(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）マスク（１６）を保持するように構成されたマスク台（２６）と、
ｂ）前記マスク（１６）を投影光で照明するように構成された照明系（１２）と、
ｃ）感光面（２２）を支持する基板（２４）を保持するように構成された基板台（３２）と、
ｄ）前記投影光によって照明された前記マスク（１６）の少なくとも一部分（１４）を前記感光面（２２）上に結像するように構成された投影対物系（２０）と、
ｅ）光学波面変形を補正するように構成され、かつ
第１の光学要素（４２ａ）、
第２の光学要素（４２ｂ）、
前記第１及び第２の光学要素（４２ａ，４２ｂ）を第１の配置と第２の配置の間で移動するように構成された駆動機構（４４）であって、
前記第１の配置では、前記第１の光学要素（４２ａ）は、投影光路（ＰＬＰ）に配置された少なくとも一部分を有する内側光学要素であり、前記第２の光学要素（４２ｂ）は、該投影光路（ＰＬＰ）の完全に外側に配置された外側光学要素であり、
前記第２の配置では、前記第２の光学要素（４２ｂ）は、前記内側光学要素であり、前記第１の光学要素（４２ａ）は、前記外側光学要素である、
前記駆動機構（４４）、及び
前記外側光学要素における温度分布を修正するように構成された温度制御デバイス（５０ａ，５０ｂ；５０ｃ）、
を含む補正デバイス（４０）と、
を含み、
前記駆動機構（４４）は、前記内側光学要素が前記投影対物系（２０）の光軸（ＯＡ）に沿って前記マスク（１６）から５０ｍｍよりも小さく離間するように構成されることを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項２】
ａ）マスク（１６）を保持するように構成されたマスク台（２６）と、
ｂ）前記マスク（１６）を投影光で照明するように構成された照明系（１２）と、
ｃ）感光面（２２）を支持する基板（２４）を保持するように構成された基板台（３２）と、
ｄ）前記投影光によって照明された前記マスク（１６）の少なくとも一部分（１４）を前記感光面（２２）上に結像するように構成された投影対物系（２０）と、
ｅ）光学波面変形を補正するように構成され、かつ
第１の光学要素（４２ａ）、
第２の光学要素（４２ｂ）、
前記第１及び第２の光学要素（４２ａ，４２ｂ）を第１の配置と第２の配置の間で移動するように構成された駆動機構（４４）であって、
前記第１の配置では、前記第１の光学要素（４２ａ）は、投影光路（ＰＬＰ）に配置された少なくとも一部分を有する内側光学要素であり、前記第２の光学要素（４２ｂ）は、該投影光路（ＰＬＰ）の完全に外側に配置された外側光学要素であり、
前記第２の配置では、前記第２の光学要素（４２ｂ）は、前記内側光学要素であり、前記第１の光学要素（４２ａ）は、前記外側光学要素である、
前記駆動機構（４４）、及び
前記外側光学要素における温度分布を修正するように構成された温度制御デバイス（５０ａ，５０ｂ；５０ｃ）、
を含む補正デバイス（４０）と、
を含み、
前記マスク台（２６）は、前記マスクを走査方向（Ｙ）に沿って変位させるように構成され、
前記基板台（３２）は、前記基板（２４）を前記マスク（１６）と同期して変位させるように構成され、
前記駆動機構（４４）は、前記内側光学要素を前記マスク（１６）と同期して変位させるように構成される、
ことを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項３】
前記駆動機構（４４）は、前記マスク台（２６）に機械的に結合させることができることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記温度制御デバイス（５０ａ，５０ｂ）は、
前記外側光学要素を冷却するように構成された冷却ユニット（５４ａ，５４ｂ）と、
前記外側光学要素の選択部分（７２）を、該外側光学要素に可変温度分布を生成するために加熱するように構成された加熱ユニット（５２ａ，５２ｂ）と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記加熱ユニットは、加熱放射線を前記外側光学要素上に向ける放射線源（５８）を含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の光学要素（４２ａ，４２ｂ）は、前記投影光に対して透過性である光学材料から製造されて平行平面屈折面を有する板であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
測定信号を出力するように構成されたセンサ（６８，７０）と、
前記センサによって出力された前記測定信号に依存して前記温度制御デバイス（５０ａ，５０ｂ）のための制御信号を生成するように構成された制御ユニット（６６）と、
を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記センサ（７０）は、複数の点で前記感光面（２２）を形成するレジストの厚みを測定するように構成されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記センサ（６８）は、前記マスク（１６）上の複数の点の位置を測定するように構成されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
マイクロリソグラフィ投影露光装置における光学波面変形を補正する方法であって、
ａ）第１の光学要素（４２ａ）における温度分布を、該第１の光学要素（４２ａ）が前記装置（１０）の投影光路（ＰＬＰ）の外側に配置されている間に修正する段階と、
ｂ）前記第１の光学要素（４２ａ）を前記投影光路（ＰＬＰ）内に移動する段階と、
ｃ）マスク（１６）を投影光で照明して該マスクを感光面（２２）上に結像する段階と、
ｄ）段階ｃ）中に、第２の光学要素（４２ｂ）における温度分布を、該第２の光学要素（４２ｂ）が前記投影光路（ＰＬＰ）の外側に配置されている間に修正する段階と、
ｅ）段階ｃ）の後に、前記第１の光学要素（４２ａ）を前記投影光路（ＰＬＰ）から取り出して前記第２の光学要素（４２ｂ）を該投影光路（ＰＬＰ）内に移動する段階と、
ｆ）段階ｃ）を繰り返す段階と、
を含み、
前記第１及び前記第２の光学要素（４２ａ，４２ｂ）は、該第１及び該第２の光学要素（４２ａ，４２ｂ）が前記投影光路（ＰＬＰ）に配置されている間は、投影対物系（２０）の光軸（ＯＡ）に沿って前記マスク（１６）から５０ｍｍよりも小さく離間していることを特徴とする方法。
【請求項１１】
マイクロリソグラフィ投影露光装置における光学波面変形を補正する方法であって、
ａ）第１の光学要素（４２ａ）における温度分布を、該第１の光学要素（４２ａ）が前記装置（１０）の投影光路（ＰＬＰ）の外側に配置されている間に修正する段階と、
ｂ）前記第１の光学要素（４２ａ）を前記投影光路（ＰＬＰ）内に移動する段階と、
ｃ）マスク（１６）を投影光で照明して該マスクを感光面（２２）上に結像する段階と、
ｄ）段階ｃ）中に、第２の光学要素（４２ｂ）における温度分布を、該第２の光学要素（４２ｂ）が前記投影光路（ＰＬＰ）の外側に配置されている間に修正する段階と、
ｅ）段階ｃ）の後に、前記第１の光学要素（４２ａ）を前記投影光路（ＰＬＰ）から取り出して前記第２の光学要素（４２ｂ）を該投影光路（ＰＬＰ）内に移動する段階と、
ｆ）段階ｃ）を繰り返す段階と、
を含み、
段階ｃ）中に、前記マスク（１６）、感光面（２２）を支持する基板（２４）、及び前記第１の光学要素（４２ａ）は、同期して移動することを特徴とする方法。
【請求項１２】
