KR100775542B1 - 리소그래피 장치 침지 손상 제어 - Google Patents

Abstract

리소그래피 장치는 기판을 유지하는 기판 테이블, 기판 테이블의 위치량을 측정하는 기판 테이블 위치 측정 시스템, 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 투영 시스템, 투영 시스템의 하류 렌즈와 기판 사이의 공간 내에 침지 유체를 공급하는 유체 공급 시스템, 및 유체 공급 시스템의 위치량을 측정하는 유체 공급 시스템 위치 측정 시스템을 포함한다. 유체 공급 시스템과 기판 테이블 사이의 충돌을 방지하기 위해, 리소그래피 장치의 손상 제어 시스템은 기판 테이블의 위치량 및 유체 공급 시스템의 위치량으로부터 유체 공급 시스템 및 기판 테이블 사이의 갭의 디멘션량을 계산하는 계산기를 포함할 수 있다. 손상 제어 시스템은 상기 디멘션량이 사전설정된 안전 레벨을 초과하는 경우, 경고 신호를 발생시킬 수 있다.

Description

리소그래피 장치 침지 손상 제어{LITHOGRAPHIC APPARATUS IMMERSION DAMAGE CONTROL}

본 발명은 침지형 리소그래피 장치에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭해지는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성되기 위한 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 종래의 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝" - 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행한 방 향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

리소그래피 투영 장치에서 투영 시스템의 최종 요소, 즉 투영 시스템의 저부와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 물에 기판을 침지(immerse)시키는, 따라서 침지형 리소그래피 장치의 일 예시를 제공하는 것이 제안되었다. 이는 노광 방사선이 액체 내에서 보다 짧은 파장을 가질 것이기 때문에 보다 정확한 투영 및 보다 작은 피처들의 이미징을 가능하게 한다. 또한, 침지 액체의 효과는 시스템의 유효 개구수(effective numerical aperture: NA)를 증가시키고 초점심도(depth of focus)를 증가시키는 것으로도 간주될 수 있다. 고체 입자들(예를 들어, 석영(quartz))이 부유(suspend)되어 있는 물을 포함하는 다른 침지 액체들이 제안되었다. 따라서, 리소그래피 장치에는 침지 액체를 제공하거나 액체를 제 자리에 유지하도록 배치된 유체 제공기(fluid provider)가 제공된다. 액체는 국부적인 가열을 회피하도록 유동될 수 있다.

기판, 또는 기판 및 기판 테이블은 침지 액체의 배스(bath) 내에 침지될 수 있다. 이러한 배치의 일 예시는 본 명세서에서 전문이 인용참조되고 있는 미국 특허 제 4,509,852호에 개시된다. 대안적으로, 침지 액체는 액체 공급 시스템에 의해 액체 한정 시스템(liquid confinement system)을 사용하여 기판의 국부화된 영역 상에만 그리고 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 제공될 수 있으며, 일반적으로 기판은 투영 시스템의 최종 요소보다 더 큰 표면적을 갖는다. 이러한 배치의 일 예시는 그 전문이 본 명세서에서 인용참조되고 있는 국제 특허 출원 제 99/49,504에 개시되어 있다. 액체는 1 이상의 유입구에 의해, 바람직하게는 투영 시스템의 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 기판 상으로 공급되며, 저압력원에 연결될 수 있는 1 이상의 유출구에 의해 배출(discharge)될 수 있다. 최종 요소 주위에 위치된 유입구들 및 유출구들의 방위 및 개수는 다양할 수 있다. 또한 액체 공급 시스템에는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 사이의 공간의 경계의 전체 또는 일부분을 따라 연장되는 시일 부재(seal member)가 제공될 수 있다. 시일 부재는 Z 방향(투영 시스템의 광학 축선의 방향)으로 약간의 상대적인 이동이 있을 수 있지만, 투영 시스템에 대해 XY 평면으로 실질적으로 정지해 있다. 시일 부재와 기판의 표면 사이에 시일이 형성된다. 바람직하게는, 상기 시일은 가스 베어링(gas bearing)으로 기능할 수 있는 가스 시일과 같은 무접촉 시일이다. 이러한 배치의 예시는 그 전문이 본 명세서에서 인용참조되고 있는 유럽 특허 출원 제 03252955.4호에 개시되어 있다.

그 전문이 본 명세서에서 인용참조되고 있는 유럽 특허 출원 제 03257072.3호는 트윈(twin) 또는 듀얼(dual) 스테이지 침지 리소그래피 장치를 개시한다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2개의 스테이지가 제공된다. 침지 액체가 없는 제 1 위치에서는 하나의 스테이지를 이용하여 레벨링 측정(leveling measurement)들이 수행되며, 침지 액체가 존재하는 제 2 위치에서는 다른 하나의 스테이지를 이용하여 노광이 수행된다. 대안적으로, 상기 장치는 하나의 스테이지만을 갖는다.

상기 서술된 바와 같이 침지를 이용하는 리소그래피 장치의 공지된 구현에서 침지 액체를 제공하는 액체 공급 시스템은 공기 베어링(air bearing)과 같은 가스 베어링에 의해 기판 및/또는 기판 테이블에 대해 안내된다. 가스 베어링은 액체 공급 시스템과 기판 또는 기판 테이블 사이의 갭(gap) 내에 가스의 유동을 제공한다. 효과적으로, 액체 공급 시스템은 갭 안으로 유입되는 이러한 가스의 층 상에 놓일 수 있다. 이러한 가스 베어링의 사용에 의해 어느 정도의 안전성이 얻어지는데, 그 이유는 가스 베어링은 통상적으로 액체 공급 시스템과 기판 또는 기판 테이블 사이의 최소 거리를 제공하기 때문이다. 또한, 기판의 표면과, 기판을 둘러싸는 기판 테이블의 주변부의 표면 간의 레벨 차를 회피하기 위해, 기판을 그 두께에 따라 선택하도록 선택 메카니즘(selection mechanism)이 구현될 수 있다. 너무 크거나 너무 작은 두께를 갖는 기판이 리소그래피 장치로 반입되는 것이 허용되지 않을 수 있는데, 그 이유는 리소그래피 장치 내에서 이러한 기판을 처리하게 되면, 기판과 기판을 둘러싸는 기판 테이블의 표면 간의 레벨 차가 생기게 되며, 이로 인해 기판으로부터 기판 테이블로 또는 그 반대로 전달하는 경우 기판 또는 기판 테이블에 대한 액체 공급 시스템의 크래시(crash)를 유발할 수 있기 때문이다. 이러한 크래시는 기판의 표면과 기판을 둘러싸는 기판 테이블의 표면 간의 높이 차가 기판 또는 기판 테이블과 액체 공급 시스템 사이의 갭의 높이와 같거나 그보다 큰 경우에 일어나기 쉽다.

