(57)【要約】【課題】透過性光学エレメントの熱プロファイルを変更可能な投影システムを提供する。【解決手段】リソグラフィ装置内で使用するのに適した投影システムにおいて、透過性光学エレメントと、透過性光学エレメントの熱プロファイルを変更するように構成され、伝達部材と熱プロファイル調節器とを備える熱プロファイル補正器であって、伝達部材が、所望の熱プロファイルを熱プロファイル調節器から透過性光学エレメントに伝達するように、透過性光学エレメントの近傍の内外に移動可能である、熱プロファイル補正器とを含む投影システム。【選択図】図３
2008277822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置内で使用するのに適した投影システムであって、
透過性光学エレメントと、
前記透過性光学エレメントの熱プロファイルを変更するように構成され、伝達部材と熱プロファイル調節器とを備える熱プロファイル補正器であって、前記伝達部材が、所望の熱プロファイルを前記熱プロファイル調節器から前記透過性光学エレメントに伝達するように、前記透過性光学エレメントの近傍の内外に移動可能である、熱プロファイル補正器と
を備える投影システム。
【請求項２】
前記熱プロファイル調節器が、少なくとも１つの加熱用プレートを備える、請求項１に記載の投影システム。
【請求項３】
前記熱プロファイル調節器が、前記伝達部材が間に配置可能となるように互いに離隔された配列で配置された１対の加熱用プレートを備える、請求項２に記載の投影システム。
【請求項４】
前記加熱用プレートまたは各加熱用プレートが、個別にアドレス可能な電気ヒータのアレイを備える、請求項２に記載の投影システム。
【請求項５】
前記個別にアドレス可能な電気ヒータが、前記伝達部材の選択された離散的な領域に熱を伝達するように構成される、請求項４に記載の投影システム。
【請求項６】
熱伝達のために前記離散的な領域を選択するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項５に記載の投影システム。
【請求項７】
前記コントローラが、パターニングされた放射ビームの位相マップに対比して、熱伝達のために前記離散的な領域を選択するように構成される、請求項６に記載の投影システム。
【請求項８】
前記コントローラが、投影システムのモデルに対比して、熱伝達のために前記離散的な領域を選択するように構成される、請求項６に記載の投影システム。
【請求項９】
前記コントローラが、前記熱プロファイル調節器内に、または隣接して配置される、請求項６に記載の投影システム。
【請求項１０】
前記熱プロファイル調節器が冷却源を備える、請求項１に記載の投影システム。
【請求項１１】
前記伝達部材が、複数の熱源を備える、請求項１に記載の投影システム。
【請求項１２】
前記熱源が、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード、またはスーパールミネッセントダイオードである、請求項１１に記載の投影システム。
【請求項１３】
前記熱プロファイル調節器が、前記複数の熱源のそれぞれにアドレスするように構成されたコントローラを備える、請求項１１に記載の投影システム。
【請求項１４】
前記コントローラが、パターニングされた放射ビームの位相マップに対比して前記熱源にアドレスするように構成される、請求項１１に記載の投影システム。
【請求項１５】
前記コントローラが、投影システムのモデルに対比して前記熱源を選択するように構成される、請求項１１に記載の投影システム。
【請求項１６】
前記伝達部材が、複数の冷却源を含む、請求項１に記載の投影システム。
【請求項１７】
２つの透過性光学エレメントを備える、請求項１に記載の投影システム。
【請求項１８】
前記伝達部材が、前記２つの透過性光学エレメント間の位置に、またその位置から移動可能である、請求項１７に記載の投影システム。
【請求項１９】
前記伝達部材が、前記透過性光学エレメントに関連付けられた瞳面上に移動可能である、請求項１に記載の投影システム。
【請求項２０】
第２の伝達部材をさらに備える、請求項１に記載の投影システム。
【請求項２１】
前記伝達部材および前記第２の伝達部材が、所望の熱プロファイルを前記熱プロファイル調節器から前記透過性光学エレメント内に伝達するように、前記透過性光学エレメントの近傍の内外に移動可能である、請求項２０に記載の投影システム。
【請求項２２】
前記伝達部材および前記第２の伝達部材が、前記透過性光学エレメントの近傍の内外に移動可能であり、その結果、前記透過性光学エレメントの近傍内にあるとき、前記透過性光学エレメントが前記伝達部材と前記第２の伝達部材との間に位置する、請求項２１に記載の投影システム。
【請求項２３】
前記透過性光学エレメントがレンズである、請求項１に記載の投影システム。
【請求項２４】
前記透過性光学エレメントが、ある波長の放射に対して透過性の平坦な材料部片である、請求項１に記載の投影システム。
【請求項２５】
放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
パターニングされた放射ビームを形成するために、前記調節済み放射ビームにその断面でパターンを与えることが可能であるパターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
透過性光学エレメントを含み、前記パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと
を含み、前記投影システムが、
前記透過性光学エレメントの熱プロファイルを変更するように構成され、伝達部材と熱プロファイル調節器とを備える熱プロファイル補正器であって、前記伝達部材が、所望の熱プロファイルを前記熱プロファイル調節器から前記透過性光学エレメントに伝達するように、前記透過性光学エレメントの近傍の内外に移動可能である、熱プロファイル補正器を備える、リソグラフィ装置。
【請求項２６】
透過性光学エレメントの熱プロファイルを変更する方法であって、
