KR101227636B1 - 유체 핸들링 구조체, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

전체 습식 침지 리소그래피를 위해 설계되는 유체 핸들링 구조체가 개시된다. 유체 핸들링 구조체는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 유체를 제공하는 제 1 개구부, 유체 핸들링 구조체와 기판 사이의 공간 외부로의 액체의 흐름을 막는 방벽, 및 유체 핸들링 구조체로부터 공간의 반경방향 바깥쪽의 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면 상으로 유체의 흐름을 제공하는 제 2 개구부- 이는 공간의 반경방향 바깥쪽으로의 영역 내로 개방됨 -를 포함한다. 제어기는 기판 테이블의 중심으로부터 멀어지는 방향으로의 유체의 흐름보다 기판 테이블의 중심을 향하는 유체의 흐름이 더 크도록 제공될 수 있다.

Description

유체 핸들링 구조체, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{FLUID HANDLING STRUCTURE, LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 유체 핸들링 구조체, 리소그래피 장치 및 디바이스를 제조하는 방법에 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 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행한 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스에서 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 리소그래피 투영 장치 내의 기판을 침지시키는 것이 제안되었다. 일 실시예에서, 상기 액체는 증류수이지만, 또 다른 액체가 사용될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예는 액체에 관하여 설명될 것이다. 하지만, 또 다른 유체, 특히 습윤 유체(wetting fluid), 비압축성 유체 및/또는 공기보다 높은 굴절률, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적절할 수 있다. 가스를 배제한 유체들이 특히 바람직하다. 이것의 요점은, 노광 방사선이 액체 내에서 더 짧은 파장을 가질 것이기 때문에 더 작은 피처들의 이미징을 가능하게 한다는 것이다[또한, 액체의 효과는 시스템의 유효 개구수(NA)를 증가시키는 것으로 간주될 수 있으며, 초점 심도(depth of focus)를 증가시키는 것으로 간주될 수도 있다]. 그 안에 고체 입자(예를 들어, 석영)가 부유(suspend)하고 있는 물, 또는 나노-입자 부유물(예를 들어, 최대 치수가 10 nm까지인 입자들)을 갖는 액체를 포함한 다른 침지 액체들이 제안되었다. 부유된 입자들은, 그것들이 부유하고 있는 액체와 유사하거나 동일한 굴절률을 갖거나 갖지 않을 수 있다. 적절할 수 있는 다른 액체들로는 방향족화합물(aromatic)과 같은 탄화수소, 플루오르화탄화수소(fluorohydrocarbon), 및/또는 수용액을 포함한다.

기판 또는 기판과 기판 테이블을 액체 배스(bath of liquid) 내에 담근다는 것(예를 들어, 미국 특허 제 US 4,509,852호 참조)은, 스캐닝 노광시 대량의 액체(large body of liquid)가 가속화되어야 한다는 것을 의미한다. 이는 강력한 추가 또는 더 많은 모터들을 필요로 하며, 액체 내의 난류(turbulence)는 바람직하지 않고 예측 불가능한 영향들을 초래할 수 있다.

제안된 구성들 중 하나는, 액체 공급 시스템이 액체 한정 시스템을 이용하여 기판의 국부화된 영역 및 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에만 액체를 제공하는 것이다(일반적으로, 기판은 투영 시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이처럼 배치하기 위해 제안된 한가지 방식이 PCT 특허 출원 공개공보 제 WO 99/49504호에 개시되어 있다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 적어도 1 이상의 유입구에 의해 기판 상으로, 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 액체가 공급되고, 투영 시스템 아래로 통과한 이후에 적어도 1 이상의 유출구에 의해 제거된다. 즉, 기판이 -X 방향으로 요소 밑에서 스캐닝됨에 따라, 액체는 요소의 +X 측에서 공급되고 -X 측에서 흡수(taken up)된다. 도 2는 액체가 유입구를 통해 공급되고, 저압 소스에 연결되어 있는 유출구에 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. 최종 요소 주위에 위치되는 다양한 방위 및 개수의 유입구 및 유출구가 가능하며, 양쪽에 유출구를 갖는 유입구의 4 개의 세트가 최종 요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되는 일 예시가 도 3에서 설명된다.

국부화된 액체 공급 시스템을 이용하는 또 다른 침지 리소그래피 해결책이 도 4에 도시된다. 투영 시스템(PS)의 양쪽에서 2 개의 홈형 유입구(groove inlet)에 의해 액체가 공급되고, 유입구들의 반경방향 바깥쪽으로(radially outwardly) 배치된 복수의 개별 유출구들에 의해 제거된다. 유입구 및 유출구는 그 중심에 홀(hole)을 갖고, 그것을 통해 투영 빔이 투영되는 플레이트(plate) 내에 배치될 수 있다. 액체가 투영 시스템(PS)의 한쪽에서 하나의 홈형 유입구에 의해 공급되고, 투영 시스템(PS)의 다른 쪽에서 복수의 개별 유출구에 의해 제거되어, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이에 박막의 액체 흐름(flow of a thin film of liquid)을 야기한다. 사용할 유입구 및 유출구의 어떠한 조합을 선택하는가는, 기판(W)의 이동 방향에 의존할 수 있다(유입구 및 유출구의 다른 조합은 활동하지 않음). 도 2 및 도 3에서 화살표에 의해 액체 흐름의 방향이 나타난다는 것을 유의한다.

유럽 특허 출원 공개공보 제 EP 1420300호 및 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2004-0136494호에, 트윈(twin) 또는 듀얼(dual) 스테이지 침지 리소그래피 장치의 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2 개의 테이블이 제공된다. 침지 액체가 없는 제 1 위치에서의 테이블을 이용하여 레벨링 측정(leveling measurement)들이 수행되고, 침지 액체가 존재하는 제 2 위치에서의 테이블을 이용하여 노광이 수행된다. 대안적으로, 상기 장치는 하나의 테이블만을 갖는다. 도 4에서 화살표에 의해 기판(W) 및 유체 흐름의 방향이 나타난다는 것을 유의한다.

PCT 특허 출원 공개공보 제 WO 2005/064405호는 침지 액체가 한정되지 않는 전체 습식 구성을 개시한다. 이러한 시스템에서는, 기판의 전체 최상면이 액체로 덮인다. 이는 기판의 전체 최상면이 실질적으로 동일한 조건들로 노광되기 때문에 유리할 수 있다. 이는 기판의 온도 제어 및 처리에 대한 이점을 가질 수 있다. 제 WO 2005/064405호에서, 액체 공급 시스템은 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 갭에 액체를 제공한다. 그 액체는 기판의 나머지 부분에 걸쳐 누출되게 된다. 기판 테이블의 에지에서의 방벽이, 제어되는 방식으로 액체가 기판 테이블의 최상면으로부터 제거될 수 있도록 새는 것을 방지한다. 이러한 시스템은 기판의 온도 제어 및 처리를 개선하지만, 침지 액체의 증발은 여전히 일어날 수 있다. 상기 문제점을 완화하도록 돕는 한가지 방식이 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2006/0119809호에서 설명된다. 부재가 제공되어, 모든 위치에서 기판(W)을 덮고, 상기 부재와 기판 및/또는 기판을 유지하는 기판 테이블의 최상면 사이에서 침지 액체가 연장되도록 배치된다.

침지 리소그래피, 특히 전체 습식 개념에서의 난제는, 기판 테이블의 1 이상의 부분들의 탈-습윤(de-wetting)의 위험이다. 탈-습윤은 기판 및/또는 기판 테이블 상의 유체 층에서의 드라이 패치(dry patch)들의 자연적이거나 유도된 발생 및 후속한 성장이다. 탈-습윤은 열적 제어의 손실, 스플래싱(splashing)을 발생시킬 수 있는 기판 테이블을 벗어난 대량의 불안한 액체 흐름, 추출 문제들 및/또는 바람직하지 않은 동적 힘들 및 결점들[건조 얼룩(drying stain) 및 기포들]의 도입을 유도할 수 있다.

