KR100830141B1

KR100830141B1 - 리소그래피 장치

Info

Publication number: KR100830141B1
Application number: KR1020070062952A
Authority: KR
Inventors: 니콜라스 루돌프 켐퍼; 헨리쿠스 헤어만 마리에 콕스; 쇼에르트 니콜라스 람베르투스 돈더스; 그라프 로엘로프 프레데릭 데; 크리스티안 알렉산더 후겐담; 카테 니콜라스 텐; 예뢴 요한네스 소피아 마리아 메르텐스; 데르 모일렌 프리츠 반; 프란시스쿠스 요한네스 헤르만 마리아 토이니센; 데르 투른 얀-게라르트 코르넬리스 반; 마르티누스 코르넬리스 마리아 베어하겐; 슈테판 필립 크리스티안 벨프로이트; 요한네스 페트루스 마리아 슈모일러스; 헤어만 포겔
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.; 에이에스엠엘 홀딩 엔.브이.
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2008-05-20
Also published as: CN1737690A; JP2019074770A; US20110273675A1; EP1783556A3; JP2009076951A; US8755028B2; JP6259489B2; US20060038968A1; TWI308674B; US10705439B2; JP2015015503A; JP5763255B2; US9746788B2; JP5952926B2; US9507278B2; EP2261745B1; JP2006060223A; SG139771A1; KR20070115831A; US20170031250A1

Abstract

다공성 부재는, 불규칙한 유동을 원만하게 하기 위해서 침지 리소그래피 투영장치의 액체 제거 시스템에 사용된다. 다공성 부재에 걸친 압력차는, 다공성 부재의 거품점 이하에서 유지될 수 있으므로, 단-상 액체 유동이 얻어진다. 대안적으로, 다공성 부재는 2-상 유동의 불규칙성을 감소시키는데 사용될 수도 있다.

Description

리소그래피 장치{LITHOGRAPHIC APPARATUS}

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 특정 실시예에 따른 액체 제거 디바이스를 도시하는 도면;

도 7은 도 6의 부분 확대도;

도 8은 본 발명의 특정 실시예에 따른 액체 공급/제거 시스템을 도시하는 도면;

도 8a는 도 8의 액체 공급/제거 시스템(a liquid supply and removal system)의 변형예를 도시하는 도면;

도 9는 도 8의 액체 공급/제거 시스템의 변형예를 도시하는 도면;

도 10은 도 8의 액체 공급/제거 시스템의 또 다른 변형예를 도시하는 도면;

도 11은 도 8의 액체 공급/제거 시스템의 또 다른 변형예를 도시하는 도면;

도 12는 본 발명의 또 다른 특정 실시예에 따른 액체 공급/제거 시스템을 도시하는 도면;

도 13은 도 12의 액체 공급/제거 시스템의 변형예를 도시하는 도면;

도 14는 본 발명의 또 다른 특정 실시예에 따른 액체 제거 시스템내의 매니폴드(manifold)를 도시하는 도면;

도 15는 도 14의 매니폴드의 변형예를 도시하는 도면;

도 16은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 액체 유동 조절 시스템(liquid flow regulation system)을 도시하는 도면;

도 17은 도 16의 액체 유동 조절 시스템의 변형예를 도시하는 도면;

도 18 및 도 19는 각각 액체 및 가스를 추출하는데 사용되는 소수성 모세관(hydrophobic capillary) 및 친수성 모세관(hydrophilic capillary)을 도시하는 도면; 및

도 20a 내지 도 20d는 채널로부터 액체 및 가스를 별도로 추출하기 위한 소수성 모세관 및 친수성 모세관의 사용을 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 집적회로(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 초점심 도(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 상기 기판과 기판테이블을 담그는(submersing) 것(예를 들어, 본 명세서에서 전문이 인용참조되고 있는 US 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, 액체 는 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.

