KR100849982B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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에릭 로엘로프 루프스트라
엥겔베르투스 안토니우스 프란시스쿠스 반 데르 파쉬
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간 내에 액체를 한정시키는 액체 한정 시스템, 및 리소그래피 장치로 하여금, 상기 액체가 제 1 기판 스테이지에 의해 유지된 제 1 기판과 최종 요소 사이에 한정되는 제 1 구성으로부터, 상기 액체가 제 2 기판 스테이지에 의해 유지된 제 2 기판과 최종 요소 사이에 한정되는 제 2 구성이 되도록 하는 조인트 이동을 수행하기 위해 상호 작동하도록 구성되는 제 1 및 제 2 기판 스테이지를 포함하여, 조인트 이동시 액체가 본질적으로 최종 요소에 대한 공간 내에 한정된다. 또한, 상기 장치는 적어도 조인트 이동시 제 1 및 제 2 기판 스테이지의 위치를 측정하도록 구성된 위치 측정 시스템을 포함한다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
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 도시하는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 노광 스테이션을 도시하는 도면;
도 3은 도 2의 리소그래피 장치 내의 침지 헤드 인계(immersion head take-over)를 도시하는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭계 위치 측정 시스템을 도시하는 도면; 및
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭계 위치 측정 시스템을 도시하는 도면이다.
본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스를 제조하는 방법에 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 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 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-평행 방향(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.
집적 회로뿐만 아니라, 액정 디스플레이 패널의 생산용 마이크로-리소그래피에 대해 가장 어려운 요건들 중 하나는 스테이지들의 위치설정이다. 예를 들어, 서브-100 nm 리소그래피는 동적 정확성(dynamic accuracy)을 갖고 6 자유도(DOF) 모두에서 1 nm의 오더로 기계들 사이에서 매칭(match)하는 기판-위치설정 스테이지 및 마스크-위치설정 스테이지를 요구한다.
이러한 요구가 많은 위치설정 요건들에 대한 일반적인 접근법은, 마이크로미터 정확성들을 갖지만 전체 작업 범위에 걸쳐 이동하는 개략 위치설정 모듈(coarse positioning module)(예를 들어, X-Y 테이블 또는 겐트리 테이블(gentry table))로 스테이지 위치설정 구조를 재분할(sub-divide)하는 것이며, 이는 미세 위치설정 모듈(fine positioning module)로 캐스케이드(cascade)된다. 후자는 마지막 수 나노미터에 대한 개략 위치설정 모듈의 잔여 오차를 보정할 책임이 있지만, 매우 제한된 이동 범위를 수용하기만 하면 된다. 이러한 나노-위치설정을 위해 통상적으로 사용되는 액추에이터(actuator)들은 압전 액추에이터(piezoelectric actuator) 또는 보이스-코일형 전자기 액추에이터(voice-coil type electromagnetic actuator)를 포함한다. 미세 모듈에서의 위치설정이 일반적으로 6 DOF 모두에서 이루어지는 한편, 큰 범위의 동작들은 2 DOF 이상으로는 좀처럼 요구되지 않으므로 개략 모듈의 설계를 상당히 용이하게 한다.
개략 위치설정에서 요구되는 마이크로미터 정확성은, 광학 또는 자기 증분 인코더(magnetic incremental encoder)들과 같은 비교적 간단한 위치 센서들을 이용하여 쉽게 달성될 수 있다. 이는 하나의 DOF에서의 측정을 갖는 단일-축선 디바이스들, 또는
Figure 112007019782176-pat00001
등의 "Integrated electro-dynamic multicoordinate drives(Proc. ASPE Annual Meeting, 미국 캘리포니아, 1996년, p.456-461)"에 의해 서술된 것과 같은 더 최근의 다중(3 까지의) DOF 디바이스들일 수 있다. 또한, 유사한 인코더 예를 들어 Dr. J. Heidenhain GmbH에 의해 제조된 위치 측정 시스템 타입 PP281R이 상업적으로 이용가능하다. 이러한 센서들은 어려움 없이 서브-마이 크로미터 레벨 분해능을 제공할 수 있지만, 절대적인 정확성(absolute accuracy) 및 특히 긴 이동 범위들에 걸친 열적 안정성(thermal stability)을 쉽게 달성할 수는 없다.
반면에, 미세 위치설정 모듈의 끝에서의 마스크 및 기판 스테이지에 대한 위치 측정은 나노미터 정확성 및 안정성과 함께 서브-나노미터 분해능으로 6 DOF 모두에서 수행되어야 한다. 이는 통상적으로 6 DOF 모두에서 변위들을 측정하도록 추가 캘리브레이션 기능들(예를 들어, 기판 스테이지 상에서의 간섭계 거울 평탄도(flatness)의 캘리브레이션들)을 위한 선택적인 여분의 축선을 갖는 다축선 간섭계(multi-axis interferometer)들을 이용하여 달성된다.
