KR101125755B1 - 기판 테이블, 리소그래피 장치, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

기판 테이블, 리소그래피 장치, 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

테이블과 테이블 상에 지지된 대상의 에지 사이를 밀봉하는 것에 특징이 있는 테이블을 개시하고 있다. 테이블 상의 대상과 테이블 사이에는 모세관 통로가 형성된다. 메니스커스 피닝 요소와, 모세관 통로의 반경 내측 방향으로의 과압에 의해, 액체가 모세관 통로 내에 유지되고, 유체가 반경 내측 방향으로 더 진행하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 기능을 수행하기 위한 요소는 대상을 둘러싸는 부재와 결합되거나 그 부재 내에 형성될 수 있다. 이 부재는 테이블의 일부로부터 열적으로 절연되어 있을 수 있다.

Description

기판 테이블, 리소그래피 장치, 및 디바이스 제조 방법{SUBSTRATE TABLE, LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 기판 테이블, 리소그래피 장치, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판, 일반적으로는 기판의 표적 부위에 원하는 패턴을 형성하는 기계장치이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이처럼 집적 회로(IC)를 제조하는 경우에는, IC의 각 층상에 회로 패턴을 형성하기 위해, 마스크 또는 레티클(reticle)이라고도 불리는 패터닝 디바이스(patterning device)가 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)상의 표적 부위(하나 또는 둘 이상의 다이의 일부를 구성함)로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판상에 제공된 방사선 감응 재료(레지스트)로 구성된 층에서의 이미지화(imaging)에 의해 이루어진다. 일반적으로, 단일의 기판은 연속으로 패턴화되는 인접한 표적 부위의 망상 조직(network)을 포함한다. 공지된 리소그래피 장치는 스테퍼(stepper)와 스캐너(scanner)를 포함하는데, 스테퍼의 경우에는, 표적 부위 상의 전체 패턴을 한번에 노광시킴으로써 각 표적 부위 를 조사한다. 스캐너의 경우에는, 패턴을 방사선 빔으로 소정 방향("스캐닝" 방향)으로 스캐닝하고, 이와 동시에 스캐닝 방향에 대해 평행 또는 역평행(anti-parallel)의 방향으로 기판을 스캐닝함으로써 각 표적 부위를 조사한다. 기판상의 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사하는 것도 가능하다.
리소그래피 투영 장치에서는, 투영 시스템의 최종 소자와 기판 사이의 공간을 채우기 위해, 비교적 높은 굴절률을 갖는 용액, 예컨대 액체(liquid)에 기판을 침적(immerse)시키는 것이 제안되어 있다. 이러한 액체로서는 증류수를 사용할 수 있으며, 다른 액체를 사용해도 된다. 본 발명의 실시예에서는 액체를 사용하는 것으로 설명한다. 그러나, 다른 유체를 사용해도 되며, 특히 습윤화 유체(wetting fluid), 비압축성 유체, 및/또는 공기보다 굴절률이 높은, 바람직하게는 물보다 굴절률이 높은 유체가 적당하다. 가스가 함유되어 있지 않은 유체가 특히 바람직하다. 액체를 사용하는 이유는, 노광 방사선이 액체 내에서 더 짧은 파장을 가짐으로써 피처(feature)를 더 작게 이미지화할 수 있기 때문이다[액체는 투영 시스템의 유효 개구수(NA)와 초점 심도를 증가시키는 효과를 갖는 것으로 생각될 수 있다]. 고체 입자(예컨대, 석영)가 현탁되어 있는 물이나, 나노입자(예컨대, 최대 10nm의 치수를 가진 입자) 현탁액 등과 같은 다른 침적 액체가 제안되어 있다. 액체에 현탁된 입자의 굴절률은 액체와 동일할 수도 있고 그보다 작을 수도 있다. 적당한 다른 액체로는, 방향족 화합물인 하이드로카본(탄화수소), 예를 들어 데칼린(Decalin), 플루오로하이드로카본, 및/또는 수용액이 될 수 있다.
기판 또는 기판과 기판 테이블을 액체 용액조에 침적시키는 것(예컨대, 미국 특허 US4,509,852호 참조)은, 스캐닝 노광 중에 대부분의 액체를 가속시켜야 한다는 것을 의미한다. 하지만, 이를 위해서는 추가의 또는 더 강력한 모터를 필요로 하며, 액체 내의 난류에 의해 바람직하지 않으며 예측할 수 없는 영향을 미칠 수 있다.
제안된 방법들 중 하나는, 액체 공급 시스템으로 하여금, 액체 구속 시스템을 이용해서, 기판의 국부의 영역과, 투영 시스템의 최종 소자와 기판 사이에만 액체를 제공하도록 하는 것이다(일반적으로 기판은 투영 시스템의 최종 소자보다 더 큰 표면 영역을 갖는다). 이를 위해 제안된 방식이 PCT 특허출원 공개번호 WO 99/49504 공보에 개시되어 있다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 액체는, 적어도 하나의 유입구에 의해, 바람직하게는 기판의 최종 소자에 대한 상대적인 이동 방향을 따라 기판상에 공급되고, 투영 시스템의 아래로 지나간 다음, 하나 이상의 배출구에 의해 제거된다. 즉, 기판이 소자의 바로 아래에서 a-X 방향으로 스캐닝됨에 따라, 액체는 소자의 +X 측으로부터 공급되고, -X 측으로 빠져나간다. 도 2는 액체가 유입구를 통해 공급되고, 저압의 공급원에 연결된 배출구에 의해 소자의 다른 쪽으로 빠져나가는 구조를 개략적으로 보여준다. 도 2의 예에서는, 액체가 기판의 최종 소자에 대한 상대적인 이동 방향을 따라 공급되지만, 이에 한정될 필요는 없다. 최종 소자의 주위에 배치된 유입구와 배출구의 배향과 개수는 다양하게 할 수 있으며, 그 한가지 예를 도 3에 나타낸다. 도 3에는, 4개 세트인 유입구와 그 반대편에 위치한 배출구가 최종 소자의 주위에 규칙적으로 설치되어 있다.
국부의 액체 공급 시스템을 구비한 다른 액침 노광 리소그래피(immersion lithography) 기술이 도 4에 도시되어 있다. 액체는 투영 시스템(PL)의 반대편에 있는 2개의 오목한 유입구를 통해 공급되며, 유입구(IN)의 반경 방향으로 외측을 향해 배치된 복수의 분리된 배출구를 통해 제거된다. 유입구는 하나의 플레이트에 배치되며, 그 중앙에는 홀이 있어서, 이 홀을 통해 투영 빔이 투사된다. 액체가 투영 시스템(PL)의 한쪽에 위치한 하나의 오목한 유입구에 의해 공급되고, 투영 시스템(PL)의 다른 쪽에 위치한 복수의 분리된 배출구를 통해 제거됨으로써, 투영 시스템(PL)과 기판(W) 사이에서 액체로 된 얇은 막의 흐름이 생긴다. 유입구와 배출구의 사용을 위한 조합은 기판(W)의 이동 방향에 따라 달라질 수 있다(유입구와 배출구의 다른 조합은 동작하지 않는 상태로 된다).
유럽 특허출원 공개번호 EP 1420300호와 미국 특허출원 공개번호 US 2004-0136494호에는, 양단 또는 이중 단의 액침 노광 장치가 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하기 위한 테이블이 2개 설치되어 있다. 침적 액체(immersion liquid)가 존재하지 않는 제1 위치에서는 테이블에서 레벨 측정이 이루어지며, 침적 액체가 존재하는 제2 위치에서는 테이블에서 노광이 행해진다. 다른 실시예에서, 노광 장치는 하나의 테이블만을 구비할 수 있다.
PCT 특허출원 공개번호 WO 2005/064405호에는 침적 액체가 구속되어 있지 않은 올웨트 구성(all-wet arrangement)에 대하여 개시하고 있다. 실질적으로, 이러한 시스템에서는, 기판의 전체 상단 표면이 액체로 덮여 있다. 이것은, 기판의 실질적으로 전체 상단 표면이 실질적으로 동일한 상태로 노광되기 때문에 바람직할 수 있다. 이것은 기판의 온도 조절 및 처리에 장점을 가진다. 상기 특허문헌 WO 2005/064405호에서는, 액체 공급 시스템이 투영 시스템의 최종 소자와 기판 사이의 갭(gap)에 액체를 제공한다. 이 액체는, 갭 이외의 기판의 다른 부분으로 누출되어도 된다. 기판 테이블의 에지에 있는 배리어(barrier)에 의해, 액체가 새어나가는 것이 방지됨으로써, 기판의 상단 표면으로부터 액체의 제거를 제어하는 것이 가능하게 된다. 이러한 시스템은 기판의 온도 제어 및 처리의 관점에서는 그 기능을 향상시키지만, 침적 액체의 증발이 생길 수 있다는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 한가지 방법이, 미국 특허출원 공개번호 US 2006/0119809호에는, 기판(W)을 모든 위치에서 피복하며 기판 및/또는 기판을 유지하는 기판 테이블의 상단 표면과의 사이에 침적 액체가 확장되도록 구성된 부재가 설치되어 있는 것이 개시되어 있다.