본 명세서에 서술된 침지 리소그래피 구성예에서, 침지 액체의 제거는, 통상적으로 2-상 유동(two-phase flow)을 포함한다(즉, 침지 액체는 주위 가스(예컨대, 공기), 또는 침지 액체를 한정(confine)하는데 사용되는 가스 시일로부터의 가스와 혼합된다). 특히, 침지 액체를 한정하도록 강한 가스 유동을 생성하기 위해서, 또는 모든 액체가 수집되는 것을 보장하기 위해서, 큰 압력차(pressure differential)들이 이용되는 경우에, 이러한 2-상 유동은 매우 불안정하며, 또한 그 결과적인 진동은 바람직하지 않다. 또한, 고압 가스 유동은, 열적 구배(thermal gradient)들을 초래하는 기판상에 남겨진 액체의 기화성 건조(evaporative drying)를 유발할 수도 있다. 또한, 온도, 압력 및 습도의 변화들에 의해 유도될 수 있는 바와 같이, 간섭계(interferometer)는 간섭계 빔의 경로내의 가스의 굴절률의 변화들에 매우 민감하기 때문에, 간섭계 빔의 경로에 걸쳐 확산(spill)된 가스 유동은 기판테이블 위치 측정들의 정확성에 영향을 줄 수도 있다.

따라서, 예를 들어, 상당한 진동 또는 여타의 외란(disturbance)들을 생성하지 않으며, 또한 기판 근처로부터 액체를 제거하는 구성을 제공하는 것이 유익할 것이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 투영시스템을 이용하여 패터닝 디바이스로부터 기판상으로 패턴을 투영하도록 배치되고, 상기 투영시스템과 상기 기판 사이의 공간에 액체를 공급하도록 배치된 액체 공급 시스템을 구비한 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 장치는,

액체가 존재할 수도 있는 볼륨(volume)에 인접한 개방 단부를 갖는 도관(conduit);

상기 볼륨과 상기 도관의 단부 사이의 다공성 부재(porous member); 및

상기 다공성 부재에 걸쳐 압력차를 생성하도록 배치된 흡입 디바이스를 포함하는 액체 제거 시스템을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면,

투영시스템을 이용하여, 액체를 통해 기판상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;및

볼륨의 전체 또는 일부분을 경계짓는(bounding) 다공성 부재에 걸쳐 압력차를 제공함으로써 볼륨으로부터 액체를 제거하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 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 "패터 닝 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. 하기에 더욱 상세히 서술되는 침지 후드(IH)는, 투영시스템(PL)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간에 침지 액체를 공급한다.

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 짧은 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 차지하지만, 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 투영빔 이 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. 이러한 해결책은 도 5에 예시되어 있다. 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.

도 5를 참조하면, 기판면과 투영시스템(PL)의 최종 요소 사이의 공간을 채우기 위해 액체가 한정되도록, 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 유입된다. 시일 부재(12)는 투영시스템의 최종 요소 위로 약간 연장되고, 그 액체 수위는 상기 최종 요소 위로 상승하여 액체의 버퍼가 제공된다. 일 실시예에서, 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, 압력하에서 유입구(15)를 통하여 시일부재(12)와 기판 사이의 갭으로 제공되고 제 1 유출구(14)에 의하여 배출되는 가스, 예컨대 공기 또는 합성 공기에 의해 형성되나, 일 실시예에서는 N2 또는 또 다른 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. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 제 US 10/705,783호에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되고 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 제거 디바이스(20)를 예시하며, 도 7은 도 6의 부분 확대도이다. 액체 제거 디바이스(20)는, 다소 언더프레셔(underpressure; p_c)로 유지되고 침지 액체로 채워지는 챔버를 포함한다. 상기 챔버의 하부면은, 예컨대 직경(d_hole)이 5 내지 50㎛의 범위인 다수의 작은 홀들을 갖는 얇은 판으로 형성되며, 액체가 제거될 표면, 예컨대 기판(W)의 표면으로부터 50 내지 300㎛ 범위의 높이(h_gap)로 유지된다. 일 실시예에서, 다공판(perforated plate; 21)은 적어도 약간은 친수성인, 즉 침지 액체, 예컨대 물에 대해 90°미만 의 접촉 각도를 가진다.

다공판(21)내의 홀들내에 형성된 메니스커스들(menisci; 22)은 가스가 액체 제거 디바이스의 챔버 안쪽으로 배출되는 것을 방지하기 위해서 언더프레셔(p_c)로 되어 있다. 하지만, 상기 판(21)이 기판(W)상의 액체와 접촉하게 되면, 유동을 제한하는 메니스커스(meniscus)가 존재하지 않으며, 상기 액체는 액체 제거 디바이스의 챔버 안으로 자유롭게 유동할 수 있다. 도면들에 도시된 바와 같이, 얇은 액체막이 남아 있을 수 있을지라도, 이러한 디바이스는 기판(W)의 표면으로부터 대부분의 액체를 제거할 수 있다.

