KR101152834B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

침지 리소그래피 장치에서는, 기판테이블 상의 갭의 크기 또는 영역을 축소함으로써 침지 액체 내에서의 기포 형성이 저감되거나 또는 방지된다. 갭 크기는, 예를 들어 BES(기포 추출 시스템) 링으로 알려진 링일 수 있는 에지 부재를 사용하여 축소된다. 기판의 형상 및/또는 단면 크기(예를 들어, 직경)과 관련된 정보 또는 갭의 크기와 관련된 정보는 제어기로 전달되며, 상기 제어기는 바람직하게는 기판 에지의 압축 없이 갭을 가능한 한 많이 축소시키기 위하여 에지 부재가 적절한 크기로 축소되도록 제어한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 갭은 기판테이블 표면의 에지에 인접하게 에지 부재 및/또는 기판을 이동시킴으로써 축소될 수도 있다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것으로, 특히 노광 용 디바이스를 위치설정하는 방법 및 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 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. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼들, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝" 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한 편, 이 방향과 평행한 방향 또는 역-평행한 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너들을 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스에서 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 리소그래피 투영 장치 내의 기판을 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 침치시키는 것이 제안되었다. 일 실시예에서, 상기 액체는 여타 액체들이 사용될 수도 있으나 증류된 물이다. 본 발명의 일 실시예는 액체를 기준으로 설명될 것이다. 하지만, 또 다른 유체, 특히 웨팅(wetting) 유체, 비압축성 유체 및/또는 공기보다 높은 굴절률을 갖는 유체, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적합할 수도 있다. 가스들을 포함하는 유체들이 특히 바람직하다. 이것의 요점은 노광 방사선이 상기 액체 내에서 보다 짧은 파장을 갖기 때문에 보다 작은 피처들의 이미징을 가능하게 하는 것이다. [또한, 액체의 효과는 시스템의 유효 개구수(NA)를 증가시키는 것으로 간주될 수 있으며, 초점 심도(depth of focus) 또한 증가시키는 것으로 간주될 수 있다.] 그 안에 고체 입자[예를 들어, 쿼츠(quartz)]가 부유(suspend)하고 있는 물 또는 나노-입자 현탁액(nano-particle suspension)(예를 들어, 최고 10 nm의 최대 크기를 갖는 입자들)을 갖는 액체를 포함한 다른 침지 액체들이 제안되었다. 부유 입자들은 그들이 부유되는 액체와 유사하거나 같은 굴절률을 갖거나 또는 그렇지 않을 수 있다. 적합한 다른 유체에는 하이드로카본, 예컨대 아로마틱(aromatic), 플루오로하이드로카본, 및/또는 수용액이 포함될 수 있 다.

기판 또는 기판 및 기판테이블을 액체 배스(bath of liquid) 내에 담근다는 것(예를 들어, U.S. 특허 4,509,852 참조)은, 스캐닝 노광시 가속되어야하는 대량의 액체(large body of liquid)가 존재한다는 것을 의미한다. 이는 추가적인 또는 보다 강력한 모터들을 필요로 할 수 있으며, 액체 내의 난류(turbulence)가 바람직하지 않고 예측 불가능한 영향들을 초래할 수 있다.

침지 장치에서, 침지 액체는 유체 핸들링 시스템, 구조체 또는 장치에 의하여 핸들링된다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은 침지 유체를 공급할 수 있으며, 따라서 유체 공급 시스템일 수 있다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은 적어도 부분적으로 침지 유체를 한정(confine)할 수 있으며, 이에 의하여 유체 한정 구조체(fluid confinement structure)일 수 있다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은 침지 유체에 대한 방벽(barrier)을 제공할 수 있으며, 이에 의하여 유체 한정 구조체와 같은 방벽 부재일 수 있다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은, 예를 들어 침지 유체의 유동 및/또는 위치 제어를 돕기 위하여 가스의 유동을 이용하거나 발생시킬 수 있다. 가스의 유동은 침지 유체를 한정하기 위한 시일을 형성할 수 있어 유체 핸들링 구조체는 시일 구조체라 지칭될 수도 있다; 이러한 시일 부재는 유체 한정 구조체일 수 있다. 일 실시예에서는, 침지 액체가 침지 유체로서 사용된다. 그 경우에, 유체 핸들링 시스템은 액체 핸들링 시스템일 수 있다. 상술된 설명을 참조하여, 유체에 대해 정의된 특징에 대한 본 단락에서의 언급은 액체에 대해 정의된 특징을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

제안된 구성들 중 하나는, 액체 공급 시스템이 액체 한정 시스템(liquid confinement system)을 이용하여 기판의 국부화된 영역, 및 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이에만 액체를 제공하도록 하는 것이다(일반적으로, 기판은 투영시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이처럼 배치하기 위해 제안된 한가지 방식이 PCT 특허출원 공개공보 WO 99/49504에 개시되어 있다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 액체는 1 이상의 유입구(IN)에 의해 기판 상으로, 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 공급되며, 투영시스템 아래로 통과한 이후에 1 이상의 유출구(OUT)에 의해 제거된다. 즉, 기판이 -X 방향으로 요소 밑에서 스캐닝됨에 따라, 액체는 요소의 +X 측에 공급되고 -X 측에서 흡수(taken up)된다. 도 2는 액체가 유입구(IN)를 통해 공급되고, 저압 소스에 연결되어 있는 유출구(OUT)에 의해 요소의 다른 측에서 흡수되는 장치를 개략적으로 도시한다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 공급되지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 다양한 방위 및 다양한 수의 유입구 및 유출구가 최종 요소 주변에 위치될 수 있다. 어느 한 쪽에 유출구와 유입구의 4 개의 세트가 최종 요소 주변에 규칙적인 패턴으로 제공되는 일 예시가 도 3에서 예시되어 있다.

국부화된 액체 공급 시스템을 갖는 또 다른 침지 리소그래피 해결책이 도 4에 도시된다. 액체는, 투영시스템(PS) 양쪽의 2 개의 홈형 유입구(groove inlet)에 의해 공급되고, 유입구들(IN)의 반경방향 바깥쪽으로(radially outwardly) 배치된 복수의 개별 유출구들(OUT)에 의해 제거된다. 유입구(IN) 및 유출구(OUT)는 그 중심에 홀(hole)을 갖고, 그것을 통해 투영 빔이 투영되는 플레이트(plate) 내에 배치될 수 있다. 액체는, 투영시스템(PS) 한쪽의 하나의 홈형 유입구(IN)에 의해 공급되고, 투영시스템(PS) 다른 쪽의 복수의 개별 유출구(OUT)에 의해 제거되어, 투영시스템(PS)과 기판(W) 사이에 박막의 액체 흐름(flow of a thin film of liquid)을 유도한다. 어떠한 조합의 유입구(IN) 및 유출구(OUT)를 사용할 것인지에 대한 선택은 기판(W)의 이동 방향에 종속적일 수 있다[나머지 유입구(IN) 및 유출구(OUT)의 조합은 활성화되지 않음].

제안된 또 다른 구성은, 도 5에 도시된 바와 같이 투영시스템의 최종 요소와 기판테이블 사이의 공간 경계의 전체 또는 일부분을 따라 연장되는 방벽 부재를 액체 공급 시스템에 제공하는 것이다. 방벽 부재는 Z 방향(광학 축선의 방향)으로는 약간의 상대 이동이 있을 수 있지만, XY 평면에서는 투영시스템에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 시일은 방벽 부재와 기판의 표면 사이에 형성된다. 일 실시예에서, 시일은 가스 시일(16)과 같은 무접촉 시일(contactless seal)일 수 있다. 이러한 시스템이, 미국특허출원 공개공보 US 2004-0207824 및 유럽특허출원 공개공보 EP 1 429 188 및 미국특허출원 공개공보 US 2004/0211920에 개시되어 있다.

유럽특허출원 공개공보 EP 1 420 300 및 미국특허출원 US 2004/0136494에는, 트윈(twin) 또는 듀얼(dual) 스테이지 침지 리소그래피 장치에 대한 아이디어가 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하기 위한 2 개의 테이블 또는 스테이지가 제공된다. 레벨링 측정들(leveling measurements)은 침지 액체가 존재하지 않는 제 1 위치에서의 테이블을 이용하여 수행되며, 노광은 침지 액체가 존재하는 제 2 위치에서의 테이블을 이용하여 수행된다. 대안적으로, 상기 장치는 노광 위 치와 측정 위치 사이에서 이동가능한 하나의 스테이지만을 가질 수도 있다.

PCT 특허 출원 공개공보 WO 2005/064405는 침지 액체가 한정되는 "올 웨트(all wet)" 구성에 대해 개시하고 있다. 이러한 시스템에서, 기판의 전체 최상부 표면은 액체로 덮인다. 이는 기판의 전체 최상부 표면이 실질적으로 같은 조건들로 노광되기 때문에 장점이 있을 수 있다. 이는 온도 제어 및 기판 처리에 대한 장점을 갖는다. WO 2005/064405에서는, 액체 공급시스템이 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 갭에 액체를 제공한다. 액체는 기판의 나머지 부분들 위로 누출되게 되어 있다. 기판테이블 에지의 방벽은 액체가 이탈되는 것을 방지하여, 기판테이블의 최상부 표면으로부터 제어가능한 방식으로 제거될 수 있게 한다. 이러한 시스템은 온도 제어 및 기판 처리도를 향상시키지만, 침지 액체의 증발이 지속적으로 발생될 수 있다. 이러한 문제의 완화를 돕는 한 가지 방법이 미국특허출원 공개공보 US 2006/0119809에 기술되어 있다. 기판을 모든 위치에서 커버하는 부재가 제공되며, 상기 부재는 그와 기판의 최상부 표면 및/또는 기판을 유지하는 기판테이블 사이에 걸쳐 있는 침지 액체를 갖도록 구성된다.

침지 리소그래피의 문제는 침지 액체 내에서 기포가 발생한다는 것이다. 패터닝된 빔의 경로가 기포를 포함하는 침지 액체의 영역 또는 볼륨을 통과하는 경우, 이는 기판 상으로 투영되는 패턴 이미지의 품질에 악영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 이미징된 패턴이 결과적인 결함들을 포함할 수도 있다. 침지 액체, 특히 침지 공간 내에서의 기포의 존재는 회피되어야 한다.

액체 한정구조체와 대향되는 표면에 형성되는 후퇴부(recess)가 존재할 수도 있다. 예를 들어, 후퇴부는 기판테이블에 존재하거나, 기판과 기판테이블 사이에 존재하거나, 또는 기판테이블 내에 위치하거나 기판테이블 다음에 위치하는 센서, 스왑 브릿지(swap bridge), 클로징 디스크(closing disk) 또는 측정 스테이지와 기판테이블 사이에 존재할 수도 있다. 후퇴부는 거터(gutter)로서 기능할 수 있는 홈일 수 있다. 후퇴부는 액체 한정구조체와 대향되는 표면으로부터 초과분의 침지 액체를 제거하도록 구성될 수 있다. 기판테이블이 액체 한정구조체 또는 방사선 시스템에 대해 이동하는 경우 후퇴부는 트랩 가스(trap gas)일 수 있다. 후퇴부는 액체가 침지 공간으로부터 (후퇴부 내로) 이탈되게 하여, 침지 공간 내 액체 레벨의 전체적인 하강을 유도한다. 침지 액체 레벨의 하강은 침지 공간 내에 기포가 포함되는 원인이 될 수 있다. 후퇴부 영역 내에서의 유체의 거동은 기포 및/또는 액적(droplet)의 형성을 야기할 수 있다. 액적은 침지 공간 내에 기포가 형성되게 할 수 있다. 액적은 상기 액적이 내려앉는 표면, 예를 들어 기판 또는 기판테이블의 표면상으로 열 부하를 가할 수 있다. 그러므로, 기포 또는 액적은, 예를 들어 리소그래피 이미징 성능의 열화를 야기할 수 있다.

예를 들어, 빔이 통과하는 침지 액체 내에서의 기포의 발생 위험을 저감시키는 것이 바람직하다. 대상물(예를 들어, 기판) 에지에 변형, 예를 들어 대상물의 컬링(curling)을 일으키기에 충분한 압력을 가하지 않고 대상물 주위의 갭 안팎의 침지 액체(예를 들어, 물) 또는 가스(예를 들어, 공기)의 움직임을 저감시키는 것이 바람직하다.