예를 들어, 앞서 언급된 난제들 중 1 이상 또는 본 명세서에서 설명되지 않은 1 이상의 다른 난제들을 설명하도록 측정들이 수행될 수 있는 유체 핸들링 구조체를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, (ⅰ) 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간, 및 (ⅱ) 공간의 반경방향 바깥쪽의 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면에 유체를 제공하도록 구성된 유체 핸들링 구조체가 제공되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 유체 핸들링 구조체로부터 공간으로 유체 흐름을 제공하는 공간으로의 제 1 개구부(opening), 유체 핸들링 구조체와 기판 사이의 공간 외부로의 유체 흐름을 막는 방벽, 및 유체 핸들링 구조체로부터 공간의 반경방향 바깥쪽의 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면 상으로 유체 흐름을 제공하는 투영 시스템의 광학 축선에 대해 방벽의 반경방향 바깥쪽의 제 2 개구부를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 투영 시스템과 기판 사이의 공간 및 공간의 반경방향 바깥쪽의 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면에 유체를 제공하도록 구성된 유체 핸들링 구조체가 제공되고, 상기 유체 핸들링 구조체는: 유체 핸들링 구조체로부터 최상면 상으로 유체를 제공하는 개구부; 및 기판 테이블의 중심으로부터 멀어지는 방향보다 기판 테이블의 중심을 향하는 방향으로 더 큰 비율이 되도록 개구부 외부로의 유체 흐름을 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유체 핸들링 구조체의 제 1 개구부를 통해 기판과 투영 시스템 사이의 공간에 제공되는 침지 액체를 통해 기판 테이블 상의 기판의 최상면 상에 방사선 빔을 투영하는 단계를 포함한 디바이스 제조 방법이 제공되고, 상기 유체 핸들링 구조체의 방벽은 유체 핸들링 구조체와 기판 사이의 공간 외부로의 액체 흐름을 막으며, 유체 핸들링 구조체 내의 제 2 개구부는 공간의 반경방향 바깥쪽으로 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면 상에 유체를 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유체 핸들링 구조체에 의해 기판과 투영 시스템 사이의 공간에 제공되는 침지 액체를 통해 기판 테이블 상의 기판의 최상면 상에 방사선 빔을 투영하는 단계, 및 기판 테이블의 중심을 향하는 방향으로의 유체 흐름이 기판 테이블의 중심으로부터 멀어지는 방향보다 더 크도록 공간의 반경방향 바깥쪽으로 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면 상에 유체를 제공하는 단계를 포함한 디바이스 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 침지 리소그래피 장치에 대한 유체 핸들링 구조체가 제공되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 사용시 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이에 공간을 정의하며, 상기 유체 핸들링 구조체는 유체 핸들링 구조체의 외표면을 정의하는 표면; 외표면 내에 정의된 개구부- 상기 개구부는 공간의 반경방향 바깥쪽으로 기판 테이블 및/또는 기판의 표면의 최상면에 유체를 공급하도록 구성됨 -; 및 외표면과 공간 사이에 위치된 방벽- 상기 방벽은 유체가 공간 내로 흐르는 것을 막도록 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 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);

- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);

- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 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)(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.

지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체(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. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 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 여하한 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 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 조정하도록 구성된 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 패터닝 디바이스(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)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 (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, 지지 구조체(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 부(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.

투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이에 액체를 제공하는 구성들은 2 개의 일반 카테고리들로 분류될 수 있다. 이들은 선택적으로 기판 테이블(WT)의 일부분 및 기판(W)의 전체가 액체 배스 내에 잠기는 배스 형태의 구성, 및 액체가 기판(W)의 국부화된 영역에만 제공되는 액체 공급 시스템을 사용하는 소위 국부화된 침지 시스템이다. 후자의 카테고리에서, 액체로 채워진 공간(11)은 기판(W)의 최상면보다 평면이 더 작고, 액체로 채워진 영역은 기판(W)이 상기 영역 밑에서 이동하는 동안 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지 상태로 유지된다. 본 발명의 일 실시예가 지향되는 또 다른 구성은, 액체가 한정되지 않는 전체 습식 구성이다. 이 구성에서는, 실질적으로 기판(W)의 전체 최상면 및 기판 테이블(WT)의 전체 또는 일부분이 침지 액체로 덮인다. 적어도 기판(W)을 덮는 액체의 깊이는 얕다. 액체는 기판(W) 상에서 박막과 같은 액체 막일 수 있다. 도 2 내지 도 5의 어떠한 액체 공급 디바이스들도 이러한 시스템에서 사용될 수 있다; 하지만, 피처들을 밀폐시키는 것은 존재하지 않고, 활성화되지 않으며, 정상(normal)만큼 효율적이지 않고, 그렇지 않으면 국부화된 영역에만 액체를 밀폐시키는데 효과가 없다. 4 개의 상이한 형태의 국부화된 액체 공급 시스템들이 도 2 내지 도 5에 예시된다. 도 2 내지 도 4에 예시된 액체 공급 시스템들은 앞서 설명되었다.

제안된 또 다른 구성은, 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판 테이블(WT) 사이의 공간(11)의 경계의 전체 또는 일부분을 따라 연장되는 액체 한정 부재(12)를 액체 공급 시스템에 제공하는 것이다. 이러한 구성은 도 5에 예시되며, 이는 방벽 부재 또는 액체 한정 부재(12, IH)를 갖는 국부화된 액체 공급 시스템 또는 액체 핸들링 구조체를 개략적으로 도시한다. 액체 한정 부재(12)는 Z 방향(광학 축선의 방향)으로 약간의 상대 이동이 있을 수 있지만, XY 평면에서는 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 일 실시예에서, 액체 한정 부재(12, IH)와 기판(W)의 표면 사이에 시일이 형성되고, 시일은 유체 시일, 바람직하게는 가스 시일과 같은 무접촉 시일일 수 있다(또한, 본 명세서에서 기판(W)의 표면에 대한 다음 언급은 별도로 분명히 설명되지 않는 경우, 추가적으로 또는 대안적으로 기판 테이블(WT)의 표면을 칭한다는 것을 유의한다).

액체 한정 부재(12)는, 전체적으로 또는 부분적으로 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)에 액체를 포함한다. 가스 시일(16)과 같은 기판(W)에 대한 무접촉 시일(16)은, 기판(W) 표면과 투영 시스템(PS)의 최종 요소 사이의 공간(11) 내에 액체가 한정되도록 투영 시스템(PS)의 이미지 필드 주위에 형 성될 수 있다. 상기 공간(11)은 투영 시스템(PS)의 최종 요소 아래에, 그리고 그것을 둘러싸서 위치된 액체 한정 부재(12)에 의해 전체 또는 부분적으로 형성된다. 액체 유입구(13)에 의해 투영 시스템(PS) 밑의 공간(11) 및 액체 한정 부재(12) 내의 공간(11)으로 액체가 유입된다. 상기 액체는 액체 유출구(13)에 의해 제거될 수 있다. 액체 한정 부재(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소 위로 약간 연장될 수 있다. 액체 레벨이 상기 최종 요소 위로 솟아올라 액체의 버퍼(buffer)가 제공된다. 일 실시예에서, 액체 한정 부재(12)는, 상단부(upper end)에서 투영 시스템(PS) 또는 그 최종 요소의 형상에 꼭 일치하고(conform), 예를 들어 원형일 수 있는 내부 주변부(inner periphery)를 갖는다. 저부에서, 내부 주변부는 이미지 필드의 형상, 예를 들어 직사각형에 꼭 일치하지만, 반드시 그러한 경우인 것은 아니다.