액체 제거를 개선 또는 최대화하기 위해서, 다공판(21)은 가능한한 얇아야하며, 액체의 압력(p_gap)과 챔버의 압력(p_c)간의 압력차는 가능한한 높아야 하는 한편, 상기 압력(p_c)과 갭의 가스 압력(p_air)은 상당한 양의 가스가 액체 제거 디바이스(20)로 배출되는 것을 방지하도록 충분히 낮아야만 한다. 가스가 액체 제거 디바이스로 배출되는 것을 방지하는 것이 항상 가능하지 않을 수도 있지만, 다공판은 진동을 유발할 수도 있는 큰 불규칙적인 유동(large uneven flow)을 방지할 것이다. 전기주조(electroforming), 포토에칭(photoetching) 및/또는 레이저 컷팅에 의해 만들어진 마이크로-시브(micro-sieve)들이 상기 판(21)으로서 사용될 수 있다. 적절한 시브들은 Eerbeek의 Stork Veco B.V.(네덜란드)에 의해 만들어진다. 또한, 세공 크기(pore size)가 사용시 겪게 될 압력차를 이용하여 메니스커스를 유지하기에 적절하다면, 여타의 다공성 판(porous plate)들 또는 다공성 물질의 솔리드 블 록(solid block)들이 사용될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 특정 실시예에 따른 침지 후드(IH) 및 시일 부재(12)내에 통합된 액체 제거 디바이스를 도시한다. 도 8은, 투영시스템(PL)의 노광 필드 주위에 적어도 부분적으로 링(본 명세서에서는 링이 사용되나, 원형, 직사각형 또는 여타의 형상일 수도 있음)을 형성하는 시일 부재(12) 한쪽의 단면도이다. 이 실시예에서, 액체 제거 디바이스(20)는 시일 부재(12)의 아랫면의 최내각 에지(innermost edge) 주변의 링-형상 챔버(31)에 의해 형성된다. 상술된 바와 같이, 상기 챔버(31)의 하부면은 다공성 판(30)에 의해 형성된다. 링-형상 챔버(31)는, 상기 챔버로부터 액체를 제거하고 원하는 언더프레셔를 유지하기 위해서, 적절한 펌프 또는 펌프들에 연결된다. 사용시, 상기 챔버(31)는 액체로 가득차 있지만, 간명함을 위해서 비어있는 것으로 도시되어 있다.

링-형상 챔버(31)의 바깥쪽으로는 가스 추출 링(32) 및 가스 공급 링(33)이 있다. 가스 공급 링(33)은 그 하부에 좁은 슬릿(slit)을 가지며, 상기 슬릿으로부터 빠져나오는 가스가 가스 나이프(34)를 형성하게 되는 압력에서, 가스, 예컨대 공기, 인공 공기(artificial air) 또는 플러싱 가스(flushing gas)가 제공된다. 가스 나이프를 형성하는 가스는 가스 추출 링(32)에 연결된 적절한 진공 펌프들에 의해 추출되므로, 그 결과인 가스 유동은 액체 제거 디바이스 및/또는 진공 펌프들에 의해 제거될 수 있는 여하한의 잔여 액체를 안쪽으로 이동시키는데, 이는 침지 액체의 수증기 및/또는 작은 액체 물방울들을 허용할 수 있어야 한다. 하지만, 상기 액체의 대부분이 액체 제거 디바이스(20)에 의해 제거되기 때문에, 진공 시스템을 통해 제거되는 소량의 액체는 진동을 초래할 수도 있는 불안정한 유동들을 유발하지는 않는다.

상기 챔버(31), 가스 추출 링(32), 가스 공급 링(33) 및 여타의 링들이 본 명세서의 링들로서 설명되어 있지만, 상기 링들이 노광 필드를 둘러싸거나 완전할 필요는 없다. 일 실시예에서, 이러한 유입구(들) 및 유출구(들)은, 예를 들어 도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 단순히 원형, 직사각형 또는 노광 필드의 1이상의 측면들을 따라 부분적으로 연장된 여하한의 종류의 요소들일 수도 있다.

도 8에 도시된 장치에서, 가스 나이프를 형성하는 대부분의 가스들은 가스 추출 링(32)을 통해 배출되나, 약간의 가스가 침지 후드 주위의 환경 안으로 유입될 수도 있으며, 간섭계 위치 측정 시스템(IF)을 잠재적으로 외란시킬 수도 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 이는 가스 나이프의 외부에 추가의 가스 추출 링(35)을 제공함으로써 방지될 수 있다.