所定の熱プロファイルを熱プロファイル調節器から伝達部材に伝達するステップと、
前記熱プロファイルを前記伝達部材から前記透過性光学エレメントに伝達するように、前記伝達部材を前記透過性光学エレメントの近傍内に移動するステップとを含む方法。
【請求項２７】
前記透過性光学エレメントのモデルに対して前記熱プロファイル調節器を制御するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
位相マップに対して前記熱プロファイル調節器を制御するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記伝達部材が、前記透過性光学エレメントに関連付けられた瞳面上に配置される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記伝達部材が、２つの透過性光学エレメント間に位置するある位置に、またその位置から移動可能である、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
所定の熱プロファイルを熱プロファイル調節器から２つの伝達部材に伝達するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記透過性光学エレメントが前記２つの伝達部材間に位置する位置に、またその位置から、前記２つの伝達部材を移動するステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
放射が前記透過型光学エレメントを介して透過されていないとき、前記伝達部材が前記透過性光学エレメントレンズの近傍内に移動される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３４】
前記透過性光学エレメントが投影システムの一部である、請求項２６に記載の方法。
【請求項３５】
前記投影システムのモデルに対して前記熱プロファイル調節器を制御するステップをさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、リソグラフィ装置用の投影システム、リソグラフィ装置、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分上に付ける機械である。リソグラフィ装置は、たとえば、集積回路（ＩＣ）の製造時に使用することができる。その場合、選択可能にマスクまたはレチクルと呼ばれるパターニングデバイスを使用し、ＩＣ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、放射感応性材料（レジスト）の層を有する基板（たとえば、シリコンウェーハ）上の（たとえば、ダイの一部、または１つもしくはいくつかのダイを含む）ターゲット部分上に結像させることができる。一般に、単一の基板は、連続して露光される、隣接するターゲット部分のネットワークを含むことになる。周知のリソグラフィ装置には、パターン全体を一度にターゲット部分上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、所与の方向（「スキャン」方向）で放射ビームを介してパターンをスキャンし、一方、この方向に対して平行または逆平行で基板を同期スキャンすることによって、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとが含まれる。
【０００３】
[0003]  ＩＣ作製では、マイクロプロセッサのスピード、メモリの記録密度、およびマイクロ電子構成部品に関する低電力消費における継続的な改善により、リソグラフィ装置によってパターニングデバイス（たとえば、マスク）から基板に転写されるパターンのサイズを引き続き縮小することが必要とされる。しかし、集積回路のサイズが縮小され、その密度が増大するにつれて、その対応するパターニングデバイス（たとえば、マスク）のパターンのＣＤ(critical dimension)がリソグラフィ装置の解像限界に近づく。リソグラフィ装置の解像度は、露光装置が繰り返し基板（たとえば、ウェーハ）上で露光することができる最小フィーチャとして定義される。超解像技術(resolution enhancement techniques)として知られる様々な技法が、リソグラフィ装置の解像限界を延長するために適用されている。
【０００４】
[0004]  解像度を改善するための１つの技法は、軸外照明（である。この技法の場合、パターニングデバイス（たとえば、マスク）は、選択された直交しない角度で照明され、これは解像度を改善することができ、特に焦点深度および／またはコントラストを増大することによってプロセスラチチュードを改善する。対物面であるパターニングデバイス（たとえば、マスク）平面での放射ビームの角度分布は、リソグラフィ装置の光学構成の瞳面内における放射ビームの空間分布に対応する。一般に、瞳面内での空間分布の形状は、照明モードと呼ばれる。ある既知の照明モードは環状であり、光軸上の従来の０次のスポットがリング状の強度分布に変更される。別のモードは、光軸状にないいくつかのスポットまたはビームが生成される多極照明である。多極照明モードの例は、２つの極を含む２極、および４つの極を含む４極である。２極および４極などの照明モードについては、瞳面内の極のサイズが、瞳面の総面積に比べて非常に小さくなる可能性がある。したがって、基板を露光するために使用される放射のすべてが、これらの極の場所でのみ、瞳面部の、または瞳面に近い様々な光学エレメントを横断する。その光学エレメントは、たとえばレンズエレメントである可能性がある。レンズエレメントを横断する放射のごく一部分は、レンズエレメントによって吸収される。これは、放射ビームによるレンズエレメントの不均一な加熱に通じ、屈折率が局所的に変化し、レンズエレメントが変形する。屈折率の局所的な変化とこのレンズエレメントの変形は、光学収差と、投影システムによってレジスト層上に投影される歪んだ像とを引き起こす。