KR100697299B1

KR100697299B1 - 리소그래피 장치, 디바이스 제조방법 및 그에 따라 제조된디바이스

Info

Publication number: KR100697299B1
Application number: KR1020040057065A
Authority: KR
Inventors: 잘코엔야코부스요한네스마리아; 판엠펠타르코아드리안루돌프; 오텐스요스트예뢴; 호프만얀
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2007-03-20
Also published as: TWI254188B; JP4565915B2; US7528935B2; SG108996A1; KR20050011721A; US7110091B2; CN1577095A; JP2005045259A; TW200508790A; CN100487580C; US20050030512A1; US20060158638A1

Abstract

본 발명에 따른 리소그래피 투영장치는, 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템; 상기 방사선의 투영빔의 빔 경로 내에 배치될 실질적으로 평탄한 아티클을 지지하는 평판 지지부를 제공하도록 배치된 돌출 구성부를 형성하는 복수의 돌출부를 포함하는 아티클 홀더를 포함하여 이루어지고, 상기 아티클 홀더는, 상기 아티클을 상기 아티클 홀더에 대해 클램핑하기 위하여, 정전기 클램핑 힘을 발생시키기 위한 1 이상의 클램핑 전극을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 1 이상의 클램핑 전극은, 상기 기판의 국부적인 높이 변동들을 레벨링하기 위하여 상기 정전기 클램핑 힘을 국부적으로 변경시키는 전기장 변경 구조체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

리소그래피 장치, 디바이스 제조방법 및 그에 따라 제조된 디바이스 {Lithographic Apparatus, Device Manufacturing Method, and Device Manufactured Thereby}

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 단지 예시의 방법을 통해 설명하는데, 대응하는 참조부호들은 대응하는 부분들을 나타낸다.

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

도 2는 도 1에 도시된 아티클 홀더(article holder)의 평면도;

도 3은 본 발명의 리소그래피 투영장치의 아티클 홀더의 제1실시예를 도시한 도면;

도 4는 본 발명의 리소그래피 투영장치의 아티클 홀더의 제2실시예를 도시한 도면;

도 5는 도 3의 실시예의 상세도;

도 6은 도 4의 실시예의 상세도;

도 7은 본 발명의 리소그래피 투영장치의 아티클 홀더의 제3실시예를 도시한 도면;

도 8은 본 발명의 리소그래피 투영장치의 아티클 홀더의 제4실시예를 도시한 도면;

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따라 수정된 클램핑 전극 경계 에지부(clamping electrode boundary edge)들의 상세한 평면도; 및

도 10은 본 발명의 제5실시예를 보여주는 아티클 홀더의 측면도이다.

본 발명은 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템; 상기 방사선의 투영빔의 빔 경로 내에 배치될 실질적으로 평탄한 아티클(flat article)을 지지하는 평판 지지부(a flat plane of support)를 제공하도록 배치된 돌출 구성부(protrusion configuration)를 형성하는 복수의 돌출부를 포함하는 아티클 홀더를 포함하여 이루어지며, 상기 아티클 홀더는 아티클을 상기 아티클 홀더에 대해 클램핑하기 위하여, 정전기 클램핑 힘을 생성하기 위한 1 이상의 클램핑 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에서 채용하고 있는 "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, 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 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 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 있으며, 이 패턴은 이후에 방사선 감응재(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(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 장치에 있어서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 상이한 형식의 기계로 구분이 가능하다. 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, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처(imaged feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 디바이스, 예를 들어 IC의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같이, 모두가 각각의 층을 완성하기 위하여 의도된 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 (catadioptric) 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 2 이상의 기판테이블 (및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다중 스테이지" 장치에서, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안, 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 참고자료로 채택되는 미국특허 US 5,969,441호 및 국제특허출원 WO 98/40791호에는 듀얼스테이지 리소그래피 장치가 개시되어 있다.

