KR100903823B1 - 이머젼 리소그래피를 위한 후드 - Google Patents

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타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드
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    • G03F7/70341—Details of immersion lithography aspects, e.g. exposure media or control of immersion liquid supply

Abstract

리소그래피 장치는, 이미징 렌즈 모듈; 이미징 렌즈 모듈 아래에 위치되고 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 이미징 렌즈 모듈과 기판 스테이지 상의 기판 사이의 공간에 유체를 보유하도록 구성된 유체 보유 모듈; 및 유체 보유 모듈 내에 구성되고 상기 공간에 인접한 가열 소자를 포함한다. 가열 소자는, 유체 보유 모듈에서 가열 소자를 밀폐하기 위해 유체에 용해되지 않은 밀폐제; 유체 보유 모듈에서 가열 소자를 밀폐하기 위해 유체 보유 모듈의 상부 및 측부 중 하나에 구성되는 밀폐된 개구; 및/또는 가열 소자로 구성된 불균일 온도 보상 장치 중에서 하나를 포함한다.
이미징 렌즈, 유체 보유 모듈, 밀폐제, 기판 테이블, 흡입구

Description

이머션 리소그래피를 위한 후드{A hood for immersion lithography}
도 1a 및 도 1b는 가열 소자를 갖는 이머션 리소그래피 시스템의 다양한 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 가열 소자를 갖는 이머션 후드의 일실시예의 상면도.
도 3a 내지 도 3e는 가열 소자를 갖는 이머션 후드(immersion hood)의 다양한 실시예들의 상면도.
도 4는 가열 소자를 갖는 이머션 리소그래피 시스템을 이용하는 방법의 일실시예의 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110: 기판 테이블 120: 렌즈 시스템
130: 이머션 유체 보유 모듈 170: 가열 소자
180: 개구
본 발명은, 2006년 5월 4일에 출원되고, 발명의 명칭이 "이머션 리소그래피를 위한 후드(A Hood for Immersion Lithography)"인 미국임시출원 제60/797,443호의 우선권을 청구한다.
반도체 제조 기술들은 65나노미터, 45 나노미터 및 그 아래의 작은 특징 크기들로 진보함에 따라, 이머션 리소그래피 방법들은 이러한 제조와 연관된 문제점들을 해소하기 위해 적용된다. 이머션 리소그래피 시스템을 사용하는 노출 공정 동안, 다양한 위치들에서의 증착 효과들 및 이머션 유체(immersion fluid)와 연관된 다른 효과들은 공정 중에 웨이퍼를 차갑게 할 것이다. 히터는 온도 보상을 위해 이머션 후드에 밀폐되어 포함된다. 하지만, 이머션 후드의 밀폐된 개구(opening)는 이머션 유체와 직접 접촉한다. 개구의 밀폐는 입자 소스(particle source)가 되고, 이머션 유체 및 이머션 리소그래피 시스템에 오염물들을 도입하고, 공정 중에 웨이퍼를 오염시키고, 웨이퍼 상에 리소그래피 노출 결합들을 야기한다.
본 발명의 양상은 첨부된 도면들과 함께 읽을 때 아래의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 산업분야에서의 표준 실행에 따라, 다양한 특징들이 스케일에 따르도록 도시된 것은 아님을 주지하자. 실제로, 다양한 특징들의 치수들이 본 명세서의 명료성을 위해 임의로 증대 또는 축소될 수 있다.
아래의 설명은 많은 상이한 실시예들 또는 다양한 실시예들의 상이한 특징들을 구현하기 위한 예들을 제공한다는 것을 이해할 것이다. 구성성분들 및 장치들의 특별한 예들이 본 명세서를 단순화하기 위해 아래에서 설명된다. 물론, 이들은 단지 예들에 불과하며 제한하고자 하는 것이 아니다. 또한, 본 명세서는 다양한 예들에서 참조번호들 및/또는 문자들을 반복한다. 이러한 반복은 단순화 및 명료화를 위한 것이지, 설명되는 다양한 실시예들 및/또는 구성들 간의 관계를 본질적으로 진술하기 위한 것은 아니다.
