KR100659257B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

리소그래피 투영장치에서, 액체 공급 시스템은 액체 제한 시스템(liquid confinement system)을 사용하여 투영 시스템의 최종 소자 및 기판 사이의 공간에 액체를 유지한다. 액체 공급 시스템은 또한 침지액을 정화하기 위한 탈염 유닛, 증류 유닛 및 UV 방사원을 더 포함하여 이루어진다. 화학제는 생물 성장을 저해하기 위하여 침지액에 첨가될 수 있으며, 액체 공급 시스템의 구성요소는 생물의 성장이 감소되도록 가시광에 비투과성인 재료로 만들 수 있다.

Description

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

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 리소그래피 투영장치의 도;

도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 액체 격납 시스템(liquid containment system)의 도;

도 3은 도 3의 시스템의 평면도;

도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 다른 액체 격납 시스템의 도;

도 5는 물공급원으로부터 본 발명에 따른 처리까지의 액체 공급 시스템의 도이다.

도면에서, 대응하는 참조 번호는 대응하는 부분을 나타낸다.

본 발명은,

- 방사선 투영빔을 제공하는 방사 시스템;

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

- 기판을 잡아주는 기판테이블;

- 패터닝된 빔을 기판의 타겟부 상으로 투영하는 투영시스템; 및

- 상기 방사 시스템의 최종 소자 및 상기 기판 사이의 공간을 침지액(immersion liquid)으로 부분적 또는 전체적으로 충전하는 액체 공급 시스템을 포함하는 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 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 형성될 디바이스 내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 이 마스크의 개념은 리소그래피분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상-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 방사빔내의 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 회절광에서 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 거울배열의 선택적인 실시형태는 작은 거울의 매트릭스 배치를 채택하는 것인데, 상기 각각의 작은 거울은 적당하게 국부화된 전기장을 가하거나 또는 압전작동수단(piezoelectric actuation means)을 채택하여 축에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이고, 이러한 어드레싱된 거울은 입사하는 방사빔을 어드레싱되지 않은 거울에 대하여 다른 방향으로 반사할 것이다. 이러한 방식으로, 반사된 빔은 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상술된 두가지 상황 모두에 있어서, 패터닝수단은 1이상의 프로그램가능한 거울배열을 포함하여 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 있으며, 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 타겟부 상으로 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 부분적 또는 전체적으로 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, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처(imaged feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거칠 수 있다. 이러한 일련의 과정은, 디바이스, 예를 들어 IC의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 이어서 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 각각의 층을 가공하기 위한 여러 공정을 거칠 수 있다. 여러 개의 층이 요구된다면, 각각의 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. 본 명세서에서 참고자료로 채택되고 있는 이와 같은 공정에 관한 추가정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing "(3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

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

투영 시스템의 최종 소자 및 기판 사이의 공간을 충전하기 위하여, 물과 같은 비교적 높은 굴절율을 갖는 액체 내에 리소그래피 투영 장치의 기판을 침지시키는 것이 제안되었다. 이의 요점은, 노광 방사선이 액체 내에서 더 짧은 파장을 가질 것이므로, 보다 작은 피처의 묘화가 가능하다는 것이다. (액체의 효과는 또한 시스템의 유효 개구수(effective NA)를 증가시키고 또한 초점 심도를 증가시키는 것으로 간주될 수 있다.)

기판 또는 기판과 기판 테이블을 모두 액체 조(bath)에 담그는 것이 제안되었다(예를 들어, 본 명세서에 전체가 참고자료로 채택되고 있는 US 4,509,852호를 참조).

제안된 또다른 해결방안은, 액체 공급 시스템이 기판의 국부화된 영역 상에만 그리고 투영 시스템의 최종 소자 및 기판 사이에 액체를 제공하는 것이다(기판은 일반적으로 투영 시스템의 최종 소자보다 표면적이 더 크다). 이를 위하여 제안된 한 배열 방법이, 본 명세서에 전체가 참고자료로 채택되고 있는 WO 99/49504호에 개시되어 있다. 도 2 및 3에 설명되어 있는 바와 같이, 액체는 하나 이상의 유입구(IN)에 의해 기판 상으로 바람직하게는 최종 소자에 대해 기판의 이동 방향을 따라 공급됨으로써, 그리고 투영 시스템 아래를 통과한 후 하나 이상의 유출구(OUT)에 의해 제거됨으로써 국부화된 영역으로 제한된다. 즉, 기판이 소자 아래에 -X 방향으로 스캐닝됨에 따라, 액체는 소자의 +X 쪽에서 공급되고 -X 쪽에서 흡수(take up)된다. 도 2는, 액체가 유입구(IN)을 통해 공급되고 소자의 다른 쪽에서 저압 공급원에 연결되어 있는 유출구(OUT)에 의해 흡수되는 이 배치를 개략적으로 보여준다. 도 2의 예시에서 액체는 최종 소자에 대해 기판의 이동 방향을 따라 공급되나 반드시 이런 경우일 필요는 없다. 최종 소자 주위에 위치시킨 유입구 및 유출구는 다양한 배향 및 개수가 가능하며, 양쪽에 유출구를 갖는 4 세트의 유입구가 최종 소자 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되어 있는 일례를 도 3에 도시한다.