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 대체될 수 있음을 이해할 수 있다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 자외(UV) 방사선과 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔 및 (예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚ 범위인 극자외선) 극자외(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.

또한, 본 출원의 문맥상, 상기 "아티클"은 상술된 소정의 웨이퍼, 레티클, 마스크 또는 기판과 같은 용어일 수도 있으며, 다음과 같은 보다 특별한 용어일 수도 있다.

- 리소그래피 투영기술들을 채택하는 제조 디바이스들에서 처리될 기판; 또는

- 리소그래피 투영장치, 마스크 검사 또는 세정장치와 같은 마스크 핸들링 장치 또는 마스크 제조장치 내의 리소그래피 투영 마스크 또는 마스크 블랭크(blank), 또는 방사선 시스템의 광 경로에서 클램핑되는 여타의 아티클 또는 광학 요소.

상기 언급된 포토리소그래피 장치에서, 아티클은 클램핑 전극에 의해 아티클 홀더에 유지된다. 이러한 정전기 클램핑은 예컨대 기판이 진공 상태에서 처리될 때에 사용될 수 있다. 이러한 종류의 처리는, 예를 들어 포토리소그래피 공정들에 사용되는 조사(irradiation)의 종류가 (소프트) x-레이 영역(극자외선(EUV) 영역이라고도 함)에 있을 때에 일어난다. 정전기 클램핑은 아티클 홀더와 아티클 사이의 전기장을 사용하도록 한다. 이러한 방식으로, 클램핑 압력을 제공하기 위하여 아티클 및 아티클 홀더의 (국부적인) 영역들에서의 전기적인 전하 차이(charge difference)들 사이에 존재하는 정전기력이 사용된다. 이러한 전기적인 전하 차이들은 아티클 홀더의 전극이 충전될 때에, 그리고 예를 들면 아티클이 접지될 때에 발생한다. 그렇지 않으면, 상기 아티클 홀더 내에 복수의 전극들의 대향하는 전압들이 존재하고, 상기 아티클 내에 마찬가지로 대향하는 전하 분포를 유도하여 상기 아티클에 과잉 전하를 남겨두지 않을 수도 있다.

유럽특허출원 EP0947884호에는, 아티클의 평탄도를 향상시키도록 돌출부들이 배치된 아티클 홀더를 구비한 리소그래피 장치가 개시되어 있다. 이들 돌출부들은 일반적인 0.5 mm의 직경을 가지며, 일반적으로 서로 3 mm 거리만큼 떨어져서 위치하므로, 상기 아티클을 지지하는 지지부재들의 베드(bed)를 형성한다. 상기 돌출부 들의 통상적인 높이는 5 ㎛이다. 하지만, 정전기 클램핑 구성에 있어서, 경계 에지부 부근에서의 지지의 종단(termination)으로 인하여 특히 돌출 구성부의 경계 부근에서 웨이퍼가 고르지 않게 지지되는 경향이 있다. 이는 웨이퍼의 상향 리프팅(upward lifting) 또는 하향 "새깅(sagging)"을 유발시키는데, 이는 허용할 수 없는 묘화 품질을 초래할 수 있다.

본 발명의 목적 가운데 하나는, 아티클 홀더의 웨이퍼 지지부의 불균일성(unevenness)의 문제가 해결되고, 아티클이 제어가능한 방식으로 레벨링되는 것을 특징으로 하는 서문에 따른 포토리소그래피 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 포토리소그래피 장치는 청구범위 제1항의 특성화된 특징들에 따라 배치된다. 본 발명의 포토리소그래피 장치의 또 다른 형태는 청구범위 제14항의 특성화된 특징들에 따라 배치된다. 또 다른 형태에서, 본 발명은 청구범위 제14항에 따른 아티클 홀더를 제공한다.

