KR100749943B1 - 가스 플러싱 시스템, 가스 플러싱 시스템을 포함하는 리소그래피 투영 장치, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

노광 장치에는, 방사선 소스, 패터닝 구조체, 투영 시스템, 기판, 및 상기 투영 시스템과 상기 기판 사이의 영역으로부터 가스를 제거하는 가스 플러싱 시스템이 제공된다.

Description

가스 플러싱 시스템, 가스 플러싱 시스템을 포함하는 리소그래피 투영 장치, 및 디바이스 제조 방법 {GAS FLUSHING SYSTEM, LITHOGRAPHIC PROJECTION APPARATUS COMPRISING GAS FLUSHING SYSTEM, AND METHOD OF MANUFACTURING A DEVICE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치를 나타내는 도면;

도 2는 본 발명에 따른 가스 플러싱 시스템의 일 실시예의 정단면도(cross-sectional front view)를 나타내는 도면;

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 투영 시스템의 최종 렌즈 요소와 가스 플러싱 시스템의 저면도의 여러 실시예들을 나타내는 도면;

도 4는 본 발명에 따른 가스 플러싱 시스템의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

본 출원서는, 2005년 1월 18일에 출원된, 출원중인 미국 출원 제 11/036,186호의 일부분(continuation-in-part)이며, 2004년 12월 7일에 출원된 미국 가 출원 제 60/633,727호의 이익을 주장한다.

본 발명은 방사선 노광 장치, 예를 들어 리소그래피 투영 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스 플러싱 시스템을 포함하는 노광 장치에 관한 것이다. 또 한, 본 발명은 기판을 방사선에 노광시키는 것에 관한 방법들에 관한 것이다.

CCD(Charged Coupled Device) 이미지 센서들 및 CMOS(Complimentary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서들과 같은 이미지 센서들의 생산시, 컬러 필터들(color filters)을 위해 레지스트-타입 물질들(resist-type materials)을 이용하면, 오염에 대한 우려가 상승된다. 예를 들어, 레지스트들내의 휘발성 성분들은, 방사선으로의 노광 동안에, 예컨대 리소그래피 이미지 센서 제조 공정 시의 방사선으로의 노광 동안에, 실제적인 아웃-게싱(out-gassing)을 유발할 수 있다. 이러한 아웃-게싱은 투영 렌즈 또는 그 주변 영역의 오염 및 손상을 초래할 수 있으며, 따라서 이는 렌즈를 세정하기 위해 증가된 유지보수성(maintenance)을 필요로 할 수 있거나, 심지어는 렌즈 또는 그 주변 부분들의 교체를 필요로 할 수 있다. 본 발명의 목적들은 이러한 아웃-게싱의 문제점을 극복한 장치 및 방법들을 제공하는 것을 포함한다.

가스 퍼지후드들(gas purgehoods)을 채택하는 리소그래피 시스템들은 EP 1098226호 및 US 2004-0212791호에 개시되어 있다.

일 실시예에서, 본 발명은 디바이스, 예컨대 이미지 센서를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은:

(a) 방사선의 빔을 제공하는 단계;

(b) 방사선의 상기 빔을 패터닝하는 단계;

(c) 투영 시스템을 통해, 방사선-감응성 층(radiation-sensitive layer)을 포함하여 이루어지는 기판의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

(d) 상기 타겟부의 외주(circumference) 외부에 위치된 제 1 가스 유출구로부터 상기 투영 시스템과 상기 기판 사이의 공간으로 플러싱 가스를 유동시키는 단계를 포함하여 이루어지며,

상기 플러싱 가스의 전체 또는 일부분이 상기 타겟부쪽으로 유동한다.

또한, 본 발명은:

(a) 방사선의 빔을 제공하는 단계;

(b) 방사선의 상기 빔을 패터닝하는 단계;

(c) 투영 시스템을 통해, 1이상의 컬러 필터 층들을 포함하여 이루어지는 기판의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

(d) 상기 타겟부를 방사선의 상기 패터닝된 빔으로 노광하는 동안에, 상기 타겟부와 상기 투영 시스템 사이의 공간내에 공기 유동을 제공함으로써, 상기 타겟부로부터 생성된 가스를 추출(extract)하는 단계를 포함하여 이루어지는 방법을 제공한다.

