KR100585476B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 리소그래피 투영장치에서는, 투영시스템의 최종 요소와 상기 리소그래피 투영장치의 기판테이블 사이의 공간을 시일부재가 둘러싼다. 상기 공간내에 액체를 수용하기 위하여, 상기 시일부재와 상기 기판의 표면 사이에 가스시일부가 형성된다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 도시한 도면;

도 2는 본 발명의 제1실시예의 액체저장기(liquid reservoir)를 도시한 도면;

도 3은 본 발명의 제1실시예의 액체저장기의 부분 확대도;

도 4는 본 발명의 제2실시예의 액체저장기를 도시한 도면;

도 5는 본 발명의 제2실시예의 액체저장기의 부분 확대도;

도 6은 본 발명의 제3실시예의 액체저장기의 확대도;

도 7은 본 발명의 제4실시예의 액체저장기를 도시한 도면;

도 8은 본 발명의 제4실시예의 저장기의 부분 확대도;

도 9는 본 발명의 제5실시예의 액체저장기를 도시한 도면;

도 10은 본 발명의 제6실시예의 액체저장기를 도시한 도면;

도 11은 제6실시예의 시일부재의 밑바닥 평면도;

도 12는 제7실시예의 시일부재의 밑바닥 평면도;

도 13은 제7실시예의 액체저장기의 단면도;

도 14는 제8실시예의 액체저장기의 단면도;

도 15는 제9실시예의 액체저장기의 단면도;

도 16은 대안적인 제9실시예의 액체저장기의 단면도;

도 17은 제10실시예의 액체저장기의 단면도이다.

도면에서, 대응하는 참조부호들은 대응하는 부분을 가리킨다.

본 발명은,

- 방사선 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

- 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

- 기판을 잡아주는 기판테이블;

- 패터닝된 빔을 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템; 및

- 상기 기판 및 상기 투영시스템의 최종 요소 사이의 공간을 적어도 부분적으로 액체로 채우기 위한 액체공급시스템을 포함하여 이루어지는 리소그래피 투영장치에 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 또 는 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 압전작동수단을 채택하여 축에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 거울은 매트릭 스-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. 이 때 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, 예를 들어, 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 있으 며, 이 패턴은 이후에 방사선 감응재(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 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 단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광 후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처(imaged feature)의 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 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, 추 가 테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안, 1이상의 다른 테이블에서는 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.

기판 및 투영시스템의 최종 요소 사이의 공간을 채우기 위하여, 리소그래피 투영장치의 기판을 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 물 속에 담그는 것이 제안되어 왔다. 이것의 핵심은 보다 작은 피처의 묘화가 가능하다는 점에 있는데, 그 이유는 노광 방사선이 액체 내에서 보다 짧은 파장을 가지기 때문이다(액체의 효과가 시스템의 유효 NA를 증가시키는 것으로 볼 수도 있다).

하지만, 기판테이블을 액체에 가라앉히는 것은 스캐닝 노광시에 가속될 수 밖에 없는 큰 덩어리의 액체가 존재한다는 것을 의미한다. 이는 부가적인 또는 보다 출력이 센 모터를 필요로 하고, 액체내의 난류(turbulence)가 바람직하지 않으면서 예측불가능한 영향을 초래할 수도 있다.

리소그래피 투영장치내에 액체를 수용하는 것과 관련하여 몇 가지 어려움들이 있다. 예를 들면, 액체가 새어나오면 간섭계와 간섭함으로써, 또한 리소그래피 투영장치가 빔을 진공에서 유지시켜야만 한다면, 이러한 진공을 파괴함으로써 문제를 발생시킬 수 있다. 나아가, 적절한 사전대책을 세우지 않는다면, 상기 액체를 금새 다 써버릴 수도 있다.

침지(immersion) 리소그래피와 관련된 또 다른 문제로는 액체의 깊이를 일정하게 유지하는 것과 묘화위치로/로부터 즉 최종 투영시스템 요소 아래에서 기판들 을 이송하는 것이 어렵다는 것을 들 수 있다. 또한, (액체에 용해된 화학제에 의한) 액체의 오염 및 액체의 온도증가는 달성할 수 있는 묘화 품질에 악영향을 미친다.

어떠한 이유에서건 컴퓨터 고장이나 전원 고장 또는 장치의 제어 상실의 경우에는, 특히 투영시스템의 광학요소들을 보호하기 위한 단계들이 필요하다. 상기 장치의 기타 구성요소들 위로 액체가 쏟아지는 것을 피하도록 하는 단계들이 필요할 것이다.

만일 액체가 자유수면(free surface)을 가지는 액체공급시스템이 사용된다면, 상기 액체공급시스템에 가해진 힘으로 인한 자유수면에서의 물결파(wave)의 조성(development)을 피하도록 하는 단계들이 필요하다. 상기 물결파는 가동 기판으로부터 투영시스템으로 진동을 전달할 수 있다.

WO 99/49504호에는 투영렌즈와 웨이퍼 사이의 공간에 액체가 공급되는 리소그래피 장치가 개시되어 있다. 웨이퍼가 렌즈 밑에서 -X방향으로 스캐닝됨에 따라, 액체는 렌즈의 +X 측에서 공급되어 -X 측에서 수용된다.

본 발명의 목적은, 스테이지 이동시에 가속될 수 밖에 없는 액체의 체적을 최소화하면서, 기판과 투영시스템 사이의 공간을 상기 액체로 채우는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치를 제공하는 것이다.

상기 목적 및 기타 목적들은 서두에 언급된 본 발명에 따른 리소그래피 장치 로 달성되는데, 상기 리소그래피 장치는,

- 기판테이블 및 투영시스템의 최종 요소 사이 공간의 경계부의 적어도 일부분을 따라 연장되는 시일부재; 및

- 상기 시일부재 및 상기 기판의 표면 사이에 가스시일부를 형성하는 가스시일수단을 포함하는 액체공급시스템을 특징으로 한다.

따라서, 상기 가스시일수단은, 기판이 투영시스템 아래에서 이동할 때 예를 들면 스캐닝 노광시에, 액체가 기판과 투영시스템의 최종 요소 사이의 공간내에 수용되도록 시일부재와 기판 사이에 비접촉 시일부(non-contact seal)를 형성한다.

상기 시일부재는 폐쇄된 루프의 형태(원형, 직사각형 또는 기타 모양)로 상기 공간 주위에 제공될 수 있고, 또는 불완전한 형태 예를 들면 U자형이나 심지어는 단지 상기 공간의 일측을 따라 연장되는 형태일 수도 있다. 만일 시일부재가 불완전하다면, 기판이 투영시스템 아래에서 스캐닝됨에 따라 액체를 수용하도록 포지셔닝되어야 한다.

가스시일수단은 상기 시일부재를 지지하는 가스베어링이 바람직하다. 이것은 액체공급시스템의 동일한 부분이 기판 및 투영시스템의 최종 요소 사이의 공간에서의 액체의 베어링 및 시일링 양자 모두에 사용될 수 있어, 상기 시일부재의 복잡성과 중량을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한, 진공환경에서 가스베어링을 사용함으로써 얻어진 선행 경험의 도움을 받을 수도 있다.

