CN112130421A - 曝光装置、曝光方法和制造物品的方法 - Google Patents

Abstract

公开了曝光装置、曝光方法和制造物品的方法。曝光装置包括：第一温度控制器，用于控制投影光学***的光学元件上的温度分布；第二温度控制器，用于控制投影光学***的光学元件上的温度分布，其中，在执行曝光操作的第一时段中，第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个操作以减小由于执行曝光操作而引起的投影光学***的像差的变化，并且在第一时段之后并且不执行曝光操作的第二时段中，第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个操作以减小由于不执行曝光操作而引起的像差的变化。

Description

曝光装置、曝光方法和制造物品的方法

技术领域

本发明涉及曝光装置、曝光方法和制造物品的方法。

背景技术

在诸如半导体器件等的物品的制造中，通过照明光学***对原版(中间掩模或掩模)进行照明的曝光装置将原版的图案经由投影光学***投影到基板上，并曝光基板。由于投影光学***的成像特性根据曝光光的照射操作而改变，因此可以通过控制光学元件的姿势和位置来在曝光装置中校正成像特性。通过控制光学元件的姿势和位置可以校正的像差分量有限，并且不能校正诸如像散之类的非旋转对称成像特性。日本专利No.5266641公开了通过使用调节机构调节光学构件的温度来改变光学构件上的温度分布，调节投影光学***的光学特性，该光学构件布置在投影光学***的光瞳面附近。

日本专利No.5266641仅公开了在执行曝光操作的时段期间通过调节机构来调节投影光学***的成像特性，而没有公开在不执行曝光操作的时段期间通过调节机构来执行成像特性的调节。如果在不执行曝光操作的时段中停止通过调节机构进行的调节，那么当重新开始曝光操作时，存在将生成大的校正残余误差的可能性。这是因为在曝光操作结束之后成像特性的时间变化与通过调节机构进行的调节结束之后成像特性的时间变化不同。

发明内容

本发明提供了一种即使在曝光操作已经停止之后重新开始曝光操作的情况下也有利于以高精度校正投影光学***的像差的技术。

本发明的第一方面提供了一种曝光装置，该曝光装置执行曝光操作以经由投影光学***对基板进行曝光。该装置包括：第一温度控制器，被配置成控制投影光学***的光学元件上的温度分布；以及第二温度控制器，被配置成控制投影光学***的光学元件上的温度分布，其中，在执行曝光操作的第一时段中，第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个操作以减小由于执行曝光操作而引起的投影光学***的像差的变化，并且在第一时段之后并且不执行曝光操作的第二时段中，第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个操作以减小由于不执行曝光操作而引起的像差的变化。

本发明的第二方面提供了一种曝光方法，该曝光方法执行曝光操作以经由投影光学***对基板进行曝光，该方法包括：执行第一处理以在执行曝光操作的第一时段中，通过使用第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个来控制投影光学***的光学元件上的温度分布，以使得由于执行曝光操作而引起的投影光学***的像差的变化减小，以及执行第二处理以在第一时段之后并且不执行曝光操作的第二时段中，通过使用第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个来控制投影光学***的光学元件上的温度分布，以使得由于不执行曝光操作而引起的投影光学***的像差的变化减小。

本发明的第三方面提供了一种制造物品的方法，该方法包括：通过被定义为本发明的第一或第二方面的曝光装置对基板进行曝光；显影在曝光中被曝光的基板；以及加工在显影中被显影的基板；其中物品是从在加工中被加工的基板获得的。

通过以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是示意性地示出根据第一实施例的曝光装置的布置的视图；

图2A和图2B是示出根据第一实施例的曝光装置的光学元件和温度调节单元的布置的示例的视图；

图3A和图3B是例示由温度调节单元加热的透镜上的温度分布的视图；

图4是例示穿过扫描曝光装置的投影光学***的透镜的光束的分布的视图；

图5是例示像散变化的时间特性的曲线图；

图6A和图6B是例示根据第一实施例的曝光装置的投影光学***中的像差的校正的曲线图；

图7A和图7B是示出根据第一实施例的曝光装置的投影光学***中的像差的校正的示例的视图；

图8A和图8B是示出根据第二实施例的曝光装置的投影光学***中的像差的校正的曲线图；

图9A和图9B是示出根据第三实施例的曝光装置的投影光学***中的像差的校正的曲线图；

图10是例示根据第三实施例的曝光装置中的像散以外的像差分量的曲线图；以及

图11是例示根据第四实施例的加热器元件的布置和布局的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述实施例。注意的是，以下实施例并非旨在限制要求保护的发明的范围。在实施例中描述了多个特征，但是并不限制要求所有这样的特征的发明，并且可以适当地组合多个这样的特征。此外，在附图中，相同的附图标记被赋予相同或相似的配置，并且省略其冗余的描述。