제안된 다른 해결방안은, 투영 시스템의 최종 소자 및 기판 테이블 사이의 공간의 경계의 적어도 일부를 따라 연장되는 밀봉 부재를 사용하여 기판의 국부화 된 영역에 액체를 격납(contain)시키는 것이다. 밀봉 부재는, Z 방향(광학 축 방향)으로 다소 상대적인 움직임이 있을 수 있다고 하더라도, XY 평면에서는 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지되어 있다. 밀봉은 기판의 표면 및 밀봉 부재 사이에 형성된다. 밀봉은 가스 밀봉과 같이 무접촉 밀봉이 바람직하다.

침지액의 특성은 이의 광학 특성이 일정하게 유지되도록 그리고 공급 및 투영 시스템의 소자들이 침착물(deposit)들로 오염되지 않도록 주의깊게 제어될 필요가 있다.

본 발명의 목적은 침지액의 질이 제어될 수 있는 액체 공급 시스템을 제공하는 것이다.

이 목적 및 다른 목적은 본 발명에 따라, 상기 액체 공급 시스템이 상기 침지액을 정화하는 액체 정화기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 서두에 특정화된 리소그래피 장치에서 달성된다.

이런 방식으로, 리소그래피 투영 장치는 미리 정화된 물의 공급원을 필요로 하기 보다는 정규 본관 상수도(normal mains water supply)에 부착될 수 있다. 정화된 물은 비용이 많이 들고, 잔량이 바닥나지 않도록 모니터링하는 것이 꼭 필요할 것이므로, 이는 유리하다. 본 발명은 157nm 파장의 투영빔에서 적합하지 않을 수 있는 물 이외의 침지액과 함께 사용될 수 있다.

액체 정화기는 (물) 증류 유닛을 포함하여 이루어질 수 있고, 추가적으로나 선택적으로 액체 정화기는 (물) 탈염장치(demineralizer)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이런 방식으로, 정규 본관 상수도로부터 공급된 물은, 정화 유닛을 선택함으로써 물을 침지액으로 사용할 수 있는 순도가 되도록 하는 리소그래피 투영 장치에 공급될 수 있다. 물론, 물에 예를 들어 습윤제(wetting agent)와 같은 다른 부가물도 필요할 수 있다. 침지액이 물이 아닌 경우, 증류 유닛 및 탈염장치에 추가적으로 또는 이 대신에 다른 형태의 정화기가 필요할 수 있다.

일실시형태에서, (물) 탈염장치는 역삼투 유닛이다.

다른 실시형태에서, 액체 정화기는 액체 공급 시스템 중에서 하나 이상의 다른 구성요소로부터 동적으로 분리될 수 있도록 하는 필터를 포함하여 이루어진다. 필터의 동적 분리(dynamic isolation)는, 필터 내에서 형성될 수 있는 입자의 클러스터가 깨져 하류로 방출되는 것을 막는데 도움이 된다. 따라서, 웨이퍼의 입자 오염을 감소시킬 수 있으며, 따라서 수율을 증가시킬 수 있다.

액체 공급 시스템은, 상기 침지액을 두번째로 정화하지 않고, 침지액을 상기 공간 내에서 재사용하기 위하여 재-순환 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 시스템은, 침지액을 재-정화 없이 재-사용하여 리소그래피 투영 장치의 경제성을 개선시킬 수 있으므로 유리하다.

서두에서 특정화된 바와 같은 리소그래피 투영 장치의 본발명의 다른 실시형태에서는, 상기 액체 공급 시스템이 상기 공간으로 도입하기 전에 침지액을 조사하는 자외선원을 포함하여 이루어짐으로써 이 목적이 달성된다.

리소그래피 투영 장치의 투영빔 이외의 공급원인 이 자외선원은, 침지액(물)에 존재하는 생물(lifeform)을 사멸시켜 더 성장하는 것을 막기에 효과적이다. 이 러한 생물에는, 이와 같이 하지 않을 경우에 리소그래피 투영 장치를 오염시키는 조류(algae)가 포함된다.

상기 문제점도 해결하는 본 발명의 다른 실시형태에서, 서두에 특정화된 바와 같은 리소그래피 투영 장치는, 침지액 공급원으로부터의 침지액을 상기 공간에 공급하는 도관(conduit)이 가시광에 비투과성(non-transparent)이라는 것을 특징으로 한다. 조류와 같은 생물은 광합성 및 성장할 수 있기 위해 가시광이 필요하다. 가시광이 침지액에 도달하는 것을 막음으로써, 생존하기 위해 빛이 필요한 침지액 내의 임의의 생물은 죽게 될 것이다. 이런 방식으로, 침지액의 질이 개선되지는 않더라도 유지되고, 오염물이 감소된다.

선택적으로, 서두에서 특정화된 바와 같은 리소그래피 장치에, 상기 침지액에 생물-성장 저해 화학제를 첨가하는 수단을 더 포함하여 이루어지는 액체 공급 시스템을 제공함으로써 상기 목적이 달성된다.

이러한 해결방안으로 조류와 같은 생물을 화학제로 공격하여 죽일 수 있다.

본 발명은 또한 리소그래피 투영 장치의 투영 시스템의 최종 소자 및 묘화될 기판 사이의 공간에 사용하기 위한 침지액을 제공하며, 상기 침지액은 하나 이상의 생물 성장 저해 화학제 및 물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이러한 침지액은 오염이 덜 하도록 하고, 생물-성장 저해 화학제를 포함하지 않는 침지액보다 조성이 보다 쉽게 제어된다.