상기 가스시일수단은 상기 기판에 대향하는 상기 시일부재의 표면에 형성된 가스유입구 및 제1가스유출구와, 가스를 압력하에 상기 가스유입구에 공급하는 수 단 및 상기 제1가스유출구로부터 가스를 추출하는 진공수단을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 가스유입구는 상기 제1가스유출구보다 상기 투영시스템의 광학축선으로부터 더욱 바깥쪽에 위치하는 것이 더욱 바람직하다. 이 경우, 가스시일부 내의 가스 흐름은 안쪽에 있으며, 상기 액체를 가장 효율적으로 수용한다. 이 경우, 가스시일수단은 기판에 대향하는 시일부재의 표면에 형성된 제2가스유출구를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2가스유출구는 상기 가스유입구의 양쪽에 형성되는 것이 좋다. 상기 제2가스유출구는 가스가 가스유입구로부터 시일부재를 둘러싸는 환경으로 새어나가는 것을 최소화한다. 따라서, 가스가 새어나가 간섭계들과 간섭하거나 또는 리소그래피 장치내의 진공을 저하시키는 위험이 최소화된다.

상기 액체공급시스템은 또한 기판 및 시일부재의 표면 사이의 간격 및/또는 기판의 최상면의 토포그래피(topography)를 측정하는 센서들을 포함할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 가스시일수단을 피드포워드 또는 피드백 방식으로 제어하여 기판 및 시일부재의 표면 사이의 간격을 변경하는데 제어수단이 사용될 수 있다.

상기 장치는 광학축선에 가장 가까운 표면의 에지 및 제1가스유출구 사이의 상기 시일부재의 상기 표면의 일부분의 레벨을 상기 표면의 나머지에 대하여 변화시키는 수단을 더 포함할 수 있다. 이는 공간내에 액체를 수용하는 압력이 유입구 아래의 압력에 관계없이 제어되도록 함으로써, 상기 공간내에 액체를 유지하는 힘의 균형을 깨지 않고도 기판 위쪽의 시일부재의 높이를 조정할 수 있다. 이것을 확실하게 하는 대안적인 방법은, 제1 또는 제2가스유출구 및 가스유입구 사이의 표면의 일부분의 레벨을 상기 표면의 나머지에 대하여 변화시키는 수단을 사용하는 것 이다. 이러한 3가지 시스템은 어떠한 조합으로도 사용될 수 있다.

상기 가스시일수단의 시일링 기능 및 베어링 기능을 분리시키는 대안적인 방법은, 상기 제1가스유출구보다 상기 투영시스템의 광학축선에 더 가까이 위치한 시일부재의 표면에 형성된 채널을 제공하는 것이다. 상기 채널내의 압력은 상기 공간내에 액체를 수용하도록 변경될 수 있는 반면, 상기 가스유입구 및 가스유출구들은 기판 위쪽의 시일부재의 높이를 변경하는데 사용될 수 있어, 그들은 단지 상기 시일부재를 지지하는데만 사용되며, 시일링 기능은, 만약 있다고 치더라도, 극히 작다.

또 다른 특징으로는, 가스 흐름을 가스유입구의 영역에 걸쳐 고르게 분포시키기 위하여 다공성부재를 상기 가스유입구 위쪽에 배치하는 것을 들 수 있다.

가스유입구 및 가스유출구들은 각각 상기 기판에 대향하는 상기 시일부재의 상기 표면내의 홈(groove)과, 이격된 위치에서 상기 홈으로 유도되는 복수의 도관을 포함하도록 형성되는 것이 좋다.

또한, 상기 시일부재 및 상기 가스시일수단의 안쪽으로 상기 기판의 표면 사이의 갭을 작게 하여, 모세관 작용으로 인하여 액체가 상기 갭으로 끌어당겨지고, 및/또는 상기 가스시일수단으로부터의 가스가 상기 공간으로 들어오는 것을 막는 것이 바람직하다. 시일부재 아래에서 액체를 끌어당기는 모세관 힘과 그것을 밀어내는 가스 흐름간의 균형은 특별히 안정한 시일부를 형성한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 기판과 투영시스템간의 왜란력(disturbance force)의 전달을 최소화하면서, 상기 기판과 투영시스템간의 공간을 액체로 채우는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치를 제공하는 것이다.

상기 목적 및 기타 목적들은 서두에 언급된 본 발명에 따른 리소그래피 장치로 달성되는데, 상기 리소그래피 장치는,

상기 공간이 덕트를 통해 액체저장기(liquid reservoir)와 연결된 액체내에 있고, 유체흐름방향에 직각인 평면에서의 상기 덕트의 최소 단면적이 적어도

인 것을 특징으로 하며, 여기서 △V 는 시간 t _min 이내에 상기 공간으로부터 제거되어야만 하는 액체의 체적이고, L 은 덕트의 길이이며, η는 상기 공간내 액체의 점도이고, △P _max 는 상기 최종 요소상의 허용가능한 최대압력이다.

상기 장치는, 액체를 완전히 가둘 수 있어 물결파의 조성을 위한 큰 자유수면을 가지지 않는다는 장점이 있다. 즉, 공간 또는 저장기가 최상부에서 에워싸여 있고 상기 저장기는 액체로 가득 채워져 있다. 이것은 주어진 시간(실험적으로 측정된 충격(crash) 시간)내에 덕트를 통해 흐를 수 있는 유체의 양이 충분히 커서, 상기 장치가 충격을 받을 때에 투영시스템의 최종 요소에 대한 손상을 피할 수 있기 때문인데, 그 이유는 상기 공간내의 압력이 손상을 입힐 수 있는 수준까지 증가되기 전에 덕트를 통하여 액체가 빠져나갈 수 있기 때문이다. 상기 액체는 시일부재가 최종 요소에 대하여 이동할 때 빠져나가야 하는데, 그렇지 않으면 최종 요소의 상기 시일부재로의 상대운동시에 상기 최종 요소에 가해진 유체정압이 최종 요소에 손상을 입힐 수 있다.

본 발명의 또 다른 형태에서는, 서두에 언급한 리소그래피 장치가 제공되는 데, 상기 장치는 액체공급시스템을 특징으로 하며, 상기 액체공급시스템은, 상기 액체공급시스템내의 액체의 최상면상에, 물결파의 조성을 억제하고 압력해제수단을 포함하는 억제수단을 더 포함한다.

이 경우, 물결파의 조성은 상기 억제수단이 액체의 최상면과 접촉함으로써 억제될 수 있다. 하지만, 액체는 충격을 받을 때에 여전히 공간으로부터 빠져나올 수 있어, 최종 요소에 손상을 입히지 않는다.

상기 억제수단을 제공하는 일 방법은, 유연한 멤브레인을 통하여 또는 대안적으로 공간내의 액체와 섞이지 않는 고점성 액체를 상기 공간내 액체의 최상면상에 배치시키는 것이다. 이들 각각의 경우에, 압력해제 기능은 억제수단의 유연성(flexibility)에 의해 제공된다.

본 발명의 또 다른 형태는,

- 적어도 부분적으로 방사선감응재의 층으로 덮힌 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 소정 패턴을 부여하는 단계;

- 방사선감응재 층의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

- 상기 투영하는 단계에서 사용된 투영시스템의 최종 요소 및 기판 사이의 공간을 채우기 위하여 액체를 제공하는 단계를 포함하여 이루어지고,

- 상기 공간의 경계부의 적어도 일부분을 따라 연장되는 시일부재 및 상기 기판의 표면 사이에 가스시일부를 형성하는 단계; 또는

- 덕트를 통하여 상기 공간과 액체 연결(liquid connection)된 액체저장기를 제공하는 단계; 및

- 상기 덕트가 액체의 흐름방향에 수직한 평면에서

의 최소 단면적을 가지도록 보장하는 단계(여기서, △V 는 시간 t _min 이내에 상기 공간으로부터 제거되어야만 하는 액체의 체적이고, L 은 덕트의 길이이며, η는 상기 공간내 액체의 점도이고, △P _max 는 상기 최종 요소상의 허용가능한 최대압력임);

또는

- 억제수단을 이용하여 상기 액체상의 물결파의 조성을 억제하고 상기 액체의 압력 해제를 허용하는 단계; 중 어느 하나를 특징으로 하는 디바이스 제조방법을 제공한다.

