KR101127522B1 - 리소그래피 장치 - Google Patents

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KR101127522B1
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마르티누스 아그네스 빌렘 쿠이예퍼스
코르넬리스 크리스티안 오텐스
페터 슈미츠
요한네스 안토니우스 마리아 반 데 발
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

센서의 열적 축선 주위에 고르게 이격되는 3 개의 리프 스프링을 이용하여 원형 센서가 기판 테이블에 장착되는 리소그래피 장치가 개시된다. 리프 스프링들은 서로 탈착가능하게 부착할 수 있는 2 개의 부분에 제공된다. 리프 스프링들은 탄성이고, 열 팽창 및 수축에 대해 기판 테이블에 대한 센서의 약간의 움직임을 허용하지만, 센서의 열적 중심은 기판 테이블에 대해 이동하지 않을 것을 보장한다.

Description

리소그래피 장치{A LITHOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은 리소그래피 장치에 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 상황에서, 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 전사될 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 타겟부상으로 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 스 캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
방사선의 패터닝된 빔과 기판을 정렬하기 위해 기판이 장착되는 기판 테이블 상에 센서들이 사용된다. 센서들은 투과 이미지 센서(TIS), 스폿 센서 및 ILIAS(integrated lens interferometer at scanner) 센서를 포함한다. 종래 기술에서는 이러한 센서들이 기판 테이블에 접착되었다.
기판 테이블 상에 장착된 대상물(object)의 열 팽창 및 수축과 연계된 여러가지 문제를 경감시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및 1 이상의 마운트(mount)를 통해 상기 기판 테이블 상에 장착된 대상물을 포함하여 이루어지는 리소그래피 장치가 제공되고, 상기 마운트는 상기 대상물과 상기 기판 테이블 사이에 부착되며, 탄성(elastic)이 있으므로 상기 대상물과 상기 기판 테이블의 약간의 상대 움직임을 허용한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및 마운트를 이용하여 상기 기판 테이블 상에 장착된 대상물을 포함하여 이루어지는 리소그래피 장치가 제공되고, 상기 마운트는 상기 대상물에 부착된 제 1 마운트 부분과 상기 기판 테이블에 부착된 제 2 마운트 부분을 포함하여 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 마운트 부분은 탈착가능하게 부착할 수 있고(releasably attachable), 제 1 축선에 따른 선형 움직임 및 상기 제 1 축선에 직교이고, 또한 서로 직교인 두 축선을 통한 회전 변형에 대해 변형될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및 상기 기판 테이블 상에 장착된 대상물을 포함하여 이루어지는 리소그래피 장치가 제공되고, 상기 대상물은 리프 스프링(leaf spring)들의 안쪽(inward) 및 바깥 쪽(outward)을 향한 반경이동이 가능하여 상기 대상물의 열 팽창 또는 수축에 대해, 상기 대상물의 열적 중심이 상기 기판 테이블에 대해 정지 상태를 유지할 것을 보장하도록, 상기 대상물의 열적 중심 주위에 균등하게 이격되어 배치된 3 개의 리프 스프링을 통해 장착된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및 상기 기판 테이블 상의 후퇴부(recess) 내에 장착된 센서를 포함하여 이루어지고, 평면도에서 상기 센서는 원형이며 상기 기판 테이블과 떨어져 이격된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는: 방사선 빔(B)(예를 들어, 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, 소정의 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 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(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PL)을 포함한다.
조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반 사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)를 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. 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, 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 (및/또는 2 이 상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 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 시스템이라고도 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 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 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(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(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 위치설정기(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 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, 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 마크들이 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 다음과 같은 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(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, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PL)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정 될 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)은 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 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2는 이미징시 투영 시스템(PL)과 기판(W) 사이에 침지 액체가 위치되는 침지 리소그래피 장치에서 사용하기 위한, 위에서 바라본 기판 테이블(WT)을 나타낸다. 도 2에서의 기판 테이블(WT)은, 여하한의 구성요소들이 부착되지 않은 채로 도시되어 있다.
