KR100588124B1 - 리소그래피장치 및 디바이스제조방법 - Google Patents

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Abstract

투영시스템의 최종요소와 기판사이의 공간이 액체로 채워진 리소그래피투영장치가 개시된다. 기판의 에지부분이 묘화되거나 조명되는 경우에, 급작스러운 액체손실을 방지하기 위하여, 에지시일부재(17, 117)는 기판테이블(WT)상의 기판(W) 또는 여타의 물체를 적어도 부분적으로 둘러싼다.

Description

리소그래피장치 및 디바이스제조방법{Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피투영장치를 도시하는 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예의 액체저장기를 도시하는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판테이블상의 에지시일부재를 도시하는 도 2와 유사한 도면;
도 4는 본 발명의 제2실시예를 예시하는 도면;
도 5는 본 발명의 제2실시예의 대안적인 형태를 예시하는 도면;
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 상세도;
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제3실시예에 따른 4가지 형태를 예시하는 도면;
도 8a는 본 발명의 제4실시예의 제1형태를 예시하는 도면;
도 8b는 제4실시예의 제2형태를 예시하는 도면;
도 8c는 제4실시예의 제3형태를 예시하는 도면;
도 9는 본 발명의 제4실시예의 제1형태의 또 다른 실시형태의 상세도;
도 10은 본 발명의 제5실시예를 예시하는 도면;
도 11은 본 발명의 제6실시예를 예시하는 도면;
도 12는 본 발명의 제7실시예의 기판 및 에지시일부재의 평면도;
도 13은 본 발명의 제7실시예의 단면도;
도 14는 본 발명의 제7실시예의 상세도;
도 15는 제7실시예의 또 다른 구성의 상세도;
도 16은 본 발명의 제8실시예를 예시하는 도면;
도 17은 본 발명의 제9실시예를 예시하는 도면;
도 18은 본 발명의 제10실시예를 예시하는 도면;
도 19는 본 발명의 제11실시예를 예시하는 도면;
도 20은 본 발명의 제12실시예를 예시하는 도면;
도 21은 본 발명의 제13실시예를 예시하는 도면;
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 대안적인 액체공급시스템을 예시하는 도면; 및
도 23은 도 22의 평면도이다.
본 발명은,
- 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
- 소정 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블;
- 상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및
- 상기 투영시스템의 최종요소와 상기 기판테이블상에 위치된 물체 사이의 공간을 적어도 부분적으로 채우는 액체공급시스템을 포함하는 리소그래피투영장치에 관한 것이다.
여기서 사용되는 "패터닝수단(patterning means)" 이라는 용어는 기판의 타겟부에 생성되어야 할 패턴에 대응하는, 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.
- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함된다. 방사선빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크상의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과마스크의 경우) 또는 반사(반사마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 상기 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이 될 것이며, 이것은 입사되는 투영빔 내의 소정위치에 마스크가 잡혀 있을 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크가 상기 빔에 대하여 이동될 수 있다.
- 프로그램가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성제어 층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 적절히 국부화된 전기장을 가하거나 압전작동수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채용하는 것이다. 마찬가지로, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이며, 어드레스된 거울은 입사되는 방사선빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사한다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 서술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝수단은 1이상의 프로그래밍가능한 거울배열을 포함할 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서 인용참조되고 있다. 프로그래밍가능한 거울배열의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.
- 프로그래밍가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이 경우의 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크 및 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 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. 이러한 경우, 상기 패터닝수단은 IC의 개별층에 해당하는 회로패턴을 생성할 수 있으며, 상기 패턴은 한 층의 방사선감응재(레지스트)로 코팅된 기판(실리콘웨이퍼)상의 타겟부(예를 들면, 1이상의 다이로 구성되는)에 묘화될 수 있다. 일반적으로 한장의 웨이퍼에는 인접하여 있는 여러 개의 타겟부로 구성된 전체적인 네트워크를 포함하며, 이들 타겟부는 투영시스템을 통하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 서로 다른 형식의 기계로 구분될 수 있다. 한 가지 형태의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상에 전체 마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 투영빔하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행 또는 역방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자 M(일반적으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 M배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 많은 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며 본 명세서에서도 참조자료로 채용된다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층이 최소한의 부분에라도 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처(imaging feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 모두가 개별층을 마무르도록 하는 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가 정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학, 반사광학 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 더 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어 US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에는 듀얼스테이지 리소그래피장치가 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용 참조되고 있다.
리소그래피투영장치에서, 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 물에 기판을 침지시켜, 투영렌즈의 최종광학요소와 기판사이의 공간을 채우는 것이이 제안되었다. 이것의 핵심은 노광방사선은 공기 또는 진공내에서보다 액체내에서 보다 짧은 파장을 가지기 때문에, 보다 작은 피처를 묘화할 수 있다는 것이다(또한, 액체의 효과는 상기 시스템의 유효 NA를 크게 한 것과 같은 것으로 간주될 수 있다).
하지만, 액체조내에 기판 및 기판테이블을 담구는 것(예를 들어, 본 명세서에서 전문 인용참조되고 있는 US 제 4,509,852호를 참조)은 스캐닝노광 동안 가속되어야만 하는 액체의 큰 몸체(large body)가 있다는 것을 의미한다. 이는 모터를 추가하거나, 동력이 더 강력한 모터를 필요로 하고, 또한 액체내의 난류(turbulence)는 바람직하지 않으며, 예측할 수 없는 영향들을 초래할 수도 있다.
제안된 해결책 중 하나는, 액체공급시스템이 오직 국한된 영역내에 또한 투영시스템의 최종요소와 기판사이에 액체를 제공하는 것이다(일반적으로 기판은 투영시스템의 최종요소보다 큰 표면적을 가진다). 이에 맞춰 제안된 한가지 방법은 WO 99/49504호에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되고 있다. 도 22 및 도 23에 예시된 바와 같이, 액체는 1이상의 유입구(IN)에 의하여, 바람직하게는 최종요소에 대하여 기판의 이동방향을 따라 기판상으로 공급되며, 투영시스템아래에서 통과한 후에 1이상의 유출구(OUT)에 의하여 제거된다. 다시 말해, 기판이 요소밑에서 -X 방향으로 스캐닝되기 때문에, 액체는 요소의 +X 쪽에서 공급되고, -X쪽에서 흡수된다. 도 23은, 유입구(IN)를 통하여 액체가 공급되고 저압력원에 연결된 유출구(OUT)에 의하여 요소의 다른 쪽에서 흡수되는 구성을 개략적으로 도시한다. 도 22의 예시에서는, 최종요소에 대하여 기판의 이동방향을 따라 액체가 공급되나, 반드시 상기와 같은 경우로 될 필요는 없다. 최종요소 주위에 위치한 다양한 방위 및 개수의 유입구 및 유출구가 가능하고, 양측에 유출구를 가진 4세트의 유입구가 최종요소 주변의 규칙적인 패턴으로 제공된 일례가 도 5에 예시되 어 있다.
액체공급시스템으로부터의 액체의 많은 손실로 인한 어려움은, 기판의 에지부가 묘화되고 있고 국한된 영역이 기판의 에지를 가로지르는 경우, 이 시스템 및 오직 기판의 국한된 영역에 또한 투영시스템의 최종요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 여타의 시스템에 의하여 생길 수 있다.
본 발명의 목적은 기판의 에지부의 노광 도중에 공급시스템으로부터의 액체손실이 최소화되는 리소그래피투영장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적과 또 다른 목적은 서두문에 서술된 바와 같은 리소그래피장치에서 달성되며, 상기 기판테이블은 물체의 에지를 적어도 부분적으로 둘러싸고, 상기 물체의 주표면과 실질적으로 공면인(co-planar) 상기 투영시스템을 향하는 상기 주표면을 제공하는 에지시일부재를 더욱 포함하고, 상기 액체공급시스템은 상기 물체 및/또는 상기 에지시일부재 및/또는 기판의 국한된 영역에 액체를 제공하는 것을 특징으로 한다.
물체가 기판인 경우, 에지시일부재는, 사용시에, 기판이 놓여지는 기판상의 어느 위치, 예를 들어 기판이 잡혀있는 척 또는 핌플 테이블(pimple table)을 둘러싸기 위해 존재한다. 이 방식으로, 기판은 에지시일부재의 에지에 매우 인접하게 위치될 수 있으므로, 기판의 에지가 투영렌즈하에서 이동할 때, 액체를 통해 흐르게 하는 큰 갭이 없기 때문에, 공간으로부터의 급작스런 액체손실이 없다. 에지시 일부재는 기판테이블의 통합부(integral part)일 수 있거나, 기판테이블의 잔여부(remainder part)에 대하여 이동가능하게 장착될 수 있다. 후자의 경우, 에지시일부재와 물체사이의 갭이 변동될 수 있도록, 및/또는 에지시일부재의 주표면의 높이가 물체높이 또는 두께의 변동을 수용하기 위해서, 즉 에지시일부재의 주표면이 물체의 주표면과 실질적으로 공면인 것을 보장하기 위해서 변동될 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 물체는 센서, 예를 들어 투영빔센서일 수 있다.
기판테이블은 광축선의 방향으로 에지시일부재와 물체 둘 모두와 맞닿거나 부분적으로 오버랩하는 갭시일부재(gap seal member)를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이 방식으로, (기판의 직경의 약간의 변동을 수용할 필요가 있는) 에지시일부재의 내측에지와 기판의 외측에지사이의 크기불일치(size mismatch)로 인한, 에지시일부재와 (물체로서의) 기판사이의 갭이 갭시일부재에 의하여 커버될 수 있다. 이는 에지시일부재와 기판사이의 갭안으로의 액체손실량을 더욱 감소시킨다. 갭시일부재는 주표면과 접촉해 있어, 에지시일부재와 물체 사이의 갭을 메우는(spanning) 것이 바람직하다.