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) 자외선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.

본 발명의 실시예들은 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 단지 예시의 방법을 통하여 기술된다.

제1실시예

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

· 방사선(예를 들어, DUV방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템 (Ex, IL), (이 경우에는 특별히 방사원(LA)도 포함한다);

· 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크홀더가 마련되어 있고, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

· 기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판홀더가 마련되어 있고, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT);

· 기판(W)의 (예를 들어, 1이상의 다이를 포함하는)타겟부(C)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 굴절렌즈시스템)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (투과마스크를 구비한) 투과형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (반사마스크를 구비한) 반사형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상술된 바와 같은 형식의 프로그램가능한 거울배열과 같은 그 밖의 다 른 종류의 패터닝수단을 채택할 수도 있다.

상기 방사원(LA)은 방사선 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스팬더(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 이것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 여타의 다양한 구성요소들을 포함하고 있다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 도달하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 (흔히 예를 들어, 방사원(LA)이 수은램프인 경우에서 처럼) 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만, 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향 거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 대개 엑시머레이저인 경우이다. 본 발명과 청구 범위는 이들 시나리오를 모두 포함하고 있다.

이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀 있는 마스크(MA)를 거친다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)을 포커싱한다. 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 동안에, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 장행정모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 단행정모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔 장치와는 대조적으로) 웨이퍼 스테퍼의 경우에 마스크테이블(MT)이 단행정 액추에이터에만 연결되거나 또는 고정될 수도 있다.

도시된 장치는 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

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

- 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 이동 가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대 방향으로 동시에 이동하는데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 M=1/5)이다. 이러한 방식으로, 분해능을 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

도 2는 투영시스템과 기판스테이지 사이의 액체저장기(10)를 보여준다. 상기 액체저장기(10)는 유입/유출구 덕트(13)를 통하여 제공된 비교적 큰 굴절률을 가진 액체(11), 예를 들면 물로 채워진다. 상기 액체는 투영빔의 방사선이 대기 또는 진공에서보다 상기 액체내에서 보다 짧은 파장을 가지므로, 보다 작은 피처들이 분해가능하도록 하는 효과를 가진다. 투영시스템의 분해능 한계는 특히 상기 시스템의 개구수 및 투영빔의 파장에 의하여 결정된다는 것이 공지된 사실이다. 액체의 존재가 유효 개구수를 증가시키는 것으로 볼 수도 있다. 나아가, 고정된 개구수에서는 상기 액체가 필드의 깊이를 증가시키는데 효과적이다.

상기 저장기(10)는 투영시스템의 이미지 필드 주위에 기판에 대한 비접촉 시일부를 형성함으로써, 기판표면 및 투영시스템의 최종 요소 사이의 공간을 채우도록 액체가 수용된다. 상기 저장기는 투영시스템(PL)의 최종 요소 아래에 위치하여 그것을 둘러싸는 시일부재(12)에 의하여 형성된다. 액체는 투영시스템 아래의 공간으로 그리고 시일부재(12)내로 유입된다. 상기 시일부재(12)는 투영시스템의 최종 요소 약간 위쪽으로 연장되어, 액체 수위가 최종 요소 위로 올라가 액체의 완충(buffer)이 제공된다. 상기 시일부재(12)는, 상단부에서 바람직하게는 투영시스템의 단차(step)나 그 최종 요소와 근사하게 일치하고, 예를 들면 둥근 모양일 수 있는 내주부를 가진다. 바닥에서는, 상기 내주부가 꼭 그럴 필요는 없지만 이미지 필드의 모양, 예를 들면 직사각형에 근사하게 일치한다.

상기 액체는 시일부재(12)의 바닥과 기판(W)의 표면 사이의 가스시일부(16)에 의하여 저장기내에 수용된다. 가스시일부는, 압력하에 유입구(15)를 통하여 시일부재(12)와 기판 사이의 갭으로 제공되고 제1유출구(14)를 통하여 추출된 가스, 예를 들면 공기 또는 합성 공기, 바람직하게는 N₂ 또는 또 다른 불활성 기체에 의하여 형성된다. 안쪽에 액체를 억제하는 고속의 기류가 있도록, 가스유입구(15)상의 과도한 압력, 제1유출구(14)상의 진공레벨 및 상기 갭의 기하학 구조가 배치된다. 이것은 도 3에 보다 상세하게 도시되어 있다.

가스시일부는 2개의 환형 홈(18, 19)으로 형성되며, 상기 홈들은 홈 둘레에 이격된 일련의 소형 컨덕트(conduct)에 의하여 제1유입구(15) 및 제1유출구(14)에 각각 연결된다. 유입구 및 유출구(14, 15)는 시일부재(12)의 원주 둘레에 있는 여러 개의 별개의 오리피스이거나 또는 연속적인 홈들 혹은 슬릿 가운데 어느 하나일 수 있다. 시일부재내의 큰 환형의 중공이 각각의 유입구 및 유출구에 제공되어 매니폴드(manifold)를 형성할 수 있다. 가스시일부는 또한 가스베어링처럼 작동하여 시일부재(12)를 지지하는데 효과적일 수도 있다.

가스유입구(15)의 바깥쪽에 있는 갭 G1은, 그럴 필요는 없지만 바깥쪽에 기류에 대한 저항력을 제공하도록 작고 긴 것이 바람직하다. 유입구(15)의 반경에서의 갭 G2는, 시일부재 둘레의 가스의 충분한 분포를 보장하도록 약간 더 크며, 상기 유입구(15)는 시일부재 둘레의 다수의 작은 구멍들로 형성된다. 갭 G3는 상기 시일을 통하여 가스흐름을 제어하도록 선택된다. 갭 G4는 양호한 진공 분포를 제공하도록 보다 크며, 유출구(14)는 상기 유입구(15)와 동일한 방식으로 다수의 작은 구멍들로 형성된다. 갭 G5는 작아서 공간내의 액체로의 가스/산소 확산을 방지하고, 큰 체적의 액체가 들어와서 진공을 왜란시키는 것을 방지하며, 모세관 작용으 로 항상 액체로 채워지는 것을 보장한다.

따라서, 가스시일은 갭 안으로 액체를 끌어당기는 모세관 힘과 액체를 밖으로 밀어내는 기류간의 균형이다. 상기 갭이 G5에서 G4로 넓어짐에 따라, 모세관 힘은 줄어들고 기류는 증가되어, 액체의 경계가 상기 영역내에 놓이고, 기판이 투영시스템(PL) 아래에서 이동할 때 조차도 안정될 것이다.

G2에서의 유입구와 G4에서의 유출구 사이의 압력차 뿐만 아니라, G3의 크기 및 기하학 구조는 시일부(16)를 통한 가스흐름을 결정하고, 특정 실시예에 따라 결정될 것이다. 하지만, 만일 갭 G3의 길이가 짧고, G2에서의 절대압력이 G4에서의 절대압력의 2배이면, 이 경우 가스 속도는 가스내의 음파의 속도가 되고 더 이상 높아질 수 없다는 장점을 얻을 수 있다. 그러므로, 안정된 가스흐름이 얻어진다.

