KR101341927B1 - 유체 핸들링 구조체, 침지 리소그래피 장치용 모듈, 리소그래피 장치, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

유체 핸들링 구조체는 침지 유체를 수용하도록 구성된 공간으로부터 상기 유체 핸들링 구조체 외부의 영역까지의 일 경계부에, 상기 공간으로부터 반경방향 바깥쪽 방향으로 침지 유체의 통행을 가로막는 메니스커스 고정 특징부; 및 상기 메니스커스 고정 특징부의 반경방향 바깥쪽에, 상기 침지 유체에 가용되는 유체를 공급하는 유체 공급 개구부를 순차적으로 가지며, 상기 유체는 침지 유체에 용해 시 침지 유체의 표면 장력을 낮춘다.

Description

유체 핸들링 구조체, 침지 리소그래피 장치용 모듈, 리소그래피 장치, 및 디바이스 제조 방법{Fluid Handling Structure, Module for an Immersion Lithographic Apparatus, Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}

본 발명은 유체 핸들링 구조체, 침지 리소그래피 장치용 모듈, 리소그래피 장치, 및 디바이스 제조 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 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 전형적으로 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 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

리소그래피 투영 장치에서, 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체(예를 들어, 물)에 기판을 침지(immerse)시키는 것이 제안되었다. 일 실시예에서, 상기 액체는 증류수이지만, 또 다른 액체가 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 액체를 참조하여 설명될 것이다. 하지만, 또 다른 유체, 특히 습식 유체(wetting fluid), 비압축성 유체(incompressible fluid), 및/또는 공기보다 높은 굴절률을 갖고, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적합할 수도 있다. 가스들을 배제한 유체들이 특히 바람직하다. 이것의 핵심은, 노광 방사선이 액체 내에서 더 짧은 파장을 가지기 때문에 더 작은 피처들을 이미징할 수 있다는 것에 있다[또한, 액체의 효과는 상기 시스템의 유효 NA를 증가시키고 초점심도(depth of focus)를 증가시키는 것으로도 간주될 수 있다]. 고체 입자(예를 들어, 석영)가 그 안에 부유되어 있는 물을 포함하는 다른 침지 액체들, 또는 나노-입자 부유물들(예를 들어, 10 nm의 최대 치수를 갖는 입자들)을 갖는 액체가 제안되었다. 부유된 입자들은 입자들이 부유된 액체와 유사하거나 동일한 굴절률을 가질 수 있거나 또는 가질 수 없다. 적합할 수 있는 다른 액체로는, 탄화수소, 예컨대 방향족, 불화탄화수소(fluorohydrocarbon), 및/또는 수용액이 있다.

기판 또는 기판 및 기판 테이블을 액체 배스(bath of liquid) 내에 담그는 것(예를 들어, 미국 특허 4,509,852 참조)은 스캐닝 노광 시 대량의 액체(large body of liquid)가 가속되어야한다는 것을 의미한다. 이는 추가적인 또는 더 강력한 모터들을 필요로 하며, 액체 내의 난류(turbulence)는 바람직하지 않으며 예측할 수 없는 영향들을 초래할 수 있다.

침지 장치에서, 침지 유체는 유체 핸들링 시스템, 디바이스 구조체 또는 장치에 의해 핸들링된다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은 침지 유체를 공급할 수 있으며, 따라서 유체 공급 시스템일 수 있다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은 침지 유체를 적어도 부분적으로 한정할 수 있으며, 이에 따라 유체 한정 시스템일 수 있다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은 침지 유체에 방벽을 제공할 수 있으며, 이에 따라 유체 한정 구조체와 같은 방벽 부재일 수 있다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은, 예를 들어 침지 유체의 위치 및/또는 유동을 제어하는 것을 돕기 위해 가스의 유동을 생성하거나 이용할 수 있다. 가스의 유동은 침지 유체를 한정하는 시일을 형성할 수 있으므로, 유체 핸들링 구조체는 시일 부재라고도 칭해질 수 있으며; 이러한 시일 부재는 유체 한정 구조체일 수 있다. 일 실시예에서는, 침지 유체로서 침지 액체가 사용된다. 이 경우, 유체 핸들링 시스템은 액체 핸들링 시스템일 수 있다. 앞서 언급된 설명을 참조로, 이 문단에서 유체에 대해 정의된 특징부에 대한 언급은 액체에 대해 정의된 특징부를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

