KR100571368B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

투영 시스템에서, 이미지 평면상에 투영이미지가 포커싱되도록 레티클상의 패턴평면이 조명된다. 광학 경로내의 레티클의 존재는 레티클상의 패턴평면 위치의 가상 시프트를 유발한다. 펠리클의 존재여부에 따라, 투영이미지의 이미지평면은 적절히 포커싱되도록 적응될 필요가 있다. 보상기가 패턴평면의 위치를 시프트시킴으로써 펠리클로 인한 패턴평면의 가상 시프트를 상쇄시킨다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 도시한 도면,

도 2는 펠리클이 있는 레티클의 개략적인 단면도,

도 3은 레티클 평면상에 형성된 광선경로상의 패티클에서의 광학 굴절의 영향을 개략적으로 도시한 도면,

도 4는 펠리클이 없는 레티클에 대해 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치의 제1실시예를 도시한 도면,

도 5는 펠리클이 있는 레티클에 대해 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치의 제1실시예를 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치의 제2실시예를 도시한 도면,

도 7은 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치의 제3실시예를 도시한 도면,

도 8은 단행정 모듈에 제공된 벽요소를 구비한 레티클에 인접하여 퍼지되는 공동(cavity)의 일 실시예를 도시한 도면,

도 9는 지지 프레임에 제공된 벽요소를 구비한, 레티클에 인접하여 퍼지되는 공동의 일 실시예를 도시한 도면,

도 10은 투영시스템을 조정하는 조정 디바이스를 도시한 도면이다.

본 발명은,

- 원하는 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝 수단을 지지하는 지지 구조체 및 상기 지지 구조체를 미세-위치결정하는 단행정 모듈을 포함하는 레티클-스테이지 모듈;

- 기판을 유지하는 기판 테이블; 및

- 상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영하고, 광학축을 가지는 투영시스템을 포함하여 이루어지는 리소그래피 투영장치에 관한 것이다.

"패터닝 수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 생성될 패턴에 대응하는, 패터닝된 단면을 입사하는 방사선 빔에 부여하는데 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용된다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정기능층에 대응할 것이다(이하 참조). 이러한 패터닝 수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있고, 바이너리형(binary), 교번 위상-시프트형(alternating phase-shift) 및 감쇠 위상-시프트 형(attenuated phase-shift)과 같은 마스크 형태뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 형태를 포함한다. 방사선 빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 상기 마스크의 패 턴에 따라 상기 마스크에 부딪치는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 패터닝 수단을 유지하는 상기 지지 구조체는 이하에서 또한 "마스크 테이블"로 언급될 것이고, 상기 마스크 테이블은 입사하는 방사선 빔내의 소정 위치에 마스크가 유지될 수 있고, 필요한 경우에 그것이 상기 빔에 대해 이동될 수 있도록 한다.

- 프로그램가능한 미러 어레이. 이러한 디바이스의 일례로, 점탄성 제어층 (viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 이용하면, 반사된 빔으로부터 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 미러 어레이의 대안적인 실시예는 작은 미러의 매트릭스 배치를 사용하는 것인데, 상기 각각의 작은 미러는 적당하게 국부화된 전기장을 가하거나, 또는 압전 작동 수단(piezoelectric actuation means)을 적용함으로써 축에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 미러는 매트릭스-어드레서블이고, 이러한 어드레스된 미러는 입사하는 방사선 빔을 어드레스되지 않은 미러에 대해 상이한 방향으로 반사할 것이다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 매트릭스-어드레서블 미러의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자적 수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상술된 두가지 상황 모두에서, 패터닝 수단은 하나 이상의 프로그램가능한 미러 어레이로 이루어질 수 있다. 이러한 미러 어레이에 관한 보다 상세한 정보는 예를 들어, 본 명세서에서 참고자료로 채택된 미국특허 US 제5,296,891호 및 US 제5,523,193호, 그리고 PCT 특허출원 WO 제98/38597호 및 WO 제98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그램가능한 미러 어레이의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정될 수 있거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.

- 프로그램가능한 LCD 어레이. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참고자료로 채택된 미국특허 US 제5,229,872호에 개시되어 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 경우에서의 지지 구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정될 수 있거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 특히 그 자체가 마스크 및 마스크 테이블을 포함하는 예시로 지칭될 수 있다. 그러나, 이러한 예시에 논의된 일반적인 원리는 상술된 바와 같이 패터닝 수단의 보다 광범위한 상황에서 이해되어야 한다.

리소그래피 투영장치는 예를 들어, 집적회로(ICs)의 제조에 이용될 수 있다. 이러한 경우, 패터닝 수단은 IC의 개별층에 대응하는 회로패턴을 생성할 수 있고, 이 패턴은 방사선감응재(레지스트)층으로 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 하나 이상의 다이로 구성)로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 투영시스템에 의해 한번에 하나씩 연속적으로 조사되는 인접한 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함할 것이다. 마스크 테이블 상의 마스크에 의해 패터닝되는 현 행 장치는, 두가지 상이한 형태의 장치로 구분될 수 있다. 일 형태의 리소그래피 투영장치에서, 타겟부상에 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper) 또는 스텝-앤드-리피트 장치(step-and-repeat apparatus)라 칭한다. 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라 불리는 대안적인 장치에서, 투영빔 하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하면서, 상기 방향과 평행하게 또는 반평행하게 기판 테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사된다. 일반적으로, 투영시스템이 배율인자(Ｍ)(일반적으로<1)를 가지므로, 기판 테이블이 스캐닝되는 속도(Ｖ)는 마스크 테이블이 스캐닝되는 속도의 인자(Ｍ)배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피 디바이스에 관련된 보다 상세한 정보는 예를 들어, US 제6,046,792호로부터 얻을 수 있다.

리소그래피 투영장치를 이용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 적어도 부분적으로 방사선감응재(레지스트)층으로 도포된 기판상에 묘화된다. 상기 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅, 소프트 베이크와 같은 다양한 절차를 거칠 수 있다. 노광 후에, 기판은 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처(imaged feature)의 측정/검사와 같은 다른 절차를 거칠 수 있다. 이러한 일련의 절차는, 예를 들어 IC와 같은 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 이용된다. 그런 다음, 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은 개별층을 마무리하기 위한 다양한 모든 공정을 거친다. 여러 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전 체 공정 또는 그 변형 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 종국에는, 디바이스의 배열이 기판(웨이퍼)상에 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스가 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의해 서로 분리된 후에, 각각의 디바이스는 캐리어에 탑재되고, 핀에 접속될 수 있다. 이러한 공정에 관한 추가 정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication : A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill 출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

설명을 간단히 하기 위해, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 수 있다. 하지만, 이 용어는 예를 들어, 굴절 광학기, 반사 광학기 및 카타디옵트릭 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어를 하기 위한 설계유형 중의 어느 하나에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이들 구성요소에 대하여도 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급될 수 있다. 또한, 상기 리소그래피 장치는 두개 이상의 기판 테이블 (및/또는 두개 이상의 마스크 테이블)을 구비하는 형태가 될 수 있다. 이러한 "다중 스테이지" 디바이스에서, 추가적인 테이블들이 병행하여 사용될 수 있거나, 하나 이상의 다른 테이블들이 노광을 위하여 사용되고 있는 동안에 하나 이상의 테이블에서 준비단계가 수행될 수 있다. 이중 스테이지 리소그래피 장치는 예를 들어, US 제5,969,441호 및 WO 제98/40791호에 개시되어 있다.

