(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液浸リソグラフィ露光システムと、
液浸流体を前記液浸リソグラフィ露光システムに提供するように構成された液浸流体システムと、
前記液浸流体の温度を測定するように構成された干渉計温度検出システムと、を備え、
前記干渉計温度検出システムがさらに、
放射ビームを生成するように構成された放射源と、
ビームスプリッタと、
第一偏光要素と、
前記液浸流体を案内するように構成された反射部分を有する液浸流体レセプタクルと、
第二偏光要素と、
反射要素と、
検出器と、を備え、
前記放射ビームの第一偏光状態が、前記ビームスプリッタ及び前記第一偏光要素を通って伝搬し、前記反射要素で反射して、前記第一偏光要素及び前記ビームスプリッタを通して戻り、前記検出器によって受信され、
前記放射ビームの第二偏光状態が、前記ビームスプリッタ、前記第二偏光要素、及び前記液浸流体を通って伝搬し、前記液浸流体レセプタクルの前記反射部分で反射して、前記第二偏光要素及び前記ビームスプリッタを通って戻り、前記検出器によって受信され、
前記干渉計温度検出システムが、前記放射ビームの第一偏光状態と前記放射ビームの第二偏光状態との位相差を割り出し、前記位相差から前記液浸流体の温度を割り出す、システム。
【請求項２】
前記第一偏光要素が四分の一波長板又は四分の三波長板である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第二偏光要素が四分の一波長板又は四分の三波長板である、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記検出器が、前記液浸流体のエネルギを調節するように構成された装置に結合される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記検出器がペルチェ素子に結合される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記放射源が、化学線以外の波長を有する前記放射ビームを生成するように構成される、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記検出器が、前記液浸リソグラフィ露光システム中の光学要素の位置を調節するように構成された装置に結合される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記装置が焦点制御装置である、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記検出器が、前記液浸流体に対する熱交換を制御するように構成された制御回路に結合される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記干渉計温度検出システムが、前記液浸流体の前記温度を測定するシヤーリング干渉計を含む、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
（ａ）放射ビームを第一ビームと第二ビームに分割し、
（ｂ）液浸流体を通して前記第二ビームを伝搬させ、
（ｃ）前記伝搬ステップの後に、前記第一ビームと前記第二ビームとの位相差を割り出し、
（ｄ）前記位相差から前記液浸流体の温度を割り出すことを含み、
さらに、ステップ（ｃ）の前に、第一ビームを、反射要素からの前記第一ビームの反射との間で偏光させることを含み、
さらに、ステップ（ｃ）の前に、前記第二ビームを、反射要素からの前記第二ビームの反射との間で偏光させることを含む、方法。
【請求項１２】
前記第二ビームの反射が、前記液浸流体を通って前記第二放射ビームが伝搬した後に生じる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第二ビームの反射が、前記液浸流体を通って前記第二放射ビームが伝搬する前に生じる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第二ビームが前記第一ビームとは異なる偏光状態を有する、請求項１１ないし１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、前記液浸流体の前記温度を変化させるために、前記液浸流体の前記割り出された温度に基づいて前記液浸流体のエネルギを調節することを含む、請求項１１ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は液浸リソグラフィに関する。特に、本発明は液浸流体の温度を測定し、液浸流体温度の変化を補償するシステム、方法及びコンピュータプログラムを提供することに関する。
【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に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用される。代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスは、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを含んでいる。回路パターンは、パターニングデバイスを放射で照明することによって、シリコンウェーハ基板のターゲット部分に転写される。リソグラフィ装置は、ウェーハの放射感応性材料（レジスト）の層に像を露光することによって、回路パターンを転写する。パターンを基板にインプリントすることによって、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することも可能である。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる近接したターゲット部分のアレイを含んでいる。
【０００３】
[0003]  空気に対して高い屈折率を有する液浸流体に基板を液浸し、投影システムの最終要素と基板の間の空間を充填することが提案されている。そのポイントは、より小さい形状を結像可能にすることである。というのは、放射は流体中で波長が短くなるからである。液浸流体の効果は、システムの有効開口数（ＮＡ）を増加させ、さらに焦点深度も長くすることと見なすこともできる。
【０００４】
[0004]  しかし、結像中に基板を液浸流体に液浸することの１つの欠点は、露光放射が液浸流体を加熱することである。液浸流体に及ぼす熱の影響は、送出される放射線量によって決定される。露光エネルギを止めると、すぐに加熱された液浸流体が連続的な流体の流れによって一掃される。したがって、放射線量の変化と連続的な流体の流れとの組合せが、液浸流体温度に変化を引き起こす。液浸流体温度が変化するにつれて、液浸流体が膨張し、その結果、液浸流体の密度が変化する。液浸流体の密度が変化するにつれ、液浸流体の屈折率も変化し、焦点外れなどの像フィールドの収差を引き起こす。液浸流体が水である場合、液浸流体の屈折率は、液浸流体温度の比較的小さい変化で大きく変化する。従来通りの収差制御システムは、放射線量及び連続的な液浸流体の流れによる液浸流体温度の変化によって引き起こされる収差を補償するのに、十分素早く応答しない。
【０００５】
[0005]  従来通りの収差制御システムに関する別の問題は、液浸流体温度の測定が正確でないことである。従来通りの液浸流体温度制御システムは、サーミスタで液浸流体温度を測定する。サーミスタは、加熱器要素を制御する収差制御システムに、フィードバックとして温度信号を提供する。加熱器要素は、液浸流体温度を調節する。残念ながら、サーミスタは±５ｍＫの精度しか有しない。したがって、温度測定が不正確であると、収差制御システムの応答時間が遅くなることがあり、これによって液浸流体温度の変化に対する補償が不十分になることがある。温度補償が不十分であると、フィーチャの最小サイズを不必要に制約することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]  液浸流体温度をさらに効果的に制御するシステム、方法及びコンピュータプログラムが提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]  実施形態では、液浸流体システム及び干渉計温度検出システムを備えるリソグラフィ装置が提供される。液浸流体システムは、液浸流体を露光システムに提供するように構成される。干渉計温度検出システムは、液浸流体の温度を測定するように構成される。
【０００８】
[0008]  さらなる実施形態、形体及び利点、さらに様々な実施形態の構造及び動作について、添付図面を参照しながら以下で詳細に説明する。
【０００９】
[0009]  本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付図面は、１つ又は複数の実施形態を示し、説明と一緒になってさらに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を使用できるようにする働きをする。
【００１０】