천공된(perforated) 클램핑 전극을 구비한 아티클 홀더를 제공함으로써, 및/또는 최소 하나의 돌출부에 인접한 1 이상의 경계 에지부 라인 세그먼트(boundary edge line segment) 내에서 여러번 변하는 경계 에지부를 포함하는 클램핑 전극을 제공함으로써, 고르지 않은 클램핑 압력으로 인한 아티클의 국부적인 높이 변동들이 저지(circumvent)될 수 있는데, 그 이유는 정전기 클램핑 압력이 국부적으로 감소될 수 있기 때문이다. 실제로, 경계 효과(boundary effect)들로 인하여, 정전기 력들을 정밀하게 예측하기는 꽤 어렵다. 따라서, 또 다른 형태에서는, 이들 천공부들 및/또는 외형변형부(contourvariation)들은 웨이퍼의 국부적인 높이 변동들이 측정되는 반복적인 측정 공정에 제공될 수 있는데, 측정된 아티클 평탄도를 향상시키기 위하여 상기 경계 에지부의 미세천공부들(microperforations) 또는 미세언듈레이션들(microundulations)이 그 위에 부가된다. 이와 관련하여, (미세)천공부들은 인접한 돌출부들에 의해 측정된 영역, 즉 실질적으로 인접한 돌출부들에 의해 형성된 평균 영역의 0.01 내지 50%의 천공 범위들의 영역에 대하여 "작다"는 것에 유의한다. 또 다른 형태에서는, 최소 하나의 돌출부에 인접한 1 이상의 경계 에지부 라인 세그먼트 내에서 상기 경계 에지부를 여러 번 변경시킴으로써, 전극 경계 에지부의 전체 곡률보다 적어도 5%, 바람직하게는 20% 큰 변화량(variation)으로 두 돌출부들 사이에 미세언듈레이션 또는 만곡부들을 형성하는 국부적으로 만곡된 모양을 가지는 것이 이해된다는 것에 유의한다. 나아가, 이러한 정의는 만곡된 모양들로 제한하려는 의도가 아니라 예컨대 지그재그 모양과 같은 뾰족한 에지부들을 가지는 모양들도 포함한다.

바람직한 실시예에서, 상기 천공부들은 일반적으로 원형이다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 천공부들은 일반적으로 슬릿(slit) 모양이다.

상기 천공부 및/또는 슬릿들은 0.1 내지 0.5 mm 범위의 크기를 가질 수 있다.

이러한 방식으로 천공부들을 제공하면, 상기 클램핑 전극은 단일 제어 전압으로 제어되는 단일 피스(single piece)일 수 있다.

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

ㆍ 방사선(예를 들어 딥(deep) 자외선 영역에서의 광)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선 시스템(Ex, IL). 특별한 경우에, 상기 방사선시스템은 방사선소스(LA)도 포함한다;

ㆍ 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 제공되며, 아이템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단(PM)에 연결되는 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

ㆍ기판(W)(예를 들어, 레지스트가 도포된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 제공되며, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단(PW)에 연결되는 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및

ㆍ기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 1 이상의 다이를 포함)상으로 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화시키는 투영시스템("렌즈")(PL)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (즉, 투과마스크를 구비한)투과형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어(반사마스크를 구비한)반사형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상술된 형식의 프로그래밍 가능한 거울배열과 같은, 다른 종류의 패터닝수단을 채택할 수도 있다.

상기 소스(LA)(예를 들어, 엑시머 레이저 소스)는 방사선의 빔을 생성한다. 이러한 빔은 직접적으로 조명시스템(일루미네이터)(IL)으로 들어가거나 또는 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 후에 조명시스템으로 공급된 다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔 세기 분포의 외측 및/또는 내측 반지름 크기(통상 각각 σ-외측 및 σ-내측이라고 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함할 수 있다. 또한, 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 기타 구성요소를 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사되는 빔(PB)은 그 단면이 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, 상기 소스(LA)는 리소그래피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 흔히 소스(LA)가 수은 램프인 경우에서와 같이), 상기 소스가 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어질 수 있고, 소스가 만들어낸 방사선 빔이 (예를 들어, 적당한 지향거울에 의하여) 장치내부로 들어오게 할 수 있다. 후자의 경우, 소스(LA)가 엑시머 레이저인 경우가 흔히 있다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오를 모두 포함하고 있다.

