KR100532522B1 - 척, 리소그래피장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 리소그래피 투영장치(1)는 정전기 척(10)을 구비하고 있다. 상기 정전기 척(10)은 제1면상에 복수의 핀(16)이 형성된 절연부재(12)를 포함한다. 클램핑면에 대향하는 절연부재의 표면상에 놓여진 전극(14)과 대상물체(18)가 클램핑되는 클램핑면상에 놓여진 전극(20) 사이에 전위차를 인가하면, 클램핑될 대상물체가 척(10)상의 제 위치에 클램핑된다. 상기 핀에는 1이상의 상부 전도층이 제공되며, 이는 Johnsen-Rahbek효과를 최소화시켜 기판을 보다 신속하게 해제시키도록 하는 역할을 한다.

Description

척, 리소그래피장치 및 디바이스 제조방법 {Chuck, Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}

본 발명은 정전기력에 의하여 지지테이블상에 물체를 유지하는데 사용되는 척에 관한 것으로, 상기 물체는,

- 리소그래피 투영기술을 채택하는 디바이스의 제조시에 처리되는 기판; 또는

- 리소그래피 투영장치, 마스크검사 또는 세정장치와 같은 마스크핸들링장치 또는 마스크제조장치내의 리소그래피 투영마스크 또는 마스크블랭크이며,

상기 척은 제1절연부재를 포함한다.

본 발명은, 또한

- 방사선투영빔을 공급하는 방사선시스템;

- 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝시키는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

- 기판을 잡아주는 기판테이블;

- 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템;

- 상기 지지구조체 또는 상기 기판테이블상에 절연부재를 포함하고 있는 척; 및

-상기 척의 상기 절연부재에 걸쳐 전위차를 인가하여 클램핑력을 생성하는, 최소한 제1전극을 포함하는 리소그래피투영장치에 관한 것이다.

"패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용된다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 형성될 디바이스 내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 이 마스크의 개념은 리소그래피분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번위상-시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠위상-시프트형과 같은 마스크형식과 다양한 하이브리드 마스크형식을 포함한다. 방사빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크로 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에는, 일반적으로 마스크테이블이 지지구조체가 되고, 상기 마스크테이블은 입사되는 투영빔내의 소정위치에 마스크가 고정될 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크를 상기 빔에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있도록 한다.

- 프로그램가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성 제어층 (viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어)반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 반면, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 작은 거울의 매트릭스 배치를 채택하는 것인데, 상기 각각의 작은 거울은 적당하게 국부적으로 치우친 전기장을 가하거나 또는 압전작동수단(piezoelectric actuation means)을 채택하여 축에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이고, 이러한 어드레싱된 거울은 입사하는 방사빔을 어드레싱되지 않은 거울에 대하여 다른 방향으로 반사할 것이다. 이러한 방식으로, 반사된 빔은 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상술된 두가지 상황 모두에 있어서, 패터닝수단은 1이상의 프로그램가능한 거울배열로 이루어질 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참고자료로 채택되고 있는 미국특허 US 5,296,891호 및 US 5,523,193호와 PCT 특허출원 WO 98/38597호 및 WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그램가능한 거울배열의 경우에, 상기 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.

- 프로그램가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참고자료로 채택되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 경우에서의 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크와 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 특정적으로 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.

예를 들어, 리소그래피 투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다.이 경우에, 패터닝수단은 IC의 각각의 층에 대응되는 회로패턴을 형성할 수 있으며, 이 패턴은 이후에 방사선 감응재(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(1이상의 다이로 구성되는)상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 인접해 있는 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함하고, 이들 타겟부는 투영시스템에 의하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 상이한 형식의 기계로 구분될 수 있다. 어느 한 형식의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상으로 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상적으로 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체 장치에서는 소정의 기준 방향("스캐닝" 방향)으로 투영빔 하의 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 상기 스캐닝 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로, 투영시스템은 배율인자 M(일반적으로 < 1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 M배가 된다. 본 명세서에 참고자료로 채택되고, 여기서 서술된 리소그래피 장치에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 미국특허 US 6,046,792호에서 찾을 수 있다.