더욱이, 본 발명은 리소그래피 투영 장치를 제공하며, 상기 장치는:

방사선의 투영빔을 공급하도록 구성되고 배치된 방사선 시스템;

원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하도록 구성되고 배치된 패터닝 구조체를 지지하도록 구성되고 배치된 지지 구조체;

기판을 지지하도록 구성되고 배치된 기판 지지체;

상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하도록 구성되고 배치된 투영시스템; 및

상기 기판 지지체와 상기 투영 시스템 사이의 공간으로부터 가스를 추출하도록 구성되고 배치된 가스 플러싱 시스템을 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명은 1이상의 컬러 필터 레지스트 층들을 갖는 기판의 일부분을 방사선에 노광시키는 단계, 및 노광된 부분으로부터 생성된 가스들을 가스 플러싱 시스템을 이용하여 추출하는 단계를 포함하여 이루어지는 공정을 제공한다.

더욱이, 본 발명은 가스를 공급하지 않고 오직 가스를 추출하도록 구성된 가스 플러싱 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 투명한 물질(transparent material), 예컨대, 유리(glass) 또는 펠리클(pellicle)로 덮인 1이상의 개구부들을 갖는 가스 플러싱 시스템을 제공한다.

더욱이, 본 발명은 이미지 센서들의 제조를 위한 장치를 제공하며, 상기 장치는, 예를 들어 1이상의 컬러 필터 레지스트 층들로부터 생성된 가스들의 제거를 위한 가스 플러싱 시스템을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 또 다른 목적들, 장점들, 및 특징들은, 본 명세서의 상세설명(specification)에서 설명되며, 또한. 당업자라면, 부분적으로 다음의 실험(examination)을 통해 이해할 수 있거나, 본 발명을 시행함으로써 지식을 습득할 수 있을 것이다. 본 명세서에 개시된 본 발명들은, 목적들, 장점들, 및 특징들의 어떤 특정한 세트 또는 그 조합으로 제한되지 아니한다. 서술된 목적들, 장점들, 및 특징들의 다양한 조합이 본 명세서에 개시된 본 발명들을 구성하고 있다는 것을 알 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 구조체"라는 용어는, 입사하는 방사선 빔에 기판의 타겟부에 생성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 부여하도록 사용될 수 있는 구조체를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 하며; 본 명세서에서 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 여타의 디바이스와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정 기능 층에 해당할 것이다(이하 참조). 이러한 패터닝 구조체의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다:

마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary), 교번 위상-시프트(alternating phase-shift) 및 감쇠 위상-시프트(attenuated phase-shift)와 같은 마스크 타입들 뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 타입들을 포함한다. 방사선 빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크상의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과 마스크의 경우) 또는 반사(반사 마스크의 경우)가 행해진다. 마스크의 경우, 지지 구조체는 일반적으로 마스크 테이블이 될 것이며, 이는 입사하는 방사선 빔내의 원하는 위치에 마스크가 유지될 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크가 상기 빔에 대하여 이동될 수 있도록 보장한다;

개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이, 예컨대 프로그램가능한 거울 어레 이 또는 프로그램가능한 LCD 어레이. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례로는, 점탄성 제어 층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본 원리는, (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 거울 어레이의 대안적인 실시예는, 적절히 국부화된 전기장을 가하거나 압전 작동 수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 구성(matrix arrangement)을 채용하는 것이다. 마찬가지로, 어드레스된 거울들이 입사하는 방사선 빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사시킬 수 있도록, 상기 거울들은 매트릭스-어드레서블이다; 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 거울들의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이러한 매트릭스 어드레싱은 적절한 전자 디바이스들을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 서술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝 구조체는 1이상의 프로그램가능한 거울 어레이들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 언급되는 거울 어레이들에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 미국 특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허 출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서 인용참조되고 있다. 프로그램가능한 거울 어레이의 경우, 상기 지지 구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거 나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블로서 구현될 수 있다.

프로그램가능한 LCD 어레이. 프로그램가능한 LCD 어레이의 일례는, 본 명세서에서 인용참조되고 있는 미국 특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이 경우 지지 구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블로서 구현될 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체를 마스크 및 마스크 테이블을 포함하는 예시들로 상세하게 지칭될 수도 있다; 하지만, 이러한 예시에서 설명된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝 구조체의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.