段階ａ）及びｄ）中に、前記第１及び第２の光学要素（４２ａ，４２ｂ）は、該第１及び第２の光学要素にそれぞれ可変温度分布を生成するために、それぞれ冷却ユニット（５４ａ，５４ｂ）によって冷却され、かつ加熱ユニット（５２ａ，５２ｂ）によって加熱されることを特徴とする請求項１０又は請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
以下の追加の段階：
ｇ）段階ｆ）中に、段階ａ）を繰り返す段階と、
ｈ）段階ｆ）の後に、前記第２の光学要素（４２ｂ）を前記投影光路（ＰＬＰ）から取り出す段階と、
ｉ）段階ｂ）及びｃ）を繰り返す段階と、
ｊ）段階ｄ）からｉ）をｎ回（ｎは正の整数）繰り返す段階と、
を含むことを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
以下の追加の段階：
ｇ）段階ｆ）中に、第３の光学要素（４２ｃ，４２ｄ）における温度分布を、該第３の光学要素（４２ｃ，４２ｄ）が前記投影光路（ＰＬＰ）の外側に配置されている間に修正する段階と、
ｈ）段階ｆ）の後に、前記第２の光学要素を前記投影光路から取り出して前記第３の光学要素（４２ｃ，４２ｄ）を該投影光路内に移動する段階と、
ｉ）段階ｃ）を繰り返す段階と、
ｊ）前記第３の光学要素（４２ｃ，４２ｄ）を前記投影光路から取り出す段階と、
ｋ）段階ａ）からｊ）をｎ回（ｎは正の整数）繰り返す段階と、
を含むことを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にマイクロリソグラフィの分野に関し、特に投影露光装置に関する。本発明は、特に、そのような装置における光学波面変形を補正することに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロリソグラフィ（フォトリソグラフィ又は簡易的にリソグラフィとも呼ばれる）は、集積回路、液晶ディスプレイ、及び他の微細構造化デバイスの製作のための技術である。マイクロリソグラフィ処理は、エッチング処理との併用で基板、例えば、シリコンウェーハ上に形成された薄膜スタックに特徴部をパターン化するのに使用される。製作の各層において、ウェーハは、紫外線のような放射線に敏感な材料であるフォトレジストで最初に被覆される。次いで、上部にフォトレジストを有するウェーハが、投影露光装置内にあるマスクを通して投影光に露光される。マスクは、フォトレジスト上に投影される回路パターンを含む。露光の後に、フォトレジストが現像され、マスク内に含まれる回路パターンに対応する像が生成される。次いで、エッチング処理が、この回路パターンをウェーハ上の薄膜スタック内に転写する。最後に、フォトレジストが除去される。異なるマスクを使用するこの工程の繰り返しにより、多層微細構造化構成要素がもたらされる。
【０００３】
一般的に、投影露光装置は、照明系と、マスクを位置合わせするためのマスク台と、投影対物系（多くの場合に簡易的に「レンズ」と呼ばれる）と、フォトレジストで被覆されたウェーハを位置合わせするためのウェーハ台とを含む。照明系は、例えば、矩形スリット又は幅狭のリングセグメントの形状を有することができるマスク上の視野を照明する。
【０００４】
現在の投影露光装置では、２つの異なるタイプの装置の間で区別を付けることができる。一方のタイプでは、ウェーハ上の各ターゲット部分は、その上に全体のマスクパターンを一回で露光することによって照射され、そのような装置は、一般的にウェーハステッパと呼ばれる。一般的に、ステップアンドスキャン装置又は簡易的にスキャナと呼ばれる他方のタイプの装置では、各ターゲット部分は、投影光ビームの下で与えられた基準方向にマスクパターンを漸進的に走査し、同時にこの方向と平行又は逆平行に基板を同期して走査することによって照射される。ウェーハの速度とマスクの速度の比は、投影レンズの倍率βに等しく、この倍率βに対して｜β｜＜１、例えば、｜β｜＝１／４又は｜β｜＝１／１００が成り立つ。
【０００５】
投影露光装置の開発における基本的な目的のうちの１つは、益々小さい寸法を有する構造をウェーハ上にリソグラフィによって定めることができることである。小さい構造は、製造工程の高い出力をもたらし、更に高い集積密度をもたらす。更に、高い集積密度は、製造される微細構造化構成要素の性能に対して通常は好ましい効果を有する。
【０００６】
リソグラフィによって定めることができる構造の最小サイズは、投影光の波長にほぼ比例する。従って、そのような装置の製造は、益々短い波長を有する投影光を使用することを追求する。現時点で使用されている最短波長は、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、及び１３ｎｍであり、従って、それぞれ深紫外（ＤＵＶ）、真空紫外（ＶＵＶ）、又は極紫外（ＥＵＶ）のスペクトル範囲にある。
【０００７】
収差の補正は、ＤＵＶ及びＶＵＶのスペクトル範囲の動作波長に向けて設計された投影対物系に対して益々重要になってきている。異なるタイプの収差は、通常は異なる補正対策を必要とする。
【０００８】
視野非依存で回転対称な収差の補正は比較的容易である。視野非依存収差は、投影対物系の射出瞳内の波面変形が回転対称である場合に回転対称であるとして公知である。波面変形という用語は、理想的な収差不在波面からの波面の偏位を意味する。回転対称収差は、例えば、個々の光学要素を光軸に沿って移動することによって少なくとも部分的に補正することができる。
【０００９】
回転対称ではない収差の補正はより困難である。そのような収差は、例えば、レンズ及び他の光学要素が回転非対称に高温になることによって発生する。この種の１つの収差は非点収差である。
【００１０】
回転非対称収差を補正するために、ＵＳ  ６，３３８，８２３  Ｂ１は、レンズの円周に沿って分散された複数のアクチュエータを用いて選択的に変形することができるレンズを提案している。レンズの変形は、熱誘起収差が少なくとも部分的に補正されるように決定される。より複雑なタイプのそのような波面補正デバイスは、ＵＳ  ２０１０／０１２８３６７  Ａ１に開示されている。
【００１１】
ＵＳ  ２０１０／０２０１９５８  Ａ１及びＵＳ  ２００９／０２５７０３２  Ａ１は、互いから液体によって分離された２つのガラス板を含む波面補正デバイスを開示している。光学波面に対する補正効果は、ガラス板を変形することによってではなく、屈折率を局所的に変化させることによって得られる。この目的に対して、２つのガラス板の一方には、投影光が通過する面にわたって延びる電熱線が設けられる。電熱線を用いて、温度Ｔへの屈折率ｎの依存性ｄｎ／ｄＴによって望ましい屈折率分布をもたらす温度分布をガラス板内に生成することができる。
【００１２】
ＵＳ  ６，５０４，５９７  Ｂ２及びＷＯ  ２０１３／０４４９３６  Ａ１は、加熱光がレンズ又は板の中にその周縁面を通じて、すなわち、周辺的に結合される補正デバイスを提案している。単一光源によって生成された加熱光を光学要素の周囲に沿って分散された様々な場所に向けるために、光ファイバを使用することができる。
【００１３】
ＷＯ  ２０１１／１１６７９２  Ａ１及びＥＰ  １  ５２４  ５５８  Ａ１は、対応する個数の流体出口開口から流出する複数の流体流れが、投影露光装置の作動中に投影光が通って伝播する瞳平面の近くの空間に流入する波面補正デバイスを開示している。チャネル壁の外側に配置された放熱部材を含むことができる温度コントローラが、各流体流れに対して個々に構成される温度を設定する。温度分布は、温度分布によって引き起こされる光路長差が波面誤差を補正するように決定される。この従来技術の波面補正デバイスの利点は、それが、例えば１回の走査サイクル中に非常に急速に変化する波面変形をも補正することができる点である。しかし、複数の個々の流体流れを組み合わせることによって層流流体流れを生成することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】ＵＳ  ６，３３８，８２３  Ｂ１