리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선 감응재(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포되는 기판상으로 묘화된다. 이 묘화 단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 형상의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 각각의 층을 가공하기 위한 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 집적회로 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 집적회로 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 집적회로 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 본 명세서에서 참고자료로 채택되고 있는 이와 같은 공정에 관한 추가정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급 될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기, 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭 넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사선투영빔의 지향, 성형 또는 제어하는 이들 설계형식 중의 어느 하나에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후에 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 나아가, 상기 리소그래피 장치는 2이상의 기판테이블 (및/또는 2이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 스테이지가 노광에 사용되고 있는 동안, 1이상의 다른 스테이지에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다. 본 명세서에서 참고자료로 채택되는 듀얼스테이지 리소그래피 장치는, 예를 들어, 미국특허 US 5,969,441호 및 국제특허출원 WO 98/40791호에 개시되어 있다.

리소그래피장치에서는, 기판이 기판테이블상에 안정적으로 유지되는 것이 중요하다. 테이블이 높은 가속을 받더라도 기판의 위치가 정확하게 알려져야 한다. 종래의 리소그래피장치에서는, 이것의 클램핑이 진공에 의하여 제공되는 것으로 알려져 있다. 기판테이블에는 돌출부나 핀 및 외벽이 제공된다. 기판은 상기 핀들의 최상부 및 상기 장소에 놓여지고 그 다음에 이것이 배기된다. 그런 다음, 기판 표면상의 공기압의 작용이 이를 제자리에 안정적으로 유지시키는 역할을 한다. 이러한 기판홀더의 더 상세한 내용은, 본 명세서에서도 참고자료로 채택하고 있는 EP-A-0 947 884호에 개시되어 있다.

많은 적용례에서 이러한 클램프가 효과적이지만, 최근에 개발된 리소그래피에서는 EUV(극자외선)방사선, x레이, 전자 또는 이온의 이용을 필요로 한다. UV방사선이 채택되던 종래의 리소그래피와 달리, EUV기술은 빔경로 즉, 빔경로의 상당한 부분이 배기될 필요가 있다. 따라서, 진공클램핑기술이 덜 효율적이다.

리소그래피장치에, 기판테이블에 기판을 클램핑하기 위하여 정전기력을 사용하는 클램핑시스템을 제공하는 것이 제안되어 왔다. 이러한 시스템은 기판의 양면상에 진공이 유지되는지와 관계없이 작동된다. 이러한 시스템에서는, 기판이 전도성이거나 기판테이블에 부착되는 기판의 표면상에 전도성 전극이 제공된다. 전극 정전기척은 1이상의 전극으로 이루어진다. 전극의 최상부에는, 절연재의 층이 놓여진다. 이러한 층의 최상부는 일반적으로 기판과 척 사이의 접촉영역을 감소시키도록 패터닝된다. 전극과 기판(단일 극 디자인)간 또는 척 자체내의 2이상의 전극(쌍극 및 다중극 디자인)간의 전위차가 기판을 척에 클램핑하는 정전기력을 생성하도록 설정된다.

일반적으로, 절연체는 폴리싱된 평활한 표면을 가진다. 그러나, 실제로, 기판 및 절연체의 표면은 결코 완전히 평활하지는 않으며, 작은 변동부를 포함한다. 또한, 절연체의 저항이 (10⁸Σm이상으로)극도로 높기는 하지만, 작은 누설전류가 흐른다. 이는 가능한 용량성 정전기력에 추가하여 Johnsen-Rahbek(JR)힘을 생성하게 한다. 상기 힘들은, 기판과 절연체가 접촉하는 지점들 사이의 누설전류의 흐름으로 인하여 발생한다. 기판과 절연체가 접촉하지 않는 지점에서는, 전하가 축적되어 추가적인 JR힘을 생성하게 된다. 전위차가 제거되면, JR힘을 생성하는 축전된 전하가 소산되는데 시간이 걸리고, 기판이 척으로부터 해제되기 전에, 딜레이를 야기한다. 보다 신속하게 전하를 소산시키기 위하여 해제단계에서 역전압을 인가하는 것이 제안되었다. 전하축적을 최소화시키기 위하여, 인가된 전압의 극성을 순환시키는 것이 또한 제안되었다. 그러나, 상당히 높은 순환주파수가 필요하며, 클램핑력을 지속적으로 유지하기 위하여 복잡한 구성이 필요하다.

