(57)【要約】本発明は、リソグラフィツールの投影光学素子の混合気の屈折率を制御する方法およびシステムを提供する。１実施形態において、本発明は、高度に特定の気圧変化に起因した投影光学素子の収差を修正する。さらに、本発明は、光学系の上記収差に対する制御、高度変化を補償する機能、圧力変化を補償する機能、および上記光学系からの気体を浄化する機能を提供する。１実施形態において、本発明のシステムは、混合気に気体を提供する少なくとも１つの気体の供給器；各気体供給器に関連付けられた少なくとも１つの質量流量制御器であって、各混合気の各気体の量を測定および制御する、質量流量制御器；および上記リソグラフィ装置内の層流を実質的に維持する、少なくとも１つのフローゲージまたはフィルタ構成を含む。
2004519101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィの印刷ツールの投影光学素子の挙動を制御する指数変更システムであって、
１種類以上の気体を投影光学部材に提供する１種類以上の気体供給器であって、該１種類以上の気体供給器のうちの少なくとも１つは該１種類以上の気体のうちの少なくとも１つを含む、気体供給器と、
該１種類以上の気体供給器に結合された１つ以上の質量流量制御器であって、該１種類以上の気体供給器によって供給される該１種類以上の気体の流量を調整する、質量流量制御器と、
該投影光学部材へのアクセスを有するフローゲージであって、該フローゲージは、第１および第２の開口部を有し、該第１の開口部は該１つ以上の質量流量制御器に結合され、該第２の開口部は該投影光学部材の内部へのアクセスを有するように配置された、フローゲージと、
該フローゲージの該第２の開口部に結合されて、該投影光学部材への該１種類以上の気体の層流を確保するフィルタ装置と
を含む指数変更システム。
【請求項２】
ヘリウムが前記１種類以上の気体のうちの１つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
窒素が前記１種類以上の気体のうちの１つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記１つ以上の質量流量制御器および前記フローゲージに電気的に結合されたモニターおよび制御システムをさらに含み、該モニターおよび制御システムは、前記投影光学部材の少なくとも１つの性能要件に基づき、該１つ以上の質量流量制御器および該フローゲージを介して、該１種類以上の気体の流量を調節する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記モニターおよび制御システムに電気的に結合されたデータ格納システムをさらに含み、該データ格納システムは、前記投影光学素子の少なくとも１つの性能要件、および該少なくとも１つの性能要件に必要な少なくとも１つの対応する気体混合レベルを有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記１種類以上の気体から不純物を収集する１つ以上のフィルタをさらに含み、該１つ以上のトラップは、前記１つ以上の質量流量制御器よりも前に、前記１種類以上の気体供給器に結合されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記１つ以上のフィルタは１つ以上の水分／炭化水素トラップである、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記投影光学部材中の、所定の熱仕様に従って、前記１種類以上の気体の温度を変更する少なくとも１つの温度制御ユニットをさらに含み、該温度制御ユニットは、前記フローゲージよりも前に、前記１つ以上の質量流量制御器に結合されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの温度制御ユニットは少なくとも１つの熱交換器である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記温度制御ユニットは前記モニタおよび制御システムに電気的に結合されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記温度制御ユニットに結合され、前記１種類以上の気体を前記フローゲージに送達する前に格納しておく格納タンクをさらに含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記所定の熱仕様は、２２．２２±０．０１℃である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記フローゲージの前記第１の開口部に結合された第２の質量流量制御器をさらに含み、該第２の質量流量制御器は、該フローゲージへの前記１種類以上の気体の流量を調節するように較正される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