도 1a를 참조하면, 이머션 리소그래피 시스템(100)의 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 시스템(100)은 리소그래피 패터닝을 위해 시스템(100)에 의해 처리될 기판을 유지하도록 기판 테이블(110)을 포함한다. 기판 테이블(110)은 기판 스테이지(substrate stage)일 수 있고 또는 그 일부로서 기판 스테이지를 포함한다. 기판 테이블(110)은 시스템(100)에 대하여 기판을 보호하고 이동시키도록 움직일 수 있다. 예를 들어, 기판 테이블(110)은 기판 정렬, 스테핑(stepping), 및 스캐닝을 위해 병진 및/또는 회전 변위(displacement)가 가능하도록 설계될 수 있다. 기판 테이블(110)은 정확한 움직임을 수행하기에 적합한 다양한 구성성분들을 포함할 수 있다.
기판 테이블(110)에 의해 유지되고 시스템(100)에 의해 처리될 기판은 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼일 수 있다. 반도체 웨이퍼는 기본적인 반도체, 혼합 반도체, 합금 반도체, 또는 이들의 조합을 선택적으로 포함할 수 있다. 반도체 웨이퍼는 패터닝될 폴리-실리콘, 금속, 및/또는 유전체와 같은 하나 이상의 물질층들을 포함할 수 있다. 상기 기판은 그 위에 형성된 이미징층(imaging layer)을 더 포함할 수 있다. 이미징층은 패터닝들을 만들기 위한 노출 공정에 응답하는 포토레지스트층(레지스트층)일 수 있다. 이미징층은 포지티브형 또는 네거티브형 레지스트 물질일 수 있고, 다층 구조를 가질 수 있다. 한가지 예시적인 레지스트 물질은 화학 증폭기(chemical amplifier: CA) 레지스트이다.
이머션 리소그래피 시스템(100)은 기판 테이블(110) 상에 구성된 이미징 렌즈 시스템들(또는 렌즈 시스템)(120)을 포함한다. 반도체 웨이퍼는 렌즈 시스템(120) 아래에 놓이는 기판 테이블(110) 상에 위치될 수 있다. 렌즈 시스템(120)은 단일 렌즈, 또는 다중 렌즈들 및/또는 다른 렌즈 구성성분들을 가질 수 있는 조명 시스템(예를 들어, 콘덴서)을 더 포함하거나 조명 시스템에 통합될 수 있다. 예를 들어, 조명 시스템은 마이크로렌즈 어레이들, 쉐도우 마스크들, 및/또는 다른 구조물들을 포함할 수 있다. 렌즈 시스템(120)은 단일 렌즈 요소 또는 복수의 렌즈 요소들을 가질 수 있는 대물 렌즈를 더 포함할 수 있다. 각각의 렌즈 요소는 투명 기판을 포함할 수 있고, 복수의 코팅층들을 더 포함할 수 있다. 투명 기판은 종래의 대물 렌즈일 수 있고, 용해된 실리카(SiO2), 칼슘-플로라이드(CaF2), 리튬 플로라이드(LiF), 바륨 플로라이드(BaF2), 또는 다른 적절한 물질로 만들어질 수 있다. 각 렌즈 요소들을 위한 상기 물질들은 흡수(absorption) 및 스캐터링(scattering)을 최소화하기 위해 리소그래피 공정에 사용되는 빛의 파장에 기초하여 선택될 수 있다.
시스템(100)은 제 1 유체(140)를 제공하고 유지하도록 설계된 유체 보유 모듈(fluid retaining module: 130)을 포함한다. 유체 보유 모듈은 실질적으로 스테인리스 철과 같은 합금을 포함할 수 있다. 제 1 유체는 워터(water)와 같은 이머션 유체를 포함할 수 있다. 이머션 유체는 워터 용액, DIW(de-ionized water), 가스, 또는 워터보다 높은 굴절률을 갖는 다른 적절한 유체를 포함할 수 있다. 이머션 유체는 첨가물을 더 포함할 수 있다. 이머션 유체 보유 모듈(130)은 렌즈 시스템(120)에 근접하여, 예를 들면, 주변에 위치될 수 있고, 이머션 유체를 유지하는 것에 부가하여 다른 기능들을 위해 설계될 수 있다. 예를 들어, 유체 보유 모듈(130)은 또한 제 1 유체(140)를 억제하기 위해 제 2 유체를 제공하도록 설계된다. 제 2 유체는 건조 공기와 같은 공기일 수 있다. 대안으로, 제 2 유체는 습한 공기, 소수성 액체(hydrophobic liquid), 또는 다른 적절한 유체를 포함할 수 있다.
