KR100731896B1 - 리소그래피 장치, 조명 시스템 및 필터 시스템 - Google Patents

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KR100731896B1
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아르노우트 코르넬리스 바싱크
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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Abstract

본 발명에 따른 리소그래피 장치는:
방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템 및 상기 방사선 빔 외부의 데브리 입자들을 필터링하는 필터 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 필터 시스템은 상기 데브리 입자를 포획하기 위한 복수의 포일을 포함하여 이루어지며, 상기 복수의 포일 중 하나 이상의 포일은, 상호 상이한 방위를 가지고 실질적인 직선 연결 라인을 따라 서로 연결되는 2이상의 부분들을 포함하여 이루어지고, 상기 2개의 부분들 각각은 상기 방사선 소스와 실질적으로 일치하도록 의도되는 사전설정된 위치를 통해 연장되는 가상 평면과 실질적으로 일치하고, 상기 실질적인 직선 연결 라인은 상기 사전설정된 위치를 통해서도 연장되는 가상 직선 라인과 일치하는 것을 특징으로 한다.

Description

리소그래피 장치, 조명 시스템 및 필터 시스템{Lithographic Apparatus, Illumination system and Filter system}
이하 본 발명의 실시예들을, 단지 예시의 방법으로서, 대응하는 참조 기호들이 대응하는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부도면들을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치, 조명 시스템 및 필터 시스템의 일부분을 개략적으로 도시한 도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치, 조명 시스템 및 필터 시스템의 일부분으로서 포일을 개략적으로 도시한 도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치, 조명 시스템 및 필터 시스템의 일부분으로서 가열된 포일을 개략적으로 도시한 도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치, 조명 시스템 및 필터 시스템의 일부분을 개략적으로 도시한 도; 및
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치, 조명 시스템 및 필터 시스템의 일부분을 개략적으로 도시한 도이다.
본 발명은 리소그래피 장치, 조명 시스템 및 필터 시스템에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판상에, 통상적으로는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 예시에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)상의 (예를 들어, 1개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상으로 전사(transfer)될 수 있다. 상기 패턴의 전사는, 통상적으로 기판상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부상의 전체패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 스테퍼들, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 스캐너들을 포함한다. 또한, 기판상에 패턴을 임프린팅(imprinting)함으로써, 상기 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피 장치에서, 기판 상으로 이미징될 수 있는 피처들의 크기는 투영 방사선의 파장에 의해 제한된다. 보다 높은 밀도의 디바이스들과 이에 따른 보다 높은 동작 속도들을 구비한 집적회로들을 생산하기 위해서는, 보다 작은 피처들을 이미징하는 것이 바람직하다. 가장 최근의 리소그래피 투영장치는 수은 램프들이나 엑시머 레이저들에 의해 생성되는 자외광을 채택하지만, 5 내지 20nm의 범위 내의, 특히 13nm 정도의 보다 짧은 파장 방사선을 사용하는 것이 제안되어 왔다.
이러한 방사선은 극자외(EUV) 또는 소프트 X-레이라 불리우며, 가능성 있는 소스들은, 예컨대 레이저 생성 플라즈마 소스들, 방전 플라즈마 소스들 또는 전자 저장 링들로부터의 싱크로트론 방사선을 포함한다. 이러한 타입의 방사선은, 상기 장치 내의 빔 경로가 빔 산란 및 흡수를 피하도록 배기(evacuate)될 것을 요구한다. EUV 방사선용 굴절 광학 요소를 만드는데 적합한 공지된 재료가 없기 때문에, EUV 리소그래피 장치는 방사선(조명) 및 투영 시스템들에서 거울들을 사용하여야만 한다. 심지어 EUV 방사선용 다층 거울들은 비교적 낮은 반사율들을 가지고, 오염에 대해 고도로 영향을 받기 쉬워, 그 반사율들을 더욱 감소시키고 그에 따라 상기 장치의 스루풋을 더욱 감소시킨다. 이것은 유지될 진공 레벨에 대한 추가 스펙(further specification)들을 부과할 수도 있고, 특히 탄화수소 부분 압력들이 매우 낮게 유지되도록 할 필요가 있을 수도 있다.
통상적인 방전 플라즈마 소스에서, 플라즈마는 전기 방전에 의해 형성된다. 상기 플라즈마는 그 후에 압축하도록 발생되어, 그것이 고도로 이온화되게 하고, 매우 높은 온도에 이르도록 함으로써, EUV 방사선의 방출을 야기시키게 된다. 크립톤이나 주석 또는 물과 같은 여타의 개스들이 사용될 수도 있지만, 상기 EUV 방사선을 생성하는데 사용되는 재료는 통상적으로 크세논 또는 리튬 증기이다. 하지만, 이들 개스들은 EUV 범위 내에서 방사선의 비교적 높은 흡수율을 가질 수도 있으며, 및/또는 상기 투영빔의 또 다른 다운스트림에 따라 광학기에 손상을 줄 수도 있으므로, 그 존재가 리소그래피 장치의 나머지 부분에 있어서 최소화되어야만 한다. 방전 플라즈마 소스는, 예컨대 미합중국 특허 제 5,023,897호 및 미합중국 특허 제 5,504,795호에 개시되어 있는데, 양자 문헌 모두는 본 명세서에서 인용참증되고 있다.
레이저 생성 플라즈마 소스에서, 예컨대 (클러스터링된) 크세논의 소정 젯(jet)은 노즐로부터 분사될 수도 있는데, 예컨대 작은 방울(droplets) 또는 얇은 와이어(thin wire)로서 잉크젯식 노즐로부터 생성될 수도 있다. 상기 노즐로부터의 소정 거리에서, 후속해서 EUV 방사선을 방사할 플라즈마를 생성하기 위한 적합한 파장의 레이저 펄스에 의해 상기 젯이 조사된다. 물방울, 얼음 입자, 리튬 또는 주석 등과 같은 여타의 재료들이 노즐로부터 분사될 수도 있으며, EUV 생성에 사용될 수도 있다. 대안적인 레이저-생성 플라즈마 소스에 있어서, 연장된 고체(또는 액체) 재료가 조사되어 EUV 방사선용 플라즈마를 생성하게 된다. 레이저 생성 플라즈마 소스들은, 예컨대 미합중국 특허 제 5,459,771호와, 미합중국 특허 제 4,872,189호 및 미합중국 특허 제 5,577,092호에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 인용참증되고 있다.
