KR101148959B1 - 오염 방지 시스템, 리소그래피 장치, 방사선 소스 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적합한 베어링(74, 74)에 의하여 구동되는 회전가능한 채널 배리어(72)를 포함하는 오염 방지 시스템(71)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 오염 방지 시스템(71)에는 실질적으로 베어링(73) 부근에 제공되는 냉각 시스템(75)이 배치된다. 냉각 시스템(75)은 컨덕트들(75a)을 포함하며, 상기 컨덕트들을 통해 적합한 유체 냉각제, 명백히는 가스가 제공된다. 가스는 오염 방지 시스템의 샤프트에 제공되는 중심 채널(79a)을 통해 공급될 수 있다. 추가적으로, 적합한 컨덕트들(76a)을 갖는 보조 냉각 시스템(76)이 제공될 수 있다. 이 냉각 시스템(76)은 오염 방지 시스템(71)의 주변부 상에 배치되기 때문에, 물을 적합한 냉각제로 사용할 수 있다. 본 발명은 또한 리소그래피 투영장치, 방사선 소스 및 집적 구조체 제조방법에 관한 것이다.

Description

오염 방지 시스템, 리소그래피 장치, 방사선 소스 및 디바이스 제조방법{CONTAMINATION PREVENTION SYSTEM, LITHOGRAPHIC APPARATUS, RADIATION SOURCE AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 오염 방지 시스템, 리소그래피 투영장치, 방사선 소스 및 디바이스 제조방법에 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 생성하는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 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.

여기서 사용되는 "패터닝 디바이스(patterning device)"라는 용어는 기판의 타겟부에 생성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 부 여하도록 사용될 수 있는 디바이스를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 마스크가 있다. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형과 같은 마스크 형들을 포함된다. 방사선 빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크상의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과마스크의 경우) 또는 반사(반사마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 상기 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이 될 것이며, 이것은 입사되는 투영빔 내의 소정 위치에서 마스크가 유지될 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크가 상기 빔에 대하여 이동될 수 있다.

패터닝 디바이스의 또 다른 예로는 프로그램가능한 거울 어레이가 있다. 이러한 어레이의 예로는, 점탄성제어 층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, 예를 들어 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 필요한 매트릭스 어드레싱은 적합한 전자기기를 이용하여 수행 될 수 있다. 상술된 상황 모두에 있어, 패터닝 디바이스는 1 이상의 프로그램가능한 거울 어레이를 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 경우에, 지지 구조체는 필요에 따라 고정되거나 이동가능한 프레임 또는 테이블로서 구현될 수 있다.

리소그래피 투영장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 패터닝 디바이스가 IC의 개별층에 대응되는 회로 패턴을 생성할 수 있으며, 이 패턴은 방사선 감응재(레지스트)의 층으로 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 개 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 이미징(image)될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 한 번에 하나씩 투영시스템을 통해 연속적으로 조사되는 인접한 타겟부들의 전체 네트워크를 포함할 것이다.

리소그래피 투영장치를 이용하는 알려진 제조 프로세스에서, 패턴(예를 들어, 마스크)은 적어도 부분적으로 방사선-감응재(레지스트)의 층으로 덮힌 기판 상으로 이미징된다. 이 이미징 이전에, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후, 기판은 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처들의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은 디바이스, 예를 들어 IC의 개별 층을 패터닝하기 위한 기초로서 사용된다. 그 후, 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 개별 층을 마무리 가공하기 위한 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 이러한 목적을 위해, 웨이퍼 상의 1 이상의 위치에 작은 기준 마크들이 제공되어 웨이퍼 상의 좌표계의 원점을 형성한다. ('정렬 시스템'이라 후술되는) 광학 및 전자 디바이스들을 이용하여, 이 마크는 새로운 층이 기존 층 상에 나란히 놓일 때마다 재할당될 수 있으며, 정렬 기준으로서 사용될 수 있다. 결국, 기판(웨이퍼) 상에 디바이스들의 어레이가 존재하게될 것이다. 이들 개별 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 연결되는 경우, 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리된다.

설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급 될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기, 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭 넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사선투영빔의 지향, 성형 또는 제어하는 이들 설계형식 중의 어느 하나에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후에 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 나아가, 상기 리소그래피 장치는 2 이상의 기판테이블 (및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1 이상의 스테이지가 노광에 사용되고 있는 동안, 1 이상의 다른 스테이지에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다. 이 기술은 소위 듀얼 스테이지 리소그래피라 불리며, 기본적으로 당업계에서 알려져 있다.