설명을 간단히 하기 위하여, 투영 시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다; 하지만, 이 용어는 예를 들어, 굴절 광학기(refractive optics), 반사 광학기 및 카타디옵트릭 시스템(catadioptric system)을 포함하는 다양한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 방사선 시스템은 방사선의 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있으며, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 나아가, 리소그래피 장치는 2이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 되어 있을 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블들이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블들이 노광에서 사용되고 있는 동안에 1이상의 다른 테이블들에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에 는 듀얼 스테이지 리소그래피 장치가 개시되어 있으며, 모두 본 명세서에서 인용 참조되고 있다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 "유출구"라는 용어는, 유출구 포트로 간주되거나 칭해질 수 있다. 이와 유사하게, 본 명세서에서 사용되는 "유입구"라은 용어 또한 유입구 포트로 간주되거나 칭해질 수 있다. 유출구, 유출구 포트, 유입구 및 유입구 포트라는 용어들은 가스 또는 물질이 유동하는 구조체를 폭넓게 칭하는 것으로 이해하여야 한다.

리소그래피 투영 장치를 사용하는 제조 공정에서, (예를 들어, 마스크내의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 덮인 기판상에 이미징(imaging)될 수 있다. 이 이미징 단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정들을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 이미징된 피처들(imaged features)의 측정/검사와 같은 또 다른 과정들을 거치게 될 수 있다. 이러한 일련의 과정들은, 디바이스, 예컨대 이미지 센서, 평판 디스플레이(flat panel display), 또는 집적 회로의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 후, 이러한 패터닝된 층은, 에칭, 이온주입(도핑), 금속화(metallization), 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같이, 모두가 개별층을 마무르도록(finish off) 의도된 여러가지 과정들을 거칠 수 있다. 여러개의 층들이 요구되는 경우, 각각의 새로운 층에 대해서는 전체 과정 또는 그것의 변형된 과정이 반복될 수 있다. 결과적으로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스들의 어레이가 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스들은 다 이싱 또는 소잉과 같은 기술에 의하여 서로 분리되며, 개개의 디바이스들이 캐리어상에 장착되고 핀들 등에 연결될 수 있다. 이러한 공정들에 관한 추가 정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 인용참조되고 있는 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing(3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill 출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)"으로부터 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:

방사선(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)의 투영빔(PB)을 제공하는 조명시스템(일루미네이터)(IL);

패터닝 수단(예를 들어, 마스크)(MA)을 지지하고, 투영 시스템(PL)에 대해 패터닝 수단을 정확히 위치시키는 제 1 위치설정 수단(PM)에 연결된 제 1 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);

기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하고, 투영 시스템(PL)에 대해 기판을 정확히 위치시키는 제 2 위치설정 수단(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT);

기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)상으로 패터닝 수단(MA)에 의해 투영빔(PB)에 부여된 패턴을 이미징하는 투영시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈)(PL); 및

가스 플러싱 시스템(GF)을 포함한다. 본 명세서에서 서술되는 바와 같이, 가스 플러싱 시스템은 프레임을 통해 고정(secure)된다. 하지만, 상기 플러싱 시스템 (GF)은 여하한의 적절한 방식으로 고정될 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 구비한) 투과형으로 구성되어 있다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하는) 반사형으로 구성될 수도 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선 소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 일 실시예에서, 방사선 소스는 최소(at least) 126nm, 예를 들어 최소 157nm, 또는 최소 193nm, 예를 들어 193 내지 435nm의 범위에서, 또는 예컨대 193nm, 248nm, 또는 365nm, 또는 220 내지 435nm의 방사선을 공급한다. 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수도 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은, 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더를 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.

일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정 수단(AM)을 포함할 수 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 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이 다양한 다른 구성요소들을 포함한다. 일루미네이터는 그 단면에 원하 는 균일성과 세기 분포를 갖는, 투영빔(PB)이라고도 칭해지는 방사선의 컨디셔닝된 빔을 제공한다.

상기 투영빔(PB)은 마스크 테이블(MT)상에 유지되어 있는 마스크(MA)상에 입사된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 투영빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정 수단(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 상기 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 수단(PM) 및 또 다른 위치센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 상기 빔(PB)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물 테이블들(MT 및 WT)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 위치설정 수단들(PM 및 PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단지 단 행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.