가스유출시스템은 또한 가스유입구 압력을 줄이고 액체를 갭 G4에 들어가게 함으로써 상기 액체를 시스템으로부터 완전히 제거하는데 사용될 수도 있으며, 시일부를 형성하는데 사용된 가스 뿐만 아니라 액체를 핸들링하는데 용이하게 배치될 수 있는 진공시스템에 의하여 빨려나갈 수도 있다. 가스시일부내의 압력의 제어는 또한 갭 G5를 통한 액체의 흐름을 보장하는데 사용되어, 기판의 움직임에 따른 마찰에 의하여 가열되는 상기 갭내의 액체가 투영시스템 아래 공간내의 액체의 온도를 교란시키지 않도록 할 수도 있다.

가스유입구 및 가스유출구 주위의 시일부재의 모양은 난류와 진동을 줄이기 위하여 가능한 한 멀리 층류(laminar flow)를 제공하도록 선택되어야만 한다. 또한, 상기 가스흐름은 액체를 수용하는 최대힘을 제공하기 위하여 액체의 경계면에 서의 흐름방향의 변화가 가능한 한 크도록 배치되어야만 한다.

상기 액체공급시스템은 새로운(fresh) 액체가 저장기(10)로 제공되도록 저장기(10)내의 액체를 순환시킨다.

가스시일부(16)는 시일부재(12)를 지지하는데 충분한 큰 힘을 발생시킬 수 있다. 실제로, 시일부재(12)로 지지되는 유효 중량을 보다 크게 하기 위하여 기판쪽으로 상기 시일부재(12)를 바이어스하는 것이 필요할 수 있다. 시일부재(12)는 어떠한 경우에도 투영시스템에 대한 그리고 그 아래의 실질적으로 고정된 위치에서의 XY 평면(광학축선에 수직임)내에 유지되지만, 투영시스템으로부터는 분리(decouple)된다. 상기 시일부재(12)는 Z방향으로 그리고 Rx 및 Ry로 이동하는 것이 자유롭다.

제2실시예

제2실시예는 도 4 및 도 5에 예시되어 있고, 후술하는 바를 제외하고는 제1실시예와 같다.

본 실시예에서, 제2가스유출구(216)는 가스유입구(15)를 중심으로 제1가스유출구(14)에 대향하여 제공된다. 이 경우, 가스유입구(15)로부터 장치의 광학축선에서 멀어지는 바깥쪽으로 빠져나오는 가스는 진공원에 연결되는 제2가스유출구(216)에 의하여 흡입된다. 이 경우, 가스가 가스시일부로부터 빠져나가는 것이 방지되어, 예를 들어 간섭계 눈금(readings) 또는 투영시스템 및/또는 기판이 하우징되는 진공과 간섭할 수 없게 된다.

2개의 가스유출구를 사용하는 실시예의 또 다른 장점으로는, 설계에 있어서 앞서 리소그래피 투영장치에 사용된 에어베어링과 매우 유사하다는 점을 들 수 있다. 따라서, 상기 에어베어링에서 얻은 경험이 본 실시예의 가스시일부에 직접 적용될 수 있다. 제2실시예의 가스시일부는 특히 가스베어링 뿐만 아니라 시일수단처럼 사용하는데 적합하므로, 시일부재(12)의 중량을 지지하는데 사용될 수 있다.

시일부재(12)의 바닥면과 기판(W) 사이의 간격이나 기판(W)의 최상면의 토포그래피를 측정하기 위하여 센서들이 제공될 수 있는 것이 좋다. 그 다음, 저장기내에 액체(11)를 구속하는 압력(P2) 및 시일부재(12)를 지지하는 압력(P1, P3)을 변경하기 위하여, 제어수단이 가스유입구 및 가스유출구(14, 15, 216)에 가해지는 압력들을 변경하는데 사용될 수 있다. 따라서, 시일부재(12)와 기판(W)간의 간격(D)은 일정한 거리로 변경 또는 유지될 수 있다. 동일한 제어수단이 시일부재(12) 레벨을 유지하는데 사용될 수 있다. 상기 제어수단은 피드포워드 또는 피드백 제어루프에 의하여 제어될 수 있다.

도 5는 저장기내에 액체(11)를 유지시키는 압력(P2) 및 시일부재(12)를 지지하는 압력(P3)에 관계없이 제어하도록 가스시일부를 조절할 수 있는 방법을 자세히 보여준다. 이러한 여분의 제어는 작동시에 액체 손실을 최소화하는 방법을 제공하기 때문에 장점이 있다. 제2실시예에 의하면, 노광시에 바뀌는 조건들을 고려하도록 압력(P2, P3)들이 독립적으로 제어될 수 있다. 바뀌는 조건들로는 단위시간당 액체손실의 상이한 레벨들을 들 수 있는데, 그 이유는 상이한 스캐닝 속도 때문이거나 어쩌면 기판(W)의 에지가 시일부재(12)에 의하여 겹쳐지기 때문이다. 이것은 기판(W)을 향하는 시일부재(12)의 표면의 개별적인 부분들의 기판(W)에 대한 간격 을 변화시키는 수단을 제공함으로써 달성된다. 이들 부분들은 제1가스유출구(14)와 광학축선에 가장 가까운 시일부재(12)의 에지 사이의 부분(220)과, 가스유입구(15)와 제1가스유출구(14) 사이의 부분(230) 및 제2가스유출구(216)와 가스유입구(15) 사이의 부분(240)을 포함한다. 이들 부분들은 예를 들어 압전 액추에이터들을 사용하여 기판(W)쪽으로 또한 기판(W)에서 멀어지도록 이동할 수 있다. 즉, 시일부재(12)의 바닥면은 상기 액추에이터들에 걸쳐 전위차를 인가함으로써 팽창/수축될 수 있는 압전 액추에이터들(바람직하게는 스택들)을 포함할 수 있다. 여타의 기계적인 수단도 사용될 수 있다.

가스유입구(15) 아래에 형성되는 압력(P3)은 가스유입구(15)에 가해진 가스의 압력(P5)과, 제1 및 제2가스유출구(14, 216)에 각각 가해진 가스의 압력(P6, P4)에 의하여 그리고 기판(W)과 기판(W)을 향하는 시일부재(12)의 바닥면 사이의 간격(D)에 의하여 결정된다. 또한 가스유입구 및 가스유출구 사이의 수평 간격도 효과를 가진다.

시일부재(12)의 중량이 P3의 압력에 의하여 보상되어, 상기 시일부재(12)가 웨이퍼(W)로부터의 간격(D)을 정하도록 한다. D가 줄어들면 P3는 증가하고, D가 커지면 P3는 감소하게 된다. 따라서, 이것은 자가조절시스템(self regulating system)이다.

압력 P3로 인한 미는 힘(pushing force)이 일정하면, 간격 D는 단지 압력 P4, P5, P6로 조절될 수 있다. 하지만, P5, P6 및 D의 조합은 저장기내에 액체(11)를 유지시키는 압력인 P2를 발생시킨다. 주어진 압력레벨에서 액체용기로부터 빠져 나온 액체의 양은 계산될 수 있고, 액체내의 압력 P_LIQ도 중요하다. 만일 P_LIQ가 P2보다 높으면, 액체는 저장기로부터 빠져나가고, P_LIQ가 P2보다 낮으면 액체내에 기포가 발생하는데 이는 바람직하지 않다. 기포가 액체내에 생기지 않도록 하고 또한 상기 액체의 교체가 필요할 정도로 액체가 너무 많이 빠져나가지 않도록 하기 위하여, P2를 P_LIQ보다 약간 낮은 값으로 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 이것은 모두 일정한 D로 행해질 수 있는 것이 바람직하다. 만일 부분(220)과 웨이퍼(W) 사이의 간격 D1이 변경되면, 저장기에서 빠져나가는 액체의 양은 간격 D1의 제곱만큼 실질적으로 변경될 수 있다. 필요한 간격의 변화는 단지 1mm 정도이고, 바람직하게는 10㎛이며, 이는 100V 정도 또는 그 이상의 작동전압을 가진 압전 스택에 의하여 제공될 수 있다.

