KR101083747B1 - 세정 방법, 장치 및 세정 시스템 - Google Patents

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마르쿠스 게르하르두스 헨드리쿠스 메이예른크
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칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
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Abstract

본 발명은 장치의 광학 요소들을 세정하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 장치는 방사선 빔을 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성되고 상기 방사선 빔의 경로에 시퀀스로 배치되는 복수의 광학 요소들을 포함하며, 상기 세정 방법은 1 이상의 제 1 방사선 도즈를 수용하는 상기 시퀀스의 제 1 광학 요소보다 누적하여 짧은 세정 주기를 활용하는 상기 장치의 작동 동안 1 이상의 상대적으로 적은 제 2 방사선 도즈를 수용하는 시퀀스의 1 이상의 제 2 광학 요소를 세정하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 방사선 도즈는 각각의 상대적으로 큰 제 1 방사선 도즈보다 작다.

Description

세정 방법, 장치 및 세정 시스템{CLEANING METHOD, APPARATUS AND CLEANING SYSTEM}
본 발명은 세정 방법, 장치 및 세정 시스템에 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. 그 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. 공지된 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 또는 역-평행 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패 턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
광학 요소 표면들[예를 들어, 극 자외선(EUV) 리소그래피 장치]은 장치가 작동하는 동안 오염물의 성장(예를 들어, 탄화)을 겪을 수 있다. 이러한 오염은 광학 표면들의 환경(예를 들어, 진공 환경, 레지스트, 방사선 소스 등)에 의하여 유발될 수 있다. EUV리소그래피 환경에서는, 다중층 거울들이 통상적으로 이러한 광학 표면들을 제공한다. 이러한 오염을 제거하기 위하여, 구성요소들의 세정이 요구된다. 예시적 세정 방법은, 예를 들어 고온의 필라멘트에 의하여 생성되는 수소 원자를 이용하는 광학 경로 상의 거울들을 세정하는 것에 기초한다.
일 실시예에 따르면, 장치의 1 이상의 광학 요소들을 세정하기 위한 방법이 제공되며, 상기 장치는 방사선 빔을 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성되고 상기 방사선 빔의 경로에 시퀀스로 배치되는 복수의 광학 요소들을 포함하며, 상기 방법은 제 1 방사선 도즈를 수용하는 상기 시퀀스의 제 1 광학 요소보다 누적적으로 짧은 세정 주기를 활용하는 상기 장치의 작동 동안 제 2 방사선 도즈 - 상기 제 2 방사선 도즈는 상기 제 1 방사선 도즈보다 작음 - 를 수용하는 시퀀스의 제 2 광학 요소를 세정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 광학 요소들 - 상기 광학 요소들은 상이한 방사선 도즈들을 수용하고 상기 광학 요소들의 오염 비율들은 상기 방사선 도즈들과 상호관련됨 - 의 시퀀스를 활용하여 기판의 타겟부 상에 방사선 빔을 투영하는 단계;
상기 광학 요소들 중 적어도 하나를 세정하기 위하여 다수의 세정 사이클 - 각각의 세정 사이클은 적은 방사선 도즈가 수용된 광학 요소가 상기 적은 방사선 도즈보다 많은 방사선 도즈가 수용되는 광학 요소보다 짧은 시간 주기 동안 세정되거나 덜 자주 세정되도록 상기 광학 요소에 의하여 수용되는 방사선 도즈를 토대로 상기 시퀀스의 광학 요소를 세정하는 것과 관련되어 있음 - 을 실행하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
일 실시예에 따르면,
방사선 빔을 콘디셔닝하도록 구성되는 조명시스템;
상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지부;
기판을 유지하도록 구성된 기판테이블;
상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성되는 투영시스템; 및
상기 장치의 1 이상의 광학 요소들을 세정하도록 구성되고, 상기 조명시스템의 광학 요소들보다 누적적으로 더 짧은 시간 동안 상기 투영시스템의 광학 요소를 세정하도록 구성되는 세정 시스템을 포함하는 장치가 제공된다.
일 실시예에 따르면, 장치의 1 이상의 광학 요소들을 세정하도록 되어 있는 세정 시스템이 제공되고, 상기 광학 요소들은 상기 장치에 의해 수행되는 프로세스 동안 사용되는 방사선 빔의 경로 내에 배치되며, 상기 세정 시스템은 상기 프로세스 동안 이러한 각각의 요소들에 의하여 수용되는 방사선의 양에 따라 상기 방사선 빔의 경로 내에 배치되는 상기 광학 요소들 중 하나 또는 일부를 세정하도록 구성된다.
이하, 본 발명의 실시예들이 대응되는 참조부호들이 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부도면을 참조하여 예시의 방법으로 설명될 것이다.
도 1은 리소그래피 장치의 일 실시예를 나타낸 도;
도 2는 광학 요소들의 시퀀스의 일 실시예 및 세정 시스템의 일부를 개략적으로 나타낸 도;
도 3은 세정 방법의 일 실시예의 개략적인 플로우차트; 및
도 4는 세정 방법의 또 다른 실시예의 개략적인 플로우차트이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 도 2는 그것의 추가 실시예를 도시한다. 상기 장치는:
방사선 빔(PB)(예를 들어, 특히 실질적으로 EUV 방사선을 포함하는 UV 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 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연 결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(PB)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(PS)(예를 들어, 굴절 투영렌즈 시스템)을 포함한다. 도 1에는 다양한 광학 요소들(PS1, PS2, PS3,..., PSN)(투영 시스템은 N 개의 광학 요소를 포함함)이 개략적으로 도시되어 있다. 예를 들어, 투영시스템 광학 요소들은 EUV 타입 투영 빔 리소그래피 장치 내에 복수의 거울(PS1, PS2, PS3,..., PSN)을 포함할 수 있다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 그들의 여하한의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 도 2는 복수의 광학 요소(IL1, IL2, IL3, IL4)를 갖는 일루미네이터의 일부를 나타내고 있다. 예를 들어, 상기 조명시스템은 EUV 타입 투영 빔 리소그래피 장치 내에 복수의 거울들(IL1, IL2, IL3, IL4)을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 장치는 광학 요소들의 시퀀스를 포함하며, 상기 요소들은 방사선의 경로(R) 내에 배치되고, 상기 광학 요소들의 시퀀스는, 예를 들어 [방사선 빔의 전파 방향에 대하여 패터닝 디바이스(MA)로부터 보아 상류에 배치되는] 조명시스템(IL)의 요소들(IL1, IL2, IL3, IL4) 및 [방사선 빔의 전파 방향에 대하여 패터닝 디바이스(MA)로부터 보아 하류에 배치되는] 투영시스템의 요소들(PS1, PS2, PS3,..., PSN)을 포함한다.