본 발명의 목적은 기판의 보다 큰 스루풋을 허용하면서 Johnsen-Rahbek효과가 최소화될 수 있는 척을 제공하는 것이다.

상기 및 기타목적은 서두에 명기된 바와 같이, 본 발명에 따른 척에 의하여 달성될 수 있으며, 상기 물체를 향하고 있는 상기 절연체의 면상에서, 상기 절연부재에 복수의 핀이 제공되고, 적어도 상기 각각의 핀들은 상기 물체와 접촉하는 표면상에 형성되는 1이상의 전도층을 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 전도층은 1Ωm 미만의 고유저항을 가진다. 따라서, JR힘의 영향이 최소화된다. 전도층이 제공됨에 따라, 핀들이 기판과 접촉하는 모든 장소에서 JR힘을 제거한다. 또한, 상기 핀과 이격되어 있는 절연부재의 표면이 Johnsen-Rahbek힘이 무시될 수 있도록 기판으로부터 충분히 멀리 떨어져서 놓여진다. 핀이 기판과 접촉하는 실제면적이 최소화되면, 절연체가 평탄한 경우보다 전체 정전기력이 매우 약간만 작아진다. 이러한 방식으로, 전위차가 인가되면 정전기력에 의하여 기판이 효과적으로 클램핑되며, 전위차가 제거되는 경우에도, 신속하게 해제될 수 있다.

전도층은 200nm미만의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 얇게 코팅하면, 척의 평탄도를 제어하기 용이하다. 또한, 상기 층을 제조하는데 표준 CVD공정이 이용될 수 있다.

전도층은 금속이 아닐 수도 있다. 금속이 사용되면, 접촉지점에서 금속원자가 기판내로 확산되어, 반도체 특성을 파괴할 수 있다.

상기 핀은 전도성핀으로 형성될 수 있으며, 이는 절연부재의 전체 깊이를 관통하고, 전도성부재에 접속된다. 전극은 그것이 핀 또는 전도부재와 접촉하지 않도록 절연부재에 제공된다. 따라서, 기판이 접지될 수 있으며, 전극에 전압을 인가함에 따라 기판이 클램핑되는 경우에, Johnsen-Rahbek힘이 발생하지 않는다.

절연부재의 두께는 50㎛ 내지 200㎛인 것이 바람직히다. 이것은 핀의 구조체를 형성하기에 충분한 깊이이며, 절연체에서 절연파괴의 위험없이 정전기력이 작동할 수 있는 최적거리를 제공한다.

핀의 전체 면적이 절연부재의 전체 면적의 4%미만으로 유지되는 것이 유리하다. 이것은 핀의 전도층과 기판 사이의 접촉으로 인한 정전기력에 대한 여하한의 영향이 최소화되도록 보증한다.

유리한 형태에서, 핀은 절연부재로부터 2㎛ 내지 10㎛만큼 돌출한다. 이 거리는 핀이 없는 절연체의 상기 면적에 걸쳐 무시할 수 있을 만큼의 Johnsen-Rahbek효과를 주는데 충분하다. 또한, 클램핑력이 가해질 때에, 그들의 비교적 낮은 높이 때문에 핀의 기계적 특성이 향상된다.

핀은 0.15mm 내지 0.5mm 사이의 직경을 가지며, 2mm 내지 15mm로 이격되어 있다. 이것은 절연부재의 큰 면적이 핀을 포함하지 않고, 그에 따라 정전기적 클램핑력이 효과적으로 생성되는 것을 보장한다. 이것은 핀의 직경이 그 높이보다 커지고, 그 기계적 특성이 강화됨을 의미하기도 한다. 또한, 핀이 2mm 내지 15mm간격으로 이격되어 있으면, 기판의 전체 면적을 지지하면서 균일한 힘을 가할 수 있다. 따라서, 클램핑에 의한 기판의 일그러짐이 최소화된다. 절연부재는 일반적으로 수백 또는 수천개의 핀을 가지며, 그것의 적어도 일부가 기판과 접촉하는 것을 보증한다.