서술된 장치는 다음과 같은 바람직한 모드들에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 투영빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그런 후, 기판 테이블(WT) 은 상이한 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, 투영빔에 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(velocity) 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PL)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 수단을 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 투영빔에 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 수단은 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 수단을 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 가스 플러싱 시스템(GF)의 일 실시예를 보다 상세히 나타낸다. 가스 플러싱 시스템(GF)은 제 1 가스 유출구(GO-1) 및 제 2 가스 유출구(G0-2)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 가스 유출구들(G0-1 및 GO-2)은 가스 공급 채널(GC)을 통해 가스 소스(도시되지 않음) 및 선택적으로 유동 조절기(도시되지 않음)를 포함하는 플러싱 가스 공급부(도시되지 않음)에 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 즉 가스 공급 채널(GC)을 통해 직접 연결됨으로써, 제 1 및 제 2 가스 유출구들(GO-1 및 GO-2) 모두는 단일 소스로부터 가스를 수용한다. 하지만, 제 1 및 제 2 가스 유출구들(GO-1 및 GO-2)은 각각 별도의 가스 공급 채널을 가질 수도 있으며, 별도의 가스 공급 채널들은 동일한 소스로부터 가스를 수용할 수 있거나, 그 각각이 별도의 가스 소스로부터 가스를 수용할 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 제 1 가스 유출구(GO-1)가 산소 함유 가스를 수용한다. 일 실시예에서, 제 1 가스 유출구(GO-1)로 공급된 가스의 최소 1 몰%, 예를 들어 최소 5 몰%, 최소 10 몰%, 예를 들어 10 내지 50 몰%, 또는 10 내지 30 몰%은 산소이다. 일 실시예에서, 제 1 가스 유출구(GO-1)로 공급된 가스는 공기이다. 일 실시예에서, 제 2 가스 유출구(GO-2)는 불활성 가스, 예컨대 질소, 아르곤, 헬륨, 제논, 또는 그 혼합물을 수용한다. 다른 실시예들에서, 제 1 가스 유출구(GO-1)와 제 2 가스 유출구(GO-2) 둘 모두는 불활성 가스 또는 산소 함유 가스를 수용한다.

일 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 배출구(GO-1)의 전체 또는 일부분은 투영 시스템(PL)에서 나오는 방사선에 노출된 기판(W)의 타겟부를 향해 지향된다(즉, 가스 배출구(GO-1)의 전체 또는 일부분은 기판을 향해 지향되며, 방사선에 노출된 영역을 향해 각도져 있다). 일 실시예에서, 본질적으로 모든 가스 배출구(GO-1)는 투영 시스템(PL)에서 나오는 방사선에 노출된 기판(W)의 타겟부를 향해 지향된다(투영 시스템(PL)의 저부만이 도시되어 있다).

일 실시예에서, 사용된 기판 테이블(또는 기판 지지체) 속도로, 가스 플러싱 시스템과 기판 사이의 공간내의 매(every) 위치에서의 반경방향 가스 유동(radial gas flow)의 속도가 0보다 더 크고 또한 안쪽을 향해, 즉 기판과 투영 시스템 사이의 영역을 향해 지향되도록, 유출구(GO-1)로부터의 가스 유동이 조정된다. 반경방향 가스 유동 속도는 유출구(들)(GO-1)에서 생성된 가스 유동 속력(speed)과 기판 테이블 속도의 벡터 합이다. "기판 테이블 속도"라는 용어는, 예를 들어 스텝-앤드-스캔 타입(step-and-scan type) 리소그래피 투영 장치의 기판 테이블(또는 기판 지지체) 스캐닝 속도 뿐만 아니라, 스텝-앤드-리피트 타입(step-and-repeat type) 리소그래피 투영 장치의 경우에서, 후속 노광들간의 웨이퍼 테이블의 속도도 포함한다.

더욱이, 도 2의 나머지를 보면, 가스 플러싱 시스템(GF)은 노광되는 타겟부와 투영 시스템 사이의 공간으로부터 가스를 추출하는 가스 유입구(GI)를 포함한다. 가스 유입구(GI)는 채널(GIC)을 통해, 가스의 제거를 용이하게 하는 팬(fan) 또는 진공 펌프를 포함할 수 있는 가스 추출 시스템(도시되지 않음)으로 연결된다. 또한, 가스 추출 시스템은 유동 조절기를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 가스 플러싱 시스템은, 예를 들어 기판과 투영 시스템 사이 의 영역에 들어가는 유해한 가스들의 타입 및/또는 양을 결정하는 1이상의 센서들을 포함한다. 1이상의 센서들은, 예를 들어 기판과 투영 시스템 사이의 영역에 들어가는 유해한 가스들의 타입 및/또는 양에 대해, 플러싱 가스의 속도 및/또는 조성을 조정하는데 사용될 수 있다. 또한, 1이상의 센서들은, 가스 플러싱 시스템의 적절한 기능성(functioning)을 모니터링 하고 또한 가스 유입구(GI)를 통한 유동 속도가 너무 낮은 경우에 경보를 제공하는데 사용될 수 있다.

