KR100748447B1 - 리소그래피 투영장치 및 상기 장치에 사용하기 위한파티클 배리어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포일 트랩(foil trap)을 갖는 EUV 리소그래피용 리소그래피 투영장치에 관한 것이다. 상기 포일 트랩은 EUV 원(source) 다음에 개방 구조체를 형성하여 EUV 방사선이 방해없이 통과하도록 한다. 상기 포일 트랩은 광학축선을 중심으로 회전가능하게 구성된다. 상기 포일 트랩을 회전시킴으로써, 상기 EUV 방사선의 전파방향에 대하여 횡방향의 충격이 EUV 빔내에 존재하는 데브리(debris)에 전달될 수 있다. 상기 데브리는 포일 트랩을 통과하지 못한다. 이러한 방식으로, 포일 트랩의 하류에서 광학 구성요소상의 데브리의 양이 줄어든다.

Description

리소그래피 투영장치 및 상기 장치에 사용하기 위한 파티클 배리어{Lithographic projection apparatus and particle barrier for use in said apparatus}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 나타낸 도,

도 2는 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치의 EUV 조명시스템 및 투영광학기의 측면도,

도 3은 본 발명의 방사원 및 그레이징(grazing) 입사 컬렉터의 상세도,

도 4는 본 발명에 따른 회전하는 파티클 배리어수단의 개략적인 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 반대방향으로 회전하는 2개의 파티클 배리어의 개략적인 단면도이다.

본 발명은,

- 방사원에 의해 방출되는 방사선으로부터 방사선의 투영빔을 형성하기 위한 방사선 시스템;

- 상기 투영 빔을 패터닝하기 위하여 상기 투영 빔에 의하여 조사될 패터닝수단을 잡아주도록 구성된 지지구조체;

- 기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블;

- 상기 패터닝수단의 조사된 부분을 기판의 타겟부상에 묘화하도록 구성 및 배치된 투영시스템; 및

- 방사선으로부터 나온 물질이 광학축선을 따라 전파되는 것을 방지하는 방사선 부근의 채널수단으로, 중심 및, 광학축선을 가로지르는 폭 방향 및 대체로 광학축선의 방향으로 연장되는 길이방향을 갖는 다수의 채널부재를 포함하는 상기 채널수단을 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, 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 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 적어도 부분적으로 도포되는 기판상으로 묘화된다. 이 묘화 단계에 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 형상의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 각각의 층을 가공하기 위한 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 2이상의 기판테이블 (및/또는 2이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 스테이지가 노광에 사용되고 있는 동안, 1이상의 다른 스테이지에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다. 본 명세서에서 참고자료로 채택되는 듀얼스테이지 리소그래피 장치는, 예를 들어, 미국특허 US 5,969,441호 및 국제특허출원 WO 98/40791호에 개시되어 있다.

리소그래피 장치에 있어서, 기판으로 묘화될 수 있는 피처들의 크기는 투영방사선의 파장에 의하여 제한된다. 보다 높은 디바이스 밀도를 갖는 집적회로를 제 작하고, 그로 인해 보다 높은 작업속도를 얻기 위해서는, 더욱 작은 피처들을 묘화할수록 바람직하다. 대부분의 현행 리소그래피 장치는 수은램프 또는 엑시머 레이저에 의하여 발생되는 자외선 광을 채용하고 있으나, 5 내지 20nm 범위, 특히 13nm 부근의 보다 짧은 파장의 방사선을 사용하도록 권고되어 왔다. 이러한 방사선을 EUV(extreme ultraviolet) 또는 소프트 x-레이라 칭하며, 가용원(possible source)으로는 예를 들어, 레이저 생성(laser-produced) 플라즈마원, 방전 플라즈마원 또는 전자저장링으로부터의 싱크로트론 방사선을 포함한다. W. Partlo, I. Fomenkov, R. Oliver, D. Birx 공저 "Development of an EUV(13.5nm) Light Source Employing a Dense Plasma Focus in Lithium Vapor", Proc. SPIE 3997, pp.136-156(2000); M.W. McGeoch 저 "Power Scaling of a Z-pinch Extreme Ultraviolet Source", Proc. SPIE 3997, pp.861-866(2000); W.T. Silfvast, M.Klosner, G. Shimkaveg, H. Bender, G. Kubiak, N. Fornaciari 공저 "High-Power Plasma Discharge Source at 13.5 and 11.4nm for EUV lithography", Proc. SPIE 3676, pp.272-275(1999); 및 K. Berbmann 외 공저 "Highly Repetitive, Extreme Ultraviolet Radiation Source Based on a Gas-Discharge Plasma", Applied Optics, vol. 38, pp.5413-5417(1999)에는 방전 플라즈마원을 사용하는 장치가 개시되어 있다.