본 명세서에서 채용된 바와 같은 마스크는 "레티클"로도 알려져 있고, 이하에서 상기 용어가 사용될 수 있다. 또한, 상술된 바와 같은 마스크 테이블은 이하 에서 "레티클 스테이지"로 언급될 수 있다. 일반적으로, 레티클 스테이지 및 기판 테이블의 위치는, 노광시 기판의 위치결정을 위해 그리고 디바이스의 연속적인 패터닝된 층의 상호정렬을 위해 필요한 정확도를 얻도록 하나 이상의 레이저 간섭계를 사용하여 측정된다.

레티클 상의 패턴평면에 대한 손상을 막기 위하여, 레티클은 소프트 펠리클 및/또는 얇은 펠리클에 의해 보호될 수 있다. 통상적으로, 이러한 소프트 펠리클은 레티클 표면에 대해 실질적으로 평행한 얇은 폴리머 포일(polymer foil)을 포함하고, 레티클 표면에 대해 실질적으로 수직인 소정 거리에 위치된다(displaced).

예를 들어, 레티클상의 입자들은 레티클상에 부딪치는 방사선에 의해 생성된 패턴 이미지에 악영향을 미칠 수 있다. 투영시스템의 초점평면에 있지 않는 표면에서 펠리클상의 입자들을 차단(intercept)함으로써, (청정) 레티클로부터 생성된 이미지의 품질이 실질적으로 보존될 수 있다.

딥자외선 방사선(Deep UV)(예를 들어, 126㎚ 및 157㎚) 및 극자외선 방사선(EUV)(예를 들어, 5~20㎚) 등의 단파장 방사선이 상기 소프트 펠리클의 질을 매우 빠르게 저하시키므로, 이러한 경우 소프트 펠리클과 (D)UV (또는 EUV) 방사선을 조합하여 사용하는 것은 비실용적이라는 것이 알려졌다.

(D)UV/EUV 리소그래피 적용례에서 사용된 레티클에 대해 대체(replacement) 펠리클이 고려된다. 이 대체 펠리클은 (D)UV/EUV 방사선을 견딜 수 있고, (D)UV/EUV 방사선에 대해 투과성인 얇은 유리 플레이트를 포함한다.

유리 플레이트의 굴절특성(Snell 법칙에 근거함)으로 인해, 생성된 패턴 이 미지에 대한 투영시스템의 초점평면의 오프셋이 발생하도록 하는 방식으로 방사선 빔이 굴절되고, 투영시스템에 대한 레티클의 위치가 변화된다.

그러나, 레티클 위치의 이러한 변화는 소정의 절차동안 펠리클없이 레티클을 사용할 수 있는 능력에 악영향을 미친다. 예를 들어, IC 생산을 위한 웨이퍼 파브(fab)에서, 펠리클이 없는 레티클의 사용을 요구하는 다수의 리소그래피 테스트가 (몇몇은 심지어 루틴적인(routinely) 기반으로) 수행된다. 이러한 경우, 패턴은 펠리클이 없으면 보다 정확해질 수 있기 때문에, 펠리클이 없는 레티클이 사용될 수 있다.

펠리클이 있는 레티클 또는 펠리클이 없는 레티클 사이의 교환은 리소그래피 투영장치의 성가시고 시간을 낭비하는 수정 및 상기 장치의 운용 가동시간의 감소를 요구한다. 펠리클이 있는 레티클과 펠리클이 없는 레티클의 교환은 수분이내(예를 들어, 10분 미만)에 수행되어야 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은, 리소그래피 투영장치내의 펠리클이 있는 레티클과 펠리클이 없는 레티클 사이의 교환을 위한 수고를 줄이는 것이다.

이러한 목적과 기타 목적은, 서두에 기술된 리소그래피 투영장치에 있어서, 상기 패터닝 수단의 펠리클로 인한 상기 패터닝 수단의 패턴평면의 가상 시프트를 보상하기 상기 광학축을 따라 상기 레티클-스테이지 모듈의 일부분의 위치를 적응시키도록 구성 및 배치된 보상기를 더 포함하며, 상기 레티클-스테이지 모듈의 일 부분은 적어도 상기 단행정 모듈 및 상기 지지 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치에 의해 달성된다.

상술된 바와 같은 보상기를 제공함으로써, 상기 패턴평면의 위치에 대한 리소그래피 투영장치의 단순하고 비교적 빠른 적응(adaptation)이 달성될 수 있다. 펠리클이 있는 레티클과 펠리클이 없는 레티클을 교환시키는 것이 필요한 경우, 보상기의 적용은 작업자에 의한 실수 및 에러의 가능성을 줄인다.

투영시스템과 사용되는 레티클 사이의 거리는 단행정 모듈의 위치변화에 의해 변화된다. 투영시스템의 광학설정 및 웨이퍼에 대한 그것의 위치는 불변으로 유지될 수 있지만, 가상 시프트를 보상하기 위해 이용하는 추가 파라미터로서 동일하게 이용될 수 있다. DUV를 이용하기에 적절한 리소그래피 투영장치를 구비함으로써, 투영빔이 가로지르는 장치내부의 공간은 일반적으로 상기 방사선에 대해 실질적으로 투과되는 퍼지가스(예를 들어, 주위 공기와 대조됨)를 이용하여 퍼지된다. 본 발명의 추가적인 장점은, 레티클-스테이지와 벽요소(단행정 모듈에 제공되고, 레티클에 인접하는 퍼지된 공동의 일부분을 구현하기 위해 구성 및 배치됨)간의 하나 이상의 퍼지갭의 크기(즉, 퍼지갭에서의 퍼지가스 흐름방향에 수직인 방향을 따르고, 실질적으로 갭을 통과하는 퍼지가스의 유속(flow rate)을 결정하는 크기)가 보상기에 의해 제공되는 바와 같은 광학축을 따르는 위치의 적응과 관계없다는 것이다. 하나 이상의 퍼지갭을 통과하는 퍼지가스의 유속이 상기 크기에 직접적으로 관련되기 때문에, 상기 하나 이상의 퍼지갭의 상기 크기의 제어는 중요하다. 퍼지갭이 좁혀짐(narrowing)에 따라 상기 유속이 감소되고, 퍼지갭이 넓어짐(widening) 에 따라 상기 유속은 증가한다. 특히, 유속이 감소되면, 퍼지될 공동으로 (공기 등의) 주위가스가 확산되는 문제점이 있다.

일 실시예에서, 상기 보상기는 광학축을 따라 패턴의 위치를 적응시키는 스페이서 장치를 더욱 포함한다. 이 실시예에서, 상기 스페이서 장치는 펠리클의 존재에 따른 패턴평면의 가상변화를 보상하는데 사용된다.

