KR100682611B1 - 리소그래피장치, 디바이스제조방법 및 그 디바이스 - Google Patents

리소그래피장치, 디바이스제조방법 및 그 디바이스 Download PDF

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엠펠판티요아르코아드리안루돌프
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Abstract

리소그래피투영장치는 안쪽퍼지격실을 둘러싸고 있는 바깥쪽퍼지격실(3) 및 기판테이블 또는 마스크테이블과 같은 가동구성요소를 둘러싸고 그것과 함께 이동하는 안쪽퍼지격실(2)을 구비한다. 안쪽퍼지격실은 주위보다 높은 평균압력에 있고, 외부격실은 주위보다 낮은 평균압력에 있도록 퍼지가스가 내부격실로 공급되며 외부격실로부터 배출된다. 가동대물의 가속도 및 격실이 국부적 압력변동을 유발할 때에도, 모든 가스흐름이 외부를 향하고 오염이 내부격실에 이르는 것을 방지하기 위하여 안쪽격실은 바깥쪽격실보다 높은 압력에 있다.

Description

리소그래피장치, 디바이스제조방법 및 그 디바이스{LITHOGRAPHIC APPARATUS, DEVICE MANUFACTURING METHOD, AND DEVICE MANUFACTURED THEREBY}
도 1은 본 발명의 실시에에 따른 리소그래피투영장치를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 휴지시의 퍼지격실내 및 그 주변의 압력레벨을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 가속도하의 퍼지격실내 및 그 주변의 압력레벨을 도시한 도면,
도 4는 도 1의 장치의 마스크스테이지의 단면도.
본 발명은 리소그래피투영장치로서,
- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
- 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블;
- 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및
- 적어도 부분적으로는 상기 장치의 가동구성요소를 둘러싸고 그와 함께 이동하는 제1격실(compartment)을 포함하는 리소그래피 투영장치에 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 위상반전(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상반전형 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 국부화된 적절한 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. 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 기술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝수단은 1 이상의 프로그래밍가능한 거울배열을 포함할 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그래밍가능한 거울배열의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.
- 프로그래밍 가능한 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(실리콘 웨이퍼)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 같은 방향 또는 반대방향으로 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 피쳐(imaged 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, 굴절광학기, 반사광학기 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.
리소그래피장치에서는 마스크와 기판의 오염을 막고 먼지입자에 의한 투영빔의 산란을 방지하며 또한 기판 및 마스크테이블의 위치를 측정하는 간섭계측정수단에 일정하고 일관된 분위기를 제공할 목적으로, 빔경로 및 마스크와 기판의 부근을 퍼지(purge)하여 제어된 분위기를 제공하는 것이 일반적이다. 투영빔이 공기중에서 비교적 고흡수성을 가진, 예를 들어 157㎚ 또는 126㎚의 단파장인 경우에, 퍼지용으로 사용되는 가스는 고순도 질소일 수 있다. 이러한 퍼지가스의 적절한 조성은 EP-1 172 698-A에 개시되어 있으며 본 명세서에서도 인용 참조되고 있다. 빔경로 및 마스크 또는 기판스테이지를 퍼지하는 데 질소를 사용하는 장치는 제어된 분위기안으로의 공기누설에 특히 민감한데, 이는 반사율의 변화를 유발하여 간섭계센 서를 방해하기 때문이다.
오염제어를 위하여 가스를 사용하는 어떤 배치에 있어서, 예를 들어 WO 99/57607호와 같이, 포개어진(nested) 격실에 더 높은 압력에서 보호되어야 하는 구성요소를 포함하는 최내측 격실이 제공될 수 있다. 이것은 보호되어야 하는 구성요소로부터 어떠한 누설도 확실하게 멀리할 수 있다. 반대로, 예를 들어 EP-1 052 551 A2 및 EP-0 532 968 A1에서 알 수 있듯이, 진공시스템중에는 안쪽격실에 더 낮은 압력이 걸리는 일련의 격실을 구비한 것이 공지되어 있다. 이것은 예를 들어 윈도우와 같은 진공격실의 취약부상에 걸친 압력차, 따라서 그 작용하는 힘을 감소시킨다.