위에서 언급한 방전 플라즈마 방사원과 같은 EUV 방사원은 EUV 방사선을 방출하기 위하여 다소 높은 분압의 가스 또는 증기를 사용해야 할 수도 있다. 방전 플라즈마원에서는, 예를 들어 전극들 사이에서 방전이 일어나고, 그에 따라 부분적으로 이온화된 플라즈마가 연속적으로 붕괴되어(collapse) EUV 범위내의 방사선을 방출하는 매우 고온의 플라스마를 생성시킬 수 있다. 상기 매우 고온의 플라즈마는 흔히 Xe으로 생성되며, 이는 Xe 플라즈마가 13.5nm 부근의 극 UV(EUV) 범위에서 조사되기 때문이다. 효율적인 EUV 생성을 위해서는, 방사원으로의 전극 부근에 통상 0.1 mbar의 압력을 필요로 한다. 이렇게 다소 높은 Xe 압력을 갖는 경우의 단점은 Xe 가스가 EUV 방사선을 흡수한다는 점이다. 예를 들어, 0.1 mbar Xe은 1m 떨어진 곳까지 13.5nm의 파장을 갖는 EUV 방사선을 단지 0.3%만 전달한다. 따라서, 상기 방사원 주위의 제한된 영역까지는 다소 높은 Xe 압력을 유지시킬 필요가 있다. 이를 달성하기 위해서는, 상기 방사원이 챔버 벽에 의하여 수집거울 및 조명광학기를 얻을 수 있는 후속 진공챔버로부터 분리되는 자체 진공챔버에 수용될 수 있다.

진공 벽은 채널 어레이 또는 본 명세서에서 참조를 위해 채용한 유럽특허출원 EP-A-1 057 079에 기술된 것과 같은 소위 포일 트랩에 의하여 제공되는 상기 벽내의 다수의 어퍼처에 의하여 EUV 방사원에 대하여 투명한 것으로 만들어질 수 있다. 광학축선을 따라 전파되는 파티클의 수를 줄이기 위하여, EP-A-1 223 468 및 EP-A-1 057 079에는 채널 어레이 또는 "포일 트랩"이 제안되어 있다. 상기 포일 트랩은 서로 근접한 라멜라 형상의 벽을 포함하는 채널형 구조로 이루어져 흐름 저항체를 형성하지만 방사선의 진행을 방해하지 않고 방사선을 통과시킬 수 있도록 너무 근접하게 이루어지지는 않는다. 상기 포일 트랩은 본 명세서내에 참조를 위하여 채용하였다.

EUV 원(source)에 의하여 방출되고 상기 EUV 원의 진공 벽내 채널 어레이를 통과하는 상대적으로 저속의 비교적 중량이고 미크론 크기의 파티클 또는 보다 작은 파티클에 의한 리소그래피 장치의 광학 구성요소의 오염은, 그 오염이 광학 구성요소의 성능저하를 초래하고 EUV 리소그래피 투영장치의 운용비용을 현저히 증가시키는 등의 심각한 문제를 야기한다.

그러므로, 본 발명의 목적은 EUV 원에 의하여 방출되고 광학축선을 따라 전파되는 파티클의 수를 줄이거나 제거하는 것이다.

또 다른 목적은 EUV 리소그래피 투영장치내 광학 구성요소상에서 EUV 원에 의하여 야기되는 오염량을 줄이는 것이다.