유체 보유 모듈(130)은 리소그래피 노출 공정을 위한 제 1 및 제 2 유체들을 제공하고, 또는 다른 적절한 기능들을 수행하기 위해 어퍼처들(apertures) 및 경로들과 같은 다양한 특징들을 포함할 수 있다. 특히, 모듈(130)은 렌즈 시스템(120)과 기판 테이블(110) 상의 기판 사이의 공간에 이머션 유체(140)를 제공 및 전송하기 위해 이머션 유체 흡입구로서 어퍼처(152)를 포함한다. 모듈(130)은 또한 이머션 유체를 위한 배수구로서 이머션 유체 배출구(154)를 포함한다. 모듈(130)은 이머션 유체를 위한 경로를 형성하도록 구성된 어퍼처(156) 및 또 다른 어퍼처(158) 를 더 포함한다. 상기 경로는 렌즈 시스템(120)과 기판 테이블(110) 상의 기판 사이의 공간에 있는, 이머션 유체 흡입구(152)에서 어퍼처(156) 사이 및 어퍼처(158)에서 이머션 유체 배출구(154) 사이의 경로이다. 모듈(130)은 제 2 유체에 대한 경로를 형성하도록 구성되는 제 2 유체 흡입구(162a), 어퍼처(164a), 또 다른 어퍼처(166a), 및 제 2 유체 흡입구(168a)를 더 포함한다. 제 2 유체는 모듈(130)과 기판 테이블(110) 상의 기판 사이의 공간을 통해 어퍼처(164a)로 흘러나가고, 이어서 어퍼처(166a)로 흘러나간다. 제 2 유체는 렌즈 시스템(120)과 기판 테이블(110) 상의 기판 사이의 공간에서 이머션 유체(140)를 억제하기 위해 압력을 제공한다. 유사하게, 모듈(130)은 제 2 유체를 위해 설계되며 렌즈 시스템(120) 주변에 구성되는 부가적인 경로들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 모듈(130)은 제 2 유체를 위한 또 다른 경로를 형성하도록 구성되는, 제 2 유체 흡입구(162b), 어퍼처(164b), 또 다른 어퍼처(166b), 및 제 2 유체 배출구(168b)를 더 포함할 수 있다.
시스템(100)은 유체 보유 모듈(130)에 포함되거나 그것과 함께 통합된 가열 소자(170)를 포함한다. 가열 소자(170)는 이머션 유체(140) 및 기판 테이블(110) 상에 위치된 기판에 열을 제공하도록 설계되고, 이머션 리소그래피 공정 동안 증착 효과들을 포함하는 인자들(factors)로부터 열 누출을 보상한다. 가열 소자(170)는 원, 곡선(curve) 또는 아크 레이아웃(arc layout) 등과 같은 다양한 구성들로 설계될 수 있다.
유체 보유 모듈(130) 및 가열 소자(170)는 이머션 후드를 형성한다. 가열 소자(170)는 코일, 액체 및 가스와 같은 유체, 할로겐 램프와 같은 램프, 또는 그들 의 조합들을 포함하는 메커니즘을 구형할 수 있다. 하나의 예에서, 도전 물질로 만들어진 코일은 전류를 전달하도록 구성되고 설계된다. 리소그래피 공정 동안 생성된 주울 열(joule heat)은 렌즈 시스템(120) 사이의 공간을 통해 흐르는 이머션 유체(140)에 그리고 처리될 기판에 전달되어, 온도 보상 및 제어를 가능하게 한다. 또 다른 예에서, 가열된 유체는 가열 파워 및 온도 제어를 제공하기 위해 모듈(130)에 제공된다. 가열된 유체는 워터와 같은 액체 또는 공기와 같은 가스를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 가열 소자(170)는 가열 파워를 제공하기 위해 할로겐 램프와 같은 램프를 사용할 수 있다.
이머션 후드의 상면도인 도 2를 참조하면, 가열 소자(170)가 아래에서 추가적으로 설명된다. 제 1 및 제 2 유체들을 위한 흡입구들, 배출구들, 및 어퍼처들을 포함하는 다른 특징들은 단순화를 위해 도 2에 도시되어 있지 않다. 가열 소자(170)는 향상된 가열 효과를 위한 적절한 구성으로 유체 보유 모듈(130)에 위치된다. 가열 소자(170)는 복수의 세그먼트들을 갖도록 설계될 수 있다. 가열 소자(170)는 직선, 곡선, 원형, 또는 아크(arc)로 구성될 수 있다. 가열 소자(170)는 직경 방향으로 내부 경계에서 외부 경계로 측정된 유체 보유 모듈(130)의 직경 폭(D2)의 약 1/15보다 작은 벽 두께(D1)를 가질 수 있다.