앞선 접근법을 이용하여, 스테이지가 미세 위치설정 모듈의 범위 내로 (다시) 이를 때마다, 스테이지의 위치는 6 자유도 내에서 (재)캘리브레이션되어야 한다. 이는 상당한 시간이 걸릴 수 있으며, 결과적으로 리소그래피 장치의 스루풋이 감소될 수 있다.
또한 앞선 접근법을 이용하여, 2 개의 기판 스테이지를 포함한 리소그래피 장치의 경우에 기판 스테이지들 중 하나는 간섭계들 중 하나의 신호에 대한 기판 스테이지를 가릴 수 있다(eclipse): 제 1 기판 스테이지는 간섭계와 제 2 기판 스테이지 사이에 위치될 수 있다.
(본 명세서에서 인용참조되는) US 6,785,005는 2 개의 기판 스테이지를 갖는 이러한 위치 측정 시스템을 개시하고 있다. 이 시스템에서, 앞서 나타낸 이클립스(eclipse) 문제는, 제 1 기판 스테이지의 매 위치마다 간섭계들 중 하나의 신호 가 제 2 기판 스테이지의 거울 표면 상으로 지향될 수 있도록 거울 표면이 제 1 기판 스테이지보다 큰 간섭계로부터 가장 멀리 위치되는 기판 스테이지를 제공함으로써 해결된다. 하지만, 이 해결책은 기판 스테이지가 상이한 크기를 갖기 때문에 불충분하다. 또한, 해결책은 제 2 기판 스테이지 이전에 제 1 기판 스테이지가 이동하는 경우에, 간섭계들 사이에서의 복잡한 스위칭(complex switching)을 필요로 한다.
(본 명세서에서 인용참조되는) US 6,879,382는 리소그래피 장치의 2 개의 기판 스테이지의 위치를 연속하여 측정하는 또 다른 위치 측정 시스템을 개시하고 있다. 위치 측정 시스템은 두 기판 스테이지 모두의 위치를 결정하기 위한 간섭계들을 포함한다. US 6,879,382의 위치 측정 시스템은 x-y 평면 내에서 2 개의 기판 스테이지의 위치를 결정할 수 있게 하지만, 그 내용이 본 명세서에서 인용참조되는 US 출원 제 11/135,655를 갖는 동시 계속 출원(co-pending application)에서 설명된 바와 같이 침지 헤드 인계를 가능하게 하기에 바람직한 유연성(flexibility)을 제공하지는 않는다.
제 1 및 제 2 기판 스테이지, 및 상기 제 1 및 제 2 기판 스테이지의 위치를 결정하는 위치 측정 시스템을 포함한 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면: 패터닝된 방사선 빔을 형성하도록 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 패터닝 디 바이스 지지체; 상기 장치의 노광 스테이션(exposure station) 내의 기판 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템; 기판과 투영 시스템의 최종 요소 사이에 액체를 한정(confine)시키는 액체 한정 시스템; 기판들을 유지하도록 구성된 제 1 및 제 2 기판 스테이지; 및 제 1 및 제 2 기판 스테이지의 위치를 측정하는 위치 측정 시스템을 포함한 리소그래피 장치가 제공되고, 상기 제 1 및 제 2 기판 스테이지는, 리소그래피 장치로 하여금, 상기 액체가 제 1 기판 스테이지에 의해 유지된 제 1 기판과 최종 요소 사이에 한정되는 제 1 상황으로부터, 상기 액체가 제 2 기판 스테이지에 의해 유지된 제 2 기판과 최종 요소 사이에 한정되는 제 2 상황이 되도록 하는 조인트 이동(joint movement)을 수행하기 위해 상호 작동하도록 구성되고 배치되어, 조인트 이동시 액체가 본질적으로 최종 요소에 대한 공간 내에 한정되며, 간섭계 위치 측정 시스템은 제 1 기판 스테이지 및 제 2 기판 스테이지의 위치를 연속적으로 측정하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판을 유지하는 제 1 및 제 2 기판 스테이지 및 기판과 투영 시스템의 최종 요소 사이에 액체를 한정시키는 액체 한정 시스템을 포함하는 듀얼 스테이지(dual stage) 리소그래피 장치에서 기판 상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함한 디바이스 제조 방법이 제공되고, 상기 제 1 및 제 2 기판 스테이지는, 리소그래피 장치로 하여금, 상기 액체가 제 1 기판 스테이지에 의해 유지된 제 1 기판과 최종 요소 사이에 한정되는 제 1 상황으로부터, 상기 액체가 제 2 기판 스테이지에 의해 유지된 제 2 기판과 최종 요소 사이에 한정되는 제 2 상황이 되도록 하는 조인트 이동을 수행하기 위해 상호 작동하여, 조인트 이동시 액체가 본질적으로 최종 요소에 대한 공간 내에 한정되며, 간섭계 위치 측정 시스템은 제 1 기판 스테이지 및 제 2 기판 스테이지의 위치를 연속적으로 측정한다.
