前の実施例と同様に、冷却要素は、個別に制御可能な要素のアレイの全体温度を制御するために使用することができ、および／または個別に制御可能な要素のアレイの異なる部分の温度を制御するための個別に制御可能な部分から構成することができる。
【００５７】
図７に、本発明のこの実施例による構成を示す。図７では、コンジット４０が、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭに接続されている。冷却流体４１が、図示されているようにコンジット４０を通って流れ、個別に制御可能な要素のアレイから熱を吸収し、アレイのごく近傍から熱を除去する。また、流体がコンジット４０に戻る前に流体を冷却するための冷却ユニット４２も提供される。冷却ユニット４２は、コンジットを循環するように冷却流体を進めるためのポンプを含んでいてもよい。別法として、冷却流体は、対流によってコンジット４０を循環するように進めることができる。
【００５８】
制御装置４３が、冷却ユニット４２内部での流体の冷却の程度を制御し、適切な場合には、コンジット４０を通る流体の流量を制御する。例えば、流量は、流体を進めるポンプが使用される場合にはそのポンプを制御することによって、または流体が対流によって進められる場合には弁の制御によって制御することができる。図７に示されるように、個別に制御可能な要素のアレイ内に温度センサ４４を提供して、制御装置４３が個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭの温度を監視できるようにしてもよい。
【００５９】
図７には明確に示されていないが、放射線ビームが入射する側面とは反対の個別に制御可能な要素のアレイの側面に配置されたコンジット４０は、アレイの表面全体にわたる冷却を提供するように、任意の好都合なパターンで構成することができる。例えばコンジットは、個別に制御可能な要素のアレイの１つの縁部から反対の縁部へ横切る複数の平行な部分を有することができる。これらの平行な部分は、直列に、または並列に接続することができる。さらなる代替形態として、個別に制御可能な要素のアレイに接触するコンジットの部分を、個別に制御可能な要素のアレイの表面全体を実質的に覆うチャンバにすることができる。他の適切な構成は当業者には即座に明らかであろう。また、ガス冷却またはペルチェ効果冷却要素など、別の形態の冷却要素を使用することもできることを理解されたい。ガス冷却は、複数の形態の１つとすることができる。例えば、個別に制御可能な要素のアレイの近傍にファンを構成して、個別に制御可能な要素のアレイの上の空気の流れを増加させることができ、それにより、個別に制御可能な要素のアレイから周囲空気への熱の伝達を調節することができる。別法として、冷却ガスの専用ジェットを、個別に制御可能な要素のアレイ上に向けることができる。
【００６０】
ペルチェ効果冷却要素は、冷却要素自体として使用することができるだけでなく、冷却を制御するためのシステムとして使用することもできる。例えばペルチェ効果要素は、個別に制御可能な要素のアレイと、冷却流体を含む上述したようなコンジットとの間に提供することができる。そのような構成では、ペルチェ効果要素を使用して、個別に制御可能な要素のアレイから冷却流体への熱伝達を制御することができる。
【００６１】
リソグラフィ装置では、複数の別々の個別に制御可能な要素のアレイを使用することができる。この場合、個別に制御可能な要素のアレイそれぞれに別個の冷却要素（上述した冷却ユニットおよび制御装置など関連の構成要素を備える）を使用することができる。しかし、リソグラフィ装置の複雑さおよび装置の費用を低減するために、２つ以上の個別に制御可能な要素のアレイに対して単一の冷却システムを提供することが望ましい場合がある。図８に、そのような構成を示す。この場合、３つの個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭ１、ＰＰＭ２、ＰＰＭ３が、単一の冷却システムによって冷却される。この場合、冷却ユニット５０を使用して流体５１を冷却し、流体５１は、（対流によって、またはポンプによって）共通のコンジット５２を巡るように進められる。共通のコンジット５２は、別個のアレイ・コンジット５３、５４、５５に分かれる。アレイ・コンジット５３、５４、５５は、それぞれの個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭ１、ＰＰＭ２、ＰＰＭ３に上述した構成で結合され、その後、共通のコンジット５２を形成するように再結合し、そこを通って、冷却流体５１が冷却ユニット５０に再循環される。
【００６２】
