KR100767829B1 - 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

리소그래피 투영장치에 사용하는 광학구성요소의 세정은, 분자산소가 존재하는, 250nm보다 짧은 파장을 갖는 UV 또는 EUV 방사선을 상기 광학구성요소를 포함하는 장치내의 공간에 조사하여 수행될 수 있다. 일반적으로, 상기 공간은 보통의 퍼지가스조성 및 소량의 분자산소를 포함하는 퍼지가스로 퍼지된다. 본 기술은 또한 공간내에 분자산소의 낮은 압력을 도입시켜 비어있는 공간에서 사용될 수도 있다. 본 기술은 오존과 같은 불안정한 물질을 사용하지 않는다는 장점이 있다.

Description

디바이스 제조방법{Device Manufacturing Method}

도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치를 도시한 도면;

도 2는 본 발명의 실시예의 조명시스템의 부분을 도시한 도면; 및

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예의 조명시스템의 부분을 도시한 도면이다.

본 발명은,

- 파장이 250nm 이하인 전자기방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

- 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

- 기판을 잡아주는 기판테이블; 및

- 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치에 관한 것이다.

"패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 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 특정 기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번 위상쉬프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상쉬프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크 형식도 포함한다. 투영빔 내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과 마스크의 경우) 또는 반사(반사 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에, 그 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이며 이것은 입사하는 방사선빔 내의 소정 위치에서 마스크를 잡아줄 수 있고 필요에 따라서는 빔에 대하여 이동될 수 있다.

- 프로그램가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성제어층 (viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (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. 이 때 요구되는 매 트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조되고 있는 미국특허 US 5,296,891호 및 US 5,523,193호로부터 얻을 수 있다. 프로그래밍가능한 거울배열의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.

- 프로그래밍 가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이러한 경우 상기 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크 및 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 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. 이러한 경우, 상기 패터닝수단은 IC의 개별층에 해당하는 회로패턴을 생성할 수 있으며, 상기 패턴은 한 층의 방사선감응재(레지스트)로 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들면, 1이상의 다이로 구성되는)에 묘화될 수 있다. 일반적으로 한장의 웨이퍼에는 인접하여 있는 여러 개의 타겟부로 구성된 전체적인 네트워크를 포함하며, 이들 타겟부는 투영시스템을 통하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 서로 다른 형식의 기계로 구분될 수 있다. 한 가지 형태의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상에 전체 마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 투영빔하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적으로＜1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 상세한 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며 본 명세서에서도 참조자료로 채용된다.

리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층이 최소한의 부분에라도 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피쳐(imaged feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 모두가 개별층을 마무르도록 하는 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가 정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 이들 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 더 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어 US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에는 트윈스테이지 리소그래피 장치가 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용 참조되고 있다.

리소그래피 투영장치를 사용하여 묘화될 수 있는 피처의 크기를 줄이기 위해 서는, 조명 방사선의 파장을 줄이는 것이 바람직하다. 따라서, 200nm 보다 짧은 자외선 파장으로는, 현재 예를 들어 193nm, 157nm 또는 126nm가 고찰되고 있다. 또한, 50nm 보다 짧은, 예를 들면 13.5nm의 극자외선(EUV) 파장도 고찰되고 있다. UV 방사선의 적절한 방사원은 Hg 램프 및 엑시머 레이저를 포함한다. 고찰된 EUV 방사원은 레이저생성 플라즈마원, 방전원 및 스토리지 링 이나 싱크로트론내의 전자빔 경로의 주위에 제공되는 언듈레이터 또는 위글러를 포함한다.

EUV 방사선의 경우, 투영시스템은 일반적으로 거울배열로 구성되고, 마스크는 반사형이다; 예를 들면, 본 명세서에서도 인용 참조되고 있는 WO 99/57596호에 개시된 장치를 참조하라.

이렇게 짧은 파장으로 작동하는 장치는 더욱 긴 파장으로 작동하는 것보다 오염입자의 존재에 훨씬 더 민감하다. 탄화수소분자 및 수증기와 같은 오염입자들은 외부 소스로부터 시스템 안으로 도입될 수 있고, 또는 리소그래피 장치내에서 자체적으로 발생될 수도 있다. 예컨대, 오염입자로는, 예를 들어 EUV 방사선 빔에 의하여, 기판으로부터 떨어져 나온 잔재(debris) 및 부산물들, 또는 장치에 사용된 플라스틱, 접착체 및 윤활제의 증발로 인하여 생성되는 분자들을 들 수 있다.