액침 리소그래피 기술에서의 문제 중 하나는, 기판의 에지 주변을 밀봉시키는 것이다. 액체가 기판의 아래로 누설된다면, 이 누설되는 액체는, 사용 중에 기판을 지지하는 기판 지지부와 간섭을 일으킬 수 있다. 기판의 에지와 기판 지지부 사이의 영역에 가스가 갇혀 있을 수 있다. 기판을 이미지화하는 동안, 이러한 가스는 침적 액체 안으로 들어갈 수 있다. 그 결과, 침적 액체에서 생기는 가스 기포가 이미지 필드 쪽으로 이동하게 될 경우, 이미지 품질에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 이러한 문제를 처리하는 몇 가지 예가 유럽 특허출원 공개번호 EP 1,429,188호에 개시되어 있다. 이들 예는 올웨트 구성(상기 개시되어 있음)에 사용하기에는 최적이지 않고, 또한 에지 문제를 처리함에 있어서 가스를 사용하는 이들 예에서는, 가스 흐름이 액체를 제거하는 데에 사용된다는 점에 기인하여 증발 손실이 생길 수 있다.
예를 들어, 대상의 에지와 그 지지부 사이의 경계면을 처리함에 있어서, 상기 언급한 문제점 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 제거하거나 및/또는 상기 언급되거나 언급되지 않은 하나 이상의 다른 문제점을 해결하는 테이블을 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 측면에 의하면, 액침 리소그래피 장치에 사용하기 위한 테이블이 제공된다. 이 테이블은, 테이블 상에 대상(object)이 위치하면 모세관 통 로(capillary passage)의 제1 면을 형성하도록 구성된 모세관 통로 형성 면; 및 모세관 통로 형성 면의 반경 안쪽 방향에 위치하며, 모세관 통로 내에 있는 유체의 메니스커스(meniscus)의 반경 안쪽 방향으로의 위치를 고정시키도록 구성된 메니스커스 피닝(meniscus pinning) 요소를 포함하며, 대상의 면(surface)은 모세관 통로의 제1 면과 대향하는 제2 면을 이룬다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 액침 리소그래피 장치에 사용하기 위한 테이블이 제공되며, 이 테이블은, 테이블 상에 대상이 위치하면 모세관 통로의 제1 면을 형성하도록 구성된 모세관 통로 형성 면; 및 내부 가스의 과압(overpressure)에 의해 모세관 통로 내의 액체에 반경 외측 방향으로의 힘이 인가될 수 있도록 구성된 채널을 포함하며, 대상의 면은 모세관 통로의 제1 면과 대향하는 제2 면을 이룬다,
본 발명의 다른 측면에 의하면, 액침 리소그래피 장치에 사용되는 테이블이 제공되며, 이 테이블은, 대상을 지지하도록 구성된 대상 지지체; 및 대상 지지체를 둘러싸며, 테이블의 일부로부터 열적으로 절연되고, 유체 제어 요소를 구비하는 부재를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 액침 리소그래피 장치에 사용하기 위한 테이블이 제공된다. 이 테이블은, 테이블의 상단 면의 리세스 내에 대상이 위치하면 모세관 통로의 제1 면을 형성하도록 구성된 모세관 통로 형성 면; 및 모세관 통로 형성 면 내에 또는 이에 인접해서 모세관 통로에 유체를 공급하도록 구성된 개구를 포함하며, 대상의 면은 모세관 통로의 제1 면과 대향하는 제2 면을 이룬다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 테이블의 모세관 통로 형성 면과 대상 사이에 모세관 통로를 형성하기 위해 테이블 위에 대상을 위치시키는 단계; 및 모세관 통로 내의 액체의 반경 안쪽 방향으로의 메니스커스가 테이블의 메니스커스 피닝 요소에 의해 소정 위치에 고정되는 위치까지 액체를 모세관 통로로 도입하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 테이블의 모세관 통로 형성 면과 대상 사이에 모세관 통로를 형성하기 위해 테이블 위에 대상을 위치시키는 단계; 및 모세관 통로 내의 액체에 반경 외측 방향으로의 힘이 인가되도록, 모세관 통로 형성 면의 반경 안쪽 방향의 채널에 과압(overpressure)의 가스를 도입하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 테이블의 부재가 대상을 둘러싸도록 테이블 위에 대상을 제공하는 단계를 포함하며, 부재가 테이블의 일부로부터 열적으로 절연되어 있으며, 대상의 에지에 있는 유체를 제어하기 위한 유체 제어 요소를 구비하는, 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 테이블의 모세관 통로 형성 면과 대상 사이에 모세관 통로를 형성하기 위해 테이블 위에 대상을 위치시키는 단계; 및 모세관 통로 형성 면 내에 또는 이에 인접하여 형성된 개구를 통해 모세관 통로로 액체를 도입하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있 다. 이 리소그래피 장치는,
방사선 빔(B)[예컨대, UV 방사선 또는 DUV 방사선]을 조절하도록 구성된 조명 시스템(IL)[조명기];
패터닝 디바이스(MA)[예컨대, 마스크]를 지지하도록 구성되고, 또한 패터닝 디바이스를 소정 파라미터에 따라 정확히 위치시키도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(MT)[예컨대, 마스크 테이블];
기판(W)[예컨대, 레지스트가 코팅된 웨이퍼]을 유지하도록 구성되고, 기판을 소정 파라미터에 따라 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(WT)[예컨대, 웨이퍼 테이블]; 및
패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔에 부여된 패턴을, 기판(W)의 표적 부위(C)[예컨대, 하나 이상의 다이를 포함] 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(PS)[예컨대, 굴절 투영 렌즈 시스템]을 포함한다.
조명 시스템(illumination system)은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형, 정전형, 또는 다른 유형의 광학 요소들 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 요소를 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)(support structure)는 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체(MT)가 패터닝 디바이스를 유지하는 방식은, 패터닝 디바이스의 배향, 리소그래피 장치의 구조, 및 예컨대 패터닝 디바이스가 진공 분위기에서 유지되는지의 여부와 같은 조건들에 따라 달라진다. 지지 구조체(MT)는 기계식, 진공식, 정전식, 또는 그외 다른 클램핑(clamping) 기술을 이용해서 패터닝 디바이스를 유지할 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정 또는 이동시킬 수 있는 프레임 또는 테이블로 해도 된다. 이러한 지지 구조체(MT)에 의해, 패터닝 디바이스를 투영 시스템에 대하여 필요한 위치에 배치할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어는, "패터닝 디바이스"라는 일반적인 용어와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 기판의 표적 부위에 패턴을 형성할 수 있는 것이면, 어떠한 디바이스도 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 편이 피처(phase shifting feature) 또는 이른바 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판 표적 부위의 요구되는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 표적 부위에 형성되는 소자 내의 특정한 기능 층에 대응할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형 모두 가능하다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램 가능한 미러 어레이, 및 프로그램 가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는, 리소그래피 분야에 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상 편이형 및 감쇠 위상 편이형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드 마스크 타입도 가능하다. 프로그램 가능한 미러 어레이는, 소형 미러가 매트릭스로 배치된 구성을 채용할 수 있으며, 이들 각각의 미러는 입사하는 방사선 빔을 여러 방향으로 반사시키도록 개별적인 경사 각도를 갖는 것이 가능하다. 이러한 경사 각 도를 갖는 미러는 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사, 침적 액체 또는 진공과 같은 요인들에 대하여 사용하기 적절한, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 넓게 해석해야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는 일반적인 용어인 "투영 시스템"과 동일한 의미로 간주할 수 있다.
본 명세서에서 나타낸 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형(예컨대, 투과형 마스크를 사용)도 가능하고, 반사형(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그램 가능한 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 사용)으로 해도 된다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2개 이상의 패터닝 디바이스 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 머신에서는, 테이블을 병렬로 추가해서 사용할 수 있으며, 또는 하나 이상의 테이블 상에서 예비 공정을 수행하면서, 다른 하나 이상의 테이블을 노광용으로 사용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사원(SO)으로부터 방사되는 방사선 빔을 수광한다. 방사원과 리소그래피 장치는 별도의 요소로 할 수 있는데, 방사원이 엑시머 레이저인 경우가 그렇다. 이 경우, 방사원은 리소그래피 장치의 일부를 구성하지 않으며, 적절한 지향 미러 및/또는 빔 확장기를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)을 이용하여, 방사원(SO)으로부터 조명기(IL)로 방사선 빔이 전달된다. 이와 달리, 방사원이 리소그리피 장치에 일체형으로 구성될 수 있는데, 예를 들어 방사원이 수은 램프인 경우가 그렇다. 방사원(SO) 및 조명기(IL)는, 필요에 따라, 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사 시스템을 구성할 수 있다.