冷却ユニット５０、および使用される場合には、システムを循環するように冷却流体を進めるためのポンプ、または流体の対流を制御するための弁を制御するための制御装置５６が提供される。上述したようなシステムでは、冷却流体５１の流れが一定の比率で各アレイ・コンジット５３、５４、５５を通って進む。例えば、流体の流れを各チャネル内部で等しくすることができる。その結果、各アレイＰＰＭ１、ＰＰＭ２、ＰＰＭ３から熱を吸収する容量は同じになる。しかし、各アレイＰＰＭ１、ＰＰＭ２、ＰＰＭ３に異なるパターンが設定される場合があるので、各アレイから異なる量の熱を吸収することが望ましい場合がある。したがって、流れ制御装置５７、５８、５９を各アレイ・コンジット５３、５４、５５内部に提供することができ、それにより各アレイ・コンジットを通る冷却流体５１の相対流量、したがって個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭ１、ＰＰＭ２、ＰＰＭ３それぞれから熱を吸収するための相対容量を、制御装置５６によって調節することができる。そのようなシステムを使用して、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭ１、ＰＰＭ２、ＰＰＭ３それぞれの温度が実質的に同じになることを保証することができる。
【００６３】
図９に、個別に制御可能な要素のアレイそれぞれを通る流れに関して別個の流れ制御装置を必要としない、複数の個別に制御可能な要素のアレイ用の流体冷却システムに関する代替構成を示す。この場合、それぞれ関連の冷却ユニット６１、６２および制御装置６３、６４を備える２つの冷却流体回路が提供される。上述した冷却ユニット６１、６２および冷却制御ユニット６３、６４の機能は、図８に関連するものに対応しており、説明を繰り返さない。流体コンジットは、各流体システムに関して、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭ１、ＰＰＭ２、ＰＰＭ３それぞれに取り付けられたコンジットを冷却流体が順に通って流れるように構成される。しかし、個別に制御可能な要素のアレイそれぞれに関連付けられたコンジットを冷却流体が通って進む順序は、各冷却システムで異なる。例えば、冷却ユニット６１によって冷却された冷却流体６５は、第１のアレイＰＰＭ１に接続されたコンジットを通って流れ、続いて第２のアレイＰＰＭ２に接続されたコンジット、その後、第３のアレイＰＰＭ３に関連付けられたコンジットを通って流れ、一方、第２の冷却ユニット６２によって冷却された冷却流体６６は、初めに第３のアレイＰＰＭ３に関連付けられたコンジットを通って流れ、続いて第２のアレイＰＰＭ２に接続されたコンジット、最後に第１のアレイＰＰＭ１に接続されたコンジットを通って流れる。冷却流体は、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭ１、ＰＰＭ２、ＰＰＭ３それぞれに関連付けられたコンジットを順に通って流れるとき、熱を吸収し、その温度は高くなり、それにより、次の個別に制御可能な要素のアレイに接続されたコンジットを通って進むときには流体の冷却効果は低下している。しかし、冷却流体が互いに異なる順序で個別に制御可能な要素のアレイを冷却する２つの冷却回路を提供することによって、各アレイに対する冷却効果はおおむね均等になる。
【００６４】
図１０に示されるように、初めに第１、第２、および第３の個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭ１、ＰＰＭ２、ＰＰＭ３に関連付けられたコンジットを通って流れ、続いて、同じ個別に制御可能な要素のアレイに関連付けられたコンジットを逆順で、すなわち第３、第２、最後に第１の個別に制御可能な要素のアレイの順で流れるように冷却流体７３を構成することによって、単一の冷却回路（すなわち単一の冷却ユニット７１および単一の制御装置７２を備える）を使用して同様の効果を実現することができる。
【００６５】
図１０の冷却システムの変形形態では、コンジットは、順に第１、第２、および第３の個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭ１、ＰＰＭ２、およびＰＰＭ３に関連付けられたコンジットを流体が一回だけ通って進むように構成される。すなわち、冷却回路は、個別に制御可能な要素のアレイそれぞれを一度だけ冷却する。その結果、最後の個別に制御可能な要素のアレイに関連付けられたコンジット内での流体の温度は、最初の個別に制御可能な要素のアレイ内よりも（少なくともある程度）高い。したがって、個別に制御可能な要素のアレイがすべて同じ温度である場合、最初の個別に制御可能な要素のアレイから流体への熱の伝達は、最後の個別に制御可能な要素のアレイから流体への熱伝達よりも大きい。しかし、個別に制御可能な要素のアレイＰＰＭ１、ＰＰＭ２、ＰＰＭ３の温度のばらつきは、冷却回路内の冷却流体の流量が十分に高いという条件で、十分に小さく保つことができる。したがって、温度一様性要件が特には高くない場合、そのような構成が適切となることがある。しかし、高いレベルの温度一様性が要求される場合、そのような構成は、必要とされる冷却流体の流量が大きくなるので、実用的でないことがある。
【００６６】