침지 리소그래피에서, 국부화된 영역 유체 핸들링 구조체와 같은 유체 핸들링 구조체는 유체 핸들링 구조체로부터 상당한 액체 손실 없이, 바람직하게는 액체 손실 없이, (통상적으로, 기판의) 높은 스캐닝 속도를 다루도록 설계되어야 한다. 약간의 액체는 손실되기 쉬우며, 유체 핸들링 구조체와 마주하는 표면(예를 들어, 기판 또는 기판 테이블)(즉, 대향 표면) 상에 남아 있기 쉽다. 이러한 여하한의 액체가 대향 표면과 유체 핸들링 구조체 사이에서 연장된 메니스커스(meniscus)와 충돌하는 경우, 이는 액체 내에 기포의 함유를 유발할 수 있으며, 특히 이는 높은 스캔 속도에서 일어날 수 있다. 이러한 기포가 침지 액체를 통하여 패터닝된 빔에 의해 정해진 경로 내에 들어가게 되는 경우, 이는 패터닝된 빔의 통행에 영향을 줄 수 있음에 따라, 이미지 결함을 초래할 수 있으며, 따라서 바람직하지 않다.

예를 들어, 이미징 오차의 가능성을 감소시키기 위해, 1 이상의 조치(measure)들이 취해진 유체 핸들링 구조체를 제공하는 것이 바람직하다.

일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체가 제공되고, 상기 유체 핸들링 구조체는: 침지 유체를 수용하도록 구성된 공간으로부터 상기 유체 핸들링 구조체 외부의 영역까지의 일 경계부에, 상기 공간으로부터 반경방향 바깥쪽 방향으로 침지 유체의 통행을 저해하는 메니스커스 고정 특징부(meniscus pinning feature); 및 상기 메니스커스 고정 특징부의 반경방향 바깥쪽에, 침지 유체에 가용되는(soluble) 유체를 공급하는 유체 공급 개구부를 순차적으로(successively) 가지며, 상기 유체는 상기 침지 유체에 용해(dissolution) 시 상기 침지 유체의 표면 장력을 낮춘다.

일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체가 제공되고, 상기 유체 핸들링 구조체는: 침지 유체를 수용하도록 구성된 공간으로부터 상기 유체 핸들링 구조체 외부의 영역까지의 일 경계부에, 상기 공간으로부터 반경방향 바깥쪽 방향으로 침지 유체의 통행을 가로막는(resist) 가스 나이프(gas knife); 및 상기 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽에 표면 장력 감소 유체(surface tension lowering fluid)를 제공하는 표면 장력 감소 유체 개구부를 순차적으로 갖는다.

일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체가 제공되고, 상기 유체 핸들링 구조체는: 사용 시, 대향 표면에 의해 정의된 침지 액체 인클로저(immersion liquid enclosure)의 저부와 침지 액체 인클로저의 측면을 정의하는 내부 측벽; 상기 침지 액체 인클로저에 침지 액체를 제공하는 상기 내부 측벽 내의 제 1 개구부; 사용 시, 대향 표면과 마주하고, 상기 침지 액체에 대해 낮은 표면 장력을 갖는 액체를 상기 유체 핸들링 구조체와 상기 대향 표면 사이의 갭에 제공하는, 상기 유체 핸들링 구조체의 저부 벽 내의 제 2 개구부; 및 상기 갭을 따라 반경방향 바깥쪽 방향으로 액체의 통행을 가로막는 메니스커스 고정 특징부를 가지며, 상기 메니스커스 고정 특징부는 제 2 개구부의 반경방향 바깥쪽에 존재한다.

일 실시형태에 따르면, 메니스커스 고정 특징부에 의해 한정된 침지 액체를 통해 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계, 및 상기 침지 액체에 가용되는 유체를 공급하는 단계를 포함하고, 상기 유체는 상기 침지 액체에 용해 시 상기 메니스커스 고정 특징부의 반경방향 바깥쪽 위치에서 상기 침지 액체의 표면 장력을 낮추는 디바이스 제조 방법이 제공된다.

일 실시형태에 따르면, 가스 나이프에 의해 공간에 한정된 침지 액체를 통하여 테이블에 위치된 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계, 및 상기 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽에 표면 장력 감소 유체를 제공함으로써, 상기 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 상기 침지 액체의 표면 장력을 낮추는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.