제2실시예에서, 상기 보상기는 투영시스템의 초점평면의 위치를 레티클의 패턴평면의 상대위치와 일치하도록 적응시키기 위해 투영시스템을 조정하는 위치조정 디바이스를 포함한다. 이 실시예에서, 펠리클에 의해 또는 상기 펠리클과 패턴평면의 가상변화에 대한 보상의 결합에 의해 도입된 하위차수 광학수차는 투영된 패턴품질에 대한 충격(impact)을 최소화하도록 감소될 수 있고/있거나 밸런싱될 수 있다. 특히, 본 실시예는 비텔레센트릭(non-telecentric) 투영시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치와 함께 사용되는 것이 타당하다. 이러한 장치에서, 일반적으로 펠리클의 존재는 동시에 복수의 상이한 하위차수 수차를 도입하고, 및/또는 이들 수차의 밸런싱은 투영시스템의 광학설정을 조정함으로써 가능해진다.

또한, 투영시스템의 또다른 광학요소에 대해 상기 투영시스템의 광학요소의 위치를 수정(modify)함으로써, 조정 디바이스가 투영시스템의 초점평면을 조정하는 리소그래피 투영장치가 제공될 수 있다. 투영시스템에서, 광학설정은 펠리클의 존재에 따른 레티클의 패턴평면의 가상 시프트를 적응시키기 위해 변화된다.

또한, 투영시스템의 초점평면을 보정(correct)하도록 광학경로내의 더미(dummy) 펠리클로 작용하는 투과성의 재료층 또는 광학요소를 삽입함으로써, 조정 디바이스가 투영시스템의 초점평면을 조정하는 리소그래피 투영장치가 제공될 수 있다.

또한, 패턴평면의 위치를 검출하기 위해 구성 및 배치된 센서, 및 펠리클의 존재여부에 응답하여 패턴평면의 위치를 조정하기 위해 구성 및 배치된 액추에이터를 포함하는 리소그래피 투영장치가 제공될 수 있다.

또한, 펠리클의 존재여부를 검출하기 위해 구성 및 배치된 추가센서, 및 상기 추가센서에 의해 검출된 펠리클의 존재여부에 응답하여 패턴평면의 위치를 조정하도록 구성 및 배치된 액추에이터를 포함하는 리소그래피 투영장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 추가형태에 따르면,

- 원하는 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 패터닝 수단을 지지하는 지지 구조체 및 상기 지지 구조체를 미세-위치결정하는 단행정 모듈로 이루어지는 레티클-스테이지 모듈;

- 기판을 유지하는 기판 테이블; 및

- 상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치를 이용하는 디바이스 제조방법에 있어서,

- 적어도 부분적으로 방사선감응재층에 의해 도포된 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여, 방사선 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝 수단을 사용하여, 상기 투영빔에 그 단면패턴을 부여하는 단계; 및

- 투영시스템을 이용하여, 상기 방사선감응재층의 타겟부에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하여 이루어지고,

상기 광학축을 따라 상기 단행정 모듈의 위치를 적응시켜 상기 패터닝 수단의 펠리클로 인한 상기 패터닝 수단의 패턴평면의 가상 시프트를 보상하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법이 제공된다.

비록 본 명세서에서는 본 발명에 따른 장치를 사용함에 있어 IC의 제조에 대해서만 특정하여 언급하였으나, 이러한 장치가 여러 다른 응용례를 가지고 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용 유도 및 검출 패턴, 액정표시패널, 박막 자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 전술한 기타 응용분야들을 고려할 때, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체되어 있음을 이해할 것이다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어 365, 248, 193, 157 또는 126㎚의 파장을 갖는) 자외선(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 ~ 20nm 범위의 파장을 갖는) 극자외선(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 내포하는 것으로 사용된다.

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

- 방사선(예를 들어, 193㎚ 또는 157㎚의 파장에서 동작하는 엑시머 레이저에 의해 생성되는 DUV 방사선, 또는 13, 6㎚에서 동작하는 레이저-방사 플라즈마원에 의해 생성되는 EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 제공하기 위한 방사선시스템(Ex, IL) (이러한 특정한 경우, 상기 방사선시스템은 또한 방사원(LA)을 포함함);

- 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 유지하는 마스크 홀더가 제공되고, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치결정수단(PM)에 연결된 제1대물테이블(마스크 테이블, 레티클 테이블)(MT) (여기서, 제1간섭계측정수단(IF1)이 마스크 테이블의 위치를 측정하기 위해 제공되고, 마스크 홀더는 도 1에 도시되지 않으며, 그것은 예를 들어, 인력(attraction) 또는 진공에 의해 마스크를 유지하는 수단으로 구현될 수 있음);

- 기판(W)(예를 들어, 레지스트-코팅된 실리콘 웨이퍼)을 유지하는 기판 홀더가 제공되고, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치결정수단(PW)에 연결된 제2대물테이블(기판 테이블)(WT); 및

- 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이로 구성)상에 마스크(MA)의 조사부를 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 석영 및/또는 CaF₂ 렌즈 시스템, 또는 이러한 재료로 만들어진 렌즈요소를 포함하는 카타디옵트릭 시스템, 또는 미러 시스템)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 투과형이다(즉, 투과형 마스크를 구비한다). 그러나, 일반적으로, 그것은 (반사형 마스크를 구비한) 반사형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상술된 바와 같은 형태의 프로그램가능한 미러 어레이 등의 또다른 종류의 패터닝 수단을 사용할 수 있다.

방사원(LA)(예를 들어, 수은램프 또는 UV 엑시머 레이저, 레이저-방사 플라 즈마원, 방전원, 또는 스토리지링이나 싱크로크론에서 전자빔의 경로 주위에 제공된 언듈레이터나 위글러)은 방사선 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 또는 예를 들어, 빔 익스팬더(beam expander)(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 가로지른 후 조명시스템(일루미네이터)(IL)으로 전해지게 된다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외측 및/또는 내측 반경크기(통상, 각각 외측-σ 및 내측-σ라고 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함할 수 있다. 또한, 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 기타 구성요소를 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)상에 부딪치는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, (예를 들어, 간혹 방사원(LA)이 수은램프인 경우처럼) 상기 방사원(LA)이 리소그래피 투영장치의 하우징내에 놓일 수 있지만, 상기 방사원이 리소그래피 투영장치와 멀리 떨어져서 그것이 생성한 방사선 빔이 (예를 들어, 적절한 지향 미러에 의해) 상기 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 엑시머 레이저인 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이러한 시나리오 모두를 포함한다.

그 결과, 빔(PB)이 마스크 테이블(MT)상에 유지되는 마스크(MA)를 거친다. 상기 마스크(MA)에 의해 선택적으로 투과된 빔(PB)은 투영시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔(PB)을 포커싱한다. 제2위치결정수단(PW)(및 제2간섭계측정수단(IF2))에 의해, 기판 테이블(WT)은 예를 들어, 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)가 위치되도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치 결정수단(PM)은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후 또는 스캐닝하는 동안 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 장행정 모듈(long-stroke module)(대략 위치결정) 및 단행정 모듈(short-stroke module)(미세 위치결정)에 의해 행해질 것이다. 그러나, (스텝-앤드-스캔 장치와는 대조적으로) 웨이퍼 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단행정 액추에이터에만 연결될 수 있거나, 또는 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다.