지지구조체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 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 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 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 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, 반사형 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과형 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블(및/또는 지지 구조체)이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블(및/또는 지지 구조체)이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블(및/또는 지지 구조체)에서는 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 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 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. 일 실시예에서, 방사선 소스는 플라즈마 EUV 소스, 예를 들어 주석(Sn) 플라즈마 EUV 소스이다. 예를 들어, 이러한 방사선 소스에서, Sn 원자들은 낮은 파워의 레이저를 이용하여 (예를 들어, 전기적으로) 가열될 수 있다. EUV 방사선 소스는 또한 상이한 방사선 소스, 예를 들어 Li 또는 Xe '퓨얼드(fueled)' 플라즈마 방사선 소스일 수 있다. 또한, 사용시, 소량의 플라즈마가 소스로(SO)부터 나와 콜렉터(K) 및 일루미네이터(IL)를 향할 수 있다. 콜렉터(K)는 방사선 소스(SO)로부터의 방사선을 수집할 수 있다. 콜렉터(K)는 수집된 방사선(R)을 조명 시스템(IL)으로 투과시키도록 구성될 수 있다. 특히, 콜렉터(K)는 방사선 소스로부터 수용된 입사 방사선을 작은 포커싱 영역 또는 포커싱 지점 상에 포커싱하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 소스(SO)로부터 나오는 입자들을 캡처링하기/저감시키기 위해 1 이상의 데브리 저감 시스템, 예를 들어 소위 포일 트랩들(foil trap)(도시 안됨)이 제공될 수도 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 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 및 콘덴서와 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(PB)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(MA)에 의해 반사된 후, 상기 방사선 빔(PB)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(PB)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(IF1)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(PB)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)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, 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 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, 패터닝 디바이스(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, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 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)은 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, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)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, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 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 용이 하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
일반적으로, 리소그래피 장치의 모든 광학 요소들은 시간에 걸쳐 오염될 수 있다. 이로 인해 초래되는 광학적 손실은 바람직하지 않으며 보다 적은 스루풋 및 장치에 의해 제작되는 디바이스들의 기능 장애를 야기할 수 있다. 따라서, 상기 장치에는 상기 장치의 1 이상의 광학 요소들을 세정하도록 구성되는 세정 시스템(10, 20, 50)이 제공될 수 있다. 세정 시스템은 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 이와 같은 다양하고 적합한 세정 디바이스들이 당업계에 알려져 있으며, 본 발명의 1 이상의 실시예들로 구현될 수 있다.
일 예시로서, 세정 시스템은 상기 장치의 1 이상의 광학 요소들을 세정하기 위하여 상기 장치에 배치되거나 위치설정가능한 1 이상의 세정 유닛(10, 20)을 포함할 수 있다. 도 1 및 2에서, 예를 들어 일루미네이터 시스템(IL)의 광학 요소들(IL1-IL4)을 세정하기 위하여 복수의 제 1 세정 유닛(10)이 제공된다. 또한, 투영시스템(PS)의 광학 요소들(PS1, PS2, PS3, ...PSN)을 세정하기 위하여 투영시스템(PS)에서 1 이상의 세정 유닛들(20)이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 세정 시스템(10, 20, 50)에 의하여 세정될 광학 요소들은 방사선 빔(R)의 경로 내에 배치되는 광학 요소들의 시퀀스로부터 선택된다. 예를 들어, 세정 유닛(10, 20)은 [도 2에 화살표(11)에 의해 개략적으로 도시된] 특정 세정 매체 또는 수단, 예를 들어 세정 물질, 가스, 이온들, 라디칼들(radicals), 입자들 및/또는 상이한 세정 수단을 제공 또는 발생시키고, 세정 매체/수단과 세정될 요소 간의 접촉을 실행하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 세정 유닛(10, 20)은 (예를 들어, 고온 필라멘트 또는 RF 필드를 이용하여) 수소 라디칼들을 발생시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 세정 유닛은 장치의 적어도 일부에 H2 함유 가스를 제공하는 단계, 상기 H2 함유 가스로부터의 H2에서 수소 라디칼들(11)을 생성하는 단계, 및 세정될 광학 요소(IL1-IL4, PS1, ...PSN)의 표면을 상기 수소 라디칼들(11)의 적어도 일부와 접촉시키고 상기 표면으로부터 오염 침착물의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는 방법을 수행하도록 구성될 수 있다. 일 예시로서, 상술된 침착물은 B, C, Si, Ge 및 Sn으로부터 선택된 1 이상의 요소들을 포함할 수 있다. 또한, 수소 라디칼들(11)의 적어도 일부는 H2를 수소 라디칼들로 전환시키는 촉매, 필라멘트, 플라즈마, 또는 방사선에 의하여 H2 함유 가스로부터의 H2에서 발생될 수 있다. 또한, H2 함유 가스는 할로겐 가스를 더 포함할 수 있다. 하지만, 당업자라면 세정 유닛이 상이한 방식으로 작동하도록 구성될 수도 있음을 이해할 것이다.
일 실시예에서, 예를 들어 1 이상의 세정 유닛들(10, 20)을 활성화 및 비활성화시키기 위하여 세정 시스템을 제어하도록 구성되는 제어기(50)가 제공될 수도 있다. 당업자라면 이해할 수 있듯이, (도 2에 개략적으로 도시된) 제어기(50)는 여하한의 방식, 예를 들어 적합한 하드웨어, 소프트웨어, 컴퓨터, 프로세서, 마이크로일렉트로닉스, 세정 유닛(10, 20)과 통신하기 위한 유선 및/또는 무선 통신 수단, 및/또는 세정 프로세스 관련 데이터를 저장하기 위한 메모리 디바이스(51)를 포함하는 다양한 방식으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 메모리(51)는 1 이상의 광학 요소들에 적용될 세정 프로세스들의 세정 비율들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 당업자라면 이해할 수 있듯이 이러한 세정 비율들은 세정 프로세스들, 제거될 오염물 및 각각의 세정 프로세스들에 의하여 세정될 광학 요소에 따라 상이할 수 있다. 세정 비율들은 실험적으로 또는 상이한 방식으로 결정될 수 있다.