リソグラフィの印刷ツールの前記投影光学素子の挙動を制御する指数変更システムであって、
１種類以上の気体を投影光学部材に供給する１つ以上の手段であって、該１つ以上の供給する手段のうちの少なくとも１つは該１種類以上の気体のうちの少なくとも１つを含む、手段と、
該１つ以上の供給する手段の１つ以上の質量流量を制御する手段であって、該１つ以上の質量流量を制御する手段は、該１つ以上の供給する手段によって供給された該１種類以上の気体の流量を調整する、手段と、
該投影光学部材にアクセスすることによって、該１種類以上の気体のフローを測定する手段であって、第１および第２の開口部を有し、該第１の開口部は１つ以上の質量流量を制御する手段に結合され、該第２の開口部は該投影光学部材の内部へのアクセスを有するように配置された、手段と、
フィルタリングする手段であって、該測定する手段の該第２の開口部に結合されて、該投影光学部材への該１種類以上の気体の層流を確保する、手段と
を含む、指数変更システム。
【請求項１５】
ヘリウムが前記１種類以上の気体のうちの１つである、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
窒素が前記１種類以上の気体のうちの１つである、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記１つ以上の質量流量を制御する手段および前記測定する手段に電気的に結合されたモニタリングおよび制御する手段をさらに含み、該モニタリングおよび制御する手段は、前記投影光学部材の少なくとも１つの性能要件に基づき、該１つ以上の質量流量を制御する手段および該測定する手段を介して該１種類以上の気体の流量を調節する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
前記モニタリングおよび制御する手段に電気的に結合されたデータ格納手段をさらに含み、該データ格納手段は、前記投影光学部材の少なくとも１つの性能要件、および該少なくとも１つの性能要件に必要な少なくとも１つの対応する気体混合レベルを有する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
前記１種類以上の気体から不純物を除去する１つ以上の手段をさらに含み、前記１つ以上のトラッピング手段は、前記１つ以上の質量流量を制御する手段よりも前に、前記１つ以上の供給する手段に結合されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
前記１つ以上のトラッピング手段は１つ以上の水分／炭化水素トラップである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記投影光学部材中の、所定の熱仕様に従って、前記１種類以上の気体の温度を変更する、温度を制御する手段をさらに含み、該温度を制御する手段は、前記フローを測定する手段よりも前に、前記１つ以上の質量流量を制御する手段に結合されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
前記温度制御手段は少なくとも１つの熱交換器である、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記温度制御手段は前記モニタリングおよび制御する手段に電気的に結合されている、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記温度制御手段に結合され、前記１種類以上の気体を前記フローを測定する手段に送達する前に格納しておく格納手段をさらに含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記所定の熱仕様は、２２．２２±０．０１℃である、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記フローを測定する手段の前記第１の開口部に結合された第２の質量流量を制御する手段をさらに含み、該第２の質量流量を制御する手段は、該フローを測定する手段への前記１種類以上の気体の流量を調節するように較正される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２７】
リソグラフィツールの投影光学素子中の屈折率を変更する方法であって、
１）１種類以上の気体の流量を決定する工程と、
２）１つ以上の質量流量制御器によって投影光学部材に該１種類以上の気体を供給する工程であって、該１種類以上の気体は工程１）で決定された流量で供給される、工程と、
３）混合気の組成を決定する工程であって、該１種類以上の気体は該１つ以上の質量流量制御器の後に一旦組み合わされた該混合気の組成を形成する、工程と、
４）工程３で決定された該混合気の組成に従って該１種類以上の気体の流量を制御する工程であって、該流量は該１つ以上の質量流量制御器によって制御される、工程と、
５）前記投影光学部材への層流を維持し、乱流を生成せずに混合気がフローゲージによって供給され得る速度によって該層流が決定される、工程と