이 실시예에서는, 액체 제거 시스템이 기판(W) 또는 기판테이블(WT)의 표면으로부터 50 내지 300㎛의 높이에서 대부분(전부가 아닐 경우)의 침지 액체를 제거할 수 있기 때문에, 침지 액체를 한정하기 위해 가스 베어링이 사용되는 경우보다, 더 적은 성가신 요건들이 시일 부재 수직 위치에 적용된다. 이는 시일 부재가 보다 단순한 작동 제어 시스템(actuation and control system)을 이용하여 수직으로 위치될 수도 있음을 의미한다. 또한, 기판 및 기판테이블의 평탄도에 관한 요건들이 감소되어, 기판테이블(WT)의 상부면에 제공될 필요가 있는 디바이스들, 예컨대 센서들이 보다 용이하게 구성될 수 있다는 것을 의미한다.

또한, 기화(evaporation) 없이 대부분의 액체를 제거하면, 온도 구배들이 감소될 수 있으므로, 프린팅 오차를 초래할 수 있는 기판의 열적 변형(thermal deformation)이 회피될 수도 있음을 의미한다. 또한, 약 100 내지 500mbar의 압력 강하(pressure drop) 및 약 20 내지 200 l/min의 유동률과 조합하여, 가스 나이프내의 습한 가스(예컨대, 약 50 내지 75%의 상대 습도를 가짐)를 이용하면, 기화가 더욱 최소화될 수도 있다.

도 9 내지 도 11에는 본 발명의 상기 실시예의 변형예들이 도시되어 있다. 이들 변형예들은 다공성 판(30)의 형상에 관한 것을 제외하고는 상술된 것과 동일하다.

도 9에 도시된 바와 같이, 다공성 판(30a)은 약간의 각도(slight angle)로 설정될 수 있으므로, 이는 외부에서 보다 더 높다. 노광 필드의 중심으로부터 거리를 갖는 다공성 판(30a)과 기판(W) 또는 기판테이블(WT)간의 증가된 갭은, 메니스커스(11a)의 형상을 변화시키며, 액체내에 침지되는 영역이 다소 일정한 폭을 갖는 것을 보장하는 것을 돕는다.

도 10 및 도 11에 도시된 변형예에서, 샤프한 코너(sharp corner; 35)는 상기 샤프한 코너에서 표면 장력에 의해 유지되는 메니스커스(11a)의 위치를 제한하는데 사용된다. 샤프한 코너는 도 10에 도시된 바와 같이 둔각일 수 있거나, 도 11에 도시된 바와 같이 직각일 수 있다. 가스 추출 링(32)의 형상은 필요에 따라 조정될 수 있다.

도 8과 유사한 도면인 도 12에는, 본 발명의 또 다른 특정한 실시예에 따른 시일 부재가 도시되어 있다.

도 12의 실시예에서는, 시일 부재(12)를 전체 또는 부분적으로 지지하기 위해서, 별도의 액추에이터들 대신에 액체 베어링(36)이 사용된다. 액체 베어링 또는 유체-역학 베어링(hydro-dynamic bearing; 36)은, 공지된 방식으로 압력 하에서 액체 공급 챔버(37)로 공급된 침지 액체 의해 형성된다. 상기 액체는 2-상 유동을 핸들링할 수 있는 적절한 펌프들(미도시됨)에 연결된 2-상 추출 챔버(38)를 통해 제거된다. 가스 나이프(34)는 이전의 실시예들에서와 동일한 방식으로 침지 액체를 한정한다.

액체 베어링(36)의 이용은, 시일 부재(12)가 기판(W) 또는 기판테이블(WT)로부터 약 50 내지 200㎛의 높이에서 유지될 수 있게 하므로, 상술된 바와 같은 제어 및 평탄도 요건들을 용이하게 한다. 이와 동시에, 2-상 추출은 시일 부재(12)내에 형성되어야할 챔버들의 개수 및 상기 시일 부재에 제공되어야 할 호스들의 개수를 감소시킨다.