따라서, 침지 리소그래피 장치에서 기판과 기판테이블 사이의 갭을 축소시키는 방법이 제공될 수 있으며, 상기 방법은:

상기 기판의 물리적 특성을 측정하는 단계; 및

상기 기판의 에지와 상기 기판테이블 표면의 에지 사이에 형성되는 갭을 축소시키는 단계 - 상기 기판테이블은 상기 침지 리소그래피 장치에서 상기 기판을 지지하며, 상기 갭은 상기 기판의 측정된 물리적 특징을 토대로 축소됨 - 를 포함한다.

침지 리소그래피 장치에서 기판과 기판테이블 사이의 갭을 축소시키는 방법이 제공될 수 있으며, 상기 방법은:

상기 기판의 에지와 상기 기판테이블 표면의 에지 사이에 형성되는 갭을 측정하는 단계 - 상기 기판테이블은 상기 침지 리소그래피 장치에서 상기 기판을 지지함 -; 및

상기 측정을 토대로 상기 갭을 축소시키는 단계를 포함한다.

디바이스 제조방법이 제공될 수 있으며, 상기 디바이스 제조방법은:

기판을 프리-얼라이너(pre-aligner) 상에 로딩하는 단계;

상기 프리-얼라이너에서 상기 기판의 물리적 특성을 측정하는 단계;

상기 프리-얼라이너로부터 상기 기판테이블 상으로 상기 기판을 로딩하는 단계;

상기 측정된 물리적 특성을 토대로 상기 기판의 에지와 상기 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭을 축소시키는 단계; 및

상기 기판을 패터닝된 방사선으로 노광하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 디바이스 제조방법이 제공될 수 있으며, 상기 디바이스 제조방법은:

기판테이블 표면의 에지에 의하여 형성되는 공간, 즉 상기 기판테이블 표면의 에지와 기판의 에지 사이에 형성되는 갭 내에 기판을 로딩하는 단계;

상기 기판테이블에서의 상기 기판의 물리적 특성 및 상기 갭의 크기를 측정하는 단계;

상기 기판의 측정된 물리적 특성 및 상기 갭의 측정된 크기를 토대로 갭-축소 기구(gap-reducing mechanism)를 이용하여 상기 기판의 에지와 상기 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭을 축소시키는 단계; 및

상기 기판을 패터닝된 방사선으로 노광하는 단계를 포함한다.

리소그래피 투영장치가 제공될 수 있으며, 상기 리소그래피 투영장치는:

기판의 물리적 특정을 측정하도록 구성되는 측정기구를 포함하는 프리-얼라이너;

상기 기판테이블 표면의 에지에 의하여 형성되는 공간에서 상기 기판을 지지하도록 구성되는 기판테이블; 및

상기 기판의 측정된 물리적 특성과 관련된 정보를 토대로 상기 기판의 에지와 상기 기판테이블 표면의 에지 사이에 형성되는 갭을 축소시키도록 구성되는 갭-축소 기구를 포함한다.

리소그래피 투영장치가 제공될 수 있으며, 상기 리소그래피 투영장치는:

기판테이블 - 상기 기판테이블 표면의 에지와 기판의 에지 사이에 갭을 형성하도록 상기 기판테이블 표면의 에지에 의하여 형성되는 공간에서 기판을 지지하도록 구성됨 -;

상기 기판의 물리적 특성 및 상기 갭의 크기를 측정하도록 구성되는 측정기구; 및

상기 측정기구에 의한 측정을 토대로 상기 기판의 에지와 상기 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭을 축소시키도록 구성되는 갭-축소 기구를 포함한다.

상술된 바와 같은 리소그래피 투영장치를 포함하는 리소그래피 툴이 제공될 수 있다.

또한, 침지 리소그래피 또는 메트롤로지(metrology) 장치에서 편평한 기판 에지의 3차원 프로파일링 방법(method of three-dimensional profiling)이 제공될 수 있으며, 상기 방법은: 상기 기판의 평면에서 그리고 상기 기판 평면에 수직한 방향에서의 상기 기판의 물리적 특징을 측정하는 단계를 포함한다.

메트롤로지 툴을 위한 장치 또는 리소그래피 투영장치가 제공될 수 있으며, 상기 장치는: 에지의 3-차원 프로파일링을 결정하기 위하여 편평한 기판 에지의 물리적 특성을 측정하도록 구성된 측정기구를 포함하는 프리-얼라이너를 포함한다.

또한, 메트롤로지 툴을 위한 장치 또는 리소그래피 투영장치가 제공될 수 있으며, 상기 장치는:

기판테이블 - 상기 기판테이블 표면의 에지와 기판의 에지 사이에 갭을 형성하기 위하여 상기 기판테이블 표면의 에지에 의하여 형성되는 공간에서 기판을 지지하도록 구성됨 -; 및

상기 기판의 물리적 특정 및 상기 갭의 크기를 측정하도록 구성되는 측정기구 - 상기 측정기구는 상기 에지의 3-차원 프로파일링을 결정하기 위하여 상기 기판 에지의 물리적 특성을 측정하도록 구성됨 -을 포함한다.

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 또는 기판테이블)(WT); 및

- 패터닝 디바이스(MA)에 의해 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 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 그들의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.

지지구조체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지구조체(MT)는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지구조체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지구조체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지구조체(MT)는, 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 패 턴을 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(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 적절하거나 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대해 적절하다면 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.

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 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 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.

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(AM)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. 소스(SO)와 유사하게, 일루미네이터(IL)는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 고려될 수도 있으며 그렇지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일루미네이터(IL)는 리소그래피 장치의 통합부이거나 또는 리소그래피 장치와는 별개의 개체일 수도 있다. 후자의 경우에, 리소그래피 장치는 그 위에 일루미네이터(IL)가 장착되도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 일루미네이터(IL)는 (예를 들어, 리소그래피 장치 제작자 또는 다른 공급자에 의해) 탈착가능하고 별도 제공될 수도 있다.

상기 방사선 빔(B)은 지지구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 방사선 빔(B)은 상기 패터닝 디바이스(MA)를 가로지르고, 투영시스템(PS)을 통과하며, 상기 투영시스템은 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, 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 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지구조체(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, 지지구조체(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 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, 패터닝 디바이스(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 지지구조체(MT) 및 기판테이블(WT)은 기본적으로 정지 상 태로 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, 지지구조체(MT) 및 기판테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지구조체(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, 지지구조체(MT)는 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, 프로그램가능한 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.

투영시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 구성들은 적어도 2가지 일반적인 범주로 분류될 수 있다. 이들은, 1) 실질적으로 기판(W) 전체와 선택적으로 기판테이블(WT) 일부가 액체 내에, 예컨대 바스 내에 또는 액체의 막 하에 침액되는(submerged) 바스-타입(또는 침액) 구성; 및 2) 액체가 기판의 국부화된 영역에만 제공되는 액체 공급시스템을 이용하는 소위 국부화 침지시스템(localized immersion system)이다. 후자의 범주에서, 액체로 채워지는 공간은 기판 최상부 표면보다 작은 평면이다. 기판을 커버하는 공간 내 액체의 볼륨은 실질적으로 투영시스템에 대해 정지해 유지되는 한편, 기판은 상기 공간 아래에서 이동한다.

본 발명의 일 실시예가 지향하는 추가 구성은 액체가 한정되지 않는 올-웨트 해법이다. 이 구성에서, 실질적으로 기판의 전체 표면과 기판테이블 모두 또는 일부가 침지 액체로 커버된다. 적어도 기판을 커버하는 액체의 깊이는 얕다. 액체는, 기판 상의 액체의 막, 예컨대 박막일 수 있다. 도 2 내지 5의 액체 공급디바이스들 중 여하한의 디바이스들은 이러한 시스템에서 사용될 수 있다. 하지만, 실링 특징들(sealing features)은 액체 공급디바이스에 존재하지 않거나, 활성화되지 않거나, 통상적으로 효율적이지 않거나 또는 그렇지 않으면 국부화된 영역에 대해서만 액체를 실링하는 것은 비효율적이다. 도 2 내지 5에는 국부화된 액체 공급시 스템들의 4가지 상이한 타입들이 예시되어 있다. 도 2 내지 4에 개시된 액체 공급시스템들에 대해서는 상술되었다.

도 5는 투영시스템의 최종 요소와 기판 테이블(WT) 또는 기판(W) 사이 공간 경계의 전체 또는 일부분을 따라 연장되는 방벽 부재(barrier member) 또는 유체 한정 구조체(fluid confinement structure; 12)를 갖는 국부화된 액체 공급 시스템 또는 유체 핸들링 구조체를 개략적으로 도시하고 있다. [또한, 본 명세서에서 기판(W)의 표면에 대한 다음 언급은 명백히 부연되지 않는 한, 추가적으로 또는 대안적으로 기판 테이블의 표면으로도 지칭된다는데 유의해야 한다.] 유체 한정 구조체(12)는 Z 방향(광학 축선의 방향)으로 약간의 상대 이동이 있을 수 있지만, XY 평면에서는 투영시스템에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 일 실시예에서, 유체 한정 구조체와 기판(W)의 표면 사이에 시일이 형성되고, 시일은 가스 시일 또는 유체 시일과 같은 무접촉 시일일 수 있다.

유체 한정 구조체(12)는, 전체적으로 또는 부분적으로 투영시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 침지 공간(11)에 액체를 포함한다. 기판(W)에 대한 무접촉 시일(16)은, 기판(W) 표면과 투영시스템(PS)의 최종 요소 사이의 공간 내에 액체가 한정되도록 투영시스템의 이미지 필드 주위에 형성될 수 있다. 상기 공간은 투영시스템(PS)의 최종 요소 아래에, 그리고 그것을 둘러싸서 위치된 유체 한정 구조체(12)에 의해 전체 또는 부분적으로 형성된다. 액체 유입구(13)에 의해 투영시스템 밑의 공간 및 유체 한정 구조체(12) 내의 공간으로 액체가 유입된다. 상기 액체는 액체 유출구(13)에 의해 제거될 수 있다. 유체 한정 구조체(12)는 투영시 스템의 최종 요소 위로 약간 연장될 수 있다. 액체 레벨이 상기 최종 요소 위로 솟아올라 액체의 버퍼(buffer)가 제공된다. 일 실시예에서, 유체 한정 구조체(12)는, 상단부(upper end)에서 투영시스템 또는 그 최종 요소의 형상과 거의 일치하고(conform), 예를 들어 원형일 수 있는 내부 주변부(inner periphery)를 갖는다. 저부에서, 내부 주변부는 이미지 필드의 형상, 예를 들어 직사각형과 거의 일치하지만, 반드시 그런 것은 아니다.

사용시 유체 한정 구조체(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이에 형성되는 가스 시일(16)에 의해 액체가 침지 공간(11) 내에 포함된다. 가스 시일은 가스, 예를 들어 공기 또는 합성 공기(synthetic air)에 의해 형성되지만, 일 실시예에서는 N₂ 또는 또 다른 불활성 가스(inert gas)에 의해 형성된다. 가스 시일 내의 가스는 압력 하에 유입구(15)를 통해 유체 한정 구조체(12)와 기판(W) 사이의 갭(gap)에 제공된다. 상기 가스는 유출구(14)를 통해 추출된다. 가스 유입구(15) 상의 과도압력(overpressure), 유출구(14) 상의 진공 레벨 및 갭의 지오메트리(geometry)는, 안쪽으로 액체를 한정시키는 고속 가스 유동(high-velocity gas flow; 16)이 존재하도록 배치된다. 유체 한정 구조체(12)와 기판(W) 사이의 액체 상의 가스의 힘은 공간(11) 내에 액체를 포함시킨다. 유입구/유출구는 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈들일 수 있다. 환형의 홈들은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 가스(16)의 흐름은 공간(11) 내에 액체를 포함하는데 효과적이다. 이러한 시스템은 미국특허출원 공개공보 제 US 2004-0207824 호에 개시되어 있다.