본 발명의 일 실시예에 따르면: 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블, 상기 기판 테이블의 위치량(position quantity)을 측정하는 기판 테이블 위치 측정 시스템, 상기 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템, 상기 투영 시스템의 하류 렌즈(downstream lens)와 상기 기판 사이의 공간에 침지 유체를 공급하는 유체 공급 시스템, 상기 유체 공급 시스템의 위치량을 측정하는 유체 공급 시스템 위치 측정 시스템, 및 상기 유체 공급 시스템과 상기 기판을 유지하는 기판 테이블 사이의 충돌(collision)을 방지하는 손상 제어 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 손상 제어 시스템은 기판 테이블의 위치량 및 유체 공급 시스템의 위치량으로부터 유체 공급 시스템과 기판을 유지하는 기판 테이블 사이의 갭의 디멘션량(dimensional quantity)을 계산하는 계산기를 포함하여 이루어지며, 상기 디멘션량이 사전설정된 안전 레벨을 초과하는 경우 경고 신호(warning signal)를 발생시키는 리소그래피 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서: 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블, 상기 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템, 상기 투영 시스템의 하류 렌즈와 상기 기판 사이의 공간에 침지 유체를 공급하는 유체 공급 시스템, 상기 유체 공급 시스템의 위치를 제어하는 유체 공급 시스템 위치 제어 시스템, 및 상기 기판을 유지하는 상기 기판 테이블과 상기 유체 공급 시스템 간의 충돌을 방지하는 손상 제어 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 손상 제어 시스템은 상기 유체 공급 시스템의 위치에 영향을 주는, 상기 유체 공급 시스템 위 치 제어 시스템의 액추에이터를 구동(drive)하도록 액추에이터 구동 신호를 사전설정된 임계치와 비교하며, 액추에이터 구동 신호가 임계치를 초과하는 경우 경고 신호를 발생시키는 리소그래피 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면: 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블, 상기 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템, 상기 투영 시스템의 하류 렌즈와 상기 기판 사이의 공간에 침지 유체를 공급하는 유체 공급 시스템, 및 상기 유체 공급 시스템으로부터 침지 유체의 누설(leakage)을 검출하는 누설 검출 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 누설 검출 시스템은 유체 공급 시스템의 누설될 가능성이 있는 구역(potential leakage zone)에 위치된 서로 격리(isolate)된 2개의 전도체(electrical conductor)를 포함하여 이루어지며, 서로 격리된 전도체들 사이의 전기적 용량(electrical capacitance)을 측정함으로써 누설을 검출하도록 구성된 리소그래피 장치가 제공된다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 여하한의 다른 적절한 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 소정의 파라미터들에 따라 상기 패터닝 디바이스를 정확하게 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정 디 바이스(PM)에 연결된 마스크 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)를 포함한다. 또한, 상기 장치는 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고 소정의 파라미터들에 따라 상기 기판을 정확하게 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정 디바이스(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT) 또는 "기판 지지체"를 포함한다. 상기 장치는 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이들을 포함하는) 타겟부(C) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.

조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.

마스크 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 마스크 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 마스크 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 마스크 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 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 언급하는 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 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능층에 해당할 것이다.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형, 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 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 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광 학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한의 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

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

리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 또는 "기판 지지체" (및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블 또는 지지체가 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블 또는 지지체가 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블 또는 지지체에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮이는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수를 증가시키는데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미한다기보다는, 노광시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.

도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 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 조정하도록 구성된 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 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 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.

상기 방사선 빔(B)은 마스크 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블(MT)) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정 디바이스(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(PM) 및 또 다른 위치 센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확하게 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 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 위치설정 디바이스(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단지 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정(dedicate)된 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 놓일 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다). 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 놓일 수 있다.

본 명세서에서 기판 테이블 또는 웨이퍼라는 용어가 사용되는 경우, 이는 당 업계에서 스테이지 또는 척, 즉 (예를 들어, 위치 센서(IF)의 간섭계 빔이 반사될 수 있는) 거울 블록의 조립체 및 거기에 장착되고 기판을 유지하는 테이블로 칭해질 수 있는 것으로서 이해할 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 상기 스테이지는 위치 설정기(PW)의 비 정지부(non stationary part)를 포함할 수 있다.

서술된 장치는 다음과 같은 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그 후, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 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) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체"에 대한 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영 시스템(PS)의 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체"는 프로그램가 능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 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 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.