を包含する、方法。
【請求項２８】
前記１つ以上の質量流量制御器内の前記混合気の組成はセンサによって決定される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記フローゲージ内の前記混合気の組成はセンサによって決定される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
６）前記１種類以上の気体をフィルタリングして、該１種類以上の気体それぞれの純度を保証する工程をさらに包含し、工程６）は工程２）と工程４）との間に行われる、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
７）前記混合気の所定の熱仕様を維持する工程をさらに包含し、工程７）は工程４）と工程５）との間に行われる、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、光学素子に関し、具体的には、マイクロリソグラフィ内の光学素子に関する。
【０００２】
（関連技術）
フォトリソグラフィのツールは半導体産業において広く用いられる。Ｎｏｎｏｇａｋｉらの「Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｉｎ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ、Ｉｎｃ．ニューヨーク、ＮＹ１９９８年）を参照されたい。同文献はその全体が本明細書において参考として援用される。
【０００３】
フォトリソグラフィの印刷ツールは、光源、レチクル、光学系およびウェハ位置合わせステージを含む。光源からの光は、マスクとも呼ばれるレチクルに照射され、光学系を透過し、フォトレジストがコーティングされた基板上にマスクの像を生成し、特定のレチクルパターンの像を生成する。光学系は減少システム（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）である場合が多い。光学系はステッパーまたは走査システムであり得る。例えば、ＡＳＭリソグラフィ（ＡＳＭＬ、以前はＳｉｌｉｃｏｎ  Ｖａｌｌｅｙ  Ｇｒｏｕｐ）は、カタディオプトリックの種類の光減少システムおよびステップアンドスキャンのレチクル／ウェハステージシステムを備えた複数の紫外線露光システムを導入した。次いで、パターン化されたウェハは種々の工程でさらに処理されて、この結果、複数の半導体デバイスを含むウェハが生成される。
【０００４】
集積回路の設計はますます複雑になってきた。レイアウトのコンポーネント数およびコンポーネントの集積密度が増加している。最小のフィーチャーサイズをさらに減少させる要求が高い。この最小のフィーチャーサイズは、ライン幅の観点からの最も小さい寸法も指すが、許容可能な公差内で製造され得る半導体フィーチャの最も小さい寸法を指す。この結果、フォトリソグラフィのシステムおよび技術がより高い解像度を提供することがますます重要である。
【０００５】
解像度を上げる１つのアプローチは、製造時に用いられる光の波長を減少することである。別のアプローチは、開口数（ＮＡ）を増加させることである。実際、市販の露光システムは、光の波長を減少させ、そしてＮＡを増加させて生成される。例えば、ＳＶＧＬはカタディオプトリックの種類の光減少システムおよびステップアンドスキャンのレチクル／ウェハステージシステムを備えた複数の紫外線露光システムを導入した。例えば、Ｎｏｎｏｇａｋｉのセクション２．５．５（ｐｐ．２０〜２４）を参照されたい。これらのＵＶ露光システムは、２４８ナノメータ（ｎｍ）の波長で動作する光源を有する場合には、関連付けられたＮＡが０．５または０．６であり、そして１９３ｎｍの波長で動作する光源を有する場合には、関連付けられたＮＡが０．５、０．６または０．７５である。しかし、この処理進行における次の工程、すなわち、１７０ｎｍ以下の波長の光、例えば１５７ｎｍの波長の光は、最近になってやっと半導体製造のフォトリソグラフィ用途で実現可能になった。０．６より大きい開口数、例えば０．７５の開口数も、最近になってやっとこの波長の範囲で実現可能になった。
【０００６】
投影光学部材を満たすために用いられる気体の屈折率が変化すると、収差が導入されてレンズの性能が影響を受ける。このような収差の主な例は像面湾曲である。この変化は圧力変化、例えば、長期的には、マシーンがある場所の高度変化、短期的には、局所的な天気状態の変化に起因して生じ得る。
【０００７】
光学デバイスから媒体への屈折率（ｎ）の変化は、露光システムの効果的な解像度を変更する光学収差を生成する。これらの収差はソース波長チューニングによって減少され得る。ソース波長チューニングは、指数（ｉｎｄｅｘ）の変化から付与されたレンズ収差と、通常の露光システムのパラメータ内での動作を可能にするソース波長シフトによって誘導された収差とのバランスを取ることによって、遭遇する変化を大まかに補償し得る。しかし、これらの技術は、ＮＡがより高くそして波長がより低い場合、効果が低い。特に、１５７ｎｍのレーザソースは元来、帯域幅が狭く、このオプションはほとんど用いられない。