리소그래피 장치에서, 기판 상에 이미징될 수 있는 피처들의 크기는 투영 방사선의 파장에 의하여 제한된다. 보다 높은 밀도의 디바이스들을 갖는 집적 회로를 생산하며, 그로 인해 보다 빠른 작동 속도를 얻기 위하여, 보다 작은 피처들을 이미징할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 대부분의 현재 리소그래피 투영장치는 수은 램프 또는 엑시머 레이저들에 의하여 발생되는 자외선 광을 채용하지만, 5 내지 20 nm, 특히 대략 13 nm의 보다 짧은 파장의 방사선을 사용하는 방법이 제안되어 왔다. 이러한 방사선은 극자외선(EUV) 또는 소프트 X-레이라고 칭해지며, 적합한 소스로는, 예를 들어 레이저-생성 플라스마 소스(laser-produced plasma source), 방전 플라즈마 소스 또는 전자 저장 링으로부터의 방사광 가속기(synchrotron radiation)가 포함된다.

방전 플라즈마 소스에서, 예를 들어 전극들 사이에서 방전이 일어나며, 그로 인해 부분적으로 이온화된 플라즈마가 순차적으로 붕괴되어 EUV 범위의 방사선을 방출하는 매우 고온의 플라즈마를 생성할 수 있다. Sn, Li 및 Xe 플라즈마들은 13.5 nm 부근의 극 UV(EUV) 범위 내에서의 방사를 위해 사용될 수 있다.

EUV 방사선 이외에, EUV 방사선 시스템들에서 사용되는 방사선 소스들은 광학기 및 리소그래피 프로세스가 수행되는 작동 환경에 유해한 오염 물질들을 발생시킨다. 통상적으로, 이러한 방사선 시스템은 전압 차가 인가될 수 있는 1 쌍의 전극을 포함한다. 또한, 예를 들어 전극들 중 하나를 타겟으로 하는 레이저 빔에 의해 플라즈마가 생성된다. 따라서, 전극들 사이에서 방전이 일어나 EUV 방사선이 생성되는 소위 핀치(pinch)를 유도한다. 이 방사선에 더하여, 통상적으로 방전 소스는 하전되고 하전되지 않을 수 있는 원자에서 복합 입자들까지 크기가 다양한 모든 종류의 마이크로 입자가 해당될 수 있는 데브리 입자(debris particle)들을 발생킨다.

EUV 방사선 소스에서 나오는 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성되는 광학 시스템을 이러한 데브리로부터 보호하는 것이 바람직하다. 광학 시스템의 보호는 소스로부터 나오는 물질(데브리)가 EUV 방사선과 함께 리소그래피 장치 내로 전파되는 것을 방지하기 위한 오염 방지 시스템을 이용하여 이행된다.

소스의 또 다른 생성물은 오염 방지 시스템을 가열시키기 위한 열이다. 이러한 가열은 보다 큰 수집각의 소스에 걸쳐 방사선을 수집하기 위해 오염 방지 시스템의 크기가 확대되는 경우 특히 그러하며, 가열은 오염 방지 시스템의 오류를 야기하기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 목적은 오염 방지 시스템에 대해 보다 큰 열 부하를 갖는 경우에도 데브리의 완화가 성공적으로 달성되는 오염 방지 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 방사선 소스로부터 나오는 물질이 방사선과 함께 리소그래피 장치 내로 전파되는 것을 방지하는데 사용되는 오염 방지 시스템이 제공되며, 상기 오염 방지 시스템은, 측벽들과 함께 배치되는 복수의 세장형 채널들이 제공되는 채널 배리어를 포함하고, 상기 채널들은 상기 소스로부터 방사선이 가로지르도록 배치되고, 상기 측벽들은 상기 물질을 흡수 또는 편향시키도록 구성되며, 상기 오염 방지 시스템에는 채널 배리어의 외측 표면 상에 제공되는 냉각 시스템이 구성된다.