도 2는 기판(W)을 유지하는 기판 테이블(WT)을 나타낸다. 투영 시스템(PS)은, 예를 들어 기판(W)의 타겟부 상에 패턴을 투영한다. 유체 공급 시스템, 이 실시예에서 액체 공급 시스템(LS)은 투영 시스템(PS)의 하류 렌즈(DL)와 기판(W) 사이의 공간 내에 침지 유체, 이 예시에서는 침지 액체를 제공한다. 또한, 도 2는 유체 공급 시스템 위치 측정 시스템의 일례로서 상기 액체 공급 시스템의 위치량을 측정하는 액체 공급 시스템 위치 측정 시스템(LSP)을 개략적으로 나타낸다. 간섭계(IF1 및 IF2)는 각각의 간섭계(IF1, IF2)와 기판 테이블(WT) 사이의 빔 길이를 측정한다. 그로 인해, 기판 테이블 위치 측정 시스템(WTPM)은 기판 테이블(WT)의 위치를 결정할 수 있다. 또한, 손상 제어 시스템은 유체 공급 시스템, 또는 보다 상세하게 이 예시에서는 액체 공급 시스템(LS)과 기판을 유지하는 기판 테이블 간의 충돌을 방지하기 위해 제공된다. 상기 손상 제어 시스템(DCON)은 액체 공급 시스템과 기판 테이블 또는 기판 사이의 갭(GAP)의 디멘션량을 계산하는 계산기(CALC)를 포함한다. 상기 계산기(CALC)는 기판 테이블 위치 측정 시스템(WTPM)에 의해 제공되는 바와 같은 기판 테이블의 위치량 및 액체 공급 시스템 위치 측정 시스템(LSP)에 의해 제공되는 바와 같은 액체 공급 시스템의 위치량으로부터 이 디멘션량을 계산한다. 상기 디멘션량이 사전설정된 안전 레벨을 초과하는 경우, 상기 손상 제어 시스템은 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 그러므로, 상기 손상 제어 시스템(DCON)에는 상기 갭의 디멘션량을 사전설정된 안전 레벨과 비교하는 비교기가 제공될 수 있다.

상기 기판 테이블 위치 측정 시스템은 인코더, 용량성 위치 센서, 간섭계, 또는 공지된 위치 측정 디바이스들의 여하한의 조합과 같이 여하한의 타입의 위치 센서들을 사용할 수 있다. 침지 유체는 침지 액체 또는 침지 가스를 포함할 수 있다. 상기 침지 액체는 여하한의 적절한 액체를 포함할 수 있으며, 본 구현례에서는 초순수(ultra-pure water)와 같은 물이 적용되지만, 다른 액체들도 고려될 수 있다. 상기 액체 공급 시스템 위치 측정 시스템, 또는 좀 더 일반적인 용어로 유체 공급 시스템 위치 측정 시스템은 여하한의 타입의 위치 센서, 예를 들어 1 이상의 다차원 인코더(multidimensional encoder), 1 이상의 간섭계, 1 이상의 용량성 센서, 또는 본질적으로 위치 센서들의 여하한의 조합으로도 공지될 수 있는 여하한의 다른 위치 센서를 사용한다. 상기 기판 테이블 위치 측정 시스템, 상기 유체 공급 시스템 위치 측정 시스템, 및 상기 손상 제어 시스템은 전용 전자기기(dedicated electronics)와 같은 전용 하드웨어에서 부분적으로 또는 완전히 구현될 수 있지만, 리소그래피 장치의 이 요소들의 기능성(functionality)의 적어도 일부분은 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 마이크로제어기 네트워크, 컴퓨터네트워크 등과 같은 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행될 수 있는 적절한 소프트웨어 명령어들의 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 이 기능성의 적어도 일부분은 프로그램가능한 전자 회로와 같은 프로그램가능한 디바이스 내에서 구현될 수도 있다.

도 2는 X, Y 및 Z 축선을 도시한다. Y 및 Z 축선은 도 2의 도면의 평면 내에 있는 것으로서 이해하여야 한다. X 축선은 이 매우 개략적인 도면에서 도면의 평면에 수직인 것으로서 이해하여야 한다. 또한, 상기 X, Y 및 Z 축선은 기판 테이블(WT), 기판(W), 액체 공급 시스템(LS) 및 투영 시스템(PS)만을 나타내는 반면, 도 2에 도시된 또 다른 요소들은 개략적인 블록 방식으로만 도시되므로 도시된 바와 같은 X, Y 및 Z 축선과의 관계되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.

기판 테이블의 위치량 또는 액체 공급 시스템의 위치량은 위치, 속도, 가속도(acceleration) 등을 포함하는 여하한의 위치량을 포함할 수 있다. 또한, 갭의 디멘션량은 예를 들어 거리, 그 거리의 변화의 속도 및 서로에 대한 기판 테이블 또는 기판 및 유체 공급 시스템의 가속도 등을 포함하는 여하한의 타입의 디멘션량을 포함할 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 기판을 유지하는 기판 테이블과 액체 공급 시스템 간의 갭에 대해서와 같이 "기판을 유지하는 기판 테이블"이라는 용어가 적용되는 경우, 이는 기판, 기판 테이블 및/또는 그 둘 모두를 포함하는 것으로 서 이해하여야 한다. 따라서, 기판을 유지하는 기판 테이블과 액체 공급 시스템 간의 갭의 예시에서 이는 액체 공급 시스템과 기판 테이블 사이의 갭, 액체 공급 시스템과 기판 테이블 및 기판 사이의 갭으로서 이해하여야 한다.

상기 설명된 바와 같은 손상 제어 시스템은 액체 시스템 및 기판 또는 기판 테이블 사이의 갭의 디멘션량을 계산함으로써 액체 공급 시스템 또는 기판 및/또는 기판 테이블의 손상을 방지할 수 있게 한다. 유체 공급 시스템 위치 측정 시스템 및 기판 테이블 위치 측정 시스템에 대해 기존의, 즉 공지된 위치 측정 시스템들을 사용, 즉 공지된 리소그래피 장치 내에 이미 존재하는 위치 측정 시스템들을 사용할 수 있다. 이는 리소그래피 장치 내에 포함될 추가 하드웨어의 양을 감소시켜 그 구현을 단순화(simplify)한다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 리소그래피 장치는 액체 공급 시스템 및 기판, 기판 테이블 또는 둘 모두 사이의 크래시에 의해 액체 공급 시스템, 기판 및/또는 기판 테이블의 손상을 방지할 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 실시예는 능동적으로(actively) 위치되는 액체 공급 시스템, 또는 일반적인 용어로 유체 공급 시스템과 조합되는 것이 특히 유익하며, 현재의 첨단 기술(the state of the art)에 따른 가스 베어링에 의해 안내되는 액체 공급 시스템이 제공되는 것으로 인해 고유의 안전 이슈(inherent safety issue)들로부터 이점(benefit)을 얻지는 않는다. 액체 공급 시스템의 이러한 능동적인 위치설정은 전기 모터, 피에조 드라이브(piezo drive), 공압 위치설정(pneumatic positioning) 등과 같은 모터를 포함하는 여하한의 타입의 액추에이터를 사용한 위치설정을 포함할 수 있다.