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, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정 디바이스(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, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정 디바이스(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT) 또는 "기판 지지체"를 포함한다. 또한, 상기 장치는 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 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 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형태의 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"라는 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 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한 다. 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 일 예시는 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 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한 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, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 또는 "기판 지지체" (및/또는 2 이상의 마스크 테이블 또는 "마스크 지지체")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 덮일 수 있는 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 개구수(numerical aperture)를 증가시키는데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 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 시스템이라고 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 정확히 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 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마커들이 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 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 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 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 부여되는 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)). 마 스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체"에 대한 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 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 프로그램가능한 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 앞서 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 노광 스테이션(34)의 개략적인 측면도이다. 노광 스테이션(34)은 베이스 프레임(base frame: 36)에 의해 지지된다. 기초 프레임은 메트로 프레임(metro frame: 38)을 지탱한다(carry). 메트로 프레임(38)은 격리 디바이 스(isolation device :40)에 의해 베이스 프레임(36)으로부터 동적으로 격리된다. 투영 시스템(18)은 지지 부재(supporting member: 56)들을 통해 메트로 프렘임(36)에 의해 지지된다(또한, 지지 부재(56)들은 동적인 격리 디바이스일 수 있다). 스테이지(42)의 위치를 측정하도록 구성된 위치 센서(30)는 메트로 프레임(38) 상에 장착된다. 하지만, 위치 센서(30)는 투영 시스템(18)에 의해 (또는, 동등하게 투영 시스템(18)에 부착된 프레임에 의해) 지탱될 수도 있다는 것을 유의한다.
레티클 스테이지 또는 마스크 스테이지(6)는 투영 시스템(18) 위에 위치된다. 레티클 스테이지의 위치 및 마스크/레티클의 위치는 측정 시스템(60)에 의해 측정된다. 측정 시스템(60)은 마스크/레티클을 투영 시스템(18) 아래의 기판(14)과 정렬하기 위해 위치 센서(30)와 상호작동한다. 기판에 마스크/레티클을 정렬시키는 단계는, 통상적으로 0 점 센서(zero point sensor)들 및 TIS-정렬 기술들에 따라 수행된다(그 내용이 본 명세서에서 인용참조되는 EP 1510870 참조). TIS-정렬을 적용하는데 있어서 메트로 프레임(38)에 대한 기판의 위치는, 기판이 TIS 센서의 캡처(capture) 범위 내에 있도록 소정의 정확성(미세한 TIS 측정들에 대해 시작 지점으로서 대강(rough)의 표시) 내에서 알려진다.
본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치에서, 투영 시스템의 최종 광학(렌즈) 요소와 기판(14)의 타겟부 사이에 침지 액체(66)가 제공된다. 침지 유체의 적용은, 노광시 침지 유체가 없는 비교가능한 시스템에서보다 패턴들의 더 작은 구조체들이 레티클 또는 마스크에서 기판(14)으로 전사될 수 있는 장점을 가져온다. 리소그래피 장치는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 한정시키기에 적 합한 액체 한정 시스템을 갖는다. 액체 한정 시스템은 소위 침지 후드(immersion hood: 68)를 포함한다(도 3 참조). 침지 유체는 침지 후드(68)에 의해 조명시 제 자리에 유지될 수 있다. 침지 후드(68)는 기계적 접촉-시일(mechanical contact-seal)을 포함할 수 있으며, 및/또는 작동이 한정될 유체를 향해 압력-가스-흐름(pressure-gas-flow)을 안내하는데 기초하는 비접촉 시일(contact-less seal)을 포함할 수도 있다(조합들이 가능함).
기판의 노광 이후에, 스테이지 홀딩(stage holding)은 예를 들어 메트롤로지 스테이션을 향해 멀리 이동한다. 침지 유체(66)는 투영 시스템(18)의 최종 요소 아래의 그 공간 내에 유지되는 것이 바람직하기 때문에, 스테이지가 침지 유체(66)의 공간 아래의 그 위치로부터 멀리 이동될 수 있기 전에 특정한 측정들이 수행되어야 한다. 한가지 가능성은, 노광될 기판을 유지하는 스테이지가 폐쇄 디스크/폐쇄 스테이지의 공간을 취할 때까지 저부에서 공간을 폐쇄시키는 별도의 폐쇄 디스크(closing disc) 또는 (기판을 유지할 수 없는) 별도의 작은 폐쇄 스테이지를 사용하는 것이다.
하지만, 폐쇄 디스크/폐쇄 스테이지는 귀중한 시간을 소비하고 리소그래피 장치의 스루풋을 상당히 감소시키는 것으로 보이는 여분의 인계 작업들을 가져온다.