도 1 및 2의 장치에서, 일루미네이터의 제 1 광학 요소(IL1)는 소스/콜렉터 조립체로부터 방사선(R)의 초기의 상대적으로 큰 EUV 방사선 도즈를 수용한다(일반적으로, 방사선 도즈는 특정 시간에 걸쳐 각각의 광학 요소의 표면적 당 수용되는 방사선의 파워이며 mJ/mm2으로 표현될 수 있다). 이러한 큰 초기 EUV 도즈는 도 2에 '100%'로 표시되어 있다. 일 실시예에서, 후속 광학 요소들(IL2-IL4, PS1-PSN)의 광학 표면들은 방사선 빔에 의하여 실질적으로 완전하게 조사될 수 있다. 또한, 예를 들어 광학 요소들(IL1-IL4, PS1-PSN)이 거울인 경우에, 거울 반사 손실들은 광학 요소들의 시퀀스를 따른 광학적 손실들을 주로 야기할 수 있으며, 이와 같은 광학적 손실들은 요소들의 시퀀스를 따르는 하류의 EUV 방사선 도즈의 저감을 초래한다. 또한, 일 예시에서 그 구성은 작동 동안 방사선 빔의 방사선에 있어 스 펙트럼의 변화가 존재하도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 시퀀스의 제 1 광학 요소(PS1)는 시퀀스의 후속하는 광학적 요소들보다 보다 큰 전체 스펙트럼의 EUV 스펙트럼 비를 갖는 방사선을 수용할 수 있다.
일 실시예에서, 광학적 요소들 시퀀스의 광학적 요소들 대부분은 요소들 시퀀스의 이전 광학 요소에 의하여 수용된 EUV 방사선 도즈의 최대 75%를 수용한다(상기 이전 광학 요소는 상기 시퀀스에서 각각의 요소에 대해 상류에 배치된다). 예를 들어, 일루미네이터(IL)의 광학 요소들(IL1-IL4)의 경우에, 일 실시예에서 일루미네이터 시스템(IL)의 각각의 후속하는 광학 요소는 일루미네이터 시스템(IL)의 이전 광학 요소에 의하여 수용된 EUV 방사선 도즈의 최대 50%를 수용한다. 일 실시예에서, 일루미네이터(IL)의 광학 요소들(IL1-IL4)의 경우에, 일루미네이터(IL)의 제 2 광학 요소(IL2)는 일루미네이터(IL)의 제 1 광학 요소(IL1)에 의하여 수용되는 초기 EUV 방사선 도즈의 최대 50%를 수용하고, 일루미네이터(IL)의 제 3 광학 요소(IL3)는 제 2 광학 요소(IL2)에 의하여 수용되는 EUV 방사선 도즈의 최대 33%를 수용한다. 또한, 예를 들어 일루미네이터(IL)의 제 4 광학 요소(IL4)는 제 1 광학 요소(IL1)에 의하여 수용되는, 초기 EUV 방사선 도즈의 10%보다 적게, 특별하게는 1%보다 적게 그리고 보다 특별하게는 초기 방사선 도즈의 0.5%보다 적게 수용한다.
따라서, 도 2에 나타낸 바와 같이 [시스템(IL)의 제 1 광학 요소(IL1)의 하류에 배치되는] 일루미네이터 시스템(IL)의 제 2 광학 요소(IL2)는 상기 시스템의 제 1 광학 요소(IL1)에 의하여 수용되는 100%의 초기 도즈보다 적은 EUV 방사선 도 즈를 수용할 수 있다. 도 2에 나타낸 일 예시로서, 제 2 광학 요소(IL2)는 초기 도즈의 50%를 수용하고, 제 3 광학 요소(IL3)는 초기 도즈의 10%를 수용하며, 제 4 광학 요소(IL4)는 초기 도즈의 0.75%를 수용한다.
추가 실시예에서, 투영시스템(PS)의 각각의 광학 요소(PS1-PSN)는 제 1 광학 요소(IL1)에 의하여 수용되는, 상술된 초기 EUV 방사선 도즈의 10%보다 적게, 특별하게는 초기 방사선 도즈의 1%보다 적게 그리고 보다 특별하게는 초기 방사선 도즈의 0.5%보다 적게 수용한다.
일 실시예에 따르면, 리소그래피 장치의 1 이상의 광학 요소를 세정하는 방법이 제공되며, 상기 세정 방법은 장치의 작동 동안 보다 적은 (제 2) 방사선 도즈를 수용하는 시퀀스의 1 이상의 제 2 광학 요소(IL4, PS1-PSN)보다 누적적으로 더 긴 세정 주기를 활용하여, 장치의 작동 동안 상대적으로 큰 (제 1) 방사선 도즈를 수용하는 광학 요소들의 시퀀스 중 1 이상의 제 1 광학 요소(IL1, IL2, IL3)를 세정하는 단계를 포함한다. 여기서, 세정 주기는 누적 측정되는 바와 같이 장치의 작동 수명, 예를 들어 적어도 1년 또는 수년보다 길다.
다시 말해, 세정 방법은 장치의 작동 동안 보다 큰 (제 1) 방사선 도즈를 수용하는 시퀀스의 1 이상의 제 1 광학 요소들(IL1, IL2, IL3)에 적용되는 누적 세정 주기보다 누적적으로 더 짧은 세정 주기를 활용하여, 장치의 작동 동안 상대적으로 적은 (제 2) 방사선 도즈를 수용하는 시퀀스의 1 이상의 제 2 광학 요소(IL4, PS1-PSN)를 세정하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 제 2의 보다 적은 방사선 도즈를 수용하는 광학 요소들(IL4, PS1-PSN)은 누적적으로 보다 짧은 세정 주기가 제공되는 제 1의 큰 방사선 도즈를 수용하는 제 1 광학 요소들(IL1, IL2, IL3)보다 덜 자주 세정될 수 있다. 따라서, 제 1 광학 요소가 이와 같은 상대적으로 긴 세정 주기를 활용하여 세정될 수도 있다(그리고, 이에 따라 제 2 광학 요소가 위와 같은 상대적으로 짧은 세정 주기를 활용하여 세정될 수 있으며, 상기 짧은 세정 주기는 제 1 광학 요소에 적용되는 긴 세정 주기보다 훨씬 더 짧다). 장점은 세정이 이러한 방식으로 보다 신속하게 수행될 수 있다는 점이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제 2 광학 요소들(IL4, PS1-PSN)은 덜 자주 세정되거나 및/또는 상대적으로 짧은 시간 동안 세정되거나, 또는 전혀 세정되지 않기 때문에[즉, 제 2 광학 요소들(IL4, PS1-PSN) 각각에 대한 각각의 누적 세정 주기 = 0이기 때문에], 제 2 광학 요소(IL4, PS1-PSN)의 세정과 관련된 열화 가능성이 저감 또는 최소화되어(또는 적은 광학 요소들이 관련되기 때문에 허여될 수 있어서), 장치의 상기 요소들(IL4, PS1-PSN)의 작동 수명을 연장시킬 수 있다. 본 실시예는 전체 장치의 세정 시퀀스들 간에 상대적으로 긴 인터벌들을 제공할 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 각각의 제 2 광학 요소는 방사선 빔의 광학 경로를 따라 보았을 때 제 1 광학 요소에 대해 하류에 배치된다. 도 1에서와 같이, 상기 장치는 방사선 빔의 경로 내의 특정 패터닝 디바이스의 위치에서 패터닝 디바이 스(MA)를 유지시키도록 구성되는 지지 구조체를 포함할 수 있으며, 모든 제 1 광학 요소들(IL1, IL2, IL3)은 방사선 빔의 전파 방향에 대해 보았을 때 패터닝 디바이스 위치에 대해 상류에 배치되며, 적어도 다수의 제 2 광학 요소들(PS1-PSN)은 패터닝 디바이스 위치에 대해 하류에 배치된다.