계속하여, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 고정되는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 통과한 투영빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부 (C)상에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(PW)(및 간섭계 측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단(PM)은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캐닝하는 동안에 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시킬 수 있도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)에 의하여 행해진다. 하지만, (스텝-앤드-스캔 장치와는 대조적으로)웨이퍼 스테퍼의 경우에서는, 마스크테이블(MT)이 다만 짧은 행정 액추에이터에 단지 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크정렬마크(M1, M2) 및 기판정렬마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수도 있다.

상술된 장치는 다음의 두 가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

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

2. 스캔 모드에서는, 소정의 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는, 실질적으로 스텝 모드와 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 ν의 속도로 소정 방향(소위 "스캐닝 방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동할 수 있어, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하게 되고, 동시에, 기판테이블(WT)은 속도 V=Mν로 동일한 방향 또는 그 반대 방향으로 동시에 이동한다. 이때 M 은 렌즈(PL)의 배율(통상 M = 1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 분해능을 떨어뜨리지 않고 상대적으로 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

도 2에는, 본 발명에 따른 아티클 홀더(1)의 개략적인 평면도가 예시되어 있다. 도면에는, 점선으로 복수의 돌출부(2)들이 도시되어 있으며, 상기 돌출부들은 실질적으로 동심원으로 배향된다. 이해를 돕기 위하여, 도면에는 단지 몇 개의 돌 출부들만이 도시되어 있다. 이들 돌출부(2)들은 일반적인 0.5 mm의 직경을 가지며, 일반적으로 서로 3 mm 거리만큼 떨어져서 위치하므로, 웨이퍼 또는 레티클과 같은 아티클을 지지하는 지지부재들의 베드를 형성한다. 나아가, 도면번호 3은 클램핑 전극을 나타낸다. 상기 클램핑 전극(3)은 상기 돌출부들을 지지하는 아티클 홀더의 베이스판 내에 매장된 도전층일 수 있다. 상기 클램핑 전극(3)은, 충전 시, 정전기 클램핑 힘을 발생시켜, 돌출부(2)들의 원단부에 대해 아티클을 흡인(attract)시킨다. 도 2에는, 바람직하게는 대칭적인 이등변 삼각형의 형태로, 복수의 관통구멍(through-holes; 4)들이 도시되어 있다. 상기 관통구멍(4)들은, 포토-리소그래피 공정이 수행된 후에 아티클을 아티클 홀더로부터 빼내는 이젝션 핀(ejection pins; 도시안됨)을 수용하는 역할을 할 수 있다. 그렇지 않으면, 아티클 홀더내에 관통구멍들이 백필 가스(backfill gas)를 아티클 홀더에 공급하기 위한 공급 수단을 수용하기 위해 존재할 수도 있다.

이러한 백필-가스는, 돌출부(2)들과 상기 돌출부들을 지지하는 그라운드층을 형성하는 베이스판 및 아티클 홀더에 의해 클램핑된 웨이퍼 또는 레티클과 같은 아티클의 배면 사이에 형성된 공간들을 충전(fill)하는데 사용될 수 있다. 이러한 백필 가스는 아티클에서 아티클 홀더로의 열전달력을 증대시킨다.