屈折率の局所的な変化とレンズの変形は、代わりに、または追加として、老化の徴候とすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0005]  本明細書で識別されていようと、別途識別されていようと、従来技術の問題のうちの１つまたは複数を予防する、または緩和する、たとえばリソグラフィ装置および方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]  本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置内で使用するのに適した投影システムが提供され、この投影システムは、少なくとも１つの透過性光学エレメントを含み、この投影システムは、透過性光学エレメントの熱プロファイルの変化を生み出すように構成され、伝達部材と熱プロファイル調節器とを含む熱プロファイル補正器であって、伝達部材が、所望の熱プロファイルを熱プロファイル調節器から透過性光学エレメント内に伝達するように、透過性光学エレメントの近傍の内外に移動可能である、熱プロファイル補正器を備える。
【０００７】
[0007]  本発明の他の態様によれば、放射ビームを調節するように構成された照明システムと、パターニングされた放射ビームを形成するために、調節済み放射ビームにその断面でパターンを与えることが可能であるパターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、少なくとも１つの透過性光学エレメントを備え、パターニングされた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た投影システムとを含み、投影システムが、透過性光学エレメントの熱プロファイルの変化を生み出すように構成され、伝達部材と熱プロファイル調節器とを含む熱プロファイル補正器であって、伝達部材が、所望の熱プロファイルを熱プロファイル調節器から透過性光学エレメント内に伝達するように、透過性光学エレメントの近傍の内外に移動可能である、熱プロファイル補正器を備える、リソグラフィ装置が提供される。
【０００８】
[0008]  本発明の他の態様によれば、透過性光学エレメントの熱プロファイルの変化を生み出す方法であって、所定の熱プロファイルを熱プロファイル調節器から伝達部材に伝達するステップと、熱プロファイルを伝達部材から透過性光学エレメント構成に伝達するように、伝達部材を透過性光学エレメントの近傍内に移動するステップとを含む方法が提供される。
【０００９】
[0009]  例示にすぎないが、次に、本発明の諸実施形態について、対応する参照記号が対応する部分を示す添付の概略図面を参照して述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
[0020]  本文中では、ＩＣの製造時におけるリソグラフィ装置の使用を具体的に参照することがあり得るが、本明細書で述べられているリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイドおよび検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他の応用分野を有する可能性があることを理解されたい。そのような代替の応用分野の文脈においては、本明細書における「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用することがあればそれは、それぞれより一般的な用語である「基板」または「ターゲット部分」と同義と見なすことができることを、当業者なら理解するであろう。本明細書で参照される基板は、露光の前後に、たとえば、トラック（一般に、レジストの層を基板に付け、露光されたレジストを現像する装置）、またはメトロロジーもしくは検査装置内で処理することができる。適用可能な場合、本明細書における開示は、そのような、また他の基板処理装置に適用することができる。さらに、基板は、たとえば多層ＩＣを作成するために複数回処理することができ、その結果、本明細書で使用される基板という用語は、複数の処理済みの層をすでに含む基板を指すこともあり得る。
【００１１】
[0021]  本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、（たとえば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）紫外光（ＵＶ）放射、および（たとえば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）極端紫外光（ＥＵＶ）放射、ならびに、イオンビームまたは電子ビームなど粒子ビームを含めて、あらゆるタイプの電磁放射を包含する。
【００１２】
[0022]  本明細書で使用される「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でパターンを生み出すように、放射ビームにその断面でパターンを与えるために使用することができるデバイスを指すものとして広く解釈するべきである。放射ビームに与えられるパターンは、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に対応しない可能性があることに留意されたい。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路など、ターゲット部分内で作成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。
【００１３】
[0023]  パターニングデバイスは、透過型または反射型とすることができる。パターニングデバイスの諸例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、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周知であり、バイナリ、レベンソン型(alternating)位相シフト、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例は、小さなミラーの行列構成を使用し、ミラーのそれぞれは、入来放射ビームを様々な方向で反射するように個別に傾けることができ、このようにして、反射ビームがパターニングされる。
