KR101307566B1 - 기판 테이블, 리소그래피 장치, 기판의 에지를 평탄화하는 방법, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

기판을 지지하는 기판 테이블이 개시되어 있으며, 기판 테이블은, 기판을 지지하고, 기판의 에지에 제1 방향으로 만곡 힘(bending force)을 가하는 기판 지지체를 포함한다. 기판의 에지에, 적어도 제1 방향의 반대 방향의 성분을 갖는 제2 방향으로, 가변의 만곡 힘을 가하도록 구성된 기판 에지 조작기가 제공된다.

Description

기판 테이블, 리소그래피 장치, 기판의 에지를 평탄화하는 방법, 및 디바이스 제조 방법{A SUBSTRATE TABLE, A LITHOGRAPHIC APPARATUS, A METHOD OF FLATTENING AN EDGE OF A SUBSTRATE AND A DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 기판 테이블, 리소그래피 장치, 기판의 에지를 평탄화하는 방법, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상에 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 장치가 집적회로의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 하나의 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함) 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 위에의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 타겟 영역 상에 패턴 전체를 한번에 노광함으로써 각각의 타겟 영역을 조사(照射)하는 소위 스테퍼(stepper), 및 소정의 방향("스캐닝"-방향)의 방사 빔을 통해 패턴을 스캐닝하는 동시에, 이 방향과 평행한 방향(동일 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 스캐닝함으로써 각각의 타겟 영역을 조사하는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

리소그래피 투영 장치 내의 기판을 물과 같은 비교적 굴절률이 높은 액체에 액침(immersion)시켜 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우도록 하는 것이 제안되어 있다. 일구현예에서, 액체로는 증류수가 가능하지만, 다른 액체를 사용할 수도 있다. 본 발명의 실시예는 액체를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 또 다른 유체, 구체적으로는 습윤 유체(wetting fluid), 비압축성 유체(incompressible fluid), 및/또는 공기보다 높은 굴절률을 갖는, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적합할 수도 있다. 가스를 배출시키는 유체가 특히 바람직하다. 이와 같이 하는 요지는, 노광 방사선이 액체 내에서는 더 짧은 파장을 가질 것이기 때문에, 더 작은 특징부(smaller features)의 이미징을 가능하게 하기 위해서이다(액체의 영향은 시스템의 유효 개구수(NA)를 증가시키고 또한 초점 거리를 증가시키는 것으로서도 고려될 것이다). 고체 입자(예컨대, 석영)가 그 안에 부유되어 있는 물 또는 나노 입자 부유물(예컨대, 최대 직경이 10 ㎚인 입자)을 갖는 액체를 포함한 다른 액침액도 제안되어 있다. 부유 상태의 입자의 굴절률은 이들이 부유 상태로 존재하고 있는 액체의 굴절률과 유사하거나 동일하여도 되고, 유사하거나 동일하지 않아도 된다. 적합할 수도 있는 다른 액체로는, 방향족 등의 탄화수소, 불화탄화수소, 및/또는 수용성 용액 등이 있다.

기판 또는 기판과 기판 테이블을 액체의 수조(bath)에 담그는 것(예컨대, 미국 특허 번호 4,509,852호를 참조)은 스캐닝 노광 동안에 상당한 부피의 액체가 가속되어야 한다는 것을 의미한다. 이와 같이 하기 위해서는 모터를 추가하거나 더 강력한 모터를 사용할 필요가 있으며, 액체 내에서의 요동이 바람직하지 않은 동시에 예측 가능하지 않은 영향을 야기할 수도 있다.

액침 장치에서, 액침 유체는 유체 핸들링 시스템, 유체 핸들링 디바이스, 유체 핸들링 구조 또는 유체 핸들링 장치에 의해 핸들링된다. 일구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 액침 유체를 공급할 수도 있으며, 그에 따라 유체 공급 시스템이 될 수도 있다. 일구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 적어도 부분적으로는 액침 유체를 제한할 수도 있으며, 이에 의해 유체 제한 시스템(fluid confinement system)이 될 수도 있다. 일구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 액침 유체에 대한 장벽을 제공할 수도 있으며, 이에 의해 유체 제한 구조와 같은 장벽 부재가 될 수도 있다. 일구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 예컨대 액침 유체의 흐름 및/또는 위치를 조절하는데 도움을 주기 위해 가스의 흐름을 생성하거나 이용할 수도 있다. 가스의 흐름은 액침 유체를 제한하기 위한 시일(seal)을 형성할 수도 있으므로, 유체 핸들링 구조가 시일 부재로 지칭될 수도 있으며, 이러한 시일 부재는 유체 제한 구조가 될 수도 있다. 일구현예에서, 액침액이 액침 유체로서 사용된다. 그 경우, 유체 핸들링 시스템은 액체 핸들링 시스템이어도 된다. 전술한 설명을 참조하여, 유체에 대하여 정의된 특징에 대한 이 단락에서의 언급은 액체에 대해 정의된 특징을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

리소그래피 노광 장치에서, 기판은 버얼(burl)(돌기)을 포함하는 기판 테이블의 기판 지지체에 의해 지지된다. 기판은 통상적으로 진공을 가함으로써 기판 테이블쪽으로 흡인된다. 액침 시스템(즉, 기판의 노광 시에 투영 시스템과 기판 사이에 액침액을 공급하는 시스템)에서는, 기판 테이블이 기판과 기판 테이블 사이의 진공 공간으로부터 액침액을 밀봉하기 위한 시일을 포함하는 경우가 있다.

기판의 에지를 가능한 한 평탄하게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 기판의 에지는 가능한 한 평탄하게 유지될 수 있다.

이것은 시일 위치(및 더 많은 진공 영역이 존재하는 때에는 이들 진공 영역 간의 상대적인 압력차)와의 조합으로 최적의 버얼 패턴을 선택함으로써 행해질 수 있다. 그러나, 이것은 모든 기판이 평탄하여 이상적이고, 일정한 두께를 갖는다는 것을 전제로 한다. 또한, 기판 및 기판 지지체가 완벽하게 청결한 것으로 가정되고, 기판 지지체가 위치 공차가 영(0)으로 제조되는 것으로 가정된다.

실제로, 하나 이상의 코팅, 기판 가공, 및 오염물은 기판 마다에 대해 다를 수도 있는 에지 평탄도의 변동을 초래한다. 이에 추가하여 또는 이와 달리, 버얼 패턴의 제조 시의 잘못된 진공 설정 및/또는 공차는 에지 평탄도의 일정한 오프셋을 야기한다. 이것은 에지에 대한 디포커스를 초래할 것이며, 이들 영역이 모두 노광될 수는 없기 때문에 수율뿐만 아니라 성능에 있어서도 불이익을 줄 수 있다. 에지 성능은 오염물 및/또는 마모로 인하여 시간이 지남에 따라 변화될 수 있으며, 시간이 지남에 따라 성능 및 수율의 감소를 초래할 수 있다.