후퇴부(10) 내에 핌플 테이블(pimple table) 또는 척(chuck)이 위치될 것이다. 핌플 테이블 또는 척은, 이미징시 기판(W)을 그 자리에 유지할 것이다.
종래에는, 특히 침지 액체가 투영 시스템과 이미징되는 대상물 사이에 배치되는 침지 리소그래피 기계에서 발생될 수 있는 센서들의 열 팽창 및 수축시, 기판 테이블 상의 센서 위치의 드리프트(drift)가 발생할 수 있다. 이는 기판의 위치설정에 있어서의 부정확성을 야기하며, 센서와 기판 테이블 간의 접착 인터페이스 표면에 마찰 및 이력 현상(hysteresis)의 결과이다. 이는 침지 리소그래피 시스템에서 특히 문제가 되나, 침지형이 아닌 시스템에서도 문제가 된다.
투과 이미지 센서(TIS), 스폿 센서 또는 ILIAS 센서와 같은 센서들은 후퇴부(20)들 내에 위치될 것이다. 상기 센서들을 위한 후퇴부(20)들은, 평면도에서 원형 또는 둥근형이며, 이는 센서들이 침지 리소그래피에서 받게 되는 힘들을 최소화시키고 기판테이블(WT) 상에서 그들이 취하는 공간을 최소화시키도록 형상화되는 것과는 거리가 있다.
클로징 디스크 지지체를 위해 또 다른 후퇴부(30)가 제공된다. 클로징 디스크 지지체는 사용되고 있지 않는 동안 클로징 디스크를 지지한다. 클로징 디스크는 기판 교체시 다음의 방식으로 사용된다. 기판(W)이 이미징된 후에, 클로징 디스크가 투영 시스템(PL) 아래에 있도록 기판 테이블(WT)이 투영 시스템(PL) 아래에 위치된다. 그 후, 클로징 디스크는 이미징시 투영 시스템(PL)과 기판(W) 사이에 침지 액체를 제공하는 액체 공급 시스템에 부착되어, 기판 교체시 액체 공급 시스템이 작동억제(deactivate)될 필요가 없도록 하고 투영시스템의 최종요소가 습식(wet)으로 유지되게 하여 건조로 인한 변형을 방지한다. 일단, 클로징 디스크가 액체 공급 시스템에 부착되면, 기판 테이블(WT)은 이동해 나갈 수 있다. 새로운 기판이 기판 테이블(WT) 상에 제공된 후에, 기판 테이블(WT)은 클로징 디스크가 클로징 디스크 지지체 상에 언로딩될 수 있도록 위치되고, 그 후 기판(W)의 이미징이 개시될 수 있도록 기판 테이블(WT)이 이동된다.
침지 리소그래피에서, 이미징시(센서들은 습식으로 이미징, 즉 그들과 투영 시스템 사이에 침지 액체를 갖는 기판과 동일한 조건 하에서 이미징됨)의 센서들의 온도 제어는 어려울 수 있다. 종래에는, 센서들이 기판테이블 상의 제 위치에 접착되고, 큰 열 팽창 또는 수축이, 센서에서 기판 테이블(WT)까지의 고체 인터페이스 표면에서의 마찰 및 이력 현상으로 인한 기판 테이블(WT)에 대한 센서 위치의 드리프트를 야기할 수 있다.
이 실시예의 디자인에서, 센서들은 원형 평면이며 센서의 외측 둘레부와 후퇴부(20)의 내측 둘레부 사이에 갭이 존재하도록 후퇴부(20) 내에 장착된다. 따라서, 센서는 기판 테이블(WT)의 존재에 의하여 억제되지 않고 팽창 및 수축할 수 있다. 둥근 센서의 제공은 아래에서 설명되는 배치들이, 센싱 요소들이 위치되는 센서의 중심이 기판 테이블(WT)에 대해 실질적으로 정지 상태로 유지될 것을 보장하도록 이루어지게 한다. 이는, (실린더의 형상으로 이루어질 수 있는) 원형 센서가 열적 중심 축선 주위에서 균등하게 팽창 및 수축할 것이기 때문이다. 이는, 특이한 형상으로 되어 있고 그 팽창 및 수축이 균일하지 않은 종래 기술의 센서들의 경우에는 해당되지 않는다.