대안적으로, 빠져나갈 수 있는 액체의 양은 부분(230)의 바닥에 압전 요소를 배치함으로써 조절될 수 있다. 간격 D2를 변경하는 것은 압력 P2를 변경하는 것에 효과적이다. 하지만, 이러한 해결책은 D를 일정하게 유지하기 위하여 가스유입구(15)내의 압력 P5의 조정을 필요로 할 것이다.

물론, 부분(240)의 하부와 기판(W) 사이의 간격 D3도 유사한 방식으로 변경될 수 있으며, P2 및 P3를 독립적으로 조절하는데 사용될 수 있다. P2 및 P3의 소정의 변화를 얻기 위하여, 압력 P4, P5, P6 및 간격 D1, D2, D3 모두를 독립적으로 또는 조합하여 조절할 수 있음을 이해할 수 있다.

실제로, 제2실시예는 저장기(10)내의 액체의 양의 적극적인(active) 관리에 사용하기에 효과적이다. 투영장치의 대기(standby) 상황은, 묘화되고 있는 기판(W)이 없는 경우, 저장기(10)는 비어 있지만, 가스시일부는 작용(active)하므로, 시일부재(12)를 지지할 수 있다. 기판(W)이 포지셔닝된 후, 액체가 저장기(10)내로 도입된다. 그런 다음, 기판(W)이 묘화된다. 기판(W)이 제거되기 전, 저장기로부터의 액체가 제거될 수 있다. 마지막 기판의 노광 후, 저장기(10)내의 액체가 제거된다. 액체가 제거될 때마다, 액체가 이미 있었던 영역을 건조시키기 위하여 가스 퍼지가 적용되어야만 한다. 상기 액체는, 상술된 바와 같이 P3를 일정하게 유지하는 한편, P2의 변화에 의하여 제2실시예에 따른 장치에서 용이하게 제거될 수 있음은 자명하다. 다른 실시예에서, P5와 P6(및 필요에 따라 혹은 적용가능하다면 P4)를 변경하여 유사한 효과를 얻을 수 있다.

제3실시예

제2실시예의 대안예 또는 또 다른 개선예가 도 6에 도시되어 있는데, 제1가스유출구(14)의 안쪽으로(즉, 투영시스템의 광학축선에 보다 가깝게) 기판(W)을 향하는 시일부재(12)의 표면에 채널(320)이 제공될 수 있다. 상기 채널(320)은 가스유입구 및 가스유출구(14, 15, 216)과 동일한 구조를 가질 수 있다.

채널(320)을 사용하면, 압력 P2는 압력 P3에 관계없이 변경될 수 있다. 대안적으로, 상기 채널을 저장기(10)내의 액체레벨 이상의 주위 압력으로 개방하면, 작동시에 저장기로부터의 액체의 소비가 크게 감소된다. 본 실시예는 제2실시예와 조합하여 예시되었지만, 상기 채널(320)은 여타의 다른 실시예, 특히 제1실시예와 조합하여 사용될 수도 있다. 다른 장점으로는, 가스유입구(15)와 제1가스유출구(14) (및 소정의 실시예에서는 제2가스유출구(216))가 왜란되지 않는다는 점을 들 수 있다.

나아가, 여기서는 단지 3개의 요소가 예시되어 있지만, 임의의 개수의 채널들이 기판(W)을 향하는 시일부재(12)의 표면에 통합될 수 있으며, 각각의 채널은 액체공급시스템의 강성(stiffness), 액체 소비, 안정성 또는 기타 특성을 개선시키기 위한 압력하에 있다.

제4실시예

도 7 및 도 8에 예시된 제4실시예는 후술하는 바를 제외하고는 제1실시예와 같다. 하지만, 제4실시예는 또한 상술된 여타의 실시예들과 함께 사용될 수 있다는 장점을 가진다.

제4실시예에서, 다공성부재(410), 바람직하게는 다공성 카본부재나 다공성 세라믹부재는, 가스가 시일부재(12)의 바닥면을 통하여 나가는 가스유입구(15)에 부착된다. 다공성부재의 바닥은 시일부재의 바닥과 동일평면(co-planar)인 것이 바람직하다. 이러한 다공성 카본부재(410)는 완전히 평탄하지 않은 표면(이 경우에는 기판(W))에 민감하지 않으며, 유입구(15)를 통하여 나가는 가스가 상기 유입구의 전체 출구에 걸쳐 잘 분포되어 있다. 다공성부재(410)를 사용하여 얻는 장점은 또한 시일부재(12)가 기판(W)의 에지에 부분적으로 걸쳐 위치되어, 가스시일부가 마주치는 표면이 고르지 않게 될 때 명백해진다.

제4실시예의 변형예에서, 다공성부재(410)는 진공채널(들)(14)에 배치될 수 있다. 상기 다공성부재(410)는, 허용할 수 없는 압력손실을 방지하는 한편 압력하 에 유지하도록 선택된 다공성을 가져야만 한다. 이는 기판(W)의 에지를 묘화하고, 가스베어링이 기판(W)의 에지 위로 이동하는 경우에 장점을 가지는데, 그 이유는 비록 상기 에지의 위치에서의 예비부하력(preload force)을 잃을 수 있을지라도, 상기 진공채널이 크고도 가변적인 양의 가스로 오염되지 않아, 상기 예비부하의 변동을 크게 줄이고, 그 결과 스테이지에서의 플라잉(flying) 높이 및 힘의 변동을 크게 줄일 수 있기 때문이다.

제5실시예

상술된 모든 실시예들은 통상적으로 공기와 같은 가스에 노출된 저장기(10)내에 자유수면을 갖는 액체를 포함한다. 이것은 투영시스템상의 유체정력 (hydrostatic force)의 증가로 인한 충격의 경우에 투영시스템(PL)의 최종 요소의 파손을 막는다. 충격을 받을 때에, 저장기(10)내의 액체는 구속받지 않으므로 (unconstrained), 투영시스템(PL)이 그것에 대하여 움직이는 경우, 상기 액체는 용이하게 위쪽으로 강제될 것이다. 이러한 해결책의 단점은, 작동시에 자유수면상에 표면파(surface wave)가 발생할 수 있으므로, 기판(W)으로부터 투영시스템(PL)으로 왜란력이 전달될 수 있다는 점이며, 이는 바람직하지 않다.

이러한 문제를 해결하는 한 가지 방법으로는, 저장기(10)가 시일부재내에, 특히 상부면내에 완전히 수용되도록 하는 것을 들 수 있다. 그런 다음, 2차 저장기로부터 덕트를 통하여 저장기(10)로 액체가 공급된다. 상기 2차 저장기는 구속받지 않는 최상면을 가질 수 있으며, 충격을 받을 때에 액체가 덕트를 통하여 제2저장기로 강제되어, 투영시스템상의 제1저장기(10)내의 큰 유체정력의 증가를 피할 수 있 다.

이러한 폐쇄시스템에서, 투영시스템상의 액체내의 국부적인 압력 증가는, 저장기들을 연결하는 덕트가 수학식

에 따른 반경을 갖는 덕트와 등가인 단면적을 갖도록 함으로써 피할 수 있다. 여기서, R은 덕트반경이고, △V 는 시간 t 이내에 저장기(10)로부터 제거되어야만 하는 액체의 체적이고, L 은 덕트의 길이이며, η는 액체의 점도이고, △P는 2차 저장기와 1차 저장기(10)간의 압력차이다. 만일 기판테이블이 0.2 m/sec(실험치)의 속도로 충돌할 수 있고, △P _max 는 10⁴ Pa(손상이 발생하기 전, 투영시스템의 최종 요소가 견딜 수 있는 근사 최대압력)라고 가정하면, 소요 파이프 반경은 덕트 길이가 0.2m 일 때 2.5mm 정도이다. 덕트의 유효 반경은 공식으로 주어진 최소값의 적어도 2배가 바람직하다.