사용시 액체 한정 부재(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이에 형성되는 가스 시일(16)에 의해 액체가 공간(11) 내에 포함된다. 가스 시일(16)은 가스, 예를 들어 공기 또는 합성 공기(synthetic air)에 의해 형성되지만, 일 실시예에서는 N₂ 또는 또 다른 비활성 기체(inert gas)에 의해 형성된다. 가스 시일(16) 내의 가스는 압력을 받아 유입구(15)를 통해 액체 한정 부재(12)와 기판(W) 사이의 갭(gap)에 제공된다. 상기 가스는 유출구(14)를 통해 추출된다. 가스 유입구(15) 상의 과압력(overpressure), 유출구(14) 상의 진공 레벨 및 갭의 지오메트리(geometry)는, 안쪽에 액체를 한정시키는 고속 가스 흐름(high-velocity gas flow)이 존재하도록 배치된다. 액체 한정 부재(12)와 기판(W) 사이의 액체에 대한 가스의 힘이 공간(11) 내에 액체를 포함한다. 상기 유입구/유출구는 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈들일 수 있다. 환형의 홈들은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 가스의 흐름은 공간(11) 내에 액체를 포함하는데 효과적이다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2004-0207824호에 개시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체(100)가 도 6에 단면도로 예시된다. 유체 핸들링 구조체(100)는 전체 습식(또는 한정되지 않는) 구성에 대해 설계된다. 전체 습식 구성에서, 유체 핸들링 구조체(100)는 투영 시스템(PS) 아래에 무엇이 있는지에 따라, 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT) 사이의 공간(11)에 액체를 제공한다. 또한, 유체 핸들링 구조체(100)는 투영 시스템(PS) 아래에 있지 않은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면에도 액체를 제공한다. 달리 표현하면, 유체 핸들링 구조체(100)는 공간(11)의 반경방향 바깥쪽의 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면에도 액체를 제공한다. 그러므로, 실질적으로 기판(W) 및 기판 테이블(WT)의 최상면 전체가 노광 동안 내내 침지 액체로 덮인다.

투영 시스템(PS) 아래에 있지 않은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면에 대한 액체 높이(또는 층 두께)의 변동들은 액체 핑거 불안정성(liquid finger instability)들의 성장에 기여할 수 있다. 이러한 불안정성들은, 액체가 기판 테이블(WT)의 에지 밖으로 튀게 하고, 및/또는 분사되게 하며, 및/또는 드라이 패치들(즉, 탈-습윤)을 초래할 수 있다. 유체 핸들링 구조체(100)는 이 문제들 중 1 이상을 설명한다.

우선 유체 핸들링 구조체(100)는, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT) 사이의 공간(11) 내의 침지 액체의 흐름[소위 국부 공급(local supply)] 및 투영 시스템(PS) 아래에 있지 않은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면 상으로의 액체의 흐름[소위 대량 공급(bulk supply)]이 실질적으로 별개이거나 분리되도록 설계된다. 이는, 두 액체들이 섞이지 않는다는 장점을 갖는다. 결과로서, 이는 대량 흐름으로 수집된 오염물이 공간(11)으로 전달되는 것을 방지하며, 이 오염물은 결점들을 생성할 수 있다. 이 분리(de-coupling)는 공간(11) 내로 액체를 제공하는 적어도 1 이상의 제 1 개구부(110), 및 투영 시스템(PS) 아래에 있지 않은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면 상으로 액체를 제공하는 적어도 1 이상의 제 2 개구부(120)를 제공함으로써 부분적으로 달성된다. 유체 핸들링 구조체(100)에는 유체 핸들링 구조체(100)와 기판(W) 사이의 공간(11) 외부(즉, 방벽(130) 아래)로의 액체 흐름을 막는 방벽(130)이 제공된다. 제 1 및 제 2 개구부들(110, 120)은 방벽(130)의 양쪽에 구성된다. 즉, 제 2 개구부(120)는 투영 시스템의 광학 축선에 대해 방벽(130)의 반경방향 바깥쪽에 구성된다.

국부 흐름 및 대량 흐름이 실질적으로 분리되기 때문에, 제 1 개구부(110)는 오로지 공간(11)에만 액체를 제공한다. 이와 유사하게, 제 2 개구부(120)는 실질적으로 오로지 투영 시스템(PS) 아래에 있지 않은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면에만 액체를 제공한다.

분리는, 예를 들어 제 1 개구부(110) 및 제 2 개구부(120)를 통하는 액체 흐 름을 제어함으로써 부분적으로 달성된다. 상기 흐름들은, 공간(11) 내의 액체 압력이 공간(11) 외부 및 유체 핸들링 구조체(100)에 인접한 영역 내(즉, 투영 시스템(PS) 아래에 있지 않은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면 상)의 액체 압력과 실질적으로 같도록 제어된다. 압력 구배가 존재하지 않는 경우, 두 액체들을 혼합하는 구동력은 존재하지 않을 것이다.

둘째로, 유체 핸들링 구조체(100)는 대량 공급에서의 높이 또는 두께 차들의 변화를 감소시키는 방식으로 제어된다. 이는, 아래에서 설명되는 바와 같이 제어기(140)를 이용하여 제 2 개구부(120) 외부로의 액체 흐름을 제어함으로써 달성된다. 대량 공급에서의 액체의 수평 흐름의 프루드 수(Froude number)가 0과 2, 바람직하게는 0과 1 사이에 유지되는 경우, 대량 흐름에서의 높이의 단차 변화(step change)[즉, 수력 도약(hydraulic jump)]가 실질적으로 회피될 수 있다.

유체 핸들링 구조체(100)가 높이 차들을 회피하기에 적합해지는 제 3 방식은, 기판 테이블(WT)의 중심(P)(도 9a 및 도 9b 참조)을 향하는 대량 흐름에서의 액체 흐름이 기판 테이블(WT)의 중심(P)으로부터 멀어지는 방향으로의 흐름보다 더 클 것을 보장하도록 함으로써 이루어진다. 이는 도 9a 내지 도 12를 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.

이 3 개의 방식들 각각의 특징들은 개별적으로, 또는 조합하여 사용될 수 있다. 이들은 유체 핸들링 구조체(100)의 또 다른 고안들과 함께 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.

도 6에 예시된 유체 핸들링 구조체(100)는 주 몸체(105)를 포함한다. 주 몸 체(105)는 공간(11)의 표면을 형성하는 내표면(106)을 나타낸다. 즉, 상기 공간(11)은 최상부에서는 투영 시스템(PS)의 최종 요소에 의해, 저부에서는 기판(W)(또는 기판 테이블(WT) 또는 셔터 부재)에 의해, 또한 측면에서는 주 몸체(105)의 표면(106)에 의해 경계된다. 그러므로, 주 몸체(105)는 방벽 부재 또는 액체 한정 부재(12, IH)로서 관찰될 수 있다. 또한, 주 몸체(105)는 기판(W)에 가장 가까운 유체 핸들링 구조체(100)의 일부분인 방벽(130)을 갖는다. 방벽(130)은 내부의 (투영 시스템(PS), 기판 테이블(WT) 및 액체 한정 부재(12)의 주 몸체(105) 사이의 침지 공간(11)으로의) 제 1 개구부(110)로부터 (액체 한정 부재(12)를 통과하는 광학 축선에 대해) 반경방향 바깥쪽으로의 유체(즉, 침지 액체)의 흐름에 대한(즉, 이를 방지하도록 제한하는) 방벽일 수 있다. 방벽(130)은 실질적으로 제 2 개구부(120)로부터 공급된 액체가 공간(11)으로 흐르는 것을 방지하도록 구성되는 것이 바람직하다. 방벽(130)은 공간(11)에 공급된 침지 유체가 방벽(130)과 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT) 사이의 공간(11) 외부로 반경방향 바깥쪽으로 흐르는 것을 막도록/제한하도록 구성되는 것이 바람직하다. 방벽(130)의 저부와 기판(W) 사이에는 갭(107)이 존재한다. 방벽(130)에 의해 높은 흐름 저항이 생성된다. 이는 50 내지 250 ㎛의 갭(107) 높이를 구성함으로써 이루어진다. 이 갭(107)은 0.1 내지 0.2 mm의 높이인 것이 바람직하다. 이는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 약 3 mm의 거리와 비교된다. 갭(107)은 공간(11) 외부로의 액체 흐름을 제한하도록 작게 유지된다. 즉, 주 몸체(105)는 유체 핸들링 구조체(100)와 기판(W) 사이의 공간(11) 외부로의 액체 흐름을 막는 방벽(130)을 형성한다.