그러므로, 본 발명의 일 실시예에서 폐쇄 디스크(또는 폐쇄 스테이지)는 생략되고, 리소그래피 장치에는 리소그래피 장치로 하여금, 액체가 스테이지들의 제 1 스테이지에 의해 유지된 제 1 기판과 최종 요소 사이에 한정되는 제 1 상황으로 부터, 액체가 두 스테이지들 중 제 2 스테이지에 의해 유지된 제 2 기판과 최종 요소 사이에 한정되는 제 2 상황이 되도록 조인트 스캔 이동을 수행하기 위해 상호 작동하도록 구성되고 배치되는 스테이지들이 제공되어, 조인트 스캔 이동시 액체가 본질적으로 최종 요소에 대한 공간 내에 한정된다. 예를 들어, 이러한 리소그래피 장치는 US 출원 제 11/135,655를 갖는 동시 계속 출원에서 설명되고, 그 내용은 본 명세서에서 인용참조된다. 또한, 이 출원에서는 조인트 스캔 이동이 "침지 헤드 인계"라고도 설명되며, 이 용어는 본 명세서에서 대응하여 사용된다.
스테이지들(42.1 및 42.2)의 조인트 스캔 이동은 도 3에 개략적으로 예시되어 있다(화살표들(71)은 투영 시스템(18)에 대한 스테이지들의 이동 방향을 나타낸다). 조인트 스캔 이동은 액체(66)가 최종 렌즈 요소(70) 아래의 그 공간 내에 한정되어 유지되도록 수행된다. 공간의 저부에서, 스테이지들(42.1 및 42.2)는 액체(66)를 한정시킨다. 측면에는 액체(66)를 한정시키는 (바람직하게는 투영 시스템(18)에 대해 본질적으로 고정된 위치 내에 유지되는) 침지 후드가 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 각각의 제 1 스테이지(42.1) 및 제 2 스테이지(42.2)는 각각 (관련된 스테이지의 일 측면에서 또는 측면 근처에 설치된) 침지 교차 에지들(immersion cross edge: 72.1 및 72.2)을 가지며, 상기 침지 교차 에지들은 조인트 스캔 이동시 서로 상호작동하도록 구성되고 배치된다. 각각의 침지 교차 에지(72)는 본질적으로 1 이상의 평평하고(plane) 매끄러운(smooth) 표면(들)을 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 상이한 침지 교차 에지들의 평면들 사이에서 명확한 공간(예를 들어, 평행한(parallel) 표면들 의해 정의된 공간)이 얻어지는 방식으로 조인트 스캔 이동이 수행될 수 있다. 도 3에서, 스테이지들의 상호작동하는 침지 교차 에지들이 조인트 스캔 이동시 상호 거리(D)를 갖는 공간을 정의하는 일 예시가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치는 관련된 모터(motor)들에 대한 설정값-신호(setpoint-signal)들을 계산하는 스테이지들의 위치 측정(실제로, 위치 측정이라는 용어는 위치, 속도, 가속도 및/또는 저크(jerk) 측정들을 포함할 수 있음)들이 제공될 수 있는 (피드백(feedback) 및/또는 피드포워드 루프(feedforward loop)를 사용한) 제어 시스템을 포함할 수 있다. 모터들은 스테이지들의 조인트 스캔 이동시, 각각의 침지 교차 에지들의 평면들 사이의 상호 일정한 거리(D)가 사전설정된 기능에 대응하도록 설정값-신호들에 따라 위치설정 시스템에 의해 제어된다. 사전설정된 기능은 침지 교차 에지들 사이의 공간이 액체 채널 특성을 기능하도록 선택될 수 있다.
리소그래피 장치의 일 실시예에 따르면, 위치설정 시스템은 조인트 스캔 이동시 스테이지 42.1이 스테이지 42.2를 서서히 밀도록 스테이지들을 이동시키는 모터들을 제어하도록 구성되고 배치된다. 이와 함께, 위치설정 시스템의 (피드백 및/또는 피드포워드 루프를 이용한) 제어 시스템에는 스테이지들의 위치 측정들(실제로, 위치 측정이라는 용어는 위치, 속도, 가속도 및/또는 저크 측정들을 포함할 수 있음)이 제공되고, 이는 관련된 모터들에 대한 설정값-신호들을 계산한다. 그 다음에, 모터들은 각각의 침지 교차 에지들의 평면들 사이의 상호 일정한 거리(D)가 본질적으로 0이거나 0에 가까운 소정 값을 갖도록 설정값-신호들에 따라 위치설정 시 스템에 의해 제어된다.
리소그래피 장치의 일 실시예에 따르면, 위치설정 시스템은 조인트 스캔 이동시 상호 거리(D)가 0보다 크지만 1 mm보다는 작도록 스테이지들을 이동시키는 모터들을 제어하도록 구성되고 배치된다. 양호한(favorable) 상호 거리(D)는 0.05 내지 0.2 mm이다. 이 거리 범위 내의 거리(D)는 본질적으로 스테이지들 중 하나에 침지 교차 에지의 개구부(opening)로, 그리고 그로부터 이르는 채널 시스템(channel system)이 제공되는 경우에 양호하며, 채널 시스템은 조인트 스캔 이동시 침지 교차 에지를 따라 가스 및/또는 액체의 흐름을 발생시키도록 구성되고 배치된다. 이 흐름의 발생은 침지 액체(66)에서 기포(bubble)들이 발생될 가능성을 유도한다(기포들은 기판 상의 패턴들의 투영을 악화시킨다). 안정적이고 잘 제어된 거리(D)는 안정적이고 충분히 양호한 흐름을 발생시키므로 조인트 스캔 이동시 침지 액체 내의 기포들의 발생을 회피한다.