도시된 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되고, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)상으로 투영된다. 그런 다음, 기판 테이블(WT)이 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어, 상이한 타겟부(C)가 빔(PB)에 의해 조사될 수 있다; 그리고

2. 스캔 모드에서, 소정의 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는, 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 대신에, 마스크 테이블(MT)이 ν의 속도로 소정 방향(소위 "스캐닝 방향", 예를 들어 Y 방향)으로 이동될 수 있어, 투영빔(PB)이 마스크 이미지 전체를 스캐닝하게 되고, 이와 함께 기판 테이블(WT)이 V=Mv의 속도로 동일한 방향 또는 반대 방향으로 동시에 이동되며, 여기서 M은 렌즈(PL)의 배율(통상, M=1/4 또는 M=1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨 어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

도 2는 펠리클이 있는(fitted) 레티클의 단면도를 개략적으로 나타낸다.

레티클(RE)은 지지체(B1), 패턴평면(CP), 펠리클 프레임(PF) 및 펠리클(TP)를 포함한다. 이 경우, 패턴평면(CP)은 지지체(B1) 표면의 일부분상에 위치된 패터닝된 층으로 이루어진다. 펠리클 프레임(PF)는 지지체(B1)상에 위치되고, 패터닝된 층과 같은 패턴평면(CP)를 둘러싼다. 펠리클(TP)은 입자 등의 오염으로부터 패턴평면(CP)을 보호하기 위해 패턴평면(CP)으로부터 변위된 펠리클 프레임(PF)상에 위치된다. 펠리클(TP)은 방사선에 대해 투과성이고, 그리고 방사선에 의한 감쇠를 방지하는 재료를 포함한다. 이러한 재료는 당업자에 의해 공지된 바와 같은 유리 합성물일 수 있다.

도 3은 레티클 평면상에 생성된 광선경로의 펠리클에서의 광학굴절의 영향을 개략적으로 나타낸다. 도 3에서는, 도 2에 도시된 레티클(RE)의 일부분이 도시되어 있다.

펠리클(TP)에 의한 굴절이 투과성 레티클(RE)에 대해 설명될 것이다. (예를 들어, 157 또는 126㎚의 (D)UV에서), 화살표(Rad)로 도시된 방사선의 입사하는 빔은 레티클(RE)의 패턴평면(CP)을 향한다. 패턴평면(CP)상에 입사하는 빔은 개략적으로 제1출사빔(BM1) 및 제2출사빔(BM2)으로 국부적으로 회절된다.

입사하는 빔(BM1)의 광학경로는 펠리클(TP)의 제1위치(Q1)에 진입한다. 펠리클(TP)이 Q1에 진입함에 따라, 빔(BM1)은 굴절되고 빔이 펠리클(TP)을 나오는 Q2로 경로 BM1"를 따라 가로지르며, 그리고 펠리클(TP)이 제자리에 있는 경우 레티클의 패턴평면에 일치하는 그것의 초점평면을 가지도록 배치되는 투영시스템(PL)(여기에 도시되지 않음)으로 경로 BM1"'을 따라 지속된다.

제2출사빔(BM2)이 경로 BM2를 따라 펠리클(TP)의 R1으로 진입하고, 펠리클 재료에서 굴절되며, 경로 BM2"를 따라 펠리클을 가로지르고, R2에서 나오며, 또한 경로 BM2"'를 따라 투영시스템(PL)으로 지속된다.

펠리클(TP)에서의 굴절(방사선의 파장에 대해 그것의 굴절률이 주어짐)로 인해, 패턴평면(CP)의 이미지의 가상 z-오프셋(z-시프트)(Z)이 발생한다. 외관상으로, 빔(BM1 및 BM2)이 각각 가상경로 BM1' 및 BM2'를 따르므로, 펠리클(TP)은 실질적으로 위치된 위치에 보다 근접한 거리 Z에 위치된 가상 패턴평면(CPV)에 교차한다. 투영시스템의 초점평면이 레티클의 패턴평면(CP)과 일치하도록 배치되기 때문에, 펠리클이 있는 레티클로부터 펠리클이 없는 레티클로의 변화(또는 그 반대)는 기판(W)의 타겟부(C)상에 포커싱되는 패턴 이미지를 얻기 위해 투영시스템(PL)의 초점평면에 대해 레티클의 z-위치변화를 필요로 한다.

통상적으로, 800㎛의 두께, 157㎚의 방사선 파장, 용융된 실리카와 같은 펠리클 재료의 굴절률 및 임계각 이상의 방사선 빔(BM1, BM2)의 입사빔을 갖는 펠리클(TP)에 대해, 펠리클(TP)이 있는 레티클과 펠리클이 없는 레티클이 교환될 때의 초점을 복구하기 위해 312㎛ 정도의 시프트가 요구된다. 펠리클(TP)에 대한 파라미터의 또다른 조합에 대해서는 요구되는 시프트가 당업자에게 공지된 바와 같이 그에 따라 변화될 것이다.

본 발명의 일실시예에 따라, 레티클의 z-위치를 비교적 빨리 적응시키는 수 단은 예를 들어, 펠리클이 없는 레티클에 대해 펠리클이 있는 레티클을 교환하도록, 그리고 그 반대가 되도록 제공된다. 이것이 타겟부(C)에서의 투영평면에 대해 리소그래피 투영장치를 재캘리브레이션하는 추가적인 주요 수고를 요구할 것이기 때문에, 전체로서의 투영시스템의 위치가 이러한 목적으로 변화되지 않아야 한다는 것에 주의하라.

도 4는 펠리클이 없는 레티클(RE1)에 대한, 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치의 제1실시예를 나타낸다.

도 4에 도시된 리소그래피 투영장치는 투과형이다. 화살표(Rad)로 도시된 바와 같이, 조명시스템(여기에 도시되지 않음)은 레티클의 방향으로 방사선을 지향시킨다.

리소그래피 투영장치는 베이스 프레임(BF), 레티클-스테이지 모듈(RSMF), 투영시스템(PL), 조정수단(PLAM), 및 웨이퍼-스테이지 모듈(WSMF)을 포함한다.

베이스 프레임(BF)은 웨이퍼-스테이지 모듈(WSMF)을 지지한다. 웨이퍼-스테이지 모듈(WSMF)은 웨이퍼 스테이지(WT)상에 지지된 웨이퍼를 위치결정하는 장행정 웨이퍼-스테이지 모듈(WSLS) 및 단행정 웨이퍼-스테이지 모듈(WSSS)를 포함한다. 단행정 웨이퍼-스테이지 모듈(WSSS)는 장행정 웨이퍼-스테이지 모듈(WSLS)에 의해 지지되어, 웨이퍼 스테이지(WT)의 미세위치결정 및 개략위치결정의 결합동작이 이루어지도록 한다.

