KR100767089B1

KR100767089B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법

Info

Publication number: KR100767089B1
Application number: KR1020050086818A
Authority: KR
Inventors: 크리스티안 알렉산더 후겐담; 요한네스 헨리쿠스 빌헬무스 야콥스; 카테 니콜라스 텐; 데르 모일렌 프리츠 반
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2004-09-20
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-10-15
Also published as: JP4728382B2; TWI277839B; SG141452A1; EP1850181A1; US7133114B2; JP2009094532A; TW200622507A; JP4347282B2; CN1752851A; CN100524035C; SG121142A1; JP2006093703A; US20060061739A1; DE602005003082D1; DE602005003082T2; KR20060051387A; EP1637931B1; EP1637931A1

Abstract

스캐닝 침지 리소그래피 장치에서는, 액체의 유동이 스캔 방향에 대해 실질적으로 수직하도록, 투영시스템과 기판 사이의 공간의 한쪽상에서 침지 액체가 공급되고, 다른쪽상에서는 배출된다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

이하, 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;

도 2 및 도 3은 리소그래피 투영장치에서 사용되는 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;

도 4는 리소그래피 투영장치에서 사용되는 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;

도 5는 리소그래피 투영장치에서 사용되는 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면; 및

도 7은 도 6의 실시예를 평면도로 도시하는 도면이다.

본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스를 제조하는 방법에 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 상황에서, 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, 소위 스테퍼, 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, 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수 있다.

리소그래피 투영장치에서, 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체(예를 들어, 물)에 기판을 침지(immerse)시키는 것이 제안되었다. 이것의 핵심은, 노광 방사선이 액체내에서 보다 짧은 파장을 가지기 때문에 보다 작은 피처들을 이미징할 수 있다는 것에 있다. (또한, 액체의 효과는 상기 시스템의 유효 개구수(NA)를 증가시키고 초점심도(depth of focus)를 증가시키는 것으로도 간주될 수 있다.) 고체 입자들(예를 들어, 쿼츠)이 부유(suspend)되어 있는 물을 포함하는 여타의 침지 액체들이 제안되었다.

하지만, 액체의 바스(bath)내에 기판 또는 기판과 기판테이블을 담그는(submersing) 것(예를 들어, 본 명세서에서 전문이 인용참조되고 있는 미국 특허 제 4,509,852호 참조)은, 스캐닝 노광 중에 가속되어야만 하는 큰 몸체의 액체가 존재한다는 것을 의미한다. 이는 추가적인 또는 보다 강력한 모터들을 필요로 하며, 액체내에서의 난류(turbulence)는 바람직하지 않은 영향 및 예측할 수 없는 영향들을 초래할 수도 있다.

제안된 해결책 중 하나는, 액체 공급 시스템이 기판의 국부적인 영역에만 그리고 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 것이다(일반적으로, 기판은 투영시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 가진다). 이렇게 배치시키기 위해서 제안된 한가지 방법이 PCT 특허 출원 WO 99/49504호에 개시되어 있으며, 그 전문이 본 명세서에서 인용참조되고 있다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 액체는 1이상의 유입구(IN)에 의하여, 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동방향을 따라 기판상으로 공급되며, 투영시스템 아래를 통과한 후에는 1이상의 유출구(OUT)에 의하여 제거된다. 즉, 기판이 -X 방향으로 요소의 밑에서 스캐닝되기 때문에, 액체는 상기 요소의 +X 쪽에서 공급되고 -X 쪽에서 흡수(take up)된다. 도 2는, 액체가 유입구(IN)를 통하여 공급되고 저압력원에 연결된 유출구(OUT)에 의하여 요소의 다른 쪽상에서 흡수되는 구성예를 개략적으로 도시한다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 공급되나, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 최종 요소 주위에 위치된 유입구들 및 유출구들의 방위 및 개수는 다양할 수 있으며, 도 3에는 양쪽에 유출구를 갖는 유입구의 4개의 세트들이 최종 요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되는 일례가 예시된다.