2-상 추출 챔버(38)의 저부 안으로의 가스 및 액체의 유동을 제어하기 위해서, 상기 2-상 추출 챔버(38)의 저부에 걸쳐 다공성 판(30)이 제공된다. 이 판내에 세공들의 크기, 개수 및 배치를 적절히 선택하면, 2-상 유동이 정상적(steady)으로 행해지므로, 진동들을 유발할 수도 있는 불규칙한 유동을 회피하게 된다. 상술된 실시예들에서와 마찬가지로, 마이크로-시브는 상기 판(30)으로서 사용될 수도 있다.

또한, 상기 실시예에 대해 서술된 바와 같이, 침지 액체(11)의 메니스커스의 위치를 제어하기 위해서, 다공성 판(30)내에는 경사(inclination) 또는 샤프한 에지가 제공될 수 있다. 마찬가지로, 높은 습도에 의해 여하한의 잔여 액체의 제거가 수행될 수 있으며, 또한, 메니스커스 위치를 제어하기 위해서, 큰 유동 가스 나이프(large flow gas knife; 34) 및 가스 나이프의 압력이 이용될 수 있다.

본 발명의 상기 실시예 및 다른 실시예에서, 침지 액체내에 존재하는 시일 부재의 일부분의 형상은, 시일 부재(12)의 수직 이동들의 원하는 습윤도(a desired degree of damping)를 제공하기 위해 조정될 수도 있다. 특히, 원하는 습윤을 제공하기 위해서, 좁은 통로 안으로 액체(11)를 한정시키는 시일 부재의 일부분의 폭(L_da) 및 그에 따른 면적이 선택될 수 있다. 습윤량은 습윤 영역의 면적, 기판(W) 또는 기판테이블(WT)으로부터의 높이(h_da), 침지 액체의 밀도(ρ) 및 그 점성(η)에 의해 결정될 것이다. 습윤(damping)은, 예를 들어 불규칙한 유체 유동들에 의해 야기되는 진동들로 인한 시일 부재의 위치 변동들을 감소시킬 수도 있다.

또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 오버플로우 드레인(overflow drain; 40)내의 유동을 제어하기 위해 다공성 판(41)이 사용될 수도 있다. 도 13의 오버플로우 드레인은 본 명세서에서 서술된 여하한의 실시예들에 적용될 수도 있다. 오버플로우 드레인은, 시일 부재(12)의 중심으로부터 비교적 큰 반경에서 시일 부재(12)의 상부면에 제공된다. 투영시스템(PL)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간이 침지 액체로 과도하게 채워지게 되는 경우, 그 과도한 액체는 시일 부재(12)의 최상부상으로, 또한 상기 드레인(40) 안으로 유동될 것이다. 상기 드레인(40)은 통상적으로 액체로 채워져 있으며 다소 언더프레셔에서 유지된다. 다공성 판(41)은 가스가 오버플로우 드레인 안으로 배출되는 것을 방지하지만, 필요하다면 액체가 배수되는 것을 허용할 수 있다. 또한, 상기 다공성 판은 수평에 대해 약간의 각도로 설정될 수도 있다.

또한, 다공성 분리기는 침지 후드(IH)로부터 2-상 유동을 취하는 액체 드레인 시스템내에 제공된 매니폴드(50)내에 사용될 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 2-상 유동(51)은 액체 및 가스가 분리되는 매니폴드 챔버(50) 안으로 방출(discharge)된다. 적절한 진공 펌프 압력 제어기(a suitable vacuum pump and pressure controller)를 이용하여 약 -0.1barg의 압력으로 유지된 가스 유출구(52)에 의해 매니폴드의 최상부로부터 가스가 제거된다. 액체 제거 파이프(53)는 매니폴드의 저부 주변까지 연장되며 다공성 판(54)에 의해 폐쇄된다. 액체 제거 파이프(53)는 다공성 판(54)의 거품점(bubble point) 이하의 압력, 예컨대 약 -0.5barg에서 유지된다. 이 구성예를 이용하면, 매니폴드내의 액체 레벨이 상기 파이프(53)의 저부 이하로 떨어지는 경우에도, 가스가 그 안으로 배출되지 않으므로, 침지 후드(IH)로 다시 연통(communicate)될 수도 있으며 외란을 유발할 수도 있는 매니폴드(50)의 원치않는 여하한의 압력 변동을 방지할 것이다.