제 1 스테이지 및 제 2 스테이지의 위치 측정에 대해, 조인트 스캔 이동시 제 1 및 제 2 스테이지의 위치를 연속적으로 측정하도록 구성되는 간섭계 위치 측정 시스템이 사용될 수 있다.
예를 들어, 간섭계 시스템은 위치 측정을 위한 스테이지들에 부착된 간섭계 거울들을 사용할 수 있으며, 또는 또 다른 실시예에서 스테이지들이 반사 표면들을 가질 수 있다.
도 4에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭계 위치 측정 시스템이 일반적으로 참조 부호 100으로 도시되어 있다. 간섭계 위치 측정 시스템(100)은 (점선으로 나타낸) 전체 공정 영역, 즉 노광 스테이션이 위치되는 노광 영역(110) 및 기판의 교환이 수행되는 교환/메트롤로지 영역(111)에서 제 1 기판 스테이지(101) 및 제 2 기판 스테이지(102)의 위치를 연속적으로 측정하도록 설계된다.
위치 측정 시스템은 공정 영역의 일 측면에서 라인 상에 배치되는 3 개의 y-Rx-Rz 간섭계(103) 및 공정 영역의 반대 측면에 배치되는 제 4 y-Rx-Rz 간섭계(104)를 포함한다. 이 제 4 y-Rx-Rz 간섭계(104)는 3 개의 y-Rx-Rz 간섭계 중 중간 간섭계와 y 방향으로 실질적으로 동일한 라인 상에 배치된다. 또한, 이 라인은 투영 시스템(109)의 축선을 가로지른다. 또한, 공정 영역의 왼쪽 측면에 3 개의 x-Ry-z 간섭계(105)가 배치된다. 반대 측면(도 4에서 오른쪽 측면)에는, 제 4 x-Ry-z 간섭계(106)가 배치된다. 이 제 4 x-Ry-z 간섭계(106)는 3 개의 간섭계(105) 중 간섭계들 103에 가장 가까이 배치된 간섭계와 x 방향으로 실질적으로 동일한 라인 상에 배치된다. 또한, 이 라인은 투영 시스템(109)의 축선을 가로지른다.
y-Rx-Rz 간섭계들(103 및 104) 및 x-Ry-z 간섭계들(105 및 106)은 3 이상의 간섭계 빔을 갖는 다축선 간섭계들이다. 이러한 다축선 간섭계들을 이용하여, 기판 스테이지(101 및 102)의 위치가 3 자유도로 결정될 수 있다. 따라서, y-Rx-Rz 간섭계들(103 및 104)은 각각 y 방향, Rx(x 축선을 중심으로 한 회전) 및 Rz(z 축선을 중심으로 한 회전)으로 제 1 스테이지 또는 제 2 스테이지의 위치를 결정할 수 있으며, x-Ry-z 간섭계들(105 및 106)은 각각 x 방향, Ry(y 축선을 중심으로 한 회전) 및 (도 4의 도면의 평면에 수직한) z 방향으로 제 1 스테이지(101) 또는 제 2 스테이지(102)의 위치를 결정할 수 있다. 이러한 다축선 간섭계들은 당업자에게 잘 알려져 있다.
앞선 간섭계들 옆에서, 위치 측정 시스템(100)은 x-Ry-Rz 간섭계(106)와 공정 영역의 동일한 측면에 위치된 2 개의 z-간섭계(107) 및 x 방향으로 반대쪽인 공정 영역의 교환 영역(111) 측면에 2 개의 x-Ry-z 간섭계(105)를 포함한다.