예컨대, 기판 에지의 평탄도를 조정할 수 있는 기판 테이블을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 특징에 따라, 기판을 지지하는 기판 테이블이 제공되며, 상기 기판 테이블은, 기판을 지지하고, 상기 기판의 에지에 제1 방향으로 만곡 힘(bending force)을 가하는 기판 지지체와, 상기 기판의 에지에, 적어도 상기 제1 방향의 반대 방향의 성분을 갖는 제2 방향으로, 가변의 만곡 힘을 가하도록 구성된 기판 에지 조작기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따라, 기판을 지지하는 기판 테이블이 제공되며, 상기 기판 테이블은, 사용 시에, 기판 테이블에 의해 지지되는 기판의 에지를 상기 기판의 주요면과의 물리적인 접촉에 의해 만곡시키도록 구성된 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따라, 기판의 에지를 평탄화하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 상기 기판의 에지를 제1 방향으로 만곡시키기에 충분한 힘을 상기 기판의 에지에 가하는 단계와, 상기 기판의 에지에 상기 제1 방향의 실질적으로 반대 방향인 제2 방향으로 가변의 힘을 가하여 상기 기판의 에지의 평탄도를 향상시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2 및 도 3은 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
도 4는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
도 5는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 테이블의 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기판 테이블의 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 테이블의 횡단면도이다.
도 9는 도 7의 기판 테이블을 평면도로 예시하고 있다.
도 10은 본 발명의 실시예의 기판 테이블을 평면도로 예시하고 있다.

이하에서는, 단지 예시를 목적으로 하는 본 발명의 실시예를 대응하는 부분에 대응하는 도면 부호가 부여되어 있는 첨부된 개략 도면을 참조하여 설명할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 본 리소그래피 장치는 이하의 구성요소를 포함한다:

- 방사 빔(B, 예컨대 UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL);

- 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 또한 특정의 파라미터에 따라 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT);

- 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 특정의 파라미터에 따라 기판(W)을 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT); 및

- 패터닝 장치(MA)에 의해 방사 빔(B)에 부여한 패턴을, 기판(W)의 타겟 영역(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함하는) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예컨대, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS).

조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식, 또는 다른 형태의 광학 요소들 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.

지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)의 배향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예컨대 패터닝 장치(MA)가 진공 분위기에서 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건들에 좌우되는 방식으로 패터닝 장치(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)가 예컨대 투영 시스템(PS)에 대하여 요구된 위치에 있도록 할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 장치"라는 용어는, 기판의 타겟 영역에 패턴을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 어떠한 디바이스도 포함되는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 반전 피처(phase shifting feature) 또는 이른바 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟 영역 내의 요구된 패턴과 정확하게 대응하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같은 타겟 영역 내에 생성되는 디바이스에서의 특정 기능층에 대응할 것이다.

패터닝 장치(MA)는 투과형 또는 반사형 모두 가능하다. 패터닝 장치의 예로는 마스크, 프로그래머블 미러 어레이, 및 프로그래머블 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상 반전형 및 감쇠 위상 반전형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 타입들을 포함한다. 프로그래머블 미러 어레이의 예는 소형 미러들의 매트릭스 배열을 채용하며, 그 각각의 미러들은 입사하는 방사 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 경사지는 것이 가능하다. 경사진 미러들은 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사 빔에 패턴을 부여한다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사에 대하여 적합하거나 또는 액침액의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합한, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는 "투영 시스템"이라는 좀더 일반적인 용어의 동의어로 간주할 수 있다.

본 명세서에서 설명한 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형의 것(예컨대, 투과형 마스크를 채용함)이다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 반사형의 것(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그래머블 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 채용함)일 수도 있다.

리소그래피 장치는 적어도 하나 또는 전부가 기판을 지지할 수 있는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2개 이상의 패터닝 장치 테이블)를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는, 추가의 테이블이 병행하여 사용될 수도 있고, 또는 하나 이상의 테이블 상에서 예비 단계를 수행하면서 다른 하나 이상의 테이블을 노광용으로 사용하는 것이 가능하다.

도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사 소스(SO)로부터 방사 빔을 수광한다. 예컨대, 방사 소스(SO)가 엑시머 레이저인 경우, 방사 소스(SO) 및 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사 빔은 예컨대 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)을 이용하여 방사 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사 소스(SO)가 수은 램프인 경우에, 이 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사 시스템으로 지칭될 수도 있다.

조명기(IL)는 방사 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 퓨필 평면(pupil plane) 내의 세기 분포의 적어도 외측 반경 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 방사 빔의 단면에서 요구된 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사 빔을 조절하는데 사용될 수 있다. 방사 소스(SO)와 마찬가지로, 조명기(IL)는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 고려될 수도 있고 또는 리소그래피 장치의 일부를 형성하지 않는 것으로 고려될 수도 있다. 예컨대, 조명기(IL)는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있고, 또는 리소그래피 장치와 별개의 구성요소일 수도 있다. 조명기(IL)가 리소그래피 장치와 별개의 구성요소인 경우, 리소그래피 장치는 조명기(IL)가 그 위에 탑재될 수 있도록 구성될 수 있다. 필요한 경우, 조명기(IL)는 분리 가능하며, 별도로 제공될 수도 있다(예컨대, 리소그래피 장치 제조업체 또는 다른 공급자에 의해).

방사 빔(B)은 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 장치(MA)에 의해 패터닝된다. 패터닝 장치(MA)를 종단한 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)은 방사 빔을 기판(W)의 타겟 영역(C) 상에 집속시킨다. 제2 위치 설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 상이한 타겟 영역(C)을 방사 빔(B)의 경로 내에 위치시키도록 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에 명시되어 있지는 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키는 것이 가능하다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은, 제1 위치 설정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 이용하여 실현될 것이다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 제2 위치 설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수 있다. 스테퍼의 경우(스캐너와는 달리), 지지 구조체(MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 그렇지 않으면 고정될 것이다. 패터닝 장치(MA) 및 기판(W)은 패터닝 장치 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용의 타겟 영역에 위치하고 있지만, 이들 마크들은 타겟 영역 사이의 공간 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다). 마찬가지로, 패터닝 장치(MA) 상에 하나 이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 패터닝 장치 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서는, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)을 기본적으로 정지 상태로 유지한 채로, 방사 빔에 부여한 패턴 전체를 타겟 영역(C) 상에 한 번에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 그리고나서, 상이한 타겟 영역(C)이 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT)을 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 정지 노광시에 이미징되는 타겟 영역(C)의 크기가 한정된다.

2. 스캔 모드에서는, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)을 동기적으로 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 상 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 동적 노광시의 타겟 영역의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 동작의 길이에 의해 타겟 영역의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 결정된다.

3. 또 다른 모드에서는, 프로그래머블 패터닝 장치를 유지한 채로 지지 구조체(MT)를 기본적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT)을 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사 소스가 채용되며, 프로그래머블 패터닝 장치는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급한 바와 같은 타입의 프로그래머블 미러 어레이와 같은 프로그래머블 패터닝 장치를 이용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.

본 발명의 실시예는 리소그래피 장치, 특히 액침 리소그래피 장치에 적용된다. 본 발명의 실시예는 예컨대 EUV 리소그래피 장치와 같은 비액침형 리소그래피 장치에도 적용된다. 이하에서는 액침 리소그래피 장치의 예에 대해 설명하며, 그 이유는 본 명세서에 설명되는 기판 에지 조작기(substrate edge manipulator)가 기판(W)의 에지와 기판 테이블(WT)의 상면 사이의 갭을 밀봉하는 시일로서 추가로 기능할 수 있어서, 액침 장치에서 바람직하기 때문이다. 그러나, 아래에 설명되는 원리는 비액침형 장치에도 동일하게 적용할 수 있다.