특히 스캐너에서는, 높은 순도로 인하여 고가인 퍼지가스의 소비를 줄이기 위하여, 테이블이 스캔함에 따라 각 테이블과 함께 이동하는 격실을 마스크 및/또는 기판테이블 주위에 제공하는 것이 제안되어 왔다. 이것은 테이블의 전체 이동범위를 에워싸는 보다 더 큰 격실을 퍼지할 필요가 없게 한다. 이러한 가동퍼지격실은 EP-1 098 225-A에 개시되어 있으며 본 명세서에서 인용참조되고 있다. 퍼지격실내로 외부공기의 누설로 인한 오염을 막기 위하여 퍼지격실은 다소 과압 예를 들어, 장치의 나머지 부분에 비하여 예를 들어 수 파스칼(Pa)의 약간의 과압으로 유지된다.
하지만 스캐너에서, 마스크 및 기판테이블은 큰 가속도를 가지고 고속으로 이동된다. 가속도 및 등속도로 이동하는 동안에는, 이동하는 퍼지챔버안의 압력이 균일하거나 일정하지는 않다. 특히, 챔버의 전연부(leading edge)에서 현저한 압 력강하가 발생함에 따라 퍼지격실의 이 부분이 장치의 나머지 부분보다 압력이 낮아져 안쪽으로의 누설위험을 가져올 수 있다. 그 반대로, 후연부(trailing edge)에서의 압력은 실질적으로 간섭계측정디바이스의 빔경로 부근안으로의 퍼지가스의 누설을 증가시켜 그 곳의 반사율을 교란시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 퍼지격실이 고속도로 이동하거나 큰 가속도하에 있을 때에도, 내부 및/또는 외부로의 누설을 피하거나 줄이는 가동퍼지격실을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라 서두문에 상술된 바와 같은 리소그래피투영장치로,
상기 제1격실을 적어도 부분적으로 둘러싸고 그것과 함께 이동하는 제2격실; 및
사용시 상기 제1격실은 평균압력 P1에 있고 사용시 상기 제2격실은 평균압력 P2에 있도록, 상기 제1격실에 퍼지가스를 공급하고 상기 제2격실로부터 퍼지가스를 제거하는 퍼지가스시스템을 포함하되, 상기 압력 P1, P2는 다음의 부등식,
P1 〉P0 이고 P2〈 P0
를 만족하고, 여기서, P0는 제2격실 외부 환경의 압력인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치에서 상기 목적과 또 다른 목적이 달성된다.
가동 대물 및 격실의 가속도가 국부적인 압력변동을 일으킬 때에도, 여하한 가스흐름도 바깥쪽을 향하고 오염물이 안쪽격실에 도달하는 것을 막도록 제1 또는 안쪽격실이 제2 또는 바깥쪽격실보다 높은 압력에 있다. 또한, 제2격실은 상기 나머지 부분 특히, 임의의 간섭계 변위측정기기의 빔경로보다 저압에서 유지되어 이들 기기를 교란시키는 퍼지가스의 누설을 최소화될 수 있다.