【特許文献２】ＵＳ  ２０１０／０１２８３６７  Ａ１
【特許文献３】ＵＳ  ２０１０／０２０１９５８  Ａ１
【特許文献４】ＵＳ  ２００９／０２５７０３２  Ａ１
【特許文献５】ＵＳ  ６，５０４，５９７  Ｂ２
【特許文献６】ＷＯ  ２０１３／０４４９３６  Ａ１
【特許文献７】ＷＯ  ２０１１／１１６７９２  Ａ１
【特許文献８】ＥＰ  １  ５２４  ５５８  Ａ１
【特許文献９】ＷＯ  ２００３／０７５０９６  Ａ２
【特許文献１０】ＵＳ  ６，６６５，１２６  Ｂ２
【特許文献１１】ＷＯ  ２００５／０６９０５５  Ａ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、急速に変化する外乱、及び特に急速に変化する回転非対称波面変形を補正することができる補正デバイスを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置を提供することである。それにも関わらず、このデバイスは、簡単な構造を有するべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的は、マスクを保持するように構成されたマスク台と、マスクを投影光で照明するように構成された照明系と、感光面を支持する基板を保持するように構成された基板台と、投影光によって照明されたマスクの少なくとも一部分を感光面上に結像するように構成された投影対物系とを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置によって達成される。装置は、光学波面変形を補正するように構成されて第１の光学要素と、第２の光学要素と、第１及び第２の光学要素を第１の配置と第２の配置の間で移動するように構成された駆動機構とを含む補正デバイスを更に含む。第１の配置では、第１の光学要素は、投影光路に配置された少なくとも一部分を有する内側光学要素であり、第２の光学要素は、投影光路の完全に外側に配置された外側光学要素である。第２の配置では、第２の光学要素が内側光学要素であり、第１の光学要素が外側光学要素である。補正デバイスは、外側光学要素における温度分布を修正するように構成された温度制御デバイスを更に含む。
【００１７】
本発明は、投影対物系の外側に配置された中実光学要素内に望ましい温度分布を生成するのは比較的容易であるという認識に基づいている。この光学要素が、投影光路内に少なくとも部分的に配置される内側光学要素になる位置に移送された場合に、内側光学要素における温度分布は、内側光学要素の屈折率の局所変化をもたらし、更にその形状のある程度の変化をもたらす。これらの局所変化は、光学波面変形を補正するのに使用することができる位相変化を誘起する。乱流又は流体流れと共に運ばれる不純物のような投影光路を通過する流体流れから生じ、かつ補正効果を損なわせる傾向を有する多くの問題は、温度分布が中実体に生成されるので発生する可能性はない。
【００１８】
内側光学要素における温度分布は、ある一定の時間にわたってのみ維持することができるので、同じか又は異なる温度分布とすることができる望ましい温度分布は、外側光学要素が投影光路の完全に外側に配置されている間にこの外側光学要素内で生成される。次いで、第１の光学要素及び第２の光学要素が内側光学要素及び外側光学要素としてのそれらの光学要素の役割を変更するように、光学要素が交換される。このようにして２又は３以上の光学要素を交換することにより、ほぼ一定の温度分布をそれぞれの内側光学要素内に必要に応じて数時間にわたって又は数日にわたってさえも維持することができる。その一方、内側光学要素における温度分布とは異なる温度分布が外側光学要素内で生成される場合に、２つの光学要素を迅速に交換することで補正効果をほぼ瞬時に変更することができる。
【００１９】
内側光学要素が投影対物系の瞳平面に配置される場合に、視野非依存波面変形は、非常に有効に補正することができる。
【００２０】
しかし、望ましい温度分布を有する内側光学要素は、マスクが変位される間に１回の走査サイクル中に変化する視野依存波面変形を補正するのに特に適している。この適性は、内側光学要素が中実体であるので、この内側光学要素をマスクと共に、特にそれと平行にそれと同じ速度で変位させることができることに起因する。次に、マスク、レジスト、又はウェーハ内のある一定の欠陥、例えば、熱誘起マスク変形、レジスト厚の変化、又はウェーハの変形に関連付けられた波面変形を補正することが可能である。
【００２１】
従って、内側光学要素を視野平面の近くに配置することが好ましい。通常、像平面の近くには利用可能な空間が存在しないので、内側光学要素は、投影対物系内の中間像平面に配置することができる。しかし、この配置は、投影対物系内の雰囲気を周辺の外側雰囲気から分離するガスロックを設けることを必要とする可能性がある。
【００２２】
従って、内側光学要素に最も適する位置は、特にマスクと投影対物系との間でマスクの近くにある軸上位置である。内側光学要素が投影対物系の光軸に沿ってマスクから５０ｍｍよりも小さく離間するように駆動機構が構成される場合に、良好な視野依存効果が得られる。
【００２３】
一実施形態において、第１の光学要素と第２の光学要素は、共通の支持体上に配置される。この支持体は、例えば、第１及び第２の光学要素を第１の配置と第２の配置の間で搬送するために、反対方向に直線的に変位させることができる。更により簡単な手法は、共通の支持体が回転されるように駆動機構を構成することである。
【００２４】
回転軸が第１及び第２の光学要素から十分に分離される場合に、回転移動は、通常マスクによって実施される直線移動に近づく。次に、移動するマスク自体に関する波面変形は、少なくともある程度まで補正することができる。理想的には、共通の支持体は、この場合一定の角周波数で回転する。
【００２５】
内側光学要素とマスクとの完全な同期を達成するために、マスク台は、マスクを走査方向に沿って変位させるように構成することができる。基板台は、基板をマスクと同期して変位させるように構成され、駆動機構は、内側光学要素をマスクと同期して変位させるように構成される。そのような同期を使用すると、マスク位置依存性を有する波面変形も補正することができる。
【００２６】
従って、内側光学要素がマスクの近くに配置される場合に、駆動機構は、マスクと平行に、かつそれと同じ速度で変位させることができなければならない。内側光学要素が中間像平面に配置される場合に、方向及び速度は、異なることができる。それにも関わらず、マスク位置依存性を有する波面変形も補正することができるように、マスクの移動と内側光学要素の移動は、同期させなければならない。
【００２７】
マスクが感光面上に投影される間に駆動機構をマスク台に機械的に結合することができる場合に、等しい速度を有する同期は特に容易である。内側光学要素を温度制御デバイスまで搬送すべきである場合に、機械結合は係合解除される。この関連において、内側要素は、マスクと基板の間の同期に必要とされるものと同じ精度でマスクと同期させなくてもよいことに注意しなければならない。
【００２８】
温度制御デバイスは、外側光学要素の上に可変温度分布を生成するために、外側光学要素を冷却するように構成された冷却ユニットと、外側光学要素の選択部分を加熱するように構成された加熱ユニットとを含むことができる。冷却ユニットは、それが次に外側光学要素の平均温度が一定値に維持されることを確実にすることができるので有利である。加熱ユニットだけ又は冷却ユニットだけが設けられた場合に、温度分布が生成される度に平均温度が上昇又は低下する可能性がある。この上昇又は低下は、時間と共に光学要素の変形又は放射による隣接光学要素への熱伝達のような付加的な問題を発生させる可能性がある。