상기 문제점을 또한 해결하는 다른 실시형태에서, 서두에 특정화된 바와 같은 리소그래피 투영 장치는, 침지액이 다음 특성 (a) 내지 (f)를 하나 이상, 바람 직하게는 모두 갖는 물 또는 수용액이라는 것을 특징으로 한다:

(a) 0.055 마이크로지멘스/cm 내지 0.5 마이크로지멘스/cm의 전기 전도도;

(b) 5 내지 8, 바람직하게는 6 내지 8의 pH;

(c) 5 ppb 이하, 바람직하게는 1 ppb 이하의 유기 화합물 함량;

(d) 침지액 ㎖ 당 50nm 이상의 크기를 갖는 입자 2 이하, 바람직하게는 침지액 ㎖ 당 50nm 이상의 크기를 갖는 입자 0.5 이하의 입자 함량;

(e) 15ppb 이하, 바람직하게는 5 ppb 이하의 용존 산소 농도; 및

(f) 500 ppt 이하, 바람직하게는 100 ppt 이하의 실리카 함량.

이 실시형태에서, 침지액은 고순도이며, 시스템 내의 다양한 소자의 오염을 감소시키고, 광학 변화 또는 결함을 피하도록 돕는다. 본 발명의 이 실시형태에 사용되는 침지액은, 상기된 바와 같은 리소그래피 장치에 통합되는 액체 정화기를 사용하여, 또는 원격 정화 시스템(예를 들어, 리소그래피 장치 및 다른 유저에 액체를 공급하는 정화 유닛 또는 소요지 필터(point-of-use filter))을 사용하여 정화될 수 있다. 특히, 이 실시형태의 장치는 다음 문제점 중 하나 이상의 영향을 피하도록 하거나 감소시킬 수 있다:

- 침지액이 소자/기판 표면으로부터 배출되거나(evacuate) 이 위에서 건조됨으로 인한, 광학 소자 상의 및/또는 기판 상의 물 얼룩;

- 유기 종에 의한 투영 시스템의 외부 소자의 오염;

- 초점 평면 내 또는 그 근방의 입자 또는 버블로 인한 프린팅 결함;

- 표유 광(straylight)과 같은 광학 결함;

- 침지액(예를 들어 기질) 내 재료와의 반응을 통한 레지스트 손상 및 불순물 침착을 통한 레지스트 표면의 오염.

본 발명은 또한 침지 리소그래피 투영 장치의 투영 시스템의 최종 소자 및 묘화시키고자 하는 기판 사이의 공간에 사용하기 위한 침지액을 제공하며, 상기 침지액은 다음 특성 (a) 내지 (f) 중 하나 이상, 바람직하게는 모두를 갖는다:

(a) 0.055 마이크로지멘스/cm 내지 0.5 마이크로지멘스/cm의 전기 전도도;

(b) 5 내지 8, 바람직하게는 6 내지 8의 pH;

(c) 5 ppb 이하, 바람직하게는 1 ppb 이하의 유기 화합물 함량;

(d) 침지액 ㎖ 당 50nm 이상의 크기를 갖는 입자 2 이하, 바람직하게는 침지액 ㎖ 당 50nm 이상의 크기를 갖는 입자 0.5 이하의 입자 함량;

(e) 15ppb 이하, 바람직하게는 5 ppb 이하의 용존 산소 농도; 및

(f) 500 ppt 이하, 바람직하게는 100 ppt 이하의 실리카 함량.

이러한 침지액은 물의 오염을 피하고, 상기에서 언급된 어려움을 피하거나 감소시키도록 돕는다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면,

- 방사선-감응재 층으로 부분적 또는 전체적으로 도포된 기판을 제공하는 단계;

- 방사 시스템을 사용하여 방사선 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝 수단을 사용하여 상기 투영빔에 단면 패턴을 부여하는 단계;

- 상기 방사선의 패터닝된 빔을 상기 방사선-감응재층의 타겟부 상에 투영하 는 단계;

- 침지액을 제공하여 상기 투영 단계에 사용된 투영 시스템의 최종 소자 및 상기 기판 사이의 공간을 부분적 또는 전체적으로 충전하는 단계를 포함하여 이루어지는 장치의 제조방법이 제공되며,

미처리수를 상기 리소그래피 투영 장치에 제공하고, 물을 정화하기 위한 액체 정화기를 사용하여 상기 침지액 제공 단계 직전에 상기 미처리수를 정화하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하거나; 또는

자외선광을 사용하여 상기 침지액 제공 단계 전에 상기 침지액을 조사하는 것을 특징으로 하거나; 또는

침지액 공급원으로부터 상기 공간으로 가시광에 비투과성인 도관을 통해 상기 침지액이 제공되는 것을 특징으로 하거나; 또는

하나 이상의 생물 성장 저해 화학제를 상기 침지액 제공 단계 전에 상기 침지액에 첨가하는 것을 특징으로 하거나; 또는

상기 침지액은 다음 특성 (a) 내지 (f) 중 하나 이상, 바람직하게는 모두를 갖는 물 또는 수용액인 것을 특징으로 한다.

(a) 0.055 마이크로지멘스/cm 내지 0.5 마이크로지멘스/cm의 전기 전도도;

(b) 5 내지 8, 바람직하게는 6 내지 8의 pH;

(c) 5 ppb 이하, 바람직하게는 1 ppb 이하의 유기 화합물 함량;

(d) 침지액 ㎖ 당 50nm 이상의 크기를 갖는 입자 2 이하, 바람직하게는 침지액 ㎖ 당 50nm 이상의 크기를 갖는 입자 0.5 이하의 입자 함량;

(e) 15ppb 이하, 바람직하게는 5 ppb 이하의 용존 산소 농도; 및

(f) 500 ppt 이하, 바람직하게는 100 ppt 이하의 실리카 함량.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 특히 언급되었으나, 이러한 장치가 많은 다른 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 선택적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되는 것으로 간주되어야 함을 이해할 수 있을 것이다.