갭시일부재가 내측 및 외측에지를 가지는 경우, 1이상의 에지는 에지시일부재 또는 물체로부터 멀어지는 쪽을 향한 갭시일부재의 두께가 갭시일부재의 에지쪽으로 감소되도록 테이퍼질 수 있다. 이는 액체공급시스템이 물체와 에지시일부재 사이의 갭에 걸쳐 부드럽게 이동하는 것을 도와준다.
갭시일부재를 제거가능하게 제자리에서 잡아주는 한 가지 방법은 상기 에지시일부재의 주표면내에서 기판에 진공포트를 제공하는 것이다.
에지시일부재와 물체사이의 갭안으로 빠져나가는 액체의 양을 최소화하는 또 다른 방법은 에지시일부재 및 물체의 반대쪽상에 있는 상기 에지시일부재 및 물체의 에지부들을 투영시스템을 향하여 기판테이블에 소수층(hydrophobic layer)을 제공하는 것이다. 이러한 소수층은 소수특성을 나타내는 여하한의 물질, 예를 들어, 테플론, 실리콘고무 또는 여타의 플라스틱물질일 수 있다. 일반적으로는 무기코팅이 유기코팅보다 양호한 방사선저항을 가지기 때문에, 바람직하다. 액체는 소수층을 가지면서 90°보다 큰 접촉각을 가지는 것이 바람직하다. 이는 갭안으로 새는 액체의 변화를 감소시킨다.
상기 언급된 목적들을 달성하는 대안적인 방법은 서두문에 서술된 바 있는 리소그래피장치를 제공하는 것이며, 상기 기판테이블은 물체의 에지를 적어도 부분적으로 둘러싸는 에지시일부재 및 상기 에지시일부재와 상기 물체 사이의 갭에 걸쳐 연장되고 상기 물체와 접촉해 있는 또 다른 에지시일부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 방식으로, 에지시일부재와 물체사이의 갭이 완전히 폐쇄되므로, 에지시일부재와 물체 사이에는 액체공급시스템으로부터의 액체가 통과할 수 있는 갭이 없다. 특히, 이것은 또 다른 에지시일부재가 유연한 경우이며, 이 경우에서, 또 다른 에지시일부재와 물체 사이의 보다 양호한 밀봉이 달성될 수 있다.
유연한 또 다른 에지시일부재는 에지시일부재에 부착되며, 진공원에 연결되고 상기 에지시일부재로부터의 그것의 먼쪽 끝단에 인접한 포트를 가지므로, 상기 진공원의 작동시 상기 유연한 또 다른 에지시일부재는 물체에 대하여 접촉하도록 위쪽으로 편향될 수 있기 때문에, 물체에 작용하는 진공원에 의하여 발생된 힘에 의하여 상기 유연한 또 다른 에지시일부재와 물체 사이의 밀봉을 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 유연한 또 다른 에지시일부재가 물체와 접촉하기 위하여 작동될 수 있고, 또한 물체로부터 떨어지도록 작동하지 않도록 할 수 있다. 진동의 용도는 유연한 또 다른 에지시일부재와 물체 사이의 양호한 밀봉을 보장한다.
대안적인 실시예에서, 유연한 또 다른 에지시일부재는 에지시일부재와 물체 사이에 에지시일부재와 물체사이의 주표면과 실질적으로 공면인 표면을 가지고 배치된다. 이 방식으로, 에지시일부재와 물체사이의 갭은 적은 양의 액체만이 갭안으로 통과할 수 있도록 밀봉될 수 있다. 유연한 또 다른 에지시일부재는 그 주표면의 반대표면상에 물체를 접촉시키기 위해서 형상화되는 것이 바람직하며, 물체가 대물테이블상에 잡혀있을 경우, 대물테이블로부터 물체를 떨어지게 하는 힘을 가하는 데 효과적인 것이 장점이다. 이 방식으로, 특히, 물체가 기판일 경우에, 유연한 또 다른 에지시일부재는 기판의 노광 후 기판테이블로부터 기판의 제거에 도움을 줄 수 있다.
서두문에 서술된 바 있는 리소그래피장치에서, 물체의 에지부분에서의 액체손실의 문제에 대처하는 대안적인 방법은 물체의 에지를 적어도 부분적으로 둘러싸는 에지시일부재를 구비한 기판테이블 및, 상기 에지시일부재와 상기 투영시스템의 반대쪽상의 물체사이의 갭으로 진공 또는 액체를 제공하기 위해서 위치된 진공포트 또는 액체공급포트를 제공하는 것이다.
액체공급시스템의 경우, 갭이 이미 액체로 채워져 있기 때문에, 액체는 에지 시일부재와 물체 사이의 갭안으로 그 길을 찾아낼 수 없다. 대안적으로, 진공이 사용되는 경우, 갭안으로 그 길을 찾아가는 여하한의 액체가 제거될 것이며, 재사용될 수 있다. 진공공급의 제공은 액체공급시스템의 가스시일부재가 투영렌즈와 물체사이의 공간내에 액체를 유지시키는 데 사용되는 경우에 유익하다. 이는 갭안으로 통과하는 여하한의 액체 뿐만 아니라, 가스시일부재로부터의 여하한의 가스를 제거할 수 있기 때문이다.
또한, 진공포트의 반경방향 안쪽으로 채널이 위치되며, 상기 채널은 진공원의 작동시 상기 진공원을 향하여 상기 채널로부터 반경방향 바깥쪽으로 가스흐름이 형성될 수 있도록 가스원에 연결되는 것이 유리하다. 이러한 가스의 흐름은 물체의 비침지면(non-immersed side)에 닿는 여하한의 액체를 가스흐름내에 가두어 진공원으로부터 멀리 운반한다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 목적은 서두문에 서술된 바 있는 리소그래피장치에서 달성될 수 있으며, 상기 기판테이블은 상기 투영시스템과 물체사이의 중간판(intermediary plate)을 지지하며 물체와 접촉하지 않는 지지면을 더욱 포함한다.
이 방식으로, 예를 들어, 물체의 에지부의 묘화시 액체공급시스템이 중간판의 중간부에 위치되도록 물체보다 전체크기가 큰 중간판이 사용될 수 있으므로, 에지에서 갭을 통한 액체의 손실에 관한 문제가 없다. 이러한 시스템으로 인하여, 기판테이블에 빔을 감지하는 투과이미지센서(TIS)를 제공할 수 있으며, 중간판은 센서와 상기 투영시스템사이에 위치할 수 있다. 따라서, 투과이미지센서는 기판이 묘화되어지는 동일한 상태하에서 빔을 검출할 수 있다. 그러므로, 이는 기판테이블을 보다 정확히 위치시켜, 투영빔이 기판상에 정확히 포커스될 수 있다는 것이 장점이다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 목적은 서두문에 서술된 바 있는 리소그래피장치에서 달성될 수 있으며, 상기 투영시스템의 최종요소와 상기 기판테이블 사이의 상기 공간의 경계부의 적어도 일부를 따라 연장되는 액체공급시스템의 부재; 및 상기 기판테이블로부터 멀리 연장되고, 상기 부재와 상기 투영시스템의 상기 최종요소 사이에 위치된 모세관들(capillaries)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 방식으로, 모세관 작용(capillary action)이 액체내에서 갭을 메우는 데 도움을 주기 때문에, 갑작스러운(catastrophic) 액체손실이 생기기 이전에, 물체의 에지에 걸쳐 보다 큰 갭이 메워질 수 있다.
모세관의 내부코팅은 소수성이며, 상기 장치는 상기 공간내의 상기 액체와 상기 모세관 사이에 전위차(potential difference)를 가하는 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이 방식으로, 액손실을 막기 위해 보다 큰 갭이 메워질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면,
- 적어도 부분적으로 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;
- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;
- 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
- 상기 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단 계;
- 기판테이블상의 물체와 상기 투영하는 단계에서 사용되는 투영시스템의 최종요소 사이의 공간을 적어도 부분적으로 채우도록 액체를 제공하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법으로,
적어도 물체의 에지의 일부분을 둘러싸고, 물체의 주표면과 실질적으로 공면인 주표면을 갖는 에지시일부재를 제공하는 단계로서, 상기 액체는 상기 물체 및/또는 에지시일부재의 국한된 영역에 제공되고, 또는
물체의 에지를 적어도 부분적으로 둘러싸는 에지시일부재 및 에지시일부재와 물체에 접촉해 있는 물체 사이의 갭에 걸쳐 연장되는 또 다른 에지시일부재를 제공하는 단계; 또는
물체의 에지를 적어도 부분적으로 둘러싸는 에지시일부재를 제공하고, 상기 투영시스템에 대향하여 물체의 면상의 물체와 에지시일부재 사이의 갭에 진공 또는 액체를 제공하는 단계; 또는
물체와 투영시스템의 최종요소 사이의 공간내에 양쪽면에 액체가 있는 중간판을 위치시키는 단계; 또는
투영시스템의 최종요소와 상기 기판테이블 사이의 공간의 경계부의 적어도 일부를 따라 연장되는 부재를 제공하고, 상기 부재와 상기 투영시스템의 최종요소 사이에서 기판테이블로부터 멀리 연장되는 모세관을 제공하는 단계 중 어느 한 단계를 특징으로 하는 디바이스제조방법이 제공된다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대 하여 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 사용되는 "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 포함한 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.
첨부된 개략적인 도면을 참조로 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예를 서술한다.
제1실시예
도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,
ㆍ방사선(예를 들어, DUV방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사선소스(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 홀 더가 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, 굴절렌즈시스템)을 포함하여 이루어진다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (투과마스크를 구비한) 투과형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (반사마스크를 구비한) 반사형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램 가능한 거울 배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.
방사선소스(LA)(예를 들어, 엑시머레이저)는 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기분포의 외측반경 및/또는 내측반경(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 조정하는 수단(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 세기분포를 갖게 된다.