투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 구성은 3개 이상의 일반적인 카테고리로 분류될 수 있다. 이중 2개의 일반적인 카테고리는 수조 타입 구성(the bath type arrangement) 및 소위 국소 액침 시스템(the so-called localized immersion system)이다. 수조 타입 구성에서는, 기판(W)의 전체 및 필요한 경우에는 기판 테이블의 일부가 액체의 수조에 침수된다. 소위 국소 액침 시스템은 기판의 국소 영역에만 액체를 제공하는 액체 공급 시스템을 이용한다. 국소 액침 시스템에서는, 액체에 의해 채워진 공간이 평면적으로 기판의 상면보다 작으며, 액체로 채워진 영역은 기판이 그 영역 아래를 이동하는 동안 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지 상태로 유지된다. 본 발명의 실시예가 지향하는 또 다른 카테고리는 액체가 제한되지 않는 전체 습식 방식(all wet solution)이다. 이 구성에서, 실질적으로 기판의 상면 전체 및 기판 테이블의 일부 또는 전부가 액침액으로 덮여진다. 적어도 기판을 덮는 액체의 깊이는 작다. 액체는 예컨대 기판 상의 액체의 얇은 막과 같은 막이 될 수도 있다. 도 2 내지 도 5의 액체 공급 장치의 모두가 이러한 시스템에 이용될 수 있지만, 밀봉 특징부가 제공되지 않거나, 작동되지 않거나, 정상적인 것만큼 유효하지 않거나, 또는 액체를 국소 영역에만 밀봉하는 것에 효과적이지 않다. 도 2 내지 도 5에는 4가지의 상이한 타입의 국소 액체 공급 시스템이 도시되어 있다.

제안된 구성 중의 하나는 액체 제한 시스템을 이용하여 기판의 국소 영역 상에만 또한 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 액체 공급 시스템에 대한 것이다(기판은 일반적으로 투영 시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이를 달성하기 위해 제안된 한 가지 방식은 PCT 특허 출원 공개 번호 WO 99/49504에 개시되어 있다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 액체는 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 하나 이상의 유입구에 의해 기판 상에 공급되고, 투영 시스템 아래를 통과한 후에 하나 이상의 배출구에 의해 제거된다. 즉, 기판이 최종 요소 아래에서 -X 방향으로 스캔될 때, 액체는 최종 요소의 +X 측에서 공급되고, -X 측에서 흡수된다. 도 2에는, 액체가 유입구를 통해 공급되고, 저압 소스에 연결되는 배출구에 의해 최종 요소의 다른 측면에서 흡수되는 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 기판(W) 위의 화살표는 액체 흐름의 방향을 나타내고, 기판(W) 아래의 화살표는 기판 테이블의 이동 방향을 나타낸다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 공급되고 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 최종 요소 주위에 위치된 유입구 및 배출구의 방향과 개수는 다양하게 변화될 수 있으며, 양측면에 4개 세트의 유입구 및 배출구가 최종 요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되어 있는 도 3에 그 일례가 예시되어 있다. 액체 공급 및 액체 복구 장치에서의 화살표는 액체 흐름의 방향을 나타낸다.

국소 액체 공급 시스템을 이용한 또 다른 액침 리소그래피 해법이 도 4에 도시되어 있다. 액체는 투영 시스템(PS)의 양측면 상의 2개의 홈형 유입구에 의해 공급되며, 유입구의 방사상 외측에 배열된 복수의 불연속 배출구에 의해 제거된다. 유입구 및 배출구는 중앙에 구멍이 형성되어 있는 플레이트 내에 배치될 수 있고, 그 구멍을 통해 투영 빔이 투영된다. 액체는 투영 시스템(PS)의 한 측면 상의 하나의 홈형 유입구에 의해 공급되고, 투영 시스템(PS)의 다른 측면 상의 복수의 불연속 배출구에 의해 제거되어, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이에 얇은 액체막의 흐름을 발생시킨다. 어느 유입구와 배출구의 조합을 사용할지에 대한 선택은 기판(W)의 이동 방향에 따라 정해질 수 있다(다른 조합의 유입구와 배출구는 비작동 상태로 된다). 도 4의 횡단면도에서, 화살표는 유입구 내로의 액체 흐름의 방향과 배출구 밖으로의 액체 흐름의 방향을 나타낸다.

본 명세서에 그 전체 내용이 참고자료로 원용되어 있는 유럽 특허 출원 공개 번호 EP 1420300 및 미국 특허 공개 번호 US 2004-0136494에는, 트윈 또는 듀얼 스테이지 액침 리소그래피 장치에 대한 개념이 개시되어 있다. 이러한 리소그래피 장치는 기판을 지지하기 위한 2개의 테이블이 제공된다. 액침액 없이 제1 위치에서의 테이블에 대해 레벨링 측정이 수행되며, 액침액이 존재하는 제2 위치에서의 테이블에 대해 노광이 수행된다. 일구성예에서, 이러한 리소그래피 장치는 단지 하나의 테이블을 갖거나, 또는 2개의 테이블을 갖지만 그 중 하나의 테이블만이 기판을 지지할 수도 있다.

PCT 특허 출원 WO 2005/064405는 액침액이 제한되지 않는 전체 습식 구성을 개시하고 있다. 이러한 시스템에서는 기판의 상면 전체가 액체로 덮여진다. 이것은 기판의 상면 전체가 실질적으로 동일한 상태에 노출되기 때문에 이로울 것이다. 이것은 기판의 온도 제어 및 처리에 대한 장점을 갖는다. WO 2005/064405에서는, 액체 공급 시스템이 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 갭에 액체를 제공한다. 그 액체는 기판의 나머지 부분 위에서 누설하도록(또는 흐르도록) 허용된다. 기판 테이블의 에지에 있는 장벽이 액체가 벗어나는 것을 방지하여, 이 액체가 제어된 방식으로 기판 테이블의 상면으로부터 제거될 수 있도록 된다. 이러한 시스템이 기판의 온도 제어 및 처리를 향상시키지만, 여전히 액침액의 기화가 발생할 것이다. 이 문제점을 경감시키는데 도움을 주는 한 가지 방식이 미국 특허 공개 번호 US 2006/0119809에 개시되어 있다. 기판을 모든 위치에서 덮는 부재가 제공되며, 이 부재는 액침액이 이 부재와 기판의 상면 및/또는 기판을 유지하는 기판 테이블의 상면 사이에서 연장하도록 배치된다.

제안되어 있는 또 다른 구성은 액체 공급 시스템에 유체 핸들링 구조를 제공하는 것이다. 유체 핸들링 구조는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 간의 공간의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장할 수 있다. 이러한 구성은 도 5에 예시되어 있다. 유체 핸들링 구조는 Z 방향(광학축 방향)으로의 약간의 상대적인 이동이 있을 수도 있지만 XY 평면으로는 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 유체 핸들링 구조와 기판의 표면 사이에 시일이 형성된다. 일실시예에서, 유체 핸들링 구조와 기판의 표면 사이에 시일이 형성되며, 이 시일은 가스 시일과 같은 비접촉식 시일이 될 수 있다. 이러한 시스템은 미국 특허 공개 번호 US 2004-0207824에 개시되어 있다. 다른 실시예에서, 유체 핸들링 구조는 비가스성 시일(non-gaseous seal)을 가지며, 그에 따라 액체 제한 구조로서 지칭될 수도 있다.