바람직하게는, 이동에 의한 압력변동이 2개의 격실에서 동일하도록 제2격실의 깊이가 제1격실의 그것과 실질적으로 같다. 안쪽격실의 격리(isolation)는 제1격실의 주위로 포개어진 복수의 제2격실을 제공함으로써 더욱 향상될 수 있다. 이러한 구성에서, 최외각 제2격실의 압력이 가장 낮은 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면,
- 적어도 부분적으로는 방사선감응재층으로 도포된 기판을 제공하는 단계,
- 방사선시스템을 사용하여 방사선투영빔을 제공하는 단계,
- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계,
- 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계, 및
- 상기 장치의 가동성분을 적어도 부분적으로 둘러싸고 그것과 함께 이동하는 제1격실을 제공하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법에 있어서,
- 상기 제1격실을 적어도 부분적으로 둘러싸고 그것과 함께 이동하는 제2격실을 제공하는 단계, 및
상기 제1격실로 퍼지가스를 공급하는 단계 및 상기 제1격실은 평균압력 P1으 로, 상기 제2격실은 평균 P2가 되도록 상기 제2격실로부터 퍼지가스를 제거하는 단계를 특징으로 하는 디바이스 제조방법을 포함하되, 상기 압력 P1, P2는 다음의 부등식,
P1 〉P0 및 P2〈 P0
를 만족하고 이 때, P0는 제2격실 외부 환경의 평균압력인 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법이 제공된다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는, "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인)자외선 및 EUV(극자외선, 예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인)를 포함한 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔까지도 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,
방사선(예를 들어, 157㎚ 또는 126㎚의 UV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사원(LA)도 포함한다);
마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 마련된, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);
기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및
기판(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) 투과형(transmissive type)이다. 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.
방사원(LA)(예를 들어, 엑시머레이저)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex) 와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 σ-외측 및 σ-내측이라 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.
도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사원(LA)이 흔히 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 엑시머레이저인 때에 흔한 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오를 모두 포함하고 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 행 정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 짧은행정모듈에만 연결될 수도 있고 고정될 수도 있다.
상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.
2. 스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광으로 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 반대 방향으로 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 2 및 도 3은 본 발명의 퍼지격실의 원리를 도시한다. 안쪽퍼지격실(2)은 "해자(moat)"로 간주될 수 있는 바깥쪽격실(3)에 의하여 적어도 부분적으로 둘러싸여 있다. 0Pa의 압력인 것으로 도시되어 있는 바와 같은 일정한 압력을 가지는 장치의 나머지부분에 대하여, 안쪽퍼지격실(2)이 예를 들어, +2.5Pa의 평균초과압력으로 유지되는 반면에, 바깥쪽퍼지격실(3)은 예를 들어, -2.5Pa의 평균미달압력(average under pressure)으로 유지된다. 이것은 안쪽퍼지격실(2)안으로 퍼지가스를 공급하고 바깥쪽퍼지격실(3)로부터는 배기시키도록 구성함으로써 수행될 수 있다. 이러한 구성으로, 안쪽과 바깥쪽퍼지격실간의 어떠한 누설도 안쪽에서 바깥쪽퍼지격실로 흐르는 한편, 외부로부터 바깥쪽퍼지격실로의 어떠한 공기누설도 안쪽퍼지격실로는 도달하지 못하게 한다. 본 명세서의 "외부"는 리소그래피장치의 캐비넷의 내부 또는 장치가 위치된 청정실일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 퍼지격실이 휴지중일 때에는 안쪽과 바깥쪽 퍼지격실의 압력은 균일할 것이다. 하지만, 퍼지격실이 화살표 A로 나타낸 방향으로 가속중인 경우를 예시한 도 3에 도시된 바와 같이, 가속도는 이동하는 격실내의 압력변동을 일으킨다. 퍼지격실이 가속중일 때에는, 이동하는 격실의 앞쪽에서는 거의 25Pa 또는 그 이상의 압력의 국부적인 감소가 발생하며, 또한 뒤쪽에서는 아마도 25Pa 또는 그 이상의 국부적인 증가가 발생할 것이다. 하지만, 안쪽 및 바깥쪽퍼지격실(2, 3)에서 압력변화는 실질적으로 동일할 것이므로, 본 발명은 국부적인 압력강하가 안쪽격실안으로의 누설을 일으키는 것을 방지한다. 따라서, 격실내의 국부적인 압력변동이 그 압력차보다 훨씬 클 때에도 안쪽과 바깥쪽퍼지격실(2, 3)간의 압력차는 국부적으로 유지된다. 바깥쪽퍼지격실의 앞쪽에서의 압력강하는 바깥쪽격실을 국부적으로 외부보다 낮은 압력이 되게하여 바깥쪽퍼지격실(3)안으로의 국부적 누설이 있을 수 있다. 하지만, 그 결과로 발생한 오염은 바깥쪽퍼지격실로부터 배출되며 안쪽퍼지격실(2)에는 도달하지 않는다.