도 1과 관련하여, 상기 방사선소스(LA)는 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사선소스(LA)가 흔히 수은램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 흔히 방사선소스(LA)가 엑시머레이저인 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 두 시나리오 모두를 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 행정모듈(long stroke module)(개략위치설정) 및 짧은 행정모듈(미세위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은 행정모듈에만 연결될 수도 있고 고정될 수도 있다.
상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.
2. 스캔모드에서는, 소정타겟부(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, 동일한 방향 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.
도 2는 투영시스템(PL)과 기판스테이지(WT)상에 위치된 기판(W)사이에 있는 액체저장기(10)를 도시한다. 액체저장기(10)는 유입구/유출구도관(13)을 통하여 제공되는, 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체(11), 예를 들어 물로 채워져 있다. 상기 액체는, 투영빔의 방사선이 공기 또는 진공내에서보다 액체내에서 보다 짧은 파장을 가지는 효과를 가지므로, 보다 작은 피처가 분해(resolved)되도록 한다. 특히, 투영시스템의 분해능한계가 투영빔의 파장과 그 시스템의 개구수에 의하여 결정된다는 것은 널리 알려져 있다. 또한, 액체의 존재는 개구수를 크게 한 것과 같은 것으로 간주될 수 있어 효과적이다. 더욱이, 정해진 개구수에서 액체는 필드의 깊이를 증가시키는 데 효과적이다.
저장기(10)는 투영렌즈(PL)의 이미지필드 주변에서 기판(W)에 대하여 비접촉시일(contactless seal)을 형성하여, 액체가 투영시스템(PL)을 향하는 기판의 주표면과 투영시스템(PL)의 최종광학요소 사이의 공간을 채우도록 액체를 가둔다(confine). 상기 저장기는 투영렌즈(PL)의 최종요소 아래에 위치되며 그것 을 둘러싸고 있는 시일부재(12)에 의하여 형성된다. 따라서, 액체공급시스템은 기판의 국한된 영역에만 액체를 제공한다. 시일부재(12)는 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 액체로 채우는 액체공급시스템의 일부를 형성한다. 상기 액체는 투영렌즈의 아래와 시일부재(12)내의 공간안으로 액체가 채워진다. 바람직하게는, 시일부재(12)는 투영렌즈의 저부요소 약간 위로 연장되고, 최종요소 위로 액체가 상승하므로, 액체의 버퍼가 제공된다. 시일부재(12)는, 상단에서 투영시스템 또는 그 최종요소의 형상에 빈틈없이 일치하며, 예를 들어 원형일 수 있는 내주를 가진다. 저부에서, 내주면은 이미지필드의 형상, 예를 들어 직사각형(하지만, 반드시 이와 같을 필요는 없음)에 빈틈없이 일치한다. Z 방향(광축선의 방향)으로는 약간의 상대 이동이 있으나 시일부재는 투영시스템에 대하여 XY 평면에서 실질적으로 정지해 있다. 시일은 시일부재와 기판의 표면사이에 형성된다. 상기 시일은 비접촉 시일인 것이 바람직하며, 가스시일일 수도 있다.
액체(11)는 시일디바이스(16)에 의하여 저장기(10)내에 가둬진다. 도 2에 예시된 바와 같이, 시일디바이스는 비접촉시일, 즉 가스시일이다. 가스시일은, 압력하에서 유입구(15)를 통하여 시일부재(12)와 기판(W)사이의 갭에 제공되며, 또한 제1유출구(14)에 의하여 배기되는 가스, 예를 들어 공기 또는 합성공기(synthetic air)에 의하여 형성된다. 가스유입구(15)상의 과도압, 제1유출구(14)상의 진공레벨 또는 부족압(under pressure) 및 갭의 지오메트리는 액체(11)를 가두는 장치의 광축선을 향하여 안쪽으로 고속의 공기흐름이 있도록 구성된다. 어떠한 시일에서도, 약간의 액체는, 예를 들어 제1유출구(14)위로 빠져나가기 쉽다.
또한, 도 22 및 도 23은 유입구(들)(IN), 유출구(들)(OUT), 기판(W) 및 투영렌즈(PL)의 최종요소에 의하여 형성된 액체저장기를 도시한다. 도 2의 액체공급시스템과 마찬가지로, 유입구(들)(IN) 및 유출구(들)(OUT)을 포함하는 도 22 및 도 23에 예시된 액체공급시스템은 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 국부적인 영역내에서 기판의 주표면으로 액체를 공급하며, 기판에지에서 액체손실이 있을 수 있다.
따라서, 본 명세서의 실시예들에서 사용되는 바와 같이, 액체공급시스템은 도 2 및 도 22 및 도 23에 관련하여 서술된 것을 포함할 수 있다.
도 2, 도 22 및 도 23에 예시된 액체공급장치에 관한 문제점은 기판(W)의 에지부를 묘화하는 경우에 발생한다. 이는 기판(W) 에지가 투영시스템(PL) 밑에 위치되는 경우, 액체공급시스템의 감금벽(constraining wall) 중 하나(기판(W))(저부면으로 예시됨)가 제거되어 침지액체(immersion liquid)가 빠져나갈 수 있기 때문이다. 하지만, 본 발명은 모든 종류의 액체공급시스템에 이용될 수 있다.
도 3은 액체공급시스템으로부터 침지액체의 갑작스러운 손실없이 기판(W)의 에지부가 묘화될 수 있는 방식을 예시한다. 이는 기판테이블(WT)상의 커버판 또는 에지시일부재(17)의 제공에 의하여 달성된다. 에지시일부재(17)는 기판(W)의 상부 주표면과 실질적으로 공면인 (예시된) 상부 주표면을 가지며, 기판(W)의 에지에 매우 인접하므로, 기판의 에지가 투영렌즈(PL)하에서 이동함에 따라 액체의 갑작스런 손실이 없다. 갭안으로의 약간의 액체손실은 여전히 있을 수 있다. 물론, 도 2 및 도 3에 예시된 전체 구성이 위아래가 뒤집혀 위치되어, 기판과 에지시일부재의 하부표면들이 투영시스템을 향하고 실질적으로 공면이 되는 배치도 있다. 그러므로, 표면들은 상부표면으로 부르기 보다는 오히려 투영시스템(PL)을 향하는 주표면으로 불리운다. 또한, 본 명세서에서, 상부표면 및 하부표면에 대한 기준은 위아래가 뒤집힌 구성에서 각각 하부표면 및 상부표면에 대한 기준으로서 적절히 고려될 수 있다.
이 시스템으로, 액체공급시스템(예를 들어 저장기(10))은 기판(W)의 에지에 걸쳐 위치될 수 있고 기판(W)을 완전히 벗어나 이동될 수 있다. 이로 인해, 기판(W)의 에지부가 묘화될 수 있다.
에지시일부재(17)는 기판테이블(WT)의 통합부를 형성할 수 있거나, 예를 들어, 진공흡입을 사용하여, 또는 전자기력을 통하여 기판테이블의 잔여부에 대하여 임시로 장착될 수 있다. 에지시일부재(17)는 (도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이) 기판테이블의 잔여부에 대하여 이동가능하므로, 에지시일부재(17)의 주표면의 기판테이블(WT) 위에서 기판(W)의 주표면과 실질적으로 공면이도록 높이가 조정될 수 있는 것이 바람직하다. 이 방식으로, 동일한 에지시일부재(17)는 기판(W)의 상이한 두께에 사용될 수 있다(두께공차는 대략 25㎛이지만, 대략 0.2㎜편차까지 수용할 수 있다). 에지시일부재(17)의 위치설정기구는 압전요소(piezoelectric element) 또는 전자기, 웜기어(worm gear) 등등의 사용을 거칠 수 있다. 적절한 기구는 하기에 서술된 제2실시예와 관련하여 설명된다.
에지시일부재(17)는 수개의 개별 세그먼트로 형성될 수 있으며, 그 각각은 기판(W)의 에지의 일부를 둘러싼다.
제2실시예
제2실시예는 도 4 내지 도 6에 예시되며, 하기에 서술되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하거나 유사하다.
도 4 및 도 5의 실시예에서, 에지액체공급시스템은 포트(40)를 통하여 저장기(30)에 액체를 제공한다. 저장기(30)내의 액체는 액체공급시스템내의 침지액체와 선택적으로 동일하다. 저장기(30)는 투영렌즈에 대하여 기판(W)의 반대쪽상에 위치되고, 기판(W)의 에지와 에지시일부재(17, 117)의 에지에 인접하여 위치된다. 도 5에서는, 에지시일부재(17)가 기판테이블(WT)과 떨어져 있는 요소로 구성되는 반면, 도 4에서는, 에지시일부재(117)가 기판테이블(WT)의 통합부에 의하여 제공된다. 가장 명확히 도시된 도 4에서 알 수 있듯이, 기판(W)은 소위 핌플테이블(20)에 의하여 기판테이블(WT)상에 지지된다. 핌플테이블(20)은 복수의 돌기부로 이루어지며, 그 위에 기판(W)이 놓여진다. 기판(W)은 예를 들어, 기판테이블(WT)의 최상면상으로 기판을 흡입하는 진공원에 의하여 제자리에 유지된다. 저장기(30)의 사용으로 인하여, 기판(W)의 에지가 묘화되고 있는 때에는(즉, 투영렌즈하에서 액체공급시스템내의 액체가 기판의 에지를 가로지르는 때에는), 액체공급시스템으로부터 에지시일부재(17, 117)와 기판(W) 사이의 갭안으로 액체가 빠져나올 수 없는 데, 그 이유는 상기 공간이 이미 액체로 채워져 있기 때문이다.