도 5는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판 테이블(WT) 또는 기판(W) 사이의 공간(11)의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장하는 장벽 부재 또는 액체 제한 구조를 형성하는 몸체(12)를 갖는 국소 액체 공급 시스템 또는 유체 핸들링 구조 또는 유체 핸들링 디바이스(IH)를 개략적으로 도시하고 있다(다른 설명이 없는 경우에는, 이하의 설명에서의 기판(W)의 표면에 대한 언급은 기판 테이블(WT)의 표면을 포함하여 지칭하거나 또는 기판 테이블의 표면에 대한 대안으로 지칭된다는 것에 유의하기 바란다). 액체 핸들링 구조는 Z 방향(일반적으로, 광학축 방향)으로의 약간의 상대적인 이동이 있을 수도 있지만 XY 평면으로는 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 일실시예에서, 시일은 몸체(12)와 기판(W)의 표면 사이에 형성되며, 가스 시일 또는 유체 시일과 같은 비접촉식 시일이 될 수 있다.

유체 핸들링 구조는 적어도 부분적으로는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)에 액체를 포함한다. 가스 시일(16)과 같은 기판(W)에 대한 비접촉 시일이 투영 시스템(PS)의 이미지 필드 주변에 형성되어, 액체가 기판(W)의 표면과 투영 시스템(PS)의 최종 요소 사이의 공간(11) 내에 제한되도록 한다. 이 공간(11)은 적어도 부분적으로는 투영 시스템(PS)의 최종 요소 아래에 위치되어 둘러싸고 있는 몸체(12)에 의해 형성된다. 액체가 액체 유입구(13)에 의해 투영 시스템(PS) 아래의 공간(11)과 액체 몸체(12) 내에 유입된다. 이 액체는 액체 배출구(13)에 의해 제거될 수도 있다. 몸체(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소보다 약간 위쪽으로 약간 연장할 수 있다. 액체 레벨이 최종 요소보다 위쪽으로 상승하여, 액체의 버퍼가 제공된다. 일실시예에서, 몸체(12)는, 상단이 투영 시스템(PS) 또는 투영 시스템(PS)의 최종 요소의 형상에 밀접하게 부합하는 내측 둘레를 가지며, 이 내측 둘레는 예컨대 라운드 형상으로 될 것이다. 저부에서는, 내측 둘레가 예컨대 직사각형과 같은 이미지 필드의 형상에 밀접하게 부합할 것이지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 내측 둘레는 어떠한 형상으로도 될 수 있으며, 예컨대 투영 시스템의 최종 요소의 형상에 부합하도록 될 수도 있고, 라운드 형상으로 될 수도 있다.

액체는 사용 동안에 몸체(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이에 형성되는 가스 시일(16)에 의해 공간(11) 내에 제한된다. 가스 시일(16)은 예컨대 공기 또는 합성 공기 등의 가스에 의해 형성되지만, 본 실시예서는 N₂ 또는 다른 불활성 가스에 의해 형성된다. 가스 시일(16) 내의 가스는 유입구(15)를 통해 압력 하에서 몸체(12)와 기판(W) 사이의 갭에 제공된다. 가스는 배출구(14)를 통해 추출된다. 가스 유입구(15) 상의 과압력(overpressure), 배출구(14) 상의 진공 레벨, 및 갭의 기하학적 형상은, 액체를 제한하는 내측으로의 고속의 가스 흐름이 이루어지도록 배치된다. 몸체(12)와 기판(W) 사이의 액체에 미치는 가스의 힘은 액체를 공간(11) 내에 제한한다. 유입구/배출구는 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈일 것이다. 환형의 홈은 연속적일 수도 있고, 또는 불연속적일 수도 있다. 가스 흐름은 공간(11)에 액체를 담아두도록 작용한다. 이러한 시스템은 미국 특허 공개 번호 US 2004-0207824에 개시되어 있다.

도 5의 예는 항상 기판(W)의 상면의 국소 영역에만 액체를 제공하는 소위 국소 영역 구성이다. 예컨대 미국 특허 공개 번호 US 2006-0038968에 개시된 바와 같은 단상 추출기(single-phase extractor) 또는 2상 추출기(two-phase extractor)를 이용하는 유체 핸들링 구조를 포함한 다른 구성도 가능하다. 일구현예에서, 단상 추출기 또는 2상 추출기는 다공성 재료로 덮여지는 유입구를 포함할 수 있다. 단상 추출기의 구현예에서, 다공성 재료는 단일 액상 액체 추출(single-liquid phase liquid extraction)이 가능하게 되도록 가스와 액체를 분리하기 위해 이용된다. 다공성 재료의 하류측에 있는 챔버는 약간의 저압으로 유지되고, 액체로 채워진다. 다공성 재료의 구멍에 형성된 메니스커스가 주변 가스의 챔버 내로의 인입을 방지하도록 하기 위해 챔버 내의 압력은 낮게 설정된다. 그러나, 다공성의 표면이 액체와 접촉하게 될 때에는, 흐름을 규제하기 위한 메니스커스가 없으므로, 액체가 챔버 내로 자유롭게 흐를 수 있게 된다. 다공성 재료는 예컨대 5 내지 300 ㎛, 바람직하게는 5 내지 50 ㎛ 범위의 직경을 갖는 다수의 소형 구멍을 갖는다. 일구현예에서, 다공성 재료는 적어도 약간의 친액체성(예컨대, 친수성)을 나타낸다. 즉, 물과 같은 액침액에 대해 90°미만의 접촉 각도를 갖는다.

액침 리소그래피 장치인 실시예에서, 액침 리소그래피 장치의 타입(국소 액침 타입, 전체 습윤 타입, 수조 타입 등인지)은 중요하지 않다. 또한 유체 핸들링 시스템의 특정 타입도 실제로 중요하지 않으며, 본 발명은 유체 핸들링 시스템의 모든 타입에 적용 가능하다.

기판(W) 상의 코팅은 기판(W)을 기판 테이블(WT)의 기판 지지체(100)에 부착한 후에 기판(W)의 에지를 위로 또는 아래로 만곡시키는 작용을 가질 수 있다. 또한, 코팅은 기판(W) 에지의 평탄도의 불균일을 발생할 수 있는 두께 불균일을 가질 수 있다. 기판(W) 에지의 평탄도에서의 불균일의 또 다른 소스는 예컨대 폴리싱으로 인한 기판(W)의 두께의 불균일이다. 에지에 있는 특정 위치에서 기판(W)의 상면으로부터 더 많은 재료가 제거되면, 에지에서 고르지 않은 표면이 야기될 것이다. 또한, 기판(W)의 저부측으로부터 더 많은 재료가 제거되면, 기판(W)이 기판 지지체(100)에 부착될 때에, 기판(W) 에지의 하방향으로의 만곡을 야기할 수 있다. 기판(W) 배면 또는 기판 지지체(100)의 시스템적으로(systematically) 또는 비시스템적으로 오염된 에지는 기판(W)의 에지에서의 비평탄성이 예컨대 시간이 지남에 따라 변경되도록 할 수 있다. 마모는 시간이 지남에 따라 에지 성능을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 실시예는 시간이 지남에 따른 에지 성능의 변화를 보상함으로써 장치의 유효 수명을 연장시킬 수 있다.