매니폴드의 일 변형예가 도 15에 도시되어 있다. 하기에 서술되는 것을 제외하고는 도 14와 동일한 이 변형예에서, 매니폴드는 그 주변부들로부터 열적으로 고립된다. 매니폴드를 통한 진공 유동은, 침지 액체의 기화를 유도하여, 냉각을 초래하게 된다. 매니폴드가 기준 또는 메트롤로지 프레임과 같이 온도에 민감한 부분들 과 근접해 있거나 상기 부분들과 열 접촉하여 위치되는 경우, 이러한 냉각은 바람직하지 않은 효과들을 가질 수도 있다.

그러므로, 매니폴드는 내측 탱크(50a) 및 외측 탱크(50b)를 포함하는 이중벽 탱크로 형성되며, 내측 탱크와 외측 탱크의 벽들 사이에는 온도가 조절되는 액체, 예컨대 물이 유동된다. 온도-조절 액체는 유입구(55)에서 공급되며 유출구(56)에서 제거된다. 정체된 액체(stagnant liquid)의 영역들이 존재하지 않는 것을 보장하기 위해서, 2개의 탱크들의 벽들 사이의 공간내에는 일련의 배플(baffle; 57)들이 배치된다. 이중벽 탱크에 의해 제공되는 열적 격리(thermal isolation)를 확보하기 위해서, 배플은 내측 탱크와 외측 탱크 양자 모두에 접촉해 있지 않다. 온도 제어 액체의 유동 속도는, 외측 탱크(50b)의 온도 편차가 온도에 민감한 근처의 여하한의 구성요소들에 의해 부과되는 한계값내에 존재하는 것을 보장하도록 결정된다. 또한, 외측 탱크와 온도에 민감한 근처의 여하한의 구성요소들 사이에는, 공기 갭 또는 추가의 열 절연(thermal insulation)이 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 액체 공급 시스템(60)이 도 16에 도시되어 있다. 상기 시스템은 차례대로, 침지 액체의 소스(61), 예컨대 초 순수 액체(ultra pure liquid)의 팹 공급부(fab supply); 고정 유동 제한기(constant flow restrictor; 62); 가변 유동 제한기(63); 및 외부 탭(tab)을 갖는 압력 조절기(64), 가변 제한부(65) 및 침지 후드(IH) 바로 전에 위치된 고정 제한부(66)를 포함한다. 압력 조절기(64)에 대한 파일럿 라인(pilot line)은 가변 제한부(65)의 하류에 연결되며, 고정 제한부(66)에 대한 입력이 일정한 압력에서 행해지므로, 따 라서 침지 후드 안으로의 유동은 일정한 압력 및 속도를 가지게 된다.

도 17에는 대안적인 액체 공급 시스템(60')이 도시되어 있다. 이는 하기에 서술되는 것을 제외하고는 상기 시스템(60)과 동일하다. 조절기(64) 및 고정 제한부(66) 대신에, 순방향 압력 조절기(forward pressure regulator; 67) 및 역방향 압력 조절기(backward pressure regulator; 68)가 제공된다. 또한, 압력계(pressure meter; 69a, 69b)들이 제공된다. 순방향 압력 조절기(67)는 사전설정된 레벨로 상기 조절기(67) 하류의 압력을 유지하고, 역방향 압력 조절기는 사전 설정된 레벨로 상기 조절기 상류의 압력을 유지하는데, 두 경우 모두에서 유속과는 무관하다. 따라서, 가변 유속 제어부는 일정한 상류 및 하류 압력들에 의해 작동되므로, 불안정성이 회피된다. 유속은 모니터링을 위해 사용될 수도 있는 압력 센서(69a, 69b)들에 의해 도움을 받는, 가변 제한부(65) 및 압력 조절기(67, 68)들에 의해 설정된 압력 레벨들의 조정에 의해 조정될 수도 있다.

리소그래피 장치에서, 기판은 기판 홀더(흔히, 핌플 판(pimple plate), 버얼 판(burl plate) 또는 척(chuck)) 상에 유지되며, 이는 그 주 표면상에 다수의 작은 핌플들 또는 버얼들을 갖는 기판과 동일한 직경의 평탄한 판을 포함한다. 기판 홀더는 기판테이블내의 후퇴부(거울 블록)에 배치되며 기판은 기판 홀더의 최상부상에 배치된다. 기판 및 기판테이블이 기판상의 대기 압력에 의해 제 자리에 클램핑되도록, 기판테이블과 홀더 사이, 또한 홀더와 기판 사이의 공간들에는 진공이 조성된다. 기판테이블내의 후퇴부는, 기판 크기 및 배치의 변화들을 수용하기 위해서, 필수적으로 기판 홀더 및 기판보다 다소 더 크다. 그러므로, 기판의 에지 주위 에는 좁은 홈 또는 트렌치가 존재하며, 그 안으로 침지 액체가 수집될 수도 있다. 액체가 유해하지 않게 존재할 수도 있는 한편, 침지 후드내의 가스 베어링 또는 가스 나이프에 의해 상기 홈으로부터 블로잉(blowing)될 수도 있다. 그 결과로 생성된 기판 또는 기판테이블의 물방울들은, 침지 후드 아래의 액체 메니스커스가 물방울들을 만나게 되는 경우 버블들을 유도할 수 있다.