도 3을 참조하면, 가스 유출구(GO-2)를 제공하는 여러가지 실시예들이 도시되어 있다. 도 3a의 실시예에서, 가스 플러싱 시스템(GF)은 원형 구조(circular construction)을 가지며, 또한 그 내주면을 따라, 가스 플러싱 시스템의 일부분에만 가스 유출구 섹션(gas outlet section)(GO-2)이 제공된다. 도 3b에서는, 가스 유출구 포트들(GO-2)이 모두 가스 플러싱 시스템의 내주면을 따라 제공되며, 도 3c에서는, 대향하는 가스 유출구 포트들이 가스 플러싱 시스템(GF)에 제공된다. 일 실시예에서, 가스 유출구 포트(들)(GO-2)는 투영 시스템(PL)의 저부 렌즈의 표면 및/또는 기판의 표면에 대해 실질적으로 평행한 층류(laminar flow)를 제공한다.

일 실시예에서, 리소그래피 투영 장치가 제공되며, 상기 장치는:

(a) 방사선의 투영빔을 공급하도록 구성되고 배치된 방사선 시스템;

(b) 원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하도록 구성되고 배치된 패터닝 구조체를 지지하도록 구성되고 배치된 지지 구조체;

(c) 기판을 지지하도록 구성되고 배치된 기판 지지체;

(d) 상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하도록 구성되고 배치된 투영 시스템; 및

(e) 반경방향 가스 유동 유출구들을 포함하여 이루어지는 가스 플러싱 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 가스 플러싱 시스템은, 상기 반경방향 가스 유동 유출구들을 통해, 상기 가스 플러싱 시스템과 상기 기판 사이에 정의된 중간 공간(intermediate space)내에 반경방향 가스 유동을 생성하도록 구성되고 배치되며, 상기 반경방향 가스 유동의 전체 또는 일부분은 상기 기판과 상기 투영 시스템 사이의 영역을 향해 지향되는 반경방향 속도를 가진다.

일 실시예에서, 리소그래피 투영 장치가 제공되며, 상기 장치는:

방사선의 투영빔을 공급하도록 구성되고 배치된 방사선 시스템;

원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하도록 구성되고 배치된 패터닝 구조체를 지지하도록 구성되고 배치된 지지 구조체;

기판을 지지하도록 구성되고 배치된 기판 지지체;

상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하도록 구성되고 배치된 투영 시스템; 및

상기 기판에 걸쳐 제 1 방향으로 층류를 생성하고, 또한 상기 제 1 방향과 실질적으로 상이한 1이상의 방향으로 이동(traveling)하는 부분들을 가지는 2차 유동(secondary flow)을 더욱 생성하는 가스 플러싱 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 2차 유동은 일반적으로 상기 층류 아래에 존재하며, 상기 가스 플러싱 시스템은 적어도 상기 2차 유동에 의해 도입된 가스를 제거하도록 설계된 가스 유동을 상기 층류와 상기 2차 유동 사이에서 더 생성한다.

일 실시예에서, 리소그래피 투영 장치가 제공되며, 상기 장치는:

방사선의 투영빔을 공급하도록 구성되고 배치된 방사선 시스템;

원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하도록 구성되고 배치된 패터닝 구조체를 지지하도록 구성되고 배치된 지지 구조체;

기판을 지지하도록 구성되고 배치된 기판 지지체;

상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하도록 구성되고 배치된 투영 시스템; 및

상기 기판의 상부면에 대해 전반적으로 평행한 제 1 방향으로 층류를 생성하는 제 1 유출구, 및 상기 타겟부를 향해 일 방향으로 가스를 지향시키는 제 2 유출구를 포함하는 가스 플러싱 시스템을 포함하여 이루어진다.