또한, 진동으로부터 투영시스템(PL)을 분리하는 조정수단(PLAM)이 베이스 프레임(BF)상에 위치된다. 조정수단(PLAM)의 최상부에는, 웨이퍼 스테이지(WT)상에 지지된 웨이퍼의 타겟부상의 패턴 이미지를 투영하기 위해 투영시스템(PL)이 웨이퍼-스테이지 모듈(WSMF) 위에 위치된다.

또한, 레티클-스테이지 모듈(RSMF)이 베이스 프레임(BF)상에 지지된다. 레티클-스테이지 모듈(RSMF)은 마운트(RSM), 지지 프레임(RSF), 장행정 모듈(RSLS), 단행정 모듈(RSSS), 및 레티클 스테이지(MT)를 포함한다. 명확히 하기 위해, 상기 장행정 모듈(RSLS) 및 단행정 모듈(RSSS)은 이후에 장행정 레티클-스테이지 모듈(RSLS) 및 단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS)로 언급된다.

상기 마운트(RSM)는 베이스 프레임(BF)상에 위치된다. 지지 프레임(RSF)은 마운트(RSM)의 최상부상에 제공된다. 명백히 하기 위해, 여기서도 상기 마운트(RSM) 및 상기 지지 프레임(RSF)은 이후에 레티클-스테이지 마운트(RSM) 및 레티클-스테이지 지지 프레임(RSF)으로 언급된다.

단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS) 및 장행정 레티클-스테이지 모듈(RSLS)은 지지 프레임(RSF)상에 지지되고, 여기서 레티클 스테이지(MT)의 미세위치결정 및 대략위치결정의 결합동작이 이루어지도록 하기 위해 단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS)은 장행정 레티클-스테이지 모듈(RSLS) 내에 위치된다. 레티클(RE1)은 단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS)에 의해 운반되는 레티클 스테이지(MT)상에 위치된다.

도 4에서, 펠리클(TP)이 없는 레티클(RE1)이 레티클 스테이지(MT)상에 위치된다. 투영시스템(PL)은 패턴평면(CP)상에 그것의 초점평면을 가지도록 배치된다.

도 5는 펠리클(TP)(도시되지 않음)이 있는 레티클(RE2)에 대한, 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치의 제1실시예를 나타낸다.

도 5에서, 펠리클(TP)(도시되지 않음)이 있는 레티클(RE2)이 레티클 스테이지(MT)상에 제공된다. 투영시스템(PL)은 여전히 패턴평면(CP)상에 그것의 초점평면을 가지도록 배치된다. 본 발명의 제1실시예에 따라, 펠리클(TP)에 의해 야기되는 가상 z-오프셋은 레티클 스테이지(MT)와 레티클(RE2) 사이에 스페이서 장치(SPC)를 도입함으로써 보상된다.

얇은 스페이서 장치(SPC)는 스페이서 장치가 레티클의 경계부에 위치되는 개별적인 인서트로서 배치될 수 있다. 또한, 스페이서 장치(SPC)는 고정된 위치에서 레티클(RE2)에 부착될 수 있다.

상이한 펠리클을 이용하기 위해, 스페이서 장치의 변화하는 크기가 제공될 수 있다. 대안적으로, 스페이서 장치는 조정가능할 수 있다. 적절한 스페이서 장치는 검출(예를 들어, 레티클 바코드 정보로부터 펠리클 크기를 측정함)에 의해 결정될 수 있다.

스페이서 장치(SPC)가 마스크 핸들링 시스템에 의해 자동화된 방식으로 핸들링될 수 있는 것이 바람직한데, 그 이유는 레티클(RE2)에 대한 스페이서 장치(SPC)가 통상적으로 생산단계 중의 리소그래피 장치의 동작동안 요구되기 때문이다. 펠리클의 존재여부의 검출은 이후에 보다 상세하게 기술된다.

대안적으로, 테스트 절차동안 스페이서 장치(SPC)가 구비되는 것이 고려된다(즉, 펠리클(TP)이 장착된 레티클(RE2)의 패턴평면(CP)에 일치하는 그것의 초점평면을 가지도록 투영시스템(PL)이 배치된다). 이런 경우, 스페이서 장치(SPC) 는 펠리클(TP)이 없는 레티클(RE1)이 투영시스템(PL)에 보다 근접하게 위치되는 방식으로 배치된다.

리소그래피 투영장치에 대한 주요한 수정이 이런 경우에 필요하지 않음을 유념해야 한다. 가능하게는, 마스크 라이브러리로/로부터 레티클(RE1, RE2)의 자동화된 이송을 핸들링하기 위해 얼마간의 수정이 필요할 수 있다. 펠리클이 있는 레티클에 대해 펠리클이 없는 레티클로 교환하는 것, 그리고 그 반대의 것이 비교적 드물게 발생할 수 있는 몇몇 경우에, 투영시스템(PL)의 초점평면에 대한 패턴평면의 적응이 스페이서 장치(SPC)의 수동 장착/탈착에 의해 행해질 수 있음이 고려될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치의 제2실시예를 나타낸다.

도 6에서, 단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS)에 의해 옮겨진 레티클 스테이지(MT)상에 펠리클(TP)(도시되지 않음)이 있는 레티클(RE2)이 제공된다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 투영시스템(PL)의 광학설정을 조정하는 조정 디바이스(OS)에 의해 펠리클(TP)에 의해 야기된 z-오프셋이 보상된다. 상술된 바와 같이, 투영시스템(PL)은 복수의 광학요소의 배열일 수 있으며, 본 실시예에서는 단지 세개의 요소(EL1, EL2, EL3)에 의해 개략적으로 도시되어 있다. 예를 들어, 하나 이상의 광학 구성요소(EL1, EL2, EL3)의 위치를 투영시스템(PL)의 광학축(OA)을 따라 서로에 대해 상대적으로 설정함으로써, 조정 디바이스(OS)는 투영시스템의 광학설정을 조정할 수 있다. 광학설정을 변경함으로써, 초점평면이 패턴평면(CP)과 일치되도록 하는 방식으로 투영시스템(PL)의 초점평면이 수정될 수 있다(도 3 참 조).

펠리클(TP)이 있는 레티클(RE2)이 펠리클이 없는 레티클(RE1)과 교환될 때, 그리고 그 반대로 될 때, 역시 투영시스템(PL)의 초점평면이 레티클(RE1)의 패턴평면(CP)과 일치되도록, 그리고 그 반대로 되는 방식으로 투영시스템(PL)의 광학설정이 변경된다. 본 실시예는 비텔레센트릭 투영시스템에서 특히 유용한데, 그 이유는 비텔레센트리서티가 존재하는 경우에는 레티클-스테이지 모듈의 일부분의 위치의 적응에 의한 펠리클에 대한 보상으로 인하여, 투영시스템의 광학설정을 조정함으로써 상술된 바와 같이 보정될 수 있도록 하는 것이 바람직한 추가적인 보다 낮은 차수수차가 도입되기 때문이다.