본 발명의 일 실시예는 상이한 광학 요소들이 상이한 양의 방사선(예를 들어, EUV 방사선)을 수용하고 광학 요소의 오염 비율이 광학 요소에 의하여 수용되는 방사선 도즈에 종속적이라는 개념을 토대로 한다. 특히, 아마도 방사선이 광학 요소들을 분해하거나 및/또는 상기 광학 요소들과 결합하거나 및/또는 상기 광학 요소들과 반응하도록 (장치의 내부 공간에 존재하는) 오염물들을 촉진하거나 유도하기 때문에, 오염 비율은 방사선 도즈와 실질적으로 선형적으로 스케일링될 수 있다. 또한, 일 실시예에서 오염물의 거동은 방사선의 스펙트럼에 종속적일 수 있다. 예를 들어, 상술된 바에 따르면, 오염물의 성장은 방사선 빔의 EUV 방사선의 비율[예를 들어, 보다 높은 파장의 Deep Ultra Violet(DUV) 방사선]과 비례하는 스케일을 가지거나 상기 비율에 종속적일 수 있다. 따라서, 예를 들어 일 실시예에서 상기 방법은 장치의 작동 동안 스펙트럼의 사전설정된 부분의 제 1 방사선 도즈를 수용하는 시퀀스의 1 이상의 제 1 광학 요소보다 누적적으로 더 짧은 세정 주기를 활용하여, 상기 장치의 작동 동안 상기 스펙트럼의 사전설정된 부분의 제 2 방사선 도즈를 수용하는 시퀀스의 1 이상의 제 2 광학 요소들을 세정하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 제 2 방사선 도즈는 상기 제 1 방사선 도즈보다 적다. 일 예시로서, 스펙트럼의 상술된 사전설정된 부분은 스펙트럼의 EUV 부분을 포함할 수 있다.
장치의 광학 요소들의 세정 전략이 이러한 개념들을 활용하여 단순한 방식으로 최적화되어야 한다는 것을 인식하고 있는 사람은 없는 것으로 여겨진다. 따라서, 과거에는 장치의 모든 광학 요소들이 요소들 각각에 대해 실질적으로 같은 세정 주기들 동안 세정되었다. 특히, 과거에는, 예를 들어 EUV 거울들과 관련된 오염물의 성장은 광학 경로 내에서의 거울의 배치와 독립적이고 방사선의 세기와 독립적이어서 각 거울 상에서의 유사한 오염물의 성장이 기대되는 것으로 생각되었다. 결과적으로, 이러한 생각이 균등한 세정 시간으로 각각의 거울을 세정하게 하였다. 또한, 수명 버짓(lifetime budget), 즉 되돌릴 수 없는 반사 손실이 광학 칼럼의 각각의 거울 사이에서 균일하게 분포되어야 했다. 따라서, 과거의 세정 방법은 본 명세서에 기술된 세정 방법들의 1 이상의 실시예들과 비교하여 상대적으로 복잡하고 시간 소모적이었다. 또한, 시퀀스의 모든 광학 요소들은 과거의 방법들로 세정되었기 때문에, 광학 요소들의 수명들이 상당히 짧아지고, 따라서 높은 유지보수 및 교체 비용을 유발한다. 이는 본 발명의 1 이상의 실시예들에 의하여 회피될 수 있다.
일 실시예에서, 세정 시스템(10, 20, 50)은 특히 상술된 세정 방법들 중 1 이상을 수행하도록 되어 있다. 예를 들어, 제어기(50)는 원하는 세정 전략이 수행되도록, 예를 들어 방사선 빔의 경로에 배치되는 광학 요소들 중 단 하나 또는 몇 개가 리소그래피 프로세스 동안 상기 요소들 각각에 의하여 수용되는 방사선의 양에 따라 세정되도록 세정 유닛들(10, 20)을 제어하기 위해 프로그래밍될 수 있다.
일 실시예에서, 세정 시스템은 장치의 투영시스템(PS) 및 조명시스템(IL)을 지나는 방사선의 방사선 손실을 검출하도록 구성되는 방사선 손실 검출기에 커플링되거나 그를 포함할 수 있다. 그 다음, 세정 시스템(10, 20, 50)은 검출된 방사선 손실이 특정 양의 방사선 손실에 도달할 경우 조명시스템(IL)의 적어도 하나의 요소를 세정하기 위하여 세정 사이클을 자동적으로 시작하도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 단지 일루미네이터 광학 요소들(IL1, IL2, IL3)만 세정될 수도 있다.