조명기(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 동공 평면(pupil plane)에서의 세기 분포 중 적어도 외측 반경(외측-σ) 및/또는 내측 반경(내측-σ) 범위가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(IN) 및 집광기(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명기는 방사선 빔의 단면에, 필요한 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사선 빔을 조절하는데 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(MT)[예컨대, 마스크 테이블] 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(MA)[예컨대, 마스크]에 입사되어, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스(MA)를 종단한 후 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)은 빔을 기판(W)의 표적 부위(C) 상에 집속(focusing)시킨다. 제2 위치 설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 상이한 표적 부위(C)가 방사선 빔(B)의 경로 내에 위치하도록, 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에 명시적으로 도시되어 있지 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(MA)[예컨대, 마스크]를 정확히 위치시키기는 것이 가능하다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)는, 제1 위치 설 정기(PM)의 일부를 형성하는 장-행정 모듈(long-stroke module; 대략적인 위치 설정용) 및 단-행정 모듈(short-stroke module; 미세한 위치 설정용)을 사용하여 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 제2 위치 설정기(PW)의 일부를 형성하는 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 사용하여 실현될 수 있다. 스테퍼의 경우(스캐너와는 달리), 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결될 수 있고, 그렇지 않으면 고정될 것이다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크가 해당 표적 부위에 위치하고 있지만, 이들 마크는 표적 부위들 사이의 공간에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다]. 마찬가지로, 패터닝 디바이스(MA) 상에 하나 이상의 다이가 제공되는 경우에는, 패터닝 디바이스 정렬 마크가 다이(die)와 다이 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 방식들 중 하나 이상의 방식에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 방식에서는, 지지 구조체(MT)와 기판 테이블(WT)을 정지 상태로 유지한 채로, 방사선 빔에 부여된 패턴 전체를 표적 부위(C) 상에 한번에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 이후, 다른 표적 부위(C)가 노광될 수 있도록, 기판 테이블(WT)을 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다. 이러한 스텝 방식에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 정지 노광시에 이미지화되는 표적 부위(C)의 크기가 제한된다.
2. 스캔 방식에서는, 지지 구조체(MT)와 기판 테이블(WT)을 동기적으로 스캐 닝하면서, 방사선 빔에 부여된 패턴을 표적 부위(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은, 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 정해질 수 있다. 이러한 스캔 방식에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 동적 노광시의 표적 부위의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 제한되고, 스캐닝 범위의 길이에 의해 표적 부위의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 정해진다.
3. 그외 다른 방식으로는, 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 유지한 채로 지지 구조체(MT)를 기본적으로 정지시킨 상태에서, 기판 테이블(WT)을 이동시키거나 또는 스캐닝하면서, 방사선 빔에 부여된 패턴을 표적 부위(C) 상에 투영한다. 이 방식에서는, 일반적으로 펄스 방사원이 사용되며, 프로그램 가능한 패터닝 디바이스는, 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서, 필요에 따라 갱신된다. 이 작동 방식은 앞서 언급한 바와 같은 타입의 프로그램 가능한 미러 어레이와 같은 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크리스 리소그래피(maskless lithography) 기술에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 전술한 방식들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 방식을 채용할 수도 있다.
투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하기 위한 구성은 일반적으로 다음 2가지 범주로 분류할 수 있다. 즉, 기판(W)의 전체와 기판 테이블(WT)의 선택적인 일부가 액체 조에 침적되는 용액 조 타입의 장치와, 기판의 국 부화된 영역에만 액체가 제공되는 액체 공급 시스템을 사용하는 국부화 침적 시스템이 있다. 국부화 침적 시스템(localized immersion system)에서, 액체에 의해 채워지는 공간은 기판의 상단 면보다 평면적으로 더 작으며, 액체로 채워지는 영역은 투영 시스템(PS)에 대하여 실질적으로 정지된 상태를 유지하는 동안, 기판(W)이 그 영역의 바로 아래로 이동한다. 본 발명의 실시예를 적용할 수 있는 다른 장치는, 액체가 구속되어 있지 않은 올웨트(all wet) 솔루션이다. 이 장치에서는, 기판의 상단 면의 실질적인 전체와 기판 테이블의 전체 또는 일부가 침적 액체로 덮여진다. 적어도 기판을 덮는 액체의 깊이는 얕다. 이 액체는 기판상에 액체로 이루어진 박막 등과 같은 막이 될 수 있다. 도 2 내지 도 5에 나타낸 액체 공급 장치 중 어떤 것도 이러한 시스템에 사용될 수 있지만, 각각 밀봉 구성이 없는 것, 밀봉 구성이 작용하지 않는 것, 밀봉 구성이 정상적인 것과 같은 효과를 갖지 못하는 것, 또는 국부화된 영역에만 액체를 밀봉시키는 것이 효과적이지 못한 것이 된다. 이러한 4가지 다른 유형의 국부화된 액체 공급 시스템을 도 2 내지 도 5에 나타낸다. 도 2 내지 도 4에 나타낸 액체 공급 시스템에 대해서는 앞서 설명했다.
제안된 다른 구성은, 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 사이의 공간 경계의 적어도 일부를 따라 연장된 액체 구속 부재(liquuid confinement member)를 구비한 액체 공급 시스템을 제공하는 것이다. 이러한 장치는 도 5에 도시되어 있다. 액체 구속 부재는 XY 평면에서는 투영 시스템에 대해 실질적으로 고정되어 있으며, Z 방향(광학 축 방향)으로는 어느 정도 이동가능하게 되어 있다. 기판의 면과 액체 구속 부재 사이에 밀봉이 이루어진다. 일례로서, 밀봉은 액체 구속 부재와 기판의 면 사이에 이루어지며, 가스 밀봉(gas seal)과 같은 비접촉 밀봉이 될 수 있다. 이러한 방식은, 미국 특허출원 공개번호 US 2004-0207824호에 개시되어 있다.
도 5는 배리어 부재(12)를 구비한 액체 제어 구조체(IH) 또는 국부화 액체 공급 시스템을 개략적으로 나타내고 있다. 배리어 부재(12)는 투영 시스템의 최종 소자와 기판 테이블(WT) 또는 기판(W) 사이의 공간 경계의 적어도 일부를 따라 연장되어 있다[이하에서, 기판(W)의 면은, 달리 명시하지 않는 한, 기판 테이블의 면에 추가되는 또는 다른 것을 의미하기로 한다]. 배리어 부재(12)는 XY 평면에서는 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지되어 있으며, Z 방향(광학 축 방향)으로는 어느 정도 이동가능하게 되어 있다. 일례로서, 배리어 부재와 기판(W)의 표면 사이에 밀봉이 형성되며, 유체 밀봉, 바람직하게는 가스 밀봉과 같은 비접촉식 밀봉이 될 수 있다.
배리어 부재(12)에서는, 투영 시스템(PL)의 최종 소자와 기판(W) 사이의 공간(11)에, 액체를 적어도 부분적으로 채울 수 있다. 기판(W)에 대한 비접촉식 밀봉(16)은, 기판(W)과 투영 시스템(PL)의 최종 요소 사이의 공간 내에 액체가 구속되도록, 투영 시스템의 이미지 필드 주위에 형성될 수 있다. 이 공간은, 투영 시스템(PL)의 최종 요소의 아래에 이를 둘러싸도록 위치된 배리어 부재(12)에 의해 적어도 일부가 형성된다. 액체는 유입구(13)에 의해 투영 시스템의 아래의 공간과 배리어 부재(12) 내부로 이동된다. 액체는 배출구(13)에 의해 제거될 수 있다. 배리어 부재(12)는 투영 시스템의 최종 요소보다 약간 위로 연장되어 형성될 수 있다. 액체의 높이는, 액체의 버퍼가 설치될 수 있도록, 최종 요소보다 높게 되어 있다. 일례로서, 배리어 부재(12)는, 상단에서 투영 시스템 또는 최종 요소의 형태와 부합하는 안쪽 둘레가, 예컨대 둥글게 될 수 있다. 바닥에서는, 안쪽 둘레가 이미지 필드의 형태에 부합하도록, 예컨대 사각형으로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
일례로서, 액체는, 배리어 부재(12)의 바닥과 기판(W)의 표면 사이에, 일반적으로 가스 밀봉(16)에 의한 공간(11) 내에 구속된다. 가스 밀봉은, 공기나 혼합 공기 등의 기체에 의해 이루어지지만, 다른 예에서는 질소(N2)나 다른 불활성 기체도 가능하다. 밀봉 가스는, 유입구(15)를 통해 압력에 의해 배리어 부재(12)와 기판(W) 사이의 갭에 공급된다. 가스는 배출구(14)를 통해 배출된다. 가스 유입구(15)에서의 과도한 압력, 배출구(14)에서의 진공 레벨, 및 갭의 형상은, 액체를 내부에 구속하는 고속의 가스 흐름(16)이 존재하도록 구성된다. 배리어 부재(12)와 기판(W) 사이의 액체에 작용하는 가스의 힘에 의해, 액체가 공간(11) 내에 유지된다. 유입구/배출구는 공간(11)을 둘러싸는 환형의 그루브(annular groove)가 될 수 있다. 이 환형의 그루브는 연속적으로 형성해도 되고 불연속적인 것으로 형성해도 된다. 가스의 흐름(16)은 액체를 공간(11) 내에 구속하는 것에 효과적이다. 이러한 방식은 미국 특허출원 공개번호 US2004-0207824호에 개시되어 있다.