예를 들어, 센서에 의해(여기에 도시되지 않음) 펠리클의 존재여부를 검출한 후에, 광학설정의 변경이 발생한다. 검출에 응답하여, 조정 디바이스(OS)에 의해 광학설정이 수정된다. 당업자에게 공지된 가능한 어떤 방식으로(예를 들어, 펠리클이 없는 레티클에 대한 제1광학설정을 위한 광학요소(EL1, EL2, EL3)의 소정의 일 구성으로부터 펠리클이 있는 레티클에 대한 제2광학설정을 위한 또다른 소정의 구성으로의 변경에 의해) 광학설정의 수정이 행해진다. 몇몇 광학이론을 이용하는 연산에 의해, 새로운 광학설정이 얻어질 수도 있다. 또한, 몇몇 (광학) 마커의 검출, 또는 그것의 변경에 의해, 광학요소(EL1, EL2, EL3)의 구성이 적응될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 광학설정의 조정을 달성하기 위해 더미 펠리클로 작용하는 광학요소를 포함하는 셔터(TPL)가 투영시스템(PL)의 최상부에 제공된다. 광학경로에 셔터(TPL)를 삽입하거나 폐쇄함으로써, 투영시스템(PL)을 위한 z-오프셋 보 정이 생성될 수 있다. 본 실시예의 장점은 패턴평면과 기판 사이의 투영시스템의 광학축을 따르는 광학경로길이가 펠리클이 있는 레티클(RE2) 또는 펠리클이 없는 레티클(RE1)의 사용에 독립적인 일정한 광학경로길이라는 것이다. 두가지 모든 경우에 광학경로길이는 펠리클을 통한 경로길이 및 투영시스템을 통한 경로길이를 포함한다. 이는, 투영시스템의 공칭설계에서의 최적 수차 보정, 및 그에 따른 장치의 최적 리소그래피 묘화성능을 가능하게 한다. (사용시 패터닝된) 레티클의 투영빔 다운스트림에 의해 가로질러진 경로내에, 투영시스템의 광학축을 따르는 그것의 광학경로길이를 그것의 두께변화에 의해 조정하도록 구성 및 배치된 경로길이-보상 광학 시스템을 배치함으로써, 여기에 기술된 바와 같은 일정한 광학 경로길이가 얻어질 수도 있다. 예를 들어, 경로길이-보상 시스템은, 도 10에 도시된 바와 같이 두개의 투과성 요소(100, 103) 사이에 액체층(102)을 포함할 수 있고, 그것에 의해 투과성 요소들은 서로서로에 관해 광학축(110)을 따라 이동될 수 있다. 펠리클(TP)이 없는 레티클(RE1)의 사용으로부터 펠리클(TP)이 있는 레티클(RE2)의 사용으로 스위칭될 때, 경로길이-보상 시스템의 두께는 상기 펠리클의 존재를 보상하도록 감소된다. 그리고, 그와 반대로, 펠리클(RE2)의 사용이 펠리클(RE1)의 사용으로 스위칭될 때, 경로길이-보상 시스템의 두께는 상기 펠리클(TP)의 부재를 보상하도록 증가된다. 동일한 광학 경로길이를 유지하기 위해 요구되는 후자의 두께증가는 도 10에서 T로 표시된다. n_pel 및 t_pel이 굴절률 및 펠리클의 두께이고, n_liq가 액체층(102) 의 굴절률이면, 다음과 같은 경우에 광학 경로길이가 유지된다.

투과성 요소는, 단순하고 비용효율이 높은 구조체를 제공하는 평면 평행 플레이트로 구현될 수 있다. 그러나, 상기 요소의 형상은 원칙적으로 자유롭고, 예를 들어 구형 표면 및/또는 비구면 표면들을 포함할 수 있다.

두께가 가변하는 액체층의 사용은, 펠리클의 두께 변화를 흉내내는(mimicking) 추가적인 유연성 또는 대응하는 상이한 펠리클의 상이한 두께를 보상하는 추가적인 유연성을 제공한다. 더미 (고형의) 펠리클은 이러한 유연성을 제공하지 않는다.

액체필름의 또다른 장점은, 액체필름 두께변화를 도입함으로써 전반적인 두께 변화가 보상될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 요소(100, 103)는 서로에 대해 기울어질 수 있다. 따라서, 이러한 자유도는 예를 들어, 보상이 제공되는 펠리클의 쐐기 에러를 흉내내도록 사용될 수 있고, 또는 예를 들어 어떠한 잔여 코마수차를 보상하기 위해 사용될 수 있다.

전체로서의 투영시스템(PL)의 위치가 광학설정의 조정동안 변경되지 않는 것이 바람직하다는 것이 주목된다.

도 7은 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치의 제3실시예를 나타낸다.

도 7에서, 펠리클(TP)(도시되지 않음)이 있는 레티클(RE2)은, 단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS)에 의해 운반되는 레티클 스테이지(MT)상에 제공된다.

제3실시예에 따르면, 펠리클(TP)에 의해 야기되는 z-오프셋은, z-오프셋 방 향으로 레티클 스테이지(MT) 및 단행정 모듈(RSSS)을 포함하는 레티클-스테이지 모듈(RSMF)의 일부분의 위치를 조정함으로써 보상된다. 투영시스템 및 사용되는 레티클 사이의 거리는 단행정 모듈(RSSS)의 위치변화으로 인해 변화된다. 투영시스템의 광학설정 및 웨이퍼에 대한 그것의 위치는 불변으로 남을 수 있지만 가상 시프트를 보상하기 위해 사용되는 추가 파라미터로서 동일하게 사용될 수 있다. DVU 방사선을 가지고 사용하기에 적절한 리소그래피 투영장치를 구비함으로써, 투영빔이 가로지르는 장치내부 공간은 상기 방사선(예를 들어, 환경의 공기와 대조를 이룸)에 대해 실질적으로 투과성인 퍼지가스를 이용하여 퍼지될 수 있다. 도 8에서는, 퍼지되는 공동(82 및 83)의 일부분을 형성하는 벽요소(88)의 실시예가 도시되어 있다. 공동(82 및 83)은 레티클(RE2)에 인접한다. 벽요소(88)는 마운팅 요소(89)를 사용하여 단행정 모듈(RSSS)에 연결된다. 벽요소(88)는, 퍼지갭(840, 850, 860 및 870)을 형성하도록 레티클 스테이지(MT)에서 약간 벗어나 위치된다. 공동(83 및 84)에서의 퍼지가스의 과도한 압력으로 인해, 대응하는 퍼지가스 흐름방향(84, 85, 86 및 87)으로 퍼지갭(840, 850, 860 및 870)에서 외부방향으로의 퍼지가스 흐름이 발생한다. 여기서, 퍼지가스 흐름방향(84, 85, 86 및 87)에 수직인 방향을 따르는, 대응하는 퍼지갭(840, 850, 860 및 870)에서의 크기가 실질적으로 대응하는 퍼지갭을 관통하는 퍼지가스의 유속을 결정한다. 본 발명의 장점은, 레티클 스테이지(MT)와 벽요소(88) 사이의 하나 이상의 퍼지갭(840, 850, 860 및 870)의 크기가, 보상기에 의해 제공되는 바와 같이, 레티클 스테이지(MT), 단행정 모듈(RSSS) 및 단행정 액추에이터/가이더(81)를 포함하는 시스템의 광학축을 따르는 위치의 적응에 독립적 이라는 것이다. 하나 이상의 퍼지갭(840, 850, 860 및 870)을 관통하는 퍼지가스의 유속이 상기 크기에 직접적으로 관련되기 때문에, 퍼지갭의 상기 크기의 제어는 중요하다. 퍼지갭을 좁히면 상기 유속이 감소되고, 퍼지갭을 넓히면 상기 유속이 증가한다. 특히, 감소된 유속에서, 예를 들어 공동(82 및 83)을 가로지르는 투영빔의 경로를 따르는 투과가 허용오차를 벗어나도록 할 수 있는 공동(82 및 83)으로의 (공기와 같은) 주위가스의 확산이 발생할 수 있다. 본 실시예에서, 이 가능성은 효과적으로 방지된다; 어떠한 레티클에 대해서도, 그리고 상기 z-오프셋의 어떠한 보상에 대해서도, 퍼지갭(840, 850, 860 및 870)의 크기는 기계적으로 고정된다.