충격을 받을 때에 여전히 투영시스템(PL)이 보호되도록 하면서, 저장기내의 액체의 물결파의 증가를 피하는 대안적인 방법으로는, 저장기(10)내의 액체의 최상면 위에 있는 억제 멤브레인(510)을 액체의 자유수면에 제공하는 것을 들 수 있다. 이러한 해결책은 충격이 발생한 경우에 너무 높은 압력의 증가 없이 액체가 빠져나갈 수 있도록 하기 위한 안전수단(safety means; 515)을 필요로 한다. 한 가지 해결책이 도 9에 예시되어 있다. 상기 억제 멤브레인은, 액체내의 압력이 사전설정된 최대 허용치에 도달하기 전에, 액체가 유연한 억제 멤브레인(510)을 변형시키도록 하여, 상기 액체가 투영시스템(PL)과 억제 멤브레인(510) 사이 또는 억제 멤브레인과 시일부재 사이를 각각 빠져나갈 수 있게 하는 방식으로, 투영시스템 또는 시일 부재(12)의 벽에 부착되는 유연한 재료로 만들어질 수 있다. 따라서, 충격을 받을 때에, 투영시스템(PL)의 손상없이도 액체가 안전 멤브레인 위로 빠져나가는 것이 가능하다. 이러한 실시예에서, 저장기(10)의 최소 체적의 억제 멤브레인 이상의 공간을 가지는 것이 좋다는 것은 자명하다. 따라서, 유연한 멤브레인은 저장기(10)내의 액체의 최상면에서의 물결파의 형성을 막기에는 충분히 강성(stiff)이지만, 일단 액체가 사전설정된 유체정압에 도달하면 액체가 빠져나가는 것을 막을 정도로 강성이지는 않다. 보다 강성인 억제 멤브레인과 조합하여 사전설정된 압력 이상으로 액체의 자유-흐름(free-flow)을 허용하는 압력밸브(515)를 사용함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.

억제수단의 대안적인 형태는, 저장기(10)내의 액체의 최상의 자유수면 위에 고점성 액체를 배치하는 것이다. 이는 충격이 발생한 경우, 액체가 투영시스템(PL)의 범위(way)에서 벗어나 빠져나가도록 하면서, 표면파 형성을 억제한다. 고점성 액체가 공간(10)내의 액체와 섞이지 않는다는 것은 자명하다.

액체억제수단(510)의 또 다른 대안은, 그것에 메시(mesh)를 포함하는 것이다. 이 경우, 액체의 최상면은 보다 작은 면적의 몇몇 부분들로 각각 분할될 수 있다. 이 경우, 공명으로 인하여 증가하고 투영시스템을 왜란시키는 큰 표면파의 조성을 피할 수 있는데, 그 이유는 상기 몇몇 부분들의 표면적이 메시 개구(mesh opening)와 같아, 큰 표면파의 생성이 효과적으로 감쇠(damp)되기 때문이다. 또한, 상기 메시가 그 개구를 통해 액체의 흐름을 허용하므로, 충격을 받을 때에 투영시스템의 보호를 위하여 효과적인 압력해제기구가 제공된다.

제6실시예

도 10 및 도 11에 예시된 제6실시예는 후술하는 바를 제외하고는 제1실시예와 동일하다. 제6실시예는 앞선 실시예들의 몇몇 기술적 사상들을 이용한다.

여타의 실시예들과 마찬가지로, 침지액(immersion liquid; 11)은 투영시스템의 최종 요소 아래에 위치하여 그것을 둘러싸는 시일부재(12)에 의하여 투영시스템(PL) 아래의 영역에 수용된다.

시일부재(12) 및 기판(W) 사이의 가스시일부는 3가지 타입의 유입·유출구로 형성된다. 상기 시일부재는 일반적으로 유출구(614), 유입구(615) 및 추가 유입구(617)로 이루어진다. 이들은 투영시스템(PL)에 가장 가까운 유출구(614), 상기 유출구(614) 바로 바깥쪽에 추가 유입구(617) 및 투영시스템(PL)에서 가장 먼 유입구(615)로써 위치한다. 상기 유입구(615)는 환형챔버(622)를 거쳐 기판(W)을 향하는 시일부재(12)의 표면에 있는 다수의 유출구멍(620)에 가스가 제공되는 에어베어링을 포함한다. 유출구멍(620)을 나가는 에어의 힘은, 시일부재(12)의 중량의 적어도 일부분을 지지할 뿐만 아니라, 투영시스템(PL) 아래의 로컬영역에 수용되도록 침지액의 시일을 돕는 유출구(614)쪽으로 에어의 흐름을 제공한다. 챔버(622)의 목적은, 개별적인 가스공급 오리피스(들)(625)이 유출구멍(620)에 균일한 압력의 가스를 제공하기 위함이다. 상기 유출구멍(620)은 직경이 0.25mm 정도이고, 근사적으로 54개의 유출구멍(620)이 있다. 챔버(622) 및 유출구멍(620) 사이의 흐름 제약에 있어서는 단지 적은 수의 또는 심지어는 단지 하나의 주요 공급 오리피스(625)를 제공함에도 불구하고, 모든 유출구멍(620)에서 빠져나오는 균일한(even) 흐름을 보장하는 정도의 크기 차이가 존재한다.

유출구멍(620)에서 빠져나오는 가스는 방사상 안쪽으로 또한 바깥쪽으로 모두 흐른다. 유출구(614) 방사상 안쪽으로 흐르는 에어는 시일부재(12)와 기판(W) 사이에 시일부를 형성하는데 효과적이다. 하지만, 에어의 추가 흐름이 추가 유입구(617)에 의하여 제공되는 경우에 상기 시일부가 개선된다는 것이 밝혀졌다. 통로(630)는 가스원, 예를 들면 대기에 연결된다. 유입구(615)로부터 방사상 안쪽으로 에어가 흐르는 것은 추가 유입구(617)로부터 유출구(614)쪽으로 추가 가스를 끌어당기는데 효과적이다.

(일련의 개별적인 유입구보다는 오히려) 통로(630)의 단부에 제공되는 환형 홈(633)이 상기 홈(633)의 최내에지부와 유출구(614) 사이의 가스의 시일링 흐름이 전체 외주 주위에 고르게 되도록 보장한다. 상기 홈은 통상적으로 2.5mm의 폭과 그와 유사한 높이를 가진다.

상기 홈(633)의 최내에지부(635)는, 예시된 바와 같이, 통로(630)를 통하여 유출구(614)쪽으로의 가스의 원활한(smooth) 흐름을 확실하게 하는 반경을 가진다.

상기 유출구(614)는 또한 근사적으로 높이가 단지 0.7mm이지만, 그 폭은 6 ~ 7mm인 연속 홈(640)을 가진다. 상기 홈(640)의 최외에지부(642)는 실질적으로 90°인 샤프한 에지부로서 제공되므로, 가스의 흐름, 특히 추가 유입구(630)에서 나가는 가스의 흐름이 가속되어 상기 가스시일부의 효과를 증대시킨다. 상기 홈(640)은 환형챔버(647)내로, 또한 그에 따라 개별적인 유출구 통로(649)로 유도되는 복수의 유출구멍(645)을 가진다. 복수의 유출구멍(645)은 직경이 근사적으로 1mm이므로, 유출구멍(645)을 통과하는 물방울들이 보다 작은 방울들로 나뉜다.