일 실시형태에 따르면, 침지 액체를 통해 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계 - 상기 침지 액체는 상기 기판 및 유체 핸들링 구조체의 내부 벽에 의해 정의된 침지 유체 인클로저에 제공됨 -; 및 상기 유체 핸들링 구조체의 메니스커스 고정 특징부의 반경방향 안쪽 위치에서 상기 기판과 상기 유체 핸들링 구조체 사이의 갭에 상기 침지 액체에 대해 낮은 표면 장력을 갖는 제 2 액체를 제공하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.

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 사용하기 위한 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
- 도 4는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
- 도 5는 침지 액체 공급 시스템으로서 본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있는 방벽 부재의 단면도;
- 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메니스커스 고정 시스템의 개략적 평면도;
- 도 7은 유체 핸들링 구조체 아래의 정지 표면에 대해 실질적으로 수직인 평면에서 도 6의 라인 Ⅶ-Ⅶ을 따른 도 6의 메니스커스 고정 시스템의 단면도;
- 도 8은 도 7에 도시된 유체 핸들링 구조체의 진입측(advancing side)에서의 액체 거동(behavior of liquid)을 도시한 단면도;
- 도 9는 도 7에 도시된 유체 핸들링 구조체의 후퇴측(receding side)에서 액체 거동을 도시한 단면도;
- 도 10은 도 7의 유체 핸들링 구조체의 대안적인 후퇴측을 도시한 단면도;
- 도 11은 유체 핸들링 구조체 아래의 표면에 대해 실질적으로 수직인 평면에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체의 일부분을 도시한 단면도; 및
- 도 12는 유체 핸들링 구조체 아래의 표면에 대해 실질적으로 수직인 평면에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체의 일부분을 도시한 단면도이다.

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

- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 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 이의 여하한의 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 대응할 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, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들뿐만 아니라, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 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 이의 여하한의 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 소스(SO)와 유사하게, 일루미네이터(IL)는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주될 수 있거나 간주되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일루미네이터(IL)는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있거나, 리소그래피 장치로부터 별도의 개체일 수 있다. 후자의 경우, 리소그래피 장치는 일루미네이터(IL)가 그 위에 장착되도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 일루미네이터(IL)는 분리가능하며(detachable), (예를 들어, 리소그래피 장치 제조업자 또는 다른 공급자에 의해) 별도로 제공될 수도 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 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 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:

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

2. 스캔 모드에서, 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 본질적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.

투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 구성들은 적어도 2 개의 일반적인 카테고리들로 분류될 수 있다. 이들은 배스 타입 구성, 및 소위 국부화된 침지 시스템이다. 배스 타입 구성에서는, 실질적으로 기판(W)의 전체 및 기판 테이블(WT)의 선택적인 부분이 액체 배스 내에 침수(submersed)된다. 소위 국부화된 침지 시스템은 기판의 국부화된 영역에만 액체를 제공하는 액체 공급 시스템을 이용한다. 후자의 카테고리에서, 액체에 의해 채워진 공간은 평면에서 기판의 최상부 표면보다 작으며, 액체로 채워진 영역은 기판이 상기 영역 밑으로 이동하는 동안 투영 시스템에 대해 정지한 상태로 유지된다. 본 발명의 일 실시예가 관련되는 또 다른 구성은 액체가 한정되지 않는 완전 습식 해결책(all wet solution)이다. 이 구성에서는, 기판의 전체 최상부 표면, 및 기판 테이블의 전체 또는 일부분이 실질적으로 침지 액체로 덮인다. 적어도 기판을 덮는 액체의 깊이는 얕다. 상기 액체는 기판 상의 액체의 막, 예컨대 박막일 수 있다. 도 2 내지 도 5의 액체 공급 디바이스들 중 어느 하나가 이러한 시스템에서 사용될 수 있다; 하지만, 시일링 특징부(sealing feature)들이 존재하지 않거나, 활성화되지 않거나, 정상만큼 효율적이지 않거나, 아니면 국부화된 영역에 대해서만 액체를 시일링하기에는 비효율적이다. 4 개의 상이한 타입의 국부화된 액체 공급 시스템들이 도 2 내지 도 5에 도시된다.

제안된 구성들 중 하나는, 액체 공급 시스템이 액체 한정 시스템을 이용하여, 기판의 국부화된 영역 상에만, 그리고 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 것이다(일반적으로, 기판은 투영 시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이처럼 배치하기 위해 제안된 한가지 방식이 PCT 특허 출원 공개공보 WO 99/49504에 개시된다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 적어도 하나의 유입구에 의해 기판상으로, 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 액체가 공급되고, 투영 시스템 아래로 통과한 이후에 적어도 하나의 유출구에 의해 제거된다. 즉, 기판이 -X 방향으로 요소 밑에서 스캐닝됨에 따라, 액체는 요소의 +X 측에 공급되고 -X 측에서 흡수(taken up)된다.