기판테이블(WT)의 잔여부에 대하여 에지시일부재(17)를 이동시키기 위한, 도 5에 도시된 기구(170)는 도 6에 상세히 예시된다. 이 방식으로 에지시일부재(17)를 이동시키는 이유는, 그 주표면이 기판(W)의 주표면과 실질적으로 공면이 되도록 만들어질 수 있게 하기 위함이다. 이는, 액체공급시스템의 저부측 내주가 기판(W)의 주표면과 에지시일부재(17)의 주표면상의 위치들로 부분적으로 이동될 수 있도록 기판(W)의 에지부에 걸쳐 액체공급시스템의 부드러운 이동을 허용한다.
레벨센서(도시되지 않음)는 기판(W) 및 에지시일부재(17)의 주표면의 상대높이를 검출하는 데 사용된다. 레벨센서의 결과에 기초하여, 에지시일부재(17)의 주표면의 높이를 조정하도록 제어신호가 액츄에이터(171)로 보내진다. 또한, 폐쇄루프액츄에이터가 상기 목적으로 사용될 수 있다.
액츄에이터(171)는 샤프트(176)를 회전하는 회전모터이다. 샤프트(176)는 모터(171)의 단부끝에서 원형디스크에 연결된다. 샤프트(176)는 디스크의 중심으로부터 떨어져 연결된다. 디스크는 웨지부(172)내의 원형후퇴부내에 위치된다. 볼 베어링은 원형디스크와 웨지부(172)내의 후퇴부의 측면들과의 마찰량을 줄이는 데 사용될 수 있다. 모터(171)는 리프스프링(177)에 의하여 제자리에 유지된다. 모터의 작동중에는, 디스크내의 샤프트(176)의 편심위치(excentre position)로 인하여 예시된 바와 같이 좌측 및 우측으로(즉, 웨지부의 경사 방향으로) 구동된다. 모터는 스프링(177)에 의하여 웨지부(172)의 이동방향과 동일한 방향으로 이동하는 것이 방지된다.
도 6에 예시된 바와 같이, 웨지부(172)가 좌측 및 우측으로 이동하기 때문에, (에지시일부재(17)의 주표면에 대하여 경사진 웨지의 표면이 있는) 그 최상면(175)은 에지시일부재(17)의 저부에 고정된 또 다른 웨지부재(173)의 저부경사면에 접촉한다. 에지시일부재(17)가 웨지부재(172)의 이동방향으로 이동하는 것 이 방지되므로, 웨지부재(172)가 좌측 및 우측으로 이동하는 경우, 에지시일부재(17)는 각각 하강되고 상승된다. 기판테이블(WT)을 향한 에지시일부재(17)의 약간의 바이어싱이 필요할 수 있다.
또 다른 웨지부재(173)가 대안적인 형상, 예를 들어, 웨지(172)의 이동방향에 대하여 수직으로 위치된 로드로 교체될 수 있음은 분명하다. 웨지부재(172)와 또 다른 웨지부재(173) 사이의 마찰계수가 웨지각도의 탄젠트보다 큰 경우, 액츄에이터(170)는 자기제동(self-braking)을 하는 데, 자기제동이라 함은 그것을 제자리에 유지하기 위하여 웨지부재(172)상에 힘이 요구되지 않는 것을 의미한다. 이는 액츄에이터(171)가 작동되지 않을 때에, 시스템이 안정할 것이라는 장점이 있다. 기구(170)의 정확성은 수 ㎛급이다.
특히, 에지시일부재(117)가 기판테이블(WT)의 통합부에 있는 경우, 기구는 기판(W) 또는 기판(W)을 지지하는 부재의 높이를 조정하는 데 제공될 수 있으므로, 에지시일부재(17, 117) 및 기판의 주표면은 실질적으로 공면으로 만들어질 수 있다.
제3실시예
제3실시예는 도 7에 예시되며, 하기에 서술되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하거나 유사하다.
이 실시예는 기판테이블(WT)의 통합부가 있는 에지시일부재(117)에 관련하여 서술된다. 하지만, 이 실시예는 기판테이블(WT)에 대하여 이동가능한 에지시일부재(17)에도 동일하게 적용할 수 있다. 이 실시예에서는, 에지시일부재(17)가 기판 의 주표면과 상부표면이 공면을 반드시 가져야 할 필요는 없지만, 가지는 것이 바람직하다. 진공원에 연결된 진공포트(46)는 투영시스템에 대하여 기판(W)의 반대쪽상에 있는 에지시일부재(117)와 기판(W)의 에지부에 인접하여 밑에 제공된다. 바람직하게는, 상기 포트(46)는 고리형이고 연속적인 홈에 의하여 형성되나, 원형 패턴내에 배치된 불연속적인, 즉 분리된 다수의 개구부들이 있을 수 있다. 그것의 가장 단순한 형태로, 본 실시예는 포트(46)를 통한 진공으로만 작동하도록 되어 있다. 하지만, 기본개념은 제3실시예의 제1형태를 예시하는 도 7a에 상세히 예시되는 바와 같은 기판테이블(WT)의 제공에 의하여 개선될 수 있다.
기판테이블(WT)의 부분 48은 투영시스템에 대하여 기판(W)의 반대쪽상에 있는 기판테이블(WT) 아래에 위치되도록 에지시일부(117)의 에지로부터 반경방향 안쪽으로 연장된다. 상기 부분 48과 기판(W) 사이의 갭을 통하여 누설되는 여하한의 침지액체는 포트(46)를 통하여 진공원을 향하여 흡인된다. 채널(42)은 진공원의 반경방향 안쪽으로, 또한 기판(W)아래에 제공되며, 가스원에 연결된다. 이는 대기압보다 큰 압력에서의 가스일 수 있거나, 채널(42)이 단순히 대기로 개방되어 있을 수 있다. 이는 기판(W) 아래의 기판테이블(WT)의 부분과 핌플테이블(20) 사이에서 기판(W) 아래로 반경방향 바깥쪽으로 공기의 흐름을 생성한다. (핌플테이블(20)은 기판을 제자리에 유지하기 위해서 그 자신의 진공원을 가진다.) 이 공기흐름으로 인하여, 에지시일부재(117)와 기판(W) 사이에서 빠져 나오는 여하한의 액체는 진공원과 유체 연결된 고리형 격실(44)(단면이 대략 3 x 3mm인)을 향하여 당겨진다. 격실(44)은 갭으로 개방된 고리형 포트(47)와 진공원에 연결된 포트(46) 사이에 위 치된다. 격실은 원주 주변의 균일한 흐름을 조성하는 데에 도움을 준다. 채널(42)은 (도관의 확장부로 도시된) 연속적인 고리형홈에 연결된다. 격실(44), 포트(47) 및/또는 채널(42)의 홈은 항상 고리형일 필요는 없으며, 여타의 적절한 형상 또는 구성일 수 있다.
일 작동 실시예에서, 기판테이블(WT)의 부분 48과 기판(W) 사이의 갭은 100㎛를 넘지 않으며(하지만, 갭이 존재하지 않는, 즉 0일 수도 있음), 모세관 작용으로 인하여 갭을 통과하는 액체의 유속이 빨라지는 것을 방지한다. 채널(42)에 연결된 홈과 격실(44) 사이의 기판테이블(WT)의 부분 45의 높이는 기판(W)의 저부와 그 부분 45의 최상부 사이의 거리(도 7에서 거리 D1으로 표시됨)가 통상적으로 100㎛급이며, 적어도 1m/s의 영역내의 균일한 가스흐름이 0.5bar보다 낮은 압력손실로 달성될 수 있도록 선택된다. 이러한 구성은 갭 D1을 통하여 액체가 통과하고 핌플테이블(20)과 간섭하는 경우가 있다 해도 매우 적다는 것을 보장한다. 여타의 값들 또한 작용할 것이다.
도 7a에 예시된 제3실시예의 제1형태는 기판(w)의 외측이 10mm 정도 편향(deflection)을 겪을 수 있다. 도 7a에서 알 수 있듯이, 이 영역은, 상기와 같이, 부분 45가 그것이 기판(W)을 지지하는 곳에서 기판(W)의 밑으로 연장될 수 있더라도, 전체적으로 지지되지 않는다. 하지만, 최외각반경(very outer radius)에서, 기판(W)과 기판테이블(WT)의 부분 48 사이에서 물의 모세관 힘과 기판(W)의 무게 둘 모두는 기판(W)의 에지를 여전히 편향시킬 수 있다. 분명한 것은, 이것이 해롭하는 것이다. 이 문제에 대한 해결책은 제3실시예의 제2 내지 제4형태를 예시 하는 도 7b 내지 도 7d에 예시되어 있다. 동일한 참조번호는 동일한 특징에 사용된다.
도 7b에 예시된 제2형태에서, 부분 48은 (원형의 패턴내의) 기판(W)의 원주의 에지 주위에 또한 그 주변에 위치된 1세트 이상의 버얼(burl)(348)을 구비한다. 버얼(348)이 떨어져 있기 때문에, 부분 48과 기판(W)의 사이로 침지액체가 여전히 샐 수 있지만, 기판(W)의 무게는 1세트 이상의 버얼(348)에 의하여 지지된다. 버얼(348)은, 버얼(348)의 부근의 에지에서 기판(W)에 일어나는 힘과 비교하여, 핌플테이블(20)의 진공(22)으로 인하여 기판(W)에 작용하는 하향력의 차이를 보상하는 핌플테이블(20)의 버얼보다 높이가 더 낮은 것이 바람직하다. 계산시 버얼의 강성을 고려하여야 하며, 버얼이 Zerodur와 같은 저팽창 글래스(low expansion glass)로 제조되는 경우, 버얼은 핌플테이블(20)의 버얼보다 높은 대략 80㎚ 미만인 것이 바람직하다. 부분 48과 기판(W)의 저부 사이의 갭은 20㎛가량인 것이 바람직하다.