图1示意性地示出了根据第一实施例的曝光装置EXP的布置。曝光装置EXP示意性地执行经由投影光学***107曝光基板110的曝光操作。在说明书和附图中，基于XYZ坐标系指示方向，其中在图1中，将平行于其上布置有基板110的面的平面设置为X-Y平面。曝光装置EXP包括光源102、照明光学***104、投影光学***107和控制器100。在曝光操作中，照明光学***104用来自光源102的光(曝光光)照亮原版106，并且原版106的图案被投影光学***107投影到基板110上以曝光基板110。曝光装置EXP可以被形成为在原版106和基板110静止停止的状态下曝光基板110的曝光装置，或者被形成为在扫描原版106和基板110的同时曝光基板110的曝光装置。一般而言，基板110包括多个压射区域，并且在每个压射区域上执行曝光操作。

光源102可以包括例如受激准分子激光器，但是也可以包括其他光发射设备。受激准分子激光器可以生成例如波长为248nm或193nm的光，但是也可以生成其他波长的光。投影光学***107可以包括光学元件109和调节光学元件109上的温度分布的温度调节单元108。温度调节单元108可以通过向光学元件109施加热能以改变光学元件109的折射率分布和/或表面形状来减小投影光学***107的光学特性的变化。由温度调节单元108施加到光学元件109的热能可以包括正能量和负能量。向光学元件109施加正能量表示光学元件109的加热，而向光学元件109施加负能量表示光学元件109的冷却。

温度调节单元108可以被布置为紧密地粘附到光学元件109，并且在这种情况下，温度调节单元108和光学元件109之间的热能传输将是高效的。可替代地，温度调节单元108可以与光学元件109间隔开地布置，并且这种布置在温度调节单元108不会将机械力施加到光学元件109这一点上是有利的，并且在温度调节单元108将不会由于刮擦等而损坏光学元件109这一点上是有利的。

优选的是将温度调节单元108布置在光学元件109的有效直径(光路)的外侧，以使得温度调节单元108不会阻挡对基板110的光照射。例如，温度调节单元108可以布置在用作光学元件109的透镜的外边缘部分、透镜的前表面或透镜的后表面上。可替代地，温度调节单元108可以在不影响投影光学***107的光学性能的范围内布置在有效直径的内侧。作为这种布置的示例，例如，可以在光学元件的有效直径中布置细的电热丝，或者可以在光学元件的有效直径中布置具有高透光率的传热元件。

虽然在将温度调节单元108布置在光学元件109的外周上的情况下优选的是将光学元件109布置在投影光学***107的光瞳面处或其附近，但是温度调节单元108也可以被布置为与投影光学***107的光瞳面间隔开。温度调节单元108可以包括多个温度控制器，这多个温度控制器包括用于控制投影光学***107的光学元件109上的温度分布的第一温度控制器和用于控制投影光学***107的光学元件109上的温度分布的第二温度控制器。在执行曝光操作的第一时段中，第一温度控制器可以操作以减小由于执行曝光操作而引起的投影光学***107的光学特性的变化。在第一时段之后并且不执行曝光操作的第二时段中，第二温度控制器可以操作以减小由于不执行曝光操作而引起的投影光学***107的光学特性的变化。可替代地，在执行曝光操作的第一时段中，第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个可以操作以减小由于执行曝光操作而引起的投影光学***107的光学特性的变化。此外，在第一时段之后并且不执行曝光操作的第二时段中，第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个可以操作以减小由于不执行曝光操作而引起的投影光学***107的光学特性的变化。在多个温度控制器(第一温度控制器和第二温度控制器)中，针对每个温度控制器单独地控制施加到光学元件109的热能的量和施加的持续时间，并且因此可以控制光学元件109上的温度分布。控制器100可以控制多个温度控制器(第一温度控制器和第二温度控制器)。由第一温度控制器控制其温度分布的光学元件109可以与由第二温度控制器控制其温度分布的光学元件109相同或不同。