많은 다른 유형의 액체 공급 시스템도 가능하다. 본 발명은 어느 특정한 액체 공급 시스템에 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예는 투영 시스템의 최종 요소 와 기판 사이의 액체가 구속되지 않는 올웨트 시스템에 사용하기에 최적이다. 그러나, 본 발명의 실시예는 다른 어떤 액체 공급 시스템에도 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 기판 테이블(WT) 상의 기판(W)의 에지를 제어하기 위한 방법을 제공한다.
기판(W)마다 치수가 다른 문제를 해결하기 위해, 기판 테이블(WT)에, 기판(W)을 배치할 리세스(100)를 제공한다. 이것을 도 6에 나타낸다. 리세스(100)는 기판(W)의 크기보다 반경 방향으로 약간 더 크다. 따라서, 기판(W)을 리세스(100)에 조심해서 정렬시키지 않고도, 기판(W)을 리세스(100) 내에 배치할 수 있다(리세스가 기판보다 크기 때문에). 다양한 크기의 다른 기판(W)도 같은 리세스(100) 내에 배치할 수 있다.
기판(W)의 에지와 레세스(100)의 에지 사이에 갭이 존재하기 때문에, 해당 갭 내에 가스가 머무르다가 침적 액체로 흘러들어갈 위험이 있다. 이러한 현상은, 배리어 부재(12)가 갭을 다 막지 못해서 침적 액체가 갭에 닿게 되는 경우에 생긴다. 침적 액체 내의 이러한 가스에 의한 기포가 투영 시스템(PS)의 바로 아래까지 오게 되면, 이미지에 결함이 생길 수 있어서 바람직하지 않다.
기판(W)의 에지와 리세스(100)의 에지 사이의 갭에서 생기는 다른 문제로는, 액체가 기판(W)의 아래로 향해 갈 수 있다는 것이다. 이러한 액체는 기판(W)을 기판 테이블(WT)의 제 위치에 유지하는 기판 지지체와 간섭을 일으킬 수 있어서, 바람직하지 않다.
상기 언급한 하나 이상의 문제를 해결하기 위한 한가지 방법은, 기판(W)의 에지와 리세스(100)의 에지 사이의 갭을 향해 가는 액체를 모두 제거하는 것이다. 이것은, 기판(W)의 에지 아래의 기판 테이블(WT)에서 가스의 반경 방향으로의 외측 흐름과 하향 흐름을 이용하여 행해질 수 있다. 이에 의해, 액체의 액적이 가스 내에 흡수되어, 기판 테이블(WT)을 통해 제거된다.
본 발명의 실시예는, 액체가 기판(W)의 아래로 소정량 이상으로 통과하지 않도록 하면서, 기판 테이블(WT)에서의 리세스(100)의 에지와 기판(W)의 에지 사이의 갭을 채우기 위한 방법을 제공한다. 따라서, 액체 밀봉이 형성된다. 이 액체 밀봉은 정적 및 동적 부하를 견딜 수 있으며, 채워지고 비워질 수 있다.
도 6에는 기판(W)의 에지를 둘러싸는 기판 테이블(WT)의 일부 단면을 나타내는 실시예가 도시되어 있다. 기판(W)은 기판 테이블(WT)의 상단 면(110) 내의 리세스(100)에 위치한다. 리세스(100)는 기판(W)의 외측의 기판 테이블(WT)의 상단 면(110)이 기판(W)의 상단 면과 실질적으로 동일 평면이 되도록 하는 크기를 갖는다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 기판(W)은 복수의 돌출부(120)를 구비하는 기판 지지체(101)에 의해 지지된다. 부압 공급원(underpressure source)(도시 안 됨)에 연결된 유입구는, 기판(W)이 돌출부(120)에 흡입되도록, 돌출부(120)들 사이의 갭에 부압(underpressure)을 생성한다. 이러한 유형의 기판 지지체(101)를 일반적으로 핌플 테이블(pimple table)이라고 한다.
리세스(100)의 외측 에지 또는 그 부근에, 모세관 통로 형성 면(130)의 형태를 갖는 유체 제어 요소(fluid handling feature)가 기판 테이블(WT) 상에 형성된 다. 모세관 통로 형성 면(130)은, 기판(W)이 기판 지지체(101) 상에 배치될 때에, 기판(W)의 밑면과 모세관 통로 형성 면(130) 사이에 갭이 생기도록 하는 크기와 배치를 갖는다. 이에 따라, 기판(W)과 모세관 통로 형성 면(130) 사이에 모세관 통로(140)가 형성된다. 모세관 통로 형성 면(130)은 모세관 통로(140)의 제1 면(141)을 형성한다. 기판(W)의 밑면은 모세관 통로(140)의 제2 면(142)을 형성하고, 제2 면은 제1 면과 대향한다.
모세관 통로 형성 면(130)의, 기판(W)의 중심 축으로부터 멀어지는 방향에서의 길이는, 크기 및 배치와 관련해서 모두 허용범위 내에 속하는 기판(W)이 기판 지지체(101) 상에 위치할 때에 모세관 통로(140)가 적당한 길이의 형태가 되도록 설정된다(이하에 설명함).
모세관 통로 형성 면(130)은 기판(W)의 바닥면과 실질적으로 동일 평면이다[따라서, 기판(W)의 상단 면 및 기판 테이블(WT)의 상단 면(110)과 실질적으로 평행하다].
모세관 통로 형성 면(130)의 반경 방향으로의 안쪽 면은 다른 유체 제어 요소, 본 실시예에서는 메니스커스 피닝 요소(meniscus pinning feature)(150)의 형태이다. 메니스커스 피닝 요소(150)는 어떠한 형태로 해도 된다. 메니스커스 피닝 요소(150)의 기능은 액체의 메니스커스(160: 도 7 참조)를 모세관 통로(140)의 소정 위치 또는 소정 위치의 범위 내에[예를 들어, 리세스(100)의 에지로부터 멀어지는 반경 방향의 소정 거리에] 고정시키는 것이다. 메니스커스 피닝 요소(150)는 기판(W)과의 사이에서 연장하는 메니스커스(160)를 고정시키도록 구성되어 있다. 따 라서, 모세관 통로(140)는 모세관 통로 형성 면(130)을 넘어 메니스커스 피닝 요소(150)의 위로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 메니스커스 피닝 요소(150)에서의 메니스커스의 형상 및/또는 위치는, 액체에 상이한 힘이 인가될 때에 변화한다. 메니스커스의 형상 및/또는 위치를 변경할 수 있기 때문에, 액체에서의 압력 변동(예컨대, 스캔 이동에 기인한 변동)을 흡수할 수 있다.
도 6의 실시예에서, 메니스커스 피닝 요소(150)는 원뿔대(truncated cone)의 형태를 가진 면이다. 즉, 메니스커스 피닝 요소(150)는 모세관 통로 형성 면(130)의 평면에 대해 각도를 이루고 있다. 즉 경사져 있다. 메니스커스 피닝 요소(150)의 반경 방향으로 가장 안쪽의 에지는 모세관 통로 형성 면(130)의 반경 방향으로 외측의 에지보다 모세관 통로 형성 면(130)의 평면으로부터 더 멀어지도록 되어 있다. 메니스커스는 압력 변동을 흡수하도록 원뿔대의 표면을 따라 이동할 수 있다(한쪽에서는 반경 내측 방향으로 다른 쪽에서는 반경 외측 방향으로).
메니스커스 피닝 요소(150)는 다음과 같이 작용한다. 모세관 통로(140) 내의 액체(160)의 메니스커스가 반경 내측 방향으로 이동함에 따라[즉, 기판(W)의 중심부를 향해], 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이[모세관 통로 형성 면(130) 또는 메니스커스 피닝 요소(150)]의 메니스커스(160)의 길이가 증가한다. 메니스커스(160)의 길이가 증가하게 되면, 에너지가 감소한다.
단면을 보면, 도 6에 도시한 실시예의 메니스커스 피닝 요소(150)는 모세관 통로 형성 면(130)의 평면과 0에서 45° 또는 10°에서 45 °(바람직하게는 20°내지 35°)의 각도를 이룬다. 일례로서, 메니스커스 피닝 요소(150)의 수평 면과 경 사 면 간의 변화는 완만하다. 즉, 두 면 사이의 반경이 가능한 크게 된다.
도 7은 메니스커스(160)의 위치를 더 상세하게 나타낸 것이다. 도 6의 실시예에서, 모세관 통로(140)는 액체로 채워져 있다. 이 액체는 메니스커스 피닝 요소(150)의 일부를 덮도록 반경 내측 방향으로 연장되어 있다. 그러나, 메니스커스 피닝 요소(150)는 메니스커스(160)를 메니스커스 피닝 요소(150)의 반경 방향의 가장 안쪽과 반경 방향의 가장 바깥쪽 사이의 위치에 고정시킨다. 이에 의해, 메니스커스 피닝 요소(150)의 가장 안쪽 에지의 반경 내측 방향으로 액체가 통과하는 것이 방지된다.