【０００８】
光学収差を補償する既存の技術は、２４８ｎｍおよび１９３ｎｍの波長を用いるレーザソースチューニング用途に限定されない。これは、既存の技術のチューニング範囲が１７０ｎｍ以下でのいかなる使用（例えば、１５７ｎｍでの使用）にも十分な補償を提供しないからである。必要なのは、本明細書において記載する技術を含む、多くの波長で適用可能な技術である。
【０００９】
ビームパスの屈折率の変化は、レーザ干渉計の測定システムにマイナスの影響を有する。気体が投影光学部材から漏れると、干渉計パス内の気体組成に変化が生じ得、この結果、パス内の屈折率が変化し、位置誤差が生じる。これはリソグラフィシステムの性能に影響を与える。必要なのは、２つ以上の異なる気体を用いて、リソグラフィシステムの異なるコンポーネント内の気体漏れに起因した屈折率変化を補償することが可能な指数変更システムである。
【００１０】
（発明の要旨）
本発明は上述の要求を満たす指数変更システムを提供する。さらに、本発明は、投影レンズ収差を低く維持する手段を提供する指数変更システムである。これらの収差は、高度、温度または天気の変化によって与えられ得る（但し、これらに限定されない）。本発明の発明者らは、リソグラフィシステムが動作した高度の結果生じた光学収差を補正する必要性を認識した。
【００１１】
気体非吸収群から選択され得る混合気を適切に選択して、上記混合気を付与すると、光学収差および／または異なる波長が修正される。用いられる気体の屈折率は直接、原子量に依存する。
【００１２】
１実施形態において、混合気を適切に選択すると、上記気体の屈折率は該当の所望の波長の値で維持され得、一方、屈折率が６３２．８ｎｍで維持される。
【００１３】
本発明の１実施形態において、１７０ｎｍ以下の紫外線の波長（例えば１５７ｎｍの紫外線の波長）での誤差バー比率（ｅｒｒｏｒ  ｂａｒ  ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ）が２％近くまで減少し得る指数変更システムが提供される。したがって、本発明は、上記投影レンズ内部の屈折率を変更して、任意の所与の高度でその挙動をシミュレートして、気圧変化による画像の劣化を効果的に修正し得る指数変更システムである。
【００１４】
上記指数変更システムは、屈折率の差を考慮し、そして異なる密度の混合気を提供して補償する。
【００１５】
上記指数変更システムは、露光システムに選択可能で均一な高度環境を提供することによって、上記光学収差および画像の劣化の問題を減少し得る。上記指数変更システムは海水面の状態を収容し得る。異なる実施形態において、上記指数変更システムは、海水面より高いまたは低い高度状態（ａｌｔｉｔｕｄｅ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）を収容し得る。
【００１６】
あるいは、上記指数変更システムは波長の差異を補償するように用いられ得る。１例として、ある場所から別の場所までの気体漏れにより指数が変更し得る。これは、上記指数変化が干渉計パス中で生じた場合、指数変更自体が位置決め誤差になることを表す。上記システムは波長診断を用い得る。例えば、リソグラフィシステムの特徴は、指定された波長とは異なる波長で測定されて、モデル化された性能を確認し得る。
【００１７】
さらに、異なる混合気は種々のエリアの投影レンズを占め、したがって、収差の細かいチューニング機能を提供し得る。
【００１８】
１実施形態において、指数変更システムは、ヘリウムおよび／または窒素などの気体の供給器；必要に応じて、上記気体を浄化する少なくとも１つのフィルタ；各気体が各気体の量を測定および制御する少なくとも１つの質量流量制御器；必要に応じて、上記ソースから上記質量流量制御器の注入点までの上記気体フローを制御する少なくとも１つのフローゲージ；および必要に応じて、熱状態が維持されることを保証する温度制御ユニットを含む。本発明の１実施形態において、上記コンポーネントはチュービングによって結合されて、供給源から質量流量制御器、温度制御ユニットそして最終的には上記投影光学素子アセンブリに入ってくる気体（一種類または複数種類）を給排する。
【００１９】
１例示の実現において、上記投影光学素子アセンブリへの上記注入ポートは、層流が維持されるように構築される。
【００２０】
本発明の１つの特徴によると、上記温度制御ユニットは上記気体（一種類または複数種類）を２２．２２＋／−０．１℃に維持し得る。
【００２１】
本発明のさらなる特徴によると、とりわけ、酸素などの大気ガスによる１５７ｎｍの放射線の吸収率が高くならないように、窒素、ヘリウムおよび／または他の非吸収気体が用いられ得る。
【００２２】
別の実施形態において、指数変更システムは、高い解像度のカタディオプトリックの光減少システムにおいて用いられ得る。
【００２３】