시일부재(12)의 액체 제거 효과는 추가 유입구(617)에 연결된 조정가능한 밸브(638)에 의하여 조정될 수 있다. 상기 밸브(638)는 추가 유입구(617)를 통과하는 흐름을 조정하는데 효과적이고, 이에 따라 유출구(614)를 통한 가스시일부(12)의 액체 제거의 효과를 변화시킬 수 있다.

시일부재의 전체 직경은 100mm 정도이다.

도 11은 도 10의 시일부재(12)의 하부측 평면도를 보여준다. 도시된 바와 같이, 유입구(615)는 복수의 개별적인 유입구멍(620)으로서 제공된다. 이는 주요 유입구(615)용으로 하나의 홈을 사용하는 것보다 이점을 가지는데, 그 이유는 에어베어링으로서의 하나의 홈은 상기 시스템에서 진동이 시작(set up)될 수 있는 정도의 용적(capacity)을 가지기 때문이다(가스의 압축가능한 성질 때문). 직경이 작은 유입구멍(620)은 그 안에 보다 적은 체적의 가스를 가지므로, 용적에 기인하는 문제들을 적게 겪는다.

홈(633) 형태의 추가 유입구(617)를 사용하는 것은, 단지 개별적인 유입구멍(620)만을 사용할 때에는 반드시 가능하지는 않는 시일부재(12)의 전체 외주 주위의 연속적인 가스 흐름을 보장하는데 사용될 수 있다. 개별적인 존재물(entity)로서 유출구(645)를 제공하는 것은 챔버(647, 622)처럼 흐름을 고르게 하는데 효과적인 홈(640)을 제공하기 때문에 문제가 되지 않는다.

액체용 유입구는 도 10 및 도 11의 시일부재(12)내에 예시되어 있지 않다. 액체는 앞선 실시예들에 예시된 것과 동일한 방식으로 제공될 수 있으며, 또는 대 안적으로 유럽특허출원 제03256820.6호 및 제03256809.9호에 개시된 액체 유입구 및 유출구 중 어느 것에 제공될 수도 있다.

제7실시예

제7실시예는 후술하는 바를 제외하고는 제6실시예와 유사하다. 도 12는 도 11에 도시된 것과 유사한 시일부재(12)의 하부측 평면도이다. 도 12에서, 시일부재에는 제6실시예에서와 같이 추가 유입구가 제공되지 않는다(비록 그것이 선택적으로 추가될 수 있을지라도).

제7실시예의 시일부재(12)는, 상기 제6실시예와 전반적으로 동일한 디자인을 하고 있는 유입구멍(720)으로 형성된 가스베어링(715)을 포함한다. 유입구(714)는 가스원과 진공원으로 각각 유도되는 단지 2개의 통로(745, 747)를 구비한 환형 홈(740)을 포함한다. 이 경우, 통로(745)에 연결된 가스원으로부터 통로(747)에 연결된 진공원쪽으로 고속의 가스 흐름이 이루어질 수 있다. 이러한 고속의 가스 흐름에 의하여, 침지액은 보다 효과적으로 배출(drain)될 수 있다. 나아가, 진공챔버내에 보다 큰 제한된 진공 흐름을 형성시킴으로써, 기판(W) 위쪽 시일부재(12)의 높이의 변화 또는 표면에서의 여타의 누설 원인들로 인한 흐름 불안정(flow fluctuation)이, 가스베어링을 위한 예비부하를 제공하는 진공챔버압력에 영향을 주지 않을 것이다.

제8실시예

제8실시예는 도 14와 연계하여 설명되고, 후술하는 바를 제외하고는 제1실시예와 동일하다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제8실시예는 제1실시예와 꼭 같은 유입구(815) 및 유출구(814)를 구비한 시일부재(12)를 가진다. 하지만, 침지액이 기판(W)의 표면으로부터 보다 효과적으로 제거되도록 유출구(814)의 약간 방사상 바깥쪽으로 또는 그 아래 기판(W)의 표면상의 가스의 속도를 증가시키는 가스의 제트가 형성될 수 있도록 배치되는 추가 유입구(817)가 제공된다. 상기 추가 유입구(817)는 투영시스템(PL)을 향하여 방사상 안쪽으로 각을 이루어 기판(W)쪽으로 지향되는 노즐에 의해 제공된 출구를 가진다. 따라서, 그렇지 않다면 기판의 표면에서 속도가 제로인 간단한 포물선모양의 속도 분포를 가지며, 최종적인 몇 마이크로미터의 액체막 조차도 웨이퍼로부터 제거할 수 없을 유입구(815)와 유출구(814) 사이의 에어층류(the laminar air flow)(300 정도의 레이놀즈(Reynolds) 수를 가짐)는, 보다 빠른 에어 속도를 갖는 가스가 기판 표면과 접촉하는 것을 추가 유입구(817)가 보장하기 때문에 개선된다.

도 14로부터, 추가 유입구(817)의 출구 노즐은 유출구(814)의 방사상 바깥쪽으로 제공되지만, 유입구(815)보다는 유출구(814)에 더 근접한 것을 볼 수 있다.

제9실시예

제9실시예는 도 15 및 도 16에 예시되어 있고, 후술하는 바를 제외하고는 제1실시예와 동일하다.

제9실시예에서, 기판(W)을 향하는 시일부재(12)의 바닥면내의 유출구(914)의 마우스(mouth)는 유출구(914)내로의 에어 속도를 증가시키도록 수정된다. 이것은 유출구(914)의 통로를 같은 크기로 유지하면서 유입구(914)의 마우스의 크기를 줄 임으로써 달성된다. 이는 외측 추가 부재(940) 및 내측 추가 부재(950)를 형성하기 위하여, 통로의 중앙쪽으로 시일부재(12)의 재료를 연장시켜 보다 작은 마우스를 제공함으로써 달성된다. 상기 외측 추가 부재(940)는 내측 추가 부재(950)보다 작고, 두 부재(940, 950)간의 갭은 유출구(914)의 나머지보다 근사적으로 20배 정도 작다. 상기 마우스는 그 폭이 근사적으로 100 내지 300㎛ 정도이다.

도 16에는, 제9실시예의 또 다른 대안적인 버전이 도시되어 있는데, 제8실시예의 추가 유입구(817)와 유사한 추가 유입구(917)가 제공된다. 하지만, 이 경우, 상기 추가 유입구(917)는 유출구(914)의 마우스로 들어오는 가스가 가속되도록, 기판(W)의 표면에 실질적으로 평행한 흐름의 제트를 제공한다.

제10실시예

제10실시예는 도 17에 예시되어 있고, 후술하는 바를 제외하고는 제1실시예와 동일하다.

제10실시예에서, 액체 제거의 효율성은 제8실시예와 동일한 원리에 따라 기판(W)의 표면상의 가스 속도를 증가시킴으로써 개선된다. 유입구(1015)를 떠나 유출구(1014)를 향해 방사상 안쪽으로 이동하는 가스는 환형 홈(1018) 밑을 지나간다. 예시된 바와 같이, 상기 홈의 효과는 가스가 그 방사상 최외측상의 홈으로 들어가고, 기판(W)을 향해 각도를 이루어, 방사상 내측상의 홈을 빠져나가게 하는 것이다. 따라서, 유출구(1014)로의 입구에서의 기판(W)의 표면상의 가스 속도는 증가되고, 액체 제거 효율성이 개선된다.