제3실시예에 따르는 레티클-스테이지 모듈(RSMF)은, 설치된 레티클의 펠리클(TP)의 존재를 측정하기 위한 하나 이상의 센서(S1) 및 액추에이터(AR)를 포함한다. 상기 액추에이터(AR)는, 레티클-스테이지 모듈의 일부분의 위치를 적응시키도록 구성 및 배치된 보상기의 일부분이다.

본 실시예에서, 투영시스템(PL)의 초점평면에 대해 z-오프셋 방향으로 레티클의 패턴평면의 위치변화를 보상하는 액추에이터(AR)의 작용에 의해 레티클-스테이지 지지 프레임(RSF)이 이동될 수 있도록 액추에이터(AR)가 마운트(RSM)와 지지 프레임(RSF) 사이에 제공될 수 있다. 이 실시예는 리소그래피 투영장치를 스캐닝하는데 유리하고, 리소그래피 투영장치의 스캐닝을 위해 퍼지되는 공동(82 및 83)의 실시예는 도 9에 개략적으로 도시되어 있다. 단행정 모듈을 이용하여 스캐닝되는 동안에 이동되는 벽요소(88)와 마운팅 요소(980)를 통해 지지 프레임(RSF)에 기계적으로 연결되는 벽요소(98) 사이에, 퍼지갭(940, 950, 960, 970)이 있다. 대응하 는 외부방향으로의 퍼지가스 흐름(94, 95, 96 및 97)이 도시되어 있다. 상술된 바와 같이, 이들 퍼지갭의 크기 제어가 요구된다. 본 실시예에서, 퍼지갭(940, 950, 960, 970)의 크기는, 도 8에서의 대응하는 요소에 추가하여, 마운팅 요소(980), 장행정 모듈을 단행정 모듈로 연결하는 마운팅 요소(911) 및 장행정 모듈(RSLS)의 스캐닝 동작을 가이드하는 가이드(91)를 통해 기계적으로 고정된다. 지지 프레임(RSF), 장행정 모듈(RSLS), 단행정 모듈(RSSS) 및 마스크 테이블(MT)을 포함하는 전체 조립체의 z-위치를 적응시킴으로써, 모든 레티클에 대해, 그리고 상기 z-오프셋의 모든 보상에 대해, 퍼지갭(940, 950, 960 및 970)의 크기가 기계적으로 고정된다. 유연성 벽(92 및 93)을 사용함으로써 투영시스템(PL) 및 조명시스템(IL)의 위치에 영향을 미치는 것 없이, 이러한 적응이 가능하다.

예를 들어, 지지 프레임(RSF)과 장행정 레티클-스테이지 모듈(RSLS)사이, 장행정 레티클-스테이지 모듈(RSLS)과 단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS)사이, 그리고 단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS)과 레티클 스테이지(MT)사이와 같은 다양한 여타의 위치들에 액추에이터(AR)를 설치하는 것이 가능하다. 퍼지갭(940, 950, 960 및 970)의 크기를 실질적으로 일정하게 유지하기 위해 개별적인 액추에이터를 사용하여 벽요소(98)를 이동시키는 것도 가능하다.

레티클(RE2)의 상대적인(또는 필요한 경우에는, 절대적인) 위치를 측정하는 센서(S1)가 레티클-스테이지 지지 프레임(RSF)상에 및/또는 단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS)상에 제공되는 것이 바람직하다(도 7에서, 센서(S1)는 단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS)과의 연결만을 도시되어 있다). 대안적으로, 센서(S1) 는 투영렌즈 프레임상에 제공될 수 있다.

또한, 액추에이터(AR) 및 센서(S1)는 각각 레티클-스테이지 모듈(RSMF)의 적어도 일부분의 이동을 제어하기 위해 신호처리모듈(SPM)에 연결된다.

사용시, 액추에이터(AR)에 의해 생성된 이동은 센서(S1)에 의해 측정된다. 센서로부터의 신호는, 입력 신호와 신호처리모듈(SPM)에 연결된(또는 임베디드된) 메모리내에 저장된 소정의 z-오프셋값을 표현하는 기준신호와 비교하도록, 그리고 상기 비교결과에 근거하여 액추에이터의 이동을 제어하도록 배치되는 신호 처리 모듈(SPM)에 대한 입력으로 사용된다. 신호처리모듈(SPM)은 디지털 처리 디바이스, 아날로그 처리 디바이스, 또는 컴퓨터에 의해 실행가능한 소프트웨어 모듈로서 구현될 수 있다.

액추에이터(AR)는 공기의 두가지 상태 조정, 즉 스테퍼 모터 또는 서버 모터에 의한 연속적인 조정을 제공하도록 배치될 수 있고, 액추에이터의 각 형태는 그것의 개별적인 제어를 갖추고 있다.

레티클을 가지고 있는 펠리클의 존재를 감지할 수 있는 센서의 기타 형태가 본 발명에 적용될 수 있다. 센서(S1)는 레티클상의 바코드를 읽기 위해 바코드 리더를 포함할 수도 있고, 상기 코드로부터 펠리클의 존재여부가 얻어질 수 있다. 또한, 센서(S1)는 레티클의 하중으로부터 펠리클의 존재여부를 얻는 하중센서로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 이러한 하중센서는 단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS)에 통합될 수 있다. 또한, 센서(S1)는, 단행정 레티클-스테이지 모듈(RSSS)과 접촉하는 한편, 레티클을 포커싱하는 수고의 결과를 레티클 스테이지(MT)의 정렬절차동 안 결정하는 광학센서로서 제공될 수 있다. 포커싱 절차의 결과는 광학센서가 펠리클의 존재여부에 대해 얻는 정보를 결정한다. 이러한 센서는, 레티클-스테이지 모듈(RSMF)의 적어도 일부분을 이동시키는 경우 액추에이터(AR)의 제어를 제공할 수 있다.