이들 오염물은 시스템내의 광학구성요소에 흡착되는 경향이 있어, 방사선 빔의 투과손실을 야기한다. 예를 들어, 157nm 방사선을 사용하면, 단지 하나 또는 수 개의 단일층(monolayer)의 오염입자가 각각의 광학면상에 형성될 때, 대략 1%의 투과손실이 관측된다. 이러한 투과손실은 허용할 수 없을 정도로 높은 것이다. 또한, 상기 시스템에서의 투영빔 세기에 요구되는 균일도는 일반적으로 0.2% 보다 낮다. 광학구성요소상의 국부화된 오염은 이러한 요구사항을 만족시킬 수 없게 된다.

광학구성요소를 세정하는 종래의 방법들은, 예를 들어 세정물질로 오존을 사용하였다. 하지만, 오존은 매우 불안정한 물질이고, 그것이 형성된 후 단지 몇 시간만에 열화한다(degrade). 만일, 광학면을 세정하는데 오존이 사용된다면, 인시튜(in situ)로 또는 세정 직전에 오존이 생성되어야 한다. 이러한 목적을 위하여, 예를 들어 오존발생기(ozonizer)가 사용될 수 있다. 하지만, 오존을 생성하기 위한 추가 단계 자체가 매우 불편하고, 더욱 안정한 세정물질에 의지하는 대안적인 세정방법이 필요하게 된다.

세정을 목적으로 UV 방사선과 조합하여 더욱 안정한 분자산소를 사용하는 것이, Bloomstein 등(T.M. Bloomstein, M. Rothschild, V. Liberman, D. Hardy, N.N Efremov Jr. 및 S.T. Palmacci, SPIE(Optical Microlithography XIII, Ed. C.J. Progler), Vol.4000(2000), 1537~1545)에 의하여 고안되었다. Bloomstein 등에 따르면, 산소의 실제적인 레벨들은 157nm 방사선의 흡수로 인하여 10 내지 1000ppm의 범위로 제한된다.

본 발명의 목적은 1이상의 광학구성요소의 효과적이면서도 개선된 세정이 가능한 리소그래피 투영장치를 제공하는 것이다.

상기 및 기타 목적들은 서두에서 언급한 본 발명에 따른 리소그래피 장치에 의하여 달성되며, 상기 장치는 퍼지가스를 상기 장치내의 공간에 공급하는 가스공급장치를 더욱 포함하고, 상기 공간은 투영빔과 상호작동하도록 위치되는 광학구성요소를 포함하며, 상기 퍼지가스는 1x10^-4 Pa 내지 1 Pa의 분압의 분자산소를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명자들은, 투영빔이 나아가는 공간에 공급되는 퍼지가스에 비교적 낮은 분압의 안정한 분자산소를 부가함으로써, 리소그래피 투영장치내의 광학구성요소의 세정을 수행할 수 있다는 것을 알아냈다. 분자산소 자체는 세정제로서 효과가 없으므로, UV 방사선과 조합하여 사용된다. UV 방사선은 산소를 분해(crack)하여, 산소 라디칼을 생성하는데, 이는 매우 효과적인 세정제이다. 상기 퍼지가스내의 세정제의 낮은 농도에 의하면, 산소에 의한 UV 방사선의 흡수로 인하여 허용할 수 있는 투과손실을 가지면서 타겟부상에 마스크 패턴을 투영시키는 한편, 광학구성요소들이 세정될 수 있다.

본 발명에 따른 세정 후, 방사선 빔의 투과 또는 반사가 개선되고, 균일도도 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명은 리소그래피 투영장치내의 광학구성요소들을 매우 효과적으로 세정할 수 있는 방법을 제공한다. 이는 오존과 같은 불안정한 물질을 사용하지 않을 수 있다. 무엇보다도, 별도의 세정유닛에서 구성요소를 세정하기 위하여, 리소그래피 투영장치로부터 광학구성요소(예를 들어, 렌즈요소)들을 분해해야 하는 시간 소모를 막을 수 있다.

본 발명의 또 다른 형태에 따르면,

적어도 부분적으로는 방사선감응재의 층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

파장이 250nm 이하인 전자기방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

투영빔과 상호작동하도록 위치설정되는 광학구성요소를 포함하는 공간에 상기 투영빔을 조사하고, 1x10^-4 Pa 내지 1 Pa의 전체 분압(total partial pressure)의 분자산소를 포함하는 퍼지가스를 상기 공간에 공급하여, 장치내에서 사용하는 상기 광학구성요소를 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법이 제공된다.

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) 자외선(UV)과 (예를 들어, 12.5nm와 같이 파장이 5 내지 20㎚ 범위인) 극자외선(EUV 또는 XUV) 또는 소프트 x-레이, 및 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.