액체는 제 1 개구부(110)를 통해 공간(11)에 제공된다. 제 1 개구부(110)는 유체 핸들링 구조체(100)의 내표면(106) 내에 구성된다. 제 1 개구부(110)는 복수의 개구부들을 포함할 수 있다. 복수의 개구부들은, 예를 들어 2008 년 4 월 16 일에 제출된 미국 특허 출원 제 61/071,161호에 개시된 것들일 수 있다.

공간(11)을 가로지르는 액체의 흐름이 바람직하다. 그러므로, 유체 핸들링 구조체(100) 내에서 투영 시스템(PS)의 광학 축선에 대해 공간(11)의 반대편 상에 제 1 개구부(110)와 마주하여, 공간(11) 외부로 액체를 추출하도록 적어도 1 이상의 추가 개구부(112)가 위치된다. 제어기(140)에 의해 공간(11)으로의 제 1 개구부(110) 외부로의 액체의 제공 및 추가 개구부(112)를 통한 공간(11) 외부로의 액체의 추출이 제어된다. 제어기(140)에 의해 제공된 제어는, 제 1 개구부(110)를 통한 흐름이 저속으로 구성되는 반면, 추가 개구부(112)를 통한 추출은 고정된 용적 흐름(volume flow)에 기초하도록 구성된다. 예시적인 파라미터들로는 0.5 내지 1.5 lpm(0.3 m/s보다 낮은 속도)인 제 1 개구부(110) 외부로의 유량 및 2 내지 4 lpm인 추가 개구부(112) 외부로의 고정된 용적 추출이 있다.

제 2 개구부(120)는 투영 시스템(PS) 아래에 있지 않은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면 상으로 액체를 제공하기 위해 제공된다. 즉, 제 2 개구부(120)는 공간(11)의 반경방향 바깥쪽의 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면에 액체를 제공한다. 제 2 개구부(120)는 유체 핸들링 구조체(100)의 외표면(108)을 정의하는 유체 핸들링 구조체(100)의 표면 내에 제공된다. 제 2 개구 부(120) 외부로의 액체의 흐름은 제어기(140)에 의해 제어된다. 제 2 개구부(120)는 투영 시스템(PS)의 광학 축선에 대해 방벽(130)의 반경방향 바깥쪽의 위치에 유체를 제공한다. 대조적으로, 제 1 개구부(110)는 투영 시스템(PS)의 광학 축선에 대해 방벽(130)의 반경방향 안쪽의 위치에 유체를 제공한다. 일 실시예에서, 제 2 개구부(120)는 방벽(130)의 반경방향 바깥쪽에 위치될 수 있으며, 및/또는 제 1 개구부(110)는 방벽(130)의 반경방향 안쪽에 위치될 수 있다.

알 수 있는 바와 같이, 제 2 개구부(120)는 기판(W)에 실질적으로 직면하는 유체 핸들링 구조체(100)의 외표면(108) 내에 구성된다. 상기 외표면(108)은 유체 핸들링 구조체(100)의 최저 표면은 아니다. 즉, 외표면(108)이 갭(107)을 형성하는 방벽(130)의 저면보다 기판(W)으로부터 더 멀리 있다. 방벽(130)은 유체 핸들링 구조체(100)의 외표면(108)과 공간(11) 사이에 있다.

일 실시예에서, 제 2 개구부(120)는 기판(W)의 최상면으로부터 방벽(130)과 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT) 간의 거리의 적어도 5 배(즉, 갭(107) 크기의 5 배) 이상 떨어진 거리에 있는 것이 바람직하다. 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)로부터 제 2 개구부(120)의 거리는 갭(107) 크기의 적어도 7, 10 또는 15 배 이상인 것이 바람직하다. 이를 관찰하는 또 다른 방식은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)에 대한 유체 핸들링 구조체(100) 저부의 거리 변화가 존재한다는 것이다. 일 실시예에서, 제 2 개구부(120)는 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)에 실질적으로 평행한 부분 내에 있으며, 이는 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)에 평행한 또 다른 부분보다 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)로부터 더 멀리 있다.

제 2 개구부(120)는 복수의 제 2 개구부들(120)을 포함할 수 있다. 제 2 개구부(120)는 어떠한 형상도 가질 수 있다. 예를 들어, 유체 핸들링 구조체(100)의 전체 주변부(예를 들어, 외주)를 둘러싸고 연장되는 단일 슬릿만이 존재할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 2 이상의 제 2 개구부(120)가 유체 핸들링 구조체(100)의 주변부를 둘러싸고 규칙적으로 또는 불규칙적으로 위치될 수 있다. 제 2 개구부(120)는 원형 홀, 정사각형 홀, 슬롯 또는 여하한의 다른 형상의 형태일 수 있다. 복수의 개구부들(120)은 유체 핸들링 구조체(100)의 주변부를 둘러싸고 여하한의 1 또는 2 차원 패턴으로 이격될 수 있다.

방벽(130)(또는 제한부)은 대량 공급 및 침지 공간(11) 내의 국부 공급의 혼합을 방지한다. 국부 공급의 액체(즉, 공간(11) 내의 액체)는 보다 엄밀한 열적 컨디셔닝 및 오염물 제어를 갖는다. 실제로, 두 액체들의 혼합은 어느정도 존재한다. 여하한의 흐름이 존재하는 경우, 공간(11)으로부터 대량 공급으로 반경방향 바깥쪽으로 흐르도록 대량 공급과 국부 공급 간의 압력 차를 바이어싱(bias)함으로써, 안쪽으로의 흐름이 실질적으로 방지되는 것이 바람직하다. 안쪽으로의 흐름 방지가 바람직하다. 바깥쪽으로의 흐름은 간단히 제한된다. 그러므로, 방벽(130)은 공간(11) 외부로의 유체를 제한하도록 구성되며, 바람직하게는 실질적으로 공간(11) 내로 흐르는 유체를 방지하도록 구성된다.

일 실시예에서, 유체는 실질적으로 공간(11) 외부로 흐르는 것이 방지될 수도 있다.

(열적 컨디셔닝 액체인) 대량 공급은 국부 공급으로부터 분리된다. 혼합은 오염물의 전달을 허용하고, 공간(11) 내의 액체의 열적 안정성을 더 열악하게 한다.

유체 핸들링 시스템(100)으로부터 공급된 대량 공급의 액체는, 기판(W) 및 기판 테이블(WT) 상의 액체 박막의 두께가 균일할 것을 보장하게 하도록 제어되어야 한다. 유체 핸들링 시스템(100)에 대한 기판 테이블(WT)의 이동은 박막 내에 동요(disturbance)를 야기할 수 있다. 이 동요들은, 튈 수 있고 탈-습윤을 야기할 수 있는 파동들을 야기한다; 기판(W)의 열적 컨디셔닝이 혼란될 것이다. 상기 막 두께의 변동들은 탈-습윤 및 스플래싱이 없더라도 균일한 두께의 막보다 더 열악한 열적 컨디셔닝을 제공할 수 있다; 더 얕은 깊이를 갖는 막의 일부분으로부터의 증발이 깊이가 더 두꺼운 경우보다 국부적으로, 즉 기판(W)에 더 큰 열 손실을 적용시킬 것이다.

도 6에 예시된 바와 같이, 적어도 1 이상의 제 3 개구부(122)가 제공될 수 있다. 제 3 개구부(122)는 투영 시스템(PS) 아래에 있지 않은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면으로부터 액체를 추출하기 위해 제공될 수 있다. 제 3 개구부(122)를 통해 액체를 추출하는 것은 대량 흐름의 속도를 제어하는데 조력할 수 있다. 제 3 개구부(122)를 통한 추출은 제어기(140)에 의해 제어될 수 있다.