도 7b의 형태에서, 부분 45는 제1형태의 그것과 유사한 형상이다. 하지만, 대안례는 부분 45 위에 위치된 링 또는 원형패턴의 버얼(345)이 있다. 버얼(345)의 분리특성은 채널(42)로부터의 가스가 격실(44)안으로 흡입되도록 한다. 이들 버얼(345)의 높이는 핌플테이블(20)의 버얼보다 높은 대략 80㎚미만이다. 버얼(345) 사이의 갭 D1은 50㎛인 것이 바람직하다. 버얼(345)은 핌플테이블(20)에 의하여 형성될 수 있으며, 반드시 기판테이블(WT)의 일부일 필요는 없다.
제3실시예의 상기 두 형태로부터, 통로(42, 47)에 의하여 형성된 공기시일의 구조가 기판테이블(WT)에 의하여, 핌플테이블(20)에 의하여 또는 두가지의 조합 중 어느 하나에 의하여 완전히 형성될 수 있음이 분명해 질 것이다. 도 7c 및 도 7d는 제3실시예의 또 다른 2형태를 예시한다. 도 7c는 공기시일이 핌플테이블(20)의 부재들에 의하여 형성되는 제3실시예의 제3형태를 예시한다. 제1 및 제2형태의 부분 45는 핌플테이블의 고리형부(2045)에 의하여 형성되며, 제1 및 제2형태의 부분 48은 핌플테이블(20)의 고리형부(2048)에 의하여 형성된다. 42 및 47과 동등한 통로(2042, 2047)는 부분 20, 2045 및 2048 사이에 형성된다. 하지만, 가스흐름의 일부만이 2개의 통로(2042, 2047)를 통과한다. 즉, 예시된 바와 같이, 일부 가스는 핌플테이블(20)의 아래로 흐르는 데, 이는 핌플테이블(20)의 외측에지아래에서 새는 침지액체의 또 다른 진입(ingression)을 막는 데 효과적이다. 이 구성은, 요구되는 정확한 모든 치수가 핌플테이블(20)내에서 만들어지고, 기판테이블(W)이 여하한의 복잡한 홈을 포함하지 않기 때문에 유익하다.
도 7d에 예시된 제3실시예의 제4형태에서는, 유입구채널(42)이 제공되지 않으며, 가스는 핌플테이블(20)로부터 고리형포트(47)안으로 흐른다. 이 형태는, 핌플테이블(20)이 그 자신의 진공소프를 필요로 하지 않기 때문에, 보다 안정한 압력이 기판(W)과 핌플테이블(20) 사이에 주어진다는 것이 장점이다. 더욱이, 제3형태에서 요구되는 여분의 통로(2042)는 더이상 필요하지 않으며, 통로(2042)만이 요구된다. 따라서, 단일 진공원은 침지액체가 새는 것과, 또한 기판을 제자리에 유지시키는 것을 두 가지 모두 해결할 수 있어 효과적이다. 가스의 흐름이 바깥쪽으로 조성될 수 있도록 핌플테이블(20) 아래에 가스원가 요구될 수 있다(상기 목적을 위해서, 아마도 핌플테이블 아래의 기판테이블내에 보다 일반적인 진공포트가 사용될 것이다).
제3실시예의 각각의 형태들의 다양한 특징들은, 진공(46)을 향하여 핌플테이블의 중심으로부터 반경방향 바깥쪽으로 가스의 흐름이 달성되는 한 조합될 수 있음은 분명하다.
제4실시예
제4실시예는 도 8 및 도 9에 예시되며, 하기에 서술되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하거나 유사하다.
이 실시예는 기판테이블(WT)의 통합부인 에지시일부재(117)와 관련하여 서술된다. 하지만, 이 실시예는 기판테이블(WT)에 대하여 이동가능한 에지시일부재(17)에 동일하게 적용할 수 있다.
도 8a에 예시된 바와 같이 이 실시예의 제1형태에서는, 에지시일부재(117)와 기판(W) 사이의 갭을 메우기(bridge) 위해서 또 다른 에지시일부재(500)가 사용된다. 또 다른 에지시일부재는 에지시일부재(117)에 부착된다. 또 다른 에지시일부재(500)는 주표면과 반대쪽으로 기판(W)의 표면에 대하여 제거가능하게 부착될 수 있다. 이 실시예에서, 또 다른 에지시일부재(500)는 기판(W)의 아래면에 접촉하도록 작동할 수 있는 유연한 에지시일부재일 수 있다. 유연한 에지시일부재(500)가 비활성화되면, 중력하에서 기판으로부터 떨어진다. 이렇게 달성되는 방식이 도 9에 예시되며 하기에 서술된다.
또 다른 에지시일부재(500)는 액체공급시스템으로부터의 모든 침지액체가 기판(W) 아래의 공간에 들어가는 것을 방지하지 않을 것이며, 이런 이유로 본 실시예 의 몇몇 또는 모든 형태에서는, 낮은 압력소스에 연결된 포트(46)가 에지시일부재(117) 및 기판(W)의 에지에 인접하여 기판(W) 아래에 제공될 수 있다. 기판 아래의 영역의 설계가 제3실시예의 그것과 동일할 수 있음은 물론이다.
동일한 시스템은 기판(W)의 반대쪽에 놓인 기판테이블상의 투과이미지센서(TIS)와 같은 센서에 사용될 수 있다. 센서의 경우, 센서는 이동하지 않기 때문에, 에지시일부재(500)는, 예를 들어 접착제를 사용하여 센서에 영구적으로 부착될 수 있다.
또한, 에지시일부재(500)는 저부면보다는 오히려 물체의 최상면(투영시스템에 가장 근접한 표면)과 맞물리도록 구성될 수 있다. 또한, 도 8a에 예시된 바와 같이, 또 다른 에지시일부재(500)는 에지시일부재(117) 아래의 반대쪽에 놓인 채로 에지시일부재(117)의 최상면 주위에 또는 거기에 부착되도록 제공될 수 있다.
이 실시예의 제2형태는 도 8b에 예시되어 있다. 2개의 또 다른 에지시일부재(500a, 500b)가 사용된다. 이들 중 제1에지시일부재(500a)는 제1형태에서와 동일하다. 이들 중 제2에지시일부재(500b)는 기판테이블(20), 즉 기판(W) 밑에 부착되고, 그 부착지점으로부터 그 자유단과 함께 반경방향 바깥쪽으로 연장된다. 또 다른 제2에지시일부재(500b)는 또 다른 제1시일부재(500a)를 기판(W)에 대하여 클램핑한다. 또 다른 제2에지시일부재(500b)를 변형시키거나 이동시키기 위해서, 압축가스가 사용될 수 있다.
이 실시예의 제3형태는 도 8c에 도시되어 있다. 제3형태는 또 다른 제1에지시일부재(500c)가 또 다른 제2에지시일부재(500d)를 기판(W)에 대하여 클램핑하는 것을 제외하고는 제2형태와 동일하다. 이는 예를 들어 제2형태의 압축가스에 대한 필요성을 없애준다.
또한, 상기 실시예는 진공에 연결되어 있는 지에 관계없이, 또 다른 제2에지시일부재(500b, 500d)로만 작용할 것이다.
상기 실시예의 제1형태와 관련하여, 또 다른 에지시일부재(500, 500a, 500b, 500c, 500d)를 변형시키는 여러가지 방법을 설명한다.
도 9에서 알 수 있듯이, 채널(510)은 (고리형 링인 것이 바람직함) 또 다른 유연한 에지시일부재(500)의 연장방향으로 형성되며, 분리포트(들)는 투영시스템을 향하는 또 다른 유연한 에지시일부재의 상부면내에, 또한 기판의 아래쪽에 제공된다. 진공원(515)을 도관(510)에 연결함으로써, 또 다른 유연한 에지시일부재는 흡입에 의하여 기판(W)에 맞닿도록 만들어질 수 있다. 진공원(515)이 끊어지거나 스위치오프되면, 또 다른 유연한 에지시일부재(500)는 도 9에 점선으로 도시된 위치를 가정하여 포트(46)로부터의 중력 및/또는 압력하에서 하강한다.
대안적인 실시예에서는, 기판이 핌플테이블(20)상에 놓이고, 기판(W)상에 상향력을 인가함으로써 밀봉을 형성하도록 또 다른 유연한 에지시일부재(500)가 탄성적으로 변형되는 경우, 또 다른 유연한 에지시일부재(500)가 기판(W)에 접촉하도록 기계적인 예비하중(pre-load)을 가지고 형성된다.
또 다른 대안례에서, 또 다른 유연한 에지시일부재(500)는 포트(46)상의 가압가스에 의해 생성된 과도압력에 의하여 기판(W)에 대하여 힘을 받을 수 있다.
또 다른 유연한 에지시일부재(500)는 여하한의 유연한, 방사선 및 침지액체 에 대한 내성을 가진, 비오염물질, 예를 들어, 강, 글래스, 예를 들어, AL2O3, 세라믹물질, 예를 들어, SiC, 실리콘, Teflon, 저팽창글래스(예를 들어, Zerodur(TM) 또는 ULE(TM)), 탄소섬유에폭시(carbon fibre epoxy) 또는 쿼츠로 만들어질 수 있으며, 통상적으로 100 내지 500㎛ 사이, 바람직하게는 30 내지 200㎛ 사이의 두께 또는 글래스인 경우, 50 내지 150㎛의 두께를 가진다. 이 물질과 이들 치수로 된 또 다른 유연한 에지시일부재(500)에 의하여, 도관(510)에 가해지도록 요구되는 통상적인 압력은 거의 0.1 내지 0.6bar이다.
제5실시예
제5실시예는 도 10에 예시되어 있으며, 하기에 서술되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하거나 유사하다.