【００２９】
一実施形態において、加熱ユニットは、加熱放射線を外側光学要素上に向ける放射線源、例えば、複数のレーザダイオード、ＬＥＤ、又は中央光放射線源内で生成された光を案内する光ファイバを含む。そのような放射線源は、外側光学要素を非接触方式で加熱することを可能にする。更に、外側光学要素によって少なくとも部分的に吸収される放射線を用いてほぼあらゆる任意の温度分布を生成することができる。光学要素は、投影光に対して透過性を有するが、加熱放射線の有意な百分率を吸収することだけが必要である。
【００３０】
好ましくは、第１及び第２の光学要素は、投影光に対して透過性である光学材料から製造されて平行平面屈折面を有する板である。これは、板が投影光路を通して変位した場合に光学効果が変化しないという利点を有する。しかし、内側光学要素が走査サイクル中に静止状態に留まるべきである場合に、レンズ又はミラーを光学要素として使用することができる。
【００３１】
一実施形態において、装置は、測定信号を出力するように構成されたセンサと、センサによって出力された測定信号に依存して温度制御デバイスに対する制御信号を生成するように構成された制御ユニットとを含む。次に、仮定又はシミュレーションだけではなく測定値に基づいて望ましい補正効果を生成することが可能である。
【００３２】
センサは、感光面を形成するレジストの厚みを複数の点で測定するか又はマスク上の複数の点の位置を測定するように構成することができる。次に、視野依存波面変形に対する重要な原因を直接に測定し、望ましい補正効果を決定するのに使用することができる。
【００３３】
本発明の主題はまた、ａ）第１の光学要素における温度分布を第１の光学要素が装置の投影光路の外側に配置されている間に修正する段階と、ｂ）第１の光学要素を投影光路内に移動する段階と、ｃ）マスクを投影光で照明し、マスクを感光面上に結像する段階と、ｄ）段階ｃ）中に、第２の光学要素における温度分布を第２の光学要素が投影光路の外側に配置されている間に修正する段階と、ｅ）段階ｃ）の後に、第１の光学要素を投影光路から取り出し、第２の光学要素を投影光路内に移動する段階と、ｆ）段階ｃ）を繰り返す段階とを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置内の光学波面変形を補正する方法である。
【００３４】
第１及び第２の光学要素は、それらが投影光路に配置されている間に、マスクから装置の投影対物系の光軸に沿って５０ｍｍよりも小さく離間させることができる。
【００３５】
第１の光学要素と第２の光学要素は、段階ｂ）及びｅ）中に回転させることができる共通の支持体上に配置することができる。
【００３６】
しかし、好ましくは、段階ｃ）中に、マスクと、感光面を支持する基板と、第１の光学要素とは、同期して移動する。第１の光学要素がマスクの近くに配置される場合に、第１の光学要素は、好ましくは、走査サイクル中にマスクと平行に、かつそれと同じ速度で移動する。
【００３７】
段階ａ）及びｄ）中に、一定の平均温度を維持しながら第１及び第２の光学要素それぞれ内に可変温度分布を生成するために、第１の光学要素と第２の光学要素をそれぞれ冷却ユニットによって冷却し（同時に、又は連続して）、加熱ユニットによって加熱することができる。
【００３８】
一実施形態において、本方法は、以下の追加の段階：ｇ）段階ｆ）中に段階ａ）を繰り返す段階と、ｈ）段階ｆ）の後に第２の光学要素を投影光路から取り出す段階と、ｉ）段階ｂ）及びｃ）を繰り返す段階と、ｊ）ｎが正の整数である時に段階ｄ）からｉ）までをｎ回繰り返す段階とを含む。
【００３９】
次に、２つの光学要素は、それらの位置を繰り返し変更し、従って、数値ｎによる以外は制限を受けない時間にわたって最小の変化で投影光路内にある一定の温度分布を維持することができる。
【００４０】
３つの光学要素が存在する場合に、本方法は、ｇ）段階ｆ）中に、第３の光学要素における温度分布をこの光学要素が投影光路の外側に配置されている間に修正する段階と、ｈ）段階ｆ）の後に、第２の光学要素を投影光路から取り出し、第３の光学要素を投影光路内に移動する段階と、ｉ）段階ｃ）を繰り返す段階と、ｊ）ｎが正の整数である時に段階ａ）からｉ）までをｎ回繰り返す段階とを含むことができる。
【００４１】
本発明の主題はまた、補正デバイスを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置であり、補正デバイスは、光学波面変形を補正するように構成され、かつ第１の光学要素と、第２の光学要素と、第１及び第２の光学要素を第１の配置と第２の配置の間で移動するように構成された駆動機構とを含む。第１の配置では、第１の光学要素は、投影光路に配置された少なくとも一部分を有する内側光学要素であり、第２の光学要素は、投影光路の完全に外側に配置された外側光学要素である。第２の配置では、第２の光学要素が内側光学要素であり、第１の光学要素が外側光学要素である。補正デバイスは、外側光学要素における温度分布を修正するように構成された温度制御デバイスを更に含む。
【００４２】
定義
「光」という用語は、いずれかの電磁放射線、特に可視光、ＵＶ光、ＤＵＶ光、及びＶＵＶ光を表している。
【００４３】
本明細書では、線で表すことができる伝播経路を有する光を表すのに「光線」という用語を使用する。
【００４４】
本明細書では、複数の光線を表す上で「光ビーム」という用語を使用する。通常、光ビームは、伝播経路に沿って変化する可能性がある直径にわたって照射プロファイルを有する。
【００４５】
本明細書では、３次元空間内のいずれかの平面又は曲面を表す上で「面」という用語を使用する。面は、本体の一部とすることができ、又はそこから完全に分離されたものとすることができる。
【００４６】
本明細書では、２つの点又は２つの面の間の結像関係を表す上で「光学的に共役」という用語を使用する。結像関係は、ある点から射出する光束が光学的に共役な点で収束することを意味する。
【００４７】
本明細書では、マスク平面又はマスク平面に対して光学的に共役な平面を表す上で「視野平面」という用語を使用する。
【００４８】
本明細書では、同じ角度の下に視野平面内で収束又は発散する全ての光線が同じ点を通過する平面を表す上で「瞳平面」という用語を使用する。当業技術で通例であるように、瞳平面が数学的な意味において実際には平面ではなく若干湾曲しており、従って、厳密な意味では瞳面と呼ぶべきである場合であっても「瞳平面」という用語を使用する。
【００４９】
本発明の様々な特徴及び利点は、以下に続く詳細説明を添付図面に関連付けて参照することによってより容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による投影露光装置の略斜視図である。
【図２】図１に示す装置を通る子午断面図である。
【図３ａ】初期作動条件にある図１及び図２に示す装置を通る更に別の略子午断面図である。
【図３ｂ】図３ａと同様であるが、装置の作動中の後の時点での子午断面図である。
【図３ｃ】図３ａと同様であるが、装置の作動中の後の時点での子午断面図である。
【図３ｄ】図３ａと同様であるが、装置の作動中の後の時点での子午断面図である。
【図３ｅ】図３ａと同様であるが、装置の作動中の後の時点での子午断面図である。
【図３ｆ】図３ａと同様であるが、装置の作動中の後の時点での子午断面図である。