도 4는 안쪽 및 바깥쪽퍼지격실이 도 1의 장치의 마스크스테이지로 통합되는 방법을 도시한 것이지만, 본 발명은 리소그래피장치의 기판스테이지 또는 기타의 이동부의 주변에서도 구현될 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 마스크 스테이지의 짧은 행정 프레임(short-storke frame)(430)은 고정된 공급 및 배기통(411, 412)에 의하여 폐쇄되어 있으며 척(chuck)(440)을 둘러싸고 있는 부분적으로 개방된, 이동하는 퍼지박스를 형성한다. 짧은-행정 프레임(430)은 긴행정 드라이브(도시되지 않음)에 의하여 스캔하도록 구동되는 한편, 척(440)은 수직 액추에이터(도시되지 않음)에 의하여 짧은 행정프레임(430)으로부터 지지되어 모든 자유도로 작은 이동을 한다. 상부 배기통(411)은 조명시스템(IL)에 대해서 고정되어 있으며 마스크(MA)상부의 안쪽격실에 퍼지가스를 제공한다. 상기 가스는 짧은 행정프레임(430)과 척(440)간의 구속부(restriction)를 지나 바깥쪽으로 흐르고, 배기장치(도시되지 않음)에 의하여 척(440)의 측면 상부에서부터 위쪽으로 배기된다. 유사하게, 하부 배기통(412)은 투영시스템(PL)에 대하여 고정되며, 마스크(MA) 하부의 공간을 퍼지하기 위하여 투영시스템(PL)의 제1요소 주위로부터 가스를 배기한다.
짧은 행정프레임(430)에 의하여 제공된 부분적으로 개방된 박스는, 척(440)의 한 쪽을 자유롭게 나두고, X-간섭계(도시되지 않음)로부터 빔에 의하여 직접적으로 측정될 수 있으며, Y-간섭계(Y-IF)로부터 척(440)으로 빔을 통과시키도록 짧은 행정프레임(430)의 한 쪽에 보어(431)가 제공될 수 있다.
짧은 행정프레임(430)은 상부 및 하부의 공급 및 배기통(411, 412)에 상대적 으로 움직하기 때문에, 상부 및 하부의 공급 및 배기통(411, 412)에 가스베어링(413)이 제공된다. 가스베어링(13)은 예를 들어, 주변공기와 안쪽퍼지격실간의 압력차에 의하여, 자기적으로, 부가적 진공영역에 의하여 또는 부가적 질량을 사용함으로써 프리스트레스(pre-stress)를 받게 될 수 있다.
도 4에 도시된 바에 따라, 안쪽퍼지격실(2)은 마스크(MA)를 둘러싸고 있으며 척(440)내에 채널로서 형성된 바깥쪽퍼지격실(3)에 의하여 그 자체가 둘러싸여 있다. 바깥쪽퍼지격실내의 압력은 위에 위치된 배기장치에 의하여 안쪽퍼지격실의 압력보다 낮게 유지된다. 바깥쪽격실내의 압력변동이 가능한 한 안쪽격실의 압력변동과 가깝도록, 바깥쪽격실(3)을 형성하는 채널의 깊이(20)는 안쪽격실(2)을 형성하는 우물의 깊이(21)와 가능한 한 유사하게 만들어진다. 도 4에는 하나의 바깥쪽격실만 도시되었지만, 복수의 포개어진 바깥쪽격실을 형성하기 위하여 복수의 동심채널(concentric channel)이 제공될 수 있다. 이러한 구성은 추가적인 오염방지를 제공한다. 이러한 임의의 복수의 제2의 격실의 최외각은 가장 낮은 압력을 가져 안쪽 격실로 갈수록 압력이 커지는 것이 바람직하다. 포개어진 제2의 격실이 모두 외부보다 낮은 압력을 가질 필요는 없지만, 모두가 제1격실보다는 낮은 압력을 가져야 한다.