본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 상기 두번째 단락에 명기된 바와 같이, 상술된 척을 포함하는 리소그래피 투영장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 형태에 따르면,

- 적어도 부분적으로는 방사선감응재의 층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝 수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계; 및

- 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,

상기 절연부재의 상기 제1면은 복수의 핀을 가지고 있고, 각각의 상기 핀은 상부 외측표면에 1이상의 전도층이 형성되며, 상기 전도층은 10Σm미만의 고유저항을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는, "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인)자외선 및 (예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인 극자외선)EUV 뿐만 아니라, 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.

본 발명의 실시예는 첨부한 개략적인 도면을 참조하여 단지 예시의 방식으로 설명된다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,

ㆍ방사선(예를 들어, EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사원(LA)도 포함한다);

ㆍ마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 마련된, 아이템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

ㆍ기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및

ㆍ기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 거울그룹)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사마스크를 구비한) 반사형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과마스크를 구비한) 투과형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램 가능한 거울 배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.

방사원(LA)(예를 들어, 레이저-생성 또는 방전 플라즈마소스)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사원(LA)이 흔히 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있음을 유의해야 한다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 엑시머레이저인 때에 흔한 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오를 모두 포괄하고 있다.

이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은행정액추에어터에만 연결될 수 있고 고정될 수도 있다.

상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.

2. 스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 소정 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

EUV시스템에서는 빔경로가 배기되어야 할 필요가 있음에 유의하여야 한다. 이것은 전체 장치를 둘러싸고 있는 단일 진공시스템에 의하여 또는 몇개의 상호연결된 별도의 진공시스템에 의하여 달성될 수 있다.

도 2는 제1실시예에 사용된 척(10)을 예시한다. 척(10)은 한 면에 전극(14)이 형성되어 있는 절연부재(12)로 구성된다. 전극(14)과 대향하는 절연부재(12)상에는, 복수의 핀(16)이 형성된다. 이들 핀(16)은 0.3mm의 직경을 가지고, 절연부재의 위로 5㎛만큼 상승해 있다. 각각의 핀(16)의 최상부(100mm)는 전도층으로 형성된다. 예를 들어, 전도층은 TiN이다.

본 실시예의 척은 기판(18)을 클램핑하는데 사용된다. 기판(18)은 비전도성이어서, 전극(20)이 그 클램핑표면상에 형성된다. 척(10)을 이용하여 기판(18)을 클램핑하는 것이 바람직한 경우에는, 전극들(20 내지 14) 사이에 전위차가 인가된다. 용량성 효과는 기판(18)을 척(10)에 클램핑시키는 정전기력을 생성한다. 핀(16)의 상부 전도층(22)과 접촉하는 전극(20)의 부분은 캐패시터로 작용하지 못한다는 것을 이해할 것이다. 여기서, 2개의 전도성표면간의 직접접속은 전하를 자유롭게 흐르게 하며, Johnsen-Rahbek힘의 생성을 방지한다. 핀은 절연부재(12)의 면적의 작은 부분(0.5% 내지 4%)에만 접촉되기 때문에, 정전기력이 단지 작은 양만큼 감소된다.

전극(20)의 표면이 완전히 평평하여, 모든 전도층(22)이 전극(20)과 접촉하고 있지 않는다는 것은 가정할 수 없다. 이 영역에는, Johnsen-Rahbek효과가 발생할 수 있는 작은 갭(10nm정도)이 있을 수 있다. 그러나, 전도층의 정전용량이 매우 작기 때문에, 상기 힘도 매우 작다. 현재 핀을 가지고 있지 않은 절연부재의 표면에서는 여전히 Johnsen-Rahbek효과가 발생한다. 그러나, 이 표면과 핀(16)의 최상부 사이가 5㎛간격을 가지면, 상기 영역에서의 Johnsen-Rahbek힘이 무시될 수 있도록 보증한다.