유체 핸들링 구조체(100) 내에 가스 개구부(125)가 제공될 수 있다. 가스 개구부(125)는 제 2 개구부(120)가 형성되는 표면 위에 있는 유체 핸들링 구조체(100)의 표면 내에 구성된다. 가스 개구부(125)를 통해 투영 시스템(PS) 아래에 있지 않은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면 상에 있는 액체의 최상부의 영역 상으로 가습되는 가스가 제공될 수 있다. 상기 가스는 적어도 40 % 이상, 바람직하게 적어도 70 % 이상, 바람직하게 적어도 90 % 이상, 및 가장 바람직하게는 95 % 이상, 또한 바람직하게 99 % 미만, 더 바람직하게는 97 % 미만의 액체에 대한 상대 습도를 가질 수 있다. 액체 위의 대기에 가습된 가스를 제공하는 것은 액체의 증발(및 이에 따른 냉방 부하)을 감소시킨다. 침지 액체가 예를 들어 높은 NA 장치에서 사용되는 몇몇 액체들과 같이 화학분해할 수 있는 경우, 가스 개구부(125)를 통해 제공된 가스는 비-산화 가스일 수 있으며, 예를 들어 정화된 불활성 가스가 사용될 수 있다. 실제로, 침지 액체의 증기로 가습된 불활성 가스를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 가습된 가스를 포함하기 위하여, 액체 위에 플레이트가 제공될 수 있다.

도 7은 유체 핸들링 구조체(100)의 세부도를 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 제 2 개구부(120)가 형성되는 표면(135)은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면에 대해 기울어질 수 있다. 유체 핸들링 구조체(100)가 원형인 일 실시예에서, 제 2 개구부(120)가 형성되는 표면은 원뿔대의 형태일 것이다. 표면(135)의 각도(θ)는 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 평면에 대해 바람직하게 0 내지 15 °, 바람직하게 0 내지 10 °이다. 상기 표면(135)의 반경방향 가장 안쪽 부분이 상기 표면(135)의 반경방향 가장 바깥쪽 부분보다 기판(W)에 더 가깝다. 즉, 투영 시스템(PS)의 광학 축선에 가장 가까운 표면(135)의 부분이 투영 시스템(PS)의 광학 축선으로부터 더 멀리 있는 표면(135)의 부분보다 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)에 더 가깝다.

제 2 개구부(120)가 형성되는 표면(135)을 기울이는 대신에, 제 2 개구부(120) 자체가 (기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면에 실질적으로 평행인 표면(135)을 통하는 통로를 비스듬히 형성함으로써) 기울어질 수 있다. 또한, 상기 개구부(120)(또는 더 엄밀하게는 개구부 뒤의 통로의 각도)는 θ만큼 기울어질 수 있다.

각도(θ)를 변화시키는 것은, 대량 공급에서의 소정 유량으로 생성되는 압력에 영향을 미친다. 그러므로, 각도(θ)는 공간(11) 내의 액체와 공간(11) 외부의 액체 사이에서 압력의 평형을 유지시키도록 선택될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 그 압력들을 매칭시킴으로써 두 액체 흐름들 간의 혼합이 감소되거나 최소화될 수 있다.

제 2 개구부(120)는 제 2 개구부(120)를 통하는 액체의 흐름에 의해 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)에 전달되는 유체역학적 힘들을 감소시키거나 최소화하도록 설계되는 것이 바람직하다. 이를 위한 한가지 방식은, 제 2 개구부(120)에 6으로 나눈 갭(107) 크기보다 작은, 바람직하게는 20으로 나눈 갭(107) 크기보다 작은 폭(예를 들어, 직경)을 제공하는 것이다. 또한, 제 2 개구부(120) 외부로의 액체 흐름의 속도를 갭(107) 크기가 곱해진 중력 상수(g)의 제곱근의 3 배보다 작게, 바람직하게는 갭(107) 크기가 곱해진 중력 상수의 제곱근보다 작게 제공하는 것이 바람직하다.

도 8a 내지 도 8c는 유체 핸들링 구조체(100)의 외표면(108)의 반경방향 바깥쪽의 액체 높이가 기판(W)의 최상면에 평행한 유체 핸들링 구조체(100) 아래에서 반경방향 바깥쪽으로의 흐름 속도(v)의 함수로서 어떻게 변할 수 있는지를 개략적으로 예시하는 Z 방향(즉, 광학 축선)으로의 단면도이다. 1보다 작은(즉, 0과 1 사이의) 프루드 수(이는 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)과 제 2 개구부 간의 거리(h)의 중력 상수(g) 배의 제곱근으로 나눠진 액체의 속도(v)와 같음)가 바람직하다. 그 매그니튜드에서, 유체 핸들링 구조체(100)의 반경방향 바깥쪽의 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 최상면 상의 안정된 액체 높이가 예상될 수 있다. 이는 도 8a에 예시된다. 기판(W)으로부터 제 2 개구부(120)의 거리(h)는 일정하게 유지된 채로 액체의 속도(v)가 증가되는 경우, 유체 핸들링 구조체(100)로부터 반경방향 바깥쪽으로 액체 높이의 변동이 예상될 수 있다. 외표면(108)에서 시작하여 반경방향 바깥쪽으로 이동하는 액체 높이의 변화는 먼저 높이 감소 후, 높이 증가, 이후 높이의 추가 감소이다. 프루드 수가 2 아래로(즉, 0과 2 사이에) 유지되는 경우, 소위 수력 도약은 회피될 수 있다. 도 8b를 참조한다. 프루드 수가 2보다 훨씬 높도록 속도가 구성되는 경우, 수력 도약이 생성된다. 수력 도약은 도 8c에 예시된다. 이는 제 2 개구부를 나가는 액체의 속도가 너무 높은 경우(또는 거리(h)가 너무 가까운 경우)에 발생한다. 수력 도약의 존재는 기포 포획 및 액체 층의 해체(탈-습윤)를 초래할 수 있다. 이는 결점들(건조 얼룩, 마크, 교착된 기포 등)을 유도하는 건조한 스폿들을 초래할 수 있다.

이를 바라보는 또 다른 방식은, 수력 도약이 존재하는 경우 흐름의 속력이 표면 중력파들보다 더 높다는 것이다. 즉, 액체의 수평 속력은 파동들의 속력보다 더 낮다.

높이(h)는 바람직하게 1 내지 4 mm, 바람직하게 1.5 내지 3 mm, 바람직하게 2 mm이다.

기판 테이블(WT) 외부에서만 수력 도약이 일어나도록 액체의 수평 속력(v)을 증가시키는 것이 가능하며(즉, 기판 테이블(WT)의 최상부 상에서는 일어나지 않음), 즉 도 8c에 예시된 수력 도약은 유체 핸들링 구조체(100)로부터 반경방향으로 이동되어, 더이상 일어나지 않는다. 하지만, 이 속력에서는 기판 테이블(WT)의 에지에서의 유체의 수집이 어려워질 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 기판 테이블(WT)의 평면도를 개략적으로 예시하며, 본 발명의 일 실시예의 또 다른 원리를 나타낸다. 예시된 바와 같이, 기판 테이블(WT)의 최상면 상에서의 유체 핸들링 구조체(100)의 위치에 관계없이, 유체 핸들링 구조체(100)로부터 반경방향 바깥쪽으로의 액체의 대량 흐름은 항상 다른 방향들보다 기판 테이블(WT)의 중심(P)을 향하는 방향으로 더 크다. 다른 방향들로의 흐름은 존재하거나, 존재하지 않을 수 있다.

제 3 개구부(122)를 통한 유체 핸들링 구조체(100)로의 흐름은 대량 액체의 압력을 조정하기 위해, 및/또는 대량 액체의 유량을 조정하기 위해, 및/또는 대량 액체 레벨을 조절하기 위해, 및/또는 파동 진폭을 감소시키기 위해, 및/또는 다른 이유들로 인한 유체 핸들링 구조체(100)에 대한 파동력들을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 제 3 개구부(122)를 통한 흐름은 주어진 방향으로의 유량을 조정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 유체 핸들링 구조체(100)의 주변부의 일부를 따르는 그 제 3 개구부들(122)(또는 제 3 개구부(122)의 그 부분들)만이 주변부의 상기 일부의 외부로의 액체의 유량을 감소시키기 위하여 상기 개구부들(또는 상기 개구부)을 통해 추출된 액체를 가질 수 있다.