일 실시예에서, 세정 시스템(10, 20, 50)은 조명시스템(IL)의 적어도 하나의 광학 요소(IL2)[및/또는 투영시스템(PS)의 적어도 하나의 광학 요소]의 오염을 검출하도록 구성되는 오염 검출기(53)에 커플링되거나 그를 포함할 수 있으며, 상기 세정 시스템(10, 20, 50)은 검출기(53)가 광학 요소의 오염이 특정 양의 오염에 도달하였는지를 검출하는 경우 방사선 빔의 경로 내에 배치되는 다수의 광학 요소들을 세정하기 위한 세정 사이클을 자동적으로 시작하도록 되어 있다. 당업자라면 이해할 수 있듯이, 오염 검출기(53)는 다양한 방식으로 구성될 수 있으며 전기적으로 검출기 신호 또는 빔을 사용하여 다른 인자들 가운데에서도 광학 요소의 타입에 따라 2차 전자 방출 또는 반사율 손실을 검출하거나 여하한의 상이한 방식으로 광학 요소(IL2)의 오염을 광학적으로 검출하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 리소그래피 디바이스 제조방법은 광학 요소들의 시퀀스를 활용하여 기판의 타겟부 상으로 방사선 빔을 투영하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 광학 요소들은 상이한 방사선 도즈들을 수용하고 광학 요소들의 오염 비율들이 방사선 도즈들과 상관관계를 이룬다(예를 들어, 실질적으로 선형관계이다). 상기 방법 은 시퀀스의 광학 요소를 세정하기 위한 다수의 세정 사이클들을 더 포함하며, 각각의 세정 사이클은 제 2의 상대적으로 적은 방사선 도즈가 수용되는 광학 요소(IL4, PS1-PSN)가 제 2 방사선 도즈보다 큰 제 1 방사선 도즈가 수용되는 또 다른 광학 요소(IL1, IL2, IL3)보다 짧은 시간 동안 세정되거나 그 보다 덜 자주 세정되도록 광학 요소에 의해 수용되는 방사선 도즈에 따라 상기 광학 요소를 세정하는 것과 관련되어 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 상술된 제 1 방사선 도즈는 일루미네이터 시스템(IL)의 제 1 광학 요소(IL1)에 의하여 수용되는 초기 방사선 도즈의 10-100%의 범위, 또는 초기 방사선 도즈의 1-100%의 범위, 또는 초기 방사선 도즈의 0.5-100%의 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 상술된 제 2 방사서 도즈는 제 1 광학 요소(IL1)에 의하여 수용되는 초기 방사선 도즈의 10%보다 적거나, 또는 초기 방사선 도즈의 1%보다 적거나, 또는 초기 방사선 도즈의 0.5%보다 적을 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 상술된 방사선 도즈들은 스펙트럼(또는 스펙트럼 밴드)의 특정 부분, 예를 들어 EUV 밴드와 관련되어 있을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방법은 장치의 리소그래피 작동 주기들 사이의 다양한 세정 사이클들 중 여하한의 사이클의 적용을 포함할 수 있으며, 세정 사이클들 중 1 이상의 사이클들 동안 시퀀스의 1 이상의 제 1 광학 요소들(IL1, IL2, IL3)만 세정되고 있고 시퀀스의 1 이상의 제 2 광학 요소들은 세정되지 않는다. 따라서, 유리한 세정 전략은 장 시간 동안, 예를 들어 한 달 또는 수 개월 동안 제 2 광학 요소들은 전혀 세정하지 않고, 이러한 장 시간의 주기 동안 제 1 광학 요소들(IL1, IL2, IL3)은 여러 차례 세정하는 것과 관련되어 있다.
예를 들어, 일루미네이터의 일부인 광학 요소들 시퀀스의 제 1 광학 요소(IL1)는 시퀀스 광학 요소들의 제 2 광학 요소들(PS1-PSN)보다 적어도 10 배 더 자주 세정될 수 있으며, 상기 제 2 요소는 장치의 하류 투영시스템(PS)의 일부이다. 일 실시예에서, 세정 시스템(10, 20, 50)은 (특히 1 년 이상의 상대적으로 긴 주기에 걸쳐 측정되는) 장치의 조명시스템의 1 이상의 광학 요소들보다 누적적으로 100 배 더 짧은 세정 주기 동안 상기 장치의 투영시스템의 1 이상의 광학 요소들을 세정하거나, 또는 100 배 덜 자주 세정하거나 전혀 세정하지 않도록 구성된다.
일 실시예에서, 세정 방법은:
방사선 도즈 정보 - 상기 정보는 장치의 작동 동안 각각의 1 이상의 광학 요소(IL1-IL4, PS1-PSN)가 수용하는 방사선의 양을 포함하거나 또는 상기 양과 관련됨 - 를 제공하는(예를 들어, 검출하거나 계산하는) 단계; 및
상기 광학 요소들(IL1-IL4, PS1-PSN) 중 1 이상을 세정하는 세정 주기를 제공하여 광학 요소와 관련된 세정 주기의 길이가 상기 광학 요소의 각각의 방사선 도즈 정보와 상호관련되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 그 상호관련성은 실질적으로 선형 상관관계일 수 있으며, 시퀀스의 특정 광학 요소에 적용될 세정 주기는 리소그래피 프로세스 동안 상기 요소에 의해 수용되는 방사선 도즈와 실질적으로 포지티브하게 선형으로 비례하는 스케일을 갖는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상호관련성은 바이너리 상관관계일 수 있으며, 요소가 리소그래피 프로세스 동안 상술된 큰 방사선 도즈를 수용하는 경우 시퀀스의 특정 광학 요소에 적용될 세정 주기는 길이 t=T를 갖지만, 상기 요소가 리소그래피 프로세스 동안 상술된 적은 방사선 도즈를 수용하는 경우 길이 t=0을 갖는다. 또한, 당업자라면 이해할 수 있듯이, 상호관련성의 다수의 다른 타입들 중 여하한의 타입이 적용될 수도 있다.
일 예시로서, 세정 시스템(50)의 메모리(51)는:
장치의 광학 요소들 중 1 이상이 상기 장치의 작동 동안 수용하는 방사선의 양을 포함하거나 상기 양과 관련된 방사선 정보; 및
상기 각각의 1 이상의 광학 요소들을 세정하는 세정 주기 - 상기 광학 요소와 관련된 세정 주기의 길이는 상기 광학 요소의 각각의 방사선 도즈 정보와 상호관련됨 -, 및
각각의 1 이상의 광학 요소들을 세정하는 세정 프로세스의 세정 비율 중 1 이상을 보유할 수 있으며,
상기 세정 시스템은 각각의 세정 사이클 동안 1 이상의 광학 요소들을 세정하기 위하여 방사선 정보, 세정 주기, 세정 비율, 또는 상술된 것들의 여하한의 조합을 이용하도록 구성된다.
예를 들어, 일 실시예에서, 세정 방법은 1 이상의 광학 요소들(IL1-IL4, PS1-PSN)의 오염을 검출하는 단계, 또는 순차적으로 1 이상의 광학 요소들을 지나는 방사선 빔의 방사선 세기 손실을 측정하는 단계, 또는 이 두 단계 모두를 포함할 수 있으며,
상기 제 1 광학 요소(IL1-IL3)는,
1 이상의 광학 요소들(IL1-IL4, PS1-PSN)이 특정 오염 임계치에 도달하거나, 및/또는
1 이상의 광학 요소들을 순차적으로 지나는 방사선 빔의 방사선 세기 손실이 특정 임계치에 도달된 경우에 세정될 수 있다.