[0023]  次に、添付図面を参照しながら、本発明を説明する。図面では、同様の参照番号は同一の、又は機能的に類似した要素を示す。また、参照番号の左端の桁でその参照番号の初出図面を識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
[0024]  本明細書は、本発明の形体を組み込んだ１つ又は複数の実施形態を開示している。開示された実施形態本発明の例示にすぎない。本発明の範囲は、開示された実施形態に制限されない。本発明は請求の範囲によって規定される。
【００１２】
[0025]  記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載の実施形態が特定の形体、構造、又は特徴を含むことができるが、全ての実施形態が必ずしも特定のフィーチャ、構造、又は特徴を含み得ないことを示す。さらに、このような文言は必ずしも同じ実施形態に言及していない。さらに、ある実施形態に関して特定のフィーチャ、構造、又は特徴を述べる場合、明示的に述べられているか否かに関係なく、このようなフィーチャ、構造、又は特徴を他の実施形態と関連して実行することは当業者の知識に入ることが理解される。
【００１３】
[0026]  本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその任意の組合せで実現することができる。本発明の実施形態は、１つ又は複数のプロセッサによって読み取り、実行することができる機械読み取り式媒体に記憶される命令として実現することもできる。機械読み取り式媒体は、情報を機械（例えば計算デバイス）によって読み取り可能な形態で記憶又は伝送する任意の機構を含むことができる。例えば、機械読み取り式媒体は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光学的記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、伝搬する信号（例えば搬送波、赤外線信号、ディジタル信号など）の電気、光、音波又は他の形態、及びその他を含むことができる。さらに、本明細書ではファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を、特定の動作を実行するものとして説明することができる。しかし、このような説明は便宜上に過ぎず、このような動作は実際、計算デバイス、プロセッサ、制御装置、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する他のデバイスの結果であることを認識されたい。
【００１４】
[0027]  特定のデバイス（例えば集積回路又はフラットパネルディスプレイ）を製造する際にリソグラフィ装置を使用することに特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。用途は、半導体デバイス、集積回路、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、微小電気機械デバイス（ＭＥＭＳ）などを含む。また、例えばフラットパネルディスプレイでは、リソグラフィ装置を使用して、様々な層（例えば薄膜トランジスタ層及び／又はカラーフィルタ層）の生成を補助することができる。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことは、当業者に明らかである。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【００１５】
[0028]  実施形態は、排他的ではなく本明細書で言及するようなタイプの任意の液浸リソグラフィ装置に適用することができる。液浸流体は、槽の形態で、又は基板の局所的表面にのみ設けることができる。本明細書で想定するような液浸流体システムは、広義に解釈されたい。実施形態では、液浸流体供給システムは、投影システム及び基板及び／又は基板テーブルによって規定された空間に流体を提供する機構又は構造の組合せでよい。液浸流体供給システムは、流体を空間に提供する１つ又は複数の構造、１つ又は複数の流体入口、１つ又は複数の気体入口、１つ又は複数の気体出口及び／又は１つ又は複数の流体出口の組合せを備えてよい。実施形態では、空間の表面は基板及び／又は基板テーブルの一部でよい。さらなる実施形態では、空間の表面は基板及び／又は基板テーブルの表面を完全に覆うことができる。別の実施形態では、空間の表面は基板及び／又は基板テーブルを囲むことができる。液浸流体供給システムは任意選択で、流体の形体を制御する装置を含むことができ、これは位置、量、性質、形状、流量、温度及び／又は他の流体特徴を含むが、それに制限されない。
【００１６】
[0029]  液浸流体システムに使用される液浸液は、使用される露光放射の特性及び波長に従い、様々な組成を有してよい。一例として、１９３ｎｍの露光波長の場合、超純水又は水性組成を液浸流体として使用してよい。この理由から、液浸流体を水と呼ぶことがある。液浸流体を説明する場合、親水性、疎水性、湿度などの水に関連する用語を使用することができる。
【００１７】
[0030]  図１Ａ及び図１Ｂは、液浸リソグラフィ露光システムとしても知られる例示的リソグラフィ装置１００を示す。リソグラフィ装置１００は液浸流体システムを含む。液浸流体システムは、液浸流体を液浸リソグラフィ露光システムに提供するように構成される。さらに、液浸流体システムは、液浸流体を液浸リソグラフィ露光システムから除去するようにも構成される。リソグラフィ装置１００は、液浸流体の温度を測定するように構成された干渉計温度検出システム（例えば図３Ａのシステム３００参照）も含む。次に、リソグラフィ装置１００について詳細に説明する。
【００１８】
[0031]  図１Ａ及び図１Ｂに示すように、リソグラフィ装置１００は放射ビームＰＢ（例えばＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（例えばイルミネータ）を備える。パターニングデバイス（例えばマスク又は個々に制御可能な要素のアレイ）ＭＡを支持するように構築された支持構造体（例えばマスクテーブル）ＭＴもある。支持構造体（例えばマスクテーブル）ＭＴは、パターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第一位置決め装置ＰＭに接続される。基板テーブル（例えばウェーハ又は基板テーブル）ＷＴは、基板（例えばレジストコートウェーハ又はフラットパネルディスプレイ基板）Ｗを保持するように構成され、基板を正確に位置決めするように構成された第二位置決め装置ＰＷに接続される。投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＬは、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のターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを備える）に投影するように構成される。
【００１９】
[0032]  リソグラフィ装置１００は、放射ビームＰＢの誘導、成形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組み合わせなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００２０】
[0033]  支持構造体ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの方向、リソグラフィ装置１００の設計等の条件、例えばパターニングデバイスＭＡが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスＭＡを保持する。この支持構造体ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造体ＭＴは、パターニングデバイスＭＡが例えば投影システムＰＬなどに対して確実に特定の位置にくるようにできる。
【００２１】
[0034]  本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板Ｗのターゲット部分Ｃにパターンを生成するように、放射ビームＰＢの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームＰＢに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板Ｗのターゲット部分Ｃにおける所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、基板Ｗのターゲット部分Ｃに生成されるパターンは、集積回路又はフラットパネルディスプレイなどのターゲット部分Ｃに生成されているデバイスの特別な機能層（例えばフラットパネルディスプレイのカラーフィルタ層又はフラットパネルディスプレイの薄膜トランジスタ層）に相当する。
【００２２】
[0035]  パターニングデバイスＭＡは透過性又は反射性でよい。このようなパターニングデバイスの例には、レチクル、プログラマブルミラーアレイ、レーザダイオードアレイ、発光ダイオードアレイ、回折格子光弁及びＬＣＤアレイがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