이 실시예는 기판테이블(WT)의 통합부인 에지시일부재(117)와 관련하여 서술된다. 하지만, 이 실시예는 기판테이블(WT)에 대하여 이동가능한 에지시일부재(17)에 동일하게 적용할 수 있다.
제5실시예에서, 에지시일부재(117)와 기판(W) 사이의 갭은 또 다른 에지시일부재(50)로 채워져 있다. 또 다른 에지시일부재는 기판(W) 및 에지시일부재(117)의 주표면과 실질적으로 공면인 최상부를 가지는 또 다른 유연한 에지시일부재(50)이다. 또 다른 유연한 에지시일부재(50)는 순응성재료(compliant material)로 만들어지므로, 또 다른 유연한 에지시일부재(50)의 편향에 의하여 기판(W)의 직경 및 기판(W)의 두께에 있어서의 적은 변화가 수용된다. 투영렌즈 아래의 액체공급시스 템내의 액체가 기판의 에지에 걸쳐 통과하는 경우, 기판(W), 또 다른 유연한 에지시일부재(50) 및 에지시일부재(117) 사이에서 액체가 빠져 나올 수 없는 데, 이는 이들 요소들의 에지가 서로에 대하여 기밀성을 가지기 때문이다. 더욱이, 기판(W) 및 에지시일부재(117)의 주표면 및 또 다른 유연한 에지시일부재(50)의 최상면이 실질적으로 공면이기 때문에, 기판(W)의 에지에 걸쳐 통과하는 경우, 액체공급시스템의 작동은 뒤집히지(upset) 않으므로, 액체공급시스템내에는 요동력(disturbance force)이 생기지 않는다.
도 10에서 볼 수 있듯이, 또 다른 유연한 에지시일부재(50)는 에지부에서 기판(W)의 주표면과 반대쪽으로 기판(W)의 표면과 접촉해 있다. 이는 2가지 기능을 가진다. 첫번째로, 또 다른 유연한 에지시일부재(50)와 기판(W) 사이의 유체기밀이 향상된다. 두번째로, 또 다른 유연한 에지시일부재(50)가 핌플테이블(20)로부터 멀어지는 소정방향으로 기판(W)상에 힘을 가한다. 기판(W)이 기판테이블(WT)상에 예를 들어 진공흡입에 의하여 잡혀 있는 경우, 기판은 기판테이블상에 확실히 잡혀 있을 수 있다. 하지만, 진공원이 스위치오프되거나 끊어지면, 또 다른 유연한 에지시일부재(50)에 의하여 기판(W)상에 생성된 힘은 기판테이블(WT)과 떨어져 기판(W)을 떠밀도록 작용하므로, 기판(W)을 로딩하고 언로딩하는 데 도움을 준다.
또 다른 유연한 에지시일부재(50)는 PTFE와 같은 방사선 및 침지액체에 내성을 갖는 물질로 만들어질 수 있다.
제6실시예
도 11은 하기에 서술되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하거나 유사한 본 발명의 제6실시예를 예시한다.
이 실시예는 기판테이블(WT)의 통합부인 에지시일부재(117)와 관련하여 서술된다. 하지만, 이 실시예는 기판테이블(WT)에 대하여 이동가능한 에지시일부재(17)에 동일하게 적용할 수 있다.
제6실시예는 핌플테이블(20)이 기판(W)과 에지시일부재(117) 사이에 있는 액체공급시스템으로부터 완화될 수 있는 방식을 예시한다. 이는 기판의 에지와 기판테이블(WT)상의 기판(W)을 잡아주는 진공 사이의 분위기(65)에 노출되고 핌플테이블(20)에 연계하여 개구부를 위치설정함으로써 행해진다.
투영시스템에 대하여 기판(W)의 반대쪽상에 또한 기판(W)과 층(60) 사이에 대략 10㎛ 갭을 남겨둔 기판의 에지에서 기판아래에 위치된 층(60)은 Teflon(TM), 실리콘고무 또는 여타의 플라스틱물질과 같은 소수성인 물질로 구성된다. 무기물질이 방사선에 대한 보다 양호한 내성을 가지기 때문에, 무기물질이 바람직하다. 이 방식으로, 액체공급시스템이 기판(W)의 에지위에 위치되는 경우, 기판(W)과 에지시일부재(117) 사이의 갭안으로 그 길을 찾아가는 액체는, 효과적인 밀봉이 형성되고 핌플테이블(20)에 대한 그 길을 찾아내지 않도록 저지된다. 침지액체는 소수층과 적어도 90°의 접촉각을 가지는 것이 바람직하다.
제7실시예
도 12 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 제7실시예를 서술한다. 제7실시예는 하기에 서술되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하거나 유사하다.
도 12에 예시된 바와 같이, 제7실시예에서는 에지시일부재(17)가 원형기판(W)의 직경보다 큰 중심구멍을 갖는 고리형이다. 에지시일부재(17)가 기판(W)의 외부직경보다 더 크다면, 기판(W) 및 에지시일부재(17)의 형상은 변할 수 있다. 이 방식으로, 에지시일부재(17)는 기판(W) 직경의 편차를 수용할 수 있다.
에지시일부재(17)는 기판테이블(WT)상에 이동가능하며, 기판을 노광시키기 위해서 액체공급시스템이 기판(W)의 에지부를 향하는 경우, 에지시일부재(17)는 노광될 기판(W)의 그 에지부와 맞닿도록 근접하게 이동될 수 있다. 이는 기판(W)의 좌측편이 막 노광되려고 하는 도 13에 가장 잘 예시되어 있다.
도 14에 명확히 예시되어 있듯이, 에지시일부재(17)는 기판(W)의 주표면의 평면으로 또한 Z방향으로(즉, 장치의 광축선의 방향으로) 둘다 이동가능하다. 이 방식으로, 에지시일부재(17)는 필요한 때에 기판(W)의 에지로 이동될 수 있으며, 그 주표면이 기판(W)의 주표면과 밀접하게 공면이 되도록 조정되는 그 최상부(1차) 표면의 높이를 가질 수 있다. 이는, 기판(W0의 에지가 묘화되고 있는 경우에도, 액체공급시스템이 그 저장기내에 침지액체를 효과적으로 포함하도록 한다.
도 14에 예시된 바와 같이, 도 14에는 에지시일부재(17)의 주표면과 공면인 최상면을 가지는 돌기부(175)가 있다. 즉, 에지시일부재(17)의 주표면이 기판(W)에 인접한 에지에 걸려 있으므로, 상기 돌기부는 장치의 광축선을 향하여 연장된다. 도 14에서 알 수 있듯이, 이는, 기판(W)의 에지가 약간 만곡된(즉, 기판(W)의 에지는 주표면에 수직하지 않음) 경우라도, 기판(W)과 에지시일부재(17)의 주표면 사이의 갭이 최소화도록 한다.
에지시일부재(17)와 기판(W) 사이의 갭을 크게 하거나 줄이는 또 다른 방법 은 기판(W)에 가장 근접한 에지시일부재(17)의 에지와 기판(W) 사이에 또 다른 (유연한) 에지시일부재(177)를 제공하는 것이다. 이는 도 15에 예시되어 있다. 이는 돌기부(17)의 유무에 관계없이 행해질 수 있다. 또 다른 유연한 에지시일부재(177)는 기판(W)과의 기밀한 밀봉을 형성하도록 기판(W)의 에지 주위를 변형시킬 수 있다. 또 다른 유연한 에지시일부재(177)는 에지시일부재(17)에 부착된다. 또 다른 유연한 에지시일부재(177)는 기판(W)과 에지시일부재(17)의 주표면과 실질적으로 공면인 상부면을 가진다.
제8실시예
도 16은 하기에 서술되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하거나 유사한 본 발명의 제8실시예를 예시한다.
이 실시예는 기판테이블(WT)의 통합부인 에지시일부재(117)와 관련하여 서술된다. 하지만, 이 실시예는 기판테이블(WT)에 대하여 이동가능한 에지시일부재(17)에 동일하게 적용할 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 제8실시예는 에지시일부재(117)와 기판(W)사이의 갭을 이어주는 또 다른 에지시일부재(100)를 포함한다. 이 경우, 또 다른 에지시일부재(100)는 기판(W)과 에지시일부재(177)의 주표면상에 위치된 갭시일부재이므로, 기판(W)과 에지시일부재(117) 사이의 갭을 메운다. 따라서, 기판(W)이 원형인 경우, 갭시일부재(100) 또한 원형(고리형)일 수 있다.
갭시일부재(100)는 그 아래쪽으로 진공(105)을 가하여 제자리에 유지될 수 있다(즉, 진공포트는 진공포트를 통하여 에지시일부재(117)의 주표면상으로 노출된 다) . 기판(W)과 에지시일부재(117)의 갭이 갭시일부재(100)로 완전히 덮이기 때문에, 액체공급시스템은 액체손실없이 기판(W)의 에지위를 통과할 수 있다. 갭시일부재(100)는 기판핸들러에 의하여 제자리에 놓여지고 제거될 수 있으므로, 표준 기판 및 기판핸들링이 사용될 수 있다. 대안적으로, 갭시일부재(100)는 투영시스템(PL)에서 유지되며, 적절한 기구(예를 들어, 기판핸들링로봇)에 의하여 제자리에 놓여지고 제거될 수 있다. 갭시일부재(100)는 진공원에 의한 변형을 피하기에 충분한 강성이 있어야 한다. 갭시일부재(100)는 액체공급시스템과의 접촉을 피하기 위해서, 두께가 50, 바람직하게는 30 또는 20 또는 심지어 10㎛ 미만이지만, 가능하다면 그 보다 얇게 만들어지는 것이 유익하다.
갭시일부재(100)에는 갭시일부재(100)의 두께가 에지를 향하여 가늘어지는 테이퍼진 에지(110)가 제공되는 것이 유익하다. 갭시일부재의 전체(full) 두께에 대한 이 점진적인 전이(gradual transition)는, 액체공급시스템이 갭시일부재(100)의 최상부에 통과하는 경우, 액체공급시스템의 요동(disturbance)이 감소되는 것을 보장한다.