본 발명의 일 실시예는 침지 장치에서 사용되는 어떠한 타입의 유체 핸들링 시스템에도 적용될 수 있다. 도 5의 예시는 액체가 여하한의 일 시각에 기판(W) 최상부 표면의 국부화된 영역에만 제공되는 소위 국부화된 영역 구성이다. 예를 들어, 미국특허출원 공개공보 US 2006-0038968에 개시된 바와 같이 (2 상 모드로 작동하거나 또는 작동하지 않을 수 있는) 단 상 추출기를 이용하는 유체 핸들링 시스템을 포함하는 다른 구성들도 가능하다. 일 실시예에서, 단 상 추출기는 단일-액상 액체 추출(single-liquid phase liquid extraction)을 가능하게 하기 위해, 가스로부터 액체를 분리하는데 사용되는 다공성 재료(porous material)로 덮이는 유입구를 포함할 수 있다. 다공성 재료 하류(downstream)의 챔버는 약간의 과소압력(under pressure)으로 유지되고 액체로 채워진다. 챔버 내의 과소압력은, 다공성 재료의 홀들에 형성된 메니스커스들이 챔버 내로 주변 가스(ambient gas)가 유입되는 것을 방지하도록 구성된다. 하지만, 다공성 표면이 액체와 접촉하게 되는 경우, 흐름을 제한하는 메니스커스는 존재하지 않으며, 액체가 챔버 내로 자유롭게 흐를 수 있다. 다공성 재료는, 예를 들어 5 내지 50 ㎛ 범위 내의 직경으로 된 다수의 작은 홀들을 갖는다. 일 실시예에서, 다공성 재료는 적어도 약간 액체친화성(liquidphilic)(예를 들어, 친수성), 즉 침지 액체, 예를 들어 물에 대해 90°보다 작은 접촉각을 갖는다. 일 실시예에서, 액체 핸들링 시스템은 다공성 부재로 덮힌 개구부, 예컨대 유출구를 가질 수 있다.

가능한 또 다른 구성은 2 상 유체를 추출함으로써 기능하며 가스 드래그 원리(gas drag principal)이라 치징될 수 있는 구성이 있다. 소위 가스 드래그 원리 는, 예를 들어 2008년 5월 8일에 출원된 미국특허출원 공개공보 US 61/071,621 및 미국특허출원 공개공보 US 2008-0212046에 기술되어 있다. 그 시스템에서, 바람직하게는 코너를 갖는 형상의 추출 홀들이 배치된다. 상기 코너는 스테핑 및 스캐닝 방향들과 정렬될 수 있다. 이는, 2 개의 유출구들이 스캔 방향에 수직하게 정렬되는 경우와 비교하여 스텝 또는 스캔 방향으로 주어진 속도에 대해 유체 핸들링 구조체 표면의 2 개의 개구부들 간의 메니스커스 상의 힘을 저감시킨다.

본 발명의 일 실시예는 올 웨트 침지 장치에서 사용되는 유체 핸들링 구조체에 적용될 수 있다. 올 웨트 실시예에서, 유체는, 예를 들어 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 한정하는 한정 구조체로부터 액체가 누출되어 나가도록 함으로써 실질적으로 기판테이블 최상부 표면 전체를 덮도록 되어 있다. 올 웨트 실시예에 대한 유체 핸들링 구조체의 일 예시는 2008년 9월 2일에 출원된 미국특허출원 공개공보 US 61/136,380에서 찾을 수 있다.

도 6은 유체 핸들링 시스템(12)의 개략 단면도이다. 유체 핸들링 시스템(12)은 투영시스템(PS)과 기판(W) 사이의 침지 공간(11)을 적어도 부분적으로 한정한다. 유체 핸들링 시스템(12)은 침지 공간(11)에 액체를 제공한다. 하지만, 간명히 하기 위해 침지 공간(11) 내로의 액체의 공급 및/또는 침지 공간(11)으로부터의 액체의 제거를 위한 개구부들(예를 들어, 유입구들 및/또는 유출구들)은 예시되지 않았다. 개구부들은 여하한의 적합한 타입 및 구조, 예를 들어 본 명세서에서 기술된 단 상 추출기, 다공성 플레이트, 가스-드래그 및 올-웨트 실시예들을 참조하여 설명된 타입 및 구조로 이루어질 수 있다. 유체 핸들링 시스템(12)이 침지 액체를 국부화된 영역에 한정시키는데 사용되는 타입으로 이루어진 경우, 1 이상의 실링 피처들(sealing features; 20)이 유체 한정 구조체(12)의 하측표면(22) 상에 존재할 수 있다. 실링 피처(20)는, 여하한의 타입, 예를 들어 가스 시일, 가스 나이프, 액체 추출, 및/또는 메니스커스 피닝 피처(meniscus pinning feature)로 이루어질 수 있다. 메니스커스 피닝 피처는 액체 메니스커스를 고정시키도록 구성되는 포인트를 가질 수 있다. 하측표면(22)은 사용시 기판 및/또는 기판테이블(WT)과 마주한다. 하측표면(22)은 기판(W) 및/또는 기판테이블(WT)의 최상부 표면과 실질적으로 평행할 수 있다. 예를 들어 올 웨트 실시예에서, 실링 피처(20)는 존재하지 않거나 덜 효율적이거나 또는 활성억제될 수 있다.

유체 핸들링 시스템(12)에는 적어도 하나의 개구부(30)가 존재한다. 개구부(30)는 이용시 기판테이블(WT) 또는 기판(W)을 향하여 유체의 흐름을 지향시키도록 구성된다. 개구부(30)는 화살표(35) 방향으로 액체를 제공하는데 사용된다. 개구부(30)는 기판 및/또는 기판테이블 최상부 표면과 실질적으로 수직하게 액체의 흐름을 지향시키기 위하여 유체 핸들링 구조체의 표면에 구성 및 위치될 수 있다. 개구부는 기판(W) 및/또는 기판테이블(WT) 최상부 표면과 실질적으로 평행하게 이루어질 수 있는 표면(22)에 형성될 수 있다.

유체 핸들링 시스템(12)이 기판테이블(WT)과 기판(W) 사이의 갭(40)(또는 G)을 지나는 경우 기포가 형성될 수 있다[예를 들어, 갭(40), 즉 G는 유체 핸들링 시스템(12) 아래로 이동하고 및/또는 유체 핸들링 시스템(12)은 갭(40), 즉 G 위로 이동한다]. 화살표 방향(35)으로 유출구(30)를 벗어나게 유체를 제공하는 것은 유 체 핸들링 시스템(12)이 갭(40)(또는 G) 위를 지날 경우 기포의 형성을 방지하는 장점이 있다.

기포는 여러가지 이유로 침지 액체 내에 존재할 수 있다. 예를 들어, 침지 공간이 액체로 채워지는 경우 침지 공간 내에 남아 있는 가스(즉, 액체가 이전에 침지 공간 내에 있던 가스의 잔존분을 대체할 때 남는 가스)에 의하여 기포가 형성될 수 있다.

추가 예시에서, 오염물 또는 입자와 같은 미소 특징물은 기판이 액체 한정구조체를 가로질러 지나가는데 걸리는 시간 내(즉, 단일 스캔 운동 내)에 침지 공간이 충전되는 것을 방해할 수 있다. 이는 가스가 침지 공간 내에 트래핑되게 할 수 있다. 액체와 트래핑된 가스 사이에 형성되는 메니스커스의 표면장력은 침지 액체 내 기포의 형상 내로 트래핑된 가스 볼륨을 끌어당긴다. 기포는 그 부력이 침지 공간을 형성하는 표면에 대해 가스 기포를 유지하는 표면장력을 초과하는 경우 투영된 방사선의 볼륨 내로 부동(float)할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, (특히 갭이 적절한 크기로 이루어진 경우) 침지 공간 표면의 갭 또는 홀의 존재는 침지 공간이 액체에 침지되는 경우에도 가스 기포를 유지시키는 트랩으로서 작용할 수 있다. 이러한 갭 또는 홀은 기판 에지 주위의 기판테이블의 표면에 존재할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 갭 또는 홀은 기판테이블 상의 또 다른 대상물 주위에 있을 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 갭 또는 홀은 기판테이블과 또 다른 구조체, 예컨대 스왑 브릿지(기판테이블들 사이에서 기판들을 교체함), 클로징 디스크, 리소그래피 장치나 메트롤로지 장치의 또 다른 부분, 또는 리 소그래피 프로세스 툴의 또 다른 부분(예를 들어, 브레이크 플레이트 또는 노광-전 및 노광-후 현상 동안의 다양한 시각에 기판을 지지하도록 되어 있는 다른 구조체) 사이에 있을 수도 있다.

거친 표면 또한 현미경 스케일을 제외하고, 예를 들어 모세관작용에 의하여 침지 공간의 충전을 방해할 수도 있다. 침지 액체는 거친 표면의 돌출부들과 접촉하지만, 표면의 윤곽들을 완전히 적시지 못할 수 있다. 표면의 거친 정도는 표면장력에 의하여 야기되는 힘에 비례한다; 따라서, 가스 기포는, 예를 들어 거친 표면의 돌출부 부근에서 이러한 표면 상에 보다 쉽게 트래핑될 수 있다. 거친 표면 위를 지나는 액체 볼륨의 "유효 접촉각(effective contact angle)"(예를 들어, 액체의 몸체가 표면에 대해 전진하고 있는 경우 유효 동적 접촉각)은 액체 볼륨이 매끈한 표면 위를 지나갈 때 보다 많이 변한다. 따라서, 접촉 각이 감소하고 있는 경우, 즉 거친 표면 상 돌출부의 말단 부분이 돌출부 기부 부분 이전에 전진하는 액체 볼륨의 "전방"과 만나는 경우 가스는 보다 쉽게 트래핑된다. 이러한 방식으로, 가스의 볼륨은 돌출부의 기부 부분 상류에서 트래핑될 수 있다.

기포는 온도나 에너지 또는 다른 인자들의 변화로 인해 자연 형성될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 가스(예를 들어, 공기)는, 예를 들어 온도의 하락과 함께 시스템의 압력이 떨어지는 경우 시스템 내에 고착될 수 있다. 기판의 표면 상에 사용되는 레지스트, 톱코트(topcoat) 또는 다른 화학제는 침지 액체나 방사선 또는 이 둘 모두와 반응하여[예를 들어, 포밍(foaming)을 유도하여], 온도 변화로 검출될 수 있는 에너지 상태 변화를 야기할 수 있다. 이에 의하여, 가스 기포가 화학적으로 생성될 수 있다.

가스가 액체로 대체되지 않는 예시가 도 5 내지 8에 도시되어 있다. 기판(W)과 기판테이블(WT) 사이에는, 갭이 액체 한정구조체(12) 아래를 지나갈 때 액체(11)로 충전되는 갭(G)(또는 40)이 존재할 수 있다. 가스 나이프와 같은 유체 유동 소스(15, 20 또는 30)는 기판 및 기판테이블과 공-평면(co-planar)일 수 있는 표면을 향하여 유체의 유동, 예를 들어, 가스의 유동을 지향시킬 수 있다. 유체의 유동, 예를 들어 유체 유동 소스에 의하여 유도되는 유체 유동(35)은 액체 한정구조체에 대한 액체의 경로를 분명히 하는 역할을 한다. 액체는 액적(droplet:D) 또는 액막의 형태로 이루어질 수 있다. 액적에 대한 이후의 설명에서의 언급은 액막에 대한 언급을 포함하여 이루어진다. 대안적으로 또는 추가적으로, 유체 소스는 액체 한정구조체의 하측표면과 대향되는 표면, 즉 기판(W) 또는 기판테이블(WT) 사이로 액체를 공급하기 위하여 액체 한정구조체 개구부로부터 액체의 유동을 공급할 수 있다.

액체-충전된 갭(G)이 유체 유동 소스(15, 20 또는 30), 예를 들어 가스 나이프 아래를 지나갈 경우, 액체의 액적(D)은 도 8에 도시된 바와 같이 갭(G)의 밖으로 뿜어져 올라갈(spray up) 수 있다. 액적(D)은 기판(W) 및/또는 기판테이블(WT)의 표면 상에 떨어질 수 있다. 액적(D)이 떨어지는 표면과 액적(D)의 액체 간의 상대 접촉각 [또는 달리 말해 액적(D)이 떨어지는 표면(W, WT)의 친액체성(liquidphilic)(예를 들어, 친수성) 또는 소액체성(liquidphobic)(예를 들어, 소수성)의 특성]에 따라서, 액적(D)의 표면은 표면(W, WT)과 보다 크거나 보다 작은 정적 접촉각을 형성한다.