EUV 방사선의 생성 동안, 입자들이 해제(release)된다. 이들 입자들(이하, 데브리 입자(debris particles)라고 함)은 이온, 원자, 분자 및 작은 방울(small droplets)을 포함한다. 이들 입자들은 EUV 방사선을 벗어나 필터링되어야만 하는 데, 그 이유는 이들 입자들은 리소그래피 장치, 특히 그것의 조명 시스템과 투영 시스템의 성능 및/또는 수명에 악영향을 줄 수도 있기 때문이다.
본 명세서에서 인용참증되고 있는 국제 특허 출원 공보 제 WO 99/42904호에는, 사용 시에 상기 방사선이 상기 소스로부터 멀리 전파되는 경로에 자리잡은 필터가 개시되어 있다. 상기 필터는 따라서 방사선 소스와 예컨대 조명 시스템 사이에 배치될 수도 있다. 상기 필터는, 사용 시에 데브리 입자들을 포획(trap)하는 복수의 포일(foils) 또는 플레이트(plates)를 포함하여 이루어진다. 또한, 이러한 마이크로입자들의 클러스터(cluster)들은 이들 포일 또는 플레이트에 의해 포획될 수도 있다. 이러한 포일 또는 플레이트들은, 상기 방사선이 여전히 상기 필터를 통해 전파되도록 배향된다. 상기 플레이트들은 평탄하거나 원뿔형일 수도 있으며, 상기 방사선 소스 주위에 방사상으로 배치될 수도 있다. 상기 소스, 상기 필터 및 상기 투영 시스템은 버퍼 개스(buffer gas), 예컨대 그 압력이 0.5 torr 정도인 크립톤 내에 배치될 수도 있다. 그 후, 오염 입자들은 상기 버퍼 개스의 온도, 예컨대 실온에서 취해져, 상기 필터의 단부 앞에서의 입자들의 속도를 충분히 감소시킨다. 이것은 상기 입자들이 상기 포일들에 의해 포획될 가능성을 증대시킨다. 이러한 공지된 오염물 트랩(contaminant trap)에서의 압력은, 상기 버퍼 개스가 적용될 때에 그 환경의 압력과 거의 같다.
본 명세서에서 인용참증되고 있는 국제 특허 출원 공보 제 WO 03/034153호에는 제1세트의 포일 및 제2세트의 포일을 포함하여 이루어지는 오염물 트랩이 개시되어 있는데, 상기 소스를 떠나는 방사선이 제2세트의 포일보다는 제1세트의 포일 을 먼저 지나도록 하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 및 제2세트의 플레이트 또는 포일들은 제1세트의 채널 및 제2세트의 채널들을 각각 형성한다. 두 세트의 채널들은 그들 사이에서 떠나 이격되는 공간 안으로 플러싱 개스(flushing gas)가 개스 공급장치(gas supply)에 의해 공급된다. 오염 트랩으로부터 개스를 제거하기 위하여 배기 시스템이 제공될 수도 있다. 상기 개스 및 상기 두 세트의 채널 사이의 공간의 압력은 비교적 높아, 데브리 입자들의 속도를 효과적으로 느려지게 할 수 있어, 데브리 입자들이 상기 제2세트의 포일들에 의해 포획될 가능성을 더욱 높일 수 있다. 상기 제1 및 제2세트의 채널들은, 상기 개스가 상기 제1세트 또는 제2세트 중 어느 하나의 채널들에서 상기 두 세트의 채널들 사이의 공간으로부터 이동할 때에 상기 가스에 대한 저항력(resistance)을 제공한다. 이에 따라, 상기 개스의 존재가 상기 두 세트의 채널들 사이의 공간에 다소 한정된다.
상기 방사선 소스로부터 갈라지는 방사선이 상기 오염물 트랩을 용이하게 통과할 수 있도록 플레이틀릿(platelets) 또는 포일들이 위치되더라도, 상기 포일 또는 플레이틀릿들은 일부 EUV 방사선을 흡수하고, 따라서 일부 열을 흡수하게 된다. 더욱이, 이들 포일들은 데브리 입자들의 충돌(colliding) 및 충격(impact)에 의하여 가열된다. 이는 상기 포일들을 지지하는 지지 구조체의 가열 및 상기 포일들의 상당한 가열을 초래할 수도 있다. 이것은 상기 포일들과 지지 구조체의 열팽창을 유발할 수도 있다. 오염물 트랩의 광학 투과율은 리소그래피 장치에서 매우 중요하므로, 상기 포일의 열팽창으로 인한 포일의 변형(deformation)이 최소화되어야만 한다.
유럽 특허 출원 공보 제 EP 1 434 098호는 이러한 문제를 오염 배리어(contamination barrier), 즉 내측 링과 외측 링을 포함하여 이루어지는 포일 트랩 또는 오염물 트랩을 제공함으로써 해결하는데, 상기 문헌에서 각각의 포일들 또는 플레이트들은, 지지 구조체의 내측 링 및 외측 링 중 하나 이상의 그루브(grooves) 내에서 그 외측 단부들 중 하나 이상에 슬라이딩가능하게 위치되는 것을 특징으로 한다. 상기 포일들 또는 플레이트들의 외측 단부들 중 하나를 슬라이딩가능하게 위치시킴으로써, 상기 포일 또는 플레이트들은, 기계적 장력이 나타나지 않아 상기 플레이트들 또는 포일의 열적으로 유도된 기계적 변형이 없이, 반경 방향으로 팽창할 수 있다. 상기 오염물 트랩은, 플레이트 또는 포일들이 열적으로 연결되는 상기 링들 중 하나를 냉각하도록 매치되는 냉각 시스템을 포함하여 이루어질 수도 있다.