도 2 및 도 3, 및 (하기에 보다 상세히 서술되는) 도 4의 액체 공급 시스템들에서, 액체의 유동은 기판에 대한 투영시스템의 스캔 방향에 대해 평행하거나 역-평행하다. 이는 유동 방향이 스캔 방향의 변화들에 따라 동기적으로(in synchronism) 변화되어야만 한다는 것을 의미한다. 이러한 유동 방향의 변화들은, 버블들의 형성, 기판면상의 입자들의 증착 및 오염을 증가시킬 수도 있는 침지 액체내의 난류를 유발할 수도 있다. 한편, 도 5의 액체 공급 시스템은, 시일 부재(seal member) 주위의 동심 외주부들(concentric peripheries) 주위에 이격된 액체 공급 출구들 및 드레인(drain)들을 가진다. 이는, 투영시스템에 대한 기판의 이동 방향의 변화들에 따라 반드시 변화되지는 않는 각도 대칭 액체 유동(angularly symmetric liquid flow)을 생기게 한다. 하지만, 이러한 구성 형태로는, 저장소(reservoir; 10)의 중심 영역의 불량한 재생(poor refreshment)이 생길 수도 있어, 투영빔(PB)의 경로내에 버블들 및 미립자 오염물들의 잠재적인 축적을 유도할 수 있다.

따라서, 예를 들어, 액체 저장소의 철저한 재생(thorough refreshment)을 보장하면서, 투영시스템에 대한 기판의 스캔 방향으로의 변화들과는 무관하게, 연속적으로 작동될 수 있는 액체 공급 시스템을 제공하는 것이 유익할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 방향으로 투영시스템에 대해 기판을 스캐닝하면서, 상기 투영시스템을 이용하여 패터닝 디바이스로부터 기판상으로 패턴을 투영시키도록 배치된 리소그래피 투영장치가 제공되며,

상기 투영시스템과 상기 기판 사이의 공간에 액체를 공급하도록 배치된 액체 공급 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 액체 공급 시스템은 액체 공급 포트 및 액체 드레인 포트를 포함하여 이루어지며, 상기 공급 포트 및 상기 드레인 포트는 상기 제 1 방향에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 상기 공간을 가로질러(across) 액체가 유동하도록 상기 공간의 대향 측면(opposite side)들상에 배치된다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면,

공급 포트를 통해, 리소그래피 투영장치의 투영시스템과 기판 사이의 공간으로 액체를 공급하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 공급 포트는 상기 공간의 제 1 측면상에 배치되며;

스캔 방향에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 상기 공간을 가로질러 액체가 유동하도록 상기 제 1 측면에 대향하는 공간의 제 2 측면상에 배치된 드레인을 통해 액체를 제거하는 단계; 및

스캔 방향으로 투영시스템에 대해 기판을 스캐닝하면서, 투영시스템을 사용하여, 기판상의 액체를 통해 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하여 이루어지는 디바이스 제조방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 다. 상기 장치는;

- 방사선 빔(PB)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명시스템(일루미네이터)(IL);

- 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지구조체(예를 들어, 마스크테이블)(MT);

- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 잡아주도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼테이블)(WT); 및

- 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(PB)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PL)을 포함하여 이루어진다.

조명시스템은, 방사선의 지향, 성형 또는 제어를 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 여하한의 종류의 광학 구성요소들, 또는 그 조합과 같은 다양한 종류의 광학 구성요소를 포함할 수도 있다.

지지 구조체는 패터닝 디바이스의 무게를 지지, 즉 견딘다. 이는 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 투영시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수도 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.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 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 "투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지 유체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템들을 포함하는 투영시스템의 여하한의 타입을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (상기 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수도 있다.

리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)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.

도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(S0)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 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 수도 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 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(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 가지기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.