도 9는 전진하는 액체 전방부(advancing liquid front; F)를 나타내고 있다. 전진하는 액체 전방부(F)는 액체 한정구조체(12)의 하측표면과 기판(W) 및/또는 기판테이블(WT)의 표면 사이에 형성되는 메니스커스의 표현이다. [기판(W)에 대한 본 설명의 나머지부분에 걸친 언급들은 다른 언급이 없는 한, 추가적으로 또는 대안적으로 기판테이블(WT)을 지칭하는 것으로 이해해야 한다]. 도 9는 통상적으로 몇몇 인자들에 종속적인 곡선을 갖는 전방부(F)를 직선으로 나타내고 있기 때문에 개략적인 도면을 나타낸다. 상기 도면은 표면들(이 표면들 사이에 메니스커스가 형성됨) 부근의 메니스커스의 특정한 거동은 고려하지 않은 메니스커스의 일반적인 각도를 나타내고 있다. 또한, 전방부는 기판(W) 표면이 액체 전방부에 대해 측방향으로 이동하고 있기 때문에 기판(W) 표면과 소정의 각도로 되어 있다[화살표는 기판(W) 및 기판(W)을 지지하는 기판테이블(WT)의 이동 방향을 나타낸다]. 도 9는 액체 전방부(F) 및 액적(D)의 상대적인 위치들을 나타내고 있다. 액체 전방부(F) 및 액적(D)은 접촉할 수 있으며 충돌할 수도 있다. 충돌의 결과는 가스가 기포(B)로서 침지 액체(11) 내에 포함된다는 것이다. 기포의 형성은 연관된 임계치를 초과하거나 그 아래로 떨어져 기포(B)의 형성을 야기할 수 있는 1 이상의 파라미터들의 결과일 수 있다. 적합한 파라미터는: 전방부(F) 및 액적(D)의 만나는 메니스커스들 간의 상대적인 각도, 전방부(F)와 액적(D) 표면 간의 상대 속도, 및/또는 전방부(F)와 액적(D)의 충돌에 의하여 야기되는 힘일 수 있다. 침지 액체(11) 내에서, 기포(B)는 침지 공간을 통해 이동할 수 있다. 기포는: 침지 액체를 통해 이동 함으로써 침지 공간을 통해 이동, 즉, 기포는 부동하거나: 침지 공간을 형성하는 표면, 예를 들어 액체 한정구조체(12), 투영시스템(PL), 기판(W) 또는 기판테이블(WT) 상에 위치되거나; 또는 침지 공간 및 표면의 조합부에 위치될 수 있다. 기포는 침지 공간을 통해 이동할 때, 패터닝된 빔의 경로로 들어가서 투영된 패턴의 결함을 야기할 수 있다.

이러한 기포는 액체 한정구조체(12) 아래를 지나는 후퇴부(recess)에 의하여 형성될 수 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 후퇴부는 기판테이블(WT)과 기판(W) 사이의 갭으로서 형성될 수 있다. 후퇴부는 센서[예를 들어, 도 7에 도시된 투과 이미지 센서(TIS)]의 표면 또는 예를 들어 상이한 기판을 액체 한정구조체 아래에 배치시키는 동안 침지 공간(12) 내에 침지 액체를 한정[예를 들어, 실링(sealing)]하는 사용되는 클로징 부재 상이나 그 주위의 갭일 수 있다. 상이한 기판의 이러한 배치는 기판 교체라 언급될 수 있으며, 기판 지지구조체는 스왑 브릿지일 수 있다. 그 다음, 기포는 표면으로부터 떨어져 침지 액체 내에서 부동할 수 있다. 기포는 심지어 투영시스템의 최종 광학요소까지 부동할 수 있다. 그러므로, 기포는 투영된 이미지의 품질에 영향을 미칠 수 있다.

침지 액체 내의 기포의 형성은 제 1 장소에서 기포들의 형성을 방지함으로써 처리될 수도 있다. 이는 공간이 액체 내에 침지될 때 가스 기포가 트래핑될 수 있는 각 표면 영역의 크기 및 표면들의 수를 줄임으로써 이행될 수 있다.

이는 기판테이블에서의 갭의 수를 줄이거나 또는 심지어 모든 갭들을 제거함으로써 달성될 수 있다. 갭은 상술된 바와 같이 기판테이블(WT)에 형성되는 홀과 같은 후퇴부 내에 자리하는 대상물 사이에 존재할 수도 있다.

침지 액체는 갭이 유체 유동 소스, 예를 들어 가스 나이프(15) 아래를 지나간 후에 상기 갭을 벗어나거나 또는 상기 갭으로부터 추출될 수 있다. 기판은 실질적으로 (거의) 건조한 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 완전 건조해야 한다. 예를 들어, 기판(W)과 접촉한 침지 액체는 기판(W)으로부터 열 에너지를 흡수할 수 있다. 기판(W)의 온도는 적어도 액적(D)과 접촉하는 영역에서 낮아질 수 있다. 기판 일 부분[명백하게는 기판(W) 주변부(예를 들어, 둘레부)]의 온도를 낮추는 것은 기판 표면을 가로지르는 온도 구배를 유도할 수 있다. 이러한 온도 구배는 기판의 팽창이나 수축을 야기할 수 있다. 기판(W)의 가변적으로 팽창되거나 수축된 표면 부분들은 기판의 바람직한 왜곡을 야기할 수도 있다. 이는 오버레이 오차의 원인일 수 있다.

남아 있는 액체에 의하여 야기되는 기판 상에서의 기포들 또는 냉각 효과들을 회피하기 위하여 갭을 가능한 한 작게 만드는 원리의 적용례가 미국특허출원 공개공보 US 2006/0119818 및 유럽특허출원 공개공보 EP 1 713 113에 개시되어 있다. 윈도우를 포함하는 커버로 센서를 커버하는 아이디어는 유럽특허출원 공개공보 WO 2005/010611에 개시되어 있다.

추가적인 적용례는 "[기판 주위의] 홈 내에 위치되는 중공 원형(toridal)의 팽창가능하고 수축가능한 블래더"를 기술하고 있는 미국특허 US 7,230,681에 제시되어 있다. 기판 주위의 팽창가능한 원형 블래더에 의한 문제는 블래더가 그것의 최대 크기(홈을 충전하기에는 충분하지 않을 수 있음)에 도달할 때까지 또는 블래 더가 기판의 외측 에지를 건드릴 때까지 팽창된다는 것이다. 기판 외측 에지 상의 팽창된 블래더로부터의 압력은 기판 에지가 래핑(wrap)되도록 하기에 충분할 수 있다. 래핑(즉, 변형)은 패터닝된 방사선 빔을 에지 부근에서 기판의 표면 상으로 투영하는 경우 포커스 문제들을 야기할 수 있다.

미국특허출원 공개공보 US 2007-0188731에는, "웨이퍼를 둘러싸도록 대체로 원형의 구조로 배치되는 이동가능한 지지 섹션들에 부착되는 변형가능한 O-링을 갖는 O-링 조립체"가 개시되어 있다. 이 공보에서 O-링은 1 이상의 이동가능한 지지 섹션들을 이용하여 작동된다. 다시 말해, O-링의 내측 에지는 "웨이퍼의 외측 표면을 효과적으로 연장"시키기 위하여 기판(또는 웨이퍼)의 외측 에지와 "결합되도록" 되어 있다. 상술된 바와 같이, 기판 에지 상에 압력을 가할 때의 문제는 완전히 해결되지 않는다. 이 공보는 섹션들이 쌍들로 이루어지도록 짝수의 이동가능한 지지 섹션들을 구비하는 것을 제안하고 있으며, 상기 쌍들은 서로에 대해 독립적으로 이동한다. 이러한 방식으로, 웨이퍼는 섹션에 대해 자체적으로 센터링되도록(center) 되어 있으며,따라서 변형의 위험을 최소화시킨다. 하지만, 기판이 변형되지 않도록 이동가능한 섹션들에 대해 자체적으로 센터링되는 경우, 잠재적으로 메트롤로지 또는 노광 장치의 나머지 부분과는 더 이상 정렬되지 않으며 정렬 또는 패터닝된 방사선이 기판의 정확한 부분으로 지향될 수 없다.

도 7은 기판테이블(WT) 일부의 평면도이다. 대상물은 기판테이블(WT) 또는 기판테이블(WT)의 표면 상에 형성되는 후퇴부에 배치될 수 있다. 이러한 대상물로는: 기판(W), 센서(TIS), 세정 스테이션(도시 안됨), 클로징 디스크(도시 안됨), 및/또는 상술된 대상물들 중 적어도 하나를 커버 플레이트가 있다. 각각의 대상물은 일반적으로 연관된 후퇴부 또는 인덴트(indent) 내에 자리한다. 후퇴부는 그것이 연관된 대상물을 위한 것이다. 후퇴부는 에지(E)를 가질 수 있다. 기판(W)은, 예를 들어 기판 홀더(도시 안됨)에 의하여 기판테이블(WT) 내에서 지지될 수 있다. 각각의 대상물과 연관된 후퇴부 에지 사이의 갭(G)에 대한 근거는 대상물이 제거가능하다는 것이다. 대상물은 그와 연관된 후퇴부로부터 쉽게 제거가능한 것이 바람직하다. 대상물은 제거 후에 교체될 수 있다. 기판테이블 내 또는 기판테이블 상의 대상물이 쉽게 제거되고 및/또는 교환될 수 있도록 하기 위해 이용되는 특정한 공차들이 존재한다. 일 실시예에서, 표준 공차는 300 ㎛ 정도로 이루어질 수 있다. 기포 형성을 저감시키기 위하여, 갭은 표준 공차에 대해 작은 비율까지 축소되어야 한다. 갭을 축소시키기 위한 한 가지 방법은 대상물을 수용하도록 만들어지는 영역의 크기를 축소시키는 것을 포함한다. 하지만, 단지 공차를 감소시킴으로써 갭을 축소하는 것은 대상물(예를 들어, 기판)의 수명 동안 대상물의 단면 크기(예를 들어, 직경)의 변화가 이루어지도록 해서는 안된다. 대상물의 크기는, 예를 들어 처리로 인해 수명 동안 변화, 예를 들어 수축 또는 팽창을 겪을 수 있다. 기판의 크기는, 예를 들어 기판의 적어도 일부를 제거하는 에지 비드 제거와 같은 처리 단계가 적용될 수 있는 수명 동안 변할 수 있다. 공차의 저감은 기판의 크기가 그 처음 사용 동안에 최대 크기를 갖는 경우 기포 형성의 위험에 있어 최적의 저감을 달성할 수 있다. 연속적인 처리 후에, 기판의 크기가 축소되어 유효 공차를 증대시키고, 처리 단계들은 기포 형성의 위험을 증대시킨다.

갭을 폐쇄하기 위하여 대상물 에지와의 직접적인 접촉을 포함하는 해법은 열전달, 예를 들어 대상물로부터의 열 에너지 제거를 유도할 수 있다. 이 열 전달의 결과는 대상물의 변형, 예를 들어 벤딩 또는 컬링(curling)이다. 대상물 에지의 접촉은 에지에 압축력을 가할 수 있다. 압축력은 대상물의 변형을 유도할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 변형은 에지 상에서의 압력으로 인해 대상물의 완전한 평탄도로부터 편차가 있을 수 있다. 이는, 예를 들어 대상물의 조명에 있어 포커스의 문제들을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 도 10 내지 20에 도시된 바와 같이 갭(G)의 영향들을 저감시키기 위한 시스템을 사용한다. 기판(W)과 연관된 갭에 대한 다음의 언급 (및 그와 연관된 기판(W)에 대한 언급들)은 그 사용에 있어 특별한 다른 표현이 없는 한 기판테이블 상에서 지지되는 대상물과 연관된 갭(및 그와 관련된 대상물 자체)에 대해 보다 일반적으로 언급하고 있다는데 유의해야 한다.

일 실시예는 갭-축소 기구(gap-reducing mechanism)를 이용하며, 상기 기구는 기판테이블 표면의 에지에 의해 형성되는 공간 내에서 대상물의 이동을 실행시키는 제어기 및 액추에이터일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 갭-축소 기구는 갭을 충전시키고, 갭 내의 제 위치에 배치되며, 갭에 대한 및/또는 대상물의 크기 및 형상에 대한 제어기 및 정보를 이용하여 상기 대상물을 둘러싸도록 동작되는 에지 부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 바람직한 특징은 프리-얼라이너(pre-aligner) 또는 사전-정렬 시스템(pre-alignment system)("웨이퍼 핸들러"로도 알려짐)(WH)에서의 기판의 측정이다. 상기 측정은 기판이 기판테이블(WT) 상에 위치되기 전에 이루어질 수 있다. 기판(W)의 측정은: 기판의 평균 단면 크기(예를 들어, 직경); 기판의 에지로부터 기판의 비이동 중심(예를 들어, 반경)까지의 평균 거리; 기판의 주변 범위에 걸친 이러한 크기 또는 거리의 변화; 디폴트 또는 모델 기판에 대한 기판 에지의 위치 측정; 또는 기판의 형상 중 1 이상의 측정을 포함할 수 있다. 기판(W)의 측정 목적은 적어도 개선된 정확도를 가지고 기판 에지의 배치를 결정하기 위함이다. 이는 기판이 기판테이블(WT) 상에 위치되도록 한다. 기판 에지의 위치설정은 기판(W)이 기판테이블과 기판 사이의 갭(G)을 형성하는 기판테이블(WT)의 에지에 대해 이루어질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 기판의 중심으로부터 기판의 에지까지 거리의 변화를 결정하기 위하여 기판(W)의 형상이 측정될 수 있다. 기판테이블에 대한 기판의 정확한 위치설정을 위하여, 갭(G)에서의 기판테이블의 에지는 기판테이블 상의 기판의 위치설정 이전에 측정될 수 있다.