앞서 설명된 위치 측정 시스템(100)을 이용하여, 연속적인 높은 정확성의 제어가 6 자유도로 가능하다. 여기서 "연속적인"이라는 용어는, 2 개의 기판 스테이지들 각각의 모든 원하는 위치에서 기판의 노광, 메트롤로지 및 교환을 포함한 전체 리소그래피 공정시 각각의 기판 스테이지(101 및 102)를 6 자유도로 위치 측정할 수 있다는 것을 의미한다. 이 연속적인 측정에서는, 상이한 간섭계들 사이에서 수행되어야 하는 스위칭이 가능하다. 예를 들어, 기판 스테이지(101 및 102)가 노광 영역(110)으로부터 메트롤로지/교환 영역(111)으로 이동되어야 하는 경우(따라서, y 방향으로 이동되어야 하는 경우), x 위치는 먼저 노광 영역(110) 옆에 위치된 x-Ry-z 간섭계(105)에 의해 측정될 수 있으며, 그 후 노광 영역(110)과 메트롤로지/교환 영역(111)의 크로싱 라인에서의 x-Ry-z 간섭계(105)에 의해, 후속하여 메트롤로지/교환 영역(111) 옆의 x-Ry-z 간섭계(105)에 의해 측정될 수 있다. 특히, 노광 영역(110)과 메트롤로지/교환 영역(111)의 크로싱 라인의 반대 측면에 위치된 세트 간섭계들(105 및 107)은 y 방향으로의 연속적인 위치 측정을 가능하게 한다. 또한, 연속적인 제어를 가능하게 하기 위해, 한 방향으로 위치를 측정하는 2 개의 연속한 간섭계들 사이의 거리가 그 방향으로의 기판 스테이지의 치수보다, 또는 적어도 그 방향으로의 반사 영역의 치수보다 크지 않아야 한다. 그렇지 않으면, 연속적인 측정 중에 연속한 간섭계들 사이의 스위칭은 가능하지 않다.
도 2 및 도 3에 관하여 설명된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는 액체 한정 시스템을 갖는 리소그래피 장치에 관한 것이다. 도 4에서, 이 시스템에 의해 한정된 액체는 참조 부호 108로 나타낸다. 바람직한 실시예에서, 침지 헤드 인계가 수행되고, 그에 따라 별도의 폐쇄 디스크의 사용을 필요하지 않게 한다. 일 실시예에서, 이러한 침지 헤드 인계는 제 1 기판 스테이지(101) 및 제 2 기판 스테이지(102)의 조인트 스캔 이동을 필요로 한다. 이러한 조인트 스캔 이동을 이용하여, 침지 헤드 인계시 제 1 및 제 2 기판 스테이지(101 및 102)를 높은 정확성으로 제어하고, 이에 따라 제 1 및 제 2 기판 스테이지(101 및 102)를 높은 정확성으로 위치 측정하는 것이 바람직하다.
도 4에 나타낸 간섭계 위치 측정 시스템은 x 방향으로의 조인트 스캔 이동에 대해 6 자유도로 높은 정확성의 위치 측정을 가능하게 한다. 이러한 이유로, 위치 측정 시스템(100)은 노광 영역의 측면에 배치된 3 개의 y-Rx-Rz 간섭계(103)를 포함한다.
도 4에서, 침지 헤드 인계 직전의 기판 스테이지(101 및 102)가 도시되어 있다. 한정된 액체는 제 1 기판 스테이지(101)의 에지에 위치된다. 제 1 기판 스테이지(101)의 y 위치는 (도면에서) 중간의 y-Rx-Rz 간섭계(103)에 의해 측정되고, 제 2 기판 스테이지(102)의 y 위치는 왼쪽의 y-Rx-Rz 간섭계(103)에 의해 측정된다. 제 1 기판 스테이지(101)의 x 위치는 x-Ry-z 간섭계(106)에 의해 측정되고, 제 2 기판 스테이지의 x 위치는 (도면에서) 최상부의 x-Ry-z 간섭계(105)에 의해 측정된 다.
제 1 기판 스테이지(101) 및 제 2 기판 스테이지(102)가 화살표에 의해 나타낸 바와 같이 x 방향으로 이동되는 경우, 제 2 기판 스테이지(102)는 한정된 액체(108) 아래로 이동될 것이다. 이 이동시, 제 1 기판 스테이지(101)의 y 위치 측정이 오른쪽의 y-Rx-Rz 간섭계(103)에 인계될 것이고 제 2 기판 스테이지의 y 위치 측정은 중간의 y-Rx-Rz 간섭계(103)에 인계될 것이다.
조인트 스캔 이동 이후에는, 제 2 기판 스테이지(102) 상의 기판이 투영 시스템(109)에 의해 투영된 패턴으로 노광될 수 있다. 제 1 기판 스테이지(101)는 제 1 기판 스테이지(101) 상에 지지되는 노광된 기판을 새로운 것으로 교환하도록 연속적인 제어 중에 교환 영역으로 이동될 수 있다.
위치 측정 시스템의 대안적인 실시예에서, y-Rx-Rz 간섭계(104)는 중간의 y-Rx-Rz 간섭계(103)의 기능을 인계할 수 있다. 하지만, 이러한 실시예는 비교적 긴 빔 길이가 더 큰 측정 오차들을 발생시킬 수 있기 때문에 별로 바람직하지 않다.
또 다른 대안적인 실시예에서, 중간의 y-Rx-Rz 간섭계(103)는 생략되고 다른 2 개의 y-Rx-Rz 간섭계(103)가 기판 스테이지들(101 및 102) 각각의 치수가 최대한인 거리에서 서로 더 가까이 배치된다. 이러한 실시예는 하나의 간섭계를 덜 요구하지만, 각각의 기판 스테이지(101 및 102) 상에 지지된 기판 상에 패턴을 투영하는 동안 2 개의 y-Rx-Rz 간섭계(103)들 사이에서 스위칭을 요구하기 때문에 별로 바람직하지 않다.