필터 시스템, 상기 필터 시스템을 구비한 조명 시스템 또는 필터 시스템 자체를 구비하는 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하며, 상기 필터 시스템의 온도 증가(heating up)에도 불구하고, 그 광학 투과율의 관점에서 상기 필터 시스템의 허용가능한 성능이 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 방사선 투영빔을 형성하도록 구성된 방사선 시스템, 및 상기 방사선 투영빔을 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하여 이루어지는 리소그래피 장치가 제공된다. 상기 방사선 시스템은, 방사선을 방출하는 방사선 소스; 상기 방사선 소스에 의해 방출되는 상기 방사선을 벗어난 데브리 입자를 필터링하기 위한 필터 시스템을 포함하되, 상기 필터 시스템은 상기 데브리 입자를 포획하기 위한 복수의 포일을 포함하여 이루어지고; 및 컨디셔닝된 방사선 빔에 대하여 상기 방사선 소스에 의해 방출되는 방사선을 형성하도록 구성된 조명 시스템을 포함하여 이루어진다. 상기 복수의 포일 중 1이상의 포일은, 상호 상이한 방위(orientation)를 가지고 실질적인 직선 연결 라인을 따라 서로 연결되는 2이상의 부분들을 포함하여 이루어지고, 상기 2개의 부분들 각각은 상기 방사선 소스와 실질적으로 일치하도록 의도되는 사전설정된 위치를 통해 연장되는 가상 평면과 실질적으로 일치하고, 상기 실질적인 직선 연결 라인은 상기 사전설정된 위치를 통해서도 연장되는 가상 직선 라인과 일치한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 방사선 빔을 형성하도록 구성된 방사선 시스템이 제공된다. 상기 방사선 시스템은, 방사선을 방출하는 방사선 소스; 상기 방사선 소스에 의해 방출되는 상기 방사선을 벗어난 데브리 입자들을 필터링하기 위한 필터 시스템을 포함하되, 상기 필터 시스템은 상기 데브리 입자를 포획하기 위한 복수의 포일을 포함하여 이루어지고; 및 컨디셔닝된 방사선 빔에 대하여 상기 방사선 소스에 의해 방출되는 방사선을 형성하도록 구성된 조명 시스템을 포함하여 이루어진다. 상기 복수의 포일 중 하나 이상의 포일은, 상호 상이한 방위를 가지고 실질적인 직선 연결 라인을 따라 서로 연결되는 2이상의 부분들을 포함하여 이루어지며, 상기 2개의 부분들 각각은 상기 방사선 소스와 실질적으로 일치하도록 의도되는 사전설정된 위치를 통해 연장되는 가상 평면과 실질적으로 일치하고, 상기 실질적인 직선 연결 라인은 상기 사전설정된 위치를 통해서도 연장되는 가상 직선 라인과 일치한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피, 특히 EUV 리소그래피에 사용가능한, 방사선 소스에 의해 방출되는 방사선을 벗어난 데브리 입자들을 필터링하기 위한 필터 시스템이 제공된다. 상기 필터 시스템은 상기 데브리 입자들을 포획하기 위한 복수의 포일을 포함하여 이루어지고, 상기 복수의 포일 중 하나 이상의 포일은, 상호 상이한 방위를 가지고 실질적인 직선 연결 라인을 따라 서로 연결되는 2이상의 부분들을 포함하여 이루어지며, 상기 2개의 부분들 각각은 상기 방사선 소스와 실질적으로 일치하도록 의도되는 사전설정된 위치를 통해 연장되는 가상 평면과 실질적으로 일치하고, 상기 실질적인 직선 연결 라인은 상기 사전설정된 위치를 통해서도 연장되는 가상 직선 라인과 일치한다.
상기 포일들의 온도 증가 시, 상기 포일들은 열적으로 팽창할 것이다. 상호 상이한 방위를 구비한 2개의 부분들을 포함하여 이루어지는 포일들은, 두 부분들의 열팽창이 이루어지는 사전설정된 라인을 효과적으로 포함하여 이루어진다. 이러한 사전설정된 라인은, 각각의 부분의 열팽창의 결과로서 병진운동(translate)할 것이다. 이는 상기 열팽창이 제어가능하고 예측가능한 상기 포일들의 디자인을 허용한다. 나아가, 사전설정된 라인, 즉 직선 연결 라인은 방사선이 전파하는 위치를 통해서도 연장되는 가상 직선 라인과 일치하므로, 상기 라인의 병진운동은, 그것이 있다손 치더라도, 상기 포일의 열팽창에 의해 야기된 광학 투과율의 최소 강하(drop)만을 유발할 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선, EUV 방사선 또는 X-레이 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)상에 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함하여 이루어진다.
상기 조명 시스템은, 방사선의 지향, 성형 또는 제어를 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 여하한의 타입의 광학 구성요소들, 또는 그 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소를 포함할 수 있다.
상기 지지 구조체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 여타의 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 여타의 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는 필요에 따라 고정되거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블일 수도 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정 기능층에 해당할 것이다.
상기 패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크들은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크 형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 유체(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템들 또는 그 조합을 포함하는 여하한의 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성될 수도 있다.
상기 리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지)이상의 기판 테이블들(및/또는 2이상의 지지 구조체들)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 상기 리소그래피 장치는, 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해, 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체(예를 들어, 물)에 의해 기판의 적어도 일부분이 덮일 수 있는 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 본 발명이 속하는 기술 분 야에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지(immersion)"라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체에 담그어져야 한다는 것을 의미하는 것이 아니라, 그 보다는 노광 시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 위치된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 상기 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(S0)로부터 방사선 빔을 수용한다. 방사선이 상기 소스(SO)로부터 상기 일루미네이터를 향하여 전파되는 경로에, 필터 시스템(FS)이 제공된다. 상기 필터 시스템(FS)은 실질적으로 상기 방사선을 투과하고, 상기 방사선을 벗어난 데브리 입자들을 필터링한다. 예컨대 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체(separate entities)일 수도 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은, 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라, 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터 및 콘덴서와 같이 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 상기 일루미네이터는 그 단면에 원하는 균일 성과 세기 분포를 가지기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은, 상기 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블(MT))상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA))상에 입사되며, 상기 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 상기 투영 시스템(PS)을 통과하여 상기 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커싱한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF2)(예컨대, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 상기 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치센서(IF1)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 상기 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 마스크 테이블(MT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module)(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 상기 기판 테이블(WT)의 이동 또한, 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수도 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 마스크 테이블(MT)은 단지 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된 타겟부 (dedicated target portion)들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다). 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA)상에 1이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 상기 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
서술된 장치는 다음과 같은 모드들 중 1이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그런 후, 기판 테이블(WT)은 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영 시스템(PS)의 이미지 반전 특성에 의하여 결정된다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스 를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들을 채용할 수 있다.