기판은 기판 홀더에 의하여 기판테이블 상에서 지지될 수 있다. 기판 홀더는 단순히 기판테이블에 형성되는 인덴트일 수도 있다. 기판 홀더는 기판을 제 위치에 유지시키기 위한 1 이상의 진공 유출구를 갖는 기판-형상 표면, 또는 기판테이블 상이나 기판테이블 내의 제 위치에서 기판을 유지(예를 들어, 지지)할 수 있는 여하한의 특징부일 수 있다. 상술된 바와 같이, 기판 홀더는 일반적으로 메트롤로지 또는 노광 툴들과의 정렬에 있어, 예를 들어 기판의 위치설정을 가능하게 하는 홈 또는 갭(G)을 갖는다.

도 10 및 11은 기판테이블(WT) 표면의 인덴트에서 기판(W)을 포함하는 기판 테이블(WT)을 나타내고 있다. 기판(W)을 둘러싸는 기판테이블(WT)에서 인덴트의 부분은 갭(G)으로 지칭된다. 다른 곳에 설명된 방법들에 따르면 기포가 형성될 수 있는 곳은 바로 이 갭(G) 내이다. 이 갭을 가능한 한 작게 만들기 위하여, 기판(W)은 갭(G)이 최소화되도록 위치되거나, 또는 후술되는 바와 같이 에지 부재(BR)가 사용될 수 있다. 갭의 최소화는, 메트롤로지 디바이스 또는 노광 디바이스와 같은 디바이스가 동시에 위치되는 기판테이블의 소정 위치에서 이루어질 수 있다. 디바이스의 상대적인 위치에 따라 인덴트 내의 상이한 위치들에서 갭이 최소화되도록 기판이 이동될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에지 부재(BR)는 갭(G) 내에 삽입될 수 있다. 에지 부재의 다양한 실시예들에 대해 후술될 것이다.

도 10 및 11은 또한 기판테이블(WT) 내에 채용될 수 있는 센서 타입의 일 예시를 나타내고 있다. 센서(80)는 기판(W)의 에지를 측정할 수 있도록 기판테이블(WT)의 갭(G) 내에 또는 기판테이블(WT) 인덴트의 소정 장소에 위치될 수 있다. 그 다음, 기판 에지의 측정은 기판(W) 또는 에지 부재(BR)의 이동을 제어하는 제어기로 공급될 수 있다.

기판테이블(WT)에 센서를 구비하는 변형례는 도 12와 관련하여 설명된다. 구체적으로, 일 실시예에서, 센서(80)는 반드시 기판테이블 내에서가 아니라 (센서 또한 기판테이블 내에 있더라도) 프리-얼라이너(PA)(WH) 내에 있을 수 있다. 프리-얼라이너(WH)는 기판(W)이 물리적 특성, 예를 들어 그것의 직경이 측정되는 곳에 있다. 그 다음, 결과로서 측정된 물리적 특성[예를 들어, 직경, 또는 (기판이 완 전한 원이 아닌 경우) 직경들의 범위]이 기판테이블(WT)과 연관되거나 기판테이블 내의 갭-축소 시스템으로 보내진다. 갭-축소 시스템에 대해서는 후술된다. 측정된 기판은 기판테이블(WT) 상에 로딩된다.

갭-축소 시스템은 갭(G)에서 기판테이블의 에지를 형성하는 에지 부재를 가질 수 있다. 에지 부재는 기포 추출 시스템(BES) 링으로서 알려진 링의 형상으로 되어 있다. 에지 부재는 기판(W)의 주변부, 즉 기판이 실질적으로 원형인 경우 기판의 둘레부 주위에 도입될 수 있다. 에지 부재는 기판테이블 표면의 에지와 기판 에지 사이의 갭을 가능한 한 많이 축소시키는 방식으로 동작될 수 있다. 에지 부재는 제 위치에 클램핑될 수 있다. 기판(W)은 정렬 및 오버레이와 같은 특징들에 대해 측정될 수 있다. 기판(W) 및 기판테이블(WT)은 투영시스템(PS)에 의한 노광을 위하여 제 위치(노광 위치)로 이동될 수 있다.

도 12는 다양한 소프트웨어-관련 작업들 및 하드웨어 작업들을 나타내고 있다. 소프트웨어-관련 작업은 도 12 상에 점선으로 나타나 있다. 하드웨어 작업은 도 12에 실선으로 나타나 있다. 소프트웨어에 따라 작동하는 제어기는 제어기에 의해 작동되는 센서가 기판 에지를 측정할 수 있도록 한다. 측정 데이터에 의하면, 제어기는 기판 에지 특성의 파라미터, 예컨대 직경을 계산한다. 제어기는 파라미터 데이터를 제어기로 보내 기판테이블을 제어하게 한다. 기판테이블을 제어하는 제어기는 설명되는 바와 같이 갭(G)을 가장 효율적으로 충전시키기 위하여, 즉 기판의 변형을 실질적으로 방지하면서 기포 형성 방지를 돕기에 충분하게 갭을 충전시키기 위하여 에지 부재의 위치설정 및 동작을 초기화할 수 있다.

기판 에지가 프리-얼라이너에서 측정될 수 있는 몇가지 방법들이 존재한다. 기판의 에지를 측정하기 위한 한가지 방법은 프리-얼라이너에 기판을 둘러싸는 일련의(또는 어레이의) 센서들 또는 이동가능한 센서를 구비하도록 하는 것이다. 이 센서 또는 일련의 센서들은 센서의 알려진 위치로부터 기판의 에지까지의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 방식으로, 기판 에지의 상대적인 위치가 측정된다.

대안적으로 또는 추가적으로, 검출기는 기판의 최상부 표면으로부터 반사되는 방사선을 검출할 수 있다. 이러한 검출기는 간격이 기판의 중심으로부터 소정 방향으로 얼마나 많이 떨어져 있는지를 측정할 수 있다. 동일한 방식으로, 기판의 형상이 결정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 기판의 물리적 특성 정보는 사진 또는 여타 센서나 검출기 셋-업으로부터 결정될 수 있다.

기판 에지의 프로파일이 얻어질 수 있다. 프로파일은 기판 평면에서의 기판 에지의 프로파일을 얻기 위하여 x- 및 y-좌표들로 이루어질 수 있다. 선택적으로 3차원의 기판 프로파일을 얻기 위하여 Z-좌표들이 얻어질 수도 있다. z-축선에서의 기판 에지의 변위를 갖는 것은 기판과 기판이 지지되는 기판테이블 사이에 높이 단차(height step)를 유도할 때 현저하다. 높이 단차는 기포 포함의 원인일 수 있다. 따라서, x- 및 y-축선 뿐만 아니라 z-축선에서의 에지 프로파일의 검출은 유용할 수 있다.

또한, 정렬 목적으로 기판(W) 상에 존재할 수 있는 인덴테이션(indentation), 마커 또는 노치가 기판 에지 측정 용 마커로서 사용될 수 있다. (예를 들어) 기판의 직경을 아는 것은 기판 주위의 갭을 축소시키는데 유용하다. 하지만, 시간에 걸친 이러한 기판 크기의 변화를 아는 것은 훨씬 더 유용할 수 있다. 변화의 측정을 가능하게 하는데에는 마커가 유용하다. 이 마커는 상술된 인덴테이션, 마커 또는 노치일 수 있다. 마커는 기판에 대한 특정(예를 들어, 사전설정된) 위치를 가질 수 있으며, 가령 기판(W) 상에 있을 수 있다.

상술된 바와 같이 프리-얼라이너(WH)에, 기판테이블(WT)의 인덴트에 또는 에지 부재 상에 센서(80)를 이용하면 기판 에지의 측정을 할 수 있다. (예를 들어, 반경, 반경 변화, 형상, 프로파일의) 상술된 측정들이 이러한 위치들 어디에서도 측정될 수 있다.

프리-얼라이너에 존재하는 에지 센서 외에(또는 그와 더불어), 기판을 검출하는 에지 부재 자체의 센서가 있을 수 있다. 에지 부재는 다수의 위치에 센서를 가질 수 있다. 상기 위치는 고정될 수 있다. 상기 위치는 갭의 주변부 주위에 있을 수 있다. 그러므로, 에지 부재의 제어기는 에지 부재 크기의 측정 및 조정 모두를 수행할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 센서는 사전-위치된 기판을 측정하기 위하여 기판테이블에 배치될 수도 있다. 센서는 갭의 외측 에지(즉, 도 10 및 11에 도시된 바와 같이 기판테이블의 내측 에지 또는 기판-유지 공간)에, 또는 기판테이블 내에 또는 기판테이블 상에 있을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서는 별도의 독립(stand-alone) 디바이스 내에 위치될 수도 있다.

기판 자체의 측정과 더불어 또는 그와는 대안적으로, 기판(W)을 둘러싸는 갭(G)을 측정하는 센서가 이용될 수 있다. 도 13은 갭의 감지가 기판테이블에서 수행된다는 것을 제외하고 도 12의 플로우 차트와 유사한 플로우 차트를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 갭이 직접적으로 측정되는 경우 이는 기판테이블에서 수행되며, 그로서 상기 갭은 바람직하게 최소화된다. 도 13에서, 기판의 직경이 프리-얼라이너(WH)에서 측정되고 이 정보가 기판테이블(WT)에서 갭(G)을 제어하는데 사용되는 것 외에, 갭(G)이 기판테이블(WT)에서 직접적으로 측정된다. 하드웨어 작업의 나머지는 도 12의 실시예에 대한 것과 동일하다. 예를 들어, 갭(G)의 폭을 측정하는 것은 측정에 따라 에지 부재(BR)를 직접적으로 위치설정 또는 동작되도록 하기 위해 제어기에 의해 해석될 수 있는 측정을 유도한다. 예를 들어, 특정 폭의 갭이 측정되는 경우, 에지 부재(BR)는 동일한 폭 또는 [기판이 에지 부재BR)와 접촉하지 않는 경우] 약간 더 작은 폭으로 사전설정될 수 있다. 기판 에지 외에(또는 기판 에지뿐만 아니라) 갭 측정의 장점은 기판테이블의 에지와 기판의 에지 사이의 간격을 평가하는 단계가 상기 간격을 직접적으로 계산함으로써 생략될 수 있다는 점이다.

갭을 직접적으로 측정하고 기판을 측정하는데 적용되는 장점은 (예를 들어, 기판의 처리 동안) 변화가 발생될 때 갭 크기의 변화가 측정될 수 있다는 점이다. 기판의 형상 또는 크기의 변화는 리소그래피 노광 장치의 외측을 변화시킬 수 있다. 따라서, 기판이 처리 후 노광용 리소그래피 장치 내로 재도입되는 경우, 조정가능한 에지 부재를 구비하여 형상 또는 크기의 이러한 변화들을 조정하는 것이 유용하다. 그 다음, 에지 부재를 제어하는 제어기로의 직접적인 공급 또는 입력이 구성될 수 있다. 갭의 폭이 변하므로, 에지 부재의 폭도 따라서 변할 수 있다. 이는 갭의 측정과 에지 부재의 폭 또는 위치 변화 간의 몇몇 단계들 또는 계산들이 실시간으로 이행될 수 있다.

상술된 바와 같이, 측정 단계는 상이한 방식들로 이행될 수 있다. 측정 단계는 갭(G)이 얼마나 큰지를 결정하는 단계이다. 이와 동일한 단계는 그 후 에지 부재가 어떠한 형상과 크기로 되어 있는지 또는 기판(W)이 기판테이블(WT)의 인덴트 내에서 어떻게 이동될 필요가 있는지를 결정한다. 측정 단계는 기판 에지의 측정을 포함하여 이루어진다. 대안적으로 또는 추가적으로, 측정 단계는 갭(G) 자체의 파라미터 측정을 포함하여 이루어진다. 이들 두 측정 단계 간의 차이는 갭(G)을 직접적으로 측정하는 경우, (예를 들어, 모델 또는 디폴트 포인트에 대한) 갭의 위치설정이 직접적으로 고려된다는 것이다. 갭을 직접적으로 측정하는 경우, 에지 부재(BR)의 여하한의 공차 및 위치적 정확도가 또한 고려될 수 있다.