도 4는 가스 유출구 포트들을 갖지 않고 오직 가스 유입구 포트들(GI)만을 갖는 가스 플러싱 시스템(GF)의 일 실시예를 도시한다. 가스 유입구 포트 채널들(GIC)을 가스 추출 시스템(도시되지 않음)에 연결하고, 가스 유입구 포트들(GI)을 향해 또한 가스 유입구 포트 채널들(GIC)을 통해 리소그래피 장치의 다른 영역들로부터 공기를 흡입하는 가스 추출 시스템을 이용함으로써, 공기 유동이 생성된다. 이 실시예는, 예를 들어 리소그래피 장치가 웨이퍼 스테이지와 마지막 렌즈 요소 사이의 공간이 가스 공급 채널들(가스 유출구들)과 가스 추출 채널들(가스 유입구들) 둘 다 갖기에는 충분하지 않은 경우에 유익할 수 있다. 또한, 도 4의 가스 플러싱 시스템(GF)의 실시예는, 센서/측정 빔들이 가스 플러싱 시스템을 통해 웨이퍼 에 도달하게 하는 개구부들(S1 및 S2)를 가진다. 도 4에서는 단지 하나의 개구부(S2)만을 볼 수 있지만, 가스 플러싱 시스템(GF)은 복수의 개구부들(S2), 예컨대 4개의 등거리 개구부들(equidistant openings)을 가질 수 있음을 유의한다(개구부들(S1)과 비교). 일 실시예에서, 개구부(S1)는 이미지 센서(예컨대, 반사 이미지 센서)에 대한 웨이퍼로의 접근을 허용하고, 개구부(S2)는 레벨 센서에 대한 접근을 허용한다. 일 실시예에서, 개구부들은 윈도우들, 예컨대 글래스 또는 펠리클들로 덮여 있다. 일 실시예에서, 개구부들(S1)은 글래스로 덮여 있다. 일 실시예에서, 개구부들(S2)은 펠리클들로 덮여 있다. 개구부들을 덮으면, 예를 들어 이들 개구부들을 통해 가스들이 가스 플러싱 시스템에서 나오는 것을 방지하는데 있어 유용할 수 있다.

제한하려는 것은 아니지만, 가스 플러싱 시스템은 방사선으로의 노광시에 기판으로부터 배기(evaporate)되는 유해한 가스들의 위험이 존재하는 공정들에 유용하다. 이러한 가스들은, 예를 들어 투영 시스템 또는 그 주변부들을 손상시킬 수 있으며, 따라서 이는 증가된 유지보수성을 필요로 하고 및/또는 투영 시스템 또는 그 주변부들의 수명을 단축시킬 수 있다. 본 발명의 가스 플러싱 시스템은, 유해한 가스들이 투영 시스템 또는 그 주변부들에 도달하는 것을 실질적으로 방지함으로써 이러한 손상을 방지하는데 도움을 준다. 가스들을 방출하기 쉬운 기판들은 1이상의 레지스트 층들로 코팅된 기판들이다. 특히, 1이상의 컬러 필터 층들을 위해 레지스트 층들로 코팅된 기판들은 가스들을 방출하기 쉬울 수 있다. 1이상의 컬러 필터 층들을 위해 레지스트 층들로 코팅된 기판들은, 이미지 센서들, 예를 들어 카메라 들(예컨대, 광카메라들 또는 비디오카메라들)에 유용한 이미지 센서들의 제조시에 사용될 수 있다.

본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 당업자라면 다양한 변형예들이 용이하게 생성되거나 제안될 수 있음을 이해할 수 있을 것이며, 따라서 본 발명은 다음의 청구항들의 기술적 사상(spirit)과 범위에 의해서만 제한된다.

본 발명에 따르면, 종래 기술의 아웃 게싱의 문제점을 극복한 가스 플러싱 시스템을 포함하는 방사선 노광 장치에 관한 것이다.