【００２３】
[0036]  リソグラフィ装置１００は２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブルＷＴ及び／又は２つ以上の支持構造体ＭＴを有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブル又は支持構造体ＭＴを並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブル又は支持構造体ＭＴを露光に使用している間に１つ又は複数のテーブル又は支持構造体ＭＴで予備工程を実行することができる。
【００２４】
[0037]  図１Ａを参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームＰＢを受ける。放射源ＳＯとリソグラフィ装置１００とは、例えば放射源ＳＯがエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源ＳＯはリソグラフィ装置１００の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源ＳＯが水銀ランプの場合は、放射源ＳＯがリソグラフィ装置１００の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
【００２５】
[0038]  イルミネータＩＬは、放射ビームＰＢの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。また、イルミネータを用いて放射ビームＰＢの断面を調整し、均一な強度分布にすることができる。
【００２６】
[0039]  放射ビームＰＢは、支持構造体（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスＭＡによってパターンが与えられる。放射ビームＰＢはパターニングデバイスＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集光する投影システムＰＬを通過する。本明細書でさらに説明する液浸フードＩＨは、液浸流体システムからの液浸流体１６０を、投影システムＰＬの最終要素と基板Ｗとによって規定された空間に供給する。
【００２７】
[0040]  第二位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを（例えば放射ビームＰＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように）正確に移動できる。同様に、第一位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサ（図１Ａには明示されていない）を使用して、（例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、及び／又はスキャン中に）放射ビームＰＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、支持構造体ＭＴの移動は、第一位置決め装置ＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けで実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第二位置決め装置ＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールの助けにより実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造体ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアラインメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２は、専用のターゲット位置を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークとしても知られる）。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアラインメントマークＭ１、Ｍ２を標的部分Ｃ（例えばダイ）間に配置してもよい。
【００２８】
[0041]  複数のプログラマブル要素（例えば以上の文章で言及したレチクル以外の全デバイス）を備えるパターニングデバイスなど、電子的手段（例えばコンピュータ）の助けによりプログラム可能なパターンを有するパターニングデバイスＭＡを、本明細書では「コントラストデバイス」と総称する。パターニングデバイスＭＡは、少なくとも１０個、少なくとも１００個、少なくとも１，０００個、少なくとも１０，０００個、少なくとも１００，０００個、少なくとも１，０００，０００個、又は少なくとも１０，０００，０００個のプログラマブル要素を備える。
【００２９】
[0042]  プログラマブルミラーアレイは、粘弾性制御層及び反射性表面を有するマトリクスアドレス可能表面を備えることができる。このような装置の基本的原理は、屈折性表面のアドレスされた区域は入射光を回折光として反射し、アドレスされない区域は入射光を非回折光として反射するということである。適切な空間フィルタを使用すると、非回折光を反射ビームから除去し、回折光のみが基板Ｗに到達するように残すことができる。この方法で、ビームＰＢは、マトリクスアドレス可能表面のアドレス指定パターンに従ってパターンが与えられる。
【００３０】
[0043]  代替方法として、フィルタは回折光を除去し、非回折光が基板Ｗに到達するように残すことができる。
【００３１】
[0044]  回折光学ＭＥＭＳデバイス（微小電気機械システムデバイス）のアレイも、対応する方法で使用することができる。一例では、回折光学ＭＥＭＳデバイスは、入射光を回折光として反射する回折格子を形成するために相互に対して変形することができる複数の反射性リボンで構成される。
【００３２】
[0045]  プログラマブルミラーアレイのさらなる代替例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、各ミラーは、適切な局所電界を与えるか、圧電起動手段を使用することによって、軸線の周囲で個別に傾斜することができる。この場合もミラーはマトリクスアドレス可能であり、したがってアドレスされたミラーは、入射放射ビームＰＢをアドレスされていないミラーとは異なる方向に反射し、この方法で、マトリクスアドレス可能ミラーのアドレス指定パターンに従って反射ビームにパターンを与えることができる。必要なマトリクス指定は、適切な電子手段を使用して実行することができる。
【００３３】
[0046]  別の例示的パターニングデバイスは、プログラマブルＬＣＤアレイである。
【００３４】
[0047]  リソグラフィ装置１００は１つ又は複数のコントラストデバイスを備えてよい。例えば、個々に制御可能な要素の複数のアレイを有することができ、それぞれが相互から独立して制御される。このような構成では、個々に制御可能な要素のアレイの幾つか又は全部が、共通の照明システム（又は照明システムの一部）、個々に制御可能な要素のアレイに共通の支持構造体、及び／又は共通の投影システム（又は投影システムの一部）のうち少なくとも１つを有することができる。
【００３５】
[0048]  図１に示した実施形態などの一例では、基板Ｗは実質的に円形の形状を有し、任意選択でその周の一部に沿って切り欠き及び／又は平坦な縁部がある。別の例では、基板Ｗは多角形形状、例えば長方形形状を有する。
【００３６】
[0049]  基板Ｗが実質的に円形の形状を有する例は、基板が少なくとも２５ｍｍ、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ、又は少なくとも３００ｍｍの直径を有する例を含む。あるいは、基板は最大５００ｍｍ、最大４００ｍｍ、最大３５０ｍｍ、最大３００ｍｍ、最大２５０ｍｍ、最大２００ｍｍ、最大１５０ｍｍ、最大１００ｍｍ、又は最大７５ｍｍの直径を有する。
【００３７】
[0050]  基板が長方形などの多角形である例は、基板の少なくとも１辺、少なくとも２辺又は少なくとも３辺が少なくとも５ｃｍ、少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ、又は少なくとも２５０ｃｍの長さを有する例を含む。基板Ｗの少なくとも１辺は最大１０００ｃｍ、最大７５０ｃｍ、最大５００ｃｍ、最大３５０ｃｍ、最大２５０ｃｍ、最大１５０ｃｍ、又は最大７５ｃｍの長さを有する。
【００３８】
[0051]  一例では、基板Ｗはウェーハ、例えば半導体ウェーハである。ウェーハの材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、及びＩｎＡｓで構成されたグループから選択することができる。ウェーハは、ＩＩＩ／Ｖ化合物半導体ウェーハ、シリコンウェーハ、セラミック基板、ガラス基板、又はプラスチック基板でよい。基板Ｗは、（例えば人間の肉眼で）透明、色付き、又は無色でよい。