상기 및 기타 목적은 채널수단이 광학축선을 중심으로 회전가능하고, 리소그래피 투영장치가, 채널수단에 연결되어 상기 채널수단을 광학축선을 중심으로 회전시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 서두에 특정된 바와 같은 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치에 의하여 달성된다. 회전하는 채널수단에 의하여, EUV 원으로부터 방출되고 광학축선을 따라 이동하는 파티클들이 광학축선에 대해 수직방향으로 이동하고 거기에 고정되어 있는(stick) 채널수단의 벽에 의해 차단된다. 이러한 방식으로, 채널수단 뒷쪽의 정교한 광학 구성요소들이 오염으로부터 보호된다.

본 발명에 따른 리소그래피 투영장치의 일 실시예에서, 리소그래피 투영장치는 채널부재가 방사원상에 포커싱되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, EUV 원으로부터 방출된 방사선의 EUV 레이가 실질적인 방해없이 채널수단을 지날 수 있다. EUV 방사선은 매우 쉽게 흡수되는 경향이 있기 때문에 상기한 바는 뛰어난 장점이 다.

상기 원으로부터 나와 발산되는 녹아 나오거나 증발되거나 스퍼터링된 전극물질을 포함하는 데브리(debris)와 같은 무거운 파티클의 속도는 비교적 느리다. 실험을 통해서 그 속도가 10m/s 보다 느린 것으로 나타났다. 채널수단내 채널부재의 종횡비(길이/폭 비)는 20정도이다. 채널수단이 10/20(=0.5)m/s의 속도로 회전되는 경우에는, 사실상 EUV 원에 의하여 방출되는 모든 무거운 파티클이 채널부재의 벽을 때리고 그 벽내에서 트래핑될 것이다.

그러므로, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 리소그래피 투영장치는 구동수단이 초당 1 내지 50 회전, 바람직하게는, 초당 1 내지 10회전의 속도로 채널수단을 회전시키도록 되어 있는 것을 특징으로 한다. 이들 비교적 느린 회전속도들은 쉽게 달성될 수 있고, 특별하고, 진보적이며 복잡한 구성요소들을 필요로 하지 않는다.

본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 보조 채널수단이 채널수단 부근에 상기 광학축선에 대하여 회전가능하게 장착되는데, 이는 상기 보조 채널수단이 상기 채널수단의 회전방향과 반대의 회전방향을 가지는 경우에 특히 유리하다. 일부 빠르게 움직이는 오염 파티클들이 특정 각도로 채널수단들 중 하나를 지나는 경우에, 비스듬히 진행하는 파티클들에 대한 다음 채널의 각도가 상이하기 때문에 상기 파티클들이 거의 틀림없이 다음 채널수단을 통과하지 않을 것이다.

본 발명의 실시예에서는, 상기 보조 채널수단이 상기 채널수단의 회전방향과 실질적으로 동일한 회전방향을 가지고 채널수단의 회전속도와 상이한 회전속도를 갖거나 또는 상기 보조 채널수단이 비회전식으로 장착되는 경우에도 위와 유사하게 유리한 효과가 달성될 수 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 대체되고 있음을 이해할 수 있다.

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

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

· 방사선(예를 들어, 11 내지 14nm의 파장을 가진 EUV방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex,IL), (이 경우에는 특별히 방사원(LA)도 포함한다);

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

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

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

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사마스크를 구비한) 반사형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과마스크를 구비한) 투과형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상술된 바와 같은 형식의 프로그램가능한 거울배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채택할 수도 있다.