상기 방사선 빔(PB)은, 지지 구조체(예를 들어, 마스크테이블(MT))상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA))상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(PB)은 투영시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(PB)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크테이블(MT)의 이동은, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧 은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판테이블(WT)의 이동 또한, 긴 행정 모듈 및 짧은 행정 모듈을 이용하여 실현될 수도 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 마스크테이블(MT)은 단지 짧은 행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 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, 마스크(MA)상에 1이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수도 있다.

서술된 장치는 다음과 같은 모드들 중 1이상에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(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, 기판테이블(WT)은 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 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, 마스크테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 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.

국부화된 액체 공급 시스템을 갖는 또 다른 침지 리소그래피 해결책이 도 4에 도시되어 있다. 액체는 투영시스템(PL)의 양쪽상의 2개의 홈 유입구(groove inlet; IN)들에 의해 공급되며, 상기 유입구(IN)들의 반경방향 바깥쪽으로 배치된 복수의 분리 유출구(discrete outlet; OUT)들에 의해 제거된다. 유입구(IN)들 및 유출구(OUT)들은 중심에 구멍이 있는 판내에 배치될 수 있으며, 그를 통해 투영빔이 투영된다. 액체는 투영시스템(PL)의 한쪽상의 1개의 홈 유입구(IN)에 의해 공급되고, 투영시스템(PL)의 다른쪽상의 복수의 분리 유입구(OUT)들에 의해 제거되므로, 투영시스템(PL)과 기판(W) 사이에는 액체의 얇은 막의 유동이 생기게 된다. 사용을 위한 유입구(IN) 및 유출구(OUT)들의 상기 조합의 선택은, 기판(W)의 이동 방향에 의존할 수 있다(유입구(IN) 및 유출구(OUT)들의 그 다른 조합은 비활동적(inactive)이다).

제안된 국부화된 액체 공급 시스템 해결책을 이용한 또 다른 침지 리소그래피 해결책은, 액체 공급 시스템에, 투영시스템의 최종 요소와 기판테이블 사이의 공간의 경계의 전체 또는 일부분을 따라 연장되는 시일 부재를 제공하는 것이다. 시일 부재는, Z 방향으로(광학 축선의 방향으로) 약간의 상대 이동이 있을 수도 있지만, 투영시스템에 대해 XY 평면으로 실질적으로 정지해 있다. 시일 부재와 기판의 표면 사이에 시일이 형성된다. 일 실시예에서, 시일은 가스 시일과 같은 무접촉 시일이다. 가스 시일을 갖는 이러한 시스템은, 본 명세서에서 전문이 인용참조되는 미국 특허 출원 제 US 10/705,783호에 개시되어 있으며, 도 5에 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 기판면과 투영시스템(PL)의 최종 요소 사이의 공간을 채우기 위해 액체가 한정(confine)되도록, 저장소(10)는 투영시스템의 이미지 필드 주위의 기판에 무접촉 시일을 형성한다. 상기 저장소는 투영시스템(PL)의 최종요소 아래에 위치되고 상기 요소를 둘러싸는 시일 부재(12)에 의하여 형성된다. 액체는 투영시스템 아래에 있고 시일 부재(12)내에 있는 상기 공간 안으로 유입된 다. 시일 부재(12)는 투영시스템의 최종 요소 위로 약간 연장되고, 그 액체 수위는 상기 최종 요소 위로 상승하여 액체의 버퍼가 제공된다. 시일 부재(12)는, 그 상단부에서 투영시스템 또는 그 최종요소의 형상에 대해 꼭맞게 되어 있는(closely conform) 내주면을 가지며, 예를 들어 둥근 형상일 수 있다. 그 저부에서, 상기 내주면은 이미지 필드의 형상, 예컨대 직사각형에 대해 꼭맞게 되어 있지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다.