메니스커스(160)의 위치는 힘의 균형에 의해 정해진다. 기판(W)의 에지와 리세스(100)의 에지 사이의 리세스(100) 내의 갭이 액체로 채워진다. 모세관 통로(140)에 있는 액체에 대해 반경 내측 방향으로 향하는 모세관 힘이 생성된다. 이 힘의 정점은 주로 반경 내측 방향으로 작용하는 유체 정역학 및 유체 역학적 힘이다. 메니스커스 피닝 요소(150)는 반경 내측 방향으로 향하는 힘에 저항한다. 모세관 통로(140)에서의 액체의 반경 외측 방향으로 향하는 힘은, 메니스커스 피닝 요소(150)의 반경 내측 방향으로 향하는 채널(170)을 제공함으로써 증가될 수 있다. 이 채널(170)은 모세관 통로(140)와 유체가 통할 수 있도록 되어 있다. 채널(170)에는 가스의 과압(overpressure)이 제공될 수 있다. 이러한 가스의 메니스커스(160)에 대한 힘은, 모세관 통로(140) 내의 액체에 대해 반경 외측 방향으로 향하는 힘을 인가하는 데에 효과적이다. 이에 의하여, 액체가 메니스커스 피닝 요소(150)의 반경 방향의 가장 안쪽으로의 이동이 방지될 수 있다. 따라서, 채 널(170)에서의 압력에 의해 메니스커스(160)가 위치되는 것을 알 수 있다.
메니스커스 피닝 요소(150)의 반경 내측 방향으로의 채널(170)의 위치 설정은[메니스커스 피닝 요소(150)의 안쪽으로 향하는 실시예에서], 채널(170)에서 나오는 가스의 흐름이 실질적으로 반경 내측 방향이 되도록 채널(170)을 구성하는 것에 도움이 된다. 이에 의해, 모세관 통로(140)로부터 액체가 가스에 포함되는 것이 실질적으로 방지될 수 있다. 이에 따라, 가스와 액체의 흐름의 결과로서의 증발 냉각 부담이 실질적으로 회피될 수 있다.
채널(170)의 반경 내측 방향에는 내측 돌출부(180)가 있다. 일실시예에서, 내측 돌출부(180)는, 그 상단 면이 모세관 통로 형성 면(130)과 실질적으로 동일 평면을 이루는 크기를 갖는다. 따라서, 기판(W)이 기판 지지체(101) 상에 배치되면, 내측 돌출부(180)의 상단과 기판(W)의 바닥면 사이에 갭이 존재하게 된다. 이 갭은 모세관 통로 형성 면(130)과 기판(W)의 바닥면 사이의 갭[즉, 모세관 통로(140)의 높이]과 크기가 유사하다. 일례로서, 내측 돌출부(180)와 기판(W)의 바닥면 사이의 갭과, 모세관 통로(140)의 높이는 1~50㎛, 1~20㎛, 2~20㎛, 또는 1~5㎛의 범위 중에서 선택된다. 가속에 의해 생기는 동역학의 저항을 위해서는 모세관 통로(140)가 작은 것이 바람직하다. 모세관 통로(140)의 최적의 높이는, 동작 조건과, 모세관 통로 형성 면(130) 및 기판(W)의 밑면과 침적 액체의 접촉 각도에 좌우된다.
내측 돌출부(180)와 기판(W)의 바닥면 사이의 갭은, 가스의 반경 내측 방향으로의 흐름을 제한해서, 증발에 의해 생길 수 있는 열적 부하(heat load)를 감소 시킬 수 있도록 선택된다. 기판 지지체(101)에 의해 사용되는 부합(underpressure)을 1.5 바(bar)로 한다면, 채널(170)에서의 적당한 과압(overpressure)은 대략 10 밀리바(mbar)이다. 내측 돌출부(180)의 상단과 기판(W)의 바닥 사이의 갭이 대략 3㎛이면, 내측 돌출부(180)와 기판(W) 사이의 갭을 통해 분당 0.7 리터의 가스 흐름이 예상될 수 있다. 이것은 만족할만한 동작 조건을 제공하지만, 채널(170) 내의 압력을 더 낮추어도 가능하다. 기판을 노출시킨 후에는, 채널(170)에 인가된 과압을 감소시킬 수 있다. 이에 의하면, 기판(W)을 제거할 때에 부재(200)에 남은 액체의 증발에 기인한 열적 부하를 피할 수 있다.
메니스커스(160)의 위치를 메니스커스 피닝 요소(150)에 의해 고정시키는 데에 사용할 수 있는 큰 규모의 조작 윈도우(operating window)를 구비하는 것이 바람직하다. 조작 파라미터를 변경하는 한가지 방법은, 침적 액체에 대한 모세관 통로 형성 면(130) 및/또는 메니스커스 피닝 요소(150)의 표면의 친화력(affinity)을 변경(즉, 침적 액체에 대해 액체 친화적인 또는 액체 비친화적인 하나 이상의 표면을 형성함으로써)하는 것이다. 액체 친화적인 하나 이상의 표면을 형성함으로써, 더 양호한 습윤화가 가능하게 되어, 사용 중에 기판(W)의 에지와 리세스(100)의 에지 사이의 갭으로부터 생기는 가스 기포가 발생할 가능성을 감소시킨다.
여러 다양한 표면은, 침적 액체와 정적 접촉 각도, 정적 진행 접촉 각도, 및 정적 후퇴 접촉 각도 사이의 차이를 나타낸다. 정적 진행 접촉 각도는 40°와 70°사이의 범위가 바람직하다. 이에 의하면, 모세관 통로(140)를 채우는 데에 도움이 되어, 모세관 통로(140)와, 기판(W)의 에지와 리세스(100)의 에지 사이의 갭으로부 터 가스를 제거할 수 있게 된다. 습윤을 향상시키기 위해, 정적 후퇴 접촉 각도는 40°미만, 30°미만, 20°미만, 또는 15°미만인 것이 바람직하다. 일반적으로 정적 후퇴 접촉 각도는 정적 전진 접촉 각도보다 작다. 채널(170)을 형성하는 표면과 돌출부(180)를 형성하는 표면은, 침적 액체가 높은 접촉 각도를 갖는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 이들 표면은 액체 비친화(liquidphobic) 특성이 있다.
이하, 본 실시예에서 갭과 모세관 통로(140)가 침적 액체로 어떻게 채워지는지에 대하여 설명한다. 도 9와 관련해서 개시된 실시예는, 모세관 통로(140)를 바람직하게 채우도록 하기 위한 구성을 갖는다. 다른 실시예에서는, 갭과 모세관 통로(140)가 정상적인 동작 중에 침적 액체에 의해 채워질 수 있게 되거나, 이미지화를 행하기 전에 갭과 모세관 통로(140)를 채우기 위한 다른 방법이 취해질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 유체 제어 요소 중 일부[예컨대, 모세관 통로 형성 면(130)과 메니스커스 피닝 요소(150)]는, 기판 테이블의 다른 일부로부터 분리된 부재(200) 상에 형성된다. 이 부재(200)는 기판 지지체(101) 상에 지지되는 기판(W)의 에지와 유체가 상호작용하는 문제를 처리하도록 구성된다. 부재(200)의 외측 표면과 기판 테이블(WT)의 잔여 부분 사이에는 가스의 갭(210)이 존재한다. 이 갭(210)은 부재(200)가 기판 테이블(WT)의 다른 부분으로부터 열적으로 절연되도록 하는 절연체로서 작용한다. 일실시예에서, 부재(200)는 가스 이외의 다른 절연 재료로 채워질 수 있다. 부재(200)는 기판 테이블(WT)에 별개의 장착 부재(220)를 통 해 기계적으로 결합된다. 이들 별개의 장착 부재(220)는 낮은 열 도전 계수를 갖는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이들 장착 부재(220)는 리프 스프링이나 스프링 블레이드, 또는 기판 테이블(WT)과 부재(200)에 접착되는 유리 비드가 될 수 있다.
채널(170)은 부재(200)의 에지와 기판 테이블(WT)의 에지에 의해 형성된다. 그러나, 다른 구성도 가능하다.
부재(200)는, 기판 테이블(WT)의 다른 부분으로부터 열적으로 절연되어 있으며, 기판 테이블(WT)의 열적 평형이 깨지는 것을 방지하는 기능을 한다. 부재(200)의 유체 제어 요소는 열적 부하를 유도할 수 있는 요소이다. 따라서, 기판 테이블(WT)의 나머지 부분으로부터 이들 요소를 열적으로 절연시킴으로써, 임의의 잠재적으로 바람직하지 않은 열적 팽창이나 수축이 방지될 수 있다.
일실시예에서, 도 6에 개략적으로 도시된 하나 이상의 히터(heater)(230)는 부재(200)의 내부 또는 그 위에 설치될 수 있다. 히터는 부재(200)의 온도를 감지하기 위한 하나 이상의 센서(240)를 구비할 수 있으며, 컨트롤러기(231)는 히터(230)에 대한 파워를 제어[예컨대, 센서(240)에 의해 감지된 온도에 기초해서, 피드백 방식으로]할 수 있다.
부재(200)는 기판 지지체(101)를 둘러싸며, 모세관 통로 형성 면(130)과 메니스커스 피닝 요소(150)뿐만 아니라 기판 테이블(WT)의 상단 면(110)의 일부를 형성한다. 부재(200)와 기판 테이블(WT) 사이의 갭(210)은 스티커(sticker)(250)에 의해 피복된다. 스티커(250)는 박막 재료로 이루어지며, 부재(200)와 기판 테이 블(WT) 사이의 갭(210) 내에서 침적 액체가 누설되는 것을 방지하는 위치에 접착된다. 이 갭을 밀봉하는 다른 방법도 물론 가능하다. 도 6에 실시예에서, 스티커(250)는 환형이다.