센서, 예를 들어 투과이미지센서와 같은 여타의 물체에 동일한 밀봉방식이 사용될 수 있다. 이 경우, 물체가 이동하도록 요구되지 않기 때문에, 갭시일수단(100)은 침지액체에 용해되지 않는 접착제로 제자리에 (양쪽단에서) 접착될 수 있다. 대안적으로, 접착제는 에지시일부재(117), 물체 및 갭시일수단(100)의 접합부에 위치될 수 있다.
또한, 갭시일수단(100)은 에지시일부재(117)의 걸침부(overhang)와 물체 아 래에 위치될 수 있다. 또한, 필요하다면, 물체가 걸침부와 가지고 형상화될 수 있다.
물체의 상부 또는 하부에 있는 갭시일수단(100)은, 에지시일수단(117)과 접촉해 있는 표면내의 한 개구부로부터 물체에 접촉해 있는 표면내의 또 다른 개구부로 그것을 통하여 제공되는 통로를 가질 수 있다. 진공(105)과 유체 연통하여 하나의 개구부를 위치시키면, 갭시일수단(100)은 제자리에서 단단히 유지될 수 있다.
제9실시예
도 17을 참조하여 제9실시예를 설명한다. 도 17에 도시된 해결책은 기판(w)의 에지부를 묘화하는 것과 관련된 몇몇 문제들을 고려하지 않아도 되며, 또한 투과이미지센서(TIS)(220)가 기판(W)과 동일한 조건하에서 투영렌즈(PL)에 의하여 조명되는 것을 허용한다.
제9실시예는 제1실시예를 참조하여 설명된 액체공급시스템을 사용한다. 하지만, 기판(W)과 함께 투영렌즈아래에서 그 하부쪽에 놓인 액체공급시스템내에 침지액체를 가두기 보다는, 액체공급시스템과 기판(W) 사이에 위치된 중간판(210)에 의하여 상기 액체가 가둬진다. 또한, 중간판(210)과 TIS(220)와 기판(W) 사이의 공간(222, 215)은 액체(111)로 채워져 있다. 이는, 예시된 바와 같은 각각의 포트(230, 240)를 거치는 2개의 별도의 공간 액체공급시스템에 의하여 또는 상기 포트(230, 240)를 거치는 동일한 공간 액체공급시스템에 의하여 행해질 수 있다. 따라서, 기판(W)과 중간판(210) 사이의 공간(215) 및 투과이미지센서(220)와 중간판(210) 사이의 공간(220)은 모두 액체로 채워져 있으며, 기판(W)과 투과이미지센 서 둘 모두는 동일한 조건하에서 조명될 수 있다. 부분 200은 진공원에 의하여 제자리에 유지될 수 있는 중간판을 위하여 지지면 또는 표면을 제공한다.
중간판은 기판(W) 및 투과이미지센서(220)를 모두 덮는 크기로 만들어진다. 그러므로, 기판(W)의 에지가 묘화되거나 투과이미지센서가 투영렌즈(PL) 아래에 위치되는 경우라도, 액체공급시스템이 에지를 가로지를 필요가 없다. 투과이미지센서(220)의 최상면 및 기판(W)은 실질적으로 공면이다.
중간판(210)은 제거될 수 있다. 중간판은, 예를 들어 기판핸들링로봇 또는 여타의 적절한 기구에 의하여 제 자리에 놓여지거나 제거될 수 있다.
제10실시예
도 18은 갭의 크기를 증가시키는 데 효과적인 본 명세서에 서술된 여타의 실시예에 적용할 수 있는 액체공급시스템의 변형례를 도시하며, 갑작스러운 액체손실 이전에 침지액체가 새는 것을 막을 수 있다.
복수의 모세관(600)은 액체공급시스템(예를 들어, 시일부재(12))과 투영렌즈(PL) 사이에 제공된다. 이들 모세관은 대체로 위쪽을 향하여, 즉 기판(W)으로부터 멀리 연장된다. 모세관이 반경 r을 가지는 경우, 모세관에 의하여 지지될 수 있는 액체막두께 h는 다음과 같은 공식으로 주어진다.
Figure 112003042548471-pat00001
여기서, σ는 계면장력이고, θ는 액체와 모세관(W) 사이의 접촉각이며, ρ 는 액체밀도이다. 따라서, cosθ를 양이 되게 함으로써(즉, 예를 들어 코팅에 의하여 모세관의 내면이 소수성이 되게 함으로써), 모세관은 갭 위의 높이 h만큼 액체의 일부를 지지할 수 있으므로, 보다 큰 갭이 메워질 수 있다.
소수성 코팅된 모세관과 액체 사이에 전압을 인가하면, cosθ는 대략 0까지 감소될 수 있고, 이는 (상기 수학식 1에 따라) 모세관(600)을 통한 액체의 자유흐름을 허용하므로, 모세관의 길이를 짧게 유지함으로써 투영렌즈 아래에 있는 액체공급시스템으로부터 액체가 매우 짧은 시간내에 제거될 수 있다. 이는 액체를 깨끗하게 유지시킨다는 것이 장점이다. 기판(W)의 에지가 묘화되는 경우, 갭이 메워질 수 있도록 전압이 제거될 수 있다. 기판(W)으로부터 액체막을 들어올리기 위해서, 기판(W)의 에지를 소수성 물질로 코팅하는 것이 제안된다(또는 기판 물질 그 자체가 소수성인 경우, 기판(W) 에지상의 레지스트가 제거될 수 있다).
모세관(600)은 실질적으로 원형 단면을 가진 실질적으로 직선인 도관에 의하여 또는 여타의 형상으로 된 도관에 의하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 모세관은 다공성물질내의 보이드(void)로 만들어질 수 있다.
상술된 모든 실시예들은 기판(W)의 에지 주위에서 밀봉하도록 제공될 수 있다. 투과이미지센서와 같은 액체를 통하여 투영빔으로 조명되는 센서 및/또는 마크를 포함하는 센서, 통합렌즈간섭계(intergrated lens interferometer) 및 스캐너(파면센서) 및 스폿센서판과 같은, 기판테이블(WT)상의 여하한의 물체들은 유사한 방식으로 밀봉될 필요가 있을 수도 있다. 또한, 이러한 물체는 레벨링 및 또는 정렬센서 및/또는 마크와 같은 투영되지 않는 방사선빔으로 조명되는 센서 및/또는 마크를 포함할 수 있다. 액체공급시스템은 이러한 경우에 물체 모두를 덮도록 액체를 공급할 수 있다. 상기 실시예들 중 어느 하나는 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 몇몇 경우에는, 기판과는 대조적으로, 기판테이블(WT)로부터 센서가 제거될 필요가 없는 것과 마찬가지로, 물체가 기판테이블(WT)로부터 제거될 필요가 없을 것이다. 이러한 경우, 상기 실시예들은 적절하게(예를 들어, 시일이 이동될 필요가 없게) 수정될 수 있다.
각각의 실시예들은 1이상의 여타의 실시예들과 적절히 조합될 수 있다. 또한, 실행가능하다면 및/또는 적절하다면, 각각의 실시예들(및 실시예들의 어느 적절한 조합)은 에지시일부재(17, 117) 없이 도 2 및 도 19 및 도 20의 액체공급시스템에 간단히 적용될 수 있다.
에지시일부재(117)의 형상 및 센서(220)의 최상부 최외측에지는 변화될 수 있다. 예를 들어, 걸쳐 있는 에지시일부재(117) 또는 사실상 걸쳐 있는 센서(220)의 외측에지를 제공하는 것이 유익할 수 있다. 대안적으로, 센서(220)의 외측 상부코너가 유익할 수 있다.
제11실시예
도 19는 하기에 서술되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일한 제11실시예를 도시한다.
제11실시예에서, 기판테이블(WT)상의 물체는 투과이미지센서(TIS)와 같은 센서(220)이다. 센서(220) 아래에서 침지액체가 새는 것을 방지하기 위해서, 침지유체에 대하여 반응하지 않고 용해되지 않는 접착제의 비드(bead)(700)가 에지시일부 재(117)와 센서(220) 사이에 위치된다. 접착제는 사용시에 침지유체에 의하여 덮인다.
제12실시예
도 20 및 도 21을 참조로 제12실시예를 설명한다. 제12실시예에서는 기판테이블(WT)에 밀봉되어 있는 센서(220)가 있다. 도 20 및 도 21에 예시된 두 형태에서, 진공(46)은 개구부통로(47) 및 에지시일부재(117)와 기판(220)의 에지 사이의 갭을 통하여 그 길을 찾아가야만 하는 여하한의 침지액체를 멀리 가져가는 챔버(44)를 구비한 갭에 인접하여 제공된다.
도 20의 형태에서, 진공은 물체(220)의 걸침부 아래에서 기판테이블(WT)내에 제공된다. 통로(47)는 기판테이블(WT)의 안쪽으로 걸쳐 있는 돌출부내에 제공된다. 선택적으로, 접착제의 비드(700)는 기판테이블(WT)과 물체(220) 사이의 돌출부의 최내측 에지에 위치된다. 접착체의 비드(700)가 제공되지 않는 경우, 물체(220) 아래로부터의 가스흐름은 센서(220)와 기판테이블(WT) 사이의 갭을 밀봉하는 것을 도와준다.