도 2는 상기 방사선 빔을 벗어난 데브리 입자들을 필터링하기 위한 필터 시스템(FS)을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 필터 시스템은, 사용 시에 상기 방사선이 생성되는 소스와 실질적으로 일치하도록 의도된 사전설정된 위치에서 본 도면이다. 상기 필터 시스템(FS)은 상기 데브리 입자들을 포획하기 위한 복수의 포일(F)들을 포함하여 이루어진다. 이러한 시선 위치로부터 추후에 명백해지는 바와 같이, 상기 포일들은 라인들로 보여진다. 도 3 및 도 4는 이들 포일(F) 중 하나를 보여주는데, 각각 도 2의 사시도 및 도 2와 유사한 도면이다. 각각의 포일(F)들은 상호 상이한 방위를 가지는 2개의 부분(FP1, FP2)들을 포함하여 이루어진다. 상기 2개의 부분(FP1, FP2)들은 서로 실질적인 직선 연결 라인(CL)을 따라 연결되는데, 이는 도 3에 보다 명확하게 도시되어 있다. 상기 2개의 부분(FP1, FP2) 각각은, 상기 필터 시스템(FS)이 도 2에서 보여지는 사전설정된 위치를 통해 연장되는 가상 평면(도시되지 않음)과 일치한다. 이것은 가상 직선 라인(VSL)에 의해 개략적으로 표시된다. 보다 앞서 표시된 바와 같이, 상기 사전설정된 위치는, 사용 시에 방사선이 생성되는 소스와 실질적으로 일치하도록 의도되어 있다. 상기 소스(SO)는 개략적으로 도 3에 표시되어 있다. 상기 직선 연결 라인(CL)은 또한 상기 사전설정된 위치를 통해, 즉 방사선이 생성되는 소스(SO)와 실질적으로 일치하도록 의도된 위치를 통해 연장되는 가상 직선 라인(VSL)과도 일치한다. 사용 시, 상기 소스로부터 생성되는 방사선은 상기 필터 시스템을 통해 전파된다. 단지 상기 방사선의 작은 부분만이 상기 포일들을 앞으로(frontally) 힛팅(hit)할 것이고, 이와 같이 상기 포일에 의해 흡수될 수 있어서, 상기 포일을 가열하는 결과를 초래한다. 방사선이 전파하는 경로를 따라 이동하고 있는 데브리 입자들은, 그 속도 방향이 상기 포일(F) 중 하나를 향하는 성분을 가지기 쉽기 때문에, 상기 포일(F)들에 의해 포획될 수도 있다. 또한, 이러한 입자들이 상기 포일(F)들에 의해 형성된 채널(C)들을 통해 이동할 때에, 상기 포일들이 상기 데브리 입자들을 인터셉트(intercept)하도록 상기 포일 트랩(foil trap)을 회전시키는 것도 가능하다. 방사선의 흡수율 이외에도, 상기 포일(F)들은 또한 이들 입자들의 충격으로 인하여 가열된다.
상기 필터 시스템(FS)은, 상기 2개의 부분(FP1, FP2)의 제1부분(FP1)이 상기 지지체(S)의 제1위치(P1)에서 연결되는 한편, 상기 2개의 부분(FP1, FP2)의 제2부분(FP2)이 상기 지지체(S)의 제2위치(P2)에서 연결되는 지지체(S)를 포함하여 이루 어진다. 도 2에 도시된 실시예에서, 상기 지지체(S)는 내측 링(IR) 및 외측 링(OR)을 포함하여 이루어진다. 상기 내측 링(IR) 및 상기 외측 링(OR)은 동축(coaxial)이다. 상기 제1위치(P1)과 상기 제2위치(P2) 사이의 거리(D)는 고정되어 있다. 상기 포일(F)들은 실질적으로 몰리브덴으로 이루어진 재료로 만들어질 수도 있다. 또한, 상기 지지체들도 실질적으로 몰리브덴으로 이루어진 재료로 만들어질 수도 있다. 상기 포일(F)들은 솔더링(soldering)에 의하여 상기 지지체(S)에 연결되었을 수도 있다.
사용 시, 도 2에 도시된 포일 트랩의 거동(behavior)은 다음과 같다. 포일(F)의 각각의 부분(FP1, FP2)은 가열될 때에 팽창한다. 상기 팽창은 실질적으로 상기 각각의 부분이 놓이는 평면 내에서 일어난다. 상기 포일(F)의 팽창은, 상기 포일의 전체 방위에 대하여 실질적으로 옆으로 향한(sideways) 연결 라인의 움직임에 의하여 수용된다. 상기 연결 라인이 움직이는 정도는, 위치 P1과 위치 P2 간의 거리 D가 고정될 때에 훨씬 더 예측가능하다. 가열될 때의 포일(F)은 도 4에 점선으로 개략적으로 도시되어 있다.
가열될 때에, 상기 포일(F)의 새로운 방위는 상기 연결 라인(CL)의 위치로 인하여 예측가능해진다. 상기 직선 연결 라인은 사용 시에 방사선이 생성되는 소스와 실질적으로 일치하도록 의도된 사전설정된 위치를 통해 연장되는 가상 직선 라인과 일치하고, 상기 2개의 부분(FP1, FP2) 각각은 상기 사전설정된 위치를 통해 연장되는 가상 평면과 일치하므로, 상기 포일의 신규 위치 및 방위는, 그것이 있다손 치더라도 단지 광학 투과율의 최소 강하를 유발할 뿐이다. 나아가, 예를 들어 가열될 때에 포일의 새로운 위치 및 열팽창을 실험적으로 결정하는 것과, 필터 시스템이 EUV 방사선의 흡수율 및/또는 데브리 입자들의 충격에 노출될 때에, 상기 포일이 (EUV) 방사선의 최적 투과율을 허용하는 방위를 채택하도록 상기 필터 시스템을 디자인하는 것도 가능하다.