도 2는 액체가 유입구를 통해 공급되고, 저압력원에 연결되어 있는 유출구에 의해 요소의 다른 측에서 흡수되는 구성을 개략적으로 도시한다. 기판(W) 위의 화살표들은 액체의 유동 방향을 예시하고, 기판(W) 아래의 화살표는 기판 테이블의 이동 방향을 예시한다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대해 기판의 이동 방향을 따라 공급되지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 최종 요소 주변에 위치된 유입 및 유출구들의 다양한 방위들 및 개수들이 가능하며, 어느 한 쪽에 유출구와 함께 유입구의 4 개의 세트가 최종 요소 주변에 규칙적인 패턴으로 제공된 일 예시가 도 3에 예시된다. 액체 공급 및 액체 회수 디바이스들에서의 화살표들은 액체의 유동 방향을 나타낸다.

국부화된 액체 공급 시스템을 갖는 또 다른 침지 리소그래피 해결책이 도 4에 도시된다. 투영 시스템(PS)의 어느 한쪽 상의 2 개의 홈형 유입구에 의해 액체가 공급되고, 유입구들의 반경 방향 바깥쪽으로 배치된 복수의 개별 유출구들에 의해 제거된다. 유입구들 및 유출구들은 그 중심에 홀(hole)을 갖고, 그를 통해 투영 빔이 투영되는 플레이트 내에 배치될 수 있다. 투영 시스템(PS)의 한쪽에서 하나의 홈형 유입구에 의해 액체가 공급되고, 투영 시스템(PS)의 다른 쪽에서 복수의 개별 유출구들에 의해 제거되어, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이에 박막의 액체 유동을 유도한다. 유입구 및 유출구들의 어떤 조합을 사용할지에 관한 선택은, 기판(W)의 이동 방향에 의존할 수 있다(유입구 및 유출구들의 다른 조합은 비활성적이다). 도 4의 단면도에서, 화살표들은 유입구들 안으로의 액체 유동 방향과 유출구들로부터 나가는 액체 유동 방향을 예시한다.

유럽 특허 출원 공개공보 EP 1420300, 및 미국 특허 출원 공보 US 2004-0136494에는, 트윈(twin) 또는 듀얼(dual) 스테이지 침지 리소그래피 장치의 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2 개의 테이블들이 제공된다. 침지 액체가 없는 제 1 위치에서 테이블을 이용하여 레벨링 측정(leveling measurement)들이 수행되며, 침지 액체가 존재하는 제 2 위치에서 테이블을 이용하여 노광이 수행된다. 일 구성에서, 상기 장치는 하나의 테이블만을 갖거나, 하나의 테이블만이 기판을 지지할 수 있는 2 개의 테이블들을 갖는다.

PCT 특허 출원 공개공보 WO 2005/064405는 침지 액체가 한정되지 않는 전체 습식 구성(all wet arrangement)을 개시한다. 이러한 시스템에서는, 기판의 전체 최상부 표면이 액체로 덮인다. 이는 기판의 전체 최상부 표면이 실질적으로 동일한 조건들에 노출되기 때문에 유익할 수 있다. 이는 기판의 온도 제어 및 처리 면에서 장점을 갖는다. WO 2005/064405에는, 액체 공급 시스템이 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 갭에 액체를 제공한다. 상기 액체는 기판의 잔여부 상으로 누출(또는 유동)되게 되어 있다. 기판 테이블의 에지에 있는 방벽은 액체가 방출되는 것을 방지하므로, 액체가 기판 테이블의 최상부 표면으로부터 제어되는 방식으로 제거될 수 있다. 이러한 시스템이 기판의 온도 제어 및 처리를 개선한다 하더라도, 침지 액체의 증발(evaporation)은 여전히 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해소하는데 도움을 주는 한가지 방법은 미국 특허 출원 공개공보 US 2006/0119809에 개시되어 있다. 모든 위치들에서 기판을 덮는 부재가 제공되며, 상기 부재는 상기 부재와 기판 및/또는 상기 기판을 유지하는 기판 테이블의 최상부 사이에서 침지 액체가 연장되도록 배치된다.