갭(G) 자체를 측정하는 것은 에지 부재의 센서를 이용하여 이행될 수 있다. 측정은 용량성이거나, 3각 측량을 이용하거나, 간섭계를 이용하거나, 가스 게이지를 이용하는 등의 방법으로 이행될 수 있다. 일 실시예에서는, 레벨 센서가 이용될 수 있다. 레벨 센서가 사용될 수 있는 방법은 다수의 위치들(예를 들어, 6 또는 8 곳의 위치들)에서 갭(G)을 측정함으로써 이행될 수 있다. 그 다음, 측정들은 기판 위치를 캘리브레이트(calibrate)하는데 사용된다. 레벨 센서가 작동하는 방식은 광학 신호를 (예를 들어, 기판 상의) 반사면에 다양한 각도로 전사하고 센서에서 반사된 광학 신호를 캡처함으로써 이행된다. 이에 의하여, 기판 표면의 각도 및 거칠기가 측정될 수 있다.

일 실시예에서, 기판(W)의 에지가 측정되는 경우, 기판(W)의 에지는 마커와 같은 기판 상의 피처에 대해 프리-얼라이너(WH)에서 측정될 수 있다. 그 후, 이와 같은 마커는 기판 에지에 대해 이루어진 측정들에 대한 그리고 기판테이블에 대한 기판의 상대적 위치를 결정하기 위하여 기판테이블 상에서 이용될 수 있다. 이러한 방식으로, 기판의 위치와 관련된 정보가 갭을 활성적으로 축소하는데 사용될 수 있다.

에지 부재와 기판의 에지 사이의 갭을 축소시키기 위하여 에지 부재가 위치되거나 또는 동작될 수 있는 몇가지 방식이 존재한다. 기판의 에지가 단지 평균보다는 그 주변부 주위 모두에 있는 경우와 관련된 데이터를 갖는 것이 바람직하다. 이는 에지 부재(BR)가 기판(W)의 주변부 주위 모두에 정확하게 위치될 수 있도록 이루어진다. 그 이유는 에지 부재가 기판(W)의 에지와 접촉하거나 기판의 에지 내로 가압되어 포커싱 또는 정렬 오차들을 야기하는 것을 방지하도록 돕기 위함이다. 또한, 기판 에지 주위의 갭 폭의 변화를 방지하기 위하여 에지 부재가 기판 에지 가까이에 정확히 위치되도록 하는 것이 유용하다. 이는 에지 부재로서 변형가능한 링을 이용함으로써 달성될 수 있다.

변형가능한 링에 대해 적어도 2 개의 실시예들이 고려된다. 제 1 실시예는 단일 부품으로 이루어진 링을 가지며, 제 2 실시예는 다수의 섹션들로 이루어진 링을 갖는다. 일 실시예에 따르면, 링은 전체적으로 작동될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 링의 1 이상의 부분들이 개별적으로 작동될 수 있다. 이 경우에, 링은 전체적인 그러나 하나의 링이거나, 또는 몇 개의 독립적으로 부분들로 만들어질 수 있다. 이러한 방식으로, 링의 다양한 부분들이 기판의 가변적인 형상에 대해 최적 화될 수 있다. 에지 부재는 복수의 개별적으로 이동가능한 섹션들로 구성될 수 있다. 대안적으로는, 달리 설명되는 바와 같이 에지 부재는 편심적으로 이동가능한 링을 포함할 수 있다. 제조 용이성의 관점에서, 주변부에 개구부를 갖는 변형가능한 링이 제조하기 가장 쉽다. 이러한 타입의 에지 부재가 본 명세서 내에 기술되어 있다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 링이 반드시 원형으로 형상화되는 것으로 이해해서는 안된다. 링은 원형으로 형상화될 수 있으나, 예를 들어, 다각형 형상, 타원형 형상 등, 다른 형상을 가질 수도 있다.

일반적으로는 에지 부재가 기판(W)의 에지와 접촉하도록 하는 것이 바람직하지 않지만, 일 실시예에서는 에지 부재가 기판(W)의 에지와 접촉할 수 있다. 에지 부재가 기판(W)의 에지와 접촉하는 경우, 기판과 에지 부재 사이의 갭은 0까지 효과적으로 축소된다. 실질적으로 갭(G)을 갖지 않는다는 것은 기포들이 갭(G) 내에서 형성되기가 쉽지 않다는 것을 의미한다. 갭 내에 기포들이 형성될 위험이 기판 변형의 위험보다 더욱 심각한 경우에는, 에지 부재를 기판(W)의 에지와 접촉시키는 것이 바람직할 수 있다. 한편, 일반적으로는 기판 에지와는 접촉되지 않게 하면서 갭(G)을 가능한 한 많이 축소시키는 것이 바람직하다. 이는 기포의 잠재적 형성과 기판(W)의 잠재적 변형 간의 균형을 맞추기 위함이다.

도 10, 11 및 14 내지 20에는 에지 부재의 다양한 가능 실시예들이 도시되어 있다.

예를 들어, BES 링(BR) 형태의 에지 부재가 도 10에 도시된 바와 같이 기판(W)의 주변부 주위에 도입된다. 이 에지 부재(BR)는 그 주변부(예를 들어, 둘 레)에 개구부(70)를 갖는다. 이 개구부는 에지 부재(BR)가 갭(G) 내에 정확하게 피팅될 수 있도록 하기 위해 개구부(70)의 범위 내에서 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 따라서, 에지 부재(BR)는 변형가능한 것이 바람직하다. 에지 부재(BR)는 활성적으로 변형가능하여 그 단면 크기(예를 들어, 직경)가 기판의 노광/현상 동안 기판의 단면 크기(예를 들어, 직경) 변화를 토대로 활성적으로 조정될 수 있게 되어 있다. 에지 부재(BR) 개구부(70)의 크기는 개구부(70)가 완전 비분리(zero separation)에 가까운 경우 에지 부재의 단면 크기가 특정 갭(G)에 대해 보정되도록 선택될 수 있다. 이는 미리 측정될 수도 있다. 기판(W)과 에지 부재(BR) 사이의 갭은 에지 부재(BR)가 기판(W)과 접촉하는 것을 방지하기 위하여 완전히 폐쇄되지는 않는 것이 바람직하다. 이는 기판 에지 상의 압력에 대하여 본 명세서에 기술된 문제들 중 1 이상을 회피할 수 있도록 돕는다. 그럼에도 불구하고, 기판(W)과 에지 부재(BR) 사이의 갭은 기포들 및 액체의 추출에 의하여 야기되는 잠재적인 문제들 중 1 이상을 저감시킬 수 있게 충분히 작아야 한다.

에지 부재(BR)가 갭 내의 제 위치에 있고 그 단면 크기가 축소(또는 확대)되어 바람직하게는 기판과의 접촉 없이 갭을 가능한 한 많이 충전시키는 경우, 액체 한정시스템은 기판과 기판테이블 위를 지날 수 있다. 이 상황에서, 침지 공간은 유체(예를 들어, 액체)로 충전되며 갭(G)은 기판(W)과 에지 부재(BR) 사이의 갭(G) 내로 액체가 거의 스며들어가지 않거나 전혀 스며들어가지 않도록 충분히 축소되는 것이 바람직하다. 기판 에지와 에지 부재(BR) 사이에서 유지되는 여하한의 갭(G)은 액체 한정시스템 내의 액체의 표면장력이 갭 위의 메니스커스를 유지하고 액체 를 침지 공간 내에 유지시키되 갭 내에서는 유지시키지 않도록 충분히 작은 것이 바람직하다. 메니스커스의 강도의 결과로서, 유체 기포들은 실질적으로 에지 부재(BR)로 충전되는 갭(G)으로부터 벗어날 수 없는 것이 바람직하다. 따라서, 기포가 덜 생성된다.

에지 부재(BR)의 단면 크기는 다수의 방법들 중 여하한의 방법을 이용하여 동작되거나 조정될 수 있다. 예를 들어, 에지 부재 지지시스템이 기판테이블(WT) 내에 포함될 수 있다. 에지 부재 지지시스템은 프리-얼라이너로부터의 단면 크기 정보를 수용할 수 있다. 그 다음, 에지 부재 지지시스템은 에지 부재(BR)의 다수의 부분들 각각에 대한 위치를 프로그래밍할 수 있다. 기판(W)이 기판테이블(WT) 상에 로딩되는 경우, 에지 부재(BR)의 각각의 부분은 기판(W)과 에지 부재(BR) 사이의 갭을 정확하게 축소시키는 프로그래밍된 위치로 옮겨질 수 있다.

추가 에지 부재 및 그와 연관된 동작 방법은 도 14, 15 및 16에 개략적으로 도시되어 있다. 이들 도면 각각에 도시된 실시예들은 도 10 및 11에서와 같이 바람직하게 압축가능한 에지 부재(BR)를 포함한다. 하지만, 개구부(70)는 기포가 형성될 수 있는 시스템에 홀 또는 후퇴부를 도입할 때와 같이 이러한 실시예들에서 단순히 개방되어 남겨지는 것은 아니다. 일 실시예는 에지 부재(BR)가 갭(G) 내의 위치에 놓이고 에지 부재(BR)의 개구부(70)가 완전 폐쇄되지 않는 경우를 고려한다. 도 14는, 예를 들어 개구부(70)를 대신하는 유연한 재료(50)를 나타내고 있다. 에지 부재의 위치설정 후에 개구부(70)가 얼마나 크게 남겨지는지에 따라 소정 범위의 유연한 재료(50)의 크기가 이용가능하다.

도 15는 에지 부재(BR)의 압축에 따라 삽입될 수 있는 에지 부재(52)의 별도의 부분을 나타내고 있다. 다시 말해, 에지 부재(BR)가 약간 상이한 크기의 기판(W)을 위해 사용되는 경우, 다양한 에지 부재 부분들(52)이 개구부(70)를 막는데(plug) 사용될 수 있다. 액체 한정시스템(12)이 개구부(70) 위를 지나는 경우, 에지 부재 부분(52)은 [개구부(70)의 홀일 경우 있을 수도 있는] 기포 형성의 방지를 도울 수 있다.

도 16은 에지 부재 단부들이 오버랩되는 일 실시예를 나타내고 있다. 이러한 방식으로, 개구부의 이 사이트 내에 규격 외의 갭이 도입되지 않는다. 에지 부재(BR)는 주변부에 대한 에지 부재 폭의 변화를 방지하기 위하여 오버랩(54)이 압축될 수 있도록 변형가능하다. 이는 에지 부재(BR)가 오버랩되지 않는 경우 기판테이블(WT) 후퇴부 내에 갭이 생성되는 것을 방지한다. 다시 말해, 갭, 후퇴부 또는 홀이 실질적으로 막혀 있는 경우, 기포가 형성될 공간이 매우 작거나 없다.

도 17, 18, 19 및 20 각각은 에지 부재의 추가 실시예들을 나타내고 있다. 도 17은 분할된(segmented) 에지 부재(BR)를 나타내고 있다. 세그먼트들은 세그먼트들 간의 갭들이 축소되거나 또는 세그먼트들이 서로 오버랩되도록 서로에 대해 이동될 수 있다. 기판은 측정되고 나면, 기판테이블(WT) 상의 후퇴부 내에 또는 후퇴부 상에 배치된다. 측정된 파라미터들과 관련된 정보는 에지 부재(BR)의 제어기 내로 입력된다. 제어기는 각각의 세그먼트와 그에 인접한 기판 에지 부분 사이의 갭을 최소화시키기 위하여 각각의 세그먼트가 위치되어야 할 곳을 계산한다. 기판이 제 위치에 오고나면, 에지 부재(BR)의 각 세그먼트는 계산된 위치로 개별적 으로 이동된다. 이 실시예는 (예를 들어, 완전한 원이 아닌) 비-균일한 주변부를 갖는 기판의 경우에 유용하다. 이는 다른 부분들보다 중심에서 에지까지의 간격이 더 작은 기판의 부분들에서 기판의 중심 더 가까이로 이동될 수 있다.