【００１４】
[0024]  サポート構造は、パターニングデバイスを保持する。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、および他の条件、たとえばパターニングデバイスが真空環境内で保持されるか否かなどによって決まるやり方で、パターニングデバイスを保持する。支持体は、機械式クランプ、真空、または他のクランプ技法、たとえば真空条件下での静電クランプを使用する。サポート構造は、たとえば、必要に応じて固定または可動とすることができる、またパターニングデバイスが、たとえば投影システムに対して確実に所望の位置にあるよう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。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用することがあればそれは、「パターニングデバイス」という、より一般的な用語と同義と見なすことができる。
【００１５】
[0025]  本明細書で使用される「投影システム」という用語は、たとえば使用され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など他の要因にとって適切なように、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めて、様々なタイプの投影システムを包含するものとして広く解釈するべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用することがあればそれは、「投影システム」という、より一般的な用語と同義と見なすことができる。
【００１６】
[0026]  照明システムは、放射のビームを誘導する、形作る、または制御するために、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、反射屈折光学コンポーネントを含めて、様々なタイプの光学コンポーネントを包むことができ、そのようなコンポーネントもまた、下記でまとめて、または単独で「レンズ」と呼ばれる可能性がある。
【００１７】
[0027]  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つ以上のサポート構造）を有するタイプのものとすることができる。そのような「マルチステージ」機では、追加のテーブルを同時に使用することができ、あるいは、１つまたは複数の他のテーブルが露光用に使用されている間に、１つまたは複数のテーブルに対して準備ステップを実施することができる。
【００１８】
[0028]  リソグラフィ装置はまた、投影システムの最終エレメントと基板の間の空間を満たすように、比較的高い屈折率を有する液体、たとえば水内に基板が浸漬されるタイプのものとすることができる。また、液浸液は、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえばパターニングデバイス（たとえば、マスク）と投影システムの第１のエレメントとの間で与えることもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を増大することで、当技術分野において周知である。
【００１９】
[0029]  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（たとえば、ＵＶ放射）のビームＰＢを調節するための照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（たとえば、マスク）ＭＡを支持するための、また、そのパターニングデバイスを投影システムＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決めデバイスＰＭに接続されるサポート構造（たとえば、サポート構造）ＭＴと、基板（たとえば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、その基板をアイテムＰＬに対して正確に位置決めするように構成された第２の位置決めデバイスＰＷに接続される基板テーブル（たとえば、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に与えられたパターンを基板Ｗの（たとえば、１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃ上に結像するように構成された投影システム（たとえば、屈折投影レンズ）ＰＬと、投影システムＰＬの透過性光学エレメント（たとえば、レンズ）の熱プロファイルの変化を生み出す、または熱プロファイルを変化させるように構成された熱プロファイル補正器１００とを含む。
【００２０】
[0030]  本明細書では、本装置は、（たとえば、透過マスクを使用する）透過タイプのものである。別法として、本装置は、（たとえば、上記で参照されているタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する）反射タイプのものとすることができる。
【００２１】
[0031]  イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源とリソグラフィ装置は、たとえば放射源がエキシマレーザであるとき、別体とすることができる。そのような場合、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、放射は、たとえば、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送達システムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに渡される。他の場合には、たとえば放射源が水銀ランプであるとき、放射源は本装置の一体化部分とすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム送達システムＢＤと共に、放射システムと呼ばれることがあり得る。