제안된 또 다른 구성은 액체 공급 시스템에 액체 한정 부재를 제공하는 것이며, 액체 한정 부재는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 사이의 공간의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장된다. 이러한 구성은 도 5에 예시된다. 액체 한정 부재는 Z 방향(광축 방향)으로 약간의 상대 이동이 있을 수 있지만, XY 평면에서는 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 액체 한정 부재와 기판의 표면 사이에 시일이 형성될 수 있다. 일 실시예에서는, 액체 한정 구조체와 기판의 표면 사이에 시일이 형성되며, 가스 시일과 같은 무접촉 시일일 수 있다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개공보 US 2004-0207824에 개시되어 있다.

도 5는 유체 핸들링 구조체(12)를 갖는 국부화된 액체 공급 시스템을 개략적으로 도시한다. 상기 유체 핸들링 구조체는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블(WT) 또는 기판(W) 사이의 공간의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장된다[다음에서, 기판(W)의 표면에 관한 언급은, 다른 곳에 특별히 언급되지 않는다면, 추가적으로 또는 대안적으로 기판 테이블의 표면을 지칭한다는 것을 유의한다]. 유체 핸들링 구조체(12)는 Z 방향(광축 방향)으로 약간의 상대 이동이 있을 수 있지만, XY 평면에서는 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지해 있다. 일 실시예에서는, 방벽 부재와 기판(W)의 표면 사이에 시일이 형성되며, 유체 시일, 바람직하게는 가스 시일과 같은 무접촉 시일일 수 있다.

유체 핸들링 구조체(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)에 적어도 부분적으로 액체를 수용한다. 기판(W) 표면과 투영 시스템(PS)의 최종 요소 사이의 공간 내에 액체가 한정되도록, 기판(W)에 대한 무접촉 시일(16)이 투영 시스템의 이미지 필드 주위에 형성될 수 있다. 상기 공간은 투영 시스템(PS)의 최종 요소 아래에, 그리고 이를 둘러싸서 위치된 유체 핸들링 구조체(12)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 액체 유입구(13)에 의해 투영 시스템 아래의 그리고 유체 핸들링 구조체(12) 내의 공간(11)으로 액체가 유입된다. 상기 액체는 액체 유출구(13)에 의해 제거될 수 있다. 상기 유체 핸들링 구조체(12)는 투영 시스템의 최종 요소 위로 약간 연장될 수 있다. 액체 수위가 상기 최종 요소 위로 상승하여 액체의 버퍼가 제공된다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 구조체(12)는 상단부에서 투영 시스템 또는 그 최종 요소의 형상에 꼭 일치하고(closely conform), 예를 들어 원형일 수 있는 내부 주변부(inner periphery)를 갖는다. 저부에서, 내부 주변부는 이미지 필드의 형상, 예를 들어 직사각형에 꼭 일치하지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다.

사용 시, 유체 핸들링 구조체(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이에 형성된 가스 시일(16)에 의해 액체가 공간(11) 내에 수용된다. 가스 시일은 가스, 예를 들어 공기 또는 합성 공기(synthetic air)에 의해 형성되지만, 일 실시예에서는 N₂ 또는 또 다른 불활성 기체에 의해 형성된다. 가스 시일 내의 가스는 유입구(15)를 통해 과소압력(under pressure)으로 유체 핸들링 구조체(12)와 기판(W) 사이의 갭에 제공된다. 상기 가스는 유출구(14)를 통해 추출된다. 가스 유입구(15) 상의 과대압력(overpressure), 유출구(14) 상의 진공 레벨, 및 갭의 지오메트리(geometry)는 안쪽으로 액체를 한정시키는 고속의 가스 유동(16)이 존재하도록 배치된다. 유체 핸들링 구조체(12)와 기판(W) 사이의 액체 상의 가스의 힘은 공간(11) 내에 액체를 수용한다. 유입구들/유출구들은 상기 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈일 수 있다. 상기 환형의 홈은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 상기 가스 유동(16)은 공간(11) 내에 액체를 수용하는데 효과적이다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개공보 US 2004-0207824에 개시되어 있다.