温度调节单元108可以在执行曝光操作的时段中和在不执行曝光操作的时段中使施加到光学元件109的热能与随时间流逝而改变的投影光学***107的光学特性同步地改变。在这种情况下，温度调节单元108的控制操作所需的信息可以基于通过测量在投影光学***107的像面(基板110将布置在其上的面)上的投影光学***107的光学特性而获得的结果来生成。可替代地，可以通过测量操作等预先确定温度调节单元108的控制操作所需的信息。由温度调节单元108执行的控制向光学元件109施加热能的操作可以例如，在温度调节单元108包括电热丝的情况下，通过控制施加到电热丝的电流值来实现。可替代地，由温度调节单元108执行的控制向光学元件109施加热能的操作可以例如通过光学元件109与温度调节单元108之间的物理距离或热距离来实现。

控制器100可以控制光源102、照明光学***104、投影光学***107和温度调节单元108。更具体而言，控制器100不仅可以被形成为控制曝光操作，而且还可以被形成为在第一时段和第二时段中控制温度调节单元108。控制器100可以由例如诸如FPGA(现场可编程门阵列的缩写)之类的PLD(可编程逻辑器件的缩写)、ASIC(专用集成电路的缩写)、嵌入有程序的通用或专用计算机、或这些部件的全部或一些的组合形成。

图2A和图2B各自示出根据第一实施例的曝光装置EXP中的光学元件109和温度调节单元108的布置的示例。光学元件109可以包括透镜201。温度调节单元108可以包括由加热器元件204a和204b形成的第一温度控制器204以及由加热器元件203a和203b形成的第二温度控制器203。加热器元件204a、204b、203a和203b中的每个可以具有与弧对应的弧形，该弧是透镜201的圆周的1/4。加热器元件204a、204b、203a和203b中的每个可以由包括电热丝的柔性线缆形成，当向电热丝施加电流时生成热，并且在透镜201上形成温度分布。

例如，加热器元件204a、204b、203a和203b中的每个可以与透镜201的平面部分隔开10μm到100μm布置。由加热器元件204a、204b、203a和203b中的每个生成的热可以经由透镜201与加热器元件204a、204b、203a和203b之间的媒介205传输到透镜201。媒介205例如可以是气体，诸如空气、氮气等。加热器元件204a、204b、203a和203b不一定经由媒介205直接面对透镜201。例如，加热器元件204a、204b、203a和203b中的每个可以具有用具有高导热率的金属元件将电热丝夹在中间的结构。

在图2B的示例中，加热器元件204a、204b、203a和203b布置在透镜201的平面部分上(在照明光学***104的一侧)。但是，加热器元件204a、204b、203a和203b可以布置在透镜201的下方(在基板110的一侧)或在透镜201的外边缘部分上。透镜201可以具有被加热器元件204a、204b、203a和203b加热的被加热面206。被加热面206可以是平坦的或弯曲的。被加热面206例如可以是粗糙化的面(磨砂玻璃形式的面)。

图3A例示已经由第一温度控制器204加热的透镜201上的温度分布。此时，在基板110的表面上在正方向上生成像散。图3B例示由第二温度控制器203加热的透镜201上的温度分布。图3B的温度分布是具有与图3A的温度分布相反的相位的温度分布。图3B的温度分布在基板110的表面上在负方向上生成像散。以这种方式，通过第一温度控制器204和第二温度控制器203对透镜201的加热，可以生成正和负像散。与其中通过使用诸如帕尔贴(Peltier)元件之类的元件实现加热和冷却的组合来生成正像散和负像散的布置相比，这种布置的优点在于温度调节单元的布置108可以被简化。

如果此处将曝光装置EXP应用于相对于X方向上的长狭缝状光束(曝光光)扫描原版106和基板110的扫描曝光装置，那么在曝光操作时穿过投影光学***107的光束的强度分布可以如图4的阴影线部分401所示。在这种情况下，由于光束的吸收而在透镜201(光学元件109)上生成的温度分布在X方向与Y方向上将不同。这会使得在投影光学***107中生成大量的像散。因此，可以通过第一温度控制器204将温度分布施加到透镜201以减小这个像散量。由第一温度控制器204生成的投影光学***107的像散与当透镜201吸收光束时生成的投影光学***107的像散具有相反的符号。因此，可以通过由第一温度控制器204生成的投影光学***107的像散来减小由透镜201吸收光束而生成的投影光学***107的像散。注意的是，除非另外特别说明，否则在下文中术语“像散”表示投影光学***107的像散。