상기 2개의 부분(FP1, FP2)의 각각의 부분은 직선 평면에 있는 가상 평면과 일치할 수도 있다. 그러면, 제어능력 및 예측능력이 훨씬 더 앞으로 나아갈 수 있다. 하지만, 각각의 부분, 즉 상기 부분(FP1, FP2)들 중 하나는 소정 곡률(curvature)을 포함하여 이루어지는 것이 가능하다. 도 2 및 도 4에 도시된 실시예는, 원통형 또는 원뿔형 필터 시스템(FS), 즉 원통형이나 원뿔형 외측 링 및 가능성 있게는 원통형이나 원뿔형 내측 링을 구비하는 필터 시스템 상에 포커싱된다. 하지만, 원칙적으로는, 상기 지지체 및 필터 시스템의 어떠한 형상도 가능하다.
상기 지지체(S)의 위치 P1과 위치 P2 사이의 거리 D의 고정은 상기 포일(F)의 열팽창에 상대적이다. 따라서, 상기 거리 D는 상기 지지체, 즉 이 경우에는 내측 링(IR) 및 외측 링(OR)의 팽창으로 인하여 약간 증가할 수 있는 것이 가능하다. 도 2 및 도 4에는, 상기 지지체가 냉각 시스템(CS)에 의하여 냉각될 수 있다는 것이 개략적으로 도시되어 있다. 명료성을 위하여, 이 냉각 시스템(CS)은 단지 외측 링(OR)에 존재하는 것으로만 도시되어 있다. 하지만, 상기 내측 링(IR)에 냉각 시스템(CS)을 제공하는 것도 마찬가지로 가능하다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 필터 시스템(FS)의 일 실시예의 일부분을 보여주는데, 보다 상세하게는 상기 냉각 시스템(CS)의 구조와 상기 냉각 시스템(CS) 이 작동할 수 있는 방식을 보여준다.
도 5에서, 포일 F1 및 포일 F2는 데브리 입자들을 포획하기 위한 필터 시스템(FS)의 일부분이다. 상기 필터 시스템은 또한 도 5에서 부분 S1 및 부분 S2로서 도시된 지지체를 포함하여 이루어진다. 부분 S1 및 부분 S2 양자 모두는 하나의 링-형상 지지체에 속하는 것이 가능하다. 도 5는 이러한 링-형상 지지체의 개략적인 단면도를 보여주는 것으로 볼 수 있다. 대칭축 SA는 개략적으로 라인 L로 나타낸다. 포일 F1 및 포일 F2는 양자 모두 상기 지지체의 축(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 축은 라인 L과 일치될 수 있다. 지지 부분 S1 및 S2를 포함하여 이루어지는 상기 지지체가 링-형상인 일 실시예에서, 대칭축 SA는 방사선이 생성되는 소스와 일치하도록 의도된 사전설정된 위치를 통해 연장되는 가상 직선 라인과 일치할 수도 있다.
또한, 포일 F1 및 포일 F2가 연결되는, 즉 함께 하나의 포일을 형성하는 것도 가능하다. 이러한 일 실시예에서는, 지지체들이 지지체 S1 및 지지체 S2로 분리되는, 즉 포일 F1 및 포일 F2를 연결하여 형성되는 포일에 의해 분리되는 것이 가능하다. 예를 들어, 지지체 S1은 외측 링의 단면을 나타낼 수 있는 한편, 지지체 S2는 내측 링의 단면을 나타낼 수 있다. 이러한 상황에서, 라인 L은 대칭축을 나타내지 않는다.
또한, 라인 L은 대칭 평면을 나타내고, 상기 필터 시스템은 서로 평행한 복수의 포일들을 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
상기 필터 시스템은 냉각 시스템(CS)을 포함하여 이루어진다. 상기 냉각 시 스템(CS)은 부분 CS1 및 CS2를 포함하여 이루어질 수도 있다.
각각의 지지체가 링-형상인 경우들에서는, 상기 각각의 냉각 시스템(CS)도 링-형상일 수 있다. 따라서, 라인 L은 소정 실시예에서 상기 냉각 시스템(CS)의 대칭축을 나타낼 수도 있다. 도 5에 도시된 필터 시스템의 일부분의 추가 설명을 위하여, 상부 부분, 즉 라인 L 위쪽에만 도면부호가 기입되어 있다. 상부 부분의 설명은 하부 부분에서도 유효하다.
상기 냉각 시스템(CS1)은 냉각되도록 배치되는 표면 A1을 가진다. 상기 냉각 시스템(CS1) 및 지지체(S1)은 서로에 대해 위치되어, 상기 냉각 시스템(CS1)의 표면(A1)과 상기 지지체(S1) 사이에 갭(G)이 형성되도록 한다. 상기 냉각 시스템(CS1)은 또한 개스를 상기 갭(G) 안으로 분사하도록 배치된다. 상기 개스 및 그 유동 방향은 점선으로 표시되어 있다. 상기 개스가 상기 갭(G)으로 들어가는 입구 위치(EP)와 상기 개스가 상기 갭(G)을 빠져나가는 출구 위치(XP) 사이의 경로(P)는, 도 5에 도시된 실시예에서 곡절 경로(meandering path)(P)를 형성한다. 상기 경로(P)는 곡절 경로이므로, 상기 갭 안으로 분사된 개스는 상기 입구 위치(EP)로부터 상기 출구 위치(XP)를 향해 유동할 때에 큰 저항력을 받게 된다. 이러한 곡절 경로는 상기 갭(G)으로부터 그 주위를 향해 개스가 누설되는 것에 대한 저항력을 제공한다. 또한, 상기 경로가 직선 경로인 것도 가능하다. 그런 다음, 출구 위치(XP)를 향해 이동할 때에 상기 개스에 의해 겪게 되는 저항력은, 도시된 실시예와 비교할 때에 보다 작다. 상기 지지체 S1에는, 상기 개스가 갭(G)을 빠져나가기 전에 상기 개스를 유지하기 위한 리세스(recess; R1)가 제공될 수 있다. 상기 리세스의 압력 은 1000Pa 정도인 한편, 그 주변의 압력은 10Pa일 수도 있다. 상기 리세스 R1는 따라서 분사된 개스가 상기 지지체 S1을 냉각시키는 버퍼(buffer)를 제공할 수도 있다.
상기 갭(G)은, 상기 표면 A1과 지지체 S1 사이의 가장 작은 거리가 대략 20마이크로미터에서 대략 200마이크로미터로 변하는 범위 내에 있도록 될 수 있다. 상기 갭은 또한 상기 표면 A1과 지지체 S1 사이의 가장 작은 거리가 대략 40마이크로미터에서 대략 100마이크로미터로 변하는 범위 내에 있도록 될 수 있다.