유체 공급 시스템의 위치량은 투영 시스템의 포커스 평면에 대한 유체 공급 시스템의 회전 위치를 포함할 수 있다. 투영 시스템의 포커스 평면은 X 및 Y 축선에 의해 정의된 평면에 대해 실질적으로 평행인 평면 내에 위치될 수 있다. 이러한 바람직한 실시예에서 유체 시스템의 위치량은 포커스 평면에 실질적으로 수직인 축선을 따라, 즉 Z 축선을 따라 유체 공급 시스템의 위치를 더 포함할 수 있다. 본 명세서의 서술 내용에서, "회전 위치"라는 용어는 언급되는 평면에 대한 회전으로서 이해하여야 한다. 따라서, 본 명세서에서 회전 위치는 X 축선에 대한 회전 및/또는 Y 축선에 대한 회전을 포함할 수 있다. 이러한 바람직한 실시예는 비교적 간단한 구현을 허용한다. 현재의 첨단 기술에 따르면, 기판 테이블의 위치는 통상적으로 6 자유도(3개의 축선 및 그 각각의 축선에 대한 3개의 회전을 포함하는 3차원 좌표계에 따른 3개의 디멘션(dimension))로 측정된다. 갭의 디멘션량으로서 각각의 부분들 사이의 거리가 사용될 수 있는 경우, 갭의 디멘션을 계산하는데 필요한 모든 위치 정보를 얻기 위해서, 액체 공급 시스템으로부터 도 2의 Z 축선에 따른 그 위치뿐만 아니라 X 및 Y 축선에 의해 정의된 평면에 대한 그 회전을 얻을 것이 요구된다.

갭의 디멘션량은 기판을 유지하는 기판 테이블과 유체 공급 시스템 사이의 국부 최소 거리(local minimum distance)를 포함하는 것이 바람직하며, 계산기는 유체 공급 시스템 및 기판을 유지하는 기판 테이블 각각의 (투영 시스템의 포커스 평면에 대한) 회전 위치들로부터, 또한 유체 공급 시스템 및 기판을 유지하는 기판 테이블 각각의 (투영 시스템의 포커스 평면에 실질적으로 수직인 축선을 따른) 위 치들로부터 국부 최소 거리를 결정하도록 구성된다. "국부 최소 거리"라는 용어는 기판 테이블 또는 기판과 액체 공급 시스템 간의 최소 거리, 즉 거리가 최소인 위치에서의 거리로서 이해하여야 한다. 따라서, 도 2에서의 액체 공급 시스템이 상기 도면의 평면에서 오른쪽으로 약간 회전된다고 가정하면, 즉 X 축선에 대해 시계 방향으로 회전된다고 가정하면, 국부 최소 거리는 상기 도면의 평면에서의 액체 공급 시스템의 오른쪽에서 발견될 것이다. 상기 국부 최소 거리를 계산함에 따른 이점은 갭이 최소인, 즉 최소 거리가 생기는 위치에서 안전성이 가장 많이 요구되는데, 그 이유는 거리가 더 큰 또 다른 위치보다는 그 위치에서 충돌이 더 많이 생길 것이기 때문에, 이 거리가 크래시를 방지하는데 사용될 수 있는 파라미터라는 것이다.

상기 바람직한 실시예들에 추가적으로 또는 그 대신에, 기판 테이블의 위치량은 기판 테이블의 위치 및 기판 테이블에 의해 유지된 기판의 높이 맵(HMAP)을 포함할 수 있으며, 갭의 디멘션량은 기판을 유지하는 기판 테이블과 유체 공급 시스템 사이의 거리를 포함하고, 상기 계산기는 상기 기판 테이블의 위치, 상기 기판이 높이 맵(HMAP), 및 상기 유체 공급 시스템의 위치로부터 거리를 계산한다. 기판의 높이 맵(HMAP)은 듀얼 스테이지 리소그래피 장치의 제 2 스테이지에 의해 결정되었거나, 또 다른 측정 디바이스에 의해 결정되었을 수 있다. 상기 높이 맵(HMAP)은 기판 상의 복수의 위치들에서의 높이 정보 또는 두께 정보를 포함하므로 기판의 위치 의존적 두께 또는 높이 정보를 제공한다. 또한, 높이 맵은 기판을 둘러싸는 기판 테이블의 일부분의 높이 정보를 포함할 수도 있다. 높이 맵을 사용함에 따른 이점은 기판의 높이 변동의 고려가 허용된다는 것이다: 기판이 비교적 두꺼운 위치 에서 액체 공급 시스템과 기판 사이의 갭은 기판이 비교적 얇은 기판의 위치에서보다 더 작을 것이다. 또한, 기판 상으로의 층들의 추가 및 처리로 인해, 제조 공정 동안에 그 두께가 증가될 수도 있음에 따라, 액체 공급 시스템과 기판 사이의 갭의 감소를 초래할 수 있다.