일반적으로, 기판 홀더는 Zerodur 또는 ULE와 같이 열 팽창 계수가 낮은 물질로 만들어진다. 이러한 물질들 몇몇은 다공성이며, 그 경우 오염물들이 거기에 트랩(trap)되는 것을 방지하기 위해서, 표면 세공들이 채워진다. 하지만, 기판 홀더의 에지 주위에 및/또는 외주 영역에 채워지지 않는 표면 세공들을 남겨두는 것이 제안되었다. 그러면, 기판 홀더가 침지 리소그래피 장치에서 사용되는 경우, 홈에 들어가는 침지 액체는 기판 홀더의 세공들에 들어갈 것이며 가스 베어링 또는 가스 나이프에 의해 블로잉되지 않을 것이다. 기판 홀더가 개방-셀 구조(open-celled structure)를 가지는 경우, 그 세공들에 들어간 침지 액체는 테이블에 대해 기판 및 홀더를 클램핑하는 진공 시스템에 의해 제거될 수 있다.

도 18에 도시된 바와 같이, 친수성 벽(72)들을 갖는 좁은 모세관(71)을 통해 오직 액체만이 추출되는 볼륨에 연결된 추출 채널(70)은, 액체, 예컨대 물이 적절한 언더프레셔(-p)에 의해 추출되지만 액체가 상기 볼륨내에 존재하지 않는 경우, 메니스커스(73)가 가스, 예컨대 공기의 출입을 막도록 배치될 수 있다. 역으로, 도 19에 도시된 바와 같이, 공수성 벽(82)들을 갖는 모세관(81)을 통해 상기 볼륨으로 연결되는 추출 채널(80)은, 가스, 예컨대 공기를 추출하나, 액체, 예컨대 물이 존 재하는 경우, 메니스커스(83)는 또 다른 유동을 방지한다. 이들 구성예에 요구되는 언더프레셔(-p)의 정확한 레벨은 관련된 액체와 가스, 모세관의 크기 및 상기 모세관의 벽들에 대한 액체의 접촉 각도에 의존할 것이다. 하지만, 폭이 0.05mm인 모세관에 대해서는, 물 또는 공기의 선택적인 추출을 가능하게 하기 위해서, 20mbar의 언더프레서가 적절하다.

이러한 타입의 추출 구성예는, 액체 또는 가스를 선택적으로 제거하고, 리소그래피 장치의 여하한의 원하는 부분을 형성하기 위해서 사용될 수 있다. 액체 추출 채널(70) 및 가스 추출 채널(80)이 모두 기판(W)의 에지 주위의 기판테이블(WT)내의 트렌치에 연결되어 있는 도 20a 내지 도 20d에는, 특히 유익한 사용이 도시되어 있다. 기판 에지가 투영 렌즈 밑에 있고, 따라서 그렌치가 액체로 채워지는 경우, 채널(70)은 액체의 흐름이 하류에 존재하도록 액체를 추출한다. 이는, 예를 들어 불완전하게 채워짐으로 인해 트렌치내에 형성될 수도 있는 여하한의 버블들을 하류로 배출시킨다. 이는, 채널(80)을 통해 가스가 추출될 수 있는 위치로 버블들을 이동시키만, 이들은 채널(70)에 들어가지 않을 것이다. 기판 에지가 더 이상 투영 렌즈 밑에 존재하지 않는다면, 트렌치는 신속하게 비워질 수 있다. 이러한 방식으로, 이미징에 간섭하는 버블들의 배출이 방지된다. 액체 및 가스 유동들을 분리함으로써, 진동들을 유발할 수도 있는 불안정성이 회피되고 기화의 냉각 효과가 최소화된다.

유럽 특허 출원 제 03257072.3호에서는, 트윈 또는 듀얼 스테이지 침지 리소그래피 장치의 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2개의 기 판테이블이 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.