이상 본 발명의 특정 실시예에 대하여 서술하였지만 본 발명이 서술된 바와 다르게 실시될 수도 있다. 상기 서술내용은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
본 발명에 따르면 퍼지격실이 고속도로 이동하거나 큰 가속도하에 있을 때, 내부 및/또는 외부누설을 피하거나 줄이는 가동퍼지격실이 제공된다.



Claims (10)

  1. 리소그래피투영장치에 있어서,
    - 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템,
    - 소정 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체,
    - 기판을 잡아주는 기판테이블,
    - 상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및
    - 상기 장치의 가동구성요소를 포함하고 또한 그와 함께 이동하도록 배치된 제1격실을 포함하고, 상기 제1격실은 상기 가동구성요소의 이동방향을 포함하는 1이상의 평면내에서 상기 가동구성요소를 둘러싸며,
    - 상기 제1격실을 포함하고 그와 함께 이동하도록 배치된 제2격실을 포함하고, 상기 제2격실은 상기 가동구성요소의 상기 이동방향을 포함하는 1이상의 평면내에서 상기 제1격실을 둘러싸며,
    - 사용시에 상기 제1격실은 평균압력 P1에 있고 사용시에 상기 제2격실은 평균압력 P2에 있도록, 상기 제1격실에는 퍼지가스를 공급하고 상기 제2격실로부터는 퍼지가스를 제거하는 퍼지가스시스템을 포함하며, 상기 압력 P1, P2는 다음의 부등식,
    P1 〉P0 이고 P2〈 P0
    를 만족하고, 여기서 P0는 제2격실에 대한 외부 환경의 압력인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2격실의 깊이는, 상기 가동구성요소의 이동방향에 대해 수직인 방향으로 존재하고 상기 수직인 방향으로 상기 제1격실의 깊이와 같은 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  3. 제1항 또는 2항에 있어서,
    상기 장치는 상기 제1격실에 대하여 포개어진 복수의 제2격실을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제2격실의 최외각은 사용시에 가장 낮은 압력에 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가동구성요소는 상기 기판테이블인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가동구성요소는 상기 지지구조체인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지구조체는 마스크를 잡아주는 마스크테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방사선시스템은 방사원을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  9. 디바이스제조방법에 있어서,
    - 전체적으로 또는 부분적으로는 방사선감응재층으로 도포된 기판을 제공하는 단계,
    - 방사선시스템을 사용하여 방사선투영빔을 제공하는 단계,
    - 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계,
    - 상기 방사선감응재층의 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계, 및
    리소그래피투영장치의 가동구성요소를 포함하고 그와 함께 이동하도록 배치된 제1격실을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제1격실은 상기 가동구성요소의 이동방향을 포함하는 1이상의 평면내에서 상기 가동구성요소를 둘러싸며,
    상기 제1격실을 포함하고 그와 함께 이동하도록 배치된 제2격실을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2격실은 상기 가동구성요소의 상기 이동방향을 포함하는 1이상의 평면내에서 상기 제1격실을 둘러싸며, 및
    상기 제1격실은 평균압력 P1에 있고 상기 제2격실은 평균압력 P2에 있도록, 상기 제1격실에는 퍼지가스를 공급하고 상기 제2격실로부터는 퍼지가스를 제거하는 단계를 포함하며, 상기 압력 P1, P2는 다음의 부등식,
    P1 〉P0 및 P2〈 P0
    를 만족하고, 여기에서 P0는 제2격실에 대한 외부환경의 평균압력인 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
  10. 삭제
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