도 3은 리소그래피 프로세스(100)가, 예를 들어 도 1에 나타낸 장치에 의하여 수행되는 일 실시예의 플로우 차트를 도시하고 있다. 프로세스(100)의 일부는 리소그래피 시스템의 광학 요소들(IL1-IL4, PS1-PSN)의 시퀀스를 통한 방사선의 손실, 예를 들어 이러한 광학 요소들 중 단 하나를 통한 손실 또는 이러한 광학 요소들 모두와 관련된 손실을 측정하는 단계(단계 101)와 관련될 수 있다.
그 다음, 방사선 손실이 특정 임계 값 "임계치1'에 도달하였는지의 여부가 결정된다(단계 102). 이 오염 임계 값이 실제로 도달된 경우에, 리소그래피 프로세스는 중단되고 1 이상의 세정 사이클(103)이 개시될 수 있다. 여기서, 리소그래피 프로세스 동안 큰 방사선 도즈를 수용하는 시퀀스의 광학 요소들, 예를 들어 조명시스템(IL)의 1 이상의 광학 요소들(IL1, IL2, IL3)이 세정된다.
제 1 세정 사이클(103) 후에, 바람직하게는 방사선의 손실이 다시 측정되며(단계 104) 제 2 임계 값 '임계치2'와 비교된다(단계 105). 세정 사이클(103)은 원하는 작은 방사선 손실이 이전 세정 사이클에 의하여 미처 얻어지지 않은 경우에 반복될 수도 있다. 원하는 작은 방사선 손실이 달성된 경우(즉, 손실＜임계치2의 경우)에, (단계 106을 거쳐) 리소그래피 프로세스가 개시될 수 있다.
또한, 도 3은 제 1 광학 요소들(IL1-IL3)이 제 2 광학 요소들(IL1-IL3)보다 훨씬 더 많이 세정되는 대안의 세정 사이클(103')을 나타내고 있다[즉, 제 2 광학 요소들(IL1-IL3)은 제 1 광학 요소들(IL1-IL3)보다 훨씬 더 짧은 시간 내에 세정된다]. 일 예시로서, 일루미네이터 광학 요소들(IL1-IL3) 중 몇몇은 적어도 한 시간 동안 세정되며, 나머지 요소들(IL4, PS1-PSN)은 단지 일 분 또는 수 분의 훨씬 더 짧은 시간 동안만 세정된다. 예를 들어, 제 1 일루미네이터 광학 요소(IL1)는 제 2 일루미네이터 광학 요소(IL2)(예를 들어, 5 시간)보다 훨씬 더 긴 시간(적어도 2 배 이상, 가령 10 시간) 동안 세정되며, 제 2 일루미네이터 광학 요소(IL2)는 제 3 일루미네이터 광학 요소(IL3)(예를 들어, 1 시간)보다 더 긴 시간(적어도 2배 더 긴 시간) 동안 세정된다. 당연히, 각각의 요소와 관련된 세정 주기의 길이는 오염의 타입 및 요소에 적용되는 각각의 세정 방법의 세정 비율에 따른다. 예를 들어, 대안의 단계(103')는 장치의 작동 동안 장치의 1 이상의 광학 요소(IL1-IL4, PS1-PSN)가 수용하는 방사선의 양을 포함하거나 그와 관련된 상술된 정보를 이용하여, 광학 요소와 관련된 세정 주기의 길이가 상기 광학 요소의 각각의 방사선 도즈 정보와 상호관련되도록 한다(이상의 내용 참조).
도 4는 도 3과는 상이한 또 다른 플로우 차트를 도시하고 있으며, 시퀀스의 광학 요소들 중 1 이상의 오염 또는 그 부근의 오염을 검출하기 위한 단계 201이 제공된다. 검출된 오염이 특정 임계 값 '임계치3'을 초과하는 경우에, 세정 사이 클이 시작된다. 예를 들어, 세정 사이클은 도 3과 관련하여 상술된 것과 유사할 수 있다. 도 4에는, 1%보다 큰 오염 관련 광학 손실(특히 광학 요소들이 거울인 경우의 오염 관련 반사 손실)을 겪을 것으로 예상되는 시퀀스의 광학 요소들만이 세정되는 대안의 세정 사이클(203)이 도시되어 있다. 예를 들어, 광학 요소들의 예측되는 광학적 (반사) 손실을 결정하기 위하여 저장된 데이터 세트를 활용하는 선택적 단계(210)가 제공될 수 있다. 특히, 이러한 데이터 세트[제어기 메모리(51) 내에 저장될 수 있음]는 실험에 의하여 사전-계산되거나 결정되며, 광학 요소들(IL1-IL4, PS1-PSN) 중 1 이상의 특정 양의 오염 및/또는 광학 요소들(IL1-IL4, PS1-PSN)의 시퀀스를 지나는 방사선의 손실을 포함할 수 있다. 또한, 데이터 세트는 광학 요소들의 각각의 사전설정된(계산되거나 실험에 의한) 광학적 손실들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 단계 210에서, 광학 요소들의 광학적 손실들은 데이터 세트의 정보, 및 광학 요소에 의한 광학적 손실, 상기 요소의 오염 및 상기 요소에 의해 수용되는 방사선 도즈 간의 사전설정된 (실질적으로 선형의) 상관관계를 이용하여 계산 또는 평가될 수 있다.
세정 사이클(203) 후에, 선택적 증명 단계(204)가 수행되어 오염이 충분한 정도까지 제거되었는지의 여부가 결정된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 단계들(104-105)이 시퀀스의 1 이상의 광학 요소들과 관련한 방사선 손실을 검출하기 위해 수행될 수 있다.