本発明は、投影システムの上記光学部材または光減少システム、およびその媒体の間の屈折率を、上記媒体を変更することによって制御する方法を提供する。上記方法は、上記投影システムのビームパス中と、レーザ内部および外部、そして特には投影光学素子中とで気体（一種類または複数種類）を置き換える工程を含む。
【００２４】
１例において、方法は、動作の間、上記投影システム内での状態を持続させる工程をさらに包含して、フォトリソグラフィの基準構成、したがって、最適な性能を提供する。
【００２５】
本発明のさらなる実施形態、特徴および利点を、本発明の種々の実施形態の構造および動作と共に、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００２６】
（発明の詳細な説明）
本明細書に組み込まれ、そして本明細書の１部を形成する添付の図面は本発明を示す。図面は、説明と共に本発明の原理を説明し、そして当業者が本発明を製造しそして用いることができるようにさらに機能する。
【００２７】
ここで、本発明を添付の図面を参照して説明する。図面中、同様の参照符号は同一または機能的に同様の要素を示す。さらに、参照符号の左端の桁（一種類または複数種類）は、参照符号が初出した図の番号と同一である。
【００２８】
本発明を特定の用途の例示的な実施形態を参照して本明細書において説明するが、本発明はこれらに限定されないことが理解されるべきである。当業者が本明細書に提供される教示を利用した場合、本発明の範囲内のさらなる改変、用途、実施形態、および本発明が著しく有用であるさらなるフィールドを理解する。
【００２９】
（用語）
本発明をより明瞭に記述するために、本明細書中、一貫して以下の用語の定義に従うよう努める。
【００３０】
用語「層流」は、一定の粘性（すなわち、速度非依存型）の流体（液体または気体）の非乱流フローを指す。
【００３１】
用語「半導体」は、電気的および物理的に変更され得る固体状態の物質を指す。
【００３２】
用語「半導体チップ」は、任意の数のトランジスタまたは他のコンポーネントを有する半導体デバイスを指す。
【００３３】
用語「半導体製造ツール」は、半導体チップまたは他の要素を有する機器を指す。
【００３４】
用語「ウェハ」は、フォトリソグラフィ、エッチング、堆積、イオン注入などを含む一連の処理工程を経る半導体製造の際のベース材料を指す。
【００３５】
（指数変更システムの実施形態）
図１は、本発明の１実施形態による、半導体製造ツールの指数変更システム１００の図である。指数変更システム１００は、１対の気体供給器１０２、１０４、各供給器の質量流量制御器１０８、フローゲージ１１２、フィルタ装置１１３および投影光学素子１１４を有する。
【００３６】
気体供給器１０２、１０４はそれぞれ、２つの異なる気体Ｇ１およびＧ２を供給し得る。質量流量制御器１０８Ａ、１０８Ｂは、それぞれの供給された気体の量を測定および制御する。フローゲージ１１２またはフィルタ装置１１３は、投影光学素子１１４への気体（一種類または複数種類）の層流を確保する。投影光学素子１１４は、１つ以上の光学投影および／または減少システムを収容する。
【００３７】
１実施形態において、フローゲージ１１２は、投影光学部材１１４に過剰圧力をかけられないことを保証するフィードバックレギュレーションの特徴を提供する。フィードバックレギュレーションの特徴により、フローゲージ１１２を内部システムの圧力を所定の設定値に設定することが可能になる。
【００３８】
気体のオーバーフロー／圧力解放バルブ１１６は、過剰な気体の制御された解放を提供する。１実施形態において、この過剰な気体は、本発明のシステム外部へと気体を抜かれる。別の実施形態において、過剰な気体は、供給器１０２、１０４で用いられるように、循環および再利用され得る。
【００３９】
図示するように、漏れ圧力１１８は、所定の同一の漏れを有し、そして依然、説明したように動作し得るシステムを示す。本発明の機能は、投影光学素子内の気体の決定された屈折レベルを維持することに依存しながら、同時に、気体が入射光（レーザエネルギー）１２０を供給するレーザシステム（図示せず）の動作を干渉しないことを保証する。
【００４０】
１実施形態において、バルブ１１６は、圧力レベルをシステムの公差内に維持することによって、気体漏れ１１８を最小限に留めるように動作する。
【００４１】
本発明の１実施形態によると、Ｇ１供給器１０４はＧ２供給器とは独立に用いられ得、またはＧ２供給器はＧ１供給器１０４とは独立に用いられ得る。
【００４２】
図２は、本発明の別の実施形態による、半導体製造ツールの指数変更システム２００の図である。指数変更システム２００は、１対の気体供給器１０２、１０４、少なくとも１つのフィルタ（例えば、水分／炭化水素トラップ）１０６、各供給器の質量流量制御器１０８、温度制御ユニット１１０、フローゲージ１１２、フィルタ装置１１３および投影光学素子１１４を有する。
【００４３】