부재(200)는 또한 에지 밀봉 부재를 제공한다. 에지 밀봉 부재는 기판(W)의 에지를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 에지 밀봉 부재의 상단 면은 기판(W)의 상단 면과 실질적으로 동일 평면이다. 도시한 실시예에서, 에지 밀봉 부재는 부재(200)의 상단 면과 내측 상부 에지이다.
도 8은 채널(170)로부터 내측 돌출부(180)의 위로 기판 지지체(101)를 향하는 가스의 이동을 나타낸다. 본 실시예는, 메니스커스 피닝 요소(150)가 각이 져 있는 모서리를 갖는다는 점에서, 도 6 및 7과 다르다. 1㎛의 반경을 가진 모서리에 의해서는 메니스커스(160)가 충분히 고정되지 않을 수 있다. 그러나, 반경이 3㎛이면, 메니스커스 피닝 요소(150)에서의 메니스커스(160)의 위치가 안정적으로 될 수 있다. 따라서, 메니스커스 피닝 요소(150)가 각이 져 있는 모서리를 가지면, 그 모서리를 2㎛ 초과, 5㎛ 초과, 또는 10㎛를 초과하는 반경으로 하는 것이 바람직하다. 모서리를 10㎛ 미만의 반경을 갖도록 할 수도 있다. 모서리에 이어지는 표면을 액체 비친화성으로 하면, 메니스커스를 모서리에 고정시키는 데에 도움이 된다. 이에 대해, 내측 돌출부(180)의 반경 방향으로 가장 외측의 에지는 각이 져 있는 모서리로 하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 흐름 저항이 증가한다.
모세관 통로(140)의 길이는, 메니스커스(160)가 더 이상 고정되지 않는 압력을 거의 견디지 못하게 할 수 있다. 그러나, 모세관 통로의 길이(즉, 반경 길이와 같이 기판이나 다른 대상의 중심부에 대해 상대적으로 연장함)는 기판(W)의 크기와 배치에서 생길 수 있는 변동을 충분히 수용할 수 있어야 한다. 이에 대해서는, 도 9에 나타내고 있다. 일실시예에서, 모세관 통로(140)의 길이는 적어도 1mm, 적어도 3mm, 적어도 5mm, 또는 적어도 10mm이다.
기판의 에지가 기판 지지체(101)의 마지막 돌출부(120)로부터 너무 많이 돌출되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 기판의 에지가 너무 많이 돌출하면, 기판이 구부러져서 이미지화에 오류가 생길 수 있다.
일실시예에서, 채널(170)은 복수의 개구(도시되어 있지 않음)를 통해 과압 공급원(overpressure source)에 연결된다. 각각의 개구는 단면 면적이, 예컨대 0.2 mm2이 될 수 있다. 과압 공급원과 채널(170)을 복수의 개구를 통해 연결함으로써, 압력 변동을 감소시킬 수 있다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서 리세스(100)의 에지는 만곡되어 있다. 이러한 만곡(curvature)은 기판(W)의 에지와 리세스(100)의 에지 사이의 갭에서의 습윤 및 제습(dewetting)이 촉진되도록 선택된다.
도 9의 실시예는 기판(W)의 에지, 리세스(100)의 에지 및 모세관 통로(140) 사이의 갭의 습윤화에 도움을 주는 한가지 방법을 나타낸다. 본 실시예에서, 리세스(100)의 에지로부터 모세관 통로(140)의 가장 안쪽 에지까지의 표면에 대한 액체의 친화성을 증가시키기 위해 이 표면을 특별히 처리할 필요는 없다. 예를 들어, 이들 표면은 동일한 재료로 형성할 수 있으며, 기판 테이블의 상단의 표면과 동일 한 방식으로 처리할 수 있다.
도 9의 실시예는, 아래에 설명하는 것을 제외하고는 도 6 및 7의 실시예와 동일하다. 도 9의 실시예에서는, 모세관 통로 형성 면(130) 또는 이에 인접해서 개구(300)가 설치된다. 이 개구(300)는 리세스(100) 내에 제공된다. 개구(300)는 하나 이상의 홀 또는 슬릿이 될 수 있다. 개구(300)는 모세관 통로 형성 면(130) 및/또는 메니스커스 피닝 요소(150)의 표면에 있을 수 있다.
개구(300)는 통로(310)를 통해 액체 공급원(311)에 연결된다. 이러한 방식에서, 액체는 기판(W)의 에지와 리세스(100) 사이의 갭과 모세관 통로(140) 내에 공급될 수 있다. 이에 의해, 모세관 통로(140)를 습윤화하고 가스를 배출하는 데에 도움이 된다. 예를 들어, 액체를 개구(300)에 제공함으로써, 액체의 액적이 팽창하는 것을 알 수 있을 것이다. 이것은, 기판(W)의 에지와 리세스(100)의 에지 사이의 갭을 채우고, 또한 모세관 통로(140)를 채우기 위한 것으로서 화살표(320, 330)로 나타내고 있다.
액체를 갭과 모세관 통로(140)에 공급하기 위해 개구(300)를 사용함으로써, 리세스(100)의 주변 표면과 바닥 에지를 특별히 코팅하거나 처리할 필요가 없으며, 또한 이들을 침적 액체에 대해 액체 친화성인 재료로 형성할 필요도 없다.
개구(300)를 통해 제공된 액체는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이에 사용된 침적 액체와 동일하게 하는 것이 바람직하다. 개구(300)를 통해 액체를 제공하는 장점은, 갭 내에 액체를 새로 공급할 수 있다는 것이다. 그외에도, 리세스(100)의 에지 주위에 오염 입자를 모을 수 있다. 개구(300)를 통해 액체를 제 공함으로써, 리세스(100)의 에지에 있는 갭 내에 액체의 순환이 이루어질 수 있으며, 오염을 세척하고 오염 입자가 리세스(100)의 에지에 축적되는 것을 방지할 수 있다. 공급된 액체는 올웨트 침적 시스템에서 기판(W)의 상단 면과 기판 테이블(WT)을 피복하는 데에 사용되는 액체의 일부가 될 수 있다.
일실시예에서, 개구(300)는 부압 공급원에 연결될 수 있다. 이에 의하면, 노광 후에 기판(W)을 기판 테이블(WT)로부터 제거하기 전과 후에 침적 액체를 제거하는 데에 도움이 될 수 있다.
상기 실시예들은 기판 지지체(101)와 기판(W)을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 기판 테이블(WT) 상의 대상 지지체 상에 상이한 대상의 장착에 관한 것일 수 있다. 예를 들어, 그 대상은 기판 테이블(WT)의 상단 표면상의 센서 지지체에 의해 지지된 센서가 될 수 있다.
상기 언급한 구성들은 임의의 다른 구성과 함께 사용될 수 있으며, 명시적으로 기재한 조합만이 가능한 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다.
일례로서, 액침 리소그래피 장치에 테이블이 제공될 수 있으며, 이 테이블은 모세관 통로 형성 면과 메니스커스 피닝 요소를 포함하며, 모세관 통로 형성 면은 테이블 상에 대상이 위치할 때의 모세관 통로의 제1 면을 형성하도록 구성되며, 대상의 표면은 모세관 통로의 제1 면에 대향하는 제2 면을 형성한다. 메니스커스 피닝 요소는 모세관 통로 형성 면의 반경 내측 방향에 위치하며, 모세관 통로 내의 유체의 메니스커스의 반경 내측 방향으로의 위치를 고정시키도록 구성되어 있다. 메니스커스 피닝 요소는 모세관 통로 형성 면의 단부가 각을 이루는 모서리가 될 수 있다. 이 각을 이루는 모서리는 적어도 2㎛의 반경을 갖는 것이 바람직하다. 메니스커스 피닝 요소는 모세관 통로 형성 면의 반경 내측 방향의 면이며, 이러한 메니스커스 피닝 요소의 면은 단면상으로 모세관 통로 형성 면의 평면에 대해 각도를 이루면서 경사져 있는데, 메니스커스 피닝 요소의 표면의 반경 방향으로 가장 안쪽의 에지가, 메니스커스 피닝 요소의 표면의 반경 외측 부분보다 모세관 통로 형성 면의 평면으로부터 멀어지도록 각을 이룬다. 메니스커스 피닝 요소의 표면은, 모세관 통로 형성 면의 평면과, 0에서 45° 또는 10°에서 45 °의 각도를 이루는 것이 바람직하다. 테이블은, 메니스커스 피닝 요소의 반경 내측 방향으로 채널을 구비하는 것이 바람직하며, 이 채널은 내부의 가스의 과압이, 모세관 통로 내의 액체에 반경 외측 방향으로 힘을 인가할 수 있도록 구성된다. 모세관 통로 형성 면은 적어도 1mm의 반경 길이를 가질 수 있다. 대상이 테이블 상에 배치되면, 모세관 통로는 1에서 50㎛의 높이를 가질 수 있다. 테이블은, 모세관 통로 형성 면의 반경 내측 방향으로, 내측 돌출부를 더 구비할 수 있으며, 이 내측 돌출부는 테이블의 대상 지지체를 둘러싸며, 대상 지지체 상의 대상과 내측 돌출부 사이의 거리가 2 내지 20㎛인 것이 바람직하다. 모세관 통로 형성 면은 테이블의 상단 면과 실질적으로 평행한 것이 바람직하다. 모세관 통로 형성 면은 액체 친화성인 것이 바람직하다.