도 9a에 예시된 바와 같이, 유체 핸들링 구조체(100)가 기판 테이블(WT)의 4분면에서 오른쪽 하부에(위에서 본 경우) 있도록 유체 핸들링 구조체(100) 및 기판 테이블(WT)의 상대 위치들이 구성되는 경우, 기판 테이블(WT)의 중심(P)을 향하는(또한 이에 따라, 위에서 본 경우 기판 테이블(WT)의 왼쪽 상부 코너를 향하는) 유체의 흐름이 다른 방향들로의 흐름보다 증가된다. 이와 유사하게, 유체 핸들링 구조체(100)가 위에서 본 경우 기판 테이블(WT)의 중심 왼쪽에 위치되는 경우(도 9b에 예시됨)에는, 위에서 본 경우 오른쪽을 향하는 방향으로의 유체 핸들링 구조체(100) 외부로의 액체 흐름이 다른 방향들보다 더 클 것이다.

도 10 내지 도 12는 유체 핸들링 구조체(100) 주위의 주변 위치를 따라 기판 테이블(WT) 외부로의 액체 흐름의 유량이 변할 수 있는 3 개의 또 다른 방식들을 예시한다. 도 10에서, 제 2 개구부(120)는 2 개의 세그먼트(150, 152)로 쪼개진다. 각각의 세그먼트는 하나의 제 2 개구부 또는 복수의 제 2 개구부들(120)을 포함할 수 있다. 제 1 세그먼트(150)와 연계된 제 2 개구부들(120)이 함께 제어될 수 있다. 이와 유사하게, 제 2 세그먼트(152)와 연계된 제 2 개구부들(120)이 함께 제어될 수 있다. 제어는 제어기(140)를 통해 이루어진다.

그러므로, 유체 핸들링 구조체(100)가 기판 테이블(WT)의 왼쪽에 있는 경우, 제 2 세그먼트(152)의 제 2 개구부(120)를 통하는 액체 흐름이 제 1 세그먼트(150) 내의 제 2 개구부(120)를 통하는 유체의 액체 흐름보다 더 클 것이다. 반대로, 액 체 핸들링 구조체(100)가 기판 테이블(WT)의 오른쪽에 있는 경우, 제 1 세그먼트(150) 내의 제 2 개구부(120) 외부로의 액체 흐름이 제 2 세그먼트(152) 내의 제 2 개구부(120) 외부로의 액체 흐름보다 더 클 것이다.

도 11은 유체 핸들링 구조체(100)의 주변부가 4 개의 상이한 세그먼트들(154, 156, 158, 160)로 쪼개지는 경우를 나타낸다. 상기 세그먼트들은 같은 크기로 구성되며, 각각의 세그먼트에 대응하는 제 2 개구부(120)(및 각각의 세그먼트에 대응하는 제 3 개구부(122))는 다른 세그먼트들의 제 2 개구부(120)에 독립적으로 제어될 수 있다. 이 경우에는, 유체 핸들링 구조체(100)가 기판 테이블(WT)의 오른쪽 상부 코너에 있는 경우, 유체 핸들링 구조체(100)의 왼쪽 및 하부 상의 세그먼트들(154 및 156) 외부로의 액체 흐름이 다른 2 개의 세그먼트들(158 및 160) 외부로의 유체 흐름보다 더 클 것이다.

이해할 수 있는 바와 같이, 유체 핸들링 구조체(100)의 주변부는 여하한 수의 세그먼트들로 쪼개질 수 있으며, 그 세그먼트들은 주변부의 여하한의 일부를 따라 연장될 수 있다. 그때, 제어기(140)는 위치되는 세그먼트에 따라 제 2 개구부들(120) 및 추가 개구부들(122)을 모두 제어할 수 있다.

또 다른 실시예가 도 12에 예시된다. 이 실시예에서, 제 2 개구부(120)가 포함되는 유체 핸들링 구조체(100) 또는 유체 핸들링 구조체(120)의 일부분이 회전가능하다. 이 방식에서는, 제 2 개구부(120)가 유체 핸들링 구조체(100)의 주변부의 부분(162)을 따라 제공되기만 하면 된다(또는 개구부들(120)의 밀도가 주변부의 부분(162)을 따라 증가될 수 있다). 그때, 유체 핸들링 구조체(100) 또는 유체 핸 들링 구조체(100)의 일부분이 회전되어, 제 2 개구부(120) 외부로의 더 큰 액체 흐름이 기판 테이블(WT)의 중심(P)을 향하는 방향으로의 최고조에 이를 수 있다.

일 실시예에서, (ⅰ) 투영 시스템의 최종 요소와 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간, 및 (ⅱ) 투영 시스템 아래에 있지 않은 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면에 유체를 제공하는 유체 핸들링 구조체가 제공된다. 유체 핸들링 구조체는 유체 핸들링 구조체로부터 공간 내로 유체의 흐름을 제공하는 공간 내로의 제 1 개구부, 유체 핸들링 구조체와 기판 사이의 공간 외부로의 유체의 흐름을 막는 방벽, 및 유체 핸들링 구조체로부터 공간의 반경방향 바깥쪽의 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면 상으로 유체의 흐름을 제공하는 투영 시스템의 광학 축선에 대해 방벽의 반경방향 바깥쪽의 제 2 개구부를 포함한다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 구조체는 제 1 개구부 및/또는 제 2 개구부 외부로의 유체 흐름을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함한다. 바람직하게, 제어기는 제 2 개구부 외부로의 유체 흐름을 제어하여, 유체 핸들링 구조체의 반경방향 바깥쪽으로 흐르는 유체가 0과 2, 바람직하게는 0과 1 사이의 프루드 수를 갖게 하도록 구성된다. 바람직하게, 제어기는 기판 테이블에 대한 유체 핸들링 구조체의 위치에 따라 제 2 개구부 외부로의 유체의 유량을 변화시킬 수 있다. 바람직하게, 제어기는 제 2 개구부 외부로의 흐름을 제어하여, 기판 테이블의 중심을 향하는 방향으로의 흐름이 기판 테이블의 중심으로부터 멀어지는 방향으로의 흐름보다 더 크게 한다. 바람직하게, 제어기는 제 2 개구부들을 통해, 및/또는 공간을 둘러싸는 영역에 개방되어 있는 제 3 개구부를 통해 유체 핸들링 구조체 외부로의 유체 흐름을 제어할 수 있다. 바람직하게, 제 어기는 유체 핸들링 구조체의 주변부의 부분 주위로부터 유체의 제거율을 변화시킬 수 있다. 바람직하게, 제어기는 제 1 개구부 및 제 2 개구부를 통하는 유체의 흐름을 제어하여, 공간 내의 유체의 압력이 공간 외부 및 유체 핸들링 구조체에 인접한 영역 내의 유체 압력과 실질적으로 같게 할 수 있다. 바람직하게, 제어기는 유량 및/또는 흐름 방향 및/또는 흐름 각도를 변화시킴으로써 압력들을 제어할 수 있다. 바람직하게, 제 2 개구부는 기판의 최상면에 평행이거나, 기판 및/또는 기판 테이블의 평면에 대해 0 내지 10 °로부터 선택된 각도로 기울어진 표면 내에 있으며, 상기 표면은 투영 시스템의 광학 축선 부근에서 기판에 더 가깝고, 투영 시스템의 광학 축선으로부터 멀어질수록 더 멀다. 바람직하게, 유체 핸들링 구조체는 제 1 개구부를 나간 유체가 제 2 유체 개구부를 나간 유체와 실질적으로 분리되도록 구성되고 배치된다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 구조체는 가스 개구부를 더 포함하고, 상기 가스 개구부는 투영 시스템 아래에 있지 않은 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면 상의 액체에 개방되어 있다. 바람직하게, 가스 개구부는 최상면 위에 가습된 가스를 제공하는 가습 가스 소스에 연결된다.