상기 냉각 시스템 CS1의 표면 A1은 유체로 냉각되도록 배치된다. 이를 위하여, 상기 냉각 시스템 CS1은 표면 A1의 하부표면(subsurface)에서 연장되는 채널을 포함하여 이루어질 수도 있다. 사용 시, 물, 즉 비교적 차가운 물이 채널 입구(CEA)로 들어가 상기 채널(C)을 통해 이동하여, 채널 출구(CX)에서 상기 채널을 떠날 수도 있다. 상기 표면 A1의 하부표면이 물로 냉각될 경우, 채널 입구(CEA)에서 상기 채널(C)로 들어오는 물과 같이 여전히 차갑다. 상기 냉각 시스템 CS1은 또한 상기 개스를 상기 갭(G) 안으로 분사하기 전에 상기 개스를 냉각하도록 배치될 수도 있다. 채널 입구(CEA)로 표시되는 위치에 물을 위한 입구를 구비하는 대신에, CEG로 표시된 위치에서 상기 채널 안으로 물이 들어가도록 하여, 사용 시에 개스가 상기 갭(G) 안으로 분사되기 분사 채널(IC)을 따라 물이 먼저 이동하도록 하는 것이 바람직할 수도 있다. 이는 상기 분사 채널(IC) 내의 개스를 냉각시키거나 또는 상기 개스가 상기 분사 채널(IC)로 들어가기 전에 냉각된 경우들에 있어서 상기 분사 채널 안에서 상기 개스를 차갑게 유지시키는 것도 가능하게 한다. 물론, 상기 분사 채널(IC) 및 상기 표면(A1)은 독립적인 냉각 메커니즘들에 의해 냉각되는 것도 가능하다. 물을 이용하는 대신에, 여타의 적절한 냉각 매질이 사용될 수도 있다. 도시되지는 않았지만, 채널(C)의 입구들과 출구들이 각각 공급부들과 배기부들과 연결되어, 상기 냉각 시스템을 냉각시키는데 사용되는 물 및/또는 여타의 냉각 매질이 상기 냉각 시스템 및/또는 상기 필터 시스템의 주변으로 들어가도록 할 것이라는 것은 자명한 것이다. 분사 채널(IC)을 통하여 상기 갭(G) 안으로 분사되는 개스는 아르곤 또는 양호한 냉각 특성들을 가지며 비교적 불활성인 여하한의 개스일 수도 있다.
상기 필터 시스템이 EUV 방사선에 노출되고, 상기 EUV 방사선이 수집 시스템(collection system)을 향하여 전파되는 경로를 벗어난 데브리 입자들을 필터링하는 경우, 상기 필터 시스템은 진공 환경에서 3,000rpm 정도로 회전하고, 상기 포일들과 그 지지체(들)은 포일들에 대한 데브리 입자들의 충격 및 EUV 방사선의 흡수율의 결과로 1kW 정도의 전력을 흡수하기 쉽다. 여하한의 이론에 의해 지지되는 것을 바라지 않고도, 이것은 리세스(R1) 내의 1000Pa 정도의 압력에 도달되고, 상기 지지체와 상기 냉각 시스템(CS1)의 냉각된 표면 사이의 온도차가 200K 정도이며, 상기 표면 A1은 1.26*10-2m2 정도의 면적으로 이루어지도록, 아르곤 개스가 상기 갭(G) 안으로 분사되는 경우에 1.3kW 정도와 같은 양을 제거하는 것이 가능하다는 것을 나타낸다. 이를 고려하면 열전달 계수는 0.7W/m2*K*Pa 정도가 되도록 취해지고, 그 효율성은 0.85 정도로 가정된다. 상기 지지체(S1)와 상기 갭 안의 표면(A1) 사 이의 최단 거리는 대략 40 내지 대략 100마이크로미터 사이가 되도록 가정된다. 상기 주변의 압력은 이 경우에 10mbar 정도일 수 있다. 이러한 평가에 있어서, 상기 지지체가 만들어지는 재료는 두께가 2cm 정도이고 직경이 200mm 정도인 스테인리스 강으로 가정된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치, 조명 시스템, 및 필터 시스템의 또 다른 부분을 도시한 도면이다. 이러한 상황에서, 상기 지지체 S1 및 S2는, 사용 시에 부분 S1 및 S2들이 개략적으로 도시된 지지체에 대하여 고정식으로 유지되는 냉각 시스템(CS) 및 대칭축(SA) 주위에 회전가능하게 배치되는 링-형상 지지체의 부분들을 포함하여 이루어진다. 상기 포일 F1, F2는 대칭축(SA)에 대하여 방사상으로 연장된다. 리세스 R1을 향해 리딩(leading)하는 부분 및 리세스 R2를 향해 리딩하는 부분으로 분할되는 하나의 분사 채널(IC)이 있을 수도 있다. 또 다른 구조적 특징들은 도 5에 도시된 것과 같다. 도 6에 도시된 냉각 시스템(CS)은 도 5에 도시된 냉각 시스템과 같이 작동한다. 상기 지지체(S1, S2)는, 이러한 일 실시예에서 상기 포일(F1, F2)들이 연결되는 외측 링(도시되지 않음)을 향해 힘들을 전달하는 구동 메커니즘(driving mechanism)으로 인하여 회전가능할 수 있다. 하지만, 상기 지지체(S1, S2)는 실제로 예컨대 열적으로 절연되는 연결부들을 통해 냉각 시스템(CS)에 연결되는 것과, 상기 냉각 시스템(CS)이 상기 지지체(S1, S2)의 회전을 구동하는 것도 가능하다. 상기 후자의 실시예에서, 상기 포일(F1, F2)들이 예컨대 외측 링에 연결되는 경우가 필수적인 것은 아니다.
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, 자기도메인메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시(LCD), 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다. 여기서 언급된 기판은 노광 전 또는 노광 후에, 예컨대 트랙(track)(통상적으로 레지스트층을 기판에 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴)이나 메트롤로지 또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능한 경우에, 본 명세서는 상기 및 기타 기판처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 상기 기판은 예를 들어 다중층 IC를 형성하기 위하여 2번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에서 기판이란 용어는 다수의 처리된 층들을 이미 포함하는 기판을 칭할 수도 있다.