일례로서, 액침 리소그래피 장치에 테이블이 제공될 수 있으며, 이 테이블은 테이블 상에 대상이 위치할 때의 모세관 통로의 제1 면을 형성하도록 구성된 모세관 통로 형성 면과, 내부 가스의 과압이 모세관 통로 내의 유체에 대해 반경 외측 방향으로의 힘을 인가할 수 있을 정도로 유효하도록 구성된 채널을 포함하고, 대상의 표면이 모세관 통로의 제1 면에 대향하는 제2 면을 형성한다. 테이블은, 채널의 반경 내측 방향으로, 테이블의 대상 지지체를 둘러싸는 내측 돌출부를 더 포함할 수 있다. 대상 지지체는 대상을 지지하도록 구성된다. 대상이 테이블 위에 배치될 때에, 대상은 내측 돌출부로부터 2㎛ 내지 20㎛의 거리에 있는 것이 바람직하다. 채널로부터 내측 돌출부와 대상의 사이로 가스가 흐르는 것이 바람직하다. 테이블은, 대상을 지지하기 위한 복수의 돌출부를 갖는 대상 지지체와, 복수의 돌출부 사이의 갭에 부압을 생성해서 대상이 돌출부로 흡입되도록 하기 위한, 부압 공급원에 연결된 유입구를 포함하는 것이 바람직하다. 사용 중에, 채널 내의 부압에 의해 반경 내측 방향으로의 가스 흐름이 생성될 수 있다. 테이블은, 모세관 통로 형성 면과 채널 사이에 배치된 메니스커스 피닝 요소를 더 포함할 수 있다. 이 메니스커스 피닝 요소는, 모세관 통로 내의 유체의 메니스커스의 반경 내측 방향으로의 위치를 사용 중에 고정시키도록 구성되어 있다. 모세관 통로 형성 면은 테이블의 대상 지지체를 둘러싸며, 테이블의 일부로부터 열적으로 절연된 부재에 의해 형성되며, 대상 지지체는 대상을 지지하도록 구성될 수 있다.
일례로서, 액침 리소그래피 장치에 테이블이 제공될 수 있으며, 이 테이블은 대상을 지지하도록 구성된 대상 지지체와, 테이블의 일부로부터 열적으로 절연되어 있으며 대상 지지체를 둘러싸는 부재를 포함한다. 이 부재는 유체 제어 요소를 포함한다. 유체 제어 요소는 사용 중에 대상 지지체에 의해 지지되는 대상의 에지와 유체가 상호작용하는 문제를 처리하도록 구성될 수 있다. 유체 제어 요소는 대상 지지체 상에 대상이 위치할 때의 모세관 통로의 제1 면을 형성하도록 구성되는 모세관 통로 형성 면을 포함하며, 대상의 표면은 모세관 통로의 제1 면에 대향하는 제2 면을 형성할 수 있다. 유체 제어 요소는, 유체의 메니스커스의 반경 내측 방향으로의 위치를 고정시키도록 구성된 메니스커스 피닝 요소를 포함할 수 있다. 유체 제어 요소는 사용 중에, 대상 지지체 상에 위치된 대상의 에지에 인접하는 영역에 유체를 제공하기 위한 개구를 포함할 수 있다. 테이블은 채널을 더 포함할 수 있다. 채널은 부재의 반경 내측 방향으로 부재와 테이블의 일부 사이에 형성되는 것이 바람직하다. 채널은 부재 내에 형성되는 것이 바람직하다. 부재는 부재와 테이블의 일부 사이에서 절연체에 의해 테이블의 일부로부터 열적으로 절연될 수 있다. 절연체는 가스인 것이 바람직하다. 부재는 복수의 개별 지지체에 의해 테이블에 부착될 수 있다. 부재는 대상 지지체에 의해 지지될 때에 대상의 에지를 적어도 부분적으로 둘러싸는 에지 밀봉 부재이다. 부재의 상단 면은 대상의 상단 면과 실질적으로 동일 평면을 이룬다. 테이블은 부재 내에 히터를 더 포함할 수 있다. 테이블은, 부재의 온도를 조절하는 히터를 제어하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일례로서, 액침 리소스래피 장치에 테이블이 제공될 수 있으며, 이 테이블은 테이블의 상단 면 내의 리세스에 대상이 위치할 때의 모세관 통로의 제1 면을 형성하도록 구성되는 모세관 통로 형성 면과, 모세관 통로에 유체를 공급하도록 구성된 모세관 통로 형성 면 내 또는 그에 인접한 개구를 포함할 수 있으며, 대상의 표면은 모세관 통로의 제1 면에 대향하는 제2 면을 형성할 수 있다. 테이블은, 액체가 테이블의 상단 면과 기판의 상단 면에 구속되지 않는 액침 리소그래피 장치에 사용하기 적합하도록 구성될 수 있다. 대상은 기판이나 센서가 될 수 있다.
일례로서, 상기 언급한 테이블을 포함하는 리소그래피 장치를 제공할 수 있다. 리소그래피 장치는 액침 리소그래피 장치로 할 수 있다.
일례로서, 대상을 테이블 위에 위치 설정하여 대상과 테이블의 모세관 통로 형성 면 사이에 모세관 통로를 형성하는 단계와, 액체를 모세관 통로로 유도하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법을 제공한다. 액체는, 모세관 통로에 있는 액체의 반경 내측 방향으로의 메니스커스가 테이블의 메니스커스 피닝 요소에 의해 제 위치에 고정되는 위치까지 유도된다.
일례로서, 대상을 테이블 위에 위치 설정하여 대상과 테이블의 모세관 통로 형성 면 사이에 모세관 통로를 형성하는 단계와, 모세관 통로 내의 액체에 대해 반경 외즉 방향으로 힘을 인가하기 위해 모세관 통로 형성 면의 반경 내측 방향으로 가스의 과압을 채널 내에 유도하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법을 제공한다.
일례로서, 테이블의 부재가 대상을 둘러싸도록 테이블 위에 대상을 제공하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 부재는 테이블의 일부로부터 열적으로 절연되며, 대상의 에지에서 유체를 제어하기 위한 유체 제어 요소를 포함한다.
일례로서, 테이블의 모세관 통로 형성 면과 대상 사이에 모세관 통로를 형성하기 위해 테이블 위에 대상을 위치 설정하는 단계와, 모세관 통로 형성 면 내 또 는 이에 인접하는 개구를 통해 모세관 통로에 액체를 도입하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대해 언급하였지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드의 제조와 같은 용도로 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 다른 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "표적 부위"와 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치), 또는 계측 장비, 또는 검사 장치에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기 기판 처리 장치와 그외 다른 기판 처리 장치에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.
본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157, 또는 126nm의 파장을 가짐)을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다. "렌즈"라는 용어는 굴절성 및 반사성 광학 요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명은 상기 개시된 바와 같은 방법을 설명하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다. 본 명세서의 하나 이상의 상이한 컨트롤러는, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램이 리소그래피 장치의 적어도 하나의 구성요소 내에 위치한 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 판독될 때에 동작할 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 적어도 하나의 컨트롤러와 통신을 행하도록 구성됨으로써, 컨트롤러가 하나 이상의 컴퓨터 프로그램의 기계로 판독가능한 명령에 따라 동작할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예는, 침적 액체가 조(bath)의 형태로 기판의 국부화된 표면 영역에만 제공되며, 구속되지 않는 상기 언급한 유형의 어떠한 액침 리소그래피 장치에도 적용될 수 있으며. 상기 유형에 한정되지 않는다. 구속되지 않는 구성으로서, 침적 액체는 기판 및/또는 기판 테이블의 표면 위로 흘러서, 기판 테이블 및/또는 기판의 피복되지 않은 실질적으로 전체 면이 습윤화되도록 한다. 이러한 액체가 구속되지 않는 침적 시스템에서, 액체 공급 시스템은 침적 유체를 구속하지 않으며, 또는 침적 액체 구속의 일부를 담당할 수 있지만, 침적 액체의 실질적으로 완전한 구속을 제공하진 않는다.
본 명세서의 액체 공급 시스템은 넓게 해석되어야 한다. 일부 실시예에서, 액체 공급 시스템은 기판 및/또는 기판 테이블과 투영 시스템 사이의 공간에 액체를 제공하는 메커니즘 또는 구조의 조합이 될 수 있다. 액체 공급 시스템은 액체를 상기 공간에 제공하는 하나 이상의 구조, 하나 이상의 액체 유입구, 하나 이상의 가스 유입구, 하나 이상의 가스 배출구, 및/또는 하나 이상의 액체 배출구의 조합을 제공할 수 있다. 일실시예에서, 이 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부가 될 수 있으며, 기판 및/또는 테이블의 표면을 완전히 덮을 수 있으며, 공간은 기판 및/또는 기판 테이블을 둘러쌀 수 있다. 액체 공급 시스템은, 액체의 위치, 용량, 품질, 형태, 흐름 속도 등의 특징을 제어하기 위한 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다.