도 5의 예시는, 어느 한 순간에 기판(W)의 최상부 표면의 국부화된 영역에만 액체가 제공되는, 소위 국부화된 영역 구성이다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개공보 US 2006-0038968에 개시된 바와 같이 단-상(single phase) 추출기 또는 2-상 추출기를 사용하는 유체 핸들링 시스템들을 포함하는 다른 구성들이 가능하다. 일 실시예에서, 단-상 또는 2-상 추출기는 다공성 재료로 덮인 유입구를 포함할 수 있다. 단-상 추출기의 일 실시예에서, 다공성 재료는 단일 액상(single-liquid phase) 액체 추출을 가능하게 하도록 가스로부터 액체를 분리시키는데 사용된다. 상기 다공성 재료의 하류에 있는 챔버는 다소 과소압력으로 유지되며, 액체로 채워진다. 상기 챔버 내의 과소압력은, 다공성 재료의 홀들에 형성되는 메니스커스(meniscus)들이 챔버 안으로 주변 가스가 유입되는 것을 방지하도록 되어 있다. 하지만, 다공성 표면이 액체와 접촉하게 될 때에는, 유동을 제한하는 메니스커스가 존재하지 않으며, 액체가 챔버 안으로 자유롭게 유동할 수 있다. 다공성 재료는, 예를 들어 5 내지 300 ㎛, 바람직하게는 5 내지 50 ㎛ 범위의 직경을 갖는 다수의 작은 홀들을 갖는다. 일 실시예에서, 다공성 재료는 적어도 다소 액체-친화성(liquidphilic)(예를 들어, 친수성)이며, 부연하면 침지 액체, 예를 들어 물에 대해 90°미만의 접촉각을 갖는다.

가능한 또 다른 구성은 가스 드래그 원리(gas drag principle)에 따라 작동하는 것이다. 소위 가스 드래그 원리는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개공보 US 2008-0212046, US 2009-0279060 및 US 2009-0279062에 개시되었다. 상기 시스템에서는, 추출 홀들이 바람직하게 코너를 갖는 형상으로 배치된다. 상기 코너는 스텝핑(stepping) 및 스캐닝 방향들로 정렬될 수 있다. 이는, 2 개의 유출구들이 스캔 방향에 대해 수직으로 정렬된 경우와 비교하여, 주어진 속도에 대해 스텝 또는 스캔 방향으로, 유체 핸들링 구조체 표면 내의 2 개의 개구부들 사이의 메니스커스 상의 힘을 감소시킨다.

또한, 주요 액체 회수 특징부(main liquid retrieval feature)의 반경방향 바깥쪽에 위치된 가스 나이프(gas knife)가 US 2008-0212046에 개시된다. 가스 나이프는 주요 액체 회수 특징부를 넘어온 여하한의 액체를 포획한다. 이러한 가스 나이프는 (US 2008-0212046에 개시된 바와 같은) 소위 가스 드래그 원리 구성에, (미국 특허 출원 공개공보 US 2009-0262318에 개시된 바와 같은) 단일 또는 2-상 추출기 구성에, 또는 여하한의 다른 구성에 존재할 수 있다.

액체 공급 시스템의 다수의 다른 타입들이 가능하다. 본 발명은 여하한의 특정한 타입의 액체 공급 시스템으로 제한되지 않는다. 아래의 설명으로부터 분명해지는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는 여하한의 타입의 국부화된 액체 공급 시스템을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 액체 공급 시스템으로서 여하한의 국부화된 액체 공급 시스템과 함께 사용하는 것과 특히 관련된다.

본 발명의 일 실시예는 가스 드래그 추출기 유체 핸들링 시스템을 참조하여 설명될 것이다. 하지만, 본 발명은 여하한의 다른 타입의 유체 핸들링 시스템에 사용될 수도 있다. 아래에 설명되는 가스 공급 개구부 및 유출 개구부는, 예를 들어 가스 유동(도 5), 액체 유동(도 3), 다공성 추출기(porous extractor) 등과 같이, 여하한의 타입의 유체 핸들링 구조체의 메니스커스 고정 특징부들의 반경방향 바깥쪽에 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 아래에 설명되는 바와 같이, 대향 표면과 메니스커스 고정 특징부 사이에 연장된 메니스커스와 충돌하는 경우에 이미징 결함을 유도할 수 있는 큰 액적(droplet)은, 메니스커스와의 충돌 시 기포 함유를 유발하지 않도록 적합화(adapt)될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에서 사용하기 위한 유체 핸들링 구조체의 일부분의 메니스커스 고정 특징부들의 개략적 평면도이다. 예를 들어, 도 5의 메니스커스 고정 구성부(14, 15, 16)를 대체할 수 있는 메니스커스 고정 디바이스의 특징부들이 도시된다. 도 6의 메니스커스 고정 디바이스는 제 1 라인 또는 고정 라인에 배치된 별도의 불연속 개구부들(50)을 포함한다. 상기 개구부들(50) 각각은 원형으로 도시되어 있으나, 반드시 이와 같을 필요는 없다.