도 18은 효과적으로 편심 이동가능한 에지 부재(EBR)인 에지 부재를 나타내고 있다. 에지 부재(BR)는 압축되거나 그것의 단면 크기를 변화시키기보다 기판(W)과 비교하여 편심적으로 이동된다. 편심 이동은 기판의 에지 위를 지나고 있는 메트롤로지 디바이스, 노광 디바이스 또는 다른 디바이스(예를 들어, 가스 나이프와 같은 유체 유동 디바이스)의 위치에 따른다. 디바이스가 지나고 있는 기판 에지의 부분에 인접한 에지 부재(EBR)를 구비하는 것은 보호하지 않을 경우 침지 액체 내의 기포들에 의한 영향을 받는 디바이스 및 유체 한정시스템의 보호를 돕는다. 에지 부재(EBR)와 기판(W) 사이의 갭은, 디바이스가 지나고 있는 지점 아래에 최소의 갭이 존재하도록 디바이스가 활성적인 지점에서 최대로 축소될 수 있다. 이에 의하여, 에지 부재는 디바이스의 프로그래밍되거나 감지된 움직임에 따라 (제어기에 의해 제어되는 액추에이터 또는 그와 유사한 디바이스에 의해) 기판의 주변부 주위로 이동될 수 있다. 디바이스가 활성적인 곳 아래에 축소된 갭을 갖도록 하는 것은 그 위치에서의 기포들의 가능성을 최소화하게 돕는다. 디바이스가 기포들을 야기하는 경우 또는 기포들에 의한 악영향을 받는 경우, 그 위치에서 기포들의 가능성이 저감된다는 것이 장점이다.

도 19는 에지 부재의 아치-형상 세그먼트인 단일의 이동가능한 세그먼트(BRS)를 나타내고 있다. 이 세그먼트는 기판과 기판테이블 에지 사이의 갭 또는 그 부근에 메트롤로지, 노광 또는 다른 디바이스의 감지된 위치 및/또는 기판과 기판테이블 에지 사이의 갭 또는 갭 부근에 메트롤로지, 노광 또는 여타 디바이스가 있게될 특정(예를 들어, 사전설정된) 타이밍에 따라 기판의 주변부 주위, 예를 들어 위치(BRS2)로 이동될 수 있다. 세그먼트(BRS)는 기판테이블 위의 디바이스의 위치에 따라 기판(W)을 향해 접근되고 및/또는 세그먼트(BRS)는 기판 위의 디바이스의 위치에 따라 기판(W)으로부터 접근될 수 있다. 세그먼트(BRS)와 기판(W) 사이의 갭은 디바이스가 지나고 있는 위치에서 최소의 갭이 존재하도록 디바이스가 활성적인 지점이 있는 위치에서 최대로 축소될 수 있다. 이에 의하여, 세그먼트는 디바이스의 프로그래밍되거나 또는 감지된 이동에 따라 기판 주변부 주위로 (제어기에 의해 제어되는 액추에이터 또는 그와 유사한 디바이스에 의해) 이동될 수 있다. 디바이스가 활성적인 곳 아래에 축소된 갭을 갖도록 하는 것은 그 위치에서의 기포들의 가능성을 최소화하게 돕는다. 디바이스가 기포들을 야기하는 경우 또는 기포들에 의한 악영향을 받는 경우, 그 위치에서 기포들의 가능성이 저감된다는 것이 장점이다.

도 20은 기판이 삽입되거나 제거되는 경우 기판의 경로로부터 스트레칭되거나 롤링되고 기판(W)의 외측 에지에 접근하도록 제어된 방식으로 제 위치에 거꾸로 압축되도록 되어 있는 "변형가능한" 에지 부재(BRS)를 나타내고 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에지 부재를 압축시키기 위한 소정의 힘이 가해질 수 있다. 도 20의 박스에는 섹션 A-A'가 도시되어 있다. 상부 예시 BRSA는 기판(W)으로부터 먼 쪽으로 스트레칭되거나 기판(W)을 향하여 압축되는 에지 부재를 나타내고 있다. 하부 예시 BRSB는 효과적으로 기판으로부터 먼 쪽으로 또는 기판을 향하여 롤링되는 에지 부재를 나타내고 있다. 기판은 측정되고 나면, 기판테이블(WT)의 후퇴부 상이나 후퇴부 내에 배치된다. 기판의 측정된 파라미터와 관련된 정보는 에지 부재(BRS)의 제어기 내로 입력된다. 제어기는 에지 부재와 그에 인접한 기판 에지의 부분 사이의 갭을 축소시키기 위하여 에지 부재가 얼마나 많이 롤링되거나 롤링해제되어야 하는지(또는 스트레칭되거나 압축되어야 하는지)를 계산한다. 기판이 제 위치에 자리하고 나면, 에지 부재(BRS)는 계산된(또는 검출된) 위치까지 롤링해제되거나 압축된다(예를 들어 후퇴부 내에 기판이 배치되도록 직경이 보다 커져야 할 때 그것의 직경이 감소된다). 이 실시예의 장점은, 기판테이블(WT) 에지 가장 가까이의 에지 부재(BRSB)의 외측 에지가 정지해 있을 때 전체 갭(G)이 완전 충전될 수 있으며 에지 부재 단면 크기의 최소화 동안 의도하지 않게 이동될 위험이 없다는 점이다.

당업자는 본 명세서의 개시내용을 고려하여 청구범위의 범위 내에 속하는 기판 외측 에지의 측정들을 토대로 하여 에지 부재를 동작시키는 대안의 방법들을 유도할 수 있을 것이다.

본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 기술된 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 명세서 의 "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, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다. 본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절 및 반사 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. 또한, 기계-판독가능한 명령어는 2 이상의 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 2 이상의 컴퓨터 프로그램은 1 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다.

1 이상의 컴퓨터 프로그램이 리소그래피 장치의 1 이상의 구성요소 내에 배치되는 1 이상의 컴퓨터 프로세서에 의하여 판독되는 경우 본 명세서에서 기술된 제어기들은 각각 작동되거나 또는 조합되어 작동될 수 있다. 제어기들은 각각 또는 조합적으로 신호들을 수용, 처리 및 전송하기 위한 여하한의 적합한 구조를 가질 수 있다. 1 이상의 프로세서들은 1 이상의 제어기들과 연통하도록 구성된다. 예를 들어, 각각의 제어기는 상술된 방법들에 대한 기계-판독가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 1 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 제어기들은 이러한 컴퓨터 프로그램들을 저장하기 위한 데이터 저장 매체 및/또는 이러한 매체를 수용하기 위한 하드웨어를 포함할 수 있다. 따라서, 제어기(들)은 1 이상의 컴퓨터 프로그램들의 기계-판독가능한 명령어들에 따라 작동될 수 있다.

본 발명의 1 이상의 실시예들은 어떠한 침지 리소그래피 장치에도 적용될 수 있는데, 특히 침지 액체가 바스의 형태로 제공되거나, 기판의 국부화된 표면적에만 제공되거나, 또는 비한정되는(uncofined) 상술된 타입의 장치들(이들로 제한되는 것은 아님)에 적용될 수 있다. 비한정 구성에서, 침지 액체는 기판 및/또는 기판테이블의 표면 위로 유동하여 기판테이블 및/또는 기판의 전체적으로 커버되지 않은 표면이 젖도록 할 수 있다. 이러한 비한정 침지 시스템에서, 액체 공급시스템은 침지 유체를 한정하지 않거나 또는 일부분의 침지 리소그래피 한정을 제공할 수 있지만, 침지 액체의 실질적으로 전부를 한정하지는 않는다.

본 명세서에서 고려하는 액체 공급시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 특정 실시예들에서, 액체 공급시스템은 투영시스템과 기판 및/또는 기판테이블 사이의 공간으로 액체를 제공하는 구조체들의 기구 또는 조합일 수도 있다. 액체 공급시스템은 1 이상의 구조체, 1 이상의 액체 개구부, 1 이상의 가스 개구부 또는 2 상의 유동을 위한 1 이상의 개구부를 포함하는 1 이상의 유체 개구부의 조합을 포함할 수 있다. 개구부들 각각은 침지 공간 안쪽으로의 유입구(또는 유체 핸들링 구조체로부터의 유출구) 또는 침지 공간 바깥쪽으로의 유출구(또는 유체 핸들링 구조체 안쪽으로의 유입구)일 수 있다. 일 실시예에서, 공간의 표면은 기판 및/또는 기판테이블의 일 부분이거나, 또는 공간의 표면이 기판 및/또는 기판테이블의 표면을 완전히 커버하거나, 또는 공간이 기판 및/또는 기판테이블을 둘러쌀 수 있다. 선택적으로, 액체 공급시스템은 액체의 위치, 양, 질, 형상, 유량 또는 여타 특징들을 제어하기 위한 1 이상의 요소들을 더 포함할 수 있다.

"리소그래피 툴" 또는 "리소그래피 셀"에 의하면, (패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영함으로써) 기판을 노광하기 위한 노광 또는 리소그래피 투영장치뿐만 아니라 기판(상의 레지스트를) 베이킹 및/또는 현상하기 위한 디바이스와 같은 노광-전 및 노광-후 디바이스들을 포함하는 시스템을 이해해야 한다.

일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치에서 기판과 기판테이블 사이의 갭을 축소시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 측정단계 및 축소단계를 포함한다. 측정단계에서는, 기판의 물리적 특성이 측정된다. 축소단계에서는, 기판의 에지와 기판테이블 표면의 에지 사이에 형성되는 갭이 축소된다. 기판테이블은 침지 리소그래피 장치에서 기판을 지지한다. 갭은 기판의 측정된 물리적 특성을 토대로 축 소된다.

상기 방법은 기판을 프리-얼라이너 상에 로딩하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 프리-얼라이너에서 기판의 물리적 특성 측정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 기판의 측정된 물리적 특성을 기판테이블과 연관된 갭-축소 기구로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 기판테이블 표면의 내측 에지에 의하여 형성되는 공간 내로 기판을 로딩하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 기판의 측정된 물리적 특성을 토대로 하는 갭-축소 기구를 이용하여 기판의 에지와 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭을 축소시키는 단계를 포함할 수 있다. 기판의 물리적 특성을 측정하는 단계는 기판의 단면 크기를 결정하기 위하여 기판의 외측 에지를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 기판의 물리적 특성을 측정하는 단계는 특정 위치에 대한 기판 외측 에지의 위치를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 특정 위치는 기판 상의 마커이다.

기판의 물리적 특성을 측정하는 단계는 기판의 형상을 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 기판의 물리적 특성을 측정하는 단계는 기판의 중심으로부터 기판 에지까지의 간격들의 범위를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서는, 침지 리소그래피 장치에서 기판과 기판테이블 사이의 갭을 축소시키는 방법이 존재한다. 상기 방법은 측정단계 및 축소단계를 포함한다. 측정단계에서는, 기판의 에지와 기판테이블 표면의 에지 사이에 형성된 갭이 측정된다. 기판테이블은 침지 리소그래피 장치에서 기판을 지지한다. 축소단계에서는, 측정치를 토대로 갭이 축소된다.

상기 방법은: 로딩단계, 수행단계 및 축소단계를 포함할 수 있다. 로딩단계에서, 기판은 기판테이블 표면의 내측 에지에 의하여 형성되는 공간 내로 로딩될 수 있다. 수행단계에서는, 측정단계가 수행될 수 있다. 축소단계에서는, 기판의 에지와 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭이 측정치를 토대로 갭-축소 기구를 이용하여 축소될 수 있다.

갭을 축소시키는 단계는 기판의 에지와 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭이 최소화되도록 기판테이블 표면의 에지에 대해 기판을 위치설정하는 단계를 포함할 수 있다. 기판과 기판테이블 사이의 갭을 축소시키는 단계는 갭 내에 에지 부재를 위치설정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 에지 부재가 동작되고 나면 에지 부재를 제 위치에 클램핑하는 단계를 포함할 수 있다. 에지 부재를 위치설정하는 단계는 그 내측 단면 크기를 기판의 단면 크기와 실질적으로 같은 크기로 축소시키는 단계를 포함할 수 있다. 에지 부재는 압축가능할 수 있다. 에지 부재를 위치설정하는 단계는 에지 부재의 단면 크기가 축소되는 방식으로 에지 부재를 압축시키는 단계를 포함할 수 있다.