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 실시형태를 이제 첨부되는 개략적인 도면을 참조하여 오직 예시로서 기재될 것이다.

제1실시형태

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

· 이 경우에는 특별히 방사원(LA)도 포함하는, 방사선(예를 들어, DUV 방사 선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사 시스템(Ex,IL);

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

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

· 기판(W)의 (예를 들어, 1이상의 다이를 포함하는)타겟부(C) 상으로 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화(imaging)하는 투영시스템 ("렌즈")(PL)을 포함하여 이루어진다.

본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (투과마스크를 구비한) 투과형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (반사마스크를 구비한) 반사형일 수도 있다. 선택적으로, 상기 장치는 상술된 바와 같은 형식의 프로그램가능한 거울배열과 같은 다른 종류의 패터닝수단을 채택할 수도 있다.

방사원(LA)(예를 들어, 엑시머레이저)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 맞바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한 이것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 여타의 다양한 구성요소들 을 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 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓일 수 있지만(흔히 예를 들어, 방사원(LA)이 수은램프인 경우에서 처럼), 그것이 또한 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향 거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다는 것을 주목해야 한다. 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 통과한다. 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) 웨이퍼스테퍼의 경우에 마스크테이블(MT)이 단행정액추에이터에만 연결되거나 또는 고정될 수도 있다.

도시된 장치는 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

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

2. 스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 소정 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동 가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지 상에 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, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

도 4는 기판 스테이지(WT) 상에 위치되어 있는 투영 시스템(PL) 및 기판(W) 사이의 액체 저장소(10)를 도시한다. 액체 저장소(10)는 유입구/유출구 덕트(13)를 통해 제공된, 비교적 높은 굴절율을 갖는 액체(11)로 충전되어 있다. 액체는 (본 명세서에서와 같이) 물이 될 수 있으나 임의의 적당한 액체가 될 수도 있다. 액체는, 투영빔의 방사선이 공기 또는 진공 중에서보다 액체 중에서 파장이 더 짧아지므로, 더 작은 피처를 분해(resolve)할 수 있다는 효과를 갖는다. 투영 시스템의 해상도 한계는 특히 투영빔의 파장 및 시스템의 개구수(numerical aperture)에 의해 결정된다는 것이 주지되어 있다. 액체가 존재하는 것은 또한 유효 개구수가 증 가한 것으로 간주될 수 있다. 또한, 고정된 개구수에서, 액체는 초점 심도를 증가시키기에 효과적이다.

액체를 제한하여 투영 시스템(PL)에 면하는 기판의 제 1 표면 및 투영 시스템(PL)의 최종 광학 소자 사이의 공간을 충전하기 위하여, 저장소(10)는 투영 렌즈(PL)의 이미지 필드 주위의 기판(W)에 무접촉 밀봉을 형성하는 것이 바람직하다. 저장소는 투영 렌즈(PL)의 최종 소자 아래에 위치되어 이를 둘러싸고 있는 밀봉 부재(12)에 의해 형성된다. 따라서, 액체 격납 시스템(LCS)은 기판의 국부화된 영역 상에만 액체를 제공한다. 밀봉 부재(12)는 투영 시스템의 최종 소자 및 센서(10)(또는 기판 W) 사이의 공간을 액체로 충전하는 액체 격납 시스템(LCS)의 일부를 형성한다. 이 액체는 투영 렌즈 아래 및 밀봉 부재(12) 내 공간으로 도입된다. 밀봉 부재(12)가 투영 렌즈의 바닥 소자 위로 약간 연장되고, 액체가 최종 소자 위로 상승하여 액체의 완충물이 제공된다. 밀봉 부재(12)는, 상부 말단에 투영 시스템 또는 이의 최종 소자의 형상에 잘 맞는 내부 주변을 가지며, 예를 들어 원형이 될 수 있다. 바닥에서 내부 주변은 예를 들어 직사각형과 같은 이미지 필드의 형상에 잘 맞는 어퍼처를 형성하지만, 반드시 그런 것은 아니다. 투영 빔은 이 어퍼처를 통과한다.

액체(11)는 밀봉 디바이스(16)에 의해 저장소(10) 내에 제한된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 밀봉 디바이스는 무접촉 밀봉, 즉 가스 밀봉이다. 가스 밀봉은 예를 들어 공기 또는 합성 공기와 같은 가스에 의해 형성되고, 밀봉 부재(12) 및 기판(W) 사이의 갭으로 유입구(15)를 통한 압력 하에 제공되며, 제 1 유출구(14)에 의해 뽑아내진다. 가스 유입구(15) 상의 과압력, 제 1 유출구(14) 상의 진공 수준 및 갭의 형상은, 액체(11)를 제한하는 장치의 광학 축 쪽에 안쪽으로 고속의 공기 흐름이 있도록 정해진다. 임의의 밀봉에 의하더라도, 액체 중 일부는 예를 들어 제 1 유출구(14) 위로 빠져나갈 가능성이 있다.

도 2 및 3은 또한 유입구(들)(IN), 유출구(들)(OUT), 기판(W) 및 투영 렌즈(PL)의 최종 소자로 한정되는 액체 저장소를 도시한다. 도 4의 액체 격납 시스템과 같이, 유입구(들)(IN) 및 유출구(들)(OUT)를 포함하여 이루어지는 도 2 및 3의 액체 격납 시스템은 투영 시스템의 최종 소자 및 기판의 제 1 표면의 국부화된 영역 사이의 공간에 액체를 공급한다.