도 1은 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,

UV 또는 EUV 방사선의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(LA, IL);

마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블) (MT);

기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판 또는 웨이퍼 테이블)(WT);

기판테이블(WT)상에 유지되는 기판(W)의 노광영역(C)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 미러그룹)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사마스크를 구비한) 반사형(reflective type)이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 투과형일 수도 있다.

방사선시스템은 UV 또는 EUV 방사선의 빔을 생성하는 방사원(LA)(예를 들어, Hg 램프, 엑시머 레이저, 레이저생성 플라즈마원, 방전 플라즈마원 또는 스토리지 링 이나 싱크로트론내의 전자빔 경로의 주위에 제공되는 언듈레이터 또는 위글러)을 포함할 수 있다. 상기 빔은 조명시스템(IL)에 포함되는, 예를 들면 빔 성형 광학기기, 인티그레이터 및 콘덴서와 같은 다양한 광학구성요소를 지나가게 된다. 이는, 그 결과적인 빔(PB)이 그 단면에 있어 바람직한 모양 및 세기분포를 가지도록 방사선시스템에도 포함된다.

이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)에 의하여 선택적으로 반사된 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 노광영역(C)상에 빔(PB)을 포커스한다. 간섭계변위측정수단(IF)의 도움을 받아, 제2위치설정수단에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 노광영역(C)을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단은 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-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는, 마스크 방위 및 위치의 미세한 조정을 실행하기 위하여, 마스크테이블이 단지 단행정 위치설정 장치에만 연결되거나 또는 간단히 고정될 수도 있다.

상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝-앤드-리피트(스텝) 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 노광영역(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 X 및/또는 Y 방향으로 쉬프트되어 다른 노광영역(C)이 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.

2. 스텝-앤드-스캔(스캔) 모드에서는, 소정 노광영역(C)이 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 방향으 로 이동하는데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 M=1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 노광영역(C)이 노광될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 세정될 광학구성요소는 조명시스템내의 광학구성요소이다. 하지만, 본 발명은 상기 시스템내의 어떠한 광학구성요소로부터도, 예를 들면 투영시스템내에 포함되는 광학구성요소 또는 마스크로부터 오염물을 제거하는데에도 사용될 수 있다. 본 발명은 하나 또는 수 개의 광학구성요소에 동시에 또는 별도로 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 특정 실시예의 조명시스템의 부분을 도시한 상세도이다. 광학구성요소(3)를 포함하고 있는 상기 조명시스템내의 공간(2)에는, 퍼지가스공급장치(4)로부터 퍼지가스가 공급된다. 상기 퍼지가스공급장치(4)는 기상 또는 액상의 퍼지가스를 포함하는 가압된 컨테이너일 수 있다. 퍼지가스는 유입구(5)를 거쳐 공간(2)에 공급되는 분자산소를 포함한다. 상기 유입구(5)는 밸브를 포함할 수 있다. 그 후, 산소를 포함하고 있는 공간(2)은 UV 또는 EUV 방사선으로 조사되는데, 상기 방사선은 방사원(LA)에서 생성된다. 본 실시예에서, 조사단계(irradiation step)는 노광과 동시에 수행된다. 즉, 투영빔(PB)은 산소를 분해(crack)시키는데 사용된다.

대략 250nm 이하의 파장을 갖는 UV 또는 EUV 방사선이 조사되면, 상기 공간내의 분자산소가 분해되어, 산소 라디칼을 형성한다. 이렇게 형성된 산소 라디칼은 매우 효과적인 세정제로 작용하여, 광학구성요소의 표면에서 탄화수소와 기타 오염입자들을 제거한다.

본 발명의 일 실시예에서, 세정될 광학구성요소를 포함하고 있는 공간은, 실질적으로 불활성인 기체에 의하여 퍼지된다. 이 경우, 퍼지가스내에는 소량의 분자산소가 존재한다. 상기 퍼지가스는 산소와 함께, 리소그래피 장치에서 사용하기에 적합한 임의의 기체 조성을 포함할 수 있다. 통상의 퍼지가스는, 분자산소와 함께, 희(稀) 가스(noble gases) 또는 질소와 같은 불활성 기체 또는 그 혼합물을 포함한다. 가장 바람직한 불활성 기체로는 아르곤, 헬륨 및 질소, 예를 들면 초순도 질소를 들 수 있다.

본 발명의 가장 바람직한 퍼지가스 조성은 1이상의 불활성 기체와 산소로만 구성되어 있다. 따라서, 여타의 오염물들은 가스로부터 제거되는 것이 바람직하다. 통상적으로, 퍼지가스로부터 탄화수소를 제거하는데 정화기(purifier)가 사용된다. 본 발명에서의 정화기는 탄화수소를 대부분 제거하면서도 산소에는 영향을 미치지 않는 것이 사용될 수 있다.