이제, 도 3을 다시 보면, 관통구멍(4) 부근의 아티클 홀더(1)의 상세도가 도시되어 있다. 본 상세한 설명에서, 본 발명은 상기 관통구멍(4) 부근이 설명되었지만, 본 발명은 여타의 영역들, 예컨대 아티클 홀더 주변 근처의 불규칙한 부분(irregularity) 부근에 매우 잘 적용될 수도 있다(종래 기술에서는 "노치 (notches)"로 공지됨). 본 발명은 심지어 불규칙한 경계 형태의 상황 이외에도 적용될 수 있는데, 그 이유는 전반적인 돌출부 분포로 인한 돌출 구성부에서 일어날 수 있는 국부적인 압력 피크들을 해결하는 역할을 할 수도 있기 때문이다. 하지만, 관통구멍(4)의 존재는, 아티클 홀더 상의 아티클의 국부적인 지지부가 얼마나 변할 수 있는가에 대한 좋은 예시인데, 그 이유는 상기 관통구멍이 관통구멍을 커버하는 아티클의 지지되지 않은 영역을 상기 관통구멍의 바로 근처에 도입(introduce)시키기 때문이다. 따라서, 상기 아티클은 상기 지지부의 성질 및 지지되지 않은 영역의 크기에 따라 아주 허용불가능한 비율로 변형될 수 있어, 포커스 에러 또는 오버레이 에러가 예산(budget)을 벗어나 일어난다. 이것을 막기 위하여, 본 발명에 따르면, 클램핑 전극(3)은 상기 정전기 클램핑 힘을 국부적으로 감소시키는 천공부(5)들을 포함한다. 이러한 방식으로, 고르지 않은 클램핑 압력들로 인한 웨이퍼의 국부적인 높이 변동들이 저지될 수 있는데, 그 이유는 상기 정전기 클램핑 압력이 국부적으로 감소될 수 있기 때문이다. 이에 따라, 상기 아티클은 보다 고르게 지지될 수 있어서, 오버레이 에러 또는 포커스 에러가 줄어들게 된다.

도 4에는, 정전기 클램핑 힘이 훨씬 더 제어될 수 있는 대안적인 실시예가 도시되어 있다. 여기서는 또한, 클램핑 전극(3)이 적어도 일부의 경계 돌출부(2)들 주위에 국부적으로 만곡된 경계 에지부(6)를 포함한다. 이러한 만곡부는 일반적으로 복수의 중첩하는 원(그 각각은 돌출부에 대해 동축으로 배향됨)들로 보여질 수 있다. 본 발명은 또한 비중첩 원(non-overlapping circle)들과 조합되어 적용될 수도 있다. 하지만, 상기 중첩 원들은 단일 제어 전압에 의해 제어될 수 있는 단일 피스 정전기 클램프의 이점을 제공한다.

도 5는 도 3의 구성의 상세도를 보여준다. 도 5에는, 특정 경계 구성과는 독립적인 돌출부(2)들이 도시되어 있다. 여기서, 돌출부(5)들은 3개의 이웃하는 돌출부에 의해 형성된 삼각형의 중심 영역에 존재하도록 도시되어 있다. 이 영역에서는, 지지의 결여로 인하여, 아티클이 너무 강하게 클램핑되는 경향이 있으므로, 상기 아티클은 "새깅되고", 포커스 및 오버레이 에러들이 증가하게 된다. 천공부들로 인하여, 상기 새깅이 방지될 수 있으므로, 포커스 및 오버레이 에러들을 감소시킬 수 있다.

도 6은 도 4의 상세도를 보여준다. 경계(6)는 근사적으로 경계와 다음 돌출부(2)간의 거리 정도의 반경 곡률을 갖도록 국부적으로 만곡된다. 이러한 방식으로, 전기장의 국부적인 변동들이 제어될 수 있으며, 클램핑 전극(3)의 경계 에지부(6)를 국부적으로 변형시킴으로써 고르게 될 수도 있다.