気体供給器１０２、１０４はそれぞれ、気体１（Ｇ１）および気体２（Ｇ２）を供給し得る。フィルタ１０６Ａ〜Ｄは、汚染減少を目的として、入って来る気体を浄化する。質量流量制御器１０８Ａ、１０８Ｂは、それぞれの供給された気体の量を測定および制御する。温度制御ユニット１１０は熱仕様が維持されていることを保証する。フローゲージ１１２またはフィルタ装置１１３は、投影光学素子１１４への気体（一種類または複数種類）の層流を確保する。図１と同様に符号付けされたコンポーネントは、上述の機能と同じ機能を提供する。本明細書に説明する教示に少なくとも基づいて当業者に明らかであるように、投影光学素子１１４は、１つ以上の光学投影および／または減少システムを収容する。例えば、１９９６年７月１６日にＷｉｌｌｉａｍｓｏｎに発行された「Ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｈｉｇｈ  Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ」という名称の米国特許第５，５３７，２６０号に開示される投影光学素子を参照されたい。同文献はその全体が本明細書において参考として援用される。
【００４４】
図３は、本発明のまた別の実施形態による、半導体製造ツールの指数変更システム３００の図である。システム２００と同様、指数変更システム３００は、１対の気体供給器１０２、１０４、少なくとも１つのフィルタ（例えば、水分／炭化水素トラップ）１０６、各供給器の質量流量制御器１０８、温度制御ユニット１１０、混合気の格納器１２２、第２の質量流量制御器１０８Ｃ、フローゲージ１１２、フィルタ装置１１３および投影光学素子１１４を有する。
【００４５】
温度制御ユニット１１０の後に混合気の格納器１２２を追加すると、加熱された混合気が膨張して、そしてさらに混合する場所が提供される。１実施形態において、格納器１２２は、圧力可撓性格納コンポーネントであり、拡張して混合気の温度をさらに上昇させずに圧力変化を可能にする。別の実施形態において、格納器１２２は混合気の温度を維持するだけに十分な圧力を維持する。
【００４６】
第２の質量流量制御器１０８Ｃは、もう一方の質量流量制御器１０８に関して本明細書において記載した機能と同様の機能を提供する。制御器１０８Ｃはフローゲージ１１２への質量流量を制御する。
【００４７】
さらに、システム３００は、気体組成および投影光学部材中への送達速度を調節するモニターおよび制御システムの１実施形態を示す。モニターおよび制御システム１２４は、データ格納システム１２６に電気的に結合される（すなわち、有線インターフェースまたは無線インターフェースを介して、本質的に電気の信号の通信を可能にする任意の手段によって結合される）ように図示される。さらに、システム１２４は、質量流量制御器１０８Ａ〜Ｃ、温度制御ユニット１１０およびフローゲージ１２２に結合される。
【００４８】
データ格納システム１２６は、質量流量制御器の設定の記録、および気体の種類に基づいた温度制御ユニットに必要な温度設定を含む。
【００４９】
この実施形態において、モニターおよび制御システム１２４がシステム１２４に電気的に結合された１つ以上のコンポーネントの設定を調整し得るように、圧力センサおよび温度センサはシステム１２４に情報を提供し得る。当業者に明らかであるように、本発明の意図および範囲から逸脱せずに他のセンサが用いられ得る。
【００５０】
１実施形態において、フローゲージ１１２は、投影光学部材１１４に過剰圧力をかけられないことを保証するフィードバックレギュレーションの特徴を提供する。フィードバックレギュレーションの特徴は、フローゲージ１１２が内部システムの圧力に基づいて調整され得るように、モニターおよび制御システム１２４によって制御され得る。
【００５１】
システム１００〜３００において、チュービングがシステムコンポーネントの給排手段として図示される。給排手段をこのチュービングの観点から説明するが、これは便宜上からのみこうするのであって、本発明を限定することは意図されない。実際、以下の説明を読んだ後、別または均等な給排手段（例えば、プラスチックチュービング、またはチュービング無くコンポーネントを結合することによる手段）を用いた別の実施形態で以下の発明をいかに実現するかが当業者に明らかとなる。
【００５２】
本発明によると、システム１００、２００は、高度に特定の気圧変化、温度および天気の変化に起因する（但し、これらに限定されない）リソグラフィ装置内の光学収差を補正する。システム１００は、混合気に気体を供給する少なくとも１つの気体供給器１０４、各気体供給器に関連付けられた少なくとも１つの質量流量制御器１０８であって、混合気のそれぞれの気体の量を測定および制御する質量流量制御器１０８、およびリソグラフィ装置内に層流を実質的に維持する少なくとも１つのフローゲージ１１２を含む。
【００５３】
本発明の１実施形態によると、システム２００は、少なくとも１つのフィルタ１０６をさらに含んで、各気体供給器（例えば、水分／炭化水素トラップ）の各気体を浄化し得る。システム２００は、少なくとも１つの温度制御ユニット１１０をさらに含んで、所定の熱仕様（例えば、２２．２２＋／−０．１℃）で混合気の温度を維持し得る。