퍼지가스내에 존재하는 분자산소의 전체 양은 통상 체적당 대략 1ppb 내지 10ppm이다. 대기환경에서, 이들 양은 각각 1x10^-4 Pa 및 1 Pa의 분압과 같다. 산소량이 체적당 대략 1ppb보다 적으면, 광학구성요소로부터 제거되는 오염물의 양이 불충분할 수 있고, 아니면 몇 시간동안 세정이 수행되는데, 이것 자체가 바람직하지 않다. 또한, 대략 1ppb 아래의 농도는 검출하기가 매우 어렵다.

대안적으로, 산소의 농도가 체적당 대략 10ppm보다 높으면, 분자산소에 의한 투영빔의 흡수율은 일반적으로 투과율이 허용레벨 아래로 감소되는만큼 높다. 이러 한 투영빔의 흡수로 인한 투과손실의 레벨은 세정될 광학시스템의 경로길이에 좌우된다. 예를 들어, 일반적인 빔 전달 시스템은 조명시스템보다 훨씬 더 긴 경로길이를 가지며, 상기 빔 전달 시스템에서의 UV-흡수로 인한 투과율 10% 감소는, 분자산소의 농도가 같다면, 조명시스템에서의 단지 1% 정도의 감소와 같다는 것을 나타낸다. 따라서, 조명시스템에서는 1ppm 정도의 농도가 허용될 수 있는 반면, 더 긴 경로길이를 갖는 시스템은 300 또는 400ppb와 같은 더 낮은 농도를 필요로 할 수 있다.

본 발명의 제1실시예의 변형예에 있어서, 세정될 광학구성요소를 포함하고 있는 공간은 먼저 진공화된 상태로 되어져 있다. 본 실시예에서는, 실질적으로 퍼지가스의 최적의 구성요소(들)로 산소-함유류 또는 산소혼합물이 바람직하다. 퍼지가스는 낮은 분압으로 미리 진공화되어 있던 공간내에 도입된다. 상기 공간내의 분자산소 압력은, 오염물이 합리적인 시간내에 광학구성요소로부터 효과적으로 세정될 수 있도록, 충분하게 높아야 하지만, 투영빔의 투과율은 허용레벨 아래로 감소되지 않도록 충분히 낮아야 한다. 통상적으로, 존재하는 산소의 전체 분압은 대략 1x10^-4 Pa 내지 1 Pa 이다. 압력이 대략 1x10^-4 Pa 보다 낮으면, 오염물을 충분히 제거하기 위해서 몇 시간동안 세정을 수행하여야 한다. 그와는 반대로, 압력이 대략 1 Pa 보다 높으면, 분자산소에 의한 (E)UV 방사선의 흡수율은 높고, 투과율에 있어 허용할 수 없는 손실을 발생시킨다. 상술된 바와 같이, 사용된 산소의 허용가능한 최대량은 세정될 시스템의 경로길이에 따라 변할 수 있다.

필요시, 오염도는 센서(6)를 사용하여 감시될 수 있다. 센서(6)는 세정될 광학구성요소에 의하여 (E)UV 방사선의 반사율 또는 투과율을 측정함으로써 작용한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광학구성요소는 반사형일 수 있으므로, 상기 센서는 (E)UV 방사선의 반사율을 측정할 것이다. 하지만, 광학구성요소가 투과형이라면, 상기 센서는 광학구성요소를 통하여 투과도를 측정하도록 위치될 것이다.

(E)UV 방사선의 흡수도는 오염물이 광학구성요소를 덮는 정도를 나타내는데 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 시스템은 일반적으로 분자산소 이외의 모든 (E)UV 흡수제로 퍼지되는데, 상기 흡수제의 농도는 공지되어 있고, 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 따라서, 존재하는 산소로 인한 것은 별론으로 하고, 오염물의 존재로 인하여 어떤 (E)UV 흡수율이 관측된다. 이러한 방식으로, 광학시스템의 오염레벨 및 상기 오염레벨에 대한 어떠한 변화를 감시하는데 센서가 사용될 수 있다.