由第一温度控制器204生成的像散的变化(时间变化特性)可以不同于由透镜201吸收光束而生成的像散的变化(时间变化特性)。在这种情况下，通过第一温度控制器204控制供给第一温度控制器204的电热丝的电流以控制像散的变化，以使得可以以更高的精度抵消由透镜201吸收光束而生成的像散。

图5例示了像散的变化的时间特性。在图5中，“曝光时间”指示包括曝光操作的第一时段，并且“非曝光时间”指示在第一时段之后并且不执行曝光操作的时段的第二时段。在第一示例中，第一时段可以是从对基板的最初的曝光操作的开始到对基板的最后的曝光操作的结束的时段。第二时段可以是从对基板的最后的曝光操作的结束开始的时段。第二时段例如是从对基板的最后的曝光操作的结束到对下一个基板的最初的曝光操作的开始的时段。在此，下一个基板可以是与前一个基板属于同一批的基板，或者作为下一批的第一基板的基板。在从最后的曝光操作的执行的结束起经过了预定时间之后，可以结束第二时段，并且可以停止温度调节单元108的操作。第一示例适用于其中可以忽略基板中的一压射区域和基板的下一压射区域之间的像差的变化的情况。在第二示例中，第一时段是在基板的每个压射区域上执行曝光操作的时段，并且第二时段可以包括从对基板的一个压射区域的曝光操作的结束到对基板的下一个压射区域的曝光操作的开始的时段。第二示例适用于需要考虑给定基板的一个压射区域与该给定基板的下一压射区域之间的像差的变化的情况。在第三示例中，第一时段可以是从对第一批的第一基板的最初的曝光操作的开始到对第一批的最后一个基板的最后的曝光操作的时段。第二时段可以是从对第一批的最后一个基板的最后的曝光操作的结束到对第一批之后的第二批的第一基板的最初的曝光操作的开始的时段。虽然第一、第二和第三示例在设置曝光操作的粗糙程度上彼此不同，但是可以将这些示例理解为具有共同的构思。

在图5中，曲线501a例示了由透镜201在第一时段中吸收光束所生成的像散的变化。作为减少或抵消由透镜201吸收光束而生成的像散的理想方法，第一温度控制器204可以被用于加热透镜201以生成按照与曲线501a具有相反符号的曲线改变的像散。但是，如曲线502a所例示的，如果第一温度控制器204以预定温度连续加热透镜201，那么由这个加热操作生成的像散趋于以比曲线501a的时间常数慢的时间常数改变。因此，由曲线501a所示的像散不能被完全校正(抵消)，并且会生成如曲线503a所示的校正残余误差。

在第二时段中也会发生类似的现象。由于在第二时段中不执行曝光操作，因此光束不穿过透镜201。因此，虽然在第二时段中不会发生由于光束的吸收而引起的透镜201的温度变化，但是透镜201由于从透镜201的散热而变形，并且因此像散随时间改变。曲线501b例示了当从透镜201辐射(消散)由于光束的吸收而生成的热时所生成的像散的变化。曲线501b的时间常数可以与曲线501a的时间常数相同。

当第一温度控制器204对透镜201的加热与从第一时段到第二时段的切换同时停止时，在第一时段中由第一温度控制器204施加到透镜201的热在第二时段中从透镜201辐射(消散)。因而，像散会以曲线502b的方式改变。如曲线501a与曲线502a之间所存在的那样的时间变化特性差异存在于曲线501b与曲线502b之间。因此，在第二时段中，也会如曲线503b所示那样生成校正残余误差。

一般而言，曲线501a、501b、502a和502b可以以如由在时间t的生成像差量

所表达的一阶滞后***的方式表达：

其中A是与从时间t起施加的热量相关的量，G是与生成的像差量相关的系数，并且K是与生成的像差量的时间常数相关的系数。可替代地，曲线501a、501b、502a和502b可以以如由在时间t的生成的像差量

所表达的二阶滞后***的方式表达：

其中τ₁和τ₂是与表达二阶滞后的时间常数相关的系数，A是与从时间t起施加的热量相关的量，G是与生成的像差量相关的系数，并且K是与生成的像差量的时间常数相关的系数。但是，这些曲线可以根据其他模型来表达。