【００３９】
[0052]  基板Ｗの厚さは変動してよく、ある程度は基板の材料及び／又は基板の寸法に依存してよい。厚さは少なくとも５０μｍ、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、又は少なくとも６００μｍでよい。あるいは、基板Ｗの厚さは最大５０００μｍ、最大３５００μｍ、最大２５００μｍ、最大１７５０μｍ、最大１２５０μｍ、最大１０００μｍ、最大８００μｍ、最大６００μｍ、最大５００μｍ、最大４００μｍ、又は最大３００μｍでよい。
【００４０】
[0053]  本明細書で言及する基板Ｗは、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板Ｗに塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。一例では、レジスト層を基板Ｗ上に設ける。
【００４１】
[0054]  投影システムＰＬは、個々に制御可能な要素のアレイにパターンを結像することができ、したがってパターンが首尾一貫して基板Ｗ上に形成される。あるいは、投影システムＰＬは、個々に制御可能な要素のアレイにある要素がシャッタとして作用する２次源を結像することができる。これに関して、投影システムＰＬは、２次源を形成し、スポットを基板Ｗに結像するために、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡとして知られる）又はフレネルレンズアレイなどの集光要素のアレイを備えることができる。集光要素のアレイ（例えばＭＬＡ）は、少なくとも１０個の集光要素、少なくとも１００個の集光要素、少なくとも１，０００個の集光要素、少なくとも１０，０００個の集光要素、少なくとも１００，０００個の集光要素、又は少なくとも１，０００，０００個の集光要素を備える。
【００４２】
[0055]  パターニングデバイスＭＡ内の個々に制御可能な要素の数は、集光要素のアレイにある集光要素の数以上である。集光要素のアレイにある１つ又は複数の（例えば１，０００個以上、多数、又はそれぞれの）集光要素は、個々に制御可能な要素のアレイにある１つ又は複数の個々に制御可能な要素と光学的に関連することができ、個々に制御可能な要素のアレイには２個以上、３個以上、５個以上、１０個以上、２０個以上、２５個以上、３５個以上、又は５０個以上の個々に制御可能な要素がある。
【００４３】
[0056]  ＭＬＡは、（例えば１つ又は複数のアクチュエータを使用して）少なくとも基板Ｗに向かう、及びそこから離れる方向で移動可能にすることができる。ＭＬＡが基板Ｗに対して移動できるので、例えば基板Ｗを移動させる必要なく焦点を調節することができる。
【００４４】
[0057]  再び図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームＰＢを受ける。放射源ＳＯは少なくとも５ｎｍ、少なくとも１０ｎｍ、少なくとも１１〜１３ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３５０ｎｍ、又は少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射を提供する。あるいは、放射源ＳＯによって提供される放射は最大４５０ｎｍ、最大４２５ｎｍ、最大３７５ｎｍ、最大３６０ｎｍ、最大３２５ｎｍ、最大２７５ｎｍ、最大２５０ｎｍ、最大２２５ｎｍ、最大２００ｎｍ、又は最大１７５ｎｍの波長を有する。放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ及び／又は１２６ｎｍを含む波長を有することができる。
【００４５】
[0058]  放射源ＳＯとリソグラフィ装置１００とは、例えば放射源ＳＯがエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源ＳＯはリソグラフィ装置１００の一部を形成すると見なされず、放射ビームＰＢは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源ＳＯが水銀ランプの場合は、放射源ＳＯがリソグラフィ装置１００の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
【００４６】
[0059]  リソグラフィ装置１００は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
【００４７】
[0060]  １．ステップモードにおいては、支持構造体ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームＰＢに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
【００４８】
[0061]  ２．スキャンモードにおいては、支持構造体ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームＰＢに与えられたパターンＣをターゲット部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。支持構造体ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の動的露光におけるターゲット部分Ｃの（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
【００４９】
[0062]  ３．別のモードでは、支持構造体ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームＰＢに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、放射源ＳＯはパルス状放射源であり、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、本明細書で言及するようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどの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レスリソグラフィに容易に利用できる。本明細書で説明する使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
【００５０】
[0063]  図１Ｂは、入口ＩＮを介して液浸流体１６０を供給する局所的流体供給システム１５０があるリソグラフィ装置１００を示している。入口ＩＮは、最終レンズ要素のシャワーヘッドでよく、投影システムＰＬの側部に配置することができる。液浸流体１６０は出口ＯＵＴで除去される。リソグラフィ装置１００は、液浸流体１６０の温度を測定するように構成された干渉計温度センサ１８０を含む。一例では、干渉計温度センサ１８０は可能な限り入口ＩＮの近くに配置される。さらなる例では、干渉計温度センサ１８０は、投影システムＰＬの最終レンズ要素と基板テーブルＷＴとによって規定された空間内の液浸流体１６０の温度を測定するために配置される。干渉計温度センサ１８０は、サーミスタによって提供されるような１点温度測定ではなく、区域の温度マッピングを提供することができる。温度マッピングは、温度シミュレーション結果を確認し、さらにシャワーヘッドの設計及び／又はレンズの設計を最適化するために使用することができるデータを提供する。
【００５１】
[0064]  さらなる例では、リソグラフィ装置１００は、出口ＯＵＴから出力される液浸流体１６０の温度を測定するように構成された第二干渉計温度センサ１９０も含む。第二干渉計温度センサ１９０は、投影ビームＰＢによって液浸流体１６０に与えられる熱負荷を割り出すために使用できる液浸流体１６０の温度を測定する。熱負荷の割り出しは、液浸流体１６０の流量及び／又は熱研磨を制御する装置を起動する制御信号として使用することができる。別の例では、本明細書で説明するような干渉計は、液浸流体１６０が存在する任意の点で液浸流体１６０の温度を測定するように構成することができる。
【００５２】
[0065]  局所流体供給システム１５０は、液浸流体１６０と接触している熱交換器１７０を含んでよい。熱交換器１７０は、液浸流体１６０との間でエネルギ移動が可能な任意の装置である。熱交換器１７０は、液浸流体１６０にエネルギを加え、したがって液浸流体１６０の温度を上昇させることができる。さらに、熱交換器１７０は、液浸流体１６０からエネルギを除去し、したがって液浸流体１６０の温度を低下させることができる。熱交換器１７０によって移動するエネルギの量は、制御可能である。熱交換器１７０によって移動するエネルギの量は、制御装置などの制御回路（例えば図４Ａの制御装置４２０参照）によって制御してよい。一例では、熱交換器１７０は熱電気モジュールとしても知られるペルチェ素子である。熱交換器１７０は、液体と液体又は液体と気体の設計でよい。一例では、熱交換器１７０は、液浸流体１６０と局所流体供給システム１５０の環境との間のエネルギ移動を最小限にするために、可能な限り入口ＩＮの近くに配置される。別の例では、熱交換器１７０は、液浸流体１６０が存在する任意の点で液浸流体１６０の温度を変更するように構成することができる。