또한 원형 센서들의 제공은, 침지 액체가 갭 내로 누출되지 않도록 하기 위한 기판 테이블(WT)과 센서 사이의 갭의 밀봉이 단순화된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 단순한 환형 스티커가 센서의 최상부 표면과 기판 테이블(WT)의 최상부 표면 사이의 갭을 브릿지(bridge)시키도록 배치되어 센서와 기판 테이블 사이의 갭을 밀봉시킬 수 있다. 대칭형 변위는 이러한 상황 처리를 보다 손쉽게 한다.
또한, 둥근 센서의 사용은 기판 테이블(WT)과 센서 그 자체 사이에 위치될 센서 마운트들의 사용을 허용한다. 이들 마운트들은, 센서의 열적 중심(둥근 센서의 경우에는 그것의 중심)을 통과하며, 센서 및 기판 테이블(WT)의 최상부 표면과 수직한 열적 중심 축선 주위에서 대칭하여 배치된다. 상기 마운트들은 이 열적 축선을 중심으로 대칭하여 위치되며 그로부터 균등하게 이격된다. 마운트들은 기판 테이블(WT) 및 센서의 저부에 (예를 들어, 접착에 의해) 고정 부착되는 (같은 탄성 상수의) 리프 스프링의 형태로 이루어질 수 있으며, 센서의 열 팽창 및 열 수축은 각각의 리프 스프링 마운트들이 센서의 크기가 온도 변동에 따라 변하는 것과 동일한 양만큼 탄성적으로 팽창 및 수축하므로, 센서의 열적 중심이 기판 테이블(WT)에 대해 정지 상태로 유지되도록 유도한다.
이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 리프 스프링 마운트들이 보다 상세히 설명될 것이다. 본 발명은 3 개의 마운트들을 사용하는 것으로 설명될 것이지만, 3 이상의 마운트를 사용하는 것도 분명 가능하다. 상기 마운트들은, 센서 둘레 주위의 열 팽창에 대해 동일한 저항을 보장하기 위해, 센서의 열적 축선을 중심으로 대칭하여 위치된다. 클로징 디스크 지지체는 동일한 장점을 갖는 동일한 방식으로 장착될 수 있다. 마운트들의 유연성이 여하한의 불균일성(unevenness)으로 인한 센서의 변형이 존재하지 않도록 하기 때문에, 센서의 저부 표면이나 후퇴부의 저부 표면 모두 완벽히 편평할 필요는 없다.
도 3은 3 개의 마운트(100)를 예시하고 있다. 상기 마운트들은 제 1 마운트 부분(140) 및 제 2 마운트 부분(160)으로 형성된다. 제 1 마운트 부분(140)은 센서에 접착되며 제 2 마운트 부분(160)은 기판 테이블(WT)에 접착된다. 제 1 및 제 2 마운트 부분은 나사 고정부(screw fixing)(120)를 통해 서로 탈착가능하게 부착될 수 있다. 나사 고정부(120)는 제 1 마운트 부분(140)의 스루홀(through hole)을 통해 제 2 마운트 부분(160)의 리시빙홀(receiving hole: 126)(도 5에 도시됨) 내로 나사결합된다. 볼트 형태에서 나사 고정부(120)에 가해지는 토크(torque)가, 위치된 센서의 변위를 방지하도록, 볼트 헤드 밑에는 스프링 디스크(spring disk: 122) 및 와셔(washer: 124)가 있다.
제 1 마운트 부분(140) 및 제 2 마운트 부분(160)은 낮은 팽창 계수, 바람직하게는 20 내지 30℃에서 5×10-6℃-1보다 낮은 열팽창 계수를 갖는 재료로 만들어진다. 또한 상기 재료는 탄성이며, 이러한 기준에 적절한 일 재료로는 낮은 열팽창 계수와 대략 1.4×1011Nm2의 영률(Youngs Modulus)("E")을 갖는 금속인 인바？(INVAR？)가 있다. 마운트(100)들의 복잡한 형상은 이 재료로 쉽게 기계가공될 수 있다.