본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 리소그래피 프로세스에 의하여 집적 회로를 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은:

방사선 소스에 의하여 방출되는 방사선으로부터 방사선 투영 빔을 형성하도록 구성되는 방사선 시스템을 제공하는 단계;

상기 투영 빔을 패터닝하는 단계;

상기 패터닝된 투영 빔을 적어도 부분적으로 방사선 감응재로 덮힌 기판의 타겟부 상으로 투영하는 단계;

상기 소스로부터 나오는 재료가 상기 방사선과 함께 전파되는 것을 방지하기 위하여 상기 방사선 소스 부근에 오염 방지 시스템을 제공하는 단계;

상기 채널 배리어의 외측 표면 상에 제공되는 냉각 시스템을 이용하여 상기 오염 방지 시스템을 냉각시키는 단계를 포함한다.

이하, 대응되는 참조부호가 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 예시의 방법으로 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸 도;

도 2는 조명 시스템 및 소스-콜렉터 모듈을 포함하는 리소그래피 장치의 일 실시예의 개략도;

도 3은 본 발명에 따른 채널 배리어의 일 실시예의 개략도;

도 4는 본 발명에 따른 채널 부재들의 일 실시예의 개략도;

도 5는 본 발명에 따른 냉각 디바이스가 제공되는 채널 배리어의 일 실시예의 개략적인 3D 도;

도 6은 본 발명에 따른 냉각 디바이스가 제공되는 채널 배리어의 일 실시예 의 개략적인 단면도;

도 7은 본 발명에 따른 오염 방지 시스템의 일 실시예의 개략적인 단면도;

도 8은 본 발명에 따른 오염 방지 시스템의 추가 실시예의 개략적인 단면도이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:

- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 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 지지구조체(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 기판테이블(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 투영시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.

조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.

지지구조체는 패터닝 디바이스의 무게를 지지, 즉 지탱한다. 지지구조체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지구조체는, 패터닝 디바이스가, 예를 들어 투영시스템에 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 예로 는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형(alternating phase-shift type) 및 감쇠 위상-시프트형(attenuated phase-shift type)과 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 "투영시스템"이라는 용어는 사용되는 노광 방사선에 대해 또는 침지 액체의 이용 또는 진공의 이용과 같은 다른 인자들에 대해 적절한 것으로서, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 그들의 여하한의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영시스템도 포괄하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 이루어질 수 있다.

리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 패터닝 디바이스 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이 지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

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 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖도록 하기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.

상기 방사선 빔(B)은 지지구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지 되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으며, 상기 방사선 빔(B)은 투영시스템(PS)을 통과하며, 상기 투영시스템은 상기 빔을 기판(W)의 타겟부(C) 상에 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판테이블(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(IF1)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 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판테이블(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 이상 의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판테이블(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, 기판테이블(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 기판테이블(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 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 기본적으로 정지된 상태로 유지하며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능 한 패터닝 디바이스는 기판테이블(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 조명 시스템 및 소스-콜렉터 모듈을 포함하는 리소그래피 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸다. 리소그래피 투영장치(1)는 소스-콜렉터 모듈 또는 방사선 유닛(3), 조명 광학 유닛(4), 및 투영 광학 시스템(5)을 갖는 조명 시스템을 포함한다. 방사선 시스템(2)은 소스-콜렉터 모듈 또는 방사선 유닛(3) 및 조명 광학 유닛(4)을 포함한다. 방사선 유닛(3)에는 단일 플라즈마에 의하여 형성될 수 있는 EUV 방사선 소스(6)가 제공될 수 있다. EUV 방사선 소스(6)는 방전의 부분적으로 이온화된 플라즈마를 광학 축선(O) 상으로 붕괴시켜(collapse) 아주 고온의 플라즈마가 생성되는 가스 또는 증기, 예컨대 Xe 가스 또는 Li 또는 Sn 증기를 채용한다. 0.1 mbar의 Xe, Li 증기 또는 여타 적합한 가스 또는 증기의 부분압들은 방사선의 효율적인 생성을 위해 필요할 수 있다. 방사선 소스(6)에 의하여 방출되는 방사선은 오염 방지 시스템, 예를 들어 채널 배리어라고도 불리는 가스 배리어 또는 포일 트랩(9)을 통해 소스 챔버(7)로부터 콜렉터 챔버(8)로 통과된다. 콜렉터 챔버(8)는 본 발명에 따라 입사 콜렉터를 그레이징(graze)함으로써 형성되는 방 사선 콜렉터(10)를 포함한다. 콜렉터(10)에 의하여 통과되는 방사선은 격자 스펙트럼 필터(grating spectral filter; 11) 또는 거울에서 반사되어 콜렉터 챔버(8)의 어퍼처의 허상 소스 포인트(virtual source point; 12)에서 포커스된다. 챔버(8)로부터, 투영 빔(16)은 조명 광학 유닛(4)에서 통상의 입사 반사기들(13, 14)을 통해 레티클 또는 마스크 테이블(15) 상에 위치되는 레티클 또는 마스크 상으로 반사된다. 투영 광학 시스템(5)에서 반사 요소들(18, 18)을 통해 스테이지 또는 기판 테이블(19a) 상으로 이미징되는 패터닝된 빔(17)이 형성된다. 일반적으로, 조명 광학 유닛(4) 및 투영 시스템(5)에는 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수 있다는데 유의해야 한다.