방사원(LA)(예를 들어, 엑시머생성 플라즈마 또는 방전 플라즈마 EUV 방사원)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 조정수단을 포함하여 이루어진다. 또한 이것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 여타의 다양한 구성요소들을 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 리소그래피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(흔히 예를 들어, 방사원(LA)이 수은램프인 경우에서 처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향 거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 흔히 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)에서 선택적으로 반사된 다음 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, 제1위치설정수단(PM)은 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. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1,M2) 및 기판 정렬마크(P1,P2)를 사용하여 정렬될 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)에 투영된다. 그 후 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 이미지의 모든 부분을 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 2는 방사선유닛(3)을 구비한 조명시스템, 조명광학유닛(4) 및 투영 광학시스템(5)을 포함하는 투영장치(1)을 나타내고 있다. 상기 방사선시스템(2)은 소스-컬렉터 모듈(source-collector module), 즉 방사선유닛(3) 및 조명광학유닛(4)을 포함한다. 방사선유닛(3)에는 방전 플라즈마에 의하여 형성될 수 있는 방사원(6)이 제공된다. EUV 방사원(6)은 전자기 스펙트럼의 EUV 범위내의 방사선을 방출하기 위하여 매우 고온의 플라즈마가 생성될 수 있는 Xe 가스 또는 Li 증기와 같은 가스 또는 증기를 이용할 수도 있다. 매우 고온의 상기 플라즈마는 방전에 의하여 부분적으로 이온화된 플라즈마가 광학축선(O)상에서 붕괴되도록 함으로써 생성된다. 방사선의 효율적인 생성을 위해서는 분압 0.1 mbar의 Xe, Li 증기 또는 여타 적절한 가스 또는 증기가 필요하다. 방사원(6)에 의하여 방출되는 방사선은 소스 챔버(7)로부터 가스 배리어 구조체, 즉 "포일 트랩(9)"을 거쳐 컬렉터 챔버(8)내로 보내진다. 가스 배리어 구조체는 본 명세서에서 참조로 채용하고 있는 유럽특허출원 EP-A-1 233 468 및 EP-A-1 057 079에 상세히 기술된 것과 같은 채널 구조체를 포함한다.

컬렉터 챔버(8)는 본 발명에 따라 그레이징 입사 컬렉터에 의하여 형성되는 방사선 컬렉터(10)를 포함한다. 컬렉터(10)를 지나는 방사선은 격자형 스펙트럼 필터(11) 또는 미러로 반사되어 컬렉터 챔버(8)의 어퍼처에 있는 허 소스(virtual source) 포인트(12)에 포커싱된다. 챔버(8)로부터, 투영빔(16)은 조명광학유닛(4)내에서 정규(normal) 입사 리플렉터(13,14)를 거쳐 레티클테이블 또는 마스크테이블(15)상에 위치한 레티클 또는 마스크로 반사된다. 패터닝된 빔(17)이 형성되어 투영광학시스템(5)내에서 반사요소(18,19)를 거쳐 웨이퍼 스테이지 또는 기판테이블(20)상으로 묘화된다. 일반적으로, 조명광학유닛(4) 및 투영시스템(5)내에는 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수 있다.

도 3에서 알 수 있듯이, 그레이징 입사 컬렉터(grazing incidence collector; 10)는 다수의 네스팅된(nested) 반사요소(21,22,23)를 포함한다. 이러한 형태의 그레이징 입사 컬렉터는 예를 들어, 독일특허출원 DE 101 38 284.7에 제시되어 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 회전하는 채널 어레이 또는 배리어(43)의 실시예는 EUV 방사선(6')이 발산되어 나가는 EUV 원(6)을 나타내고 있다. 상기 빔(6')은 광학축선의 하류에서 UV 광학기로부터 소스 챔버를 분리시키는 진공벽의 일부를 형성하는 배리어(43)상에 부딪힌다. 배리어(43)는 화살표로 나타낸 바와 같이 상기 광학축선(O)을 중심으로 회전가능하다. 또한, 배리어가 광학축선(O)을 중심으로 상기 화살표의 방향과 반대되는 방향으로 회전하거나 일방향 또는 다른 방향으로 교대로 회전하는 것도 가능하다. 배리어(43)의 중심(44)은 광학축선에 위치한다. 배리어(43)는 광학축선(O)을 따라 원통 대칭일 수 있다. 또한, 몇몇 특정 각도만큼만 회전되는 경우에는 배리어가 변화없이(invariant) 유지될 수도 있다. 배리어(43)는 라멜라 구조의 채널부재(41)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 상이한 라멜라들간의 상호 거리는 배리어(43)의 세그먼트(42)에 대해 나타낸 바와 같이 변할 수 있다. 이는 연속되는(consecutive) 라멜라들 간의 거리가 변화할 수도 있다는 것을 의미한다. 상기 라멜라 구조의 채널부재(41)는 3D로 관측할 경우 작은 채널들을 형성하고 있다. 또한, 실제 포커스 없이 채널 어레이(43)을 구성할 수도 있다. 하지만, 채널들은 방출된 EUV 빔과 평행하다. 본 발명의 배후의 원칙적인 개념은 EUV 방사선(6')내 오염 파티클(45)들이 배리어(43)의 회전으로 인해 EUV 방사선(6')이 전파되는 라멜라 구조의 채널부재(41)의 내측에 들러붙을 것이라는 점에 있다. 예를 들어, 배리어(43)는 배리어(43)의 양쪽에 위치한 구동수단(46)에 의하여 회전가능하며, 그 회전속도는 초당 대략 7회전 정도 이다. 라멜라 구조의 채널부재(41)는 방사원상에 포커싱된다. 이에 의하여, EUV 원으로부터 방출되는 방사선의 EUV 레이는 방해없이 라멜라 구조의 채널부재(41)를 지날 수 있다. 작은 판형태로서, 라멜라 구조의 채널부재(41)의 크기에 대한 통상적인 값들은, 높이가 30mm, 두께가 0.1mm 및 (만곡된) 폭이 50mm이다. 채널 폭에 대한 통상적인 값은 1mm이다. 배리어(43)로부터 소스(6)까지의 거리는 통상적으로 60mm 정도이다.