유체 보유 모듈(130)은 가열 소자(170)를 삽입하도록 설계된 밀폐된 개구(180)를 포함할 수 있다. 밀폐된 개구(180)는 약 1mm와 10mm 사이에 걸치는 치수를 가질 수 있다. 밀폐된 개구(180)는 모듈(130)의 상부(192)에 위치될 수 있다. 대안으로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 밀폐된 개구(180)는 모듈(130)의 측면 부 분(194)에 위치될 수 있다. 밀폐된 개구(180)가 모듈(130)의 바닥 부분(196)으로부터 떨어져 모듈(130) 내에 설계되므로, 이머션 유체에 대하여 밀폐제(sealant)로부터의 오염물들이 실질적으로 제거된다. 또 다른 예에서, 가열 소자(170)는 임의의 노출된 밀폐 개구들이 없이 유체 보유 모듈(130)에 설치된다. 예를 들어, 모듈(130)은 가열 소자(170)를 포함하기 위해 오목부들을 갖도록 설계 및 제조된 두 개의 단일 부분들(monolithic parts)과 같은 두개의 부분들을 포함할 수 있다. 두 개의 개별 부분들은 용접(welding), 연동(interlock), 및/또는 다른 기계적인 또는 화학적인 보호 기술들과 같은 방법에 의해 서로 조합된다.
이머션 유체와 제 2 유체에 용해되는지 않는 밀폐제로 밀폐된 개구(180)가 집합적으로 또는 선택적으로 설계될 수 있다. 밀폐 개구(180)에 사용되는 밀폐제는 합금, 세라믹, 폴리머 물질, 또는 그들의 조합들로부터 선택될 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 합금은 스테인리스 철을 포함한다. 또 다른 예에서, 세라믹 밀폐제는 수정(quartz) 및/또는 제로듀(zerodur)를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 폴리머 밀폐제는 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluorethylene)(PTFE 또는 TEFLON) 및/또는 플라스틱 폴리머를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 폴리머 밀폐제는 자외선(UV) 방사 및/또는 열처리에 의해 달성되는 크로스 링크된(cross-linked) 폴리머 물질을 포함할 수 있다. 밀폐된 개구(180)는 선택적으로, 이머션 유체에 용해되거나 용해되지 않는 밀폐제로 코딩된 커버층을 더 포함할 수 있다. 커버층은 이머션 유체 및 제 2 유체에 용해되지 않는 물질을 포함한다. 커버층은 용해되지 않으므로, 밀폐된 개구(180) 내의 밀폐제로부터 연관된 오염물들은 제거 된다. 불용해성 밀폐제 및 불용해성 커버층을 사용함으로써, 밀폐된 개구(180)는 공정 중에, 이머션 유체와 기판을 오염시키지 않고 모듈(130)의 바닥 부분(194)에 선택적으로 구성될 수 있다.
가열 소자(170)는 불균일 모드(non-uniform mode)에서 열 누출을 보상하도록 설계될 수 있다. 일실시예에서, 가열 소자(170)는 불균일 온도 보상을 위해 동작가능하도록 구성된 복수의 세그먼트들(또는 부분들)을 포함한다. 도 3a에 도시된 예에 대하여, 가열 소자(170)는 각각 실질적으로 반원으로 구성된 두 개의 가열 코일들(170a,170b)을 포함한다. 두 개의 가열 코일들(170a,170b)에 각각 인가되고 제어가능한 상이한 전기 파워들은 모듈(130)의 두 개의 대응하는 영역들(상부 영역 및 하부 영역)에 상이한 가열 파워들 및 온도 보상 효과들을 제공할 수 있다. 그러므로, 두 개의 대응하는 영역들에서의 불균일 열 누출은 효과적으로 보상될 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같은, 또 다른 예에서, 가열 소자(170)는 다양한 치수들을 갖는 실질적으로 두 개의 원들로 구성되는 세 개의 가열 코일들(170a,170b,170c)을 포함한다. 세 개의 가열 코일들(170a,170b,170c)에 인가되고 제어가능한 상이한 전기 파워들은 모듈(130)에 대응하는 영역들(예컨대, 내부 영역 및 외부 영역)에 상이한 가열 파워들 및 온도 보상 효과들을 제공할 수 있다. 그러므로, 두 개의 대응하는 영역들에서의 불균일 가열 누출은 효과적으로 보상될 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같은 또 다른 예에서, 가열 소자(170)는 각각 실질적으로 1/4 원으로 구성되는 4개의 가열 코일들(170a,170b,170c,170d)을 포함한다. 4개의 가열 코일들(170a 내지 170d)에 인가되고 제어가능한 상이한 전기 파워들은 모듈(130)의 4개 의 대응하는 영역들에 상이한 가열 파워들 및 열 보상 효과들을 제공하고, 4개의 대응하는 영역들에서 불균일 가열 누출에 대한 보상을 수행할 수 있다.