상기 방법의 실시예는 각각의 세정 단계에 필요한 시간 및 필요한 세정 사이 클들의 수가 장치의 광학 시스템의 수명에 걸쳐 상당히 줄어들 수 있기 때문에, 짧은 기계적 휴지시간, 즉 조명이 수행되지 않을 수 있는 시간을 제공할 수 있다. 또한, 세정들 간의 시간 간격은 상대적으로 길 수 있다. 높은 세기의 조명된 거울들이 작업 동안 냉각될 수 있는 추가 이점이 있을 수 있으며, 이는 세정 동안 냉각이 가해져 세정 후의 회복 시간을 보다 단축시키기 때문에 세정을 훨씬 더 용이하게 한다. 또한, 세정은 광학기들의 반사율에 악영향들(예를 들어, 세정 프로세스에 따라 거울이 세정될 때마다의 작은 금속 침착물들)을 유발하기 때문에, 필요한 수의 세정 사이클들의 저감은 광학 시스템의 수명을 더욱 연장시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상술된 바에 따르면, 특수화된(물 및 탄화수소의 부분압에 의해 지배된) 진공 환경 하에 EUV 광량자들을 이용하는 조명 아래의 EUV 거울들 상에서의 오염 성장의 세기 종속성에 기초한 EUV 광학 시스템을 위한 세정 전략이 제공될 수 있다. 예를 들어, 제거될 제 1 오염은 탄소 오염일 수 있다. 예를 들어, EUV 리소그래피 시스템의 광학 칼럼 내에서, (예를 들어, EUV 방사선의) 세기는 조명시스템의 제 1 거울(IL1) 상에서의 100%로부터 투영시스템의 최종 거울(PSN) 상에서의 0.01%까지 떨어질 수 있다. (물 및 탄화수소의 부분압에 의해 지배되는) 특수화된 진공 조건들 하에서 펄스 광량자들을 이용한 조명 하의 오염 프로세스는 EUV 유발 카본 성장 - 이는 또한 세기에 크게 종속적(예를 들면, 세기와 카본 성장의 선형 종속적)임 - 에 의하여 크게 지배된다. 따라서, 이러한 개념에 따르면, EUV 리소그래피 시스템 내에서의 오염의 성장 또한 거울마다 상이하여 투영시스 템(PS)의 마지막의 낮은 세기의 거울들과 비교해서 처음의 큰 세기의 거울들(IL1-IL3) 상에 보다 두꺼운 탄소 층들을 초래한다. 따라서, 일 실시예에서는, 단지 처음 3 개의 거울들(IL1-IL3)이 세정 프로세스들이 수행될 필요가 있는 훨씬 더 많은 탄소를 누적시킨다. 다른 모든 거울 상에서의 탄소 오염은 다소 무시될 수도 있다. 추가적으로, 전체 이용가능한 수명 버짓, 즉 되돌릴 수 없는 반사 손실 버짓이 모든 거울들(IL1-IL3, PS1-PSN) 대신 3 개의 거울들에 걸쳐서만 분포되도록 할 필요가 있기 때문에 이러한 처음 3 개의 거울들(IL1-IL3) 상에 필요한 세정 사이클들의 수는 저감될 수 있다.
본 발명의 1 이상의 실시예들은 1 이상의 다양한 장점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 세정 사이클들의 수가 크게 줄어들고 및/또는 세정 횟수가 줄어들 수 있다. 광학기 수명이 개선되고 및/또는 시스템의 휴지시간이 단축될 수 있다. 보다 효율적인 세정 시나리오가 이행되기 때문에, 1 이상의 실시예는 비용의 상당한 절감을 제공할 수 있다.
상술된 제 1 광학 요소는 광학 요소들의 시퀀스의 다양한 위치들 중 여하한의 위치, 예를 들어 상류의 장소, 하류의 장소, 또는 그 사이의 위치에 배치될 수 있다. 이는 상술된 제 2 광학 요소에 대해서도 유지된다.
또한, 1 이상의 실시예들은 광학 요소들과 관련하여 설명되었다. 1 이상의 실시예들은 오염 및 선택적으로는 방사선에 노출되는 1 이상의 구조체들과 같은 리소그래피 장치의 1 이상의 다른 비-광학 요소들에 추가적으로 또는 대안적으로 적용될 수 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, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 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(반 도체 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.

Claims (15)

  1. 장치의 1 이상의 광학 요소들을 세정하기 위한 방법에 있어서,
    상기 장치는 방사선 빔을 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성되고 상기 방사선 빔의 경로 상에 시퀀스로 배치되는 복수의 광학 요소들을 포함하며,
    상기 방법은, 제 1 방사선 도즈를 수용하는 상기 시퀀스의 제 1 광학 요소보다 누적적으로(cumulatively) 더 짧은 세정 주기를 활용하여 상기 장치의 작동 동안 제 2 방사선 도즈 - 상기 제 2 방사선 도즈는 상기 제 1 방사선 도즈보다 작음 - 를 수용하는 상기 시퀀스의 제 2 광학 요소를 세정하는 단계를 포함하며,
    상기 세정하는 단계는,
    (i) 상기 광학 요소들 중 1 이상을 지나는 방사선의 방사선 손실을 검출하고, 검출된 방사선 손실이 특정 양의 방사선 손실에 도달할 경우 광학 요소들 중 적어도 하나의 요소를 세정하기 위하여 세정 사이클을 자동적으로 개시하도록 되어 있는 것, 또는
    (ii) 상기 광학 요소들 중 적어도 하나의 오염을 검출하고, 상기 오염이 특정 양의 오염에 도달하는 경우 상기 광학 요소들 중 적어도 하나를 세정하기 위한 세정 사이클을 자동적으로 개시하도록 되어 있는 것
    을 특징으로 하는 세정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 요소는 상기 방사선 빔의 경로를 따라 보았을 때 상기 제 1 광학 요소에 대해 하류에 배치되는 세정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    방사선 도즈 정보 - 상기 정보는 상기 장치의 작동 동안 제 2 광학 요소가 수용하는 방사선의 양을 포함하거나 또는 상기 양과 관련됨 - 를 제공하는 단계; 및
    상기 제 2 광학 요소를 세정하는 세정 주기를 제공하여 상기 제 2 광학 요소 와 관련된 상기 세정 주기의 길이가 상기 제 2 광학 요소의 방사선 도즈 정보와 상호관련되도록 하는 단계를 더 포함하는 세정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치의 작동 주기들 사이에 다양한 세정 사이클들을 적용하는 단계를 포함하며, 상기 세정 사이클들 중 1 이상의 사이클들 동안 상기 제 1 광학 요소만이 세정되고 제 2 광학 요소는 세정되지 않는 세정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 방사선 빔의 경로 내의 패터닝 디바이스의 위치에서 패터닝 디바이스를 유지시키도록 구성되는 지지 구조체를 포함하며, 제 1 광학 요소는 상기 방사선 빔의 전파 방향에 대해 보았을 때 상기 패터닝 디바이스 위치에 대해 상류에 배치되며, 제 2 광학 요소는 상기 패터닝 디바이스 위치에 대해 하류에 배치되는 세정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 요소는 EUV 방사선의 제 1 방사선 도즈를 수용하고, 상기 제 2 광학 요소는 EUV 방사선의 제 2 방사선 도즈를 수용하는 세정 방법.