전술한 내용은 예시를 위한 것으로, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 하기 청구항들의 범위를 벗어나지 않고서도 전술한 본 발명에 대한 변형예가 이루어질 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 실시예에 의해 설명한다. 도면에서, 대응하는 참조 부호는 대응하는 부품을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸다.
도 2 및 도 3은 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 액체 공급 시스템을 나타낸다.
도 4는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 다른 액체 공급 시스템을 나타낸다.
도 5는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 다른 액체 공급 시스템을 나타낸다.
도 6은 기판의 에지 부위에 있는 기판 테이블의 개략 단면도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 기판의 에지 영역을 확대한 도면이다.
도 8은 다른 실시예의 기판 테이블의 기판의 에지 주변 영역을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 다른 실시예의 기판의 에지에 인접한 기판 테이블 영역을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

Claims (42)

  1. 액침 리소그래피 장치에 사용하기 위한 테이블로서,
    상기 테이블 상에 대상(object)이 위치하면 모세관 통로(capillary passage)의 제1 면을 형성하도록 구성된 모세관 통로 형성 면; 및
    상기 모세관 통로 형성 면의 반경 내측 방향에 위치하며, 상기 모세관 통로 내에 있는 유체의 메니스커스(meniscus)의 반경 내측 방향으로의 위치를 고정시키도록 구성된 메니스커스 피닝(meniscus pinning) 요소
    를 포함하며,
    상기 대상의 일 면(surface)이 상기 모세관 통로의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 이루는, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메니스커스 피닝 요소는 상기 모세관 통로 형성 면에서의 단부(end)에 위치하는 각이 진 모서리(sharp edged corner)인, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각이 진 모서리는 2㎛ 이상의 반경을 갖는, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메니스커스 피닝 요소는, 상기 모세관 통로 형성 면의 반경 내측 방향의 면(surface)이며,
    상기 메니스커스 피닝 요소의 면은 단면적으로 상기 모세관 통로 형성 면의 평면에 대해 각을 이루도록 경사져 있으며,
    상기 메니스커스 피닝 요소의 반경 방향으로 가장 안쪽에 있는 에지는, 상기 메니스커스 피닝 요소의 면의 반경 방향에서 외측 부분보다, 상기 모세관 통로 형성 면의 평면으로부터 멀어지도록 되어 있는, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메니스커스 피닝 요소의 표면은 상기 모세관 통로 형성 면의 평면과 0°보다 크고 45°이하의 각도를 이루는, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메니스커스 피닝 요소의 반경 내측 방향에 있는 채널을 더 포함하며,
    상기 채널은, 상기 채널 내의 가스의 과압(overpressure)에 의해 상기 모세관 통로 내의 액체에 반경 외측 방향으로의 힘이 인가될 수 있도록 구성된, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모세관 통로 형성 면은 1㎜ 이상의 반경 길이를 갖는, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대상이 상기 테이블 상에 위치할 때, 상기 모세관 통로는 1㎛ 내지 50㎛ 사이의 높이를 갖는, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모세관 통로 형성 면의 반경 내측 방향에서 상기 테이블의 대상 지지체를 둘러싸는 내측 돌출부를 더 포함하며,
    상기 내측 돌출부와 대상 사이의 거리는, 2㎛와 20㎛ 사이의 범위를 갖는, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모세관 통로 형성 면은 상기 테이블의 상단 면에 대해 실질적으로 평행한, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모세관 통로 형성 면은 액체 친화성(liquidphillic)인, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대상은 기판 또는 센서인, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  13. 액침 리소그래피 장치에 사용하기 위한 테이블로서,
    상기 테이블 상에 대상이 위치하면 모세관 통로의 제1 면을 형성하도록 구성된 모세관 통로 형성 면; 및
    내부 가스의 과압(overpressure)에 의해 상기 모세관 통로 내의 액체에 반경 외측 방향으로의 힘이 인가될 수 있도록 구성된 채널
    을 포함하며,
    상기 대상의 면은 상기 모세관 통로의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 이루는, 액침 리소그래피 장치용 테이블.
  14. 제1항 내지 제5항, 또는 제13항 중 어느 한 항에 따른 테이블을 포함하는 리소그래피 장치.
  15. 테이블의 모세관 통로 형성 면과 대상 사이에 모세관 통로를 형성하기 위해 상기 테이블 위에 상기 대상을 위치시키는 단계; 및
    상기 모세관 통로 내의 액체의 반경 내측 방향으로의 메니스커스가 상기 테이블의 메니스커스 피닝 요소에 의해 소정 위치에 고정되는 위치까지 액체를 상기 모세관 통로로 도입하는 단계
    를 포함하는 디바이스 제조 방법.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2128703A1 (en) 2008-05-28 2009-12-02 ASML Netherlands BV Lithographic Apparatus and a Method of Operating the Apparatus
EP2131242A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-09 ASML Netherlands B.V. Substrate table, lithographic apparatus and device manufacturing method
NL2005874A (en) * 2010-01-22 2011-07-25 Asml Netherlands Bv A lithographic apparatus and a device manufacturing method.
KR102054322B1 (ko) 2012-05-29 2019-12-10 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 대상물 홀더 및 리소그래피 장치
KR101885750B1 (ko) * 2014-01-20 2018-08-06 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피용 기판 홀더 및 지지 테이블
CN107077078B (zh) * 2014-10-23 2019-04-09 Asml荷兰有限公司 用于光刻设备的支撑台、加载衬底的方法、光刻设备和器件制造方法
CN108604067B (zh) 2015-12-08 2021-06-11 Asml荷兰有限公司 衬底台、光刻设备和操作光刻设备的方法
CN111474826A (zh) 2015-12-15 2020-07-31 Asml荷兰有限公司 衬底保持器、光刻设备及制造器件的方法
NL2018653A (en) 2016-05-12 2017-11-15 Asml Netherlands Bv Extraction body for lithographic apparatus
KR102355867B1 (ko) 2017-06-06 2022-01-26 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 지지 테이블로부터 대상물을 언로딩하는 방법
SG11202002228UA (en) 2017-10-12 2020-04-29 Asml Netherlands Bv Substrate holder for use in a lithographic apparatus
CN113138539B (zh) * 2020-01-17 2022-04-26 浙江大学 一种用于浸没式光刻机的浸液供给回收装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1429188A2 (en) * 2002-11-12 2004-06-16 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2006120889A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Sony Corp 半導体装置の製造方法及びその方法に用いられる半導体ウェハホルダ
JP2007180555A (ja) 2005-12-27 2007-07-12 Asml Netherlands Bv 露光装置および基板端部シール
KR20070097362A (ko) * 2006-03-28 2007-10-04 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4509852A (en) 1980-10-06 1985-04-09 Werner Tabarelli Apparatus for the photolithographic manufacture of integrated circuit elements
AU2747999A (en) 1998-03-26 1999-10-18 Nikon Corporation Projection exposure method and system
EP1420300B1 (en) 2002-11-12 2015-07-29 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP3977324B2 (ja) 2002-11-12 2007-09-19 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. リソグラフィ装置
KR100588124B1 (ko) * 2002-11-12 2006-06-09 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피장치 및 디바이스제조방법
SG121822A1 (en) 2002-11-12 2006-05-26 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
EP2921905B1 (en) 2003-04-10 2017-12-27 Nikon Corporation Run-off path to collect liquid for an immersion lithography apparatus
TWI295414B (en) * 2003-05-13 2008-04-01 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
KR101940892B1 (ko) * 2003-06-13 2019-01-21 가부시키가이샤 니콘 노광 방법, 기판 스테이지, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법
US7394521B2 (en) 2003-12-23 2008-07-01 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7701550B2 (en) * 2004-08-19 2010-04-20 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
SG155927A1 (en) * 2004-09-17 2009-10-29 Nikon Corp Substrate holding device, exposure apparatus, and device manufacturing method
US7397533B2 (en) 2004-12-07 2008-07-08 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2006173527A (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Sony Corp 露光装置
US7804577B2 (en) * 2005-11-16 2010-09-28 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
WO2007083592A1 (ja) * 2006-01-17 2007-07-26 Nikon Corporation 基板保持装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法
NL1035942A1 (nl) * 2007-09-27 2009-03-30 Asml Netherlands Bv Lithographic Apparatus and Method of Cleaning a Lithographic Apparatus.
EP2131242A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-09 ASML Netherlands B.V. Substrate table, lithographic apparatus and device manufacturing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1429188A2 (en) * 2002-11-12 2004-06-16 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2006120889A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Sony Corp 半導体装置の製造方法及びその方法に用いられる半導体ウェハホルダ
JP2007180555A (ja) 2005-12-27 2007-07-12 Asml Netherlands Bv 露光装置および基板端部シール
KR20070097362A (ko) * 2006-03-28 2007-10-04 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법

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Publication number Publication date
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