도 3d에 도시된 바와 같은, 또 다른 예에서, 가열 소자(170)는 각각 실질적으로 반원으로 구성된 두 개의 유체 채널들(170a,170b)을 포함한다. 각각의 유체 채널은 상이한 온도들, 상이한 흐름 레이트들(flow rates), 및/또는 상이한 압력들을 갖는 가열된 유체들을 제공함으로써 상이한 가열 파워를 가질 수 있도록 설계된다. 그러므로, 모듈(130)의 두 개의 대응하는 영역들은 상이한 가열 파워들 및 열 보상 효과들을 받을 수 있다. 도 3e에 도시된 바와 같은, 또 다른 예에서, 가열 소자(170)는 각각 실질적으로, 상이한 치수들을 갖는 원으로 구성되는 두 개의 유체 채널들(170a,170b)을 포함한다. 각각의 유체 채널은 상이한 온도들, 흐름 레이트들, 또는 압력들을 가질 수 있도록 설계된다. 그러므로, 모듈(130)의 두 개의 대응하는 영역들(내부 영역 및 외부 영역)은 상이한 가열 파워들 및 열 보상 효과들을 받을 수 있다. 또 다른 예에서, 다수의 할로겐 램프들은 국부화된 가열 보상(localized heating compensation)을 구현하는데 있어 어레이(array)를 형성하도록 모듈(130)의 다양한 위치들에서 구성될 수 있다. 또한, 도 3a 내지 도 3e에서 설명된 다양한 예들에서, 각 영역에 대한 가열 파워는 위치 의존 열 보상(location dependent thermal compensation)을 구현하기 위해 시스템(100)에 구성된 열 센서에 의해 측정된 국부적인 온도와 같은 처리 파라미터들에 따라 동적으로 조정가능하다.
가열 소자(170)는 다양한 방식 및 기술들로 유체 보유 모듈(130)과 통합될 수 있다. 예를 들어, 가열 코일(들)은 매우 낮은 온도에서 작은 치수들로 축소되고, 모듈(130)의 내부 공간에 삽입되고, 이어서, 상온의 상기 공간에서 팽창되고, 보호될 수 있다. 액체 질소를 이용하는 방법에 의해 낮은 온도가 코일(들)에 제공될 수 있다.
유체 보유 모듈(130) 및 통합된 가열 소자를 구비한 이머션 후드를 갖는 시스템(100)은 밀폐제로부터 오염물들을 줄이고, 국부화된 열 보상을 수행하고, 다른 성능 향상을 달성하기 위해 다양한 변형들을 가질 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)은 공정 중에 기판의 온도, 기판 테이블(110)의 위치 또는 유체 보유 모듈(130)과 기판 테이블 상의 기판 사이의 거리, 및 제 1 및 제 2 유체들의 압력을 포함한 온도, 위치, 및 압력을 각각 감지하도록 구성된 열 센서들, 위치 센서들, 및 압력 센서들과 같은 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 기판 테이블(110)은 기판 테이블에 가열된 유체를 제공하기 위해 여기에 포함된 다양한 가열 특징들 또는 메커니즘을 부가적으로 포함할 수 있다.
이머션 리소그래피 시스템(100)은 방사 소스를 더 포함할 수 있다. 방사 소스는 적절한 자외선(UV) 또는 엑스트라 UV(EUV) 광원일 수 있다. 예를 들어, 방사 소스는 436nm(G-line) 또는 365nm(I-line)의 파장을 갖는 수은 램프; 248nm의 파장을 갖는 크립톤 플로라이드(KrF) 엑시머 레이저; 193nm의 파장을 갖는 아르곤 플로라이드(ArF) 엑시머 레이저; 157nm의 파장을 갖는 플로라이드(F2) 엑시머 레이저; 또는 원하는 파장(예컨대, 약 100nm 아래)을 갖는 다른 광원들일 수 있다.