예시된 바와 같이, 마운트(100)들은 센서의 열적 중심 주위에서 120°간격으로 배치된다. 각각의 마운트들은, 열적 중심으로부터 반경방향 바깥쪽을 향하는 마운트 저부에 대한 마운트 최상부의 움직임을 가능하게 하기 위해 리프 스프링으로서 작용하는 부분을 갖는다. 본 실시예에서는, 이것이 상부(142)와 하부(144) 사이 에 보다 얇은 부분(146)으로서 형성되는 기계적 취약성에 의해 제 1 마운트 부분(140)에 제공된다(도 3 참조). 상부(142)는 제 2 마운트 부분(160)으로부터 가장 멀리에 위치되며 센서와 접착되는 부분이다. 하부(144)는 제 2 마운트 부분(160)에 가장 가까운 부분이며 센서로부터 먼 부분에 위치된다. 보다 얇은 부분(146)은 열적 중심의 반경방향 바깥쪽(또는 안쪽)을 향하는 하부(144)에 대한 상부(142)의 선형 움직임을 가능하게 한다. 또한, 내측 부분(146)은 열적 축선에 수직하고 센서의 최상부 표면 및 열적 중심의 반경방향 바깥쪽 방향과 평행한 제 1 축선을 중심으로 하는 하부(144)에 대한 상부(142)의 회전을 가능하게 할 수 있다. 이것은 도 4와 관련하여 보다 상세히 설명될 것이다.
보다 얇은 부분(146)은 제 1 축선 방향으로 세장형(elongate)으로 형성되어 열적 축선과 평행한 축선을 중심으로 하는 하부(144)에 대한 상부(142)의 회전을 실질적으로 방지한다. 나사 고정부(120) 헤드의 위치설정을 가능하게 하기 위하여 보다 얇은 부분(146)의 중심에는 컷 아웃(cut out)이 제공된다.
또한, 제 2 마운트 부분(160)은 상부(164) 및 하부(162)로 이루어진다. 뒤집어진 중산모(top hat) 형상의 기계가공된 갭(168)은, 상부(164)가 1 쌍의 세장형 부재(166)에 의하여 하부(162)에 효과적으로 부착되어, 상기 중산모의 최상부를 향해 아랫쪽으로 경사진 단부들을 갖는다. 상기 세장형 부재(166)는, 세장형 부재(166)들의 굴곡(flexing) 상에서 상부(164)가 하부(162)에 대해 회전가능하도록 상기 하부로부터 떨어져 위치되는 상부(164) 일 부분의 반대 측면 상에 부착된다. 제 1 마운트 부분(140)의 상부(142) 및 하부(144)가 회전하는 축선이, 제 2 마운트 부분(160)의 상부 및 하부(162 및 164)가 서로에 대해 회전하는 축선에 대해 수직하도록, 제 1 마운트 부분(140) 및 제 2 마운트 부분(160)은 서로에 대해 회전가능하다. 이는 도 4와 관련하여 보다 상세히 설명될 것이다.
세장형 부재(166)는, 나사 고정부(120)의 길이방향 축선과 평행한 축선에서 상부 및 하부(162 및 164)의 상대 회전을 방지하기 위해 제 2 축선의 방향으로 소정의 두께를 갖는다.
제 1 마운트 부분(140) 각각은 하향 돌출된 인터페이스 부재(180)를 갖는다. 인터페이스 부재(180)는 그 내측 표면 상에 제 2 마운트 부분(160)의 돌출부(170)와 상호작용하는 인터페이스 표면을 갖는다. 인터페이스 표면 및 돌출부는 점접촉으로 맞댐(abut)되고, 제 1 마운트 부분(140) 및 제 2 마운트 부분(160)과 나사 고정부(120)와의 고정에 앞서 기판 테이블(WT)에 대한 센서의 방위를 정확하게 한다. 이는 도 7과 관련하여 보다 상세히 설명될 것이다.