도 2와 3 및 도 4의 액체 격납 시스템(LCS) 모두와, 기판(W) 또는 기판 테이블(WT) 전체가 침지되는 조(bath)와 같은 다른 해결방안을, 도 5에 도시된 본 발명의 액체 공급 시스템과 함께 사용할 수 있다.

도 5는 액체 공급 시스템(100)을 보다 상세히 도시한다. 액체 격납 시스템(LCS)은 예를 들어 상기된 것과 같은 임의의 종류의 격납 시스템이 될 수 있다. 액체 공급 시스템(100)은 리소그래피 투영 장치의 일부를 형성한다. 액체 공급 시스템(100)은, 예를 들어 본관 공급수와 같은 표준 물 공급원(80)이 침지액 공급원으로 사용될 수 있도록 설계된다. 그러나, 다른 액체도 사용할 수 있으며, 이 경우에는 이하 기재된 바와 같은 재-순환이 사용될 가능성이 더욱 높아지며 정화가 보다 중요하게 된다.

도관수는 액체 정화기로 처리한 후에야 침지액으로 적합하다. 다른 침지액 도, 사용하는 동안 오염이 발생함에 따라 재활용되는 경우에 특히 이러한 처리가 필요하다. 바람직한 실시형태에서, 정화기는 증류 유닛(120) 및/또는 탈염장치(130) 및/또는 액체의 탄화수소 함량을 감소시키는 유닛(140) 및/또는 필터(150)가 될 수 있다. 탈염장치(130)는 역삼투 유닛, 이온 교환 유닛 또는 전자 탈-이온화 유닛, 또는 이들 유닛의 둘 이상의 조합물과 같은 임의의 종류가 될 수 있다. 탈염장치는 일반적으로 물 또는 수용액 중의 이온성 화합물의 함량을 감소시켜, 물의 전기 전도도가 0.055 마이크로시멘스/cm 내지 0.5 마이크로시멘스/cm가 되도록 한다. 탈염장치는 또한 실리카 함량을 500ppt 이하, 바람직하게는 100ppt 이하로 감소시킬 수 있다.

액체의 탄화수소 함량을 감소시키는 유닛(140)은 탄화수소(예를 들어 목탄 또는 중합재)를 흡수하는 형태가 되거나, UV 광원 및 이온 교환기를 조합함으로써 형성될 수 있다. 이 유닛(140)은 일반적으로 물 또는 수용액 중의 유기 화합물의 함량을 5ppb 이하, 예를 들어 3ppb 이하 또는 2ppb 이하, 바람직하게는 1 ppb 이하, 더 바람직하게는 0.5 ppb 이하로 감소시킨다. 탈염장치(130)는 경우에 따라 탄화수소 중 일부를 제거할 것이다.

필터(150)는 일반적으로 침지액의 입자 함량을 2 입자/㎖ 이하, 바람직하게는 1 입자/㎖ 이하, 더 바람직하게는 0.5 입자/㎖ 이하로 감소시키며, 이 때 입자는 하나 이상의 크기가 50nm 이상인 입자로 정의된다. 바람직한 실시형태에서, 필터(150)는 액체 공급 시스템 중의 하나 이상의 다른 구성요소로부터 동적으로 분리된다. 일반적으로 필터는 기계적 충격을 야기할 수 있는 액체 공급 시스템 중의 구 성요소로부터 동적으로 분리된다. 필터(150)는 필터 하류의 임의의 호오싱(hosing) 및 구성요소와 함께 예를 들어 기계적 충격 및/또는 진동을 일으키는 시스템 중의 임의의 구성요소(예를 들어, 모터, 스위칭 밸브, 이동부 및 난기류)로부터 동적으로 분리될 수 있다.

액체 격납 시스템(LCS)에 도입되기 전, 액체는 가스 함량 감소 수단(160)을 통과하는 것이 바람직하다. 가스 함량이 감소하면 버블 형성의 가능성이 감소하며, 따라서 가스 함량 감소 수단은 버블 감소 수단으로 작용한다. 가스 함량 감소 수단(160)은 일반적으로 침지액의 용존 산소 함량을 15 ppb 이하, 바람직하게는 10 ppb 이하 또는 5 ppb 이하로 감소시킨다. 가스 함량 감소 수단(160)은, 본 명세서에 전체가 참고자료로 채택되고 있는 유럽 특허 출원 제 03253694.8호에 기재된 바와 같이 초음파를 사용하거나, 또는 초음파의 단점(초음파로 인해 캐비테이션 및 버블 충돌이 일어나, 벽을 제동하고 액체를 오염시키는 소형 입자가 생성될 수 있다)을 일부 피할 수 있는 메가음파(약 1 MHz)를 사용하여 비슷한 원리로 작동시킬 수 있다. 예를 들어 상기 유럽 특허출원에 기재된 것 및, 아마도 진공과 조합하거나 헬륨과 같은 용해도가 낮은 가스를 사용한 액체의 퍼징에 의한 막(membrane)의 사용과 같은 다른 가스 함량 감소 수단도 가능하다. 막은 마이크로일렉트로닉스, 약제학 및 동력 응용과 같은 분야에서 액체로부터 가스를 제거하기 위하여 이미 사용되고 있다. 액체는 반다공질막 배관 다발(a bundle of semiporous membrane tubing)을 통해 펌핑한다. 막의 세공 크기는 액체는 통과하지 못하지만 제거하려는 가스는 통과할 수 있도록 한다. 이에 따라, 액체는 탈기 된다. 배관 외부로 저압을 적용함으로써 처리를 가속화할 수 있다. 이러한 목적으로는 멤브라나-샬로테(Membrana-Charlotte, a division of Celgard Inc. of Charlotte, North Carolina, USA)로부터 입수가능한 리퀴-셀^(TM)(Liqui-Cel^(TM))이 적합하다.