위치량에 대한 위치의 사용에 추가적으로 또는 그 대신에, 따라서 액체 공급 시스템 또는 기판 테이블의 위치량에 추가적으로 또는 그 대신에, 위치량은 기판 테이블의 속력 또는 액체 공급 시스템의 속력과 같은 속력을 포함할 수도 있다. 상기 속력은, 속력 측정에 의해, 예를 들어 액체 공급 시스템 또는 기판 테이블의 속력을 측정하기 위해 적절한 중심(centre)을 이용함으로써 결정될 수 있지만, 구현하기에 비교적 간단하고 신뢰할만한 실제의 구현은 제 1 모멘트(moment)에서 제 시간에(in time) 각각의 부분(즉, 액체 공급 시스템 및/또는 기판 테이블)의 위치를 결정하고 제 2 모멘트에서 제 시간에 각각의 부분의 위치를 결정하며, 마이크로프로세서, 마이크로제어기 또는 전용 하드웨어와 같은 계산기를 사용하여 2개의 모멘트에서 제 시간에 측정된 위치들로부터 속력을 계산하여야 할 수도 있다.

위치량으로서 속력을 사용함에 따른 이점은 이전의 모멘트에서 제 시간에 경고 메시지를 발생시키도록 허용된다는 것이다: 액체 공급 시스템 및 기판 테이블이 서로를 향한 속력을 가지는 것처럼 보이는 상황에서, 상기 속력이 소정 값을 초과하는 경우에는 임계 상황(critical situation)이 이미 예측될 수 있다. 기판 테이블 또는 액체 공급 시스템의 관성(inertia)으로 인해 서로를 향한 이 요소들의 속력은 갭의 작은 크기 때문에 크래시가 생길 가능성이 높을 수 있다. 그러므로, 위 치량이 속력을 포함하는 바람직한 실시예는 크래시가 생길 수 있는 조건이 사전에 쉽게 추정될 수 있기 때문에 크래시를 방지하는 높은 가능성(likelihood)을 유도할 것이다. 일 실시예에서는 2개의 모멘트에서 제 시간에, 즉 2개의 연속되는 샘플링 시간에 액체 공급 시스템 또는 기판 테이블의 위치를 측정함으로써 속력을 결정할 수 있으며, 제 1 및 제 2 모멘트에서 제 시간에 위치 측정들 간의 위치 차로부터 각 부분의 속력을 추정할 수 있다. 액체 공급 시스템 또는 기판 테이블의 속력들로부터 서로에 대한 상대 속력이 계산될 수 있으며, 상대 속력이 사전설정된 안전 레벨을 초과하는 경우에 경고 메시지가 발생될 수 있다.

또한, 상기 설명된 바와 같은 본 발명의 모든 실시예들은 위치량이 속력을 포함하는 실시예들과 조합될 수도 있으며, 상기 설명된 바와 같은 바람직한 실시예의 이점에 추가적으로, 임계 상황이 더 이전에 인식될 수 있는 추가적인 이점으로서, 예를 들어 회전 속력, 국부 최소 거리의 변화의 속력 등으로서 제공된다면, 임계 상황의 더 이전의 인식을 제공할 수 있다. 또한, 위치량은 위치뿐만 아니라 속력도 포함할 수 있으며, 임계 상황의 보다 개선된(refined) 인식이 가능하다: 각각의 부분들 사이의 거리가 큰 경우에는 서로를 향한 더 높은 속력이 허용(tolerate)될 수 있는 한편, 각각의 부분들 사이의 거리가 더 작을수록 서로에 대한 더 작은 속력을 가질 수 있다.

도 3a는 기판 테이블(WT) 상에 위치되는 기판(W)을 도시한다. 액체 공급 시스템(LS)은 상기 기판(W)의 최상부 상에 위치된다. 또한 도 3a는 기판 테이블의 구조체(WTS)를 나타낸다. 상기 구조체는 폐쇄 디스크(closing disc), 전송 이미지 센 서(transmission image sensor)를 포함할 수 있거나 다양한 다른 요소들 및 기능들을 포함할 수 있다. 도 3a에 개략적으로 도시되는 바와 같이 구조체(WTS)의 표면이 기판(W)의 표면과 같은 레벨에 있지 않은 경우에 문제가 생길 수 있다. 즉, 액체 공급 시스템(LS)이 도 3a의 도면의 평면에서 왼쪽으로 이동하는 경우, 이는 액체 공급 시스템(LS)과 구조체(WTS) 간의 크래시를 유발할 수 있다. 이 문제를 적어도 부분적으로 완화하기 위해, 바람직한 실시예에서는 도 3b에 도시된 바와 같이 기판 테이블을 향한(facing) 유체 액체 공급 시스템의 표면에 유체 공급 시스템의 사선 에지(skewed edge: SKFL)를 제공하는 것이 제시된다. 일 실시예에서 상기 액체 공급 시스템의 사선 에지는 액체 공급 시스템의 표면(SLS)에 수직인 방향으로 1의 기울기(inclination)를 포함하는데 비해 기판 테이블을 향한 액체 공급 시스템의 표면(SLS)에 평행한 방향으로는 10 이상의 기울기를 포함한다.

액체 공급 시스템의 사선 에지에 추가적으로 또는 그 대신에, 작동시 유체 공급 시스템을 향하는 기판 테이블의 구조체의 표면은 기판 테이블의 구조체의 사선 에지(SKWTS)에 의해 한정(confine)될 수도 있다. 충돌의 경우에 손상을 피하기 위해서 기판 테이블의 표면의 사선 에지(SKWTS)는 기판 테이블의 구조체의 표면에 수직인 방향으로 1의 기울기를 포함하는 것에 비해 기판 테이블의 구조체의 표면에 평행한 방향으로는 10 이상의 기울기를 포함하는 것이 바람직하다. 크래시가 생기는 경우, 사선 에지(SKFL 및/또는 SKWTS)로 인해 손상이 방지될 수 있으며, 액체 공급 시스템(LS) 및 구조체(WTS) 각각의 부분들은 여하한의 실질적인 손상을 유발하지 않고 서로의 위에서 슬라이드(slide)될 것이다. 또한, 크래시의 경우에 손상 을 최소화하기 위해, 유체 공급 시스템의 표면 및 기판 테이블의 구조체의 표면은 각각 실질적으로 유사한 경도(hardness)를 갖는 물질을 포함할 수 있다.