이하 도 4를 다시 참조하여, 조립된 마운트의 다양한 부분들 간의 회전 및 선형 움직임의 타입들에 대해 설명될 것이다. 이 구성에 의하면, 3 가지 타입의 움직임만이 가능해야 한다. 이들 중 첫번째는 저부(144)에 대한 제 1 마운트 부분의 최상부(142)의 선형 움직임(200)이다. 이 움직임은 열적 축선으로부터 반경방향 안쪽 및 바깥쪽으로의 방향(200)으로 이루어진다. 이 움직임은 보다 얇은 부분(146)의 편향에 의하여 가능해지고 기판 테이블(WT)에 대한 센서의 열 팽창 및 수축을 고려한다. 이 움직임은 리프 스프링과 기계적으로 같고 탄성이다.
허용되는 두번째 종류의 움직임도 얇은 부분(146)에 의하여 제공되며, 열적 축선에 대해 수직한 제 1 축선(210)을 중심으로 하는 회전이다. 세번째 타입의 움직임은 제 1 축선에 대해 수직하고 실질적으로 열적 축선을 통과하는 제 2 축선(220)을 중심으로 하는 회전이다.
제 2 축선(220)을 통한 회전은 제 2 부분(160)의 저부(162)에 대한 제 2 부분(160)의 상부(164)의 회전이다.
마운트(100)는 마운트의 특정 부분들 사이에서 다양한 움직임 및 회전을 가능하게 하는 것으로 기술되었다. 분명히 상이한 타입의 움직임을 가능하게 하는 다른 타입의 배치들도 사용가능하며, 앞선 움직임 모두를 가능하게 하지만 이들 움직임들이 상이한 방식으로 이루어지는 마운트를 설계하는 것도 가능하다. 예를 들어, 선형 움직임은 제 1 마운트 부분보다는 제 2 마운트 부분에 제공되는 것이 가능하다.
도 5 및 도 6은 기판 테이블(WT)의 후퇴부(20)에 센서(50)가 장착될 수 있는 방식을 나타낸다. 후퇴부(20)는 그 저부 표면에 접착된 3 개의 제 2 마운트 부분을 갖는다. 제 2 마운트 부분들은, 그 마운트 부분들 각각의 제 2 축선이 센서의 열적 축선일 수 있는 것을 통과하고, 상기 마운트들이 열적 축선 주위에 균등하게 이격되도록 방위되며, 이러한 경우 3 개의 마운트가 존재하기 때문에 그것들은 120°간격으로 이격된다.
센서(50)는 도 6에 예시되어 있으며, 제 자리에 이미 접착된 제 1 마운트 부분(140)들을 갖고 있다. 이 마운트 부분들은 그것들의 제 1 축선이 센서(50)의 열적 축선(230)에 수직하도록 방위되었다.
각각의 마운트들은 약간 상이한 인터페이스 부재(180)를 가지며, 이에 대한 이유는 도 7에 관련하여 아래에서 설명할 것이다. 나사 고정부(120)는 마운트에 이미 제공되며, 센서(50)의 최상부 표면에서 홀을 통해 이용할 수 있다. 나사 고정부(20)는, 센서가 후퇴부(20)에 위치되면 리시빙홀(126)에서 수용될 것이다.