기판(W)의 에지에서의 비평탄성은 열악한 레벨링 및 이에 의해 열악한 포커스 성능을 초래할 수 있다. 기판(W)의 모든 부분의 레벨을 판정하여 이미징 동안의 기판(W)의 높이를 변화시키기 위해 이미징 전에 기판(W)의 표면을 측정하는 것이 가능하지만, 이것은 계산에 비용이 많이 소요되고, 처리량의 손실을 발생할 수 있다. 또한, 에지가 만곡되면, 에지에 있는 포커스의 전체 필드(entire field in focus)를 유지하는 것이 가능하지 않을 수도 있다. 예컨대, 필드의 하나의 부분은 투영 시스템(PS)으로부터의 초점 거리보다 더 멀 수도 있는 반면, 필드의 또 다른 부분은 투영 시스템(PS)까지의 초점 거리보다 더 근접하게 될 수도 있다. 그 경우, 초점 거리에 대한 최상의 적합치(fit)가 선택될 필요가 있으며, 이것은 필수적으로 타협적인 요소(compromise)가 된다. 또한, 기판 에지의 국소적인 기울어짐이 열악한 오버레이 성능을 발생할 수 있다.

따라서, 기판의 에지를 가능한 한 평탄하게 유지하는 것이 바람직하다. 이것은 기판 에지에서의 오버레이 성능을 향상시키고, 기판 상의 더 많은 이용 가능 다이가 사용될 수 있기 때문에 수율을 더 높인다.

기판(W)의 에지에서의 평탄도의 시스템적인 에러가 존재하면, 기판 지지체(100)에 위치될 때의 기판(W)의 에지를 요구된 방향으로 만곡시키기 위해 수동적 기술(passive technique)이 이용될 수 있다. 일부 수동적 기술이 예컨대 도 6을 참조하여 아래에 설명된다.

이 외에 또는 이와 달리, 에지 평탄도를 교정하기 위한 능동적 기술이 다음과 같이 이용될 수도 있다. 기판(W)의 에지의 평탄도는 예컨대 리소그래피 장치의 외측에서, 리소그래피 장치 내의 측정 위치에서, 또는 리소그래피 장치의 노광 위치에서 측정된다. 일실시예에서, 기판(W)의 에지의 평탄도는 기판이 기판 지지체 상에 탑재될 때에 측정된다. 측정의 결과에 따라, 능동적 방법은 기판(W)의 에지에 힘을 가하여 기판의 에지를 만곡시키고 또한 비평탄성을 보상하기 위해 이용될 수 있다. 보상을 위한 힘이 가해진 후, 기판(W)의 평탄도에 대한 재측정이 가능하다. 기판(W)의 평탄도에 대한 재측정 후에, 기판(W)이 이미징될 수 있거나, 또는 필요한 경우 에지의 평탄도를 재측정하고 필요에 따라 기판(W)의 에지에 가해지는 힘을 재조정할 수 있다. 이 루프는 필요한 만큼 또는 요구되는 만큼 여러 회에 걸쳐 완성될 수 있다.

이 프로세스는 각각의 기판에 대해 수행되거나 또는 이와 달리 각각의 기판(W)에 동일한 만곡 힘이 가해지는 경우에는 배치(batch)당 하나의 기판에 대해서만 수행되어도 된다. 일실시예에서, 조정 힘은 측정된 평탄도에 따라 룩업 테이블로부터 결정된다.

도 6은 복수의 돌기(버얼)(110)를 포함하는 관련 기판 지지체(100)를 갖는 기판 테이블(WT)을 예시하고 있다. 기판(W)은 기판 지지체(100) 상에 지지된다. 기판 지지체(100)는 기판(W)의 에지에 제1 방향(120)으로 만곡 힘을 가하도록 구성된다.

일실시예에서, 기판 지지체(100)는 정전 기판 지지체이다. 즉, 기판(W)은 정전력에 의해 기판 지지체(100)에 유지된다. 일실시예에서, 기판 지지체(100)는 기판(W)과 기판 지지체(100) 사이에 저압(under pressure)을 생성함으로써 기판(W)을 기판 지지체쪽으로 흡인한다. 이후 저압에 대한 언급은 저압 기판 지지체(100)를 참조하여 설명한 것과 동일한 원리가 정전 기판 지지체에 동일하게 적용되기 때문에 또한 정전력에 대한 언급으로서도 이해되어야 한다.

만곡 힘은 다양한 다른 방식으로 기판 지지체(100)에 의해 가해질 수 있다. 기판 지지체(100)는 기판 지지체(100)와 기판(W) 사이에 저압을 인가하여 기판(W)을 기판 지지체(100)를 향하여 아래로 잡아당기고 기판(W)이 돌기(110)의 상면에 올려지도록(rest on) 작동한다.

만곡 힘은 저압(하나 이상의 개구부(130)를 통해 가해지는)의 능동적 또는 수동적 변동에 의해 또는 하나 이상의 돌기(110)의 능동적 또는 수동적 변동에 의해 기판(W)에 가해질 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 최외측 돌기(110A)의 위치는 기판(W)의 에지에 더 근접하거나 또는 더 멀어지도록 이동되어, 기판(W)의 에지에 대한 만곡 힘을 변화시킬 수 있다. 일실시예에서, 돌기(110) 사이의 피치, 돌기(110)의 강성도, 평면 횡단면 면적, 및/또는 높이는 제1 방향(120)으로의 힘이 기판 지지체(100)에 의해 기판(W)에 가해지도록 할 수 있다. 능동적 시스템에서, 돌기(110)의 평면 위치 및/또는 횡단면 높이는 예컨대 압전 액추에이터를 이용하여 조정될 수 있다.

기판 지지체(100)의 에지에 시일(112)이 제공된다. 시일(112)은 기판(W) 아래의 공간을 기판 에지와 기판 테이블(WT) 사이의 공간으로부터 분리시킨다. 일실시예에서, 시일(112)은 기판(W)의 하부면에 접촉하지 않으며, 기판(W)의 하부면과 시일(112)의 상면 간의 갭은 기판(W)과 시일(112) 사이에서 유체가 거의 세어나오지 않아 예시된 바와 같이 시일을 지나 시일(112)의 좌측 또는 우측으로 이동하지 않도록 치수가 정해진다. 시일(112)은 예컨대 환형일 수도 있다. 시일(112)은 기판(W)을 기판 지지체(100)에 대해 유지하기 위해 이용되는 저압이 기판(W)의 에지와 기판 테이블(WT) 사이의 갭에서 시일(112)의 반경 방향 외측으로의 저압과 간섭하지 않고 최적화되도록 한다. 이것은 기판(W)의 에지와 기판 테이블(WT)의 에지 사이의 갭으로부터 액체를 추출하기 위한 단계가 수행될 수 있는 액침 리소그래피 장치에서 특히 유용하다. 아래의 도 7 및 도 8의 실시예에서, 시일(112)은 기판 에지 조작기(200)에 의해 기판(W)의 에지에 가해지는 힘이 기판 지지체(100)에 의해 기판(W)에 가해지는 힘에 무관하게 조정될 수 있도록 한다.

일실시예에서, 기판(W)에서 유도되는 만곡의 정도는 기판(W)의 에지와 기판 지지체(100) 사이에 가해지는 국부적인 저압에 의해 결정된다.