제2실시예 및 제3실시예에서, 펠리클이 없는 레티클(RE1) 또는 펠리클(TP)이 있는 레티클(RE2)의 존재여부의 자동감지가 추가적인 센서 시스템(S3)에 의해 행해질 수 있는 것이 바람직하고, 단지 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 센서 시스템(S3)은, 펠리클이 있는 레티클(RE2) 또는 그것이 없는 레티클(RE1)의 검출에 근거한 자동화된 방식으로 투영시스템(PL) 및 레티클-스테이지 모듈(RSMF) 각각의 조정을 제어하도록 배치된 추가 신호처리모듈(SPM2)에 연결될 수 있다.

제3실시예에서, 또한 센서 시스템(S3)의 신호에 의존하여 액추에이터(AR)를 제어하기 위해 추가 신호처리모듈(SPF2)이 신호처리모듈(SPM)에 연결되는 것이 바람직하다.

제2실시예에서, 추가 신호처리모듈(SPM2)은, 투영시스템(PL)의 광학축(OA)에 따라 서로에 대해 하나 이상의 광학 구성요소(EL1, EL2, EL3)의 위치를 설정함으로써, 투영시스템의 광학설정을 조정하기 위해 조정수단(OS)에 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 조정 수단(OS)이 투영시스템(PL)의 광학설정의 소정 변화에 대해 야기되는 광학 요소의 개별적인 형상을 수정하기 위해 배치되는 것도 가능하다.

대안적으로, 제3실시예의 경우에, 센서 시스템(S3)은 이미 존재하는 신호 처리 모듈(SPM)에 직접적으로 연결될 수도 있다. 또한, 대안적으로, 센서(S1)가 펠리 클이 없는 레티클(RE1) 또는 펠리클(TP)이 있는 레티클(RE2)의 존재여부를 감지하기 위해 제공될 수도 있다.

제2실시예 및 제3실시예에서, 어떤 경우에는 펠리클의 존재여부와 관계되는 리소그래피 투영장치의 자동화된 적응이 필요하지 않을 수 있다. 이러한 경우에, 투영시스템(PL)의 초점평면에 대한 패턴평면의 적응은, 예를 들어 조정 디바이스(OS), 셔터(TPL) 및/또는 액추에이터(AR) 등의 각각의 요소의 수동제어에 의해 행해질 수도 있다.

본 발명의 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 기타 대안적이고 등가적인 실시예가 고안될 수 있고 실행될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해서만 제한된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 리소그래피 투영장치내의 펠리클이 있는 레티클과 펠리클이 없는 레티클 사이의 교환을 위한 수고를 줄이는 효과가 있다.

Claims (13)

1. - 원하는 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝 수단을 지지하는 지지 구조체 및 상기 지지 구조체를 미세-위치결정하는 단행정 모듈을 포함하는 레티클-스테이지 모듈;

   - 기판을 유지하는 기판 테이블; 및

   - 상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영하고, 광학축을 가지는 투영시스템을 포함하여 이루어지는 리소그래피 투영장치에 있어서,

   상기 패터닝 수단의 펠리클로 인한 상기 패터닝 수단의 패턴평면의 가상시프트를 보상하기 위해 상기 광학축을 따라 상기 레티클-스테이지 모듈의 일부분의 위치를 적응시키도록 구성 및 배치된 보상기를 더 포함하며, 상기 레티클-스테이지 모듈의 일부분은 적어도 상기 단행정 모듈 및 상기 지지 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 레티클-스테이지 모듈의 상기 일부분은, 상기 패터닝 수단을 개략적으로 위치결정하는 장행정 모듈 및 상기 장행정 모듈을 지지하는 지지 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 가상 시프트는, 상기 펠리클의 두께 및 상기 투영빔의 파장의 하나 이상에 종속하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 보상기는, 상기 광학축을 따라 상기 패턴평면의 상기 위치를 적응시키는 스페이서 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 보상기는, 상기 투영시스템을 조정하여 그것의 초점평면의 위치가 상기 패턴평면에 일치하도록 적응시키는 조정 디바이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 조정 디바이스는, 상기 투영시스템의 또다른 광학 요소에 대해, 상기 투영시스템의 하나의 광학요소의 위치를 수정함으로써 상기 투영시스템의 초점평면을 조정하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
7. 제5항에 있어서,

   상기 조정 디바이스는, 상기 투영시스템의 상기 초점평면이 보정되도록 하기 위해, 더미 펠리클로 작용하는 투과성 재료층을 상기 광학경로에 배치함으로써 상 기 투영시스템의 초점평면을 조정하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
8. 제5항에 있어서,

   상기 조정 디바이스는, 상기 투영시스템의 상기 초점평면이 보정되도록 하기 위해, 더미 펠리클로 작용하는 광학요소를 상기 광학경로에 배치함으로써 상기 투영시스템의 초점평면을 조정하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 보상기는, 상기 광학축을 따라 상기 패턴평면의 상기 위치를 적응시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 장치는 상기 패턴평면의 상기 위치를 검출하도록 구성 및 배치된 센서를 포함하고, 상기 액추에이터는 상기 펠리클의 존재여부에 응답하여 상기 패턴평면의 상기 위치를 조정하도록 구성 및 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
11. 제9항에 있어서,

    상기 장치는 펠리클의 존재여부를 검출하도록 구성 및 배치된 추가 센서를 포함하고, 상기 액추에이터는 상기 추가센서에 의해 검출된 펠리클의 존재여부에 응답하여 상기 패턴평면의 상기 위치를 조정하도록 구성 및 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
12. - 원하는 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝 수단을 지지하는 지지 구조체 및 상기 지지 구조체를 미세-위치결정하는 단행정 모듈을 포함하는 레티클-스테이지 모듈;

    - 기판을 유지하는 기판 테이블; 및

    - 상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영하고, 광학축을 가지는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치를 사용하는 디바이스 제조방법에 있어서,

    - 방사선감응재에 의해 적어도 부분적으로 도포된 기판을 제공하는 단계;

    - 방사선시스템을 사용하여, 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

    - 패터닝 수단을 사용하여, 상기 투영빔에 그 단면패턴을 부여하는 단계; 및

    - 투영시스템을 사용하여 상기 방사선감응재층의 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하여 이루어지고,

    상기 광학축을 따라 상기 레티클-스테이지 모듈의 일부분의 위치를 적응시켜 상기 패터닝 수단의 펠리클로 인한 상기 패터닝 수단의 패턴평면의 가상 시프트를 보상하도록 하는 단계를 더 포함하며, 상기 레티클-스테이지 모듈의 일부분은 적어도 상기 단행정 모듈 및 상기 지지 구조체를 포함하는 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 투영시스템을 조정하여 그것의 초점평면의 위치가 상기 패턴평면에 일치하도록 적응시켜 상기 가상 시프트를 보상하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.

Images