용해도가 낮은 가스를 사용하여 퍼징하는 것은, 왕복운동하는 펌프 헤드에서 공기 버블 트래핑을 막기 위하여 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)에 적용된 공지 기술이다. 용해도가 낮은 가스를 액체를 통해 퍼징하는 경우, 이산화탄소 및 산소와 같은 다른 가스는 빠져나간다(drive out).

액체 격납 시스템(LCS)에서 사용 후, 침지액은 배수로(200)를 통해 처리될 수 있다. 선택적으로, 액체 격납 시스템(LCS)에 이미 사용된 침지액(또는 이의 일부)을 재활용시켜, 액체 정화기의 모두 또는 일부 구성요소를 통과시키거나 통과시키지 않고 액체 격납 시스템에 다시 (도관(115)를 통해) 통과시킬 수 있다. 액체 정화기는 다른 구성요소로 만들어질 수 있으며, 증류 유닛(120), 탈염장치(130) 유닛(140) 및 필터(150)는 임의의 순서로 위치될 수 있다.

액체 격납 시스템(LCS)을 아직 통과하지 않은 침지액의 재활용도 기대할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 구성요소를 통과한 후 액체 정화기로부터 액체를 뽑아낼 수 있으며, 보다 상류 위치에서 액체 정화기로 다시 들어가는 도관(115)를 통해 재활용될 수 있다. 이런 식으로, 침지액은 액체 격납 시스템으로 들어가기 전에 한번 이상 액체 정화기의 구성요소 중 하나 이상을 통과한다. 이 실시형태 는, 침지액 순도가 개선될 수 있다는 장점을 갖는다.

액체 격납 시스템을 통과하기 전후에 침지액을 재활용하면, 출구(200)를 통한 흐름이 없는 경우에도, 침지액이 항상 계속 흘러가도록 할 수 있다. 이는 시스템 내에 정체되어 있는 물이 존재하지 않도록 돕는데, 정체되어 있는 물은 예를 들어 구성물질(construction material)로부터 걸러지기 때문에 오염되기 쉬운 것으로 알려져 있으므로, 이것은 장점이다.

도 5에는 침지액을 재순환시키고 액체 격납 시스템(LCS)의 액체를 순환시키기 위하여 사용되는 액체 펌프가 도시되지 않는다.

도 5의 액체 공급 시스템(100)은 또한 침지액 중의 생물(lifeform)의 성장을 감소시키거나 멈추기 위한 몇가지 수단을 갖는다. 본관 공급수(80)에 이러한 생물이 매우 낮은 수준으로 존재해도 액체 공급 시스템(100)이 오염될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 생물에는 조류, 박테리아 및 진균이 포함될 수 있다.

도 5에 도시된 이러한 미생물의 성장을 감소시키는 주된 세가지 방법이 있다. 이러한 방법들은 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 조류 및 다른 녹색 식물에 유효한 첫번째 방법은, 예를 들어 액체 공급 시스템(100) 중에 물을 수송하는 도관(110, 115)을 가시광에 비투과성인 재료로 제조함으로써, 액체가 가시광으로 조사되지 않도록 하는 것이다. 선택적으로, 전체 액체 공급 시스템(100) 또는 장치 전체까지 가시광에 비투과성인 용기 또는 인클로우저(예를 들어 실)(180) 안에 하우징될 수 있다. 선택적으로, 도관(110)을 가시광을 투과시키지 않는 재료로 클래딩할 수 있다. 이런 식으로, 물 안의 유기체는 광 합성을 할 수 없고, 따라서 성장 또는 증가될 수 없다. 적당한 가시광 비투과성 재료는 스테인리스강, 중합체 등이다.

도 5는 또한 침지액에 방사하기 위하여 사용되는 자외선원(145)의 사용을 나타낸다. UV 원(145)은, 기판(W)을 묘화하기 위하여 사용되는 투영빔(PB)에 대한 개별 방사 시스템이 존재하도록, 액체가 액체 격납 시스템(LCS)을 통과하기 전에 액체에 조명하기 위하여 사용된다. UV 원(145)은 액체 격납 시스템(LCS)의 상류에 액체 공급 시스템(100)의 어디든 위치될 수 있다. UV 원은, 이후에 예를 들어 필터(150)와 같은 입자 필터에 의해 액체로부터 제거되는 생물을 사멸시킬 것이다. 필터의 적당한 세공 크기는 0.03 내지 2.0㎛이지만, 예를 들어 0.1 내지 2.0㎛와 같은 다른 크기도 사용할 수 있다.

유기체의 리소그래피 투영 장치에 미치는 작용을 감소시키는 다른 방법은, 침지액(도 5의 경우에는 물)에 생물-성장 저해 화학제를 첨가하는 것이다. 이는 액체 공급 시스템의 임의의 다른 구성요소(120, 130, 140, 145, 150, 160)의 상류 또는 하류에 위치시킬 수 있는 생물-성장 저해 화학제 첨가 수단(147)을 사용하여 달성된다. 일반적인 화학제는 할로겐 함유 화합물(대부분 염소 또는 브롬계), 알콜, 알데하이드, 오존 및 중금속이다. 임의의 이러한 화학제의 투여 수준은 침지액 순도 요건을 만족시키도록 아주 소량인 것이 바람직하다. 본 발명의 일실시형태에서, 침지액 순도 요건을 만족시키기 위하여 생물-성장 저해 화학제가 사용되지 않는 것이 바람직하다.