도 4는 기판(W)을 유지하는 기판 테이블(WT)을 도시한다. 예를 들어, 적절한 핸들러(handler)에 의해 기판(W)이 기판 테이블(WT)로부터 제거될 수 있도록 기판 테이블(WT)이 투영 시스템(PS)에 대해 이동되었다. 따라서, 기판 테이블(WT)이 도면의 평면 오른쪽으로 이동되었거나 투영 시스템(PS)이 도면의 평면 왼쪽으로 이동되었을 수 있다. 이제, 액체 공급 시스템(LS)은 액체 공급 시스템(LS)에 의해 유지된 침지 액체의 유출을 방지하도록 폐쇄 디스크(CLD)에 의해 폐쇄된다. 이 실시예에서 상기 폐쇄 디스크(CLD)는 별도의 디스크를 포함하지만, 폐쇄 디스크가 기판 테이블(WT)의 통합부를 형성하는 것도 고려될 수 있다. 이제, 이 상황에서는 액체 공급 시스템(LS)이 기판 테이블(WT)에 대해 가압된 폐쇄 디스크(CLD)에 대해 가압되므로, 도 2에 도시된 바와 같은 손상 제어 시스템의 캘리브레이션(calibration)이 수행될 수 있다. 그러므로, 이 상황에서는 액체 공급 시스템(LS)과 기판 테이블(WT) 사이의 공지된 위치 관계가 존재한다. 이제, 예를 들어 도 2에 나타낸 액체 공급 시스템 위치 측정 시스템(LSPS)을 이용하여 액체 공급 시스템의 위치를 결정하고, 예를 들어 도 2에 나타낸 기판 테이블 위치 측정 시스템(WTPM)에 의해 기판 테이블 위치를 결정함으로써, 위치 차가 결정될 수 있으며, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같은 계산기(CLAC)에 의해 액체 공급 시스템과 기판 테이블 사이의 갭이 계산될 수 있다. 그 후, 계산의 결과(outcome)는 비교기(도시되지 않음)에 의해 예측된 값을 포함할 수 있는 갭의 사전설정된 디멘션과 비교될 수 있으며, 갭의 계산 된 디멘션이 갭의 예상된 디멘션과 일치하지 않는 경우, 예를 들어 액체 공급 시스템 위치 측정 시스템(LSP)에 의해 적절한 파라미터가 리캘리브레이션(recalibration)될 수 있다.

따라서, 캘리브레이션 메카니즘은 도 2에서 계산기(CALC)의 출력이 제공되는 제 1 입력, 갭의 예상된 손상이 제공되는 제 2 입력, 및 그 캘리브레이션을 위해 액체 공급 시스템 위치 설정 시스템에 제공되는 출력을 포함하는 블록에 의해 개략적인 블록 방식으로 나타낼 수 있다. 대안적으로, 상기 캘리브레이션 메카니즘은 1 이상의 다른 적절한 부분들의 캘리브레이션, 예를 들어 손상 제어 시스템(DCON) 또는 특히 계산기(CALC)의 캘리브레이션을 제공하는 것도 가능할 수 있다. 또한, 계산된 갭의 손상과 예상된 갭의 디멘션 간의 차이를 보상하도록 적절한 오프셋이 계산기(CALC)에 제공될 수 있다. 본 명세서에 설명되는 실시예에서는 폐쇄 디스크가 사용되지만, 기판 테이블의 여하한의 다른 적절한 부분이 적용될 수도 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 폐쇄 디스크는 기판 테이블의 적절한 후퇴부에 놓일 수도 있다.

경고 신호의 발생시에 상기 손상 제어 시스템은 유체 공급 위치설정 시스템의 액추에이터로의 전력을 차단(cut off)할 수 있다. 이는 매우 신속한 동작(action)을 제공하며, 따라서 유체 공급 시스템의 매우 신속한 중지를 유도함으로써, 예를 들어 기판 또는 기판 테이블의 유체 공급 시스템에 의한 또 다른 접근을 방지하게 되는 결과를 가져온다. 대안적으로, 손상 제어 시스템은 부연하면 액체 공급 위치설정 시스템을 기판 또는 기판 테이블로부터 이동시키도록 액체 공급 위치설정 시스템의 설정점(setpoint)에 신호를 제공할 수 있다. 또한, 경고 신호의 발생시에 상기 손상 제어 시스템은 기판 테이블 위치설정의 전력을 차단할 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

또한, 유체 공급 위치설정 시스템이 디파워(depower)되는 경우 유체 공급 시스템은 기판 테이블로부터 밀릴 수 있다. 이러한 힘은 유체 공급 시스템 상에 상향력(upward force)을 제공하도록 오버-디멘션(over-dimension)될 수 있는 (자기 중력 보상기와 같은) 중력 보상기로부터 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 그에 추가적으로, 이러한 힘은 액체 시스템 및 기판 테이블 또는 기판 사이의 갭을 시일링하도록 기능하는 가스 나이프(gas knife)에 의해 제공될 수 있으며, 상기 가스 나이프의 가스 스트림은 액체 공급 시스템 상에 기판 테이블로부터 액체 공급 시스템을 밀어내는 힘을 제공한다. 중력 보상기, 가스 스트림에 의해, 또는 여하한 다른 원인에 의해 유도된 이러한 상향력에 의해 안전성이 증가되는데 그 이유는, 액체 공급 시스템을 위치시키는 가스 공급 시스템 액추에이터가, 예를 들어 경고 신호(WSIG)로 인해 디파워되는 경우에, 액체 공급 시스템이 기판 테이블 또는 기판으로부터 이동될 것이기 때문이다.