상기 실시예에서는 전극(20)을 가지고 있는 비전도성 기판(18)을 설명하였지만, 전도성기판(예시되지 않음)이 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 따라서, 전극(20)을 형성할 필요가 없다. 이러한 경우에, 전도성기판과 전극(14) 사이에 전위차가 인가된다. 또한, 척(10)은 기판테이블(예시되지 않음)에 영구적으로 또는 제거가능하게 부착될 수 있음을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 제1실시예에 따르면, Johnsen-Rahbek(효과에 의하여 영향을 받지 않는 정전기적 클램핑을 달성할 수 있다. 전위차가 제거된 후에 Johnsen-Rahbek힘을 기판이 클램프로부터 해제될 수 있는 레벨로 낮추기 위하여 대기하는 동안의 지연이 발생되지 않기 때문에, 이는 기판의 스루풋을 향상시킨다.

전극(14, 20)의 극성이 일정하게 유지된다면, 여전히 전하가 축적될 수 있으며, Johnsen-Rahbek효과가 중요해질 수 있다. 상술된 바와 같이, 척(10)의 디자인은 상기 영향을 최소화시킨다. 그러나, Johnsen-Rahbek효과의 어떠한 전위축적을 없애기 위하여, 기판이 바뀔때 마다, 전극(20, 14)에 인가되는 전압의 극성을 교번시킬 수 있다. 이것은 절연부재(12)에 전하가 축적되지 않도록 보장한다. 또한, 기판이 클램핑되어 있는 동안, 극성을 반전시키는 데는 복잡한 제어기술이 요구되지 않는다. 웨이퍼가 바뀔때 마다 전압을 교번시키는 것이 유리하지만, 대다수의 사이클에서 2시간의 사이클까지의 보다 긴 시간에 걸쳐 극성이 교번되는 것이, Johnsen-Rahbek힘의 효과가 작아지는 데에 또한 적절한 것으로 알려져 있다.

제2실시예

도 3은 본 발명의 제2실시예의 클램핑 척(30)을 나타내며, 이는 후술되는 내용을 제외하고는 제1실시예와 동일하다. 척(30)에는 절연부재(34)의 전체 깊이를 관통하는 접지핀(ground pin)과 유사한 다수의 핀(32)이 제공된다. 상기 핀(32)은 전도재로 형성된다. 전도성 핀(32)은 기판(18)을 클램핑하는데 사용되지 않는 척(30)의 한 면에 배치되는 전도체(36)에 접속된다. 전극(38)은 클램핑면으로부터 이격되어 있는 절연부재(34)에 제공되고, 절연부재(34)에 의하여 핀(32)과 전도체(36) 모두로부터 절연된다.

전압이 전극(38)에 인가되면, 제2실시예의 척이 기판(18)을 클램핑한다. 본 실시예에서는, 기판(18)이 접지되는 것이 가능하다. 그러나, 여전히 제1실시예와 유사한 유형으로 인가되는 전압을 교번시키는 것이 유리하다.

제2실시예의 돌출부의 치수 및 형태는 제1실시예의 핀과 동일하므로, 설명을 반복하지 않는다.

제3실시예

클램핑척의 제3실시예는, 기판(44)상의 미세한 표면변화를 과장해서 표현한 도 4에 예시된다. 제3실시예는 후술되는 내용을 제외하고는 제1실시예와 동일하다. 상술된 제1 및 제2실시예가, 클램핑전위차가 제거되는 경우에 기판이 신속하게 해제될 수 있도록 Johnsen-Rahbek힘의 영향을 최소화시키는 한편, Johnsen-Rahbek힘을 관리할 수 있는 레벨로 제어하는 것이 제3실시예의 목적이다. 그런 다음, Johnsen-Rahbek힘으로부터 이익을 얻을 수 있고, 클램핑/디클램핑 공정시에 도입되는 딜레이를 최소화시킬 수 있다. 제3실시예에서, 절연부재(40)의 클램핑면은 평탄하게 폴리싱되는 것이 바람직하다. 그러나, 클램핑면은 평탄하게 폴리싱되어야만 하는 것이 아님을 이해할 것이다.

전극(42)은 클램핑면을 대향하는 절연부재(40)의 표면상에 제공된다. 기판(44)을 클램핑하기 위하여, 전극(42)과 기판(44) 사이에 전위차가 인가된다. 제3실시예는, 절연부재(40); 최소한 제1전극(42); 상기 제1전극과 기판 사이에 전압을 제공하는 전압원(50); 절연부재(40)내의 전하이동(charge migration)을 감지하는 센서(46); 및 상기 센서(46)의 출력에 기초하여 전압원(50)을 제어하는 제어시스템(48)을 포함하여 이루어진다.