【００２２】
[0032]  イルミネータＩＬは、とりわけビームの角度強度分布を調整するように構成されたアジャスタ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（一般にそれぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調整することができる。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など、様々な他のコンポーネントを含む。イルミネータは、その断面において所望の均一性および強度分布を有する、調節された放射のビームＰＢをもたらす。
【００２３】
[0033]  放射ビームＰＢは、サポート構造ＭＴ上で保持されているパターニングデバイス（たとえば、マスク）ＭＡ上に入射する。ビームＰＢは、パターニングデバイスＭＡを横切って、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、そのビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に集束する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば、干渉計デバイス）の助けにより、たとえば、様々なターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内で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と（図１には明示的に図示されない）別の位置センサを使用し、パターニングデバイスＭＡを、たとえばマスクライブラリから機械的に取り出した後で、またはスキャン中に、ビームＰＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、物体テーブルＭＴおよびＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭおよび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）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現されることになる。しかし、（スキャナではなく）ステッパの場合には、サポート構造ＭＴをショートストロークアクチュエータだけに接続することも、固定とすることもできる。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２、およ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。
【００２４】
[0034]  図の装置は、以下の好ましいモードで使用することができる。
【００２５】
[0035]  １．ステップモードでは、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴが本質的に静止したままであり、一方、ビームＰＢに与えられたパターン全体がターゲット部分Ｃ上に１回で投影される（すなわち、１回の静止露光）。次いで、基板テーブルＷＴがＸおよび／またはＹ方向でシフトされ、その結果、異なるターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズにより、１回の静止露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
【００２６】
[0036]  ２．スキャンモードでは、ビームＰＢに与えられたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影されている間に、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期してスキャンされる（すなわち、１回の動的露光）。サポート構造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ＰＬの（縮小）倍率と像反転特性によって決定される。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズにより、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向での）幅が制限され、一方、スキャン運動の長さにより、ターゲット部分の（スキャン方向での）高さが決定される。
【００２７】
[0037]  ３．別のモードでは、サポート構造ＭＴが、プログラマブルパターニングデバイスを保持して本質的に静止したままであり、ビームＰＢに与えられたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影されている間に、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされる。このモードでは、一般に、パルス放射源が使用され、基板テーブルＷＴが移動するたびに、またはスキャン中、連続する放射パルスの間で、必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスが更新される。この動作モードは、上記で参照されているタイプのプログラマブルミラーアレイなど、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不要のリソグラフィに容易に適用することができる。
【００２８】
[0038]  上述の使用モードまたは全く異なる使用モードに対する組合せおよび／または変形形態をも、使用することができる。
【００２９】