도 3에는 오염 방지 시스템의 일 실시예, 예를 들어 본 발명에 따른 채널 베배리어(30)가 개략적으로 도시되어 있다. 방사선 빔(도시 안됨)은 EUV 소스(31a)로부터 나온다. 채널 배리어는 회전 축선(31)(이를 중심으로 채널 배리어가 회전됨) 주위에 배치되는 복수의 세장형 채널 부재(32)를 포함한다. 각각의 채널 부재(32)는 회전 축선에 대해 가로방향의 폭 및 회전 축선의 방향과 대체로 평행하게 연장되는 길이 방향을 가지며, 채널 배리어는 회전 축선을 중심으로 회전가능하도록 구성된다. 채널 배리어(30)는 회전 축선(31)을 중심으로 채널 배리어를 회전시키기 위하여 채널 배리어에 연결되는 드라이브(도시 안됨)를 더 포함한다. 본 발명에 따르면, 채널 배리어에는 유체, 명백히는 물을 포함하는 냉각 시스템(34)이 배치되며, 상기 냉각 시스템은 채널 배리어의 외측 표면 상에 배치된다. 따라서, 큰 냉각 표면은 채널 배리어 부재(32)의 보다 효율적인 냉각을 가져온다. 채널 배 리어(30)는 모놀리식(monolithic)인 것이 바람직하다. 이러한 채널 배리어를 제작하기 위한 적합한 방법은 브레이징(brazing)과 용접이다. 모놀리식 채널 배리어들은 열 전달의 주 메커니즘이 방사선에 대해 보다 효율적인 전도에 의하여 이루어지기 때문에 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 채널 부재들(40)의 일 실시예를 개략적으로 나타내고 있다. 타입 41의 세장형 채널 부재들은 세라믹 베이스(43) 상에 장착된다. 채널 배리어의 유리한 실시예에서, 채널 부재들(41)은 보다 좁은 부분(E1)과 보다 넓은 부분(E2)을 갖는 사다리꼴로 구성되며, 이에 의하여 보다 좁은 부분(E1)이 소스에 배치된다. 이는 보다 두꺼운 포일들이 적용되어 냉각된 외측 표면을 향하여 우수한 열 전달이 가능하다는 장점을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 채널 부재들(41)은 축선(42)에 대해 볼록한 형상으로 되어 있다. 축선에 수직한 방향으로의 채널 배리어의 통상적인 크기(L)는 대략 200 mm이다.