도 7 및 도 8은 EUV-시스템에서 사용하기 위한 레티클 홀더(특히, 레티클은 반사형임)의 개략적인 평면도를 도시한다. 이들 레티클 홀더(7)들은 일반적으로 그 모양이 정방형이고, 복수의 돌출부들로 지지된다. 이러한 정방형 모양에 있어서, 기본 구성은 정방형(도 7) 또는 삼각형(도 8)일 수 있지만, 후자는 이웃하는 버얼(burl)들간의 간격(span)의 비교적 적은 변동을 가진다. 본 발명에 따르면, 상기 클램핑 전극은 인접한 경계 돌출부들을 연결시키는 주변선(circumferential line)을 따라 성형된 경계 에지부(6)를 포함한다. 도 7에서, 이것은 직선으로 나타내며, 이 개선예에서는 상기 경계 에지부(6)가 두 인접 돌출부들의 1/2 간격 폭으로 다소 감소된 거리에 있다. 이러한 최적화된 에지부에 의하면, 예컨대 전극이 1/2 돌출 거리까지 연장될 수도 있는 경우의 웨이퍼에 대해 오버행(overhang)의 효과들이 감소될 수 있다. 도 8에는, 반사형 정방형 레티클(8)용 아티클 홀더가 도시되어 있는데, 여기서 돌출 구성부는 삼각형이다. 이러한 배치에서, 경계 에지부(6)는 인접 경계 돌출부(2)들을 연결시키는 가변 주변선(9)을 따라 상기 에지부(6)를 성형함으로써 최적화된다.

최종적으로, 도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따라 수정되는 클램핑 전극 경계 에지부(6)들의 상세한 평면도를 보여준다. 도면에서, 클램핑 전극은 빗금친 영역(10)으로 나타낸다. 나아가, 십자원(11)은 아티클을 지지하는 돌출부들을 나타낸다. 또한, 흰색으로 둘러싸인 영역(12)은, 상기 아티클의 보다 양호한 평탄도를 달성하기 위하여, 상기 정전기 클램핑 힘을 국부적으로 감소시키기 위한 천공부들이다. 도면으로부터, 상기 영역들은 완전히 둥근 모양과는 다른 모양일 수 있음은 명백하다. 나아가, 특히 변할 수 있는 돌출부들의 영역은, 이웃하는 돌출부(2)들에 의해 도 9에 개략적으로 도시된 평균 영역(13)의 일부(fraction) 정도이다.

또한, 도 9로부터, 경계 에지부(6)가 최소 하나의 돌출부에 인접한 1 이상의 경계 에지부 라인 세그먼트 내에서 여러 번 변할 수 있다는 것은 명백하다. 이러한 라인 세그먼트는 도면에 도면번호 14로 도시되며, 2개의 이웃하는 돌출부간의 평균 간격의 0.1 내지 10 배 범위의 길이를 가진다. 나아가, 개략적으로는, 접선(15)들이 상기 경계 에지부(6)에 접하여 도시되어 있다. 도 9는 적어도 일부의 경계 돌출부(2)들 주위의 주변선으로 형성된 국부적인 외형(local contour)을 따르기 위한 방향으로 변하는 상기 경계 에지부에 접하는 접선을 갖는 경계 에지부(6)를 나타내도록 도시되어 있다.

도 10은 본 발명의 제5실시예로서, 전기장이 아티클의 국부적인 높이 변동들을 레벨링하기 위하여 국부적으로 변경되는데, 이 경우에는 패터닝될 기판의 정렬 목적에 사용되는 기준부(fiducial; 17)를 클램핑하기 위한 클램프(16)일 수 있다. 이 경우, 전극을 커버하면서 국부적으로 제공되는 유전체 층 및/또는 그라운딩 스트립(grounding strip; 18)이 제공될 수 있다. 그라운딩 스트립의 경우, 이것은 에칭 또는 국부적인 주입(local implanting)에 의해 용이하게 제공될 수 있으므로, 접지된 국부적인 도전성 층을 제공하고, 전기 클램프를 커버하게 된다. 상기 접지된 스트립은, 클램프 내의 구멍을 제공하는 것과 유사한 국부적인 감쇠(attenuation)를 발생시키는 전기장의 전파를 막는다. 그렇지 않으면, 상기 스트립은 상기 기준부 상에 가해진 전기력을 증가시키는 유전체 층일 수 있다. 본 예시에서, 도 10의 기준부(17) 클램프는, 돌출부(2)들이 평탄 지지부를 제공하도록 배치된 최상부의 ULE 층(19)을 포함한다. 마찬가지로, 바닥 ULE 층(20)에도 예컨대 이동 스테이지와 같은 지지부(22) 상에 있는 돌출부(21)들이 제공된다. 상기 클램프에는, 클램핑 전극으로서의 역할을 하는 알루미늄 본딩 층(24)에 의해 상기 ULE 층(19, 20)들에 본딩된 중앙 Zerodur 층(23)이 더 제공된다.