Claims (26)

1. 디바이스를 제조하는 방법에 있어서,

   방사선의 빔을 제공하는 단계;

   상기 방사선의 빔을 패터닝하는 단계;

   투영 시스템을 통해, 방사선-감응성 층을 포함하여 이루어지는 기판의 타겟부상으로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

   상기 타겟부의 외주(circumference) 외부에 위치된 제 1 가스 유출구로부터 상기 투영 시스템과 상기 기판 사이의 공간으로 최소 1 몰% 산소를 포함하는 플러싱 가스를 유동시키는 단계를 포함하여 이루어지며,

   상기 투영하는 단계 동안에, 상기 플러싱 가스의 전체 또는 일부분이 상기 타겟부쪽으로 유동하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 타겟부의 외주 외부에 위치되고 상기 투영 시스템과 상기 제 1 가스 유출구 사이에 있는 가스 유입구를 더 포함하여 이루어지고, 상기 가스 유입구는 상기 타겟부와 상기 투영 시스템 사이의 영역으로부터 가스를 추출하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 투영 시스템의 마지막 렌즈와 상기 제 1 유출구 포트 사이의 상기 패터닝된 빔의 전체 또는 일부분에 걸쳐 제 2 플러싱 가스의 실질적인 층류의 가스 유동(laminar gas flow)을 생성하도록 구성되고 배치된 제 2 유출구 포트로부터 상기 제 2 플러싱 가스를 유동시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 투영 시스템의 마지막 렌즈와 상기 제 1 유출구 포트 사이의 상기 패터닝된 빔의 전체 또는 일부분에 걸쳐 제 2 플러싱 가스의 실질적인 층류의 가스 유동을 생성하도록 구성되고 배치된 제 2 유출구 포트로부터 상기 제 2 플러싱 가스를 유동시키는 단계를 더 포함하여 이루어지고, 상기 가스 유입구는 상기 제 1 가스 유출구와 상기 제 2 가스 유출구 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 플러싱 가스는 공기인 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 가스 유출구는 반경방향 가스 유동 유출구인 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 가스 유출구, 상기 제 2 가스 유출구, 및 상기 가스 유입구는 모두 동일한 반경방향 구조체내에 제공되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 방사선의 투영빔은 220nm 내지435nm의 범위내에 있는 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 기판은 컬러 필터들(color filters)의 제조에 요구되는 1이상의 층들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
11. 제 1 항에 따른 방법에 의해 얻어진 이미지 센서.
12. 제 11 항의 상기 이미지 센서를 포함하여 이루어지는 카메라.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 디바이스는 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
14. 방사선의 빔을 제공하는 단계;

    상기 방사선의 빔을 패터닝하는 단계;

    투영 시스템을 통해, 1이상의 컬러 필터 층들의 제조를 위해 1이상의 레지스트 층들을 포함하여 이루어지는 기판의 타겟부상으로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

    상기 투영하는 단계 동안에, 상기 타겟부와 상기 투영 시스템 사이의 공간내에 공기 유동을 제공함으로써, 상기 타겟부로부터 생성된 가스를 추출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 공기 유동은 상기 공간으로부터 공기를 흡입함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 리소그래피 투영 장치에 있어서,

    방사선의 투영빔을 공급하도록 구성되고 배치된 방사선 시스템;

    원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하도록 구성되고 배치된 패터닝 구조체를 지지하도록 구성되고 배치된 지지 구조체;

    기판을 지지하도록 구성되고 배치된 기판 지지체;

    상기 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하도록 구성되고 배치된 투영시스템; 및

    상기 기판 지지체와 상기 투영 시스템 사이의 공간으로 가스를 공급하기 보다는 이 공간으로부터 오직 가스를 추출하도록 구성되고 배치된 가스 플러싱 시스템을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
17. 삭제
18. 제 16 항에 있어서,

    상기 기판으로의 센서 빔들의 접근을 허용하기 위해서 상기 가스 플러싱 시스템내에 1이상의 개구부들이 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
19. 제 16 항에 있어서,

    상기 방사선의 투영빔은 220 내지 435nm의 범위내에 있는 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
20. 제 16 항에 있어서,

    상기 장치는 스텝 모드에서 작동하도록 설계된 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
21. 제 16 항에 있어서,

    상기 장치는 스캔 모드에서 작동하도록 설계된 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
22. 제 16 항의 장치를 이용하여 방사선에 기판을 노광시키는 단계를 포함하는 공정.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 기판은 1이상의 레지스트 층들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공정.
24. 제 23 항에 있어서,

    상기 1이상의 레지스트 층들은 1이상의 컬러 필터 층들의 제조를 위해 존재하는 것을 특징으로 하는 공정.
25. 방사선 노광 장치에서 사용되도록 구성된 가스 플러싱 시스템에 있어서,

    상기 가스 플러싱 시스템은 가스를 공급하지 않고 오직 가스를 추출하도록 설계된 것을 특징으로 하는 가스 플러싱 시스템.
26. 삭제

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