기판(44)과 전극(42) 사이에 전위차가 인가됨에 따라, 절연체내의 전하가 이동하기 시작한다. 이는 유효거리를 감소시키고 기판(44)의 미세한 표면변화로 인하여, 기판(44)이 절연부재(40)와 접촉하지 않는 영역내에 Johnsen-Rahbek효과를 발생시킨다.

그러나, 본 실시예에서, 센서(46)는 절연부재(40)내의 전하이동을 측정하기 위하여 제공된다. 상기 센서(46)는 절연부재(40)내에 짧은 상부전극(47)을 포함한다. 이것은 인가되는 전위차를 제어하도록 폐루프방법을 이용하는 제어시스템(48)에 의하여 처리된다. 따라서, Johnsen-Rahbek힘이 면밀하게 제어될 수 있고, 기판이 해제되기 전에, 딜레이를 최소화시키도록 떨어지는 값으로 제한될 수 있다. 제어시스템(48)은 축전된 전하를 가능한 한 신속하게 소산시키기 위하여 해제위상(release phase)으로 역전압을 인가할 수 있음을 이해할 것이다.

제3실시예에는, 도 4에 예시된 바와 같이, 전도성기판(44)이 사용된다. 그러나, 상기의 제1 및 제2실시예에 설명된 바와 같이, 클램핑면상에 전극을 가지고 있는 비전도성기판이 대신 사용될 수 있다. 또한, 제3실시예의 제어시스템 및 센서가 상기 제1 및 제2실시예에 적용될 수도 있다.

제4실시예

상술된 제1 내지 제3실시예들은 단일-극 척(mono-polar chuck)에 관한 것이다. 제4실시예에서는 쌍극 척이 사용된다. 제4실시예의 구성은 후술되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하다.

쌍극 척(25)의 전극의 평면도가 도 5에 예시된다. 원형 척(52)은 제1실시예의 단일 전극(14) 대신에 2개의 반원 전극(54a, 54b)을 가진다. 척(52)에 기판을 클램핑시킬 필요가 있는 경우에는, 한 전극에 +100V의 전압이 인가되고, 나머지 전극에는 -100V의 전압이 인가되며; 기판은 0전위가 된다.

따라서, 전도성기판 또는 전도층을 구비한 기판을 사용할 필요가 없다. 따라서, 기판에 대한 전기접속이 필요하지 않다.

예를 들어, 2개의 전극이 인터록킹핑거의 배열, Greek 키패턴, 동심환 또는 동심나선코일을 포함할 수 있는 쌍극 디자인의 여타의 구조체가 가능하다. 다극성 디자인이 사용될 수도 있다.

제4실시예의 전극은, 전도성기판 또는 전도층을 구비한 기판의 요건을 제거하면서, 제2실시예 또는 제3실시예에 적용될 수도 있다.

제5실시예

본 발명에 따른 클램핑 척의 제5실시예가 도 6에 예시된다. 제5실시예는 후술되는 내용을 제외하고는 제1실시예와 동일하다. 척(10)은 한 표면상에 형성된 전극(14)을 구비한 절연부재(12)로 이루어진다. 절연부재(12)의 반대면에는, 복수의 핀(16)이 형성된다. 제1실시예와 대조적으로, 핀(16)은 전도성 핀(16)으로서, 전극(20)을 향하는 절연부재(12)의 표면상에 장착된다.

제5실시예에서 핀(16)의 돌출부의 치수 및 배열은 제1실시예의 핀과 동일하므로, 다시 설명하지 않는다.

제6실시예

본 발명에 따른 클램핑 척의 제6실시예가 도 7에 예시된다. 제6실시예는 후술되는 내용을 제외하고는 제1실시예와 동일하다. 제6실시예에서는, 전도층(22)이 또한 각각의 핀(16)들 사이의 영역에 제공된다. 따라서, 전극(20)을 향하는 절연부재(12)의 영역이 전도층(22)에 의하여 완전히 덮혀진다.