【００５４】
（指数変更の方法の実施形態）
本発明は、光学収差を減少させる方法も提供する。この方法は、質量流量制御器を介して投影光学部材中に気体（一種類または複数種類）を供給して、１７０ｎｍ以下の波長（例えば１５７ｎｍの波長）で、投影光学素子のシステムの構成またはシステムの動作のいずれかに最適な種々の高度状態をシミュレートする工程を含む。１実施例において、方法は、フィルタを用いて気体のフローを調節する工程、および温度制御ユニットを用いて気体（一種類または複数種類）の温度を維持する工程をさらに含む。
【００５５】
本発明の１実施形態によると、高度に特定の気圧変化、温度および天気の変化に起因する（但し、これらに限定されない）リソグラフィ装置内の光学収差を補正する方法は、気体のフローを確立する工程を含む。これらの気体は、リソグラフィ装置（例えば、投影光学素子１１４）に送達される。システムは、気体のフローを制御して、リソグラフィ装置中への層流を維持し得る。これにより、さらなる光学収差を発生させ得る乱流の生成、過剰圧力、および屈折率の勾配（例えば、気体のフローが投影光学素子内の要素によってさらに抑制されるゾーンによって生じる勾配）を起こさずに、混合気が導入され得る速度で、層流が保持される。
【００５６】
本発明の別の実施形態によると、この方法は、気体のフローをフィルタリングして各気体の純度を実質的に維持する工程、および気体の温度を維持する工程も含む。
【００５７】
本発明の実施形態によると、質量流量制御器は用いられて、適切な所定の屈折率を生成するために用いられる気体比を変更する。さらに、式１および２に関して以下に説明するように、流量は、屈折率を変更し、そして所与の条件をシミュレートするために必要な各気体の比率に等しい。
【００５８】
本発明の別の実施形態において、レンズの位置合わせのプロセスは、制御された環境において上述の条件下（例えば、２２．２２＋／−０．１℃までに制御された温度）で実行され得る。
【００５９】
本明細書に説明する実施形態によると、計算動作が実行されて、以下のように適切な混合気の比率を決定し得る。すなわち、（ｎＧ１ａｌｔ−１）＝Ｐａｌｔ／Ｐｓｌ（ｎＧ１ｓｌ−１）（式１）は、Ｐが高度および海水面の場所での関連付けられた気圧である高度での屈折率を決定し、（ｎＧ１ａｌｔ−１）＝ａ（ｎＧ１ｓｌ−１）＋ｂ（ｎＧ２ｓｌ−１）（式２）は気体比率を計算する。ａｌｔは高度を示し、ｓｌは海水面を示し、Ｇ１は第１の気体であり、Ｇ２は混合気を含む第２の気体であり、そして２つの気体の比率は総量１：ａ＋ｂ＝１（式３）まで足される。上の式の例は以下の表記法の形態で示す。
【００６０】
【数１】
2004519101.tif 000003
ａ＋ｂ＝１（式３の例）
式２に式３を代入すると、
（（Ｐａｌｔ／Ｐｓｌ）−１）／（（（ｎＧ２ｓｌ−１）／（ｎＧ１ａｌ−１））−１）＝ｂ
海水面での屈折率が対象の波長および高度位置での２つの気体に必要である。ｂの解から必要なＧ２の比率が得られる。したがって、Ｇ１の比率は式３を用いて計算される。
【００６１】
したがって、本発明の方法およびシステムは、投影光学素子中に存在する気体媒体の屈折率の値に目立った影響を与える気圧のマイナスの影響を減少する。
【００６２】
本発明の実施形態によると、光学部材から媒体への光線伝播の角度が変更される。光の特性の今日における理解は、光の波面が屈折率の変化によって変化されることを教示する。波面がこの様式で変化された場合、光学収差が生じ、そして変更し得る。
【００６３】
本発明の１実施形態によると、環境をレンズ製造の間に用いられる指数に置き換えることによって、環境的に誘導された指数の変更を排除すると、これらの収差を制御して収差を減少させ得、そしてあらゆる場所において投影光学素子がより一貫した性能を有することが可能になり得る。例えば、高い高度での使用に構築されそして開発されたシステムは、製造および動作の間のいずれかまたは両方において、本発明の方法およびシステムの使用を介して、高度が高くない場所において用いられ得ない。
【００６４】
（別の実施形態）
１実施形態において、リソグラフィの印刷ツールの投影光学素子の挙動を制御する指数変更システムは、１種類以上の気体を投影光学部材に提供する１種類以上の気体供給器であって、１種類以上の気体供給器のうちの少なくとも１つは、１種類以上の気体のうちの少なくとも１つ、および１種類以上の気体供給器に結合された１つ以上の質量流量制御器を含む、気体供給器と；１種類以上の気体供給器によって供給される１種類以上の気体の流量を調整する、１つ以上の質量流量制御器と；投影光学部材へのアクセスを有するフローゲージであって、第１および第２の開口部を有し、第１の開口部は１つ以上の質量流量制御器に結合され、第２の開口部は投影光学部材の内部へのアクセスを有するように配置された、フローゲージと；フローゲージの第２の開口部に結合されて、投影光学部材中への１種類以上の気体の層流を確保するフィルタ装置とを含む。
【００６５】