일실시예에서, 도 6에 예시된 바와 같이, 기판 에지 조작기(200)가 제공된다. 기판 에지 조작기(200)는 사용 시에 바람직하게는 기판(W)의 에지에서 기판(W)의 상면과 물리적인 접촉을 이루게 되는 부재(210)를 포함한다. 부재(210)와 기판(W)의 상면과의 물리적인 접촉을 통해, 기판(W)의 에지에서의 만곡이 유도될 수 있다. 즉, 부재(210)는 화살표 "220"의 방향으로 기판(W)의 에지에 만곡 힘을 가한다. 일실시예에서, 방향 "220"은 적어도 방향 "120"의 반대측 방향의 성분을 갖는다. 일실시예에서, 방향 "120"은 방향 "220"과 동일한 방향이다.

일실시예에서, 부재(210)는 가변의 힘을 기판(W)의 에지에 가하도록 구성된다. 부재(210)는 기판(W)의 에지에 가변의 힘을 가하기 위해 및/또는 기판 지지체(100) 상의 기판(W)의 위치설정을 허용하기 위해 화살표 "230"으로 나타낸 방향으로 작동될 수 있다.

일실시예에서, 또한 도 10에 예시된 바와 같이, 부재(210)는 화살표 "240"에 의해 나타낸 방향으로 위치할 수 있다. 방향 "240"으로의 이동은 기판 지지체(100) 상에의 기판(W)의 더 용이한 탑재를 가능하게 할 것이다.

부재(210)는 액추에이터(250)에 의해 작동될 수 있다. 액추에이터(250)로는 예컨대 압전 액추에이터, 전자기 액추에이터, 공압식 액추에이터, 정전 액추에이터 등이 가능할 것이다. 일실시예에서, 액추에이터(250)는 기판 테이블(WT)에 부착된다. 일실시예에서, 액추에이터(250)는 기판 지지체(100)에 부착된다. 일실시예에서, 액추에이터(250)는 기판 지지체(100)에 부착된다.

기판(W)의 평탄도를 측정하기 위한 측정 장치(600)(도 1에 예시됨)는 기판(W)의 에지의 평탄도를 나타내는 신호를 생성한다. 측정은 기판(W)에 가해지는 힘이 없이 또는 기판 지지체(100) 및 부재(210)의 하나 또는 양자로부터의 미약한(수동적인) 힘에 의해서만 발생할 수 있다. 이 신호는 컨트롤러(300)에 보내지고, 컨트롤러가 그에 따라 액추에이터(250)를 제어한다. 즉, 액추에이터(250)는, 기판(W)의 에지의 평탄도가 부재(210)에 의해 가해지는 힘이 없는 경우의 기판(W)의 에지의 평탄도에 비하여 향상되도록 기판(W)의 에지에 부재(210)가 가하는 힘을 변화시키도록 작동된다.

일실시예에서, 컨트롤러(300)는 기준 위치(예컨대, 장치의 투영 시스템(PS) 아래의 위치)에 대한 기판 테이블(WT)의 위치를 나타내는 신호를 수신한다. 이 신호에 기초하여, 액추에이터(250)는 부재(210)가 요구된 힘을 기판(W)에 가하도록 제어된다. 이로써, 기판(W)의 에지의 둘레 주위의 평탄도가 변화한다면, 기판(W)의 에지에 가해지는 힘은 기판(W)의 에지의 어느 부분이 현재 투영 시스템(PS) 아래에 있는지에 따라 변화될 수 있다. 따라서, 평탄 상태로부터 커다란 편차를 보이는 기판(W)의 에지의 부분이 이미징되고 있을 때에는, 부재(210)에 의해 기판(W)의 에지에 커다란 힘이 가해질 수 있다. 반대로, 상당히 평탄한 것으로 측정되는 기판(W)의 에지의 부분이 투영 시스템(PS) 아래에 있을 때에는, 부재(210)에 의해 기판(W)의 에지에 더 작은 힘이 가해질 수 있다. 도 10은, 기판 에지 조작기(200)가 기판(W)의 둘레 주위에서 세그먼트화되어, 평탄 상태로부터의 국부적인 편차를 교정하기에 적합한 국부적인 힘이 기판(W)의 에지에 가해질 수 있는 다른 구성을 예시하고 있다.

일실시예에서, 기판(W)의 평탄도를 측정하기 위한 측정 장치(600)는 방향 "210" 또는 "220" 중의 어느 하나의 방향으로의 힘이 기판(W)에 가해지지 않을 때에 기판(W)의 평탄도를 측정할 수 있다. 일실시예에서, 측정 장치(600)는 기판 지지체(100)에 의해 가해지는 힘(120)만이 존재할 때에 기판(W)의 평탄도를 측정할 수 있다. 일실시예에서, 측정 장치(600)는 특정의 힘, 예컨대 소정의 힘이 기판 에지 조작기(200)에 의해 기판(W)의 에지에 가해질 때에 기판(W)의 평탄도를 측정할 수 있다. 검출된 평탄도로부터의 어떠한 변동은 기판 에지 조작기(200)에 의해 기판(W)의 에지에 가해지는 힘을 변경시킴으로써 교정될 수 있다. 이것은 평탄도로부터의 어떠한 편차를 어떠한 힘의 변화로 균등하게 하는 룩업 테이블에 기초하여 이루어질 수 있다.

일실시예에서, 기판 테이블(WT)은 기판(W)의 에지의 평탄도에 무관하게 기판의 에지에 제1 방향(120)으로 힘을 가하기 위해 이용된다. 기판 지지체(100)는 수동적 방식으로 및/또는 배치(batch) 내의 기판 간에 또는 배치 간에 변화되지 않는 방식으로 기판(W)에 힘을 가할 수 있다. 기판 지지체(100)의 기하학적 형상(구체적으로, 돌기(110)의 기하학적 형상)으로 인해, 돌기(110)의 기계적 특성의 차이로 인해, 및/또는 기판(W)의 에지에 비하여 기판(W)의 중심에서의 기판(W)과 기판 지지체(100) 간의 저압의 변동으로 인해, 에지에 힘을 가하는 전술한 방식 중의 임의의 하나가 포함되어 이용된다.

일실시예에서, 기판(W)이 기판 지지체(100) 상에 위치된 후에, 에지의 평탄도가 측정된다. 에지의 평탄도에 따라, 기판 에지 조작기(200)의 부재(210)에 의해 가해지는 힘이 변화되어 에지의 평탄도를 향상시킨다.

전술한 방법은 기판 지지체(100a)를 이용하여 기판 지지체(100)로부터 떨어진 기판(W)의 에지에 만곡을 의도적으로 유도하고나서 이러한 만곡을 부재(210)에 의해 가해지는 만곡 힘의 인가에 의해 교정하는 것으로 볼 수 있다. 이것은 단지 하나의 능동적 부품(기판 에지 조작기(200))이 기판(W)의 에지를 상방향 또는 하방향(기판 지지체(100)에 대하여)으로 만곡시키는지의 여부에 상관없이 기판(W) 에지의 평탄도를 향상시키기 위해 사용되는 장점을 갖는다.

일실시예에서, 상방향(120) 및 하방향(220)으로의 만곡은 기판 지지체(100)에 의해(예컨대, 각각 돌기(110)의 기하학적 형상의 사용과 저압을 변화시키는 것에 의해) 달성될 수 있다. 그러므로, 기판 지지체(100)는 기판 에지 조작기로서 동작한다.