为了减小由于时间变化特性的这种差异引起的校正残余误差，控制器100可以控制由第一温度控制器204和第二温度控制器203施加到透镜201的热能。将参考图6A和图6B描述这种方法。在这种方法中，第一温度控制器204和第二温度控制器203可以分别根据与从第一时段的开始起所经过的时间对应的命令值和与从第二时段的开始起所经过的时间对应的命令值控制施加到透镜201上的热能。在图6A中例示了要施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b的电流601以及要施加到第二温度控制器203的加热器元件203a和203b的电流602。控制器100可以被布置为将作为与从第一时段的开始起所经过的时间对应的命令值的、与电流601对应的命令值供给第一温度控制器204。而且，控制器100可以被布置为将作为与从第二时段的开始起所经过的时间对应的命令值的、与电流602对应的命令值供给第二温度控制器203。在图6B中例示了由光束的吸收生成的像散603的变化。在图6B中还例示了由于施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b的电流以及施加到第二温度控制器203的加热器元件203a和203b的电流而由加热生成的像散604的变化。此外，在图6B中还例示了校正残余误差605的变化。

在这个示例中，在第一时段中，电流被施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b，并且电流不被施加到第二温度控制器203的加热器元件203a和203b。另一方面，在第二时段中，电流不被施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b，并且电流被施加到第二温度控制器203的加热器元件203a和203b。例如，在执行曝光操作的第一时段中，控制器100可以根据从第一时段的开始起所经过的时间从预定值起逐渐减小要施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b的电流。结果，可以使由于施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b上的电流而由加热生成的像散604的变化跟随由于光束的吸收生成的像散603的变化。

例如，在不执行曝光操作的第二时段中，控制器100可以停止第一温度控制器204的加热，并根据从第二时段的开始起所经过的时间从预定值起逐渐减小施加到第二温度控制器203的加热器元件203a和203b的电流。结果，可以使由于施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b上的电流而由加热生成的像散604的变化跟随由于光束的吸收生成的像散603的变化。因此，能够在执行曝光操作的第一时段中和不执行曝光操作的第二时段中将由透镜201上的温度分布生成的像散降低到对于基板的曝光操作而言没有问题的程度。

一般而言，不需要通过使用第一温度控制器204和第二温度控制器203使透镜201上的温度分布均匀。这是因为校正目标不是透镜201的像散，而是投影光学***107的像散(当构成投影光学***107的所有光学元件吸收光束时生成的投影光学***107的总体像差)。因此，为了校正和减小投影光学***107的总体像散，可以通过第一温度控制器204和第二温度控制器203在透镜201上生成所需的温度分布。

可以基于实验来确定施加到第一温度控制器204(204a、204b)的电流601的轮廓线(profile)(时间变化)和施加到第二温度控制器203(203a、203b)的电流602的轮廓线，该实验用于获得每个电流值与对应的测得的像散的值之间的关系。可替代地，可以基于所加热的透镜201上的温度分布来确定电流601的轮廓线和电流602的轮廓线中的每个。可替代地，电流601的轮廓线和电流602的轮廓线中的每个可以是基于预先获得的参数的。

作为用于预先获得参数的方法，例如，存在如下方法：在投影光学***107已经被组装之后透镜201被温度控制器204和203加热时实际测量投影光学***107的像差的时间变化，并且基于测量结果来确定参数。根据这个方法，由于可以通过包括由向透镜201的周边的每个光学元件和投影光学***107的透镜镜筒传热和热辐射生成的像差变化来确定参数，因此每个电流的轮廓线被高精度地确定。因此，这个方法优于仅通过测量由第一温度控制器204和第二温度控制器203控制其温度分布的透镜201来确定参数的方法。此外，可以在将投影光学***107结合到曝光装置EXP中之后通过测量投影光学***107的像差来确定参数，或者可以通过更新已经确定的参数来确定参数。

电流值的确定定时和施加定时可以以预定的时间间隔或随机时间间隔来设置。该时间间隔优选地被设置为例如0.1秒至10秒，并且进一步优选地被设置为1秒至5秒。而且，可以在批次开始时预先确定电流值轮廓线，并且可以根据这个轮廓线来控制批次处理期间的电流值。取决于温度调节单元108对透镜201上的温度分布执行的控制，可能新生成除像散以外的像差分量。在这种情况下，可以通过使构成投影光学***107的光学元件移动和/或倾斜、改变由光源102生成的光的波长等的驱动操作来减小新生成的像差。