【００５３】
[0066]  液浸流体１６０の温度を制御する方法の一部として、液浸流体１６０との間でいつでもエネルギを移動させることができる。例えば、液浸流体１６０は、入口ＩＮに入る前に冷却される。熱交換器１７０は、入口ＩＮに一体化され、エネルギを液浸流体１６０に提供して、液浸流体１６０を加熱する。一体化された熱交換器１７０によって提供されたエネルギは、液浸流体１６０の温度を制御するために露光する間に減少する。液浸流体の温度制御は、放射ビームＰＢによって液浸流体１６０に加えられる熱負荷の増加を相殺する。したがって一例では、液浸流体温度を制御する位置は、投影システムＰＬの最終レンズ要素と基板テーブルＷＴによって規定された空間内にある。
【００５４】
[0067]  一例では、基板Ｗは、投影システムＰＬの最終要素と基板テーブルＷＴによって規定された空間内の液浸流体１６０に液浸される。この例では、液浸流体１６０は、比較的高い屈折率を有する流体であり、例えば液浸流体は水でよく、投影システムＰＬの最終要素と基板Ｗの間に空間を充填する。これで、露光ビームＰＢが液浸流体１６０中で波長が短くなると、より小さい形体を結像することができる。液浸流体１６０の効果は、システムの開口数（ＮＡ）が１を超えてもよく、焦点深度（ＤＯＦ）を延長することと見なすこともできる。固体粒子（例えば石英）が浮遊した水など、液浸流体１６０として使用するために他の液浸流体も提案されている。
【００５５】
[0068]  図２Ａから図２Ｃは、液浸流体１６０の例示的な流れ、及び放射源ＳＯからの露光エネルギの結果である例示的な温度効果を示す線図である。図２Ａは、投影システムＰＬの最終レンズ要素である光学要素２１０の周囲領域の拡大図を含む。液浸リソグラフィのシャワーヘッド入口ＩＮが、液浸流体１６０を露光ゾーン２２０に入れる。露光ゾーン２２０は、パターンを与えられ、したがって放射ビームＰＢからの露光エネルギを受ける基板Ｗの区域である。液浸リソグラフィのシャワーヘッド出口ＯＵＴは、露光ゾーン２２０から液浸流体１６０を除去する。リソグラフィ装置１００では、液浸リソグラフィのシャワーヘッド入口ＩＮ及び出口ＯＵＴは、液浸リソグラフィシャワーヘッドに収容することができる。液浸流体１６０の流量は、例えば液浸流体１６０が露光ゾーン２２０を通って流れる場合に、光学的障害を回避するために液浸流体１６０に導入される乱流の量を確実に最小限にするために、液浸流体の特徴の関数として制御することができる。
【００５６】
[0069]  図２Ｂから図２Ｃは、露光ゾーン２２０内の液浸流体１６０の定常露光温度分布を示す第一及び第二プロット２３０及び２４０を示す。図２Ｂでは、第一プロット２３０は、投影ビームＰＢからの放射が液浸流体１６０を通って投影する場合の温度分布を示す。図２Ｃでは、第二プロット２４０は、放射源ＳＯがオフで、投影ビームＰＢからの放射が液浸流体１６０を通って投影していない場合の温度分布を示す。これらのプロットを比較した場合に分かるように、液浸流体１６０に対する加熱の効果は、実質的に瞬間的であり、投影ビームＰＢから送出される放射線量に依存する。露光エネルギを除去するとすぐに、液浸流体１６０の加熱された塊は、流体の流れによって一掃される。したがって、流れる液浸流体１６０が露光ゾーン２２０の幅にわたって非対称の温度分布を誘発する。非対称の温度分布は、像フィールドに収差を誘発するかもしれない。焦点外れなどの収差は、像フィールドの幅にわたって変化する。
【００５７】
[0070]  定常露光温度分布は、図２Ｂに示すように露光ゾーン２２０の幅にわたって直線状に変化する。液浸流体１６０の温度の大きさは、（露光中に）露光ゾーン２２０の上流側縁部における名目値から変化する。液浸流体温度の大きさは、露光ゾーン２２０の上流側縁部から露光ゾーン２２０の下流側縁部へとほぼ直線状に増加する。温度の増加は、液浸流体１６０が露光ゾーン２２０を流れるにつれて、放射ビームＰＢからエネルギを獲得する結果である。露光ゾーン２２０の下流側縁部における温度変化の大きさは、例えば露光線量、マスクの透明度、流体の流量、液浸流体１６０による露光放射の吸収に依存する。
【００５８】
[0071]  加熱効果の例示的計算を以下に示す。一例として、リソグラフィ装置１００の放射源ＳＯは、紫外線放射を生成することができる。この事例では、液浸流体１６０中に吸収される力は、下式で割り出すことができる。
Ｅｓ＝Ｓ＊ｈ＊ｄｘ                      （１）
ここでＥｓは基板Ｗ（例えばウェーハ）におけるエネルギであり、Ｓは基板Ｗに使用されるレジストの感度であり、ｈは流れの方向に対して直角の方向に沿った露光ゾーン２２０のサイズであり、ｄｘは流れの方向に平行な方向に沿って、露光ゾーン２２０をわたって伝搬する無限小の液浸流体柱の幅である。
【００５９】
[0072]  基板における力は下式によって与えられる。
Ｐw＝Ｓ＊ｈ＊ｖ                        （２）
ここでＰwはウェーハＷにおける力であり、ｖは流速である。これで、液浸流体１６０に吸収される力Ｐｆは下式によって与えられる。
Ｐｆ＝Ｓ＊ｈ＊ｖ＊｛１／（１−Ｔ）｝    （３）
ここで流体層の透過度はＴである。液浸流体１６０の質量流量Ｍfは下式によって与えられる。
Ｍｆ＝ρ＊Ｒ                          （４）
ここでρは液浸流体１６０の密度であり、Ｒは液浸流体１６０の流量である。これで、液浸流体１６０の温度変化ΔＴfは、以下のような式（３）及び（４）を使用して計算することができる。
ΔＴf＝Ｐｆ／Ｃｐ＊Ｍｆ                            （５）
ΔＴf＝Ｓ＊ｈ＊｛１／（１−Ｔ）｝／Ｃｐ＊ρ＊Ｒ    （６）
ここでＣｐは液浸流体１６０の比熱である。図２に示すように、液浸流体１６０の温度は、露光ゾーン２２０を横断するにつれて実質的に直線状に上昇する。温度上昇の大きさは、例示的な液浸リソグラフィシステムの構成の例示的な値を使用して推定することができる。これらの値は例示的であり、本発明の範囲を制限するものではない。例示的値は以下の通りである。
Ｓ＝３０ｍＪ／ｃｍ2
ｈ＝２６  ｍｍ
ｖ＝５００ｍｍ／ｓｅｃ
Ｃｐ＝１．７８ＫＪ／Ｋｇ．Ｋ
ρ＝８８０Ｋｇ／ｍ3
Ｒ＝５Ｌ／ｍｉｎ
Ｔ＝０．９５
ここでｍＪはミリジュールであり、ＫＪはキロジュールであり、ρは１分当たりのリットル数で表される。これらの値を式（６）に代入すると、例示的なΔＴfが１．５ミリＫと計算される。これは、液浸流体１６０が露光ゾーン２２０を交差する間に加熱されるにつれ、その最大温度情報を表す。温度の直線的上昇は、液浸流体１６０の屈折率が温度とともに変化するので、光路長を変化させ、これは補正しないと収差につながる。
【００６０】
[0073]  入口ＩＮでの露光ゾーン２２０の一方側から、露光用紫外線放射の加熱効果による出口ＯＵＴでの他方側までの光路長の差（ＯＰＤ）は、下式によって与えられる。
ＯＰＤ＝ｎ＊Ｃｔ＊ＴＨｆ＊ΔＴf          （７）
ここでｎは液浸流体の屈折率であり、Ｃtは屈折率の温度係数であり、ＴＨfは液浸流体１６０の厚さである。
【００６１】
[0074]  ＯＰＤの大きさは、液浸流体１６０の例示的な値を使用して推定することができる。これらの値は例示的であり、本発明の範囲を制限するものではない。例示的な値は以下の通りである。
ｎ＝１９３ｎｍの波長で１．６５
Ｃt＝−５５０×１０-6
ＴＨf＝３ｍｍ
【００６２】
[0075]  これらの値を式（７）に代入することにより、例示的ＯＰＤは１．３６ｎｍと計算される。放射源ＳＯが１９３ｎｍの波長を有する場合、ＯＰＤは波長の小数部０．００７と等しい。これは、露光線量の大きさの推定値、及び１００％透明なレチクルと見なされる液浸流体１６０の非対称の加熱によるパターン密度に敏感な波面収差を表し、これは光学系の波面で補償される。したがって、ＯＰＤはレチクルの透明度、流体の厚さ、及び液浸流体１６０の透明度の影響を受ける。したがって、ＯＰＤに対する放射露光の効果を補償するために、液浸リソグラフィシャワーヘッド入口ＩＮによって供給される液浸流体１６０の温度が調節される。温度調節には、関連する液浸流体の温度を測定する必要があることがあり、これはサーミスタによって提供されるものより正確である。
【００６３】
[0076]  図３Ａは、液浸流体１６０の温度を測定するように構成された干渉計温度検出システム３００を示す。図示の例では、干渉計温度検出システム３００は以下の構成要素を含む。つまり、干渉性の放射３１０のビームを生成するように構成された放射源３０５と、ビームスプリッタ３１５と、第一偏光要素３２０と、液浸流体１６０を案内するように構成された反射部分３３０を有する液浸流体レセプタクル３２５と、第二偏光要素３３５と、反射要素３４０と、検出器３４５とを含む。放射源３０５は、干渉性の放射３１０のビームを生成し、これに対して液浸流体１６０は透明である。一例では、放射源３０５は、基板Ｗ上のレジスト層の活性化を防止する化学線以外の波長を有する放射３１０のビームを生成する。例えば、放射源３０５は、１９３ｎｍ以外の波長を有する放射のビームを生成する。