일실시예에서, 부재(210)는 기판(W)의 에지와 기판 테이블(WT)의 상면(410)의 에지 간의 갭 사이에 연장한다. 이것은 도 6에 부재(210)의 연장부(280)를 나타내고 있는 점선으로 도시되어 있다. 이에 의해, 기판 에지 조작기(200)는 기판(W)의 에지와 기판 테이블(WT)의 상면(410) 사이의 갭을 밀봉하는 시일이 될 수도 있다. 부재(210) 및 연장부(280)는 사용 시에 기판 테이블(WT)의 상면(410)에서부터 기판(W)의 상위 주요면의 둘레부까지의 기판(W) 주위에 연장하는 커버를 형성하며, 이 커버는 기판(W)의 상위 주요면이 빔(PB)에 노광될 수 있도록 개방 중앙부(open central portion)를 규정한다. 개방 중앙부의 크기는 기판(W)의 상위면의 크기보다 다소 작을 수도 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 기판(W)이 원형 형상으로 되면, 커버는 평면도로 볼 때에 전반적으로 환형 형상으로 될 수 있다.

부재(210), 연장부(280) 및 액추에이터(250)의 배치는, 부재(210)가 기판(W)의 에지를 만곡시키도록 작용한다는 것을 제외하고는 2009년 6월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 61/213,658에 개시된 커버 및 액추에이터와 유사하다.

도 7은 일실시예의 기판 테이블(WT)을 횡단면도로 도시하고 있다. 도 7의 실시예는 하술하는 것을 제외하고는 도 6의 실시예와 동일하다.

도 7에서, 기판 에지 조작기(200)는 기판(W)이 위치되는 리세스(400)의 에지와 기판(W)의 에지 사이에 시일을 형성하는 커버(2100)를 포함한다. 커버(2100)는 기판 테이블(WT), 커버(2100) 및 기판(W) 사이에 정해지는 캐비티(2250)에 생성되는 저압에 의해 정위치에 유지된다. 저압은 커버(2100)를 정위치에 유지한다. 저압은 저압 소스(2600)에 의해 생성되며, 커버(2100)가 기판(W)의 에지에 가하는 힘은 저압의 크기를 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 저압은 예컨대 진공, 정전력, 자기력 등이 될 수 있다.

도 8은 다른 실시예의 기판 테이블을 횡단면도로 도시하고 있다. 도 8의 실시예는 하술하는 것을 제외하고는 도 7의 실시예와 동일하다.

도 8의 실시예에서는 커버 시트(2200)가 제공된다. 커버(2100)는 2개의 캐비티(2300, 2400)가 커버(2100) 아래에 정해지도록 커버 시트(2200) 상에 올려진다. 제1 캐비티(2300)는 기판(W)의 측면에 정해진다. 저압 소스(2600)에 의해 제1 캐비티(2300)에 가해지는 저압은 커버(2100)에 의해 기판(W)의 에지에 가해지는 힘을 결정한다. 제2 캐비티(2400)는 커버 시트(2200)와 기판 테이블(WT) 사이에 정해진다. 저압 소스(2600)에 의해 제2 캐비티(2400)에 가해지는 저압은 커버(2100)를 기판 테이블(WT)에 유지하는 힘을 결정한다. 그 힘과 커버(2100)를 기판(W)과 접촉하게 하는 힘은 커버(2100)에 가해지는 어떠한 힘에 의해, 구체적으로 유체 핸들링 시스템에 의해, 커버(2100)가 들어올려지는 것을 방지하기에 충분하여야 한다. 저압은 예컨대 진공, 정전력, 자기력 등이 될 수 있다.

일실시예에서, 저압 소스는 제1 캐비티(2300) 및 제2 캐비티(2400)에 대한 저압을 독립적으로 변화시킬 수 있다.

기판 에지 조작기(200)가 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이의 갭 위에 시일을 형성하는 실시예는, 액침 리소그래피에 사용하기에 이롭다. 액침 리소그래피에서는, 기판(W)의 에지와 기판 테이블(WT) 사이의 갭에 액체 및/또는 가스가 트랩되는 바람직하지 않은 상황이 발생할 수 있다. 커버(2100)를 제공함으로써, 어떠한 이러한 문제점을 해소하거나 경감시킬 수 있다.

캐비티(2300, 2400) 내의 대표적인 저압은 50 내지 100 mbar이다. 통상적으로, 평탄 상태로부터 10 nm의 변동을 발생시키기 위해서는 10 mbar의 추가의 저압을 필요로 할 것이다.

기판 에지 조작기(200)가 시일을 포함하는 일실시예에서, 일반적으로 어떠한 경우에도 우수한 시일을 보장하기 위해 기판(W) 상에 "220" 방향으로 힘을 가하는 것이 필요하다. 따라서, 기판 지지체(110)를 이용함으로써 기판(W)의 에지를 "120" 방향으로 의도적으로 만곡시키고, 그 힘을 변화시킴으로써 기판의 에지의 만곡을 교정하는 것은, 어떠한 경우에도 저압이 가해질 것임에 따른 시스템의 복잡도를 증가시키지 않는다.

도 9는 도 7의 실시예에 따른 커버(2100)를 평면도로 도시하고 있다. 도 9는 커버(2100)가 캐비티(2250) 위에서 또한 기판(W)의 에지와 리세스(400)의 에지 위에서 어떻게 연장하고 있는지를 보여주고 있다.

도 10은 본 발명의 실시예를 평면도로 도시하고 있다. 도 10에서, 기판 에지 조작기(200)는 6개의 커버(2100A∼2100F)를 포함한다. 커버(2100A∼2100F)의 개수는 특별히 정해지지 않는다. 도 6, 도 7 또는 도 8의 커버(2100)는, 평탄도에 대한 기판(W)의 둘레를 따른 국부 위치에서의 편차가 전체적인 교정을 사용하지 않고 국소적으로 교정될 수 있도록 세그먼트화될 수 있다. 그러므로, 각각의 커버(2100A∼2100F)는 이 커버와 관련되는 기판(W)의 에지의 국부적인 평탄도의 교정에 적합한 힘을 가할 수 있다. 이를 위해, 예컨대 도 7의 저압 소스(2600)를 갖는 기판 에지 조작기(200)가 채용되는 경우에는, 각각의 커버(2100A∼2100F)와 관련된 기판 테이블(WT)과 기판(W) 사이에 개개의 캐비티(2250A∼2250F)가 제공될 수 있다.

전술한 특징 중의 어떠한 것도 다른 특징과 함께 사용될 수 있으며, 본 명세서에 포함되어 있는 명시적으로 기술되어 있는 조합으로만 국한되지 않는다는 것을 이해할 것이다.

본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용예에 대해 특정하게 언급하였지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 기타 응용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 다른 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟 영역"과 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치), 계측 장비, 및/또는 검사 장치에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기한 기판 처리 장치와 여타 기판 처리 장치에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.

본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장 또는 그 부근의 파장을 가짐)을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다. 문맥이 허용하는 곳에서의 "렌즈"라는 용어는 굴절성 및 반사성 광학 요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 위에서 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다. 또한, 기계 판독 가능한 명령어들은 2개 이상의 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수도 있으며, 이들 2개 이상의 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다.