지금까지 광학 리소그래피의 문맥에서 본 발명의 실시예들의 사용을 상술하였지만, 본 발명은 예컨대, 임프린트 리소그래피(imprint lithography)와 같은 여타의 응용예들에 사용될 수도 있음을 이해할 것이다(여기서, 상기 문맥은 광학 리소그래피에 국한되는 것이 아님). 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스에서의 토포그래피(topography)는 기판 상에 형성된 패턴을 한정한다. 상기 패터닝 디바이스의 토포그래피는, 레지스트가 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 적용하여 경화(cure)되는 기판에 적용되는 레지스트의 층 안으로 가압될 수도 있다. 상기 패터닝 디바이스는 상기 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기면서 상기 레지스트를 벗어나 이동된다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, (예를 들어, 파장(λ)이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선, 및 (예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚의 범위인) 극자외(EUV)방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
상기 "렌즈"라는 용어는, 상기 문맥에서 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들의 여하한의 1이상의 조합을 말할 수도 있다.
지금까지 본 발명의 실시예들을 상술하였지만, 본 발명은 상술된 것 이외의 방법으로 실시될 수도 있음은 자명한 일이다. 예를 들어, 본 발명은 상술된 방법을 기술하는 기계-판독가능한 명령어들의 1이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램의 형태, 또는 데이터 저장 매체에 저장되는 상기 컴퓨터 프로그램을 구비하는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.
상기 상세한 설명들은 예시적인 것으로 의도된 것이지 제한적인 것이 아니다. 따라서, 본 발명은 후술하는 청구범위의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서도 당업자가 여하한의 수정들을 실시할 수 있다는 것은 자명하다.
본 발명에 따르면, 필터 시스템, 상기 필터 시스템을 구비한 조명 시스템 또는 필터 시스템 자체를 구비하는 리소그래피 장치를 제공할 수 있으며, 상기 필터 시스템의 온도 증가에도 불구하고, 그 광학 투과율의 관점에서 상기 필터 시스템의 허용가능한 성능이 유지될 수 있다.

Claims (54)

  1. 리소그래피 장치에 있어서,
    - 방사선 투영빔을 형성하도록 구성된 방사선 시스템을 포함하되, 상기 방사선 시스템은,
    (a) 방사선을 방출하는 방사선 소스;
    (b) 상기 방사선 소스에 의해 방출되는 상기 방사선을 벗어난 데브리 입자(debris particles)를 필터링하기 위한 필터 시스템을 포함하되, 상기 필터 시스템은 상기 데브리 입자를 포획(trapping)하기 위한 복수의 포일(foils)을 포함하여 이루어지고, 및
    (c) 컨디셔닝된 방사선 빔에 대하여 상기 방사선 소스에 의해 방출되는 방사선을 형성하도록 구성된 조명 시스템을 포함하여 이루어지고, 및
    - 상기 방사선의 투영빔을 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하여 이루어지며;
    상기 복수의 포일 중 하나 이상의 포일은, 상호 상이한 방위를 가지고 실질적인 직선 연결 라인을 따라 서로 연결되는 2이상의 부분들을 포함하여 이루어지고,
    상기 2개의 부분들 각각은 상기 방사선 소스와 실질적으로 일치하도록 의도되는 사전설정된 위치를 통해 연장되는 가상 평면과 실질적으로 일치하고, 상기 실질적인 직선 연결 라인은 상기 사전설정된 위치를 통해서도 연장되는 가상 직선 라 인과 일치하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터 시스템은, 상기 2이상의 부분들의 제1부분이 지지체의 제1위치에서 연결되고, 상기 2이상의 부분들의 제2부분이 상기 지지체의 제2위치에서 연결되는 상기 지지체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2위치 사이의 거리는 고정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 지지체는 내측 링 및 외측 링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내측 링 및 외측 링은 동축인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 2이상의 부분들 중 하나 이상은 직선 평면인 가상 평면과 일치하는 것 을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 필터 시스템의 전부 또는 일부분은, 적어도 사용 시에 상기 지지체를 냉각하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 필터 시스템은, 냉각되도록 배치되는 표면을 갖는 냉각 시스템을 더 포함하여 이루어지고, 상기 냉각 시스템 및 상기 지지체는 서로에 대하여 위치되어, 상기 냉각 시스템의 표면과 상기 지지체 사이에 갭이 형성되며,
    상기 냉각 시스템은 개스를 상기 갭 안으로 분사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 개스가 상기 갭으로 들어가는 입구 위치와 상기 개스가 상기 갭을 빠져나가는 출구 위치 사이의 경로는 곡절 경로(meandering path)를 형성하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 갭은, 상기 냉각 시스템의 표면과 상기 지지체 사이의 가장 짧은 거리가 20 마이크로미터에서 200 마이크로미터까지 변하는 범위 내에 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 갭은, 상기 냉각 시스템의 표면과 상기 지지체 사이의 가장 짧은 거리가 40 마이크로미터에서 100 마이크로미터까지 변하는 범위 내에 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 지지체는 상기 냉각 시스템의 표면에 대하여 회전가능한 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 냉각 시스템의 표면은 상기 지지체에 대하여 고정되도록(stationary) 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 냉각 시스템의 표면은 유체로 냉각되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 유체는 물인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 개스는 아르곤인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 지지체에는, 상기 개스가 상기 갭을 통과하기 전에 상기 개스를 유지하기 위한 리세스(recess)가 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 냉각 시스템은, 상기 개스를 상기 갭 안으로 분사하기 전에 상기 개스를 냉각하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  19. 방사선 투영빔을 형성하도록 구성된 방사선 시스템에 있어서,
    (a) 방사선을 방출하는 방사선 소스;
    (b) 상기 방사선 소스에 의해 방출되는 상기 방사선을 벗어난 데브리(debris) 입자들을 필터링하기 위한 필터 시스템을 포함하되, 상기 필터 시스템은 상기 데브리 입자를 포획하기 위한 복수의 포일을 포함하여 이루어지고, 및
    (c) 컨디셔닝된 방사선 빔에 대하여 상기 방사선 소스에 의해 방출되는 방사 선을 형성하도록 구성된 조명 시스템을 포함하여 이루어지고,
    상기 복수의 포일 중 하나 이상의 포일은, 상호 상이한 방위를 가지고 실질적인 직선 연결 라인을 따라 서로 연결되는 2이상의 부분들을 포함하여 이루어지며,