下面将参考图7A和图7B以及图8A和图8B描述第二实施例。第二实施例中未提及的事项可以遵循第一实施例中的那些事项。图7A和图7B是示出作为第二实施例的比较目标的曲线图。在图7A中例示了要施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b的电流值701以及要施加到第二温度控制器203的加热器元件203a和203b的电流值702。在图7B中例示了由于光束的吸收生成的像散703的变化。此外，由于将电流值701和702施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b以及第二温度控制器203的加热器元件203a和203b而由加热生成的像散704的变化分别在图7B中例示。此外，在图7B中例示了校正残余误差705的变化。注意的是，虽然已经通过将由通过电流值701和702的加热生成的实际像散乘以-1来获得像散704，但这仅仅是为了视觉上的方便。如图7B中所例示的，存在非常大的校正残余误差705。校正残余误差705的大小可以取决于由光束的吸收生成的像散(曲线501)与由第一温度控制器204生成的像散(曲线502)的模型(例如，一阶滞后***或二阶滞后***)之间的差、模型的时间常数的大小等。特别地，当存在像散(曲线502)的强二阶滞后倾向时，趋于生成校正残余误差705。例如，这可以取决于透镜201的形状以及第一温度控制器204和第二温度控制器203的布置。

在第二实施例中，第一温度控制器204和第二温度控制器203可以操作以减小在第一时段中投影光学***107的光学特性的变化。此外，在第二实施例中，第一温度控制器204和第二温度控制器203还可以操作以减小第二时段中投影光学***107的光学特性的变化。图8A和图8B例示了根据第二实施例的第一温度控制器204和第二温度控制器203的操作。要施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b的电流值801和通过将要施加到第二温度控制器203的加热器元件203a和203b的电流乘以-1而获得的电流值802在图8A中例示。注意的是，虽然已经通过将要施加到第二温度控制器203的加热器元件203a和203b的电流乘以-1来获得电流802，但这仅仅是为了视觉上的方便。由光束的吸收生成的像散803的变化在图8B中例示。此外，通过将由于施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b以及第二温度控制器203的加热器元件203a和203b的电流值所引起的加热生成的像散乘以-1而获得的像散804的变化在图8B中例示。此外，校正残余误差805的变化在图8B中例示。可以看出，通过在第一时段和第二时段中都操作第一温度控制器204和第二温度控制器203，可以以高精度减小像散。

在下文中将参考图9A和图9B以及图10描述第三实施例。第三实施例中未提及的事项可以遵循第一实施例和第二实施例中的那些事项。在第二实施例中，第一温度控制器204和第二温度控制器203中的至少一个可以在包括第一时段和第二时段的几乎整个时段中操作以加热透镜201。透镜201的加热可能生成除像散以外的多个像差分量。虽然能够预测多个分量当中的高阶分量的生成，但是难以校正这样的分量。特别地，与诸如像散之类的像差分量(其中第一温度控制器204和第二温度控制器203可以生成的像差具有相反的符号)不同，难以减小其中第一温度控制器204和第二温度控制器203可以生成的像差具有相同符号的像差分量。因此，虽然只要透镜201被加热就会生成如上所述的多个像差分量，但是难以校正这些像差分量。

因此，在第三实施例中，控制器100将操作第一温度控制器204和第二温度控制器203，以使得在第一时段和第二时段中在允许像差在预定范围内改变的同时像差(像散)不超过预定值。因此，可以抑制由于透镜201的加热而难以校正的像差的生成。

图9A和图9B例示了根据第三实施例的第一温度控制器204和第二温度控制器203的操作。在图9A中例示了要施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b的电流901以及要施加到第二温度控制器203的加热器元件203a和203b的电流902。在图9B中例示了由光束的吸收生成的像散903的变化。此外，由于将施加到第一温度控制器204的加热器元件204a和204b以及第二温度控制器203的加热器元件203a和203b的电流值所引起的加热生成的像散乘以-1而获得的像散904的变化在图9B中示例。此外，校正残余误差905的变化在图9B中例示。在第三实施例中，在校正残余误差905将超过由上限906a和下限906b设置的范围的情况下，控制器100操作温度调节单元108，以防止校正残余误差905落在预定范围907之外。因此，像散可以被包含在预定范围907内，同时抑制了由于透镜201的加热而引起的其它像差分量的生成。