기판 테이블(WT)에 대한 센서(50)의 올바른 정렬을 보장하기 위해, 인터페이스 부재(180)가 제공된다. 도 7은, 센서(50)가 기판 테이블(WT)에 올바로 정렬되는 경우에 인터페이스 표면이 동일한 평면에 놓이도록 2 개의 인터페이스(180)가 제공되는 것을 나타낸다. 다른 인터페이스 부재(180)는, 그 인터페이스 표면이 다른 2 개의 인터페이스 표면들이 놓이는 평면에 수직한 평면 내에 있도록 제공된다. 이는 동일한 평면에 놓이는 2 개의 인터페이스 표면들이, 제 2 마운트 부분(160) 상의 각각의 돌출부(170)와 점접촉 상태인 경우, 센서를 Rz 및 y 자유도로 올바로 정렬할 것을 보장한다. 자신의 평면에 놓이는 인터페이스 표면은 x 자유도로 위치설정하는데 사용되며, 3 개의 인터페이스 모두는 z, Rx 및 Ry 방향으로 올바른 정렬을 보장하도록 상호작동한다. 따라서, 센서가 기판 테이블(WT) 상에 장착되는 경우, 제 1 마운트 부분(140)들의 인터페이스 표면이 제 2 마운트 부분들의 돌출부(170)에 대향하여 위치될 때까지 센서가 밀린다. 볼트는 센서의 x, y 및 Rz 움직임을 제한하도록 충분한 공간을 갖는다. 올바로 위치되면, 앞서 설명된 토크로 볼트를 죄인다.
따라서, 인터페이스 표면 및 돌출부(170)는 나사 고정부(120)가 죄이고나면 기능하지 않는다.
본 발명은 대상물의 열 팽창 및 수축에 대해 대상물의 중심(센서의 검출부가 위치되는 센서의 경우)이 기판 테이블(WT)에 대해 실질적으로 정지 상태를 유지할 것을 보장하는 클로징 디스크 지지체 또는 센서와 같은 대상물을 장착하는 방식을 제공한다. 또한, 2 개의 부분에서의 마운트의 제공은 기판 테이블(WT)에서 센서를 쉽게 조립하고, 위치설정하며, 또한 해제하게 한다.
마운트들은 열적 중심 주위에서 고르게 위치되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 이는 필수적인 것이 아니며, 120°간격으로 위치될 필요도 없고, 열적 중심으로부터 동일한 간격으로 위치될 필요도 없다.
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 어떠한 용어의 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), 또는 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, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm의 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.
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 그 모든 후퇴부들이 제 자리에 접착된 마운트의 3 개의 제 2 마운트 부분을 갖는 클로징 디스크(closing disk) 지지체 및 다양한 센서들에 대한 후퇴부를 나타내는 기판 테이블을 도시하는 도면;
도 3은 존재하는 기판 테이블, 센서 또는 클로징 디스크 없이, 사용 중에 있는 3 개의 마운트를 예시하는 도면;
도 4는 마운트의 정면도 및 측면도;
도 5는 기판 테이블 내에 있는 후퇴부 내의 마운트들의 제 2 마운트 부분을 예시하는 도면;
도 6은 센서에 접착된 마운트들의 제 2 마운트 부분을 예시하는 도면; 및
도 7은 밑에서 바라본 3 개의 마운트들의 제 1 마운트 부분을 예시하는 도면이다.