【図３ｇ】図３ａと同様であるが、装置の作動中の後の時点での子午断面図である。
【図３ｈ】図３ａと同様であるが、装置の作動中の後の時点での子午断面図である。
【図３ｉ】図３ａと同様であるが、装置の作動中の後の時点での子午断面図である。
【図４ａ】走査サイクル中の３つの異なる時点のうちの１つにおける図３からの拡大抜粋図である。
【図４ｂ】走査サイクル中の３つの異なる時点のうちの１つにおける図３からの拡大抜粋図である。
【図４ｃ】走査サイクル中の３つの異なる時点のうちの１つにおける図３からの拡大抜粋図である。
【図５ａ】板が回転台内に統合される代替実施形態による装置を通る子午断面図である。
【図５ｂ】板が回転台内に統合される代替実施形態による装置を通る子午断面図である。
【図６】図５ａ及び図５ｂに示す回転台上の上面図である。
【図７ａ】マスクの投影中に回転する回転台内に板が統合される更に別の実施形態による装置を通る子午断面図である。
【図７ｂ】マスクの投影中に回転する回転台内に板が統合される更に別の実施形態による装置を通る子午断面図である。
【図８】図７ａ及び図７ｂに示す装置の複数のＬＥＤを含む加熱ユニット上の上面図である。
【図９】回転台内に統合された４つの板を含む実施形態による装置に対する斜視図である。
【図１０】板が操作ロボットによって搬送される装置を通る略子午断面図である。
【図１１】本発明の重要な方法段階を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
Ｉ．第１の実施形態
１．投影露光装置の一般設計
ここで本発明による投影露光装置の第１の実施形態の一般設計をそれぞれ装置の斜視図及び装置を通る子午断面図である図１及び図２を参照して以下に説明する。両方の図は、非常に概略的であり、正確な縮尺のものではない。
【００５２】
全体を１０で表す投影露光装置は、約１９３ｎｍの中心波長を有し、投影光路ＰＬＰに沿って装置を通って伝播する投影光ビームを生成する光源ＬＳを含む。装置１０は、投影光を均一化し、それを微小構造のパターン１８を含む移動マスク１６上の視野１６の上に予め決められた角度及び照射分布を有するように向ける照明系１２を更に含む。この実施形態において、照明視野１４は矩形形状を有する。しかし、照明視野１４の他の形状、例えば、リングセグメント、及び投影光の他の波長、例えば、２４８ｎｍ又は１５７ｎｍも考えられている。マスク１６は、ガイドレール１９、１９’を含むマスク台２６によって支持されるマスク搬台１７上に装着される。
【００５３】
複数のレンズＬ１からＬ４を含み、光軸ＯＡを有する投影対物系２０は、パターン１８のうちで照明視野１４の範囲の部分を感光面を形成し、基板２４によって支持されるレジスト２２上に結像する。シリコンウェーハによって形成することができる基板２４は、レジスト２２の上面が投影対物系２０の像平面３０内に高精度で位置付けられるようにウェーハ台３２（図２にのみ示す）上に配置される。マスク１６は、投影対物系２０の物体平面２８内にマスク台２６を用いて配置される。投影対物系２０は、｜β｜＜１である倍率βを有するので、パターン１８の照明部分の縮小像１８’がレジスト２２上に投影される。
【００５４】
投影中に、図１及び図２に矢印Ａ１及びＡ２に示すように、マスク１６と基板２４は、Ｙ方向と一致する走査方向と平行に移動する。次に、照明視野１４は、照明視野１４よりも大きい構造化区域を連続的に投影することができるようにマスク１６の上を走査する。そのようなタイプの投影露光装置は、多くの場合に「ステップアンドスキャンツール」又は簡易的に「スキャナ」と呼ばれる。基板２４の速度とマスク１６の速度の間の比は、投影対物系２０の倍率βに等しい。投影対物系２０が像を反転させる場合（β＜０）には、マスク１６と基板２４は、反対方向に移動する。
【００５５】
図示の実施形態において、照明視野１４は、投影対物系２０の光軸ＯＡに関して中心が定められる。これは、屈折結像投影対物系、すなわち、屈折光学要素のみを含んでミラーを含まない対物系の場合は通例である。この種の投影対物系に関する例は、ＷＯ  ２００３／０７５０９６  Ａ２に見出すことができる。他の実施形態において、照明視野１４は、光軸ＯＡに関して中心が定められない。ある一定のタイプの反射屈折投影対物系２０、すなわち、屈折光学要素に加えて反射光学要素を含む対物系では、変形物体視野及び変形像視野が必要な場合がある。変形物体視野及び変形像視野を有する反射屈折投影対物系の例は、ＵＳ  ６，６６５，１２６  Ｂ２及びＷＯ  ２００５／０６９０５５  Ａ２に記載されている。実際には、本発明は、いかなるタイプの投影対物系においても有利に使用することができる。
【００５６】
図２の子午断面図で分るように、投影対物系２０は、パターン１８のうちで照明視野１４の範囲に位置する部分の実像が内部に形成される中間像平面３４を有する。物体平面２８と中間像平面３４の間には、第１の瞳平面３６が位置付けられ、中間像平面３４と投影対物系２０の像平面３０の間には、第２の瞳平面３８が位置付けられる。図２に示すように、視野平面のうちのいずれかのもの、すなわち、物体平面２８から同じ角度の下で収束又は発散する全ての光線は、第１及び第２の瞳平面３６、３８それぞれ内にある同じ点を通過する。
【００５７】
２．波面補正デバイス
装置１０は、収差を補正、又はより一般的には修正するための波面補正デバイス４０を含む。
【００５８】
ａ）収差のタイプ
多くの場合に、収差は、実際の波面を理想的な波面に対して比較することによって定量的に表される。理想的な波面からの実際の波面の偏位は、通常、波面変形と呼ばれ、ゼルニケ多項式のような正規化直交関数の完全セットによって表すことができる。波面変形が像視野内の全ての点に対して同一である場合に、この波面変形は視野非依存収差と呼ばれる。波面変形が像視野内の少なくとも２つの点に対して実質的に異なる場合に、この収差は視野依存であると呼ばれる。
【００５９】
通常、視野非依存波面変形は、瞳平面内又はその直近に配置された補正デバイスを用いて補正され、これは、この場所では、全ての光学波面が完全に重複し、従って、補正デバイスの効果が全ての像点に対して等しいからである。視野依存収差は、通常は補正することがより困難である。補正デバイスは、視野平面内又は視野平面と瞳平面の間の中間位置に配置しなければならず、光学波面に対する異なる補正効果を異なる場所において生成することができなければならない。
【００６０】
収差はまた、それが発生する時間スケールに関して区別することができる。一部の収差は、経時的に一定に留まる製造公差又は設計不備によって引き起こされるので、経時的に変化しない。他の収差は、長い時間スケールで、例えば、多くの日数をかけて又は数年をもかけて変化する。例えば、ある一定のレンズは、高エネルギ投影光への継続的な露光によって引き起こされる材料劣化を被る可能性がある。更に別の収差は、装置１０の作動中に急速に、例えば、数分以内又は僅か数秒以内に変化する。そのような急速に変化する収差に対する原因は、空気圧又は温度のような可変周辺部条件、並びにレンズ材料内における投影光の吸収の結果として発生する温度変化によって誘起される変形及び屈折率変化を含む。
【００６１】
急速に変化する視野依存収差は、異なる場所に急速に変化する補正効果を生成する必要があるので、補正することが特に困難である。そのような収差は、取りわけ、マスク１６の温度分布の変化に起因するその変形により、又はレジスト２２として使用されるフォトレジストの厚み変化によって引き起こされる可能性がある。
【００６２】