상기 액체는 시일 부재(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이의 가스 시일(16)에 의해 저장소내에 한정된다. 가스 시일은, 압력하(under pressure)에서 유입구(15)를 통하여 시일부재(12)와 기판 사이의 갭으로 제공되고 제 1 유출구(14)에 의하여 배출되는 가스, 예컨대 공기, 또는 합성 공기, 또는 N₂, 또는 불활성 가스에 의해 형성된다. 가스 유입구(15)상의 오버프레셔(overpressure), 제 1 유출구(14)상의 진공 레벨 및 그 갭의 지오메트리는, 액체를 한정하는 고속의 가스 유동이 안쪽으로 존재하도록 구성되어 있다.

유럽 특허 출원 제 03257072.3호에서는, 트윈 또는 듀얼 스테이지 침지 리소그래피 장치의 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2개의 기판테이블이 제공된다. 침지 액체가 없는 제 1 위치에서는, 하나의 테이블을 이용하여 레벨링 측정(leveling measurement)들이 수행되며, 침지 액체가 존재하는 제 2 위치에서는 다른 하나의 테이블을 이용하여 노광이 수행된다. 대안적으로, 상기 장치는 하나의 테이블만을 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예의 액체 공급 시스템을 단면도로 도시하는 한편, 도 7은 상기 시스템을 평면도로 도시한다. 액체 공급 시스템은 투영시스템(PL)의 최종 요소(FLE) 사이의 공간 주위에 고리형(anulus)(이와 다른 형상을 가질수도 있음)의 형태로 된 시일 부재(20)를 포함한다. 상기 시스템은, 시일 부재(12)의 한쪽상에 위치된 액체 공급 포트(21) 및 다른쪽상에 위치된 1이상의 액체 배출 또는 드레인 포트(22)들을 포함한다. 도 7에서, 양방향 화살표로 도시된 스캐닝 방향에 대해 실질적으로 수직한 방향으로, 단방향 화살표들로 도시된 바와 같이, 상기 공간의 중심부를 가로질러 침지 액체가 유동하도록 공급 및 드레인 포트들이 배치된다. 액체의 유출(outflow)을 제한하는, 시일 부재와 기판 사이의 갭의 좁은 폭(narrowness)에 의해 액체가 상기 공간으로 한정된다. 누출(leak out)되는 이러한 액체는 배출기(extractor; 23)에 의해 제거되는 한편, 가스 나이프(gas knife; 24)는 기판상에 남아있는 여하한의 액체 막을 안쪽으로 지향시킨다. 배출기(23)는 액체만을 배출시키거나 액체와 가스(2-상) 양자 모두를 배출시킬 수도 있다.

이러한 실질적으로 수직한 유동은, 최종 투영 시스템 요소(FLE)와 기판(W) 사이의 공간내에 있는 액체가 정체되는 공간(stagnant space) 없이, 완전하게 재생되도록 돕는다. 타겟부를 노광시키는데 걸리는 시간내에, 상기 공간을 통해 유동하는 액체의 볼륨(volume)이 상기 공간 자체의 볼륨과 같거나 더 크도록, 침지 액체의 유속이 충분히 높은 것이 유익하다. 1이상의 드레인 포트(22)들은, 액체내의 여하한의 버블들이 쓸려나가고(swept away) 축적되지 않도록 공급 포트 위에 위치된다. 일 실시예에서, 상기 장치내의 액체의 양을 최소화하기 위해, 1이상의 드레인 포트들은 가능한한 시일 부재의 중심에 가깝게 배치된다. 1이상의 드레인 포트(22)들의 위치에 따라, 그들은 액체만을 배출시키거나 액체와 가스를 배출시킬 수 있다.