[0039]  図２ａは、イルミネータまたは投影システム内の瞳面２１内における放射ビームの２極強度分布の一例を示す。放射ビームの強度分布は、放射ビームのうちの大部分の放射が瞳面を横断する瞳面の断面の部分を画定する２つの極２２および２３を含む（一部の放射は、極の縁部で散乱および／または退色（ｆａｄｉｎｇ）によって失われる）。図２ｂは、瞳面２４内における強度分布の第２の例を示し、４つの極２５、２６、２７、２８を含む。以下の説明では、瞳面内における放射ビームの強度分布は、照明モードと呼ばれる。図２ａに示されている強度分布は、２極照明モードと呼ばれる。図２ｂに示されている強度分布は、４極照明モードと呼ばれる。
【００３０】
[0040]  放射ビームが屈折レンズエレメント（たとえば、図１の投影システムＰＬのレンズ）を横断するとき、放射ビームの小部分がレンズエレメントによって吸収される。レンズエレメントによる放射ビームの吸収により、レンズエレメントが加熱される。レンズエレメントの加熱により、吸収場所でレンズエレメントの屈折率が変化し、レンズエレメントが変形する。放射ビームがレンズエレメントを均一に横断する場所で位置決めされたレンズエレメントの場合、吸収により、レンズエレメントが均一に加熱され、屈折率が均一に変化する。瞳面部で、または瞳面近くで位置決めされたレンズエレメントの場合、放射ビームがレンズエレメントを横断するレンズエレメントの断面の部分は、与えられた照明モードに依存する。２極および４極などの照明モードの場合、レンズエレメントは、レンズエレメントの表面全体にわたって不均一に放射を吸収する。屈折率の局所的な変化、および投影システム内の１つまたは複数のレンズエレメントの変形により、レンズエレメントを横断する放射ビームの様々な部分の光路長が変化する。それらの光路長が異なるため、放射ビームの諸部分は、基板レベルで、レチクルレベルでの物体像に対して歪んだ像に組み換えられる。
【００３１】
[0041]  図３を参照すると、本発明の一実施形態による（図１に示されている）熱プロファイル補正器１００は、熱伝達部材１０２と、熱プロファイル調節器１０４とを含む。熱伝達部材１０２は、板状のものである。熱伝達部材１０２は、その上で、またはその中で熱プロファイルを確立することができるように、しかしまた、熱をその表面から（たとえば、レンズ構成のレンズ上に／内に）容易に放散することができるように構築される。したがって、熱伝達部材１０２は、熱が伝達部材１０２から容易に吸収および放散され得るように、伝導性（たとえば、銅など金属）エレメントのマトリクスから形成することができることが好都合である。それらのエレメントは、それぞれ断熱材によって取り囲むことができ、断熱材は、エレメントのそれぞれを互いに熱的に分離し、それによって熱プロファイルを確立することを可能にする。
【００３２】
[0042]  熱伝達部材１０２は、レンズ構成１０８のレンズ間に配置可能であるように寸法設定される。レンズ構成１０８は、図１に示されている投影システムＰＬの一部を形成する。熱伝達部材は、（下記で論じるように）レンズを熱伝達部材１０２によって加熱することができるように、レンズ構成１０８に関連付けられた瞳面１０６上に、またはその近くに、あるいは、レンズ構成１０８のレンズに近接する任意の他の好適な場所に配置することができる。
【００３３】
[0043]  熱プロファイル調節器１０４は、熱伝達部材１０２を間に置くことができるように互いに十分に離隔された、しかしプレート１１０および１１２と、それらに近接して配置されたときの熱伝達部材１０２のそれぞれの表面との間で熱の伝達を可能にするように互いに十分に近接する１対の加熱用プレート１１０および１１２を含む。熱プロファイル調節器１０４は、２枚の加熱用プレート１１０、１１２を有するものとして述べられている。しかし、当業者には理解されるように、単一の加熱用プレートを有する熱プロファイル調節器１０４を、本発明の実施内で代替として使用することができる。
【００３４】
[0044]  また、図４を参照すると、各プレート１１０および１１２は、熱伝達部材１０２の選択された離散的な局所領域を加熱するように構成された、個別にアドレス可能な電気ヒータ１１６を有する加熱用アレイ１１４を含む。この図面は、例示のためだけに、９個の電気ヒータのアレイを示す。実際には、電気ヒータの数は、たとえば１２８個または２５６個のヒータなど、かなり大きくすることができる。電気ヒータ１１６は、導体１２０を介して制御ユニット１１８に電気的に接続される。使用時には、制御ユニット１１８は、所定の熱プロファイルを定義するために、各電気ヒータ１１６の熱放散を個別に調整するように構成される。
【００３５】
[0045]  レンズ構成１０８内における瞳面内での位置の関数としての光路長変動は、表面プロファイルによって説明することができ、位相マップと呼ばれる。放射ビームの様々な部分の光路長の、所望の補正量は、既知の干渉計構成を使用して、レンズ構成の瞳面内で（または任意の他の好適な部分で）放射ビームの位相マップを測定することによって得ることができる。瞳面内で位相マップを測定することによって光路長の変化を直接決定することにより、正確な補正量を決定し与えることが可能になる。そのような測定は、リソグラフィ装置が連続動作していない、またはリソグラフィ装置が、様々な照明モードを設定して後で動作される期間中に実施し、連続的に変化する位相マップをもたらすことができる。従来のリソグラフィ装置は、波面をその場で測定するために基板支持手段のところに、またはその近くに配置された干渉計波面測定システムを含む既知のセンサを備えることができる。
【００３６】
[0046]  制御ユニット１１８は、測定された位相マップに関連するヒータ１１６にアドレスするように構成される。使用時には、位相マップは、干渉計構成を使用して測定される。位相マップは、レンズ構成１０８を横断する放射ビームの様々なサブビームの位相変化を提供する。これらは、照射によって誘発された光路長差の所望の補正量を決定するために使用される。レンズ構成１０８に対する屈折率の所望の変化は、位相マップ上で決定される、対応する位相変化から計算される。その後で、熱伝達部材とレンズ構成の間で望ましい熱の伝達を行い、それによってレンズ構成の熱プロファイル、したがってその屈折率プロファイルの変化を生み出すために、各電気ヒータ１１６から放散される熱量が計算される。次いで、各電気ヒータ１１６は、計算された熱量を放散するように制御ユニット１１８によって個別にアドレスされる。各電気ヒータから放散すべき熱量は、熱伝達部材とレンズ構成の間で、設定された時間内で特定のジュール数の伝達を行うように計算される。