일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치는 사용시 실질적으로 기판 및 기판 테이블의 최상면 전체가 유체로 덮이며, 앞선 단락에 따른 유체 핸들링 구조체를 포함한다. 바람직하게, 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면과 방벽 간의 거리는 50 내지 250 ㎛이다. 바람직하게, 제 2 개구부와 기판 및/또는 기판 테이블 간의 거리는 기판 및/또는 기판 테이블과 방벽 간의 거리의 적어도 5 배 이상이다. 바람직하게, 제 2 개구부의 폭은 적어도 기판 및/또는 기판 테이블과 제 2 개구부 간의 거리를 6으로 나눈 것보다 더 크며, 바람직하게는 20으로 나눈 거리보다 더 크다. 바람직하게, 제 2 개구부 외부로의 유체의 흐름 속도는 기판 및/또는 기판 테이블에 대한 제 2 개구부의 거리의 g 배의 제곱근의 3 배보다 더 작으며, 이때 g는 중력 상수이다. 바람직하게, 제 2 개구부 외부로의 유체의 유량은 0.2 내지 6.0 lpm의 범위 내에 있다.

또 다른 실시예에서, 투영 시스템 아래에 있지 않은 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면에 유체를 제공하는 유체 핸들링 구조체가 개시된다. 유체 핸들링 구조체는 유체 핸들링 구조체로부터 최상면 상으로 유체를 제공하는 개구부, 및 기판 테이블의 중심으로부터 멀어지는 방향보다 기판 테이블의 중심을 향하는 방향으로 유량이 더 크도록 개구부 외부로의 유체 흐름을 제어하는 제어기를 포함한다. 바람직하게, 개구부는 유체 핸들링 구조체의 주변부 주위에 복수의 개구부들을 포함하며, 상기 제어기는 유체 핸들링 구조체의 주변부 주위의 개구부들의 위치에 따라, 또한 기판 테이블에 대한 유체 핸들링 구조체의 위치에 따라 개구부들 중 1 이상의 외부로의 유체 흐름을 제어한다. 바람직하게, 유체 핸들링 구조체의 주변부는 복수의 세그먼트들로 쪼개지며, 상기 세그먼트들 중 적어도 1 이상은 개구부를 갖고, 세그먼트 각각의 개구부 외부로의 흐름은 기판 테이블에 대한 유체 핸들링 구조체의 위치에 따라 제어기에 의해 제어된다. 바람직하게, 개구부는 유체 핸들링 구조체의 주변부 주위에 상이한 밀도들로 제공되며, 상기 개구부는 투영 시스템의 광학 축선을 중심으로 회전가능하다.

또 다른 실시예에서, 사용시 실질적으로 기판 테이블 및 기판의 최상면 전체 가 유체로 덮이는 침지 리소그래피 장치는 앞선 단락의 유체 핸들링 구조체를 포함한다.

일 실시예에서, 디바이스 제조 방법은 유체 핸들링 구조체의 제 1 개구부를 통해 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에 제공되는 침지 액체를 통하여 기판 테이블 상의 기판의 최상면 상에 방사선 빔을 투영하는 단계를 포함하며, 상기 유체 핸들링 구조체의 방벽은 유체 핸들링 구조체와 기판 사이의 공간 외부로의 액체 흐름을 막고, 상기 유체 핸들링 구조체의 제 2 개구부는 투영 시스템 아래에 있지 않은 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면 상에 유체를 제공한다.

일 실시예에서, 디바이스 제조 방법은 유체 핸들링 구조체에 의해 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에 제공되는 침지 액체를 통하여 기판 테이블 상의 기판의 최상면 상에 방사선 빔을 투영하는 단계, 및 기판 테이블의 중심을 향하는 방향으로의 유체 흐름이 상기 중심으로부터 멀어지는 방향으로의 유체 흐름보다 더 크도록 투영 시스템 아래에 있지 않은 기판 및/또는 기판 테이블의 최상면 상에 유체를 제공하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 유체 핸들링 구조체는 침지 리소그래피 장치에 대한 유체 핸들링 구조체를 포함하고, 상기 유체 핸들링 구조체는 사용시 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간을 정의하며, 상기 유체 핸들링 구조체는 유체 핸들링 구조체의 외표면을 정의하는 표면, 외표면과 공간 사이에 위치된 방벽, 외표면 내에 정의된 개구부를 포함하고, 상기 개구부는 공간의 반경방향 바깥쪽으로 기판 및/또는 기판 테이블의 표면의 최상면에 침지 유체를 공급하도록 구성되며, 상 기 방벽은 침지 유체가 공간 내로 흐르는 것을 막도록 구성된다. 바람직하게, 유체 핸들링 구조체는 유체 핸들링 구조체의 내표면 내에 정의된 내부 개구부를 더 포함하고, 상기 내부 개구부는 공간 내로 침지 유체를 공급하도록 구성되며, 상기 유체 핸들링 구조체는 공간에 공급된 침지 유체를 공간에 한정시킨다. 바람직하게, 방벽은 공간에 공급된 침지 유체가 기판 및/또는 기판 테이블과 방벽 사이의 공간 외부로 반경방향 바깥쪽으로 흐르는 것을 제한하도록/막도록 구성된다.

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 여러번 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 1 이상의 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 1 이상의 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 1 이상의 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다. 리소그래피 장치의 적어도 1 이상의 구성요소 내에 위치된 1 이상의 컴퓨터 프로세서들에 의해 1 이상의 컴퓨터 프로그램들이 판독되는 경우에, 본 명세서에 언급된 1 이상의 상이한 제어기들이 작동가능할 수 있다. 1 이상의 프로세서들은 제어기들 중 적어도 1 이상과 통신하도록 구성된다; 이로 인해, 상기 제어기(들)가 1 이상의 컴퓨터 프로그램들의 기계 판독가능한 명령어들에 따라 작동한다.

본 발명의 1 이상의 실시예는 여하한의 침지 리소그래피 장치, 특히 앞서 언급된 형태들에 적용될 수 있지만 이에 국한되지는 않으며, 침지 액체가 배스의 형태로 제공되는지, 기판의 국부화된 표면적에만 한정되는지, 또는 한정되지 않는지의 여부에 따라 적용될 수 있다. 한정되지 않는 구성에서, 침지 액체는 기판 및/또는 기판 테이블의 표면에 걸쳐 흐를 수 있으므로, 실질적으로 기판 테이블 및/또 는 기판의 덮여있지 않은 전체 표면이 젖게 된다. 이러한 한정되지 않는 침지 시스템에서, 액체 공급 시스템은 침지 액체를 한정하지 않을 수 있으며, 또는 실질적으로 침지 액체의 완전한 한정은 아니지만 침지 액체 한정의 부분을 제공할 수 있다.

본 명세서에서 고려되는 액체 공급 시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 소정 실시예들에서, 그것은 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 액체를 제공하는 구조체들의 메카니즘 또는 조합일 수 있다. 그것은 1 이상의 구조체, 1 이상의 액체 유입구, 1 이상의 가스 유입구, 1 이상의 가스 유출구 및/또는 공간에 액체를 제공하는 1 이상의 액체 유출구의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분일 수 있고, 또는 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전히 덮을 수 있으며, 또는 공간이 기판 및/또는 기판 테이블을 감쌀 수 있다. 액체 공급 시스템은, 선택적으로 위치, 양(quantity), 질, 형상, 유량 또는 액체의 여하한의 다른 특징들을 제어하는 1 이상의 요소들을 더 포함할 수 있다.

앞선 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 2 및 도 3은 리소그래피 투영 장치에서 사용하는 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;

- 도 4는 리소그래피 투영 장치에서 사용하는 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;

- 도 5는 리소그래피 투영 장치에서 사용하는 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;

- 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체의 단면도;

- 도 7은 도 6의 유체 핸들링 구조체의 세부적인 단면도;

- 도 8a 내지 도 8c는 액체 동작에 대한 제 2 개구부들 외부로의 유량의 효과의 단면도;

- 도 9a 및 도 9b는 유체 핸들링 구조체 및 기판 테이블의 평면도;

- 도 10은 유체 핸들링 구조체의 일 실시예의 평면도;

- 도 11은 유체 핸들링 구조체의 또 다른 실시예의 평면도; 및

- 도 12는 유체 핸들링 구조체의 또 다른 실시예의 평면도이다.