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 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.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 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 저장되게 하는 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 장치에서 사용되는 침지 액체는 사용되는 노광 방사선의 파장 및 원하는 특성에 따라 상이한 조성들을 가질 수도 있다. 노광 파장이 193nm의 경우, 초 순수 또는 물-기반 조성들이 사용될 수도 있으며, 이러한 이유로, 때때로 침지 액체는 친수성, 공수성, 습도 등과 같은 물 및 물-관련 용어들로 언급된다. 하지만, 본 발명의 실시예들은 여하한의 타입의 액체를 이용하여 사용될 수도 있으며, 이 경우 이러한 물-기반 용어들은 사용되는 침지 액체와 관련된 등가의 용더들로 대체되는 것으로 간주되어야 한다.

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

본 발명에 따르면, 진동 또는 여타의 외란들이 생성되지 않으면서, 액체를 공급하고 제거할 수 있는 시스템을 구비한 리소그래피 장치가 제공된다.

Claims

리소그래피 투영장치에 있어서,

투영시스템을 이용하여 패터닝 디바이스로부터 기판상으로 패턴을 투영하도록 배치되고, 상기 투영시스템과 상기 기판 사이의 공간에 액체를 공급하도록 배치된 액체 공급 시스템을 가지며,

액체가 존재할 수도 있는 볼륨에 인접한 개방 단부를 갖는 도관;

상기 볼륨과 상기 도관의 단부 사이에 배치되며, 친수성인 다공성 부재; 및

상기 볼륨으로부터 액체를 제거하기 위하여 상기 다공성 부재에 걸쳐 압력차를 생성하도록 배치된 흡입 디바이스를 포함하는 액체 제거 시스템을 포함하여 이루어지는 리소그래피 투영장치.
제1항에 있어서,

상기 볼륨은, 패터닝된 빔이 투영되는 상기 액체를 포함하여 이루어지는 공간에 인접한 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제2항에 있어서,

상기 공간을 전체적으로 또는 부분적으로 둘러싸는 부재를 더 포함하여 이루어지며, 상기 도관은 상기 기판을 향해 있는 상기 부재의 표면내의 후퇴부를 포함하여 이루어지며, 상기 다공성 부재는 상기 후퇴부를 폐쇄(close)시키는 것을 특징 으로 하는 리소그래피 투영장치.
제3항에 있어서,

상기 부재는 상기 공간 주위에 폐쇄 루프를 형성하고, 상기 후퇴부는 상기 부재의 전체 주위에서 연장되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제3항에 있어서,

상기 부재는, 상기 기판의 표면으로부터 잔여 액체를 제거하는 가스 나이프를 형성하도록 상기 기판을 향해 있는 표면내에 유출구를 갖는 가스 공급 회로를 더 포함하여 이루어지며, 상기 가스 나이프는 상기 후퇴부의 반경방향 바깥쪽으로 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제5항에 있어서,

상기 부재는, 상기 후퇴부와 상기 가스 나이프 사이에 위치된 유입구를 갖는 가스 추출 회로를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제5항에 있어서,

상기 부재는, 상기 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽으로 위치된 유입구를 갖는 가스 추출 회로를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
제3항에 있어서,

상기 부재는, 상기 부재의 무게를 전체적으로 또는 부분적으로 지지하는 액체 베어링을 형성하도록 상기 기판을 향해 있는 표면내에 유출구를 갖는 액체 공급 회로를 더 포함하여 이루어지며, 상기 액체 베어링은 상기 후퇴부의 반경방향 안쪽으로 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제3항에 있어서,

사용시, 상기 부재는 상기 기판으로부터 50 내지 300㎛의 범위내에 있는 높이에서 지지되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항에 있어서,

상기 공간을 전체적으로 또는 부분적으로 둘러싸고, 상기 기판으로부터 멀리 향해 있는 표면내에 후퇴부를 갖는 부재; 및

상기 후퇴부를 폐쇄하는 다공성 판(41)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항에 있어서,

상기 액체 제거 시스템은 액체/가스 분리 매니폴드를 포함하여 이루어지고, 상기 도관은 상기 매니폴드의 하부 안으로 연장되는 파이프를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항에 있어서,

상기 다공성 부재는 5 내지 50㎛ 범위의 직경을 갖는 세공들을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항에 있어서,

상기 다공성 부재는 다공판(perforated plate)인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.