물론, 첨가 수단(147)은 또한 침지액에 계면활성제 및 습윤제와 같은 다른 화학제를 첨가할 수 있다.

도 5의 실시형태에서, 침지액은 우선 증류되고, 이어서 탈염된 후 탄수화물 제거된 다음, 여과 전에 UV 조사되고, 마지막으로 탈기(즉 버블 제거)되는 것으로 도시되지만, 어떤 순서로든 가능하다. 또한, 화학제는 액체 제한 시스템(LCS)의 임의의 스테이지 상류의 물에 첨가될 수 있고, 재-순환된 물은 또한 액체 제한 시스템(LCS)의 임의의 스테이지 상류에 첨가될 수 있다. 재순환된 물이 어디에 첨가될지는 이의 순도에 따라 결정될 것이다. 도 5에 도시된 실시예에서, 실선은 재-순환된 물이 첨가 수단(147), 증류 유닛(120), 탈염 유닛(130), 유닛(140), UV 원(145), 필터(150) 및 가스 함량 감소 수단(160)의 하류에 첨가되는 것을 나타낸다. 점선은 재활용된 액체가 첨가될 수 있는 선택적인 위치를 나타낸다. 재활용된 액체는 적어도 필터(150)의 상류에 첨가되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시형태에서, 액체 정화기는 침지액이 하기 특성 (a) 내지 (f) 중 하나 이상, 바람직하게는 모두를 갖도록 하는 물 또는 수용액인 침지액을 정화한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 침지액은 하기 특성 (a) 내지 (f) 중 하나 이상, 바람직하게는 모두를 갖는다:

(a) 0.055 마이크로지멘스/cm 내지 0.5 마이크로지멘스/cm의 전기 전도도;

(b) 6 내지 8의 pH;

(c) 1 ppb 이하의 유기 화합물 함량;

(d) 침지액 ㎖ 당 50nm 이상의 크기를 갖는 입자 0.5 이하의 입자 함량;

(e) 5 ppb 이하의 용존 산소 농도; 및

(f) 100 ppt 이하의 실리카 함량.

침지액의 전기전도도는 일반적으로, 예를 들어 이온 교환 유닛 또는 전기 탈이온화 유닛과 같은 탈염장치를 사용하여 전기전도도가 0.055 마이크로시멘스/cm 내지 0.5 마이크로시멘스/cm가 되도록 제어된다. 바람직한 실시형태에서, 전기전도도는 0.3 마이크로시멘스/cm 이하, 예를 들어 0.1 마이크로시멘스/cm 이하이다. 탈염장치는 또한 침지액 중의 실리카 함량을 제어하기 위하여 사용할 수 있다. 바람직한 실리카 함량은 500ppt 이하, 예를 들어 200ppt 이하, 100ppt 이하, 90ppt 이하, 또는 80ppt 이하이다.

침지액의 pH는 임의의 적당한 수단으로 제어될 수 있다. 일반적으로, 상기 실시형태에 따라 액체 정화기를 사용하여 정화된 본관수가 사용되는 경우, pH는 바람직하게는 5 내지 8 범위, 더 바람직하게는 6 내지 8 범위가 될 것이다. 첨가제가 침지액에 포함되는 경우, 이러한 첨가제의 양은 침지액의 pH가 5 내지 8로 유지되도록 제어되어야 한다. 원하는 pH는, 선택적으로, 적당한 완충물(buffer)을 첨가함으로써 얻어질 수 있다. 물 또는 수용액의 pH를 바꿀 수 있는 구성요소의 존재를 제한함으로써 pH를 제어하는 것이 바람직하다. 이것이 예를 들어 완충물을 첨가하는 것보다 더 좋은데, 완충물이 존재하면 다른 방식으로 침지액의 순도에 영향을 줄 수 있기 때문이다.

침지액 중의 유기 화합물의 농도는 일반적으로 탄화수소 함량을 감소시키는 유닛(140)으로 제어한다. 유사하게, 침지액에 존재하는 입자의 수는 필터를 사용하여 제어할 수 있다. 침지액의 입자 함량은 리소그래피 공정에서 가장 낮은 최소 배선폭보다 큰 입자의 함량이다. 따라서, 입자 함량은 하나 이상의 크기가 50nm 이상인 입자의 함량이다.

침지액의 산소 함량은 일반적으로 상기와 같은 가스 함량 감소 수단을 사용하여 제어된다. 산소 함량은 15 ppb 이하, 예를 들어 10ppb 이하, 7ppb 이하, 5ppb 이하, 4ppb 이하, 또는 3ppb 이하까지 감소되는 것이 바람직하다.

액체 공급 시스템(100)은 선택적으로 침지액의 특성(a) 내지 (f) 중 하나 이상을 측정하기 위하여 사용될 수 있는 측정 수단(도 5에 도시 않음)을 포함하여 이루어진다. 이러한 측정 수단은 예를 들어 액체 공급 시스템의 구성요소(120, 130, 140, 145, 150 및 160)의 하나 이상 및 바람직하게는 모두의 하류에 위치될 수 있다. 물의 샘플을 액체 공급 시스템의 적당한 샘플링 지점으로부터 뽑아내 오프-라인 측정 수단에 공급하는 오프-라인 측정 수단도 사용될 수 있다. 일실시형태에서, 측정 수단은 전기 전도도를 측정하는 수단, pH 센서, TOC 분석기, 입자 계수기, 산소 센서 및 전체 실리카 측정 디바이스로부터 선택되는 하나 이상의 측정 수단을 포함하여 이루어질 수 있다. 버블 측정 수단도 사용될 수 있다. 특성 (a) 내지 (f)의 각각을 측정하는 적당한 측정 기술은 당업자가 잘 알 것이다.