도 6의 메니스커스 고정 디바이스의 개구부들(50) 각각은 별도의 과소압력원에 연결될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 또는 복수의 개구부들(50)은 그 자체가 과소압력으로 유지되는 공통 챔버 또는 매니폴드(환형일 수 있음)에 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 또는 복수의 개구부들(50)에서 균일한 과소압력이 달성될 수 있다. 상기 개구부들(50)은 진공원에 연결될 수 있으며, 및/또는 유체 핸들링 구조체 또는 시스템(또는 한정 구조체, 방벽 부재 또는 액체 공급 시스템)을 둘러싼 분위기(atmosphere)는 원하는 압력 차이를 생성하도록 압력이 증가될 수 있다.

도 6의 실시예에서, 상기 개구부들은 유체 추출 개구부들이다. 상기 개구부들(50)은 유체 핸들링 구조체 안으로 가스 및/또는 액체의 통행을 허용하는 유입구들이다. 부연하면, 상기 개구부들은 상기 공간(11)으로부터의 유출구들로서 고려될 수 있다. 이는 이후에 더 상세히 설명하기로 한다.

상기 개구부들(50)은 유체 핸들링 구조체(12)의 표면에 형성된다. 예를 들어, 기판 및/또는 기판 테이블의 표면은 사용 시 유체 핸들링 구조체(12)와 마주한다. 유체 핸들링 구조체(12)와 마주하는 표면은 대향 표면이라고도 칭해질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 개구부들은 유체 핸들링 구조체의 평탄한 표면 내에 존재한다. 또 다른 실시예에서는, 대향 표면과 마주하는 유체 핸들링 구조체의 표면 상에 리지(ridge)가 존재할 수 있다. 그 실시예에서, 개구부들은 리지 내에 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 개구부들(50)은 침형부(needle) 또는 튜브에 의해 정의될 수 있다. 몇몇 침형부, 예를 들어 인접한 침형부들의 몸체는 서로 결합될 수 있다. 침형부들은 단일 몸체를 형성하도록 서로 결합될 수 있다. 상기 단일 몸체는 코너형일 수 있는 형상을 형성할 수 있다.

도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 개구부들(50)은, 예를 들어 튜브 또는 세장형 통로(elongate passageway: 55)의 단부이다. 상기 개구부들은 사용 시 대향 표면[예를 들어, 기판(W)]과 마주하도록 위치되는 것이 바람직하다. 상기 개구부들(50)의 림(rim)(즉, 표면으로부터의 유출구)들은 대향 표면[예를 들어, 기판(W)의 최상부 표면]에 대해 실질적으로 평행하다. 상기 개구부들은 사용 시 대향 표면[예를 들어, 기판(W) 및/또는 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블(WT)] 쪽으로 지향된다. 이를 고려한 또 다른 방식은, 개구부(50)가 연결된 통로(55)의 세장형 축이 대향 표면에 대해 실질적으로 수직(수직으로부터 +/- 45°이내, 바람직하게는 35°, 25°, 또는 심지어 15°이내)이 되게 하는 것이다.

각각의 개구부(50)는 액체 및 가스의 혼합물을 추출하도록 설계된다. 액체는 상기 공간(11)으로부터 추출되는 반면, 가스는 액체에 대한 개구부들(50)의 반대쪽 상에서 대기로부터 추출된다. 이는 화살표들(100)로 도시된 바와 같은 가스 유동을 생성하며, 이 가스 유동은 도 6에 도시된 바와 같이 개구부들(50) 사이의 메니스커스(90)를 실질적으로 제자리에 고정시키는데 효과적이다. 상기 가스 유동은 모멘텀 차단(momentum blocking)에 의해, 가스 유동 유도된 압력 구배에 의해, 및/또는 액체 상의 가스 유동의 드래그[전단(shear)]에 의해 액체가 한정되게 유지하는데 도움을 준다.

개구부들(50)은 상기 공간을 둘러싸며, 유체 핸들링 구조체는 이 공간에 액체를 공급한다. 작동 시, 메니스커스는 개구부들(50)에 의해 고정될 수 있다.