Claims (29)

1. 유체 핸들링 구조체에 있어서:

   (ⅰ) 투영 시스템과, 기판 및 기판 테이블 중 1 이상의 사이의 공간, 및 (ⅱ) 상기 공간의 반경방향(radially) 바깥쪽의 기판 및 기판 테이블 중 1 이상의 최상면에 유체를 제공하도록 구성되고,

   상기 유체 핸들링 구조체로부터 상기 공간 내로의 유체의 흐름을 제공하는 상기 공간 내로의 제 1 개구부(opening);

   상기 유체 핸들링 구조체와 상기 기판 사이의 상기 공간 외부로의 유체의 흐름을 막는 방벽(barrier); 및

   상기 유체 핸들링 구조체로부터 상기 공간의 반경방향 바깥쪽의 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상의 최상면 상으로 유체의 흐름을 제공하는, 상기 투영 시스템의 광학 축선에 대해 상기 방벽의 반경방향 바깥쪽의 제 2 개구부;

   를 포함하는 유체 핸들링 구조체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 개구부 및 상기 제 2 개구부 중 1 이상의 외부로의 유체의 흐름을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함하는 유체 핸들링 구조체.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제어기는:

   (i) 상기 제 2 개구부 외부로의 유체의 흐름을 제어하여, 상기 유체 핸들링 구조체의 반경방향 바깥쪽으로 흐르는 유체가 0과 2 사이의 프루드 수(Froude number)를 갖게 함;

   (ii) 상기 기판 테이블에 대한 상기 유체 핸들링 구조체의 위치에 따라, 상기 제 2 개구부 외부로의 유체의 유량(flow rate)을 변화시킴;

   (iii) 상기 제 2 개구부, 및 상기 공간을 둘러싸는 영역에 개방되어 있는 제 3 개구부 중 1 이상을 통해 상기 유체 핸들링 구조체 외부로의 유체의 흐름을 제어함; 및

   (iv) 상기 제 1 개구부 및 상기 제 2 개구부를 통하는 유체의 흐름을 제어하여, 상기 공간 내의 유체의 압력이 상기 공간 외부 및 상기 유체 핸들링 구조체에 인접한 영역 내의 유체의 압력과 같게 함;

   중 적어도 하나를 수행하도록 구성되는 유체 핸들링 구조체.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어기는:

   (i) 상기 제 2 개구부 외부로의 흐름을 제어하여, 상기 기판 테이블의 중심을 향하는 방향으로의 흐름이 상기 기판 테이블의 중심으로부터 멀어지는 방향으로의 흐름보다 더 크게 함;

   (ii) 상기 유체 핸들링 구조체의 주변부(periphery)의 부분 주위로부터 유체의 제거율을 변화시킴; 및

   (iii) 유량, 흐름 방향, 및 흐름 각도 중 1 이상을 변화시킴으로써 상기 압력들을 제어함;

   중 적어도 하나를 수행하도록 구성되는 유체 핸들링 구조체.
5. 제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 2 개구부는 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상의 최상면에 평행이거나, 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상의 평면에 대해 0 내지 10 °로부터 선택된 각도로 기울어진 표면 내에 있으며, 상기 표면은 상기 투영 시스템의 광학 축선 부근에서 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상에 더 가깝고 상기 투영 시스템의 상기 광학 축선으로부터 더 먼 유체 핸들링 구조체.
6. 제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유체 핸들링 구조체는:

   (i) 상기 제 1 개구부를 나간 유체가 상기 제 2 개구부를 나간 유체와 분리(de-couple)되도록 구성됨; 및

   (ii) 가스 개구부를 더 포함하고, 상기 가스 개구부는 상기 공간의 반경방향 바깥쪽의 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상의 최상면 상의 액체에 개방되어 있음;

   중 적어도 하나를 포함하는 유체 핸들링 구조체.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 가스 개구부는 가습 가스 소스(humidified gas source)에 연결되고, 상기 최상면 위에 가습된 가스를 제공하도록 구성되는 유체 핸들링 구조체.
8. 제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 따른 유체 핸들링 구조체를 포함하고, 사용시 기판 및 기판 테이블의 최상면 전체가 유체로 덮이는 침지 리소그래피 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   (i) 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상의 최상면과 방벽 간의 거리는 50 내지 250 ㎛임;

   (ii) 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상과 제 2 개구부 간의 거리는 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상과 상기 방벽 간의 거리의 적어도 5 배 이상임;

   (iii) 상기 제 2 개구부의 폭은 적어도 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상과 상기 제 2 개구부 간의 거리를 6으로 나눈 것보다 큼;

   (iv) 상기 제 2 개구부 외부로의 유체의 흐름 속도는 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상에 대한 상기 제 2 개구부의 거리의 g 배의 제곱근의 3 배보다 더 작으며, 이때 g는 중력 상수임; 및

   (v) 상기 제 2 개구부 외부로의 유체의 유량은 0.2 내지 6.0 lpm의 범위로부터 선택됨;

   중 적어도 하나를 포함하는 침지 리소그래피 장치.
10. 투영 시스템과 기판 사이의 공간, 및 상기 공간의 반경방향 바깥쪽의 기판 및 기판 테이블 중 1 이상의 최상면에 유체를 제공하도록 구성된 유체 핸들링 구조체에 있어서:

    상기 유체 핸들링 구조체로부터 상기 최상면 상으로 유체를 제공하는 개구부; 및

    상기 기판 테이블의 중심으로부터 멀어지는 방향보다 상기 기판 테이블의 중심을 향하는 방향으로 유량이 더 크도록 상기 개구부 외부로의 유체의 흐름을 제어하도록 구성된 제어기;

    를 포함하는 유체 핸들링 구조체.
11. 제 10 항에 따른 유체 핸들링 구조체를 포함하고, 사용시 기판 및 기판 테이블의 최상면 전체가 유체로 덮이는 침지 리소그래피 장치.
12. 디바이스 제조 방법에 있어서:

    유체 핸들링 구조체의 제 1 개구부를 통해 투영 시스템과 기판 사이의 공간에 제공되는 침지 액체를 통하여 기판 테이블 상의 상기 기판의 최상면 상에 방사선 빔을 투영하는 단계를 포함하고, 상기 유체 핸들링 구조체의 방벽은 상기 유체 핸들링 구조체와 상기 기판 사이의 상기 공간 외부로의 액체의 흐름을 막으며, 상기 유체 핸들링 구조체의 제 2 개구부는 상기 공간의 반경방향 바깥쪽의 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상의 최상면 상에 유체를 제공하는 디바이스 제조 방법.
13. 디바이스 제조 방법에 있어서,

    유체 핸들링 구조체에 의해 투영 시스템과 기판 사이의 공간에 제공되는 침지 액체를 통하여 기판 테이블 상의 상기 기판의 최상면 상에 방사선 빔을 투영하는 단계, 및 상기 기판 테이블의 중심을 향하는 방향으로의 유체의 흐름이 상기 중심으로부터 멀어지는 방향으로의 유체의 흐름보다 더 크도록 상기 공간의 반경방향 바깥쪽의 상기 기판 및 기판 테이블 중 1 이상의 최상면 상에 유체를 제공하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
14. 침지 리소그래피 장치에 대한 유체 핸들링 구조체에 있어서:

    상기 유체 핸들링 구조체는 사용시 투영 시스템과 기판 및 기판 테이블 중 1 이상의 사이의 공간을 정의하며,

    상기 유체 핸들링 구조체의 외표면을 정의하는 표면;

    상기 외표면 내에 정의된 개구부- 상기 개구부는 상기 공간의 반경방향 바깥쪽으로 상기 기판 테이블 및 기판 중 1 이상의 표면의 최상면에 유체를 공급하도록 구성됨 -; 및

    상기 외표면과 상기 공간 사이에 위치된 방벽- 상기 방벽은 유체가 상기 공간 내로 흐르는 것을 막도록 구성됨 -;

    을 포함하는 유체 핸들링 구조체.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 유체 핸들링 구조체의 내표면 내에 정의된 내부 개구부(inner opening)를 포함하고, 상기 내부 개구부는 상기 공간 내로 유체를 공급하며, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 공간으로 공급된 유체를 상기 공간에 한정(confine)하도록 구성되는 유체 핸들링 구조체.
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