에지 부재는 복수의 아치-형상 세그먼트를 포함할 수 있으며, 에지 부재를 위치설정하는 단계는 에지 부재의 중심과 에지 부재의 에지 사이의 간격을 축소시키기 위하여 복수의 아치-형상 세그먼트를 서로를 향하여 이동시키는 단계를 포함한다. 에지 부재는 실질적으로 강성 링을 포함할 수 있다. 에지 부재를 위치설정하는 단계는 에지 부재의 일 부분과 기판 일 부분 사이의 갭이 시간에 걸쳐 변하도록 기판과 같은 평면에서의 에지 부재를 편심적으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 에지 부재는 아치-형상 세그먼트를 포함할 수 있다. 에지 부재를 위치설정하는 단계는 세그먼트가 인접하게 위치되는 기판 에지의 섹션이 시간에 걸쳐 변하도록 기판 주변부 주위로 세그먼트를 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 에지 부재는 링에서 개구부를 형성하는 2 개의 단부를 갖는 불완전 링을 포함할 수 있다. 상기 개구부는 에지 부재의 단면 크기를 줄이기 위하여 에지 부재가 압축되는 길이를 줄이도록 구성될 수 있다. 에지 부재의 세그먼트는 개구부를 형성하기 위해 제거가능할 수 있다.

에지 부재의 일 부분은 압축성 재료로 만들어질 수 있다. 에지 부재를 위치설정하는 단계는 상기 부분을 주변방향으로 압축하는 단계를 포함하며, 따라서 에지 부재의 단면 크기를 축소시킨다. 에지 부재는 불완전한 링 형상을 포함할 수 있다. 불완전한 링 형상은 그 주변부에 2 개의 단부를 가질 수 있다. 상기 단부를 오버랩되도록 구성되는 한편, 에지 부재는 에지 부재의 단면 크기를 축소하기 위해 압축된다. 단부들은 만나도록 구성되는 한편, 에지 부재는 단면 크기가 축소되도록 압축될 수 있다.

일 실시예에서는 디바이스 제조방법이 제공된다. 상기 방법은: 로딩단계, 측정단계, 축소단계 및 노광단계를 포함한다. 로딩단계에서는, 기판이 프리-얼라이너 상에 로딩될 수 있다. 측정단계에서는, 기판의 물리적 특성이 프리-얼라이너에서 측정된다. 로딩단계에서는, 프리-얼라이너로부터의 기판이 기판테이블 상에 로딩된다. 축소단계에서는, 기판의 에지와 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭이 측정된 물리적 특성을 토대로 축소된다. 노광단계에서는, 패터닝된 방사선을 이용 하여 기판이 노광된다.

적어도 기판을 노광시키는 동안, 갭은 침지 액체 아래로 이동된다. 침지 액체는 투영시스템, 액체 한정구조체와 기판 및 기판테이블과 공-평면의 표면 사이에 형성되는 공간 내에 한정된다. 표면은 기판테이블 또는 기판의 표면을 포함한다. 상기 방법은 기판의 측정된 물리적 특성을 기판을 지지하도록 구성된 기판테이블과 연통하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서는, 디바이스 제조방법이 존재한다. 상기 방법은: 로딩단계, 측정단계, 축소단계 및 노광단계를 포함한다. 로딩단계에서는, 기판테이블 표면의 에지에 의해 형성되는 공간 내로 기판이 로딩된다. 기판테이블 표면의 에지와 기판의 에지 사이에는 갭이 형성된다. 측정단계에서는, 기판테이블에서의 기판의 물리적 특성이 측정된다. 갭의 크기가 측정된다. 축소단계에서는, 갭-축소 기구를 이용하여 기판의 에지와 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭이 축소된다. 갭 축소 기구는 기판의 측정된 물리적 특성과 갭의 측정된 크기를 토대로 한다. 노광단계에서는, 패터닝된 방사선을 이용하여 기판이 노광된다.

프리-얼라이너는 기판의 측정된 물리적 특성과 관련된 정보를 갭-축소 기구로 전송하도록 구성될 수 있다. 갭-축소 기구는 기판의 에지와 기판테이블의 에지 사이의 갭을 축소하여 최소화시키도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서는, 프리-얼라이너, 기판테이블 및 갭-축소 기구를 포함하는 리소그래피 투영장치가 존재한다. 프리-얼라이너는 기판의 물리적 특성을 측정하도록 구성되는 측정 기구를 포함한다. 기판테이블은 기판테이블 표면의 에지에 의 하여 형성되는 공간에서 기판을 지지하도록 구성된다. 갭-축소 기구는 기판의 측정된 물리적 특성과 관련된 정보를 토대로 기판의 에지와 기판테이블 표면의 에지 사이에 형성되는 갭을 축소하도록 구성된다.

리소그래피 투영장치는 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟부로 지향시키도록 구성되는 투영시스템을 포함할 수 있다. 리소그래피 장치는 투영시스템과 기판 및 기판테이블과 공-평면인 표면 사이에 형성되는 공간에 침지 액체를 공급하고 적어도 부분적으로 한정하도록 구성되는 액체 한정구조체를 포함할 수 있다. 표면은 기판테이블 또는 기판의 표면을 포함할 수 있다. 액체 한정구조체 및/또는 기판테이블은 갭과 액체 한정구조체 사이의 상대적인 변위가 존재하도록 서로에 대해 이동되도록 구성될 수 있다.

기판테이블, 측정기구 및 갭 축소기구를 포함하는 리소그래피 투영장치가 제공된다. 기판테이블은 기판테이블 표면의 에지와 기판의 에지 사이에 갭을 형성하기 위하여 기판테이블 표면의 에지에 의하여 형성되는 공간에서 기판을 지지하도록 구성된다. 측정기구는 기판의 물리적 특성과 갭의 크기를 측정하도록 구성된다. 갭-측정 기구는 측정 기구에 의한 측정치를 토대로 기판의 에지와 기판테이블의 에지 사이의 갭을 축소하도록 구성된다.

측정기구는 본 명세서에서 기술된 바와 같이 측정을 수행하도록 구성될 수 있다. 갭-축소 기구는 본 명세서에 기술된 방법을 수행하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서는, 본 명세서에 기술된 바와 같이 리소그래피 투영장치를 포함하는 리소그래피 툴이 존재한다.

일 실시예에서는, 침지 리소그래피 또는 메트롤로지 장치에서 평면 기판 에지의 3차원 프로파일링의 방법이 존재한다. 상기 방법은: 기판의 평면에서 그리고 기판 평면에 수직한 방향으로 기판의 물리적 특성을 측정하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서는, 메트롤로지 툴을 위한 장치 또는 리소그래피 투영장치가 존재한다. 상기 장치는 측정기구를 포함하는 프리-얼라이너를 포함한다. 측정기구는 에지의 3차원 프로파일을 결정하기 위하여 평면 기판 에지의 물리적 특성을 측정하도록 구성된다.

프리-얼라이너는 기판 평면에서의 물리적 특성을 측정하도록 구성될 수 있다. 프리-얼라이너는 기판 평면에 수직한 방향으로 물리적 특성을 측정하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서는, 메트롤로지 툴을 위한 장치 또는 리소그래피 투영장치가 존재한다. 상기 장치는 기판테이블 및 기구를 포함한다. 기판테이블은 기판테이블 표면의 에지와 기판의 에지 사이에 갭을 형성하도록 기판테이블 표면의 에지에 의하여 형성되는 공간에서 기판을 지지하도록 구성된다. 측정기구는 기판의 물리적 특성 및 갭의 크기를 측정하도록 구성된다. 측정기구는 에지의 3차원 프로파일을 결정하기 위하여 기판 에지의 물리적 특성을 측정하도록 구성된다.

상술된 설명들은 예시에 지나지 않으며 제한의 의도는 없다. 따라서, 당업자는 설명된 바와 같은 본 발명에 대해, 후술되는 청구범위를 벗어나지 않는 수정들이 가해질 수도 있음을 이해해야 한다.

위에서, 대응되는 참조부호가 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들이 예시의 방법으로 설명되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸 도;

도 2 및 3은 리소그래피 투영장치에 사용하기 위한 액체 공급시스템을 나타낸 도;

도 4는 리소그래피 투영장치에 사용하기 위한 다른 액체 공급시스템을 나타낸 도;

도 5는 리소그래피 투영장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급시스템을 나타낸 도;

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링시스템의 개략적인 단면도;

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판테이블의 평면도;

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 침지시스템을 나타낸 도;

도 9는 기포 형성 프로세스 타입의 개략적인 측면도;

도 10 및 11은 기판과 기판테이블 사이 갭에서의 링의 예시들을 나타낸 도;

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 플로우차트;

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 플로우차트;

도 14, 15 및 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 링의 클로징 구성들의 실시예들을 나타낸 도;

도 17, 18, 19 및 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 링의 실시예들을 나타낸 도이다.

Claims (15)

1. 침지 리소그래피 장치에서 기판과 기판테이블 사이의 갭을 축소하는 방법에 있어서,

   상기 기판의 물리적 특성을 측정하는 단계;

   상기 기판의 에지와 상기 기판 테이블 표면의 에지 사이에 형성되는 갭을 직접 측정하는 단계; 및

   상기 갭을 축소시키는 단계 - 상기 기판테이블은 상기 침지 리소그래피 장치에서 상기 기판을 지지하며, 상기 갭은 상기 기판의 측정된 물리적 특징 및 상기 직접 측정된 갭을 토대로 축소됨 - 를 포함하고,

   상기 갭을 축소시키는 단계는 상기 갭 내에 에지 부재(edge member)를 위치설정하는 단계를 포함하는 갭 축소 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 물리적 특성을 측정하는 단계 이전에,

   상기 기판을 프리-얼라이너(pre-aligner) 상에 로딩하는 단계; 및

   상기 프리-얼라이너에서 상기 기판의 물리적 특성의 측정을 수행하는 단계를 더 포함하는 갭 축소 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 수행하는 단계 이후에,

   상기 기판의 측정된 물리적 특성을 상기 기판테이블과 연관된 갭-축소 기구로 보내는 단계;

   상기 기판테이블 표면의 내측 에지에 의하여 형성되는 공간 내로 상기 기판을 로딩하는 단계; 및

   상기 갭 축소 기구를 이용하여 상기 기판의 측정된 물리적 특성을 토대로 상기 기판의 에지와 상기 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭을 축소하는 단계를 더 포함하는 갭 축소 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판의 물리적 특성 측정단계는 특정 위치에 대한 상기 기판의 외측 에지의 위치를 검출하는 것을 포함하여 이루어지는 갭 축소 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판의 물리적 특성 측정단계는 상기 기판의 형상을 측정하는 것을 포함하여 이루어지는 갭 축소 방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 갭 축소 단계는 상기 기판의 에지와 상기 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭이 최소화되도록 상기 기판테이블 표면의 에지에 대해 상기 기판을 위치설정하는 단계를 포함하는 갭 축소 방법.
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 에지 부재를 위치설정하는 단계 이후에,

    상기 에지 부재가 동작되고 나면 상기 에지 부재를 제 위치에 클램핑하는 단계를 더 포함하는 갭 축소 방법.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 에지 부재를 위치설정하는 단계는 상기 에지 부재의 단면 크기를 상기 기판의 단면 크기와 실질적으로 같은 크기로 축소하는 단계를 포함하는 갭 축소 방법.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 에지 부재는 압축성이며,

    상기 에지 부재를 위치설정하는 단계는 상기 에지 부재의 단면 크기가 축소되는 방식으로 상기 에지 부재를 압축하는 단계를 포함하는 갭 축소 방법.
13. 디바이스 제조방법에 있어서,

    기판을 프리-얼라이너에 로딩하는 단계;

    상기 프리-얼라이너에서 상기 기판의 물리적 특성을 측정하는 단계;

    상기 프리-얼라이너로부터 기판테이블 상으로 상기 기판을 로딩하는 단계;

    상기 기판의 에지와 상기 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭을 직접 측정하는 단계;

    측정된 물리적 특성 및 상기 직접 측정된 갭을 토대로 상기 갭을 축소하는 단계; 및

    상기 기판을 패터닝된 방사선으로 노광하는 단계를 포함하고,

    상기 갭을 축소하는 단계는 상기 갭 내에 에지 부재(edge member)를 위치설정하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법.
14. 리소그래피 투영장치에 있어서,

    기판테이블 - 기판의 에지와 기판테이블 표면의 에지 사이에 갭을 형성하기 위하여 상기 기판테이블 표면의 에지에 의하여 형성되는 공간에서 상기 기판을 지지하도록 구성됨 -;

    상기 기판의 물리적 특성을 측정하고 상기 갭의 크기를 직접 측정하도록 구성되는 측정기구; 및

    상기 측정기구에 의한 측정을 토대로 상기 갭 내의 에지 부재를 위치설정함으로써, 상기 기판의 에지와 상기 기판테이블 표면의 에지 사이의 갭을 축소하도록 구성되는 갭-축소 기구를 포함하는 리소그래피 투영장치.
15. 삭제

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