제 1 기판 스테이지(101) 및 제 2 기판 스테이지(102)는 조인트 스캔 이동시 x 방향으로 서로 가리며, 이는 제 1 기판 스테이지(101) 및 제 2 기판 스테이지(102)가 x 방향으로 서로 옆에 위치되는 유일한 순간이기 때문에, 이 레벨 즉 투영 시스템의 축선을 통하는 x 방향으로의 라인에서의 간섭계들(105 및 106)만은 동일한 x-Ry-z 형태로 구성되어야 한다. 이러한 이유로, 공정 영역의 오른쪽 측면에서의 다른 간섭계들(107)은 단일 축선의 z 타입 간섭계들일 수 있다.
도 4의 실시예를 이용하여, y 방향으로의 조인트 스캔 이동시 제 1 및 제 2 기판 스테이지의 연속적인 위치 측정을 수행하는 것은 가능하지 않을 수 있다. 이는, 이러한 스캔 이동시 기판 스테이지들(101 및 102) 중 하나가 한정된 액체(108)와 간섭계들(103) 사이에 완전히 위치될 때까지 간섭계들(103)을 향해 이동될 것이기 때문이다. 기판 스테이지들(101 및 102) 중 하나의 이러한 위치설정에 대한 공간이 제공되더라도, 각각의 기판 스테이지가 x-Ry-z 간섭계(105 및 106) 및 z 간섭계들(107) 각각의 범위 밖에 있기 때문에 이 기판 스테이지의 x, Ry 및 z 위치가 측정되지 않을 수 있다.
도 5의 실시예에서는, 한정된 액체(108)와 간섭계들(103) 사이의 라인 상에 x-Ry-z 간섭계(105) 및 z 간섭계(112)의 여분의 세트를 제공함으로써 연속적인 위치 측정이 얻어진다. 또한, 도 5에 나타낸 위치 측정 시스템은 도 4의 실시예의 모든 간섭계들(103, 104, 105, 106 및 107)을 포함한다. 그로 인해, 기판 스테이지들(101 및 102)의 크로싱이 투영 시스템(109)의 축선을 가로지르는 x 방향으로의 라인 상에 배치된 간섭계들(105 및 106)의 라인에서 발생할 수 있기 때문에, 공정 영역의 반대 측면들에 2 개의 여분의 x-Ry-z 간섭계들을 제공할 필요가 없고 하나 로 충분할 것이다.
또한 도 5에서, 침지 헤드 인계의 조인트 스캔 이동 바로 전이라서 한정된 액체(108)가 전부 제 1 기판 스테이지(101) 위로 위치된 기판 스테이지들(101 및 102)이 도시된다. 제 1 기판 스테이지(101)의 y 위치는 중간의 x-Ry-Rz 간섭계 103에 의해 측정되고, 제 2 기판 스테이지(102)의 y 위치는 x-Ry-Rz 간섭계 104에 의해 측정된다. 제 1 기판 스테이지(101)의 x 위치는 투영 시스템(109)의 레벨에서의 x-Ry-z 간섭계 105(또는 x-Ry-z 간섭계 106)로 측정되는 한편, 제 2 기판 스테이지의 x 위치는 노광 영역(110)과 메트롤로지/교환 영역(111)의 크로싱에 배치된 x-Ry-z 간섭계(105)에 의해 측정된다.
제 1 기판 스테이지(101) 및 제 2 기판 스테이지(102)가 화살표에 의해 나타낸 바와 같이 y 방향으로 이동되는 경우, 제 2 기판 스테이지(102)는 한정된 액체(108) 아래로 이동될 것이다. 이 이동시, 제 1 기판 스테이지(101)의 x 위치 측정은 새로 제공된 최상부의 x-Ry-z 간섭계(105)로 인계될 것이며, 제 2 기판 스테이지(102)의 x 위치 측정은 투영 시스템(109)의 레벨에서의 x-Ry-z 간섭계 105(또는 x-Ry-z 간섭계 106)로 인계될 것이다. 따라서, 새로운 간섭계들(105 및 112)의 제공으로, 침지 헤드 인계에 대해 y 방향으로의 조인트 스캔 이동시 제 1 및 제 2 기판 스테이지(101 및 102)의 연속적인 위치 측정이 가능하다.
침지 헤드 인계에 대한 조인트 스캔 이동이 y 방향으로 수행되는 경우, 투영 시스템(109)의 레벨에서 x 방향으로의 두 기판 스테이지들의 크로싱이 발생해서는 안 된다는 것을 유의한다. 그러므로, 크로싱은 y 방향으로 또 다른 레벨에서 수행 될 수 있으며, 그로 인해 그 레벨에서 제 2 x-Ry-z 간섭계 106이 공정 영역의 반대 측면에 배치될 것이 요구된다.