본 명세서에 설명된 컨트롤러는, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램이 리소그래피 장치의 적어도 하나의 구성요소 내에 위치된 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 판독될 때에, 각각 또는 조합하여 동작할 수도 있다. 컨트롤러는 각각 또는 조합하여 신호를 수신, 처리 및 전송하기에 적합한 구성을 가질 수 있다. 하나 이상의 프로세서가 하나 이상의 컨트롤러와 통신하도록 구성된다. 예컨대, 각각의 컨트롤러는 전술한 방법을 위한 기계 판독 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 실행하기 위한 하나 이상의 프로세서를 포함할 수도 있다. 컨트롤러는 이러한 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위한 데이터 저장 매체 및/또는 이러한 저장 매체를 수용하기 위한 하드웨어를 포함할 수도 있다. 따라서, 컨트롤러는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램의 기계 판독 가능한 명령어에 따라 동작할 수 있다.

본 발명의 하나 이상의 실시예는 전술한 것과 같은 유형 및 액침액이 수조의 형태로 제공되는지, 기판의 국소 표면 영역에만 제공되는지, 아니면 제한되지 않는지의 여부에 상관없이 어떠한 액침 리소그래피 장치에도 적용될 수 있으며, 이들로만 한정되지 않는다. 액침액이 제한되지 않는 구성에서, 액침액은 기판 및/또는 기판 테이블의 표면 위에 흐를 수 있으며, 이로써 기판 테이블 및/또는 기판의 실질적으로 덮여있지 않은 전체 표면이 습윤된다. 이러한 비제한 액침 시스템에서, 액체 공급 시스템은 액침액을 제한하지 않을 수도 있거나, 또는 실질적으로 액침액의 완전한 제한이 아닌 액침액의 일부분의 제한을 제공할 수도 있다.

본 명세서에서 고려된 액체 공급 시스템은 넓은 의미로 이해되어야 한다. 특정 실시예에서, 액체 공급 시스템은 액체를 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 제공하는 기구 또는 구조의 조합일 수도 있다. 액체 공급 시스템은 하나 이상의 구조, 하나 이상의 액체 개구부 또는 하나 이상의 가스 개구부를 포함한 하나 이상의 유체 개구부, 또는 2상(two phase) 흐름을 위한 하나 이상의 개구부의 조합을 포함할 수 있다. 이들 개구부는 각각 액침 공간 내로의 유입구(또는 액체 핸들링 구조로부터의 배출구) 또는 액침 공간 외부로의 배출구(또는 액체 핸들링 구조 내로의 유입구)가 될 수 있다. 실시예에서, 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분이 되거나, 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전하게 덮거나, 또는 공간이 기판 및/또는 기판 테이블을 감쌀 수도 있다. 액체 공급 시스템은 필요한 경우 액체의 위치, 양, 품질, 형상, 유량 또는 어떠한 다른 특징을 제어하기 위한 하나 이상의 요소를 추가로 포함할 수도 있다. 일실시예에서, 액침액은 물이어도 된다.

전술한 내용은 예시를 위한 것으로, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 하기 청구항들의 범위를 벗어나지 않고서도 전술한 본 발명에 대한 변형예가 이루어질 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

1. 기판을 지지하는 기판 테이블에 있어서,
   기판을 지지하고, 상기 기판의 에지에 제1 방향으로 만곡 힘(bending force)을 가하는 기판 지지체;
   상기 기판의 에지에, 적어도 상기 제1 방향의 반대 방향의 성분을 갖는 제2 방향으로, 가변의 만곡 힘을 가하도록 구성된 기판 에지 조작기; 및
   상기 기판 에지 조작기에 의해 상기 기판의 에지에 가해지는 상기 가변의 만곡 힘을 제어하도록 구성된 컨트롤러
   를 포함하는 기판 테이블.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 (i) 상기 기판 지지체 상에 지지될 때의 상기 기판의 에지의 평탄도를 나타내는 신호, 및 (ii) 기준 위치에 대한 상기 기판 테이블의 위치를 나타내는 신호 중 하나 이상의 신호에 기초하여, 상기 기판 에지 조작기에 의해 상기 기판의 에지에 가해지는 상기 가변의 만곡 힘을 제어하는, 기판 테이블.
4. 제3항에 있어서,
   상기 컨트롤러는, 상기 기판 에지 조작기에 의해 상기 기판의 에지에 가해지는 만곡 힘을 제어하여, 상기 제2 방향으로의 상기 기판의 에지의 만곡을 유도함으로써 상기 기판 에지 조작기에 의해 가해지는 힘이 존재하지 않는 경우의 평탄도에 비하여 상기 기판 지지체 상의 상기 기판의 에지에서의 평탄도를 향상시키도록 구성되는, 기판 테이블.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 기판 지지체는 상기 기판 지지체의 기하학적 형상(geometry)에 의해 상기 기판의 에지에 힘을 가하도록 구성되는, 기판 테이블.
6. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판 지지체는 상기 기판이 위에 지지되는 돌기의 기하학적 형상에 의해 상기 기판의 에지에 힘을 가하도록 구성되는, 기판 테이블.
7. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판 지지체는 상기 기판의 중심에 비하여 상기 기판의 에지에서의 상기 기판과 상기 기판 지지체 사이의 저압(under pressure)을 변화시킴으로써 상기 기판의 에지에 힘을 가하도록 구성되는, 기판 테이블.
8. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판 에지 조작기는 상기 기판의 에지와 상기 기판 테이블의 상면 사이의 갭을 밀봉하는 시일(seal)인, 기판 테이블.
9. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판 에지 조작기는 상기 기판에 물리적으로 접촉하는 기계적 조작기를 포함하는, 기판 테이블.
10. 제9항에 있어서,
    상기 기판 에지 조작기는 상기 기판 테이블의 상면에서부터 상기 기판의 상위 주요면의 둘레부까지의 상기 기판 주위에 연장하는 커버를 포함하며, 상기 커버는 개방 중앙부(open central portion)를 규정하는, 기판 테이블.
11. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 에지 조작기는 상기 가변의 만곡 힘을 저압 소스(under pressure source), 전자기 액추에이터, 압전 액추에이터, 정전 액추에이터 중의 하나 이상을 통해 가하는, 기판 테이블.
12. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 따른 기판 테이블을 포함하는, 리소그래피 장치.
13. 제12항에 있어서,
    기판의 평탄도를 측정하는 측정 장치를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
14. 기판의 에지를 평탄화하는 방법에 있어서,
    상기 기판의 에지를 제1 방향으로 만곡시키는 힘을 상기 기판의 에지에 가하는 단계; 및
    상기 기판의 에지에 적어도 상기 제1 방향의 반대 방향의 성분을 가지는 제2 방향으로 가변의 만곡 힘을 가하여 상기 기판의 에지의 평탄도를 향상시키는 단계
    를 포함하되,
    (i) 상기 기판 지지체 상에 지지될 때의 상기 기판의 에지의 평탄도를 나타내는 신호, 및 (ii) 기준 위치에 대한 상기 기판 테이블의 위치를 나타내는 신호 중 하나 이상의 신호에 기초하여, 상기 기판 에지 조작기에 의해 상기 기판의 에지에 가해지는 상기 가변의 만곡 힘을 제어하는,
    기판의 에지를 평탄화하는 방법.
15. 리소그래피 장치의 기판 테이블 상에 기판을 위치시키는 단계;
    청구항 14의 방법에 따라 기판의 에지를 평탄화하는 단계; 및
    상기 리소그래피 장치를 사용하여 상기 기판의 타겟 영역에 패턴을 부여하는 단계
    를 포함하는, 디바이스 제조 방법.

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