実施形態において、本発明のシステムは、ヘリウム、窒素または本明細書において説明するような利点を有する混合気を生成することが可能な他の希気体を用い得る。
【００６６】
本発明のシステムは、１つ以上の質量流量制御器およびフローゲージに電気的に結合されたモニターおよび制御システムも含み得、モニターおよび制御システムは、投影光学部材の少なくとも１つの性能要件に基づき、１つ以上の質量流量制御器およびフローゲージを介して１種類以上の気体の流量を調節する。
【００６７】
本発明のシステムは、モニターおよび制御システムに電気的に結合されたデータ格納システムも含み得、データ格納システムは、投影光学素子の少なくとも１つの性能要件、および少なくとも１つの性能要件に必要な少なくとも１つの対応する気体混合レベルを有する。
【００６８】
本発明のシステムは、１種類以上の気体から不純物を収集する１つ以上のフィルタも含み得るが、１つ以上のトラップは、１つ以上の質量流量制御器よりも前に、１種類以上の気体供給器に結合される。１実施形態において、１つ以上のフィルタは１つ以上の水分／炭化水素トラップである。
【００６９】
本発明のシステムは、所定の熱仕様に従って、投影光学部材中の１種類以上の気体の温度を変更する少なくとも１つの温度制御ユニットも含み得、温度制御ユニットはフローゲージよりも前に、１つ以上の質量流量制御器に結合される。１実施形態において、少なくとも１つの温度制御ユニットは少なくとも１つの熱交換器である。別の実施形態において、温度制御ユニットはモニタおよび制御システムに電気的に結合される。
【００７０】
本発明のシステムは、温度制御ユニットに結合され、そして１種類以上の気体をフローゲージに送達する前に格納しておく格納タンクも含み得る。
【００７１】
１実施形態において、所定の熱仕様は、２２．２２±０．０１℃である。
【００７２】
本発明のシステムは、フローゲージの第１の開口部に結合され、フローゲージへの１種類以上の気体の流量を調節するように較正された第２の質量流量制御器も含み得る。
【００７３】
１実施形態において、リソグラフィツールの投影光学素子中の屈折率を変更する方法は、１種類以上の気体の流量を決定し；１つ以上の質量流量制御器によって投影光学部材に１種類以上の気体を供給し、１種類以上の気体はまず上述のように決定された流量で供給される。この方法は、混合気の組成をさらに決定し、１種類以上の気体は１つ以上の質量流量制御器の後に一旦組み合わされた混合気の組成を形成し；工程３で決定された混合気の組成に従って１種類以上の気体の流量を制御し、流量は１つ以上の質量流量制御器によって制御され；そして投影光学部材への層流を維持し、混合気が乱流を生成することなくフローゲージによって供給され得る速度によって層流が決定される。
【００７４】
１実施形態において、本発明の方法は、センサを用いて１つ以上の質量流量制御器内の混合気の組成を決定する。
【００７５】
１実施形態において、本発明の方法は、センサを用いてフローゲージ内の混合気の組成を決定する。
【００７６】
本発明の方法はさらに、１種類以上の気体をフィルタリングして、１種類以上の気体それぞれの純度を保証し得る。
【００７７】
本発明の方法はさらに、混合気の所定の熱仕様も維持し得る。
【００７８】
指数変更システムの他の実施形態は、本説明を考えみれば当業者に明らかであるように、同様または均等に機能するコンポーネントおよび方法の使用を介して生成され得る。
【００７９】
ＮＡがより高く、そして波長がより短い状況における性能を向上させるために、本明細書に説明する方法の異なる実現が用いられて、光学収差をさらに減少させ得る。
【００８０】
１例示の実現において、さらなる気体を追加して、混合気の化学をさらに変更し得る。これにより、投影光学素子内の動作媒体が変更される。
【００８１】
（結論）
本発明の特定の実施形態を上述したが、実施形態は例示としてのみ提示され、本発明を限定しないことが理解されるべきである。形態および詳細における種々の変更が、上掲の特許請求の範囲に規定されるように、本発明の意図および範囲から逸脱せずに行われ得ることが当業者によって理解されるべきである。したがって、本発明の幅および範囲は上述の例示の実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、上掲の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ規定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明の１実施形態による、指数変更システムの図である。
【図２】
図２は、本発明の１実施形態による、指数変更システムの図である。
【図３】
図３は、本発明の１実施形態による、指数変更システムの図である。
【図４】
図４は、本発明の１実施形態による、指数変更の方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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