도 5는 본 발명에 따른 냉각 디바이스가 제공되는 채널 배리어 일 실시예의 3D 도를 개략적으로 나타내고 있다. 채널 부재들(54)을 포함하는 채널 배리어(50)는 리소그래피 장치 광학 시스템의 광학 축선 주위에 회전가능하게 배치될 수 있다. 본 발명에 따른 채널 배리어의 외측 표면 상에는 냉각 시스템(54)이 제공된다. 냉각 시스템은 대략 10 mm의 두께(D)를 갖는 디스크형 구조체로서 설계되는 것이 바람직하다. 냉각 시스템(56)은 채널 배리어로하여금 당업계에서 알려진 채널 배리어들에 대해 얻을 수 있는 것보다 실질적으로 큰 대략 1 내지 6 kW의 열 부하들을 견딜 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 냉각 디바이스가 제공되는 채널 배리어 일 실시예의 단면을 개략적으로 나타내고 있다. EUV 방사선의 소스(61) 부근의 회전 축선(62) 주위에 배치되는 채널 배리어(60)는 소스로부터 나오는 물질(데브리)가 리소그래피 투영장치 내로 전파되는 것을 방지하도록 구성되는 복수의 채널 배리어(63)를 포함한다. 효율적인 냉각이 가능하도록 하기 위해, 본 발명에 따른 채널 배리어는 유체, 명백히는 물을 채널 배리어의 외측 표면을 따라 안내하도록 구성되는 냉각 시스템(64)을 포함한다. 냉각 시스템(64)은 적합한 복수의 컨덕트를 포함하며, 이를 통해 화살표(65a, 67)에 의해 개략적으로 나타낸 바와 같이 유체가 안과 밖으로 유동할 수 있다. 사용된 유체를 적합한 배출 포트(도시 안됨)으로 공급하기 위해 펌프-다운 챔버(65)가 제공되는 것이 바람직하다. 펌프-다운 챔버에서의 유체의 특성(characteristic) 압력은 대략 0.1 bar보다 작다. 냉각 시스템(64)은 냉각 유체를 소정 압력으로 제공함으로써 증발 메커니즘이 부가되어 냉각의 효율성을 증대시키는 스프레잉 장치(spraying arrangement; 70)을 포함한다. 스프레잉 장치를 위해 적합한 압력들은 대략 0.1 내지 3 bar, 바람직하게는 1 bar이다. 냉각 시스템(64)은 물과 습기의 부분 압력을 저감시키도록 구성되는 희석 챔버(dilution chamber; 69)를 더 포함한다.

도 7은 본 발명에 따른 오염 방지 시스템 일 실시예의 단면도를 개략적으로 나타내고 있다. 오염 방지 시스템(71)은 적합한 모터에 의하여 구동되는 회전가능한 챔버 배리어(72)를 포함한다. 베어링은 2 개의 상이한 재료(73, 74)로 이루어지는 것이 바람직하다. 오염 방지 시스템(71)은 정적이거나 또는 실질적으로 채널 배리어(73)에 대해 적용가능한 것과 동일한 회전 축선(도시 안됨)일 수 있는 추가 채널 배리어(72)를 포함할 수 있다. 오염 방지 시스템(71)은 스파이더 휠들(77)을 이용하여 리소그래피 장치에 장착가능하다. 채널 배리어(72)의 중심과 스파이더 휠들 간의 통상적인 간격은 대략 100 - 150 mm이다. 본 발명에 따른 오염 방지 시스템(71)에는 실질적으로 베어링(73) 부근에 제공되는 냉각 시스템(75)이 배치된다. 냉각 시스템(75)은 컨덕트들(75a)을 포함할 수 있으며, 이 컨덕터들을 통해 적합한 유체 냉각제, 명백히는 가스가 제공된다. 상기 가스는 오염 방지 시스템의 샤프트에 제공되는 중심 채널(79a)을 통해 공급될 수 있다. 영역 79에서, 가스는 정적 기구로터 회전 기구로 교차한다(cross). 추가적으로, 적합한 컨덕트들(76a)이 제공되는 보조 냉각 시스템(76)을 제공하는 것이 유리하다. 냉각 시스템(76)은 오염 방지 시스템(71)의 주변부 상에 배치되기 때문에, 물을 적합한 냉각제로서 사용할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 오염 방지 시스템(80)의 추가 실시예의 단면도를 개략적으로 나타내고 있다. 간명히 하기 위해 단 하나의 채널 배리어(82)만 도시되어 있다. 오염 방지 시스템(80)은 회전 축선(81)을 중심으로 채널 배리어(82)를 회전시키도록 구성되는 베어링(87)을 포함하는 것이 바람직하다. 베어링(87)은 적합한 금속 플레이트, 명백히는 알루미늄 플레이트(83)를 이용하여 채널 배리어에 부착된다. 베어링은 높은 열 저항을 갖는 요소(86)에 의하여 회전 부분으로부터 고립되는 것이 바람직하다. 통상적인 모델의 작동 동안 채널 배리어(82)는 T1 = 800 ℃까지 가열될 수 있다는데 유의해야 한다. 유체 냉각제, 명백히는 아르곤 가 스(85)를 갖는 냉각 시스템(84)을 배치함으로써, 온도는 반경방향 주변부를 향하여 실질적으로 떨어진다. 특성 온도 T2 = 200 ℃인 반면, T3 = 130℃ 이다. 이러한 기술적 측정으로 인해 베어링(87)의 내구성이 실질적으로 증가된다.

본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 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 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.

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 포 괄한다.

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 프로그램물, 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.