본 발명의 구체적인 실시형태를 상기에 설명하였으나, 본 발명은 기재된 것과 다르게 실행가능한 것으로 생각될 것이다. 상세한 설명은 본 발명을 제한하고자 하는것이 아니다.

본 발명에 따르면, 침지액의 질이 제어될 수 있는 액체 공급 시스템을 얻을 수 있다.

Claims (20)

1. 리소그래피 투영장치에 있어서,

   - 방사선 투영빔을 제공하는 방사 시스템;

   - 원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

   - 기판을 잡아주는 기판테이블;

   - 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부 상으로 투영하는 투영시스템; 및

   - 상기 방사 시스템의 최종 소자 및 상기 기판 사이의 공간을 침지액으로 부분적 또는 전체적으로 충전하는 액체 공급 시스템을 포함하여 이루어지고,

   상기 침지액은:

   (a) 0.055 마이크로지멘스/cm 내지 0.5 마이크로지멘스/cm의 전기 전도도;

   (b) 5 내지 8의 pH;

   (c) 5 ppb 이하의 유기 화합물 함량;

   (d) 침지액 ㎖ 당 50nm 이상의 크기를 갖는 입자 2 이하의 크기를 갖는 입자량;

   (e) 15ppb 이하의 용존 산소 농도; 및

   (f) 500 ppt 이하의 실리카 함량;

   상기 특성 (a) 내지 (f)를 갖는 물 또는 수용액인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 액체 공급 시스템은 상기 침지액을 격납하는 액체 격납 시스템을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 액체 공급 시스템은 상기 침지액을 정화하기 위한 액체 정화기를 포함하고,

   상기 침지액이 물 또는 수용액이고, 상기 액체 정화기는:

   (a) 0.055 마이크로지멘스/cm 내지 0.5 마이크로지멘스/cm의 전기 전도도;

   (b) 5 내지 8의 pH;

   (c) 5 ppb 이하의 유기 화합물 함량;

   (d) 침지액 ㎖ 당 50nm 이상의 크기를 갖는 입자 2 이하의 크기를 갖는 입자량;

   (e) 15ppb 이하의 용존 산소 농도; 및

   (f) 500 ppt 이하의 실리카 함량;

   상기 특성 (a) 내지 (f)를 갖도록 상기 물 또는 수용액을 정화하기 위한 것임을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 액체 정화기는 증류 유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 액체 정화기는 상기 침지액의 탄화수소 함량을 감소시키는 유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 액체 정화기는 탈염장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 탈염장치가 역삼투 유닛, 이온 교환 유닛 또는 탈이온화 유닛인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
8. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 액체 정화기가 필터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 필터가 상기 액체 공급 시스템으로부터 동적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
10. 제3항 또는 제4항에 있어서,

    상기 액체 공급 시스템은, 상기 침지액을 두번째로 전체적 또는 부분적으로 정화하거나 정화하지 않고 상기 침지액을 상기 공간 내에서 재-사용하기 위한 재-순환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
11. 제3항 또는 제4항에 있어서,

    상기 액체 공급 시스템은 상기 액체 정화기로부터의 침지액을 상기 공간에 제공하는 순환 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
12. 침지 리소그래피 투영 장치의 투영 시스템의 최종요소 및 묘화될 기판 사이의 공간에 사용하기 위한 침지액으로서, 상기 침지액은:

    (a) 0.055 마이크로지멘스/cm 내지 0.5 마이크로지멘스/cm의 전기 전도도;

    (b) 5 내지 8의 pH;

    (c) 5 ppb 이하의 유기 화합물 함량;

    (d) 침지액 ㎖ 당 50nm 이상의 크기를 갖는 입자 2 이하의 크기를 갖는 입자량;

    (e) 15ppb 이하의 용존 산소 농도; 및

    (f) 500 ppt 이하의 실리카 함량;

    상기 특성 (a) 내지 (f)를 갖는 것을 특징으로 하는 침지액.
13. 디바이스 제조방법에 있어서,

    - 방사선 반응 재료층이 전체적으로 또는 부분적으로 덮힌 기판을 제공하는 단계;

    - 방사선 시스템을 이용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

    - 패터닝 수단을 이용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

    - 상기 방사선 반응 재료층의 타켓부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계; 및

    - 상기 투영단계에서 사용되는 투영 시스템의 최종요소 및 상기 기판 사이의 공간을 전체적으로 또는 부분적으로 채우는 침지액을 제공하는 단계를 포함하고,

    상기 침지액은:

    (a) 0.055 마이크로지멘스/cm 내지 0.5 마이크로지멘스/cm의 전기 전도도;

    (b) 5 내지 8의 pH;

    (c) 5 ppb 이하의 유기 화합물 함량;

    (d) 침지액 ㎖ 당 50nm 이상의 크기를 갖는 입자 2 이하의 크기를 갖는 입자량;

    (e) 15ppb 이하의 용존 산소 농도; 및

    (f) 500 ppt 이하의 실리카 함량;

    상기 특성 (a) 내지 (f)를 갖는 물 또는 수용액인 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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