도 4 및 도 5의 간섭계 위치 측정 시스템들은 제 1 및 제 2 기판 스테이지(101 및 102)의 위치를 6 자유도로 측정하도록 구성된다. 위치 측정 시스템으로 더 적은 자유도가 측정되어야 하는 경우에는 간섭계들이 상이한 형태, 예를 들어 다축선 형태의 간섭계들 대신에 단일 축선으로 구성될 수 있으며 몇몇 간섭게들이 생략될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 기판 스테이지(101 및 102)의 x 및 y 위치만이 측정되어야 하는 경우, 간섭계들 103 및 104는 단일 축선의 y 간섭계들일 수 있고, 간섭계들 105 및 106은 단일 축선의 x 간섭계들일 수 있으며, z 간섭계들(107)은 생략될 수 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 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 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 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 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 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 부근의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV)방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 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 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면, 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
본 발명에 따르면, 기판 스테이지의 위치를 연속적으로 측정하는 간섭계 위치 측정 시스템을 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.

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  9. 리소그래피 장치에 있어서:
    패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 패터닝 디바이스 지지체;
    상기 장치의 노광 스테이션(exposure station) 내의 기판 상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템;
    상기 투영 시스템의 최종 요소와 상기 기판 사이의 공간 내에 액체를 한정(confine)시키도록 구성된 액체 한정 시스템;
    기판들을 유지하도록 구성된 제 1 및 제 2 기판 스테이지; 및
    상기 제 1 및 제 2 기판 스테이지들의 위치를 측정하도록 구성된 간섭계 위치 측정 시스템을 포함하여 이루어지고,
    상기 제 1 및 제 2 기판 스테이지는, 리소그래피 장치로 하여금, 상기 액체가 상기 제 1 기판 스테이지에 의해 유지된 제 1 기판과 상기 최종 요소 사이에 한정되는 제 1 구성으로부터, 상기 액체가 상기 제 2 기판 스테이지에 의해 유지된 제 2 기판과 상기 최종 요소 사이에 한정되는 제 2 구성이 되도록 하는 조인트 이동(joint movement)을 수행하기 위해 상호 작동하도록 구성되고 배치되어, 상기 조인트 이동시 상기 액체가 본질적으로 상기 최종 요소에 대한 공간 내에 한정되며,
    상기 간섭계 위치 측정 시스템은 상기 제 1 기판 스테이지 및 상기 제 2 기판 스테이지의 위치를 연속적으로 측정하도록 구성되고,
    상기 간섭계 위치 측정 시스템은 공정 영역의 일 측면에 그리고, 상기 조인트 이동의 방향과 평행인 방향을 따라 배치되는 3 개의 간섭계를 포함하여 이루어지고, 상기 3 개의 간섭계 중 2 개의 연속한 간섭계들 사이의 거리는 최대한 상기 방향으로의 상기 제 1 및/또는 제 2 기판 스테이지의 치수인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 3 개의 간섭계 중 중간의 간섭계는, 상기 간섭계의 빔이 상기 투영 시스템의 축선의 방향을 따라, 그리고 상기 조인트 이동의 방향에 수직으로 지향되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  11. 리소그래피 장치에 있어서:
    패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 패터닝 디바이스 지지체;
    상기 장치의 노광 스테이션(exposure station) 내의 기판 상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템;
    상기 투영 시스템의 최종 요소와 상기 기판 사이의 공간 내에 액체를 한정(confine)시키도록 구성된 액체 한정 시스템;
    기판들을 유지하도록 구성된 제 1 및 제 2 기판 스테이지; 및
    상기 제 1 및 제 2 기판 스테이지들의 위치를 측정하도록 구성된 간섭계 위치 측정 시스템을 포함하여 이루어지고,
    상기 제 1 및 제 2 기판 스테이지는, 리소그래피 장치로 하여금, 상기 액체가 상기 제 1 기판 스테이지에 의해 유지된 제 1 기판과 상기 최종 요소 사이에 한정되는 제 1 구성으로부터, 상기 액체가 상기 제 2 기판 스테이지에 의해 유지된 제 2 기판과 상기 최종 요소 사이에 한정되는 제 2 구성이 되도록 하는 조인트 이동(joint movement)을 수행하기 위해 상호 작동하도록 구성되고 배치되어, 상기 조인트 이동시 상기 액체가 본질적으로 상기 최종 요소에 대한 공간 내에 한정되며,
    상기 간섭계 위치 측정 시스템은 상기 제 1 기판 스테이지 및 상기 제 2 기판 스테이지의 위치를 연속적으로 측정하도록 구성되고,
    상기 간섭계 위치 측정 시스템은 상기 조인트 이동의 방향과 평행인 방향을 따라 배치되는 2 개의 간섭계를 포함하여 이루어지고, 상기 2 개의 간섭계들 사이의 거리는 최대한 상기 방향으로의 상기 제 1 및/또는 제 2 기판 스테이지의 치수인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
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