본 발명의 특정 실시예가 기술되었지만, 본 발명이 상술된 것과 다르게 실시될 수도 있음을 이해할 것이다. 상기 설명은 본 발명을 한정하지 않는다.

본 발명에 따르면, 기판의 보다 큰 스루풋을 허용하면서 Johnsen-Rahbek효과가 최소화될 수 있는 척을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 투영장치의 도면;

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 척의 도면;

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 척의 도면;

도 4는 본 발명의 제3실시예의 개략적인 구성으로, 척 및 관련된 제어회로도를 예시하는 도면;

도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 쌍극 척의 전극패턴의 평면도;

도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 척의 도면;

도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 척의 도면;

도면에서, 대응하는 참조부호는 대응하는 부분들을 나타낸다.

Claims (13)

1. 정전기력에 의하여 물체를 지지테이블상에 유지시키기 위해 사용되는 척에 있어서,

   상기 물체는,

   - 리소그래피 투영기술을 채택하는 디바이스제조에서 처리될 기판; 또는

   - 리소그래피 투영장치, 마스크 검사 또는 세정장치와 같은 마스크핸들링장치 또는 마스크제조장치내의 리소그래피 투영마스크 또는 마스크블랭크이며,

   상기 척은 제1절연부재를 포함하고,

   상기 물체를 향하는 상기 절연부재의 한 면에 복수의 핀이 제공되고, 적어도 각각의 상기 핀은 상기 물체와 접촉하는 표면상에 1이상의 전도층을 가지고, 상기 전도층은 10Ωm미만의 고유저항을 갖는 것을 특징으로 하는 척.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전도층은 200nm 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 척.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 전도층은 비금속성(non-metallic)인 것을 특징으로 하는 척.
4. 제1항에 있어서.

   상기 핀은 상기 절연부재의 깊이를 관통하고 전도성부재에 접속되는 전도성 핀인 것을 특징으로 하는 척.
5. 제1항에 있어서,

   상기 핀은, 상기 물체를 향하는 상기 제1절연부재의 표면상에 장착된 전도성 핀인 것을 특징으로 하는 척.
6. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 절연부재의 두께는 50㎛ 내지 200㎛인 것을 특징으로 하는 척.
7. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 물체와 접촉하는 상기 핀의 표면적은 상기 절연부재의 전체 면적의 4% 미만인 것을 특징으로 하는 척.
8. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 핀은 상기 절연부재의 표면으로부터 2㎛ 내지 10㎛만큼 돌출하는 것을 특징으로 하는 척.
9. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 핀은 0.15mm 내지 0.5mm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 척.
10. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 핀은 2mm 내지 15mm로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 척.
11. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 물체를 향하는 상기 절연부재의 표면에는 전도층이 제공되는 것을 특징으로 하는 척.
12. 리소그래피 투영장치에 있어서,

    - 방사선투영빔을 공급하는 방사선시스템;

    - 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝시키는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

    - 기판을 잡아주는 기판테이블;

    - 기판의 타겟부상으로 패턴빔을 투영시키는 투영시스템;

    - 상기 지지구조체 또는 상기 기판테이블상에 있는 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중의 어느 한 항에 따른 척; 및

    - 상기 척의 상기 절연부재에 걸쳐 전위차를 인가하여 클램핑력을 생성하는, 최소한 제1전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
13. 디바이스 제조방법에 있어서,

    - 적어도 부분적으로는 방사선감응재의 층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

    - 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

    - 패터닝 수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

    - 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;

    - 상기 기판테이블에 상기 기판을 유지시키기 위하여, 제1절연부재를 포함하는 정전기 척을 제공하는 단계;

    - 상기 절연부재의 제1면상에 상기 기판을 위치설정하는 단계; 및

    - 제1전극과 제2전극 사이에 전위차를 인가함에 따라 상기 절연부재에 걸쳐 전위차를 인가하여 상기 기판상에 클램핑력을 생성하는 단계를 포함하여 이루어지고,

    상기 절연부재의 상기 제1표면은 복수의 핀을 가지고, 각각의 상기 핀은 상부 외측표면상에 형성되는 1이상의 전도층을 가지며, 상기 전도층은 10Ωm미만의 고유저항을 갖는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.