【００３７】
[0047]  使用されている照明モードごとに１回、位相マップを決定し、補正をレンズ構成に与えることができる。別法として、定期的に位相マップを決定し、補正をレンズ構成に与えることができる。別法として、他の時間間隔で、あるいは、たとえば基板の露光間などリソグラフィ装置が動作していない期間中、パターニングデバイス（たとえば、マスク）を変更するとき、基板（たとえば、ウェーハ）を変更するとき、または装置の日常較正中に位相マップを決定し、補正をレンズ構成に与えることができる。制御ユニット１１８は、追加として、または別法として、与えられた照明モードの履歴に対して電気ヒータ１１６にアドレスすることができる。別法として、レンズ内の収差によって引き起こされる放射ビームにおける不整の補正を、パターニングされた基板のスループット全体より重要なものとすることができる。この場合には、特定の（たとえば、メンテナンス）期間に位相マップを計算し、補正をレンズに与えることができる。
【００３８】
[0048]  別法として、位相マップは、与えられた照明モードから導出することができる。位相マップの計算は、従来のレイトレーシングソフトウェアを使用して実施し、それに応じて、制御ユニット１１８を介して電気ヒータ１１６に与えることができる。
【００３９】
[0049]  計算された熱は、電気ヒータ１１６から放散され、熱伝達部材１０２に伝達される。図面に示されている実施形態は２つの加熱用プレート１１０および１１２を有することが理解されるであろう。しかし、別法として、熱プロファイル調節器１０４と熱伝達部材１０２の間の熱の伝達は、１つの加熱用プレートだけを使用して行うことができる。その後で、熱伝達部材１０２は、図５に示されているように、レンズ構成１０８の瞳面１０６上に移動および配置される。この位置では、熱伝達部材１０２およびレンズ構成１０８のレンズの離散的な局所領域間で熱が伝達され、その結果、所定の、必要とされるジュール数が所定の時間内に伝達され、それによってレンズ構成１０８のレンズの熱プロファイルを変更し、したがってそれらの屈折率プロファイルを変える。
【００４０】
[0050]  図６を参照すると、熱伝達部材１０２は、図３および図５に示されているように、直立部材１２４に接続するためのアーム１２２を有する。また、熱伝達部材は、熱伝達部材のバルク温度を調節するように構成された、冷却用リングの形態のクーラ１３８を有することができる。図６はまた、熱プロファイル調節器１０４の電気ヒータによって加熱される、熱伝達部材の離散的な局所領域１２６の一例を示す。
【００４１】
[0051]  図７は、本発明の一実施形態による熱プロファイル補正器１００の平面図を示す。電気ヒータ１１６から熱伝達部材１０２に計算された熱が伝達された後で、熱伝達部材１０２を直立部材１２４の長手軸１２５の周りで回転させ、それによって熱伝達部材１０２を熱プロファイル調節器１０４からレンズ構成１０８に移送することによって、熱伝達部材が熱プロファイル調節器からレンズ構成の瞳面上に移動される。
【００４２】
[0052]  図８を参照すると、本発明の一実施形態による熱プロファイル補正器２００は、熱伝達部材２０２を含む。この熱伝達部材は、図３の熱伝達部材と同様の形状のものであり、第１の表面２２８および第２の表面２３０を有する。どちらかの、または両方の表面に、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード、スーパールミネッセントダイオード熱源など、熱源のアレイ２３２が配置されている。さらに、熱プロファイル補正器２００は、位相マップに対比して、データケーブル２３６を介して個別にアドレスすることによって熱源２３２を始動するコントローラ２３４の形態の熱プロファイル調節器を含む。次いで、熱伝達部材２３２は、図３に示されている実施形態に関連して上述したように、レンズ構成の瞳面上に配置され、所望の熱プロファイルがレンズ構成に伝達され、それによってその屈折率プロファイルを補正する。図３の実施形態に関連して述べたように、熱伝達部材２０２はさらに、熱伝達部材２０２のバルク温度を調節するための、冷却用ループの形態のクーラ２３８を有することができる。コントローラ２３４は、クーラ２３８をも制御する。
【００４３】
[0053]  上述の実施形態では、熱プロファイル調節器１０４は、熱伝達部材１０２の選択された離散的な局所領域を加熱するように構成されたヒータ１１６のアレイを含むことができる。加熱ではなく熱伝達部材１０２の冷却を使用することもできる。たとえば、ヒータ１１６ではなく冷却源のアレイを使用し、熱伝達部材１０２の諸部分を選択的に冷却することができる。冷却源は、選択的に冷却された金属プレート、ワイヤなどの形態で設けることができ、プレート、ワイヤなどを冷却するために、冷却されたガスもしくは液体、または任意の他の好適な冷却手段が使用される。
【００４４】
[0054]  図８における上述の実施形態では、熱伝達部材２０２は、たとえばレンズ構成のレンズの選択された部分を加熱するように構成された複数の熱源を備えて示されている。その代わりに、伝達部材２０２は、レンズ構成のレンズの選択された部分を冷却するように構成された複数の冷却源を備えることができる。
【００４５】
[0055]  熱伝達部材に熱プロファイルを提供するために、熱伝達部材の諸部分を冷却することができる一方、他の部分を加熱することができる。レンズ構成に対するエネルギー（熱）伝達全体は、熱がレンズ構成から抽出され得る点で、負とすることができる。これは、熱伝達部材の諸部分がレンズ構成の周囲温度より確実に冷やされ、これらの冷却された諸部分の冷却効果全体が伝達部材の加熱された部分の加熱効果全体より確実に大きくなるようにすることによって達成することができる。熱がレンズ構成から抽出される場合、その熱プロファイルのより正確な制御を行い、レンズ構成が有する可能性がある何らかの収差を低減することができる。