    상기 2개의 부분들 각각은 상기 방사선 소스와 실질적으로 일치하도록 의도되는 사전설정된 위치를 통해 연장되는 가상 평면과 실질적으로 일치하고, 상기 실질적인 직선 연결 라인은 상기 사전설정된 위치를 통해서도 연장되는 가상 직선 라인과 일치하는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 필터 시스템은, 상기 2이상의 부분들의 제1부분이 지지체의 제1위치에서 연결되고, 상기 2이상의 부분들의 제2부분이 상기 지지체의 제2위치에서 연결되는 상기 지지체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 및 제2위치 사이의 거리는 고정되는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 지지체는 내측 링 및 외측 링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하 는 방사선 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 내측 링 및 외측 링은 동축인 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 2이상의 부분들 중 하나 이상은 직선 평면인 가상 평면과 일치하는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 필터 시스템의 전부 또는 일부분은, 적어도 사용 시에 상기 지지체를 냉각하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 필터 시스템은, 냉각되도록 배치되는 표면을 갖는 냉각 시스템을 더 포함하여 이루어지고, 상기 냉각 시스템 및 상기 지지체는 서로에 대하여 위치되어, 상기 냉각 시스템의 1이상의 표면과 상기 지지체 사이에 갭이 형성되며,
    상기 냉각 시스템은 개스를 상기 갭 안으로 분사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 개스가 상기 갭으로 들어가는 입구 위치와 상기 개스가 상기 갭을 빠져나가는 출구 위치 사이의 경로는 곡절 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 갭은, 상기 냉각 시스템의 표면과 상기 지지체 사이의 가장 짧은 거리가 20 마이크로미터에서 200 마이크로미터까지 변하는 범위 내에 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 갭은, 상기 냉각 시스템의 표면과 상기 지지체 사이의 가장 짧은 거리가 40 마이크로미터에서 100 마이크로미터까지 변하는 범위 내에 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 지지체는 상기 냉각 시스템의 표면에 대하여 회전가능한 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 냉각 시스템의 표면은 상기 지지체에 대하여 고정되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  32. 제26항에 있어서,
    상기 냉각 시스템의 표면은 유체로 냉각되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 유체는 물인 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  34. 제26항에 있어서,
    상기 개스는 아르곤인 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  35. 제26항에 있어서,
    상기 지지체에는, 상기 개스가 상기 갭을 통과하기 전에 상기 개스를 유지하기 위한 리세스가 제공되는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  36. 제26항에 있어서,
    상기 냉각 시스템은, 상기 개스를 상기 갭 안으로 분사하기 전에 상기 개스를 냉각하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 방사선 시스템.
  37. 리소그래피, 특히 EUV 리소그래피에 사용가능한, 방사선 소스에 의해 방출되는 방사선을 벗어난 데브리 입자들을 필터링하기 위한 필터 시스템에 있어서,
    상기 필터 시스템은 상기 데브리 입자들을 포획하기 위한 복수의 포일을 포함하여 이루어지고,
    상기 복수의 포일 중 하나 이상의 포일은, 상호 상이한 방위를 가지고 실질적인 직선 연결 라인을 따라 서로 연결되는 2이상의 부분들을 포함하여 이루어지며,
    상기 2개의 부분들 각각은 상기 방사선 소스와 실질적으로 일치하도록 의도되는 사전설정된 위치를 통해 연장되는 가상 평면과 실질적으로 일치하고, 상기 실질적인 직선 연결 라인은 상기 사전설정된 위치를 통해서도 연장되는 가상 직선 라인과 일치하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 필터 시스템은, 상기 2이상의 부분들의 제1부분이 지지체의 제1위치에서 연결되고, 상기 2이상의 부분들의 제2부분이 상기 지지체의 제2위치에서 연결되는 상기 지지체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 제1 및 제2위치 사이의 거리는 고정되는 것을 특징으로 하는 필터 시스 템.
  40. 제38항에 있어서,
    상기 지지체는 내측 링 및 외측 링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 내측 링 및 외측 링은 동축인 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  42. 제37항에 있어서,
    상기 2이상의 부분들 중 하나 이상은 직선 평면인 가상 평면과 일치하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  43. 제38항에 있어서,
    상기 필터 시스템의 전부 또는 일부분은, 적어도 사용 시에 상기 지지체를 냉각하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  44. 제38항에 있어서,
    상기 필터 시스템은, 냉각되도록 배치되는 표면을 갖는 냉각 시스템을 더 포함하여 이루어지고, 상기 냉각 시스템 및 상기 지지체는 서로에 대하여 위치되어, 상기 냉각 시스템의 표면과 상기 지지체 사이에 갭이 형성되며,
    상기 냉각 시스템은 개스를 상기 갭 안으로 분사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 개스가 상기 갭으로 들어가는 입구 위치와 상기 개스가 상기 갭을 빠져나가는 출구 위치 사이의 경로는 곡절 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  46. 제44항에 있어서,
    상기 갭은, 상기 냉각 시스템의 표면과 상기 지지체 사이의 가장 짧은 거리가 20 마이크로미터에서 200 마이크로미터까지 변하는 범위 내에 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 갭은, 상기 냉각 시스템의 표면과 상기 지지체 사이의 가장 짧은 거리가 40 마이크로미터에서 100 마이크로미터까지 변하는 범위 내에 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  48. 제44항에 있어서,
    상기 지지체는 상기 냉각 시스템의 표면에 대하여 회전가능한 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  49. 제44항에 있어서,
    상기 냉각 시스템의 표면은 상기 지지체에 대하여 고정되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  50. 제44항에 있어서,
    상기 냉각 시스템의 표면은 유체로 냉각되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 유체는 물인 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  52. 제44항에 있어서,
    상기 개스는 아르곤인 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  53. 제44항에 있어서,
    상기 지지체에는, 냉각된 개스가 상기 갭을 통과하기 전에 상기 냉각된 개스를 유지하기 위한 리세스가 제공되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
  54. 제37항에 있어서,
    상기 냉각 시스템은, 상기 개스를 상기 갭 안으로 분사하기 전에 상기 개스를 냉각하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 시스템.
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