在这种情况下，可以将Zernike多项式的项Z17的像差提出为除由透镜201的加热而生成的像散以外的难以校正的像差分量之一。在图10中例示了在第二实施例中由透镜201的加热生成的Zernike项Z17 1001和在第三实施例中由透镜201的加热生成的Zernike项Z17的生成量1002。在第三实施例中，由透镜201的加热生成的Zernike项Z17的生成量减小到第二实施例中的1/3。以这种方式，在第三实施例中，通过允许落在预定范围内的像散的校正残余误差来减少温度调节单元108对透镜201的加热。因此，可以抑制难以校正的像差分量的生成。注意的是，这个方法是确定在像散的校正精度与除像散之外的像差分量的生成之间进行折衷的方法。因此，可以通过考虑校正精度对成像性能的影响与像散以外的像差分量对成像性能的影响之间的平衡来确定允许像散的预定范围。此外，虽然第三实施例已经将Zernike项Z17描述为难以校正的像差分量，但是本发明不限于此。例如，可以考虑其它较高阶的0θ分量，诸如Zernike项Z16等，也可以考虑易于校正的较低阶的0θ分量。

在第一至第三实施例中，温度调节单元108由加热器元件形成，每个加热器元件的长度与透镜201的周长的1/4对应，并且生成负和正像散。但是，这仅仅是示例，并且可以根据要校正的像差分量来选择加热器元件的形状和数量。图11示出了一个示例，其中温度调节单元108由八个加热器元件1101至1108形成，每个加热器元件的长度与透镜的周长的1/8对应。第一温度控制器可以由加热器元件1102、1104、1106和1108形成，而第二温度控制器可以由加热器元件1101、1103、1105和1107形成。因此，由于可以在正和负方向上生成4θ像差分量，因此可以通过根据第一至第三实施例的方法来校正4θ像差分量。此外，能够通过布置六个加热器元件以相同的方法来校正3θ像差分量，每个加热器元件与圆周方向上的长度的1/6对应，并且还可以通过布置十个加热器元件来校正5θ像差分量，每个加热器元件与圆周方向上的长度的1/10对应。即，可以根据要校正的像差分量来选择加热器元件的数量和布局。因此，能够减小例如Zernike多项式的Nθ(N为自然数)分量中的至少一个。

接下来，将描述通过使用由上述第一至第四实施例表示的曝光装置来制造物品(半导体IC元件、液晶显示元件、MEMS等)的物品制造方法。物品制造方法可以包括通过上述曝光装置对基板进行曝光的步骤、使在曝光中曝光的基板显影的步骤、以及加工在显影步骤中显影的基板的步骤，并且可以从在加工步骤中加工的基板制造物品。加工可以包括例如蚀刻、抗蚀剂去除、划片、粘合、封装等。根据这种物品制造方法，可以制造质量比现有技术更高的物品。

其它实施例

本发明的(一个或多个)实施例还可以通过读出并执行记录在存储介质(其也可以被更完整地称为“非瞬态计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)以执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能和/或包括用于执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的***或装置的计算机来实现，以及通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能和/或控制一个或多个电路执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能而通过由***或装置的计算机执行的方法来实现。计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))，并且可以包括单独计算机或单独处理器的网络，以读出并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算***的存储装置、光盘(诸如紧凑盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光盘(BD)^TM)、闪存设备、存储卡等。

其它实施例

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给***或装置，该***或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (29)

1.一种曝光装置，其特征在于，该装置执行曝光操作以经由投影光学***对基板进行曝光，该装置包括：

第一温度控制器，被配置成控制投影光学***的光学元件上的温度分布；以及

第二温度控制器，被配置成控制投影光学***的光学元件上的温度分布，

其中，在执行曝光操作的第一时段中，第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个操作以减小由于执行曝光操作而引起的投影光学***的像差的变化，并且

在第一时段之后并且不执行曝光操作的第二时段中，第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个操作以减小由于不执行曝光操作而引起的像差的变化。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，由第一温度控制器控制其上的温度分布的光学元件与由第二温度控制器控制其上的温度分布的光学元件是相同的。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，在第一时段中由第一温度控制器施加到光学元件的温度分布与在第二时段中由第二温度控制器施加到光学元件的温度分布具有相反的相位。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，在第一时段中，第一温度控制器根据与从第一时段的开始起所经过的时间对应的命令值来控制光学元件上的温度分布，以及

在第二时段中，第二温度控制器根据与从第二时段的开始起所经过的时间对应的命令值来控制光学元件上的温度分布。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，在第一时段中，第一温度控制器生成热以便减小由于执行曝光操作而引起的像差的变化，并且

在第二时段中，第二温度控制器生成热以便减小由于不执行曝光操作而引起的像差的变化。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，在第一时段中，第一温度控制器和第二温度控制器操作以便减小投影光学***的像差的变化，并且