소정의 실시예의 특징들은 여타의 실시예의 몇가지 혹은 전체 특징들과 연계 하여 이용될 수 있음은 명백하다.

지금까지 본 발명의 특정 실시예가 기재되었지만, 본 발명은 기재된 것 이외의 방법으로도 실시될 수 있음을 이해할 수 있다. 상기 기재는 본 발명을 제한하지 않는다.

본 발명에 따르면, 스테이지 이동시에 가속될 수 밖에 없는 액체의 체적을 최소화하면서, 기판과 투영시스템 사이의 공간을 상기 액체로 채우는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치를 제공할 수 있다.

또한, 기판과 투영시스템간의 왜란력(disturbance force)의 전달을 최소화하면서, 상기 기판과 투영시스템간의 공간을 액체로 채우는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치를 제공할 수 있다.

Claims (29)

1. 리소그래피 투영장치에 있어서,

   - 방사선 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

   - 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

   - 기판을 잡아주는 기판테이블;

   - 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템; 및

   - 상기 기판 및 상기 투영시스템의 최종 요소 사이의 공간을 적어도 부분적으로 액체로 채우기 위한 액체공급시스템을 포함하여 이루어지고,

   상기 액체공급시스템은,

   - 상기 기판테이블 및 상기 투영시스템의 최종 요소 사이의 상기 공간의 경계부의 적어도 일부분을 따라 연장되는 시일부재; 및

   - 상기 시일부재 및 상기 기판의 표면 사이에 가스시일부를 형성하는 가스시일수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가스시일수단은 상기 기판 위에 상기 시일부재를 지지하기 위한 가스베어링인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 가스시일수단은, 상기 기판에 대향하는 상기 시일부재의 표면에 형성된 가스유입구 및 제1가스유출구와, 가스를 압력하에 상기 가스유입구에 공급하는 수단 및 상기 제1가스유출구로부터 가스를 추출하는 진공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
4. 제3항에 있어서,

   가스원에 연결되며 상기 제1가스유출구와 상기 가스유입구 사이에 위치한 추가 유입구를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 추가 유입구는 상기 기판을 향하는 상기 시일부재의 표면에 연속적인 환형 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 홈의 방사상 최내측 코너는 반경(radius)을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
7. 제3항에 있어서,

   상기 제1가스유출구는 상기 기판을 향하는 상기 시일부재의 표면에 연속적인 환형 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
8. 제3항에 있어서,

   상기 제1가스유출구 및 상기 가스 유입구 중 하나 이상은 각각 상기 공급하는 수단 및 상기 진공수단과 상기 표면내의 상기 유입구 또는 유출구의 개구 사이의 챔버를 포함하고, 상기 챔버가 상기 개구보다 낮은 흐름 제약(flow restriction)을 제공하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
9. 제3항에 있어서,

   상기 가스유입구는 상기 기판을 향하는 상기 시일부재의 표면에 일련의 개별적인 개구들을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
10. 제3항에 있어서,

    상기 가스유입구의 영역 위의 가스 흐름을 고르게 분포시키기 위하여 상기 가스유입구 위에 다공성부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
11. 제3항에 있어서,

    상기 시일부재는 상기 기판에 대향하는 상기 시일부재의 상기 표면에 형성된 제2가스유출구를 더 포함하여 이루어지고, 상기 제1 및 제2가스유출구는 상기 가스유입구의 양쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
12. 제3항에 있어서,

    상기 제1가스유출구와 상기 가스유입구 사이의 상기 표면의 일부분의 레벨을 상기 표면의 나머지에 대하여 변화시키는 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
13. 제3항에 있어서,

    상기 제1가스유출구와 상기 광학축선에 가장 가까운 상기 표면의 에지 사이의 상기 표면의 일부분의 레벨을 상기 표면의 나머지에 대하여 변화시키는 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
14. 제3항에 있어서,

    상기 가스시일수단은, 상기 표면에 형성되고 상기 제1가스유출구보다 투영시스템의 광학축선에 더 가까이 위치한 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 채널은 제2가스유입구인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
16. 제15항에 있어서,

    상기 채널은 상기 공간내의 액체의 수위보다 위에 있는 환경으로 개방되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
17. 제3항에 있어서,

    상기 가스유입구는 상기 제1가스유출구보다 상기 투영시스템의 광학축선으로부터 더욱 바깥쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
18. 제3항에 있어서,

    상기 가스유입구 및 가스유출구 각각은, 상기 기판에 대향하는 상기 시일부재의 상기 표면내의 홈과, 이격된 위치에서 상기 홈으로 유도되는 복수의 도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
19. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 시일부재의 상기 표면과 상기 기판 사이의 간격 및 상기 기판의 토포그래피(topography) 중 하나 이상을 측정하는 센서들을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
20. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 시일부재와 상기 기판간의 강성(stiffness)을 제어하는 상기 가스시일수단내의 가스압력 및 상기 시일부재와 상기 기판간의 간격 중 하나 이상을 제어하기 위한 제어수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
21. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 시일부재와 상기 가스시일수단의 안쪽에 있는 상기 기판의 표면 사이의 갭은, 모세관 작용이 액체를 갭 안으로 끌어당기는 것과 가스가 상기 가스시일수단으로부터 상기 투영시스템과 상기 기판 사이의 상기 공간으로 들어가는 것을 막는 것 중 하나 이상을 행하기 위하여, 작은 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
22. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 시일부재는 상기 투영시스템과 상기 기판 사이의 상기 공간 주위에 폐쇄된 루프를 형성하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
23. 리소그래피 투영장치에 있어서,

    - 방사선 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

    - 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

    - 기판을 잡아주는 기판테이블;

    - 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템; 및

    - 상기 기판 및 상기 투영시스템의 최종 요소 사이의 공간을 적어도 부분적으로 액체로 채우기 위한 액체공급시스템을 포함하여 이루어지고,

    상기 공간은 덕트를 통하여 액체 저장기와 연결된 액체내에 있고, 유체흐름방향에 직각인 평면에서의 상기 덕트의 최소 단면적은 적어도

    

    (여기서, △V 는 시간 t _min 이내에 상기 공간으로부터 제거되어야만 하는 액체의 체적이고, L 은 덕트의 길이이며, η는 상기 공간내 액체의 점도이고, △P _max 는 상기 최종 요소상의 허용가능한 최대압력임)인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
24. 제23항에 있어서,

    상기 공간은, 액체가 상기 공간내에 존재할 때, 상기 액체가 상부 자유수면(free upper surface)을 가지지 않도록 둘러싸인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
25. 리소그래피 투영장치에 있어서,

    - 방사선 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

    - 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

    - 기판을 잡아주는 기판테이블;

    - 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템; 및

    - 상기 기판 및 상기 투영시스템의 최종 요소 사이의 공간을 적어도 부분적으로 액체로 채우기 위한 액체공급시스템을 포함하여 이루어지고,

    상기 액체공급시스템은, 상기 액체공급시스템내의 액체의 최상면 상에, 물결파(wave)의 조성을 억제하고 압력해제수단을 포함하는 억제수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
26. 제25항에 있어서,

    상기 억제수단은 유연한 멤브레인(flexible membrane)을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
27. 제25항 또는 제26항에 있어서,

    상기 억제수단은, 상기 액체의 상기 최상면의 최대면적이 메시 개구(mesh opening)와 같도록 하는 메시를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
28. 제25항 또는 제26항에 있어서,

    상기 억제수단은 어떤 압력 이상의 액체를 통과시키는 안전 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
29. 제25항에 있어서,

    상기 억제수단은 상기 액체와 섞이지 않는 고점성(high viscosity) 액체인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.

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