【００６４】
[0077]  干渉計温度検出システム３００は、放射の第一ビーム３０２と第二ビーム３０４との位相差を測定して、液浸流体１６０の温度を測定する。第一放射ビーム３０２は基準位相を生成する。計測放射ビームとしても知られる第二放射ビーム３０４は液浸流体１６０を通過し、これが第二放射ビーム３０４を減速させ、したがって第二放射ビーム３０４の位相を変更し、第二放射ビーム３０４に計測位相を与える。液浸流体１６０の温度が変化すると、液浸流体１６０が第二ビーム３０４を減速させる程度が変化し、これは第二ビーム３０４の計測位相を変化させる。位相検出器は、第一ビーム３０２の基準位相と第二ビーム３４０の計測位相との位相差を測定する。位相検出器は、第二ビーム３４０が液浸流体１６０を通って伝搬した後に位相差を測定する。
【００６５】
[0078]  一例では、干渉計温度センサ１８０は、干渉計温度検出システム３００を備える、代替的又は追加的に、第二干渉計温度センサ１９０が、干渉計温度検出システム３００を備える。
【００６６】
[0079]  ビームスプリッタ３１５は偏光ビームスプリッタでよく、したがって入射放射ビーム３０６の第一偏光状態がビームスプリッタ３１５を通って直進し、第二偏光状態がビームスプリッタ３１５内で反射する。第二偏光状態の典型的な反射は、９０°の角度である。一例では、第一偏光状態はｐ偏光であり、第二偏光状態はｓ偏光状態である。さらなる例では、第一偏光状態はｓ偏光状態であり、第二偏光状態はｐ偏光状態である。例えば、これは第一及び第二ビーム３０２及び３０４を生成するために実行される。
【００６７】
[0080]  第一偏光要素３２０は、四分の一波長板又は四分の三波長板でよい。第二偏光要素３３５も、四分の一波長板又は四分の三波長板でよい。偏光要素３２０、３３５は、個々の偏光要素３２０、３３５を通って伝搬するビームの偏光を回転し、ビームスプリッタ３１５を通るビームを経路指示する。
【００６８】
[0081]  液浸流体レセプタクル３２５は入口ＩＮと一体化することができる。一例では、液浸流体レセプタクル３２５は、投影システムＰＬの最終レンズ要素及び基板テーブルＷＴによって規定された空間内の構造の一体部品である。別の例では、液浸流体レセプタクル３２５は、露光ゾーン２２０を含む空間を規定する構造の一体部品である。液浸流体レセプタクル３２５は、液浸流体１６０を含むように構成された空間３２７を規定する構造３２６の一部でよい。反射部分３３０は、液浸流体１６０を含むように構成された空間を規定する構造の一部でよい。以上の例で説明したように、液浸流体が液浸流体レセプタクル３２５を通って流れると、液浸流体１６０の温度が、液浸流体レセプタクル３２５を通過する放射ビームの路長を変化させる。
【００６９】
[0082]  検出器３４５は、入射する第一放射ビームと入射する第二放射ビームとの位相差、例えば基準位相と計測位相との差を検出する。干渉計温度検出システム３００の感度は、液浸流体１６０を通る放射ビーム３１０の路長を延長することによって変化させることができる。干渉計温度検出システム３００の感度は、例えば複数の反射表面を使用することにより、液浸流体１６０の複数の路を通して放射ビーム３１０を誘導し、変化させることもできる。
【００７０】
[0083]  一例では、干渉計温度検出システム３００の構成要素は、放射ビーム３１０の第一偏光状態がビームスプリッタ３１５及び第一偏光要素３２０を第一ビーム３０２として伝搬し、反射要素３４０で反射して、第一偏光要素３２０及びビームスプリッタ３１５を通って戻り、反射位相として検出器３４５に受けられるように構成される。干渉計温度検出システム３００の構成要素はさらに、放射ビーム３１０の第二偏光状態がビームスプリッタ３１５及び第二偏光要素３３５を第二ビーム３０４として伝搬し、液浸流体を伝搬して、液浸流体レセプタクル３２５の反射部分３３０で反射し、第二偏光要素３３５及びビームスプリッタ３１５を通って戻り、計測位相として検出器３４５に受けられるように構成される。検出器３４５は、基準位相と計測位相との位相差を割り出す。検出器３４５は、基準位相と計測位相との位相差に基づいて出力信号３０８を生成する。検出器の出力信号３０８は、制御回路で受信することができる（例えば図３Ｂの流体加熱補償回路３６０及び図４Ａの制御装置４２０を参照）。他の例では、干渉計温度検出システム３００の構成要素は、液浸流体１６０の温度を測定するために本明細書で説明した方法とは異なる方法で構成されることも認識されたい。さらなる例では、干渉計温度検出システム３００は、本明細書で説明したもの以外の光学要素を含んでよく、それは反射性要素、レンズ、プリズム、ビームスプリッタ、フィルタ、偏光板などを含むが、それに制限されない。図３Ａでは、構成要素の構成及び動作の例示を容易にするためにのみ、伝搬及び反射したビームが相互からずれているように図示されている。
【００７１】
[0084]  一例では、液浸流体１６０は、高い屈折率（ｎ＞１）及び実質的に−５５０ｐｐｍ／℃のｄｎ／ｄＴを有する炭化水素流体である。液浸流体１６０の温度が１ｍＫ変化すると、液浸流体の屈折率が０．５５ｐｐｍ変化する。流体を通る路の全長が１０ｍｍの場合、放射ビーム３１０の路長は５．５ｎｍ変化する。放射ビーム３１０が１９３ｎｍの波長を有する場合、液浸流体１６０を通過している放射ビーム３１０の部分は、液浸流体１６０を通過していない放射ビーム３１０の部分に対して、約２８．５ミリ波という検出可能な位相変化を有する。したがって、干渉計温度検出システム３００は、従来のサーミスタより高い精度で液浸流体１６０の温度を検出する。
【００７２】
[0085]  さらなる例では、干渉計温度センサ１８０及び／又は第二干渉計温度センサ１９０は、像シヤーリング干渉計又は位相シフト干渉計を含んでよい。像シヤーリング干渉計は、像シヤーリング干渉計が頑丈で自動的に較正するので使用することができる。さらなる例では、干渉計温度センサ１８０及び／又は第二干渉計温度センサ１９０は、基板Ｗにパターンを与える前に、様々な動作特性について露光ゾーン２２０の放射強度パターンを割り出すことができる。放射強度パターンは、収差に特徴的な形状を有する干渉縞を含むことがある。
【００７３】
[0086]  図３Ｂは、液浸流体温度の変化の測定に基づいて光学要素を調節することにより、像の収差を減少させるために使用することができる例示的な収差制御システム３５０のブロック図である。収差制御システム３５０は、流体加熱補償回路３６０及びレンズアクチュエータ３７０Ａ〜Ｃを含む。図３Ｂには３つのレンズアクチュエータ３７０が図示されているが、任意の数のレンズアクチュエータを実現することができる。実施形態では、収差制御システム３５０は、図３Ａに示した干渉計温度検出システム３００などの干渉計センサも含んでよい。
【００７４】
[0087]  アクチュエータ３７０Ａ〜Ｃは、光学要素２１０、３８０、３９０を調節して収差を補正するために使用される。特に、アクチュエータ３７０Ａは光学要素３８０に結合され、アクチュエータ３７０Ｂは光学要素３９０に結合され、アクチュエータ３７０Ｃは光学要素２１０に結合される。アクチュエータ３７０Ａ〜Ｃは、無線で、又は有線接続で流体加熱補償回路３６０に結合することができる。図示を容易にするために、１つのアクチュエータ３７０が各光学要素２１０、３８０、３９０に結合するように図示されている。これは、本発明の範囲を制限するものではない。複数のアクチュエータ３７０を各光学要素２１０、３８０、３９０に結合することができる。また、アクチュエータ３７０をリソグラフィ装置１００の全ての光学要素には結合しなくてもよい。例えば実施形態では、アクチュエータ３７０を任意の他の光学要素に結合せずに、１つ又は複数のアクチュエータ３７０を、投影システムＰＬの最終光学要素として、光学要素２１０に結合することができる。アクチュエータ３７０は、流体加熱補償回路３６０から受信した信号に基づいて、自身が結合された光学要素を調節する。
【００７５】
[0088]  追加的又は代替的に、流体加熱補償回路３６０はアクチュエータ３７０Ａ〜Ｃに結合され、リソグラフィ装置１００の制御システムに結合されて、流量、露光のオン／オフサイクル、露光線量、レチクルパターン像などに関する入力を受信する。一例では、流体加熱補償回路３６０は検出器３４５に結合される。使用される液浸流体１６０の特性、及び他の動作特性を、流体加熱補償回路３６０に直接入力してもよい。流体加熱補償回路３６０は、液浸流体１６０の流量、露光線量、及びレチクルパターン像Ｃのうち１つ又は複数の変化に基づいて、リソグラフィ装置１００内の光学要素を調節するアクチュエータ命令を決定する。流体加熱補償回路３６０は、検出器から受信した信号に基づいてアクチュエータ命令を決定する上で、流体加熱補償回路を補助する、マップ又は検索テーブルとしても知られる回路又はレジスタ又は記憶装置を含んでよく、したがって液浸流体１６０の温度変化によるリソグラフィ装置１００の像収差は、実質的に解消される、及び／又は軽減される。
【００７６】
[0089]  さらなる例では、検出器３４５は信号を提供するために、リソグラフィ装置１００内の光学要素を調節するように構成された焦点制御装置などの装置に結合される。装置は、液浸流体１６０の温度変化によって引き起こされ、干渉計温度検出システム３００によって感知されたリソグラフィ装置１００の像収差を全て実質的に解消する、及び／又は軽減するように、光学要素を調節する。