在第二时段中，第一温度控制器和第二温度控制器操作以便减小投影光学***的像差的变化。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，在第一时段和第二时段中，第一温度控制器和第二温度控制器操作以使得在允许像差在预定范围内改变的同时像差不会落在预定范围之外。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，第一温度控制器布置在由第一温度控制器控制其上的温度分布的光学元件的有效直径的外侧，第二温度控制器布置在由第二温度控制器控制其上的温度分布的光学元件的有效直径的外侧。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，第一温度控制器和第二温度控制器减小作为像差的Zernike多项式的Nθ个分量中的至少一个，其中N为自然数。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，第一温度控制器和第二温度控制器减小作为像差的像散。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，第一时段是从对基板的最初的曝光操作的开始到对基板的最后的曝光操作的结束的时段。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，第二时段是从对基板的最后的曝光操作的结束开始的时段。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，第一时段是从对第一批的第一基板的最初的曝光操作的开始到对第一批的最后一个基板的最后的曝光操作的结束的时段。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，第二时段是从对第一批的最后一个基板的最后的曝光操作的结束到对第一批之后的第二批的第一基板的最初的曝光操作的开始的时段。

15.一种曝光方法，其特征在于，该方法执行曝光操作以经由投影光学***对基板进行曝光，该方法包括：

执行第一处理以在执行曝光操作的第一时段中，通过使用第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个来控制投影光学***的光学元件上的温度分布，以使得由于执行曝光操作而引起的投影光学***的像差的变化减小，以及

执行第二处理以在第一时段之后并且不执行曝光操作的第二时段中，通过使用第一温度控制器和第二温度控制器中的至少一个来控制投影光学***的光学元件上的温度分布，以使得由于不执行曝光操作而引起的投影光学***的像差的变化减小。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，在执行第一处理时其上的温度分布被控制的光学元件与在执行第二处理时其上的温度分布被控制的光学元件是相同的。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在执行第一处理时施加到光学元件的温度分布与在执行第二处理时施加到光学元件的温度分布具有相反的相位。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，在执行第一处理时，根据与从第一时段的开始起所经过的时间对应的命令值来控制第一温度控制器，并且

在执行第二处理时，根据与从第二时段的开始起所经过的时间对应的命令值来控制第二温度控制器。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，在执行第一处理时，第一温度控制器生成热以便减小由于执行曝光操作而引起的像差的变化，并且

在执行第二处理时，第二温度控制器生成热以便减小由于不执行曝光操作而引起的像差的变化。

20.根据权利要求15所述的方法，其中，在执行第一处理时，第一温度控制器和第二温度控制器被控制以便减小投影光学***的像差的变化，并且

在执行第二处理时，第一温度控制器和第二温度控制器被控制以便减小投影光学***的像差的变化。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，在执行第一处理和执行第二处理时，第一温度控制器和第二温度控制器被控制以使得在允许像差在预定范围内改变的同时像差不会落在预定范围之外。

22.根据权利要求15所述的方法，其中，第一温度控制器布置在由第一温度控制器控制其上的温度分布的光学元件的有效直径的外侧，第二温度控制器布置在由第二温度控制器控制其上的温度分布的光学元件的有效直径的外侧。

23.根据权利要求15所述的方法，其中，在执行第一处理和执行第二处理时，作为像差的Zernike多项式的Nθ个分量中的至少一个被减小，其中N为自然数。

24.根据权利要求15所述的方法，其中，在执行第一处理和执行第二处理时，作为像差的像散被减小。

25.根据权利要求15所述的方法，其中，第一时段是从对基板的最初的曝光操作的开始到对基板的最后的曝光操作的结束的时段。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，第二时段是从对基板的最后的曝光操作的结束开始的时段。

27.根据权利要求15所述的方法，其中，第一时段是从对第一批的第一基板的最初的曝光操作的开始到对第一批的最后一个基板的最后的曝光操作的结束的时段。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，第二时段是从对第一批的最后一个基板的最后的曝光操作的结束到对第一批之后的第二批的第一基板的最初的曝光操作的开始的时段。

29.一种制造物品的方法，其特征在于，该方法包括：

由根据权利要求1至28中的任一项所述的曝光装置对基板进行曝光；

显影在所述曝光中被曝光的基板；以及

加工在所述显影中被显影的基板，

其中物品是从在所述加工中被加工的基板获得的。

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