이머션 리소그래피 공정 중에, 포토마스크(또는, 마스크 또는 레티 클(reticle)이라고 함)가 시스템(100)에 제공될 수 있다. 상기 마스크는 투명 기판 및 패턴화된 흡수층을 포함할 수 있다. 투명 기판은 븅규산염 글래스(borosilicate glass) 및 소다 석회 글래스(soda lime glass)와 같은 용해된 실리카(SiO2)를 사용할 수 있다. 투명 기판은 칼슘 플로라이드 및/또는 다른 적절한 물질들을 사용할 수 있다. 패턴화된 흡수층은 크롬(Cr) 및 산화철로 만들어진 금속막 또는 MoSi, ZrSiO, SiN, 및/또는 TiN으로 만들어진 무기물 막(inorganic film)을 침착하는 것과 같은, 복수의 공정들 및 복수의 물질들을 사용하여 형성될 수 있다.
도 4는 이머션 리소그래피 시스템(100)과 같은 이머션 리소그래피 장치를 사용하기 위한 한 가지 예시적인 방법(200)의 흐름도를 제공한다. 상기 방법(200)은 여기에 통합된 가열 소자와 유체 보유 모듈을 갖는 리소그래피 장치를 제공함으로써 스텝(202)에서 시작한다. 리소그래피 장치는 이머션 리소그래피 시스템(100)과 실질적으로 유사할 수 있다. 소정의 패턴을 갖는 마스크가 또한 제공되고, 이머션 리소그래피 장치에 적절히 위치될 수 있다. 처리될 기판이 또한 제공되고, 리소그래피 장치의 기판 테이블 상에 위치될 수 있다. 상기 기판은 포토레지스트층과 같은 이미징층(imaging layer)으로 코팅된 반도체 웨이퍼일 수 있다.
상기 방법(200)은 이미징 렌즈모듈과 기판 테이블 상의 기판 사이의 공간에 이머션 유체를 흐르게 함으로써 스텝(204)으로 진행할 수 있다. 스텝(204)에서, 공기와 같은 제 2 유체가 렌즈 시스템과 기판 사이의 공간에 이머션 유체를 억제하도록 제공될 수 있다.
상기 방법(200)은 가열 소자를 제어함으로써 기판 테이블 상의 기판 및 이머션 유체를 가열하여 스텝(206)으로 진행할 수 있다. 가열 소자는 균일하게 또는 불균일하게 열 보상을 제공하도록 동적으로 제어될 수 있다. 스텝들(204,206)은 상이란 시퀀스에서 수행될 수 있다.
상기 방법(200)은 이머션 유체를 통해 기판에 노출 공정을 수행하여 스텝(208)으로 진행할 수 있다. 자외선(UV) 광과 같은 방사 에너지는 공정 중에 기판 상에 그리고 이머션 유체를 통해 투사될 수 있다. 기판은 스텝-스캔 모드와 같은 적절한 다양한 모드들에서 노출될 수 있다. 기판의 각 필드(field)는 투사된 UV 방사 하에서 스텝되고, UV 방사에 의해 스캔된다. 스텝(208)에서 노출 공정 동안, 스텝(206)에서의 가열 소자와 스텝(204)에서 제공된 유체들로부터의 열 보상은 스텝(208)의 노출 공정을 통해 지속될 수 있다.
다른 처리 스텝들은 상술한 스텝들 202 내지 208 앞, 그 사이, 및/또는 그 후에 부가적으로 또는 선택적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 포토레지스트층을 굽는 것과 그것을 현상하는 것은 스텝(208)에서의 노출 공정 후에 수행될 수 있다.
그러므로, 본 명세서는 리소그래피 장치를 제공한다. 리소그래피 장치는 이미징 렌즈 모듈; 이미징 렌즈 모듈 아래에 위치되고 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 이미징 렌즈 모듈과 기판 스테이지 상의 기판 사이의 공간에 유체를 유지하도록 구성된 유체 보유 모듈; 및 유체 보유 모듈 내에 구성되고 상기 공간에 인접한 가열 소자를 포함한다. 가열 소자는 유체에 용해되지 않는 밀폐제로 유체 보유 모듈에서 밀폐되는 가열 소자; 유체 보유 모듈의 상부 및 측부 중 하나에서 구성되는 밀폐된 개구를 갖는 유체 보유 모듈에서 밀폐되는 가열 소자; 온도를 국부적으로 제어할 수 있도록 설계된 복수의 부분들을 갖는 가열 소자 중 적어도 하나를 포함한다.