以下に続く補正デバイス４０の説明から、この補正デバイスが、そのような急速に変化する時間依存収差を補正するのに何故特に適するのかが明らかになるであろう。この関連において、「補正」という用語を広義に解釈しなければならない。この用語は、最も大きいゼルニケ係数（又はこれに代えて波面変形を定量的に表す全てのゼルニケ係数にわたる二乗平均平方根（ｒｍｓ））を直接に低減するか、又は他の補正デバイス、例えば、レンズＬ１からＬ４を光軸ＯＡに沿って又はそれと垂直に変位させるマニピュレータを用いて波面変形をより容易に補正することができるように波面変形を間接的に修正するかのいずれかであるあらゆる光学波面修正を表している。
【００６３】
ｂ）補正デバイスの一般設計
図１及び図２に示す波面補正デバイス４０は、投影光に対して透過性を有する材料で製造された第１の板４２ａと第２の板４２ｂを含む。第１及び第２の板４２ａ、４２ｂに適する材料は、例えば、溶融シリカである。板４２ａ、４２ｂは、これらの板を走査方向Ｙに沿って移動するように構成された駆動機構４４によって支持される。図１及び図２では、駆動機構４４をマスク台２６と投影対物系２０との間でＹ方向と平行に投影光路ＰＬＰの両側に延びる２つのガイドレール４６によって概略的に表している。与えられた時点で、板４２ａ、４２ｂの一方は、マスク１６と平行に、かつそれと同じ速度で投影光路ＰＬＰを通して移動されるので、駆動機構は、図２にはこの機械結合をレバー３１として示すように、マスク台２６に機械的に結合することができる。
【００６４】
駆動機構４４の一端には、加熱ユニット５２ａと冷却ユニット５４ａとを含む第１の温度制御デバイス５０ａが配置される。この実施形態において、加熱ユニット５２ａは、内部で板４２ａ、４２ｂを変位させることができる平面の上方に配置され、図２に破線に示す複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）５８を各々が含む２つのＬＥＤバー５６ａ、５６ａ’を含む。２つのＬＥＤバー５６ａ、５６ａ’は、ドライブ（図示せず）を用いて軸６０ａ、６０ａ’の周りに回転させることができる。軸６０ａ、６０ａ’の周りにＬＥＤバー５６ａ、５６ａ’を回転させ、同時に第２の板４２ｂを駆動機構４４を用いてＹ方向に沿って変位させることにより、ＬＥＤ５８によって放出される光束６３を第２の板４２ｂ上のあらゆる任意の点に向けることが可能である。
【００６５】
ＬＥＤは、板４２ａ、４２ｂによって強く吸収される中心波長を有する加熱光を生成するように構成される。図示のこの実施形態において、中心波長は、溶融シリカのＩＲ吸収窓の範囲にある。
【００６６】
冷却ユニット５４ａは、加熱ユニット５２ａの反対側に、かつ板４２ａ、４２ｂを内部で変位させることができる平面の下方に配置される。冷却ユニット５４ａは、図示の実施形態において、第２の板４２ｂが第１の温度制御デバイス５０ａに配置された場合に第２の板４２ｂの底面に誘導されるガス噴流６４を各々が放出する複数のガスノズル６２を含む。
【００６７】
図２の子午断面図においてのみ分るように、ガイドレール４６、４８の反対端に第２の温度制御デバイス５０ｂが配置される。第２の温度制御デバイス５０ｂは、第１の温度制御デバイス５０ａと同じ構成を有する。図２には、ＬＥＤ５８を有する２つのＬＥＤバーの一方５６ｂ及び冷却ユニット５４ｂの一部のガスノズル６２を示している。
【００６８】
図２に示すように、装置１０は、加熱ユニット５２ａ、５２ｂ内のＬＥＤ５８及び冷却ユニット５４ａ、５４ｂ内のガスノズル４２の作動を制御する中央制御ユニット６６を更に含む。中央制御ユニット６６は、更に、マスク１６の形状を測定するように構成されたマスク形状センサ６８に接続される。この目的に対して、マスク形状センサ６８は、マスク上の複数の点の座標を非接触方式で測定するように構成することができる。そのようなマスク形状センサ６８は当業技術でそれ自体公知であるので、本明細書ではセンサ６８に対してより詳細には記載しない。
【００６９】
装置１０は、レジストが露光される前に基板２４上に塗布されたレジスト２２の厚みを測定するように構成されたレジスト厚センサ７０を更に含む。レジスト厚センサ７０も、中央制御ユニット６６に接続される。そのような厚みセンサ７０は当業技術でそれ自体公知であるので、本明細書ではセンサ７０に対してもより詳細には記載しない。
【００７０】
図１及び図２に示す構成では、第１の板４２ａは、第１の温度制御デバイス５０ａ内、従って、投影光路ＰＬＰの外側に配置される。与えられた時点で投影光路ＰＬＰの完全に外側に配置された板４２ａ又は４２ｂは、以下では外側板とも呼ぶ。与えられた時点で投影光路ＰＬＰに配置された少なくとも一部分を有する板４２ａ又は４２ｂは、以下では内側板とも呼ぶ。以下に続く補正デバイス４０の機能の説明から明らかなように、第１の板４２ａは、時として外側板とされ、時として内側板とすることができる。同じことが第２の板４２ｂにも適用される。
【００７１】
ｂ）機能
以下では、異なる作動時点での装置１０を図２と類似の子午断面図においてであるが、より概略的で簡略化した方式に示す図３ａから図３ｉを参照して波面補正デバイス４０の機能を説明する。
【００７２】
図３ａは、マスク１６が投影光路の外側の待機位置にあり、照明系１２が投影光をマスク１６上にまだ向けていない初期状態にある装置１０を示している。マスク形状センサ６８が、マスク１６の形状に関する測定データを既に取得しており、これらの測定データを中央制御ユニット６６に既に送信していると仮定する。中央制御ユニット６６はまた、基板２４上に塗布されたレジスト２２の厚みを複数の位置で測定したレジスト厚センサ７０から測定データを既に受信している。
【００７３】
更に、マスク形状センサ６８は、マスク１６に対して作用する重力の結果として、マスク１６が完全には平坦でなく、若干湾曲していることを既に検出していると仮定する。レジスト厚センサ７０は、レジスト２２の厚みが基板２４の面にわたって完全には均一ではなく、若干変化していることを既に検出していると同じく仮定する。
【００７４】
この状態でマスク１６がレジスト２２上に結像された場合に、マスク１６の湾曲形状に起因して、マスク１６上の少なくともある一定の区域は、投影対物系２０の物体平面内に完全には配置されないことになる。同様に、レジスト２２の面のある一定の区域は、レジスト厚変化に起因して投影対物系２０の像平面３０内に正確には配置されない可能性がある。両方の効果は（特に組み合わされた場合に）、マスク１６内に含まれる構造１８の不鮮明な像をレジスト２２上にもたらす。特に投影対物系２０が物体側及び像側で完全にはテレセントリックではない場合に、マスク１６の変形及びレジスト２２の厚み変化は、歪曲、すなわち、理想的な位置に対する像点の横変位をもたらす可能性もある。
【００７５】
補正デバイス４０は、板４２ａ、４２ｂの一方を投影光路内でマスクの直近に配置することによってそのような収差を非常に効率良く補正することができ、板４２ａ、４２ｂは、これらの収差が少なくとも部分的に補正されるように光学波面を修正する温度分布、及び従って屈折率分布を有する。
【００７６】
この目的に対して、制御ユニット６６は、マスク形状センサ６８及びレジスト厚センサ７０によって得られた測定データに基づいて、十分な補正効果を達成するには光学波面をどのように修正しなければならないかを計算する。板４２ａ、４２ｂの屈折率ｎは、温度Ｔに依存するので（すなわち、ｄｎ／ｄＴ≠０）、板４２ａ、４２ｂ内の温度変化は、板４２ａ、４２ｂを通過する光学波面の位相変化をもたらす。付加的な効果として、板４２ａ、４２ｂは、温度変化の結果として局所的に変形する場合があり、それによっても光学波面の位相が影響を受ける。溶融シリカ及び板４２ａ、４２ｂに適する材料内では、屈折率変化は、変形よりも強い効果を位相に対して有し、従って、中央制御ユニット６６は、変形を無視することができる。