流体冷却システムが使用される場合、冷却流体は、上述したものとは異なる順序で異なる個別に制御可能な要素のアレイに関連付けられたコンジットを通って流れるように配備することができることを理解されたい。同様に、上述したよりも多数の冷却回路を使用することもできる。利用可能な異なる順序の数は、使用される異なる個別に制御可能な要素のアレイの数と共に増加する。同様に、個別に制御可能な要素のアレイの数が増加するにつれて、より多数の冷却回路を使用する利点も増す。
【００６７】
さらに、図８〜１０に関連して上述した構成は、複数の別々の個別に制御可能な要素のアレイの使用について言及しているが、同様の冷却構成を使用して、単一の個別に制御可能な要素のアレイの異なる部分に対する一様な冷却を提供することができることを理解されたい。
【００６８】
「実施例５」
上述したように、個別に制御可能な要素のアレイ内の要素の熱による膨張（または冷却による収縮）が、結像誤差をもたらす場合がある。一実施例では、様々な温度でのアレイの挙動を測定し、それによりアレイの温度依存挙動をマッピング（対応付け）することによって、誤差が補償される。アレイの温度は、（例えば１つまたは複数の熱電対によって）露光中に監視され、アレイに信号を提供する手段（例えば制御装置）に供給される。この手段が、測定された温度を、マッピングされた温度と比較して、それに従って信号を補正する。
【００６９】
上の説明では、４つの別個の実施例として、個別に制御可能な要素のアレイの使用によって発生する熱を管理するための４つの異なる選択肢を述べてきたが、それらの選択肢は排他的なものではなく、関連して使用することができることを理解されたい。例えば、個別に制御可能な要素のアレイに、加熱要素と冷却要素との両方を設けて、それぞれ個別に制御可能な要素のアレイの温度が非常に低くなること、または非常に高くなることを防止することができる。また、上の実施例５は、ある範囲内で温度を保つために、例えば冷却システムと共に使用することができる。同様に、別段使用されないときに（すなわち放射線のビームをパターン形成するために個別に制御可能な要素のアレイにパターンが形成されないときに）、個別に制御可能な要素のアレイの温度を維持するために、個別に制御可能な要素のアレイに補助制御信号が提供される構成では、補助制御信号によって生成される加熱が十分でない場合に追加の加熱を提供するために、加熱要素が提供される場合もある。同様に、個別に制御可能な要素のアレイの温度のばらつきを減衰する熱リザーバの提供を、任意の他の実施例と共に使用することができる。また、冷却および／または加熱システムが提供される場合、そのシステムの熱容量を、第３の実施例の熱リザーバの機能を提供するように選択することができることを理解されたい。一般に、上述した実施例の任意の１つを、他の実施例の任意の組合せと共に使用することができる。
【００７０】
本発明の特定の実施例を述べてきたが、本発明を、記述した以外の方法で実施することもできることを理解されたい。上記の説明は、本発明を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例の詳細を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例の詳細を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例の変形形態を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例の詳細を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例の変形形態を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施例の詳細を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施例の変形形態を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施例のさらなる変形形態を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施例のさらなる変形形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
ＰＢ  投影ビーム
ＩＬ  照明システム、照明器
ＰＰＭ  個別に制御可能な要素のアレイ
Ｗ  基板
ＰＷ  位置決め手段
ＷＴ  基板テーブル
Ｃ  ターゲット部分
ＰＬ  投影システム
ＳＯ  放射線源
ＢＤ  ビーム・デリバリ・システム
ＡＭ  調節手段
ＩＮ  積分器
ＣＯ  集光器
１０、２１、４３、５６、６３、６４  制御装置
１１  補助制御装置
１２、２２、４４  温度センサ
２０  加熱要素
３０、３５  熱リザーバ
３６  チャンバ
３７、５１  流体
４０、５２  コンジット
４１、６５、６６  冷却流体
４２、５０、６１、６２  冷却ユニット
５３、５４、５５  アレイ・コンジット
５７、５８、５９  流れ制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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