도 5는 기판 테이블(WT)에 의해 유지된 기판(W), 투영 시스템(PS) 및 액체 공급 시스템(LS)을 도시한다. 또한, 도 5는 액체 공급 시스템(LS)의 위치 설정점을 발생시키기 위한 설정점 발생기(SETP), 제어기(CONT), 액체 공급 시스템(LS)을 구동하기 위한 액추에이터(ACT), 및 액체 공급 시스템의 위치를 측정하기 위한 위치 센서(SENS)를 포함하는 액체 공급 시스템 위치 제어 시스템을 도시한다. 도 5에 도 시된 바와 같이, 피드백 루프(feedback loop)가 생성될 수 있다. 액체 공급 시스템 위치 제어 시스템의 액추에이터(ACT)를 구동하기 위한 액추에이터 구동 신호(ACT-DR)는 도 5에 개략적으로 나타낸 바와 같은 손상 제어 시스템(DCON)에 제공된다. 손상 제어 시스템(DCON)은 비교기(COMP)를 이용하여 액추에이터 구동 신호(ACT-DR)를 사전설정된 임계치(THR)일 수 있는 임계치에 비교하고, 상기 액추에이터 구동 신호가 임계치를 초과하는 경우 경고 신호(WSIG)를 발생시킨다. 액체 공급 시스템으로부터 액체 공급 시스템(LS)과 기판(W) 또는 기판 테이블(WT) 사이의 갭으로 흐르는 가스 스트림(상기 가스 스트림은 액체 공급 시스템에 의해 결정된 공간 내에 액체를 한정하고 액체 공급 시스템 및 기판 또는 기판 테이블 사이의 갭으로 액체가 새어나가는 것을 방지하는 역할을 할 수 있음)은 기판 테이블(WT) 및/또는 기판(W)에 대해 액체 공급 시스템의 상향력을 유도할 수 있다. 그러므로, 액추에이터(ACT)는 정상적 작동 조건들 하에서 가스 스트림에 의해 유도된 상향력을 보상하도록 액체 공급 시스템(LS) 상에 하향력(downward force)을 인가하여야 할 것이다. 액체 공급 시스템(LS)이 기판 또는 기판 테이블에 가까워질수록, 가스 스트림으로 인한 힘은 더 높아질 것이며, 따라서 액추에이터(ACT)에 의한 힘은 액체 공급 시스템 상의 이러한 상향력을 보상하도록 더 높아져야 한다. 액추에이터(ACT)에 의해 가해질 이 높은 힘은 액추에이터 구동 신호(ACT-DR)의 대응하는 값에 반영(reflect)된다. 따라서, 갭이 낮은 임계 치수를 얻게 되는 경우 가스 스트림에 의해 액체 공급 시스템의 비교적 높은 상향력이 가해지며, 이는 액추에이터 구동 신호의 대응하는 값을 유도한다. 갭이 너무 작아지게 될 경우, 즉 소정의 임계값 아래인 경우 보상기는 액추에이터 구동 신호가 임계치를 초과한 것을 검출할 수 있으며, 따라서 경고 신호(WSIG)를 발생시킨다. 도 5의 도면 설명에서, 액체 공급 시스템 상의 상향력은 가스 나이프, 가스 시일 등과 같은 가스 스트림에 의해 유도된 힘으로서 설명되었지만, 유체 공급 시스템과 기판 또는 기판 테이블 간의 기계적인 접촉의 원하지 않은 경우(event)에서의 침지 유체의 유동과 같은 여하한의 다른 메카니즘 또는 원인에 의해 상향력이 유도될 수도 있다.

도 6a는 침지 유체의 누설을 검출하는 누설 검출 시스템의 일부분을 나타낸다. 누설 검출 시스템은 제 1 전도체(Cond1) 및 제 2 전도체(Cond2)를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 전도체들(Cond1, Cond2)은 서로 격리된다. 따라서, 그들 사이에는 전기적 전도는 존재하지 않거나 실질적으로 존재하지 않는다. 상기 2개의 전도체들은 유체 공급 시스템의 누설될 가능성이 있는 구역에 놓인다. 예를 들어, 도 6a는 유체 공급 시스템의 평면도로서 이해될 수 있으며, 그 경우 침지 액체를 유지하는 저장소(reservoir)는 도체들(Cond1, Cond2)과 동심(concentric)으로 놓이며 도체들에 의해 둘러싸일 것이다. 약간의 침지 액체가 저장소에서 누설되어 도체들에 도달하는 경우(침지 액체의 드롭릿(drop-let)(IML)들의 예들이 도 6a에 나타나 있음), 침지 액체의 존재로 인해, 전도체들(Cond1, Cond2) 사이의 전기적 용량은 침지 액체(IML)의 유전 특성으로 인해 변화될 것이다. 누설 검출 시스템은 서로 격리된 전도체들(Cond1, Cond2) 간의 전기적 용량을 측정하도록 구성될 수 있다. 용량성 누설 검출기를 사용함에 따른 이점은, (제 1 도체와 제 2 도체 간의 저항성(resistivity)이 측정되며, 따라서 각각의 도체들과 침지 액체 간의 전기전 연결 들을 필요로 하는) 저항성 누설 검출기를 사용하는 종래의 누설 검출기를 갖는 경우와 같이, 도체들(Cond1, Cond2)과 침지 액체 간에 전기적 접촉이 조성(establish)될 필요가 없기 때문에 무접촉 측정을 허용한다는 것이다. 전기적 접촉을 피할 수 있기 때문에 도체들에 의한, 또는 전기 분해 효과(electrolytic effect)들에 의한 침지 액체의 오염(contamination)을 피할 수 있다. 용량성 누설 검출기의 또 다른 이점은, 1 이상의 기생 용량(parasitic capacitance)과 조합하는 침지 액체에 의해 형성된 저항에 의해 저항성 누설 검출기 내에 형성될 수도 있는 기생 필터(parasitic filter)가 생략되기 때문에, 빠른 검출기를 구현하도록 허용한다는 것이다. 2개의 전도체들(Cond1, Cond2)에 의해 형성된 캐패시터의 판독 회로(read-out circuit)는, 예를 들어 본질적으로 공지될 수 있는 용량성 센서를 위한 트랜스컨덕턴스 증폭기(transconductance amplifier) 또는 다른 판독 회로(read out circuitery)를 사용할 수 있다. 전도체들(Cond1, Cond2)은 상기 도체들(Cond1, Cond2)과 (누설) 침지 액체 간의 전기적 접촉이 조성되는 것을 회피하도록, 예를 들어 플라스틱을 포함하는 실질적 비-전도 층(non-conductive layer)에 의해 덮일 수 있으며, 따라서 상기 도체들에 의한 침지 액체의 전기 분해 및/또는 그 오염을 피할 수 있다.