  7. 디바이스 제조방법에 있어서,
    광학 요소들 - 상기 광학 요소들은 상이한 방사선 도즈들을 수용하고 상기 광학 요소들의 오염 비율들은 상기 방사선 도즈들과 상호관련됨 - 의 시퀀스를 활용하여 기판의 타겟부 상에 방사선 빔을 투영하는 단계; 및
    상기 광학 요소들 중 적어도 하나를 세정하기 위하여 다수의 세정 사이클을 실행하는 단계를 포함하고,
    각각의 세정 사이클은, 적은 방사선 도즈가 수용된 광학 요소가 상기 적은 방사선 도즈보다 많은 방사선 도즈가 수용되는 광학 요소보다 짧은 시간 주기 동안 세정되거나 덜 자주(less often) 세정되도록 상기 광학 요소에 의하여 수용되는 상기 방사선 도즈에 기초하여 상기 시퀀스의 광학 요소를 세정하는 것을 포함하며,
    상기 다수의 세정 사이클을 실행하는 단계는,
    (i) 상기 광학 요소들 중 1 이상을 지나는 방사선의 방사선 손실을 검출하고, 검출된 방사선 손실이 특정 양의 방사선 손실에 도달할 경우 광학 요소들 중 적어도 하나의 요소를 세정하기 위하여 세정 사이클을 자동적으로 개시하도록 되어 있는 것, 또는
    (ii) 상기 광학 요소들 중 적어도 하나의 오염을 검출하고, 상기 오염이 특정 양의 오염에 도달하는 경우 상기 광학 요소들 중 적어도 하나를 세정하기 위한 세정 사이클을 자동적으로 개시하도록 되어 있는 것
    을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    광학 요소들 시퀀스의 제 2 광학 요소 - 상기 제 2 광학 요소는 상기 방사선 빔을 투영하는데 사용되는 리소그래피 장치의 투영시스템의 일부임 - 가 상기 광학 요소 시퀀스의 제 1 광학 요소 - 상기 제 1 광학 요소는 상기 리소그래피 장치의 일루미네이터의 일부임 - 보다 적어도 10 배 이상 덜 자주 세정되는 디바이스 제조방법.
  9. 리소그래피 시스템에 있어서,
    방사선 빔을 콘디셔닝하도록 구성되는 조명시스템;
    상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지부;
    기판을 유지하도록 구성된 기판테이블;
    상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성되는 투영시스템; 및
    상기 리소그래피 시스템의 1 이상의 광학 요소들을 세정하도록 구성되고, 상기 조명시스템의 광학 요소들보다 누적적으로 더 짧은 세정 주기 동안 상기 투영시스템의 광학 요소를 세정하도록 구성되는 세정 시스템
    을 포함하고,
    상기 세정 시스템은, (i) 검출된 방사선 손실이 특정 양의 방사선 손실에 도달할 경우, 또는 (ii) 오염이 특정 양의 오염에 도달하는 경우에, 상기 투영시스템의 광학 요소와 상기 조명시스템의 광학 요소 중 적어도 1 이상의 광학 요소를 세정하기 위한 세정 사이클을 자동적으로 개시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 시스템.
  10. 장치의 1 이상의 광학 요소를 세정하도록 되어 있는 세정 시스템에 있어서,
    상기 광학 요소들은 상기 장치에 의하여 수행되는 프로세스 동안 사용되는 방사선 빔의 경로 내에 배치되고,
    상기 세정 시스템은 상기 프로세스 동안 상기 광학 요소들 각각에 의하여 수용되는 방사선의 양에 따라 상기 방사선 빔의 경로 내에 배치되는 상기 광학 요소들 중 단 하나 또는 몇 개의 광학 요소들을 세정하도록 구성되며,
    상기 세정 시스템은, (i) 검출된 방사선 손실이 특정 양의 방사선 손실에 도달할 경우, 또는 (ii) 오염이 특정 양의 오염에 도달하는 경우에, 적어도 하나의 광학 요소를 세정하기 위한 세정 사이클을 자동적으로 개시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 세정 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    (i) 광학 요소들 중 1 이상이 상기 장치의 작동 동안 수용하는 방사선의 양을 포함하거나 상기 양과 관련된 방사선 정보; 또는
    (ii) 상기 1 이상의 광학 요소들을 세정하는 세정 주기 - 상기 광학 요소와 관련된 세정 주기의 길이는 상기 광학 요소의 각각의 방사선 도즈 정보와 상호관련됨 -, 또는
    (ⅲ) 상기 광학 요소들 중 1 이상을 세정하는 세정 프로세스의 세정 비율, 또는
    (ⅳ) (i)-(ⅲ)의 여하한의 조합
    을 보유할 수 있는 메모리를 더 포함하며,
    상기 세정 시스템은 1 이상의 광학 요소들을 세정하기 위하여 상기 방사선 정보, 상기 세정 주기, 상기 세정 비율, 또는 상술된 것들의 조합을 이용하도록 구성되는 세정 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 광학 요소들 중 1 이상을 지나는 방사선의 방사선 손실을 검출하도록 구성되는 방사선 손실 검출기를 포함하거나 상기 검출기에 커플링되며,
    상기 세정 시스템은 검출된 방사선 손실이 특정 양의 방사선 손실에 도달할 경우 광학 요소들 중 적어도 하나의 요소를 세정하기 위하여 세정 사이클을 자동적으로 개시하도록 이루어지는 세정 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 광학 요소들 중 적어도 하나의 오염을 검출하도록 구성되는 오염 검출기를 포함하거나 상기 검출기에 커플링되며,
    상기 세정 시스템은 상기 오염이 특정 양의 오염에 도달하는 경우 상기 광학 요소들 중 적어도 하나를 세정하기 위한 세정 사이클을 자동적으로 개시하도록 되어 있는 세정 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 광학 요소들 중 1 이상을 세정하되, 상기 광학 요소들 중 나머지의 1 이상의 광학 요소보다 누적적으로 100 배 더 짧은 세정 주기 동안 세정하는 세정 시스템.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세스 동안 광학 요소들 각각에 의하여 수용되는 EUV 방사선의 양에 따라 상기 방사선 빔의 경로 내에 배치되는 상기 광학 요소들 중 단 하나 또는 몇 개의 광학 요소를 세정하도록 구성되는 세정 시스템.
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