리소그래피 장치에서, 밀폐제는 합금, 세라믹, 폴리머, 및 그들의 조합들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 물질을 포함할 수 있다. 밀폐제는 스테인리스 철, 수정, 제로듀, 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluorethylene), 플라스틱 폴리머 및 그들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질을 포함할 수 있다. 밀폐된 개구는 약 1mm와 10mm 사이에 걸치는 치수를 가질 수 있다. 가열 소자는 코일, 유체, 램프, 및 그들의 조합들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가열 메커니즘을 포함할 수 있다. 가열 소자는 도전 코일, 액체, 가스, 및 할로겐 램프로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가열 메커니즘을 포함할 수 있다. 가열 소자는 유체 보유 모듈의 직경 폭의 약 1/15보다 작은 벽 두께를 가질 수 있다. 가열 소자는 유체 보유 모듈 내에 구성된 복수의 세그먼트들을 포함할 수 있다. 가열 소자는 원, 곡선, 직선, 아크 및 그들의 조합들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 구성을 포함할 수 있다. 가열 소자는 유체 보유 모듈에서 원으로 구부러진 2개의 세그먼트들 및 4개의 세그먼트들 중 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서는 또한 이머션 리소그래피 장치에 통합된 이머션 후드를 제공한다. 이머션 후드는 이머션 리소그래피 공정을 위한 유체를 제공하도록 구성된 유체 보유 모듈; 및 유체 보유 모듈 내에 구성된 가열 소자를 포함한다. 가열 소자는, 유체에 용해되지 않는 밀폐제로 유체 보유 모듈에서 밀폐되는 가열 소자; 유체 보 유 모듈의 상부와 측부 중 하나에 구성된 밀폐된 개구를 갖는 유체 보유 모듈에서 밀폐되는 가열 소자; 및 불균일 온도 보상을 제공할 수 있도록 설계된 가열 소자 중에서 적어도 하나를 포함한다.
개시된 이머션 후드에서, 유체 보유 모듈은 각각 제 1 유체와 제 2 유체를 제공하는데 있어, 유체 보유 모듈의 바닥 부분에 부분적으로 구성되는 제 1 유체 공급 유닛 및 제 2 유체 공급 유닛을 포함할 수 있다. 제 1 유체는 이머션 유체를 포함할 수 있다. 이머션 유체는 워터를 포함할 수 있다. 제 2 유체는 공기를 포함할 수 있다. 밀폐제는 합금, 세라믹, 폴리머, 및 그들의 조합들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 물질을 포함할 수 있다. 가열 소자는 코일, 유체, 램프, 및 그들의 조합들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가열 메커니즘을 포함할 수 있다. 가열 소자는 불균일 온도 보상을 제공하도록 제어가능하게 설계된 복수의 부분들을 포함할 수 있다.
본 명세서는 또한 통합된 가열 소자를 갖는 이머션 리소그래피 장치를 이용하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 함께 통합된 가열 소자와 유체 보유 모듈을 갖는 리소그래피 장치를 제공하는 단계; 이미징 렌즈 모듈 및 패턴화될 기판 사이의 공간에 이머션 유체를 흘리는 단계; 가열 소자를 제어함으로써 이머션 유체와 기판을 가열하는 단계; 및 이머션 유체를 통해 기판에 노출 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
가열 소자는, 유체에 용해되지 않는 밀폐제로 유체 보유 모듈에서 밀폐되는 가열 소자; 유체 보유 모듈의 상부와 측부 중 하나에 구성되는 밀폐된 개구를 갖는 유체 보유 모듈에서 밀폐되는 가열 소자; 및 국부적으로 온도를 제어할 수 있도록 설계된 복수의 부분들을 갖는 가열 소자 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이머션 유체와 기판을 가열하는 단계는 가열 보상을 국부적으로 제공하기 위해 가열 소자를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
기술분야의 당업자가 상세한 설명을 잘 이해할 수 있도록 여러 가지 실시예들의 특징들을 설명하였다. 당업자는 여기에 소개된 실시예들과 동일한 목적들 및/또는 동일한 이점들을 실행하기 위해 다른 공정들 및 구조들을 설계하거나 변형하기 위한 기본으로서 본 명세서를 용이하게 이용할 수 있음을 이해해야 한다. 당업자는 또한, 등가물이 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않으며, 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 다양한 변경들, 대체들 및 개조들이 가능하다는 것을 이해해야 한다.
본 발명은, 이미징 렌즈 모듈; 이미징 렌즈 모듈 아래에 위치되고 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 이미징 렌즈 모듈과 기판 스테이지 상의 기판 사이의 공간에 유체를 보유하도록 구성된 유체 보유 모듈; 및 유체 보유 모듈 내에 구성되고 상기 공간에 인접한 가열 소자를 포함하는 리소그래피 장치를 제공한다.