도 6a에 나타낸 바와 같이, 2개의 전도체들(Cond1, Cond2)은 2개의 동심 링형상 도체들을 포함할 수 있다. 상기 설명된 바와 같이 상기 도체들은 액체 공급 시스템의 최상부 측에 위치됨에 따라 투영 시스템의 하류 렌즈를 향하게 될 수 있지만, 최상부 측의 도체들에 추가적으로 또는 그 대신에, 액체 공급 시스템의 저부 측에 도체들이 위치됨에 따라 기판을 유지하는 기판 테이블을 향하게 될 수도 있다. 전자의 경우에는 액체 공급 시스템의 최상부에서 생기는 누설이 검출될 수 있는 한편, 후자의 경우에는 액체 공급 시스템의 저부 단부에서, 즉 액체 공급 시스템과 기판 또는 기판 테이블 사이의 갭에서 생기는 누설이 검출될 수 있다.

도 6b는 침지 액체(IML)를 유지하는 액체 공급 시스템(LS)의 일부분의 단측면도를 나타내는 더 상세한 실시예의 일부분을 도시한다. 갭(GAP)으로의 침지 액체(IML)의 누설을 방지하기 위하여 침지 액체를 흡수해내는 단계 및/또는 침지 액체의 누설을 방지하도록 가스 스트림을 제공하는 단계 등에 복수의 채널(CHN)이 제공된다. 약간의 침지 액체(IML)가 상기 채널(CHN)들을 통과하는 경우에도, 누설 검출 시스템(LDS)은 도 6b에 나타난 바와 같은 침지 액체(IML)의 드롭릿에 의해 유도되는 도체들(Cond1, Cond2) 간의 전기적 용량의 변화를 검출할 것이다. 도 6b는 도 6a와 동일한 축적(scale)으로 도시되어 있지 않으며, 그보다는 도 6b는 도 6a의 개략도의 세부 확대도로서 도시되어 있다는 것을 유의하여야 한다.

본 명세서에서 "액체 공급 시스템"이라는 용어가 언급되는 경우, 이는 유체 공급 시스템을 나타낼 수도 있으며 그 반대로도 가능하다. 또한, 본 명세서에서 언급된 기판 테이블(WT)은, 실제 실시예에서 기판용 테이블이 위치될 수 있는 (거울 블록의 1 이상의 측면이 간섭계(IF1, IF2)용 거울로서 기능하는) 거울 블록으로 구성될 수 있음을 주의한다.

또한, 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 도 1 내지 도 6은 단면도를 (부분적으로) 도시한 것일 수 있음을 주의한다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같은 2 이상의 실시예가 단일 리소그래피 장치 내에서 조합될 수 있지만, 본 발명의 기재내용 내에서 이러한 실시예들은 각각 단독으로 구현될 수도 있다.

본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 응용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 응용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.

이상 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예의 특정 사용예에 대하여 언급했지만, 본 발명은 여타의 용도, 예를 들어 임프린트 리소그래피에도 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않음을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126nm의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV)방사선 뿐만 아니라, 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.

본 명세서가 허용한다면 "렌즈"라는 용어는 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 칭할 수 있다.

이상 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 상기 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.

상기 설명들은 예시를 위한 것이며 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 하기에 기술된 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 설명된 바와 같은 본 발명에 대한 변형예들이 행해질 수 있음을 이해할 것이다.

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

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부분의 개략도;

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리소그래피 장치의 기판 테이블 및 유체 공급 시스템을 개략적으로 도시하는 도면;

도 4는 캘리브레이션을 수행하기 위한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리소그래피 장치의 액체 공급 시스템 및 기판 테이블의 위치설정을 개략적으로 도시하는 도면;

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 도면;

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리소그래피 장치의 누설 검출기를 개략적으로 도시하는 도면이다.

Claims (5)

1. 리소그래피 장치에 있어서:

   기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;

   상기 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템;

   상기 투영 시스템의 하류 렌즈 및 상기 기판 사이의 공간 내에 침지 유체를 공급하는 유체 공급 시스템; 및

   상기 유체 공급 시스템으로부터 상기 침지 유체의 누설을 검출하는 누설 검출 시스템(leakage detection system)을 포함하여 이루어지고, 상기 누설 검출 시스템은 상기 유체 공급 시스템의 누설될 가능성이 있는 구역에 위치된 2개의 서로 격리된 전도체들을 포함하여 이루어지며, 상기 서로 격리된 전도체들 간의 전기적 용량을 측정함으로써 누설을 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 2개의 전도체들은 2개의 동심 링형상 도체(concentric ring shaped conductor)들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 동심 링형상 도체들은 상기 하류 렌즈를 향하는 상기 유체 공급 시스템의 최상부 측면 및/또는 상기 기판을 유지하는 상기 기판 테이블을 향하는 상기 유체 공급 시스템의 저부 측면에 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전도체들은 실질적 비-전도 층(non-conductive layer)에 의해 누설될 가능성이 있는 침지 유체들로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 실질적 비-전도 층은 플라스틱을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.

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