지금까지 본 발명의 특정 실시예들을 상술하였지만, 본 발명은 기술된 것 이외의 방법으로도 실현될 수 있다는 것은 명백하다. 본 상세한 설명은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 아티클 홀더의 웨이퍼 지지부의 불균일성의 문제를 해결하고, 아티클이 제어가능한 방식으로 레벨링될 수 있는 리소그래피 투영장치를 제공할 수 있다.

Claims

리소그래피 투영장치에 있어서,

- 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템;

- 상기 방사선의 투영빔의 빔 경로 내에 배치될 실질적으로 평탄한 아티클을 지지하는 평판 지지부를 제공하도록 배치된 돌출 구성부를 형성하는 복수의 돌출부를 포함하는 아티클 홀더를 포함하여 이루어지고, 상기 아티클 홀더는, 상기 아티클을 상기 아티클 홀더에 대해 클램핑하기 위하여, 정전기 클램핑 힘을 발생시키기 위한 1 이상의 클램핑 전극을 포함하며,

- 상기 1 이상의 클램핑 전극은, 상기 기판의 국부적인 높이 변동들을 레벨링하기 위하여 상기 정전기 클램핑 힘을 국부적으로 변경시키는 전기장 변경 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항에 있어서,

상기 전기장 변경 구조체는, 상기 클램핑 전극 내에 1 이상의 천공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 전기장 변경 구조체는, 상기 클램핑 전극을 커버하는 유전체 층 및/또는 접지 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 전기장 변경 구조체는, 1 이상의 돌출부에 인접한 1 이상의 경계 에지부 라인 세그먼트 내에서 여러 번 변하는 경계 에지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 클램핑 전극은, 인접한 경계 돌출부들을 연결시키는 주변선에 따라 성형된 경계 에지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제4항에 있어서,

상기 경계 에지부는, 적어도 일부의 경계 돌출부들 주위에서 국부적으로 만곡되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제2항에 있어서,

상기 천공부들은 일반적으로 원형인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제2항에 있어서,

상기 천공부들은 일반적으로 슬릿-형상인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제2항에 있어서,

상기 천공부들은 2개의 이웃하는 돌출부들 사이의 평균 간격의 일부(fraction)인 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제9항에 있어서,

상기 천공부들은 0.1 내지 0.5 mm 범위에 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제2항에 있어서,

상기 천공부들은, 3개의 돌출부로 형성된 삼각형의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 클램핑 전극은, 단일 제어 전압으로 제어되는 단일 피스인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 돌출부들은 일반적으로 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

실질적으로 평탄한 아티클을 지지하는 평판 지지부를 제공하도록 배치된 돌출 구성부를 형성하는 복수의 돌출부를 포함하고, 상기 아티클 홀더는, 상기 아티클을 상기 아티클 홀더에 대해 클램핑하기 위하여, 정전기 클램핑 힘을 발생시키기 위한 1 이상의 클램핑 전극을 포함하며,

상기 1 이상의 클램핑 전극은, 상기 기판의 국부적인 높이 변동들을 레벨링하기 위하여 상기 정전기 클램핑 힘을 국부적으로 변경시키는 전기장 변경 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 아티클 홀더.