【００７７】
[0090]  図４Ａは、例示的温度補償システム４００のブロック図である。温度補償システム４００は干渉計４１０、制御装置４２０、光エネルギ移動装置４３０、及び光学調節可能な光学要素４４０を含む。例えば、干渉計４１０は、干渉計温度検出システム３００を備え、液浸流体１６０の温度を測定することができる。干渉計センサ４１０は、液浸流体１６０の温度に従って変動する温度信号を生成する。干渉計は制御装置４２０に結合され、これは温度信号を少なくとも部分的に使用して、制御信号を決定する。制御装置４２０は、論理回路などの回路を含んでよく、これは温度信号に基づいて制御信号を決定する際に温度補償システム４００を補助し、したがって液浸流体１６０の温度変化によって引き起こされ、干渉計センサ４１０によって感知されたリソグラフィ装置１００の像収差は全て、実質的に解消される、及び／又は軽減される。
【００７８】
[0091]  制御装置４２０は任意選択で、例えば熱交換器１７０などのエネルギ移動装置４３０に結合することができる。制御装置４２０は、エネルギ移動装置４３０と液浸流体１６０との間で移動するエネルギの量を制御し、したがって液浸流体１６０の温度変化によって引き起こされ、干渉計センサ４１０によって感知されたリソグラフィ装置１００の像収差は全て、実質的に解消される、及び／又は軽減される。
【００７９】
[0092]  さらに、制御装置４２０は任意選択で、例えば光学要素２１０などの調節可能な光学要素４４０を制御するために、レンズアクチュエータ３７０Ｃを介して結合することができる。制御装置４２０は調節可能な光学要素４４０を調節し、したがって液浸流体１６０の温度変化によって引き起こされ、干渉計センサ４１０によって感知されたリソグラフィ装置１００の像収差は全て、実質的に解消される、及び／又は軽減される。
【００８０】
[0093]  図４Ｂは、本発明の一実施形態による流体加熱補償回路３６０のブロック図である。この実施形態では、流体加熱補償回路３６０は調節計算器４５０、調節データベース４６０、インタフェース４７０、及び干渉計インタフェース４８０を含む。追加的又は代替的に、流体加熱補償回路３７０は調節データベース４６０及び／又は干渉計インタフェース４８０を含まなくてよい。調節計算器４５０は、液浸流体１６０の特性、露光線量、液浸流体１６０の流量及びレチクルパターン像に基づいて、アクチュエータの調節設定を計算する。アクチュエータの調節設定は、インタフェース４７０に提供されて、光学アクチュエータ４７０に伝送され、リソグラフィ装置１００の光学要素２１０、３８０、３８０を調節する。インタフェース４７０は、アクチュエータ調節設定を任意選択の熱交換器１７０に伝送して、液浸流体１６０の温度を調節する。
【００８１】
[0094]  調節データベース４６０は、推定された露光線量の効果、液浸流体１６０の流量、及びレチクルパターン像、さらに液浸流体の特性に基づくアクチュエータ調節設定を含んでよい。調節データベース４６０によって、計算を実行する必要なく検索テーブルを通してアクチュエータ設定を割り出すことができる。
【００８２】
[0095]  実施形態では、干渉計インタフェース４８０は、干渉計温度検出システム３００などの干渉計センサ４１０とのインタフェースを提供する。干渉計センサ４１０は、実際に基板を処理する前に、様々な動作状態（例えば様々な流量、様々な露光線量）について生成された収差効果を表す１組の感度係数を生成するために使用することができる。次に、各条件について１組のアクチュエータ設定を割り出すことができ、これを調節データベース４６０に記憶することができる。調節データベース４６０の１組の動作状態と一致する１組の動作状態が観察される実際の動作中に、１組の動作状態に関連するアクチュエータ設定を検索し、アクチュエータ３７０に提供して、収差を補正することができる。収差の調節は、焦点傾斜の調節、球面収差傾斜の調節、及びコマ収差の調節を含むが、それに制限されない。
【００８３】
[0096]  実施形態では、収差制御システムは投影レンズシステムＰＬの収差調節を設定するために、これらのパラメータの既知の値又は推定値を使用する。これらの調節は、露光中の液浸流体１６０の加熱によって誘発された収差を補償する。露光と露光の間に収差調節を変更することができるが、必ずしも変更するとは限らない。実施形態では、収差調節は、液浸流体１６０の流量が変化するか、必要な露光線量又はレチクルパターン像が変化した場合のみ変化する。
【００８４】
[0097]  収差調節は、焦点の傾斜（つまり実質的に直線状に変動するフィールドに依存する最適焦点位置）、球面収差の傾斜（つまり実質的に直線状に変動するフィールドの依存する球面収差の値）、及びコマ収差に対して実行することができる。実施形態では、露光線量及び流量への１つ又は複数の収差の依存性は、干渉計センサ４１０で１つ又は複数の収差を測定し、露光線量及び流体の流れの効果を観察することによって較正することができる。
【００８５】
[0098]  図５は、予め較正した収差情報を使用して、リソグラフィ装置の露光ゾーンにわたる液浸流体の露光エネルギの加熱効果を補償する方法５００のフローチャートである。例えば、方法５００は、本明細書で説明するシステムの１つ又は複数を使用して実現することができる。
【００８６】
[0099]  方法５００はステップ５１０で開始する。ステップ５１０で、動作特性の組に基づいて収差を較正する。例えば、リソグラフィ装置１００内で様々な収差を生成するために、流量及び露光線量を変更することができる。流体加熱補償回路３６０に結合された干渉計温度検出システム３００などの干渉計センサが、収差効果を較正し、この情報を流体加熱補償回路３６０に提供する。
【００８７】
[0100]  ステップ５２０で、アクチュエータ調節設定を割り出す。例えば、調節計算器４５０は、収差の補償に必要なアクチュエータ調節を割り出すことができる。
【００８８】
[0101]  ステップ５３０では、アクチュエータ調節設定を記憶する。例えば、アクチュエータ調節設定を調節データベース４６０に記憶する。設定は、特定の組の動作特性（例えば流量及び露光線量）に関連する。
【００８９】
[0102]  ステップ５４０では、動作特性の変化を監視する。例えば、流体加熱補償回路３６０が、リソグラフィ装置１００の動作特性の変化を監視する。
【００９０】
[0103]  ステップ５５０では、動作特性が変化した場合、変化した動作特性に対応するアクチュエータ調節を適用する。例えば、液浸流体１６０の露光エネルギの加熱効果を補償するように、調節を実行することができる。
【００９１】
[0104]  ステップ５６０で方法５００が終了する。
【００９２】
[0105]  図６Ａは、リアルタイムで計算した収差情報を使用して、リソグラフィ装置の露光ゾーンにわたる液浸流体の露光エネルギの加熱効果を補償する方法６００のフローチャートである。一例では、方法６００は本明細書で説明するシステムの１つ又は複数を使用して実現することができる。
【００９３】
[0106]  ステップ６１０では、動作特性の変化を監視する。例えば、流体加熱補償回路３６０が、リソグラフィ装置１００の動作特性の変化を監視する。
【００９４】
[0107]  ステップ６２０では、新しい動作特性に基づいて収差効果を計算する。例えば、調節計算器４５０が、動作特性及び液浸流体特性に関する常駐情報に基づいて潜在的収差を割り出す。
【００９５】
[0108]  ステップ６３０では、調節設定を割り出す。例えば、調節計算器４５０が、ステップ６２０で推定された収差を補償するために必要なアクチュエータ調節を割り出す。実施形態では、調節データベース４６０にアクセスして、変化した動作特性に対応するアクチュエータ調節を検索することができる。
【００９６】
[0109]  ステップ６４０では、例えば液浸流体１６０の露光エネルギの加熱効果を補償するように、アクチュエータ調節が適用される。
【００９７】
[0110]  ステップ６５０で方法６００が終了する。
【００９８】
[0111]  図６Ｂは、干渉計、例えば干渉計温度検出システム３００で液浸流体の温度を測定する方法６００のフローチャートである。一例では、上述したシステムの１つ又は複数を使用して、方法６６０を実現することができる。ステップ６６５では、干渉性放射ビームが第一ビームと第二ビームに分割される。ステップ６７０では、第二ビームが液浸流体１６０などの液浸流体を通して伝搬する。ステップ６７５では、伝搬ステップの後に第一ビームと第二ビームとの間で位相差を割り出す。位相差の割り出しは、第一ビームの検出及び／又は第二ビームの検出を含んでよい。第一ビームは、第二ビームとは異なる偏光状態を有してよい。ステップ６８０では、位相差から液浸流体の温度が割り出される。ステップ６９０で方法６６０が終了する。
【００９９】