노광 필드(EF) 위에서, 적어도 투영빔(PB)의 경로내에, 횡 유동(transverse flow)이 조성된다면, 공급 및 드레인 포트들의 정확한 형상(exact shape), 개수 및 크기가 변동될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 다수의 경우에서, 많은 수의 작은 포트들, 또는, 예를 들어 이미지 필드의 중심에서 30 내지 60°의 각도에 대응(subtending)하는 단일 연장된 슬릿형 포트(single extended slit-shaped port)가 적합할 수도 있다.

본 명세서에서는, IC의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에서 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드의 제조와 같이 여타의 응용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리툴과 여타의 기판 처리툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들 어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄한다.

본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절 및 반사 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 나타낼 수도 있다.

이상, 특정 실시예들이 서술되었지만, 본 발명은 서술된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 적용가능하다면, 본 발명은 상기에 개시된 바와 같은 방법을 설명하는 기계-판독가능한 명령어들의 1이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.

본 발명은, 여하한의 침지 리소그래피 장치, 특히 배타적인 것은 아니지만 상기 언급된 이들 타입들에 적용될 수 있다.

상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 당업자라면, 하기에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 예를 들어, 액체 저장소의 재생을 보장하면서, 투영시스템에 대한 기판의 스캔 방향으로의 변화들과는 무관하게, 연속적으로 작동될 수 있는 액체 공급 시스템을 제공되는 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법이 제공된다.

Claims

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디바이스 제조방법에 있어서,

i) 공급 포트를 통해, 리소그래피 투영장치의 투영시스템과 기판 사이의 공간으로 액체를 공급하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 공급 포트는 상기 공간의 제 1 측면상에 배치되며;

ii) 스캔 방향에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 상기 공간을 가로질러 액체가 유동하도록 상기 제 1 측면에 대향하는 공간의 제 2 측면상에 배치된 드레인을 통해 액체를 제거하는 단계; 및

iii) 상기 스캔 방향으로 투영시스템에 대해 기판을 스캐닝하면서, 투영시스템을 사용하여, 기판상의 액체를 통해 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하여 이루어지고,

상기 i) 내지 iii) 단계가 동시에 수행되어 상기 기판의 스캐닝 노광 공정 동안 상기 액체가 스캔 방향에 대해서 수직하는 방향으로 유동하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제11항에 있어서,

상기 공간의 제 1 측면상에 위치된 복수의 액체 공급 포트들을 통해 상기 액체를 공급하는 단계, 및 상기 공간의 제 2 측면상에 위치된 복수의 액체 드레인 포트들을 통해 상기 액체를 제거하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 제 2 측면은 상기 제 1 측면에 대향하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제12항에 있어서,

상기 복수의 공급 포트들 및 상기 복수의 드레인 포트들은, 상기 스캔 방향에 대해 수직한 평면을 중심으로 대칭적으로 위치되고 상기 공간의 중간 지점을 통과하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제12항에 있어서,

상기 공급 포트들의 개수는 3개 내지 7개의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제12항에 있어서,

상기 드레인 포트들의 개수는 3개 내지 7개의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제11항에 있어서,

상기 드레인 포트는 공급 포트가 있는 곳보다 기판의 공칭면을 포함하여 이루어지는 평면으로부터 더 멀리 위치되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제11항에 있어서,

상기 드레인 포트는, 상기 투영시스템의 최종 요소의 최종면이 있는 곳보다 기판의 공칭면을 포함하여 이루어지는 평면으로부터 더 멀리 위치되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제11항에 있어서,

상기 공간으로의 액체의 공급 속도는, 상기 기판상의 단일 타겟부를 노광시키는데 걸리는 시간내에 상기 공간을 완전히 재생시키는데 충분한 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제11항에 있어서,

액체 공급 시스템 부재를 이용하여, 상기 공간에 상기 액체를 전체적으로 또는 부분적으로 한정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제19항에 있어서,

상기 부재와 상기 기판 사이로부터 액체를 제거하는 단계; 및

상기 공간의 중심을 향해 액체를 지향시키도록, 상기 부재와 상기 기판 사이로 가스를 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.