Claims (20)

1. 방사선 소스로부터 나오는 물질이 방사선과 함께 리소그래피 장치 내로 전파되는 것을 방지하는데 사용하기 위한 오염 방지 시스템에 있어서,

   상기 오염 방지 시스템은,

   측벽들과 함께 배치되는 복수의 세장형 채널들이 제공되는 채널 배리어를 포함하고,

   상기 채널들은 상기 소스로부터 방사선이 가로지르도록 배치되고,

   상기 측벽들은 상기 물질을 흡수하거나 편향시키도록 배치되며,

   상기 오염 방지 시스템에는 냉각 시스템이 배치되고,

   상기 채널 배리어는 상기 채널 배리어에 연결되는 드라이브에 의하여 회전 축선 주위에서 회전가능하고,

   상기 드라이브는 베어링을 포함하며,

   상기 냉각 시스템은 상기 채널 배리어의 외측 표면 상에 제공되는 오염 방지 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉각 시스템은 유체를 포함하는 오염 방지 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 오염 방지 시스템은 상기 회전 축선이 상기 오염 방지 시스템에 연결될 리소그래피 장치의 광학 시스템의 광학 축선과 일치하도록 구성되고 배치되는 오염 방지 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 채널 배리어는 상기 방사선 전파 방향과 평행한 채널 부재들을 포함하는 오염 방지 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 채널 부재들은 플레이트 형상인 오염 방지 시스템.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 광학 축선 가까이에 배치되는 채널 부재들은 상기 광학 축선에 수직한 평면의 벌집형 구조체를 형성하며 상기 광학 축선과 평행하거나 실질적으로 평행하게 연장되는 오염 방지 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 드라이브는 상기 채널 배리어를 초 당 1 내지 200회 회전 속도로 회전시키도록 배치되는 오염 방지 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 채널 배리어에 대하여 실질적으로 동축으로 장착되는 보조 채널 배리어를 더 포함하는 오염 방지 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 오염 방지 시스템은 상기 회전 축선이 상기 오염 방지 시스템에 연결될 상기 리소그래피 장치 광학 시스템의 광학 축선과 일치하도록 구성되고 배치되며,

    상기 보조 채널 배리어는 상기 광학 축선에 대하여 회전가능하게 장착되는 오염 방지 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 보조 채널 배리어는 상기 채널 배리어의 회전 방향과 반대되는 회전 방 향을 갖는 오염 방지 시스템.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 채널 배리어는 모놀리식(monolithic)인 오염 방지 시스템.
14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 1 항에 있어서,

    상기 채널 부재들은 소스에 배치되는 보다 좁은 부분을 갖는 사다리꼴로 구성되는 오염 방지 시스템.
15. 제 5 항에 있어서,

    상기 채널 부재들은 상기 광학 축선에 대해 볼록한 형상인 오염 방지 시스템.
16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 5 항에 있어서,

    상기 드라이브는 상기 광학 축선 상에서 베어링으로부터 떨어져 배치되는 오염 방지 시스템.
17. 제 1 항, 및 제 4 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 오염 방지 시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치.
18. 제 1 항, 및 제 4 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 오염 방지 시스템을 포함하는 방사선 소스.
19. 리소그래피 프로세스에 의하여 집적 구조체를 제조하는 방법에 있어서,

    방사선 소스에 의하여 방출되는 방사선으로부터 방사선 투영 빔을 형성하도록 구성되는 방사선 시스템을 제공하는 단계;

    상기 투영 빔을 패터닝하는 단계;

    상기 패터닝된 투영 빔을 적어도 부분적으로 방사선 감응재로 덮힌 기판의 타겟부 상으로 투영하는 단계;

    상기 소스로부터 나온 재료가 상기 방사선과 함께 전파되는 것을 방지하기 위하여 상기 방사선 소스 부근에 오염 방지 시스템을 제공하는 단계; 및

    유체를 포함하는 냉각 시스템을 이용하여 상기 오염 방지 시스템을 냉각시키는 단계를 포함하며,

    상기 오염 방지 시스템은 복수의 세장형 채널 부재가 제공되는 채널 배리어를 포함하고,

    상기 세장형 채널 부재 각각은 상기 소스로부터 나온 재료를 흡수 또는 편향시키기 위한 측벽을 가지며,

    상기 냉각 시스템은 상기 채널 배리어의 외측 표면 상에 제공되는 집적 구조체 제조방법.
20. 삭제

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