상기 센서는, 해당 광학구성요소가 노광을 위하여 충분히 세정되었는지 또는 추가 세정이 필요한지의 여부를 나타내도록, 세정전 및/또는 세정후에 채택될 수 있다. 이러한 검출과정은 보통, 광학구성요소가 세정을 필요로 할 때를 결정할 수 있도록 이용되는 것이 바람직하다. 상기 센서는 또한 세정공정시에 사용될 수도 있다. 상술된 바와 같이 세정이 수행되면, 조사가 진행되는 한편, 상기 방사선의 흡수율이 센서(6)를 사용하여 감시된다. 상기 센서가 흡수레벨이 충분한 레벨 아래로 떨어져 광학구성요소의 오염레벨이 허용가능하다고 나타내면, 세정공정이 중단될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3실시예를 도시한 도면이고, 후술하는 것을 제외하고는 제2실시예와 동일하다. 본 실시예에서는, UV 또는 EUV 방사선의 추가 방사원(7)이 제공된다. 방사원(7)은 250nm 이하의 파장을 갖는 방사선을 제공한다. 이러한 방사선의 적절한 방사원들은 방사원(LA)과 관련하여 상술된 것과 동일하다.

본 실시예에서, 광학구성요소(3)는 250nm보다 짧은 파장을 갖는 EUV 또는 UV 방사선에 의하여 조사되는 동시에, EUV 방사선의 패터닝된 빔을 투영시킨다. 바람직하게는, UV 방사선이 사용되는데, 이는 EUV 방사선보다 더욱 완전하게 분자산소를 선택적으로 해리(dissociate)시킬 수 있다. 산소의 경우를 예를 들면, 파장이 대략 157nm인 UV 방사선이 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 세정제에 의하여 EUV 방사선의 비교적 낮은 흡수율을 보장하도록, 퍼지가스내의 비교적 낮은 산소농도가 채택될 수 있다. 그 결과, 웨이퍼를 노광하면서, 허용가능한 투과손실을 가지도록 광학구성요소(3)가 세정될 수 있다.

또한, 투영빔(PB)에 의한 노광 전 또는 노광 후에, 방사원(7)으로부터 공급된 UV 또는 EUV 방사선을 사용하여, 공간(2)내에 위치하는 광학구성요소(3)를 조사하는 것도 고찰되고 있다. 바람직하게는, 노광 전에 조사가 수행되어, 노광시 투과 및 균일레벨을 향상시키는 세정된 광학구성요소를 제공할 수도 있다. 본 실시예에서, 방사원(7)이 제공한 방사선은 광학구성요소(3)에 직접 지향되어 있는 것처럼 도시되어 있다. 하지만, 광학구성요소에 직접 지향시키는 것 이외에(예를 들면, 광학구성요소를 가로질러) 방사선을 지향시키는 것도 가능하다.

필요시, 상술한 바와 같이, 오염레벨을 감시하는데 센서(6)가 사용될 수 있다.

상술된 실시예에서는, 마스크 또는 레티클이 기술되어 있는데, 이는 또한 펠리클(pellicle)을 포함할 수도 있다. 상기 마스크와 펠리클 사이의 공간에는, 상술된 세정공정에 따라 상기 공간으로부터 오염물을 제거하기 위하여, 분자산소를 포함하고 있는 퍼지가스가 공급될 수 있다.

지금까지 본 발명의 특정 실시예를 기술하였지만, 본 발명은 상술된 것 이외의 방법으로 실현될 수 있음은 자명하다. 상기 설명은 본 발명을 제한하지는 않는다.

본 발명에 따르면, 1이상의 광학구성요소의 효과적이면서도 개선된 세정이 가능한 리소그래피 투영장치를 제공할 수 있다.

Claims (9)

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2. 삭제
3. 삭제
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5. 부분적 또는 전체적으로 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

   파장이 250nm 이하인 전자기방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

   패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

   상기 방사선감응재층의 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

   상기 투영 단계와 동시에, 상기 투영빔과 상호작동하도록 위치설정되는 광학구성요소를 포함하는 공간에 0.03 Pa 내지 1 Pa의 전체 분압의 분자산소를 포함하는 퍼지가스를 공급함으로써, 상기 광학구성요소를 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 퍼지가스는 불활성 기체를 더 포함하고, 상기 퍼지가스내에 존재하는 분자산소의 전체 양은 체적당 300 ppb 내지 10 ppm인 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 퍼지가스를 공급하는 단계 이전에, 상기 공간은 진공화된 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
8. 제5항에 있어서,

   파장이 250nm 이하인 전자기방사선의 추가 빔을 공급하는 단계, 및

   상기 광학구성요소에 상기 전자기방사선의 추가 빔을 조사하는 한편, 상기 방사선의 패터닝된 빔을 상기 타겟부상으로 투영하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
9. 제6항에 있어서,

   상기 불활성 기체는 헬륨, 아르곤, 질소 또는 그들의 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.

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