도 21의 형태에서, 진공(46), 격실(44) 및 통로(47)는 안쪽으로 돌출해 있는 에지시일부재(117) 아래에서 물체(220) 그 자체내에 제공된다. 더욱이, 물체(220)와 기판테이블(WT) 사이에 통로(47)의 반경방향 바깥쪽으로 접착제의 비드를 제공하는 옵션이 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 서술되었지만, 본 발명은 상술된 바와 다르게 실행될 수도 있다. 특히, 본 발명은 여타의 종류의 액체공급시스템, 특히 국한 된 액체영역시스템에 적용될 수 있다. 시일부재용액이 사용되는 경우, 가스시일 이외의 소정 시일이 사용될 수 있다. 상기 서술은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
본 발명에 따르면, 기판의 에지부의 노광 도중에 공급시스템으로부터의 액체손실이 최소화되는 리소그래피투영장치가 제공된다.

Claims (45)

  1. 리소그래피투영장치에 있어서,
    - 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
    - 소정 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및
    - 상기 투영시스템의 최종요소와 상기 기판테이블상에 위치된 물체 사이의 공간을 적어도 부분적으로 액체로 채우는 액체공급시스템을 포함하여 이루어지고,
    상기 기판테이블은 상기 물체의 에지를 적어도 부분적으로 둘러싸는 에지시일부재, 및 상기 에지시일부재와 상기 투영시스템의 반대쪽상에 놓인 상기 물체 사이의 갭에 진공 또는 액체를 제공하도록 위치된 진공포트 또는 액공급포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판테이블은 상기 진공포트의 반경방향 안쪽으로 위치된 채널을 더 포함하고, 상기 채널은 가스원에 연결되어 있어, 상기 진공원의 작동시에 상기 채널로부터 상기 진공원을 향하여 반경방향 바깥쪽으로 가스의 흐름이 조성될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판과 접촉하는 버얼(burl)은, 상기 채널의 반경방향 바깥쪽을 향하여 그리고 상기 진공포트의 안쪽을 향하여 존재하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판테이블은, 물체의 아래에서 연장되며 상기 진공포트의 반경방향 바깥쪽으로 있는 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 부분은, 상기 물체까지 연장되어 상기 물체를 적어도 부분적으로 지지하는 부품들을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 버얼, 부분 및 부품들 중 하나 이상은 상기 기판테이블을 지지하는 핌플테이블의 일부인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공포트를 통한 상기 갭 및 상기 진공원과 유체 연결된 상기 기판테이블내의 격실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공포트는 고리형인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공포트는 연속해 있지 않은 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공포트는 연속해 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공포트는 상기 에지시일부재의 에지부에 인접하여 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  12. 리소그래피투영장치에 있어서,
    - 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
    - 소정 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및
    - 상기 투영시스템의 최종요소와 상기 기판테이블상에 위치된 물체 사이의 공간을 적어도 부분적으로 액체로 채우는 액체공급시스템을 포함하여 이루어지고,
    상기 기판테이블은, 상기 물체의 주표면과 실질적으로 공면인(co-planar) 상기 투영시스템을 향하는 주표면을 제공하고 상기 물체의 에지를 적어도 부분적으로 둘러싸는 에지시일부재를 더 포함하고, 상기 액체공급시스템은 상기 물체, 상기 에지시일부재 및 상기 기판 중 하나 이상의 국한된 영역에 액체를 제공하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 에지시일부재 및 물체는 서로에 대하여 이동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 에지시일부재는 상기 에지시일부재와 상기 물체 사이의 거리를 변화시키기 위하여 상기 에지시일부재의 상기 주표면과 실질적으로 평행인 평면내에서 이동가능한 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 기판테이블은 상기 장치의 광축선에 실질적으로 평행한 방향으로 상기 기판테이블의 잔여부에 대하여 상기 에지시일부재를 이동시키는 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 액츄에이터는, 상기 에지시일부내의 상기 주표면과 실질적으로 평행한 방향으로 이동시에, 상기 장치의 광축선에 실질적으로 평행한 방향으로 상기 기판테이블의 잔여부에 대하여 상기 에지시일부재를 이동시키는 데 효과적인 웨지부재(wedge member)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 웨지는, 상기 웨지의 마찰계수에 의하여 작동력을 제거하여 제자리에 고정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  18. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 기판테이블은, 상기 투영시스템에 대하여 상기 에지시일부재와 상기 물체의 반대쪽상에서 상기 에지시일부재와 상기 물체의 에지부들에 인접한 소수층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 액체는 상기 소수층과 90°보다 큰 접촉각을 가지는 것을 특징으로 하 는 리소그래피투영장치.
  20. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 에지시일부재는, 상기 에지시일부재의 주표면과 공면이고 상기 장치의 광축선을 향하여 연장되는 최상면이 있는 돌출부를 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  21. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 기판테이블은, 상기 광축선의 방향으로 상기 에지시일부재와 상기 물체 둘 모두를 적어도 부분적으로 맞닿게 하거나 오버랩시키는 갭시일부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 갭시일부재는 상기 주표면과 접촉하여, 상기 에지시일부재와 상기 물체 사이의 갭을 메우는(spanning) 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 갭시일부재는 내측 및 외측 에지를 가지며, 그들 중 적어도 하나의 에지는, 상기 에지시일부재 또는 상기 물체의 주표면으로부터 떨어져 있는 상기 갭시일부재의 표면의 거리가 상기 갭시일부재의 에지를 향하여 감소하도록 테이퍼진 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 기판테이블은 상기 갭시일부재를 제자리에 잡아주기 위하여 상기 에지시일부재의 상기 주표면에 진공포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  25. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 기판테이블은 상기 기판테이블의 잔여부에 대하여 상기 물체의 주표면의 거리를 변화시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  26. 리소그래피투영장치에 있어서,
    - 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
    - 소정 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및
    - 상기 투영시스템의 최종요소와 상기 기판테이블상에 위치된 물체 사이의 공간을 적어도 부분적으로 액체로 채우는 액체공급시스템을 포함하여 이루어지고,
    상기 기판테이블은 상기 물체의 에지를 적어도 부분적으로 둘러싸는 에지시일부재, 및 상기 에지시일부재와 상기 물체 사이의 갭에 걸쳐 연장되고 상기 물체와 접촉해 있는 또 다른 에지시일부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 또 다른 에지시일부재는 유연한 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 유연한 또 다른 에지부재는 상기 에지시일부재에 부착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  29. 제26항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유연한 또 다른 에지시일부재는, 진공원에 연결되고 상기 에지시일부재로부터 그 끝단에 인접한 포트를 가져서, 상기 진공원의 작동시 상기 유연한 또 다른 에지시일부재는 상기 물체에 대하여 접촉하도록 위쪽으로 편향될 수 있어, 상기 물체에 작용하는 상기 진공원에 의하여 발생된 힘에 의하여 상기 유연한 또 다른 에지시일부재와 상기 물체 사이의 밀봉을 형성하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  30. 제26항 또는 제27항에 있어서,
    상기 물체의 아래에서 상기 기판테이블에 부착되고, 또한 부착점으로부터 반경방향 바깥쪽으로의 자유단을 가지는 유연한 또 다른 제2에지시일부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  31. 제26항 또는 제27항에 있어서,
    상기 유연한 또 다른 에지시일부재는, 상기 에지시일부재와 상기 물체 사이에 배치되고 상기 물체와 상기 에지시일부재의 상기 주표면과 실질적으로 공면인 표면을 가지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 유연한 또 다른 에지시일부재는 그 주표면과 반대인 표면상에서 상기 물체와 접촉하기 위한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 유연한 또 다른 에지시일부재는, 상기 물체가 상기 기판테이블상에 잡혀 있는 경우, 상기 기판테이블로부터 떨어지도록 상기 물체에 힘을 가하는 데 효과적인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  34. 리소그래피투영장치에 있어서,
    - 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
    - 소정 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및
    - 상기 투영시스템의 최종요소와 상기 기판테이블상에 위치된 물체 사이의 공간을 적어도 부분적으로 액체로 채우는 액체공급시스템을 포함하여 이루어지고,
    상기 기판테이블은, 상기 투영시스템과 상기 물체 사이에 있는 중간판(intermediary plate)을 지지하고 상기 물체와 접촉하지 않는 지지면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 액체공급시스템은 상기 중간판과 상기 물체 사이의 공간을 액체로 채우는 액체공급포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  36. 제34항 또는 제35항에 있어서,
    상기 기판테이블은 빔을 감지하는 투과이미지센서를 더 포함하고, 상기 중간판이 상기 센서와 상기 투영시스템사이에 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  37. 제34항 또는 제35항에 있어서,
    상기액체공급시스템은 상기 투영시스템의 최종요소와 상기 중간판사이의 공간을 액체로 채우는 투영시스템 액체공급시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  38. 제34항 또는 제35항에 있어서,
    상기 중간판은 상기 장치의 광축선에 대하여 수직인 평면에서 상기 물체의 단면적보다 큰 단면적을 가져서, 상기 물체의 모든 에지가 상기 중간판에 의하여 덮일 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  39. 리소그래피투영장치에 있어서,
    - 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
    - 소정 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및
    - 상기 투영시스템의 최종요소와 상기 기판테이블상에 위치된 물체 사이의 공간을 적어도 부분적으로 액체로 채우는 액체공급시스템을 포함하여 이루어지고,
    상기 투영시스템의 최종요소와 상기 기판테이블 사이의 상기 공간의 경계의 적어도 일부를 따라 연장되는 액체공급시스템의 부재; 및
    상기 기판테이블로부터 멀리 연장되고, 상기 부재와 상기 투영시스템의 상기 최종요소 사이에 위치된 모세관들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 모세관들은 튜브인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 모세관들은 다공성 멤브레인으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  42. 제39항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모세관들의 내측코팅은 소수성인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  43. 제39항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간내의 상기 액체와 상기 모세관들 사이에 전위차를 인가하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  44. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    묘화되는 상기 물체는 기판 또는 센서인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  45. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에지시일부재 또는, 상기 제1 또는 또 다른 제2에지시일부재는 상기 물체의 원주 주변에서 상기 물체에 접착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
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