Claims (20)

  1. 리소그래피 장치에 있어서:
    기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및
    마운트를 이용하여 상기 기판 테이블 상에 장착된 대상물을 포함하여 이루어지고, 상기 마운트는 상기 대상물에 부착된 제 1 마운트 부분 및 상기 기판 테이블에 부착된 제 2 마운트 부분을 포함하여 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 마운트 부분은 탈착가능하게 부착할 수 있고, 상기 대상물의 상부면과 평행한 방향으로의 제 1 축선에 따른 선형 움직임 및 서로 수직하고 상기 제 1 축선에 수직한 2 개의 축선을 통한 회전 변형에 대해 변형될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 마운트 부분은 20 내지 30℃에서 5×10-6℃-1보다 낮은 평균 열팽창 계수를 갖는 금속으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 마운트 부분은, 상기 제 1 마운트 부분의 상부 부재와 상기 제 1 마운트 부분의 하부 부재 사이의 제 2 축선을 중심으로 굴곡 회전하도록 가요성으로 형성되고, 상기 상부 부재는 상기 제 2 마운트 부분으로부터 가장 멀리 배치되 며, 상기 하부 부재는 상기 제 2 마운트 부분에 가장 가깝게 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가요성으로 형성된 부분은 상기 제 1 마운트 부분의 보다 얇은 부분을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 4 항에 있어서,
    상기 보다 얇은 부분은, 상기 제 2 축선에 수직한 축선을 중심으로 하는 회전을 방지하기 위해, 상기 제 1 축선에 평행한 방향으로 세장형(elongate)인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 4 항에 있어서,
    상기 보다 얇은 부분은, 상기 상부 및 하부 부분들 사이에서 상기 제 1 축선에 수직한 방향으로 상기 선형 움직임을 허용하기 위해 상기 제 2 축선에 수직한 방향으로 세장형인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 마운트 부분에 인접하여 배치된 상기 제 2 마운트 부분의 상부 부재는, 상기 제 1 마운트 부분과 떨어져 이격되는 상기 제 2 마운트 부분의 하부 부 재에 대해 제 1 축선을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    1 쌍의 세장형 부재에 의하여 상기 하부 부재에 부착되는 상기 상부 부재로 인해 상기 회전이 가능하고, 상기 세장형 부재들은 반대 측면 상의 상기 상부 부재에 부착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 8 항에 있어서,
    상기 세장형 부재는 상기 하부 부재에 가장 가까운 단부로부터 떨어져 이격된 부분의 상기 상부 부재에 부착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 8 항에 있어서,
    상기 세장형 부재는 변형가능하여 상기 회전을 허용하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 8 항에 있어서,
    상기 세장형 부재는, 상기 제 1 축선에 수직한 방향으로는 상기 세장형 부재의 굴곡(flexing)을 허용하지만 상기 제 1 축선 방향으로는 상기 세장형 부재의 굴곡을 방지하기 위해, 상기 제 1 축선에 수직한 방향보다 상기 제 1 축선 방향으로 더 큰 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 마운트 부분은 인터페이스 표면을 더 포함하여 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2 마운트 부분들이 부착되는 경우, 상기 인터페이스 표면은 서로에 대해 상기 제 1 및 제 2 마운트 부분들이 위치되도록 상기 제 2 마운트 부분의 표면과 점접촉 상태인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  13. 리소그래피 장치에 있어서:
    기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및
    상기 기판 테이블 상에 장착된 대상물을 포함하여 이루어지고,
    상기 대상물은 리프 스프링(leaf spring)들의 안쪽(inward) 및 바깥쪽(outward)을 향한 반경이동이 가능하여 상기 대상물의 열 팽창 또는 수축에 대해, 상기 대상물의 열적 중심이 상기 기판 테이블에 대해 정지 상태를 유지할 것을 보장하도록, 상기 대상물의 열적 중심 주위에 균등하게 이격되어 배치된 3 개의 리프 스프링을 통해 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 리프 스프링은 상기 대상물과 상기 기판 테이블에 접착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 리프 스프링 각각은 마운트의 일부분이고, 상기 마운트는 서로 탈착가능하게 부착될 수 있는 제 1 및 제 2 마운트 부분을 포함하며, 상기 제 1 마운트 부분은 상기 대상물에 부착되고 상기 제 2 마운트 부분은 상기 기판 테이블에 부착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 리프 스프링은 상기 제 1 또는 제 2 마운트 부분의 일부분인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 대상물은 센서인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  18. 리소그래피 장치에 있어서:
    기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및
    상기 기판 테이블 상의 후퇴부(recess)에 장착된 센서를 포함하여 이루어지고,
    평면도에서 상기 센서는 원형이며 상기 기판 테이블로부터 떨어져 이격되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 센서는 실린더형인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 센서는, 리프 스프링들의 안쪽 및 바깥쪽을 향한 반경이동이 가능하여 상기 센서의 열 팽창 또는 수축에 대해, 상기 센서의 열적 중심이 상기 기판 테이블에 대해 정지 상태를 유지할 것을 보장하도록, 상기 센서의 열적 중심 주위에 균등하게 이격되어 배치된 3 개의 리프 스프링을 통해 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
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