포일 트랩의 회전이 상기 소스의 펄스 주파수와 동기화되지 않을 경우, 스트로보스코프 효과(stroboscopic effects)가 발생한다. 스트로보스크프 효과를 피하기 위해서는, 포일 트랩이 정확히 소스의 두 펄스 사이에 있는 채널들의 정수(integer number)만큼 회전되어야 한다.

도 2 내지 도 4에 나타낸 대응 구성요소들과 동일한 참조부호로 표시된 도 5에 나타낸 상기 구성요소들에 대해서는, 그들 구성요소들에 대하여 더이상 후술하지 않고 상기 도면들에 대한 설명을 참조하기로 한다. 도 5는 별개의 구동수단(46,46')에 의하여 각각 구동되는 배리어(43,43')로 이루어진 배리어 조립체(47)를 나타내고 있다. 여기서 보조 채널수단 또는 배리어(43')는 채널수단(43)과 동일한 축상에 장착된다. 본 실시예에서 나타낸 배리어(43,43')들은 화살표(A1, A2)로 표시된 바와 같이 광학축선(O)을 중심으로 반대방향으로 회전한다. 이 배리어 조립체는 EUV 원으로부터 나와 고속으로 이동하는 (열적 또는 열적인 경우보다 수배 빠른 속도를 갖는) 오염 파티클들이 소스챔버로부터 벗어나 컬렉터 챔버에 도달할 수 있도록 한다. 이는 또한, 일 배리어(43)가 회전하는 동안 다른 배리어(43')는 정지해 있거나 두 배리어(43,43') 모두가 동일방향으로, 그러나 상이한 속도로 회전되는 유사한 배리어 조립체들에 의하여 달성될 수도 있다.

본 발명의 특정 실시예들을 상술하였으나, 본 발명이 설명된 것과는 달리 실행될 수도 있다는 점을 이해해야 한다. 상기 설명은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.

본 발명에 따르면, EUV 원에 의하여 방출되고 광학축선을 따라 전파되는 파티클의 수를 줄이거나 제거하여, EUV 리소그래피 투영장치내 광학 구성요소상에서 EUV 원에 의하여 야기되는 오염량을 줄일 수 있게 된다.