Claims (11)

  1. 리소그래피 장치에 있어서,
    이미징 렌즈 모듈(imaging lens module);
    상기 이미징 렌즈 모듈 아래에 위치되고, 기판을 보유(hold)하도록 구성된 기판 테이블;
    상기 이미징 렌즈 모듈과 기판 스테이지 상의 기판 사이의 공간에 유체를 보유하도록 구성된 유체 보유 모듈; 및
    상기 유체 보유 모듈에 통합되고, 상기 공간에 인접한 가열 소자;를 포함하고,
    상기 가열 소자는;
    상기 가열 소자가 상기 유체에 용해되지 않는 밀폐제(sealant)로 상기 유체 보유 모듈에서 밀폐되도록 구성되는 상기 밀폐제;
    상기 가열 소자가 밀폐된 개구(sealed opening)를 갖는 상기 유체 보유 모듈에서 밀폐되도록 구성되는 상기 밀폐된 개구로서, 상기 유체 보유 모듈의 상부 또는 측부에 구성되는, 상기 밀폐된 개구; 및
    동작가능하게 그리고 국부적으로 온도를 제어하도록 설계된 상기 가열 소자의 복수의 부분들; 중 적어도 하나를 포함하는, 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀폐된 개구는 1mm와 10mm 사이의 범위에 걸치는 치수를 갖는, 리소그래피 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 소자는 상기 유체 보유 모듈의 직경 폭의 1/15보다 작은 벽 두께를 갖는, 리소그래피 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 소자는, 상기 유체 보유 모듈 내에 형성되고, 복수의 세그먼트들로 구성되는, 리소그래피 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 소자는 원, 곡선, 직선 및 아크(arc)로 구성되는 군에서 선택된 어느 하나의 요소를 적어도 포함하는, 리소그래피 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 소자는, 상기 유체 보유 모듈 내에 형성되고, 2개 또는 4개의 세그먼트들로 구성되는, 리소그래피 장치.
  7. 이머션 리소그래피 장치에 통합된 이머션 후드(immersion hood)에 있어서,
    이머션 리소그래피 공정을 위한 유체를 제공하도록 구성된 유체 보유 모듈; 및
    상기 유체 보유 모듈에 구성된 가열 소자;를 포함하고,
    상기 가열 소자는,
    상기 유체 보유 모듈 내의 상기 가열 소자를 밀폐하기 위한, 상기 유체에 용해되지 않는 밀폐제;
    상기 유체 보유 모듈 내의 상기 가열 소자를 밀폐하기 위해 상기 유체 보유 모듈의 상부 및 측부 중 하나에 구성되는 밀폐된 개구; 및
    상기 가열 소자로 구성된 불균일 온도 보상 장치; 중 적어도 하나를 포함하는, 이머션 후드.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유체 보유 모듈은, 제 1 유체와 제 2 유체를 각각 제공하는데 있어, 상기 유체 보유 모듈의 바닥 부분에 부분적으로 구성된 제 1 유체 공급 유닛 및 제 2 유체 공급 유닛을 포함하는, 이머션 후드.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 가열 소자는 코일, 유체 및 램프로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 메커니즘을 적어도 포함하는, 이머션 후드.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 가열 소자는 불균일 온도 보상을 제공하기 위해 제어가능하게 설계된 복수의 부분들을 포함하는, 이머션 후드.
  11. 함께 통합된 가열 소자 및 유체 보유 모듈을 갖는 리소그래피 장치를 제공하는 단계로서, 상기 가열 소자는,
    상기 유체에 용해되지 않는 밀폐제로 상기 유체 보유 모듈에서 밀폐되는 가열 소자;
    상기 유체 보유 모듈의 상부 및 측부 중 하나에 구성되는 밀폐된 개구를 갖는 상기 유체 보유 모듈에서 밀폐되는 가열 소자; 및
    국부적으로 온도를 제어할 수 있도록 설계된 복수의 부분들을 갖는 가열 소자; 중 적어도 하나를 포함하는, 상기 리소그래피 장치 제공 단계;
    이미징 렌즈 모듈과 패턴화된 기판 사이의 공간에 이머션 유체를 흘리는 단계,
    상기 가열 소자를 제어함으로써 상기 이머션 유체와 상기 기판을 가열하는 단계; 및
    상기 이머션 유체를 통해 상기 기판에 노출 공정을 수행하는 단계;를 포함하는, 이머션 리소그래피 방법.
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