【００７７】
第１の板４２ａが第１の温度制御デバイス５０ａに配置された外側板である間に、予想収差を補正するのに必要な温度分布が第１の板４２ａ内に生成される。この目的に対して、図３ａに示すように、ＬＥＤによって生成される加熱光が第１の板４２ａ内の選択部分７２を加熱するように、ＬＥＤ５８が中央制御ユニット６６によって個々に制御される。第１の板４２ａにおける温度分布の生成は、取りわけ、ＬＥＤ５８によって放出される加熱光の強度、及び加熱光に対する板４２ａ、４２ｂの吸収係数に依存して少秒又は数分を要する可能性がある。第１の板４２ａ内に望ましい温度分布が生成された後に（この生成は、図示していない熱カメラによってモニタすることができる）、駆動機構４４は、第１の温度制御デバイス５０ａから第１の板４２ａを取り出して、それを図３ｂに示す初期作動位置に変位させる。この初期作動位置では、望ましい温度分布を有する第１の板４２ａは、マスク１６の直下ではあるが、依然として投影光路の外側に配置される。
【００７８】
図３ａ及び図３ｂに示す段階中に、第２の板４２ｂは、まだ作動していない第２の温度制御デバイス５０ｂ内に依然として配置されているので、同じく外側板である。
【００７９】
図３ｃに示す次の段階では、レジスト２２上へのマスク１６の投影が始まる。照明視野１４は、それがＹ方向に沿って変位する間にマスク１６の上を走査する。駆動機構４４は、マスク１６と平行に、かつそれと同じ速度で第１の板４２ａを変位させる。従って、第１の板４２ａ内に生成された温度分布も、マスク１６と同期して移動する。この段階で第１の板４２ａは内側板である。
【００８０】
この段階は、図３ｃからの拡大抜粋図であり、構造１８を有するマスク１６、第１の板４２ａ、及び投影光路ＰＬＰのみを示す図４ａにも例示している。ここで、マスク１６が変形される及び／又はレジスト２２の上面が投影対物系２０の像平面３０内に正確に配置されないことに起因してレジスト２２上に正確に結像されないことになるマスク１６上の点７４から光束７３が射出すると仮定する。この光束７３は、第１の板４２ａ内の加熱部分７２を通過するときに、溶融シリカ内でｄｎ／ｄＴ＞０であることに起因してより高い屈折率に遭遇することになる。より高い屈折率は、より大きい光路長に対応し、レジスト２２の厚みがターゲット値よりも小さいという効果を補償することができ、それによって像距離が増大する。
【００８１】
当然ながら、加熱部分７２及びより低温の周囲部分のこの表現は、概略的なものでしかない。実際には、温度分布は、第１の板４２内で連続的な３次元関数であり、図４ａに示すものよりも極めて複雑な場合があるが、かなり単純な場合もある。例えば、レジスト２２の厚み変化を無視することができ、マスクが１つの方向だけに若干湾曲している場合に、温度分布は、マスクのプロファイルに単純に対応する場合がある。
【００８２】
図４ｂ及び図４ｃは、走査作動中にマスク１６及び第１の板４２ａが投影光路ＰＬＰをどのように通過するかを示している。これらの図から、走査作動を通して、マスク上の点７４と、ある一定の温度を有する第１の板４２ａ内でこの点に関する部分との間に、１：１の対応が常に存在することが明らかになる。
【００８３】
ここで再度図３ｃを参照して、マスク１６がレジスト２２上に投影される間に、第２の温度制御デバイス５０ｂのＬＥＤ５８が、第２の板４２ｂ内に温度分布を生成することを見ることができる。望ましい補正効果が変化すべきでない場合に、この温度分布は、前に第１の板４２ａ内に生成されたものと同じ分布とすることができる。次いで、第１の板４２ａ内に生成された温度分布が、ある程度の時間、例えば、約１０秒後に望ましい補正効果をもはや達成することができない程度まで不鮮明になるという理由だけから、第２の板４２ｂによる第１の板４２ａの置換が実施される。
【００８４】
図示の実施形態において、マスク１６の形状がマスク形状センサ６８によって再度測定された後に、投影光の部分吸収によって引き起こされるマスク温度の増大に起因してマスク１６の形状が変化したことが見出されるので、望ましい補正効果が変化すると仮定する。
【００８５】
図３ｄに示す次の段階では、照明系１２は、投影光をマスク１６上に向けるのを中止する。第１の板４２ａは、第１の温度制御デバイス５０ａに帰還し、マスク１６も投影光路から後退する。
【００８６】
図３ｅに示す次の段階では、修正された温度分布を有する第２の板４２ｂが第２の制御デバイス５０ｂから取り出され、マスク１６の直下の初期作動位置に変位される。
【００８７】
図３ｆに示すように、この段階でマスク１６は再度レジスト２２上に投影されるが、今度は第２の板４２ｂが内側板である。図３ｃ及び図４ａから図４ｃを参照して記述したものと同様に、第２の板４２ｂは、マスク１６と平行に、かつそれと同じ速度で投影光路ＰＬＰを通って移動する。
【００８８】
第２の板４２ｂが投影光路ＰＬＰを繰り返し通過する間に、第１の温度制御デバイス５０ａを用いて第１の板４２ａ内に別の温度分布が生成される。この目的に対して、中央制御ユニット６６によってＬＥＤ５８が再度選択的に制御される。以前の段階とは対照的に、今度はガスノズル６２が第１の板４２ａの底面上に低温のガス噴流６４を向ける。この冷却は、又は他にＬＥＤ５８が第１の板４２ａ上に加熱光を向ける度に第１の板４２ａの平均温度が上昇することになるので必要である。こうして冷却ユニット５４ａのガスノズル６２は、第１の板４２ａの平均温度が予め決められたターゲット値で一定に保たれることを確実にする。
【００８９】
図示の実施形態において、均一な全体冷却効果を達成するために、全てのガスノズル６２は、ガス噴流６４を第１の板４２ａの底面上に向ける。しかし、ガスノズル６２を個々に制御することによって第１の板４２ａのある一定の部分を選択的に冷却することができる。当然ながら、温度制御手法を逆転させること、すなわち、第１の板を均一に加熱し、その選択的な部分だけを冷却することができる。
【００９０】
図３ｇに示す次の段階では、照明系１２は、マスク１６を照明するのを再度中止する。ここで第２の板４２ｂが投影光から取り出され、駆動機構４４によって第２の温度制御デバイス５０ｂ内に搬送され、その間にマスク１６は投影光路の外側に留まる。この時点で両方の板４２ａ、４２ｂは、再度短い時間にわたって外側板である。
【００９１】
次の段階３ｈでは、望ましい温度分布を有する第１の板４２ａは、第１の温度制御デバイス５０ａから取り出され、マスク１６の直下の初期作動位置に搬送される。次いで、図３ｉに示すように、投影作動が再開される。第１の板４２ａが投影光路ＰＬＰを繰り返し通過する間に、第２の板４２ｂ内に第２の温度制御デバイス５０ｂを用いて同じか又は別の温度分布が生成される。今度は、平均温度が予め決められた値に留まることを確実にするために、ガスノズル６２も、第２の板４２ｂの底面に向けて低温ガス噴流６４を誘導する。
【００９２】
上記から、第１及び第２の板４２ａ、４２ｂが位置を切り換える短い間隔にわたってしか投影作動を中断しなくてもよいことが明らかになる。
【００９３】
多くの場合に、２つの板４２ａ、４２ｂ内に同じ温度分布を交互に生成するだけで十分であることになる。例えば、マスク１６の熱誘起変形に起因して補正の必要性が変化する場合に、これは、外側板に伝達される温度分布を修正することによって容易に達成することができる。
【００９４】
板４２ａ、４２ｂの平均温度は一定に保たれ、好ましくは、周辺ガスの温度と同一の値に保たれるので、板４２ａ、４２ｂ内で温度分布は、非常に長い時間にわたって維持することができる。この時間は、数十回又は数百回にも上る走査サイクルを実施するのに十分である数分の範囲にあるとすることができる。温度分布を「リフレッシュする」ことが必要になる前に板４２ａ、４２ｂをどれ程の時間にわたって内側板とすることができるかは、取りわけ、板４２ａ、４２ｂ内に生成される温度勾配と絶対温度差とに依存する。