[0112]  追加的又は代替的に、方法６６０は追加のステップも含んでよい。任意選択のステップでは、第一ビームを、反射要素からの第一ビームの反射との間で偏光することができる。別の任意選択のステップでは、第二放射ビームを、反射要素からの第二ビームの反射との間で偏光することができ、反射は、第二放射ビームが液浸流体を通って伝搬した後に生じる。別の任意選択のステップでは、第二放射ビームを、反射要素からの第二ビームの反射との間で偏光することができ、反射は、第二放射ビームが液浸流体を通って伝搬する前に生じる。
【０１００】
[0113]  方法６６０は、液浸流体の温度を変化させるために、液浸流体の温度に基づいて、液浸流体にエネルギを移動するステップも含むことができる。エネルギ移動は、液浸リソグラフィ中で基板を露光している間に液浸流体温度の変化によって引き起こされる像収差があれば、それを実質的に解消する。さらに、方法６６０は、液浸流体の温度を変化させるために、液浸流体の温度に基づいて、液浸流体からエネルギを移動するステップも含むことができる。エネルギ移動は、液浸リソグラフィ中で基板を露光している間に液浸流体温度の変化によって引き起こされる像収差があれば、それを実質的に減少させる、及び／又は実質的に解消する。
【０１０１】
[0114]  図７は、本明細書で説明する方法及び／又はシステムの少なくとも一部を、コンピュータ７００を使用して実現する例示的実施形態を示す。例えば、コンピュータ７００を使用して、流体加熱補償回路３６０の全部又は一部を実現することができる。別の例では、本明細書で説明する方法５００、６００、６６０の少なくとも一部を、コンピュータ７００で実行することができる。
【０１０２】
[0115]  コンピュータ７００は、プロセッサ７１０などの１つ又は複数のプロセッサ（中央処理ユニット又はＣＰＵとも呼ばれる）を含む。プロセッサ７１０は通信バス７２０に接続される。コンピュータ７００は、主又は１次記憶装置７３０も含み、これはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であることが好ましい。１次記憶装置７３０は、自身内に制御論理（コンピュータソフトウェア）を記憶することができる。
【０１０３】
[0116]  コンピュータ７００は、１つ又は複数の２次記憶デバイス７４０も含んでよい。２次記憶デバイス７４０は、例えばハードディスクドライブ７５０及び／又は可換型記憶デバイス又はドライブ７６０を含む。可換型記憶ドライブ７６０は、例えばフロッピディスクドライブ、磁気テープドライブ、コンパクトディスクドライブ、光学記憶デバイス及び／又はテープバックアップを表す。
【０１０４】
[0117]  可換型記憶ドライブ７６０は、可換型記憶ユニット７７０と相互作用することができる。可換型記憶ユニット７６０は、コンピュータが使用可能、又は読み取り可能で、自身内に記憶されたコンピュータソフトウェア（制御論理）を有する記憶媒体を含む。
【０１０５】
[0118]  可換型記憶ユニット７７０は、プログラム記憶デバイス又はコンピュータプログラムプロダクトとも呼ばれ、フロッピディスク、磁気テープ、コンパクトディスク、光学記憶ディスク、又は任意の他のコンピュータデータ記憶デバイスを表す。プログラム記憶デバイス又はコンピュータプログラムプロダクトは、ハードドライブ、ＲＯＭ又はメモリカードなど、コンピュータプログラムを記憶することができる任意のデバイスも含む。
【０１０６】
[0119]  実施形態では、本発明は、コンピュータ７００が本明細書で説明する機能の任意の組合せを実行できるようにするソフトウェアを有するコンピュータプログラムプロダクト又はプログラム記憶デバイスを指向する。
【０１０７】
[0120]  コンピュータプログラム（コンピュータ制御論理とも呼ばれる）は、主記憶装置７３０及び／又は２次記憶デバイス７４０に記憶される。このようなコンピュータプログラムは、実行されると、コンピュータ７００に指示して、本明細書で検討する機能を実行する。特に、コンピュータは、実行されると、プロセッサ７１０が機能を実行できるようにする。したがって、このようなコンピュータプログラムは、コンピュータ７００の制御装置を表す。例えば、適宜、本明細書で説明する方法の少なくとも一部は、本明細書で開示するような方法を説明する機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又は自身内に記憶したこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば半導体記憶装置、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。
【０１０８】
[0121]  コンピュータ７００は、モニタ、キーボード、ポインティングデバイスなどの入力／出力／表示デバイス７８０も含んでよい。一例では、干渉計温度検出システム３００は、通信バス７２０に結合された入力デバイスである。制御装置４２０も、流体加熱補償回路３６０のように、通信バス７３０に結合することができる。
【０１０９】
[0122]  コンピュータ７００はさらに、通信及び／又はネットワークインタフェース７９０を含んでよい。ネットワークインタフェース７９０により、コンピュータ７００は遠隔デバイスと通信することができる。例えば、ネットワークインタフェース７９０により、コンピュータ７００はＬＡＮ、ＷＡＮ、インタネットなどの通信網上で通信することができる。ネットワークインタフェース７９０は、有線又は無線接続を介して遠隔サイト又はネットワークとインタフェースをとることができる。コンピュータ７００は、ネットワークとインタフェース７９０を介してデータ及び／又はコンピュータプログラムを受信する。自身内にデータ及び／又はコンピュータプログラムを有し、コンピュータ７００によってネットワークインタフェース７９０を介して受信又は伝送される電気／磁気信号も、コンピュータプログラムプロダクトを表すことができる。本明細書で説明する機能を実行するために適切な任意のソフトウェア、ハードウェア、及びオペレーティングシステムの実行を使用することができる。
【０１１０】
（結論）
[0123]  本明細書では様々な実施形態を説明してきたが、これは例示によってのみ表したもので、制限するものではないことを理解されたい。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細を様々に変更できることが、当業者には明白である。したがって、幅及び範囲は、本明細書で説明した例示的実施形態のいずれにも制限されず、請求の範囲及びその同等物によってのみ規定される。
【０１１１】
[0124]  請求の範囲を解釈するには、課題を解決するための手段及び要約ではなく、発明を実施するための最良の形態の項を使用するよう意図されることを認識されたい。課題を解決するための手段及び要約の項は、本発明で想定される１つ又は複数の例示的実施形態について述べているが、全部を述べているわけではなく、したがっていかなる意味でも本発明及び請求の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１Ａ】[0010]  例示的リソグラフィ装置を示した図である。
【図１Ｂ】[0011]  局所的流体供給システムがある例示的リソグラフィ装置を示した図である。
【図２Ａ】[0012]  液浸流体の例示的な流れを示す略図である。
【図２Ｂ】[0013]  露光エネルギの結果である例示的な温度効果を示したグラフである。
【図２Ｃ】[0014]  露光エネルギがない状態で例示的液浸流体温度を示したグラフである。
【図３Ａ】[0015]  例示的な干渉計温度検出システムを示した図である。
【図３Ｂ】[0016]  例示的収差制御システムを示したブロック図である。
【図４Ａ】[0017]  例示的温度補償システムを示したブロック図である。
【図４Ｂ】[0018]  例示的液浸流体加熱補償回路を示したブロック図である。
【図５】[0019]  液浸流体中の露光エネルギの加熱効果を補償する例示的方法を示したフローチャートである。
【図６Ａ】[0020]  液浸流体中の露光エネルギの加熱効果を補償する別の例示的方法を示したフローチャートである。
【図６Ｂ】[0021]  干渉計で液浸流体の温度を測定する例示的方法を示すフローチャートである。
【図７】[0022]  本明細書で説明する方法及び／又はシステムの少なくとも一部を、コンピュータを使用して実現する例示的実施形態を示した図である。
【図１Ａ】
0004989598.tif 000002
【図１Ｂ】
0004989598.tif 000003
【図２Ａ】
0004989598.tif 000004
【図２Ｂ】
0004989598.tif 000005
【図２Ｃ】
0004989598.tif 000006
【図３Ａ】
0004989598.tif 000007
【図３Ｂ】
0004989598.tif 000008
【図４Ａ】
0004989598.tif 000009
【図４Ｂ】
0004989598.tif 000010
【図５】
0004989598.tif 000011
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
0004989598.tif 000013
【図７】
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