【００４６】
[0056]  上述の実施形態では、投影システムＰＬが、レンズ構成１０８を含むものとして述べられている。レンズの代わりに、またはレンズに加えて、他の透過性光学エレメント、たとえば任意の好適な屈折または回折光学エレメントを使用することができる。レンズは、屈折力を有していなくてもよく、たとえば平坦なガラス部片、またはある（たとえば、ＵＶ）波長での放射に対して透過性の他の材料とすることができる。
【００４７】
[0057]  上記の実施形態では、熱プロファイルは、放射ビームの位相マップに対比して制御されるものとして述べられている。これは本質的なものではない。その代わりに、レンズ構成内のレンズのどの部分に熱プロファイルを与えることが必要になるか、また、その熱プロファイルがどのようなものであることを必要とするか判定するために、レンズ構成（たとえば、投影システム）をモデル化することができる。熱プロファイルは、このモデルに従って構築し、レンズ構成のレンズに与えることができる。また、熱プロファイルは、以前に与えられた照明モード、露光パターンなどに関する既知の、または計算された熱プロファイルの履歴に対比して、その構成のレンズに与えることができる。
【００４８】
[0058]  上述の実施形態では、熱伝達部材は、レンズ構成のレンズ間のある位置に、またその位置から移動可能なものとして述べられている。熱伝達部材を、レンズ構成に関連付けられた瞳面上に、または瞳面内に移動することが好ましいものとすることができる。しかし、これは本質的なものではなく、熱伝達部材は、レンズ構成のレンズ間の任意の位置に、またその位置から移動可能なものとすることができる。
【００４９】
[0059]  上述の実施形態では、熱伝達部材は、レンズ構成の両側で両方のレンズを加熱するように、レンズ構成のレンズ間のある位置に、またその位置から移動可能なものとして述べられている。その構成の１つのレンズを加熱することだけが望ましい、または好ましい可能性があり、これは、熱伝達部材の側だけ熱プロファイルが与えられる必要があること、または熱伝達部材の１つの側だけ熱源を備えることを必要とすることを意味する。相異なる熱プロファイルを、熱伝達部材の相異なる側に与える必要がある可能性がある。熱伝達部材を介した伝導によって、相異なるプロファイルが共に混ざり合うのを防止するために、断熱または熱反射層を熱伝達部材内に設け、その一方の側を他方の側から分離することができる。
【００５０】
[0060]  レンズ構成のレンズ間のある位置に、またその位置から移動可能である代わりに、熱伝達部材は、レンズが熱伝達エレメントによって取り囲まれる位置に、またその位置から移動可能であるように構築することができる。そのような構造が、図９に示されている。図９では、熱伝達部材３００は、２つの部分、すなわち上部熱伝達部材３１０と、下部熱伝達部材３２０とを含む（しかし、これらの２つの部分は、互いに一体とする、すなわち単一の熱伝達部材を形成することができることは理解されるであろう）。熱伝達部材３００は、レンズ３３０を取り囲むように位置決めされていることがわかる。これは、レンズ３３０の熱プロファイルのより正確な制御、したがって放射ビームを透過することによるレンズ３３０の不均一な加熱によって引き起こされる収差の補正を可能にすることができる。
【００５１】
[0061]  レンズ３３０に面する熱伝達部材３００の側は、レンズ３００に伝達すべき熱プロファイルを有することができる。熱プロファイルは、レンズ３３０に面することになる熱伝達部材３００の側を加熱することによって、または（上述のように）これらの側に設けられた熱源にアドレスすることによって確立することができる。レンズ３００に面しない側は、熱伝達部材３００によって放散された熱が他のレンズ（図示せず）、たとえば図におけるレンズ３３０の上方および下方のレンズの方向で放散されないように、断熱および／または熱反射層を備えることができる。
【００５２】
[0062]  熱伝達部材は、任意の好適なやり方で移動可能とすることができる。たとえば、熱伝達部材は、位置の内外に回転させることも、直線の形で移動可能とすることも、それら２つの組合せとすることもできる。
【００５３】
[0063]  本発明の特定の実施形態について述べたが、本発明は、述べられているものとは別の方法で実施することができることが理解されよう。この説明は、本発明を限定するものではなく、本発明は、以下の特許請求の範囲によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】[0010]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の概略図である。
【図２ａ】[0011]瞳面内における放射ビームの２極強度分布の概略図である。
【図２ｂ】[0012]瞳面内における放射ビームの４極強度分布の概略図である。
【図３】[0013]熱プロファイル調節器と熱伝達部材の間で熱を伝達するように構成された、本発明の一実施形態による熱プロファイル調節器の概略図である。
【図４】[0014]図３の熱プロファイル補正器の熱プロファイル調節器上に配置された電気ヒータのアレイを示す概略図である。
【図５】[0015]熱伝達部材とレンズ構成の間で熱を伝達するように構成された、図３の熱プロファイル補正器の概略図である。
【図６】[0016]図３の熱プロファイル調節器の熱伝達部材の概略図である。
【図７】[0017]図３の熱プロファイル補正器の、平面図における概略図である。
【図８】[0018]本発明の一実施形態による熱プロファイル補正器の概略図である。
【図９】[0019]本発明の一実施形態による熱プロファイル補正器の概略図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【外国語明細書】
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