Claims (14)

1. - 방사원(6)에 의하여 방출되는 방사선으로부터 방사선의 투영빔(6')을 형성하기 위한 방사선 시스템(3,4);

   - 상기 투영 빔을 패터닝하기 위하여 상기 투영 빔에 의하여 조사될 패터닝수단을 잡아주도록 구성된 지지구조체(15);

   - 기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블(20);

   - 상기 패터닝수단의 조사된 부분을 기판의 타겟부상에 묘화하도록 구성 및 배치된 투영시스템(5); 및

   - 상기 방사원(6)으로부터 나온 물질이 광학축선(O)을 따라 전파되는 것을 방지하는 방사원(6) 부근의 채널수단(9,43)을 포함하는 리소그래피 투영장치에 있어서,

   상기 채널수단(43)은 광학축선(O)을 가로지르는 방향의 폭 및 상기 광학축선(O)의 방향으로 연장되는 길이를 갖는 다수의 채널부재(41) 및 중심(44)을 포함하고,

   상기 채널수단(43)은 상기 광학축선(O)을 중심으로 회전가능하고, 상기 리소그래피 투영장치는 상기 채널수단(43)에 연결되어 상기 채널수단(43)을 상기 광학축선(O)을 중심으로 회전시키는 구동수단(46)을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 채널수단(43)의 중심(44)이 상기 광학축선(O)상에 위치하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 채널부재(41)는 상기 방사원(6)상에 포커싱되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 채널수단(43)의 채널부재(41)는 판형상인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 광학축선(O)에 근접하여 위치한 상기 채널부재(41)는 상기 광학축선(O)에 수직한 평면에서 벌집형구조로 형성되고 상기 광학축선(O)과 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 구동수단(46)은 상기 채널수단(43)을 초당 1 내지 50 회전의 속도로 회전시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 채널수단(43) 부근에 보조 채널수단(43')이 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 보조 채널수단(43')이 상기 채널수단(43)과 동일한 축상에 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
9. 제7항에 있어서,

   상기 보조 채널수단이 상기 광학축선(O)에 대하여 회전가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 보조 채널수단이 상기 채널수단(43)의 회전방향과 반대되는 회전방향을 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
11. 제9항에 있어서,

    상기 보조 채널수단은 상기 채널수단(43)의 회전방향과 동일한 회전방향을 가지며, 상기 채널수단(43)의 회전속도와 상이한 회전속도를 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
12. 제7항에 있어서,

    상기 보조 채널수단이 회전되지 않도록 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
13. 광학축선(O)을 가로지르는 방향의 폭 및 상기 광학축선(O)의 방향으로 연장되는 길이를 갖는 다수의 채널부재(41)를 포함하는 제1항 또는 제2항에 따른 리소그래피 투영장치에 사용하기 위한 채널수단 조립체에 있어서,

    상기 채널수단에 연결되어 상기 채널수단(43)을 상기 광학축선(O)을 중심으로 회전시키는 구동수단(46)을 포함하고, 상기 채널수단(43)은 광학축선(O)을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 채널수단 조립체.
14. - 방사원(6)에 의하여 방출되는 방사선으로부터 방사선의 투영빔(6)을 형성하기 위한 방사선 시스템(3,4)을 제공하는 단계;

    - 상기 투영 빔을 패터닝하기 위하여 상기 투영 빔에 의하여 조사될 패터닝수단을 잡아주도록 구성된 지지구조체(15)를 제공하는 단계;

    - 기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블(20)을 제공하는 단계;

    - 상기 패터닝수단의 조사된 부분을 기판의 타겟부상에 묘화하도록 구성 및 배치된 투영시스템(5)을 제공하는 단계; 및

    - 상기 방사원(6)으로부터 나온 물질이 광학축선(O)을 따라 전파되는 것을 방지하는 방사원(6) 부근의 채널수단(9,43)을 제공하는 단계로서, 상기 광학축선(O)을 가로지르는 방향의 폭 및 상기 광학축선(O)의 방향으로 연장되는 길이를 갖는 다수의 채널부재(41) 및 중심(44)을 포함하는 상기 채널수단(43)을 제공하는 단계를 포함하는 리소그래피 공정에 의하여 집적 구조체(integrated structure)를 제작하는 방법에 있어서,

    상기 채널수단(43)에 연결되어 상기 채널수단(43)을 상기 광학축선(O)을 중심으로 회전시키는 구동수단(46)을 포함하고, 상기 채널수단(43)을 상기 광학축선(O)을 중심으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 집적 구조체 제작방법.

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