【００９５】
ＩＩ．他の実施形態
１．回転台
図５ａは、代替実施形態による装置１０をＸＺ平面（すなわち、走査方向Ｙに対して垂直）内の略子午断面図で例示している。この実施形態において、板４２ａ、４２ｂは、ドライブ８４を用いて回転軸８２の周りに回転させることができる回転台８０内に統合される。図６の上面図で最も良く分るように、板４２ａ、４２ｂは、ここでは回転軸８２に関して２重対称性を有するように配置されたリングセグメントの形状を有する。
【００９６】
補正デバイス４０は、加熱ユニット５２と冷却ユニット５４とを有する温度制御デバイス５０を１つだけ含む。この実施形態において、加熱ユニット５２は、直交方向に延びる一体的な電熱線８８を有する第１の中実体８６を含む。電熱線８８を適切に制御することにより、第１の中実体８６内にほぼあらゆる任意の温度分布を生成することができる。加熱ユニット５２に関する更なる詳細は、極めて類似の構成を有する波面補正デバイスを記載しているＵＳ  ２００９／０２５７０３２  Ａ１から集めることができる。
【００９７】
冷却ユニット５４は、その作動中に冷却液が通って循環する複数のチャネル９２を含む第２の中実体９０を含む。
【００９８】
板４２ａ、４２ｂに接触する中実体８６、９０は、板４２ａ、４２ｂよりもかなり軟質の材料で製造される。これは、板面が引っかきによって損傷を受けるのを防止するのに役立ち、ユニット８６、９０と板４２ａ、４２ｂの間の熱伝達も改善する。
【００９９】
第１の板４２ａにおける温度分布が不鮮明になったか、又は異なる温度分布を必要とする場合に、第２の板４２ｂが内側板になり、第１の板４２ａが、温度制御デバイス５０内に配置される外側板になるように、ドライブ８４は、回転台８０を１８０°だけ回転させる。この実施形態において、投影光がマスク１６の上を走査する間に内側板は移動しない。従って、マスク又はレジストの位置に依存しない時変かつ視野依存の波面変形を補正することのみが可能である。
【０１００】
図７ａ及び図７ｂは、温度制御デバイス５０が、図１及び図２に示す実施形態の加熱ユニット５２ａ及び冷却ユニット５４ａと実質的に同じ全体構造を有する加熱ユニット５２及び冷却ユニット５４を含む代替実施形態を示している。しかし、この実施形態において、回転台８０は、一定の角周波数で回転し、すなわち、マスクの投影中にも回転する。従って、投影光路ＰＬＰに配置された内側板は、マスク１６とほぼ同期して紙面に対して垂直なＹ方向に沿って移動する。回転台８０の直径が大きい程、内側板の円形経路がマスク１６の直線移動を近似する。
【０１０１】
内側板が投影光路ＰＬＰを通って移動する間に、外側板は、温度制御デバイス５０を通って移動する。外側板内に望ましい温度分布を生成するために、ＬＥＤ５８によって生成される照射分布は、回転軸８２の周りに外側板と同期して回転することができる。この目的に対して、ＬＥＤ５８を小円で表す加熱ユニット５２に対する底面図である図８に略示するように、ＬＥＤ５８は、回転軸８２の周りの同心円上に配置される。すなわち、外側板が回転するにも関わらず、その中に望ましい温度分布を生成することができる。
【０１０２】
２．２よりも多い板
図９に示す装置１０の斜視図に示すように、回転台８０が４つの板４２ａから４２ｄと、３つの温度制御デバイス５０ａ、５０ｂ、及び５０ｃとを含む場合に、外側板内に３つの異なる温度分布を同時に生成することができる。次に、次の内側板になるべき外側板の選択は、望ましい補正効果が推定される基礎になる直近の測定値又はシミュレーションに依存して行うことができる。時間を消費する段階である外側板内に望ましい温度分布を選択的に生成する段階の代わりに、最も適切な温度分布を有する外側板が、言わば陳列台から取り出される。従って、急速な反応時間が完全補正よりも重要である場合に、図９に図示の実施形態は特に有利である。
【０１０３】
図１０に図示の実施形態も、異なる温度分布を有する複数の板を備蓄するという概念を使用する。この実施形態において、補正デバイス４０は、加熱ユニット５２ａと冷却ユニット５４ａとを含む第１の温度制御デバイス５０ａと、加熱ユニット５２ｂだけを含む第２の温度制御デバイス５０ｂと、冷却ユニット５４ｃだけを含む第３の温度制御デバイス５０ｃと、９８に示す待機位置とを含む。
【０１０４】
操作ロボット１００が、３つの温度制御デバイス５０ａから５０ｃと、待機位置９８と、それぞれの板の少なくとも一部分が投影光路ＰＬＰに配置される投影位置との間で４つの板４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、及び４２ｄを搬送する。補正デバイス５０は、内側板が、それが投影光路ＰＬＰ内にある程度の時間にわたって配置された後に、最初に操作ロボット１００を用いて第３の温度制御デバイス５０ｃの冷却ユニット５４ｃに搬送されるように制御することができる。しばらくの後にこの板は待機位置に移送され、そこで温度分布が更に均一化される。次いで、板は、第１の温度制御デバイス５０ａに移送され、その中で望ましい温度分布が生成される。この生成が完了すると、板は、操作ロボット１００によって第２の温度制御デバイス５０ｂに移送され、その中で、放射と周辺支持構造（図示せず）への熱伝達とからもたらされる熱損失を補償する加熱光を照明することによって温度分布が維持される。
【０１０５】
このようにして、いずれの与えられた時点でも、異なる温度分布を有する２つの板を備蓄することができる。望ましい補正効果が変化する場合に、操作ロボット１００は、温度制御デバイス５０ａ及び５０ｂに配置された２つの板から、望ましい補正効果を生成するのに必要とされる温度分布に最も緊密に適合する板を投影光路ＰＬＰ内の作動位置に移送することができる。
【０１０６】
ＩＩＩ．重要な方法段階
図１１は、本発明による方法の重要な段階を示す流れ図である。
【０１０７】
第１の段階Ｓ１において、第１の光学要素における温度分布が投影光路の外側で修正される。
【０１０８】
第２の段階Ｓ２において、第１の光学要素が投影光路内に移動する。
【０１０９】
第３の段階Ｓ３ａにおいて、マスクが感光面上に結像される。同時に、段階Ｓ３ｂにおいて、投影光路の外側に配置された第２の光学要素における温度分布が修正される。
【０１１０】
第４の段階Ｓ４ａにおいて、第１の光学要素が投影光路から取り出される。同時に、段階Ｓ４ｂにおいて、第２の光学要素が投影光路内に移動する。
【０１１１】
第５の段階Ｓ５ａにおいて、投影光路の外側に配置された第１の光学要素における温度分布が修正される。同時に、段階Ｓ５ｂにおいて、マスクが感光面上に結像される。
【０１１２】
第６の段階Ｓ６ａにおいて、第１の光学要素が投影光路内に移動する。同時に、段階Ｓ６ｂにおいて、第２の光学要素が投影光路から取り出される。
【０１１３】
次に、段階Ｓ３ａ、Ｓ３ｂからＳ６ａ、Ｓ６ｂまでがｎ回繰り返され、ここで、ｎは正の整数である。
【符号の説明】
【０１１４】
１２  照明系
２０  投影対物系
４０  波面補正デバイス
ＬＳ  光源
ＰＬＰ  投影光路
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図３ｈ】
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【図３ｉ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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