도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 개구부들(50)은 평면에서 코너형 형상[즉, 코너들(52)을 갖는 형상]을 형성하도록 위치될 수 있다. 도 6의 경우, 상기 형상은 곡선형 에지들 또는 변들(54)을 갖는 마름모, 예를 들어 정사각형과 같은 사변형(quadrilateral)이다. 상기 에지들(54)은 음의 반경을 가질 수 있다. 에지(54)는 코너형 형상의 중심 쪽으로, 예를 들어 코너들(52)로부터 멀리 위치된 에지(54)의 일부분을 따라 곡선화된다. 하지만, 상대 동작의 방향에 대한 에지(54) 상의 모든 지점들의 각도 평균은 곡률 없이 직선으로 나타낼 수 있는 평균 각도의 라인으로서 나타낼 수 있다.

상기 형상의 주요 축들(110, 120)은 투영 시스템 아래에서 기판(W)의 주요 이동 방향들로 정렬될 수 있다. 이는 이동 방향이 형상, 예를 들어 원 형상의 축선으로 정렬되지 않는 형상으로 개구부들(50)이 배치되었을 때보다 최대 스캔 속도가 더 빠르도록 보장하는 것을 돕는다. 이는, 주요 축들이 상대 동작의 방향으로 정렬된 경우 2 개의 개구부들(50) 사이의 메니스커스 상의 힘이 감소될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 이러한 감소는 팩터(factor) cosθ일 수 있다. 'θ'는 대향 표면이 이동하는 방향에 대해 2 개의 개구부들(50)을 연결한 라인의 각도이다.

정사각형 형상의 사용은 스텝 및 스캐닝 방향들로의 이동이 실질적으로 동일한 최대 속도에 있도록 허용한다.

개구부들(50)의 형상의 1차 축이 기판의 주요 이동 방향(통상적으로, 스캔 방향)으로 정렬되게 하고, 또 다른 축이 기판의 다른 주요 이동 방향(통상적으로, 스텝 방향)으로 정렬되게 함으로써, 스루풋이 최적화될 수 있다. θ가 90°가 아닌 여하한의 구성도 적어도 하나의 이동 방향으로 장점을 제공할 것이라는 것을 이해할 것이다. 따라서, 주요 이동 방향들을 갖는 주요 축들의 정확한 정렬은 중요하지 않다.

복수의 액체 공급 개구부들(70)이 개구부들의 반경방향 안쪽에 존재하며, 이를 통해 유체 핸들링 구조체(12)의 하부면과 대향 표면 사이의 갭에 액체가 제공된다.

예를 들어, [기판(W)의 에지와, 센서의 표면 또는 기판을 지지하는 테이블 내의 후퇴부의 에지 사이의 갭과 같이] 상기 공간과 마주하는 표면에 높이 단차(height step)를 갖는 공간(11) 아래에서의 상대 이동 동안, 또한 유체 핸들링 구조체와 대향 표면 사이의 상대 속도, 예를 들어 스캐닝 속도가 임계 속도보다 높을 때(이는 더 높은 스캐닝 속도/스루풋이 요구되는 경우에 필수적일 수 있음), 침지 액체가 한정된 공간(11)으로부터 침지 액적들이 빠져나갈 수(escape) 있다. 이러한 임계 속도는 대향 표면의 적어도 하나의 특성에 의존적일 수 있다.

상기 공간 내의 침지 액체로부터 빠져나갈 때, 유체 핸들링 구조체와 [기판(W), 또는 기판을 지지하는 기판 테이블(WT)과 같은] 대향 표면 사이의 침지 액체의 메니스커스(90)로부터 액적이 쪼개진다(break). 메니스커스는 2-상 유체 유동에서 액체 및 가스를 추출할 수 있는 유체 추출 개구부(50)에 의해 유체 핸들링 구조체(12)에 고정될 수 있다. 액적은 대향 표면의 이동에 대해 침지 공간(11)의 후단측(trailing side)으로부터 빠져나갈 수 있다.

[유체 핸들링 구조체(12)에 대한] 대향면과의 이동 시, 액적은 이후 상기 액적을 액체 추출기로 다시 지향시키는 가스 나이프(61)에 다다를 수(encounter) 있다. 하지만, 때때로 이러한 조건들은 액적이 가스 나이프에 의해 메니스커스(90)로부터 더 멀리 이동하는 것이 방지되도록 할 수 있다. 때때로, 이러한 액적은 가스 나이프(61)를 넘어갈 수 있다. 일 실시예에서, 액적은 유체 핸들링 구조체(12)의 구성요소의 영향력을 벗어난다. 또 다른 실시예에서, 액적은 액적을 추출하고, 및/또는 메니스커스로부터 멀리 액적의 이동을 차단하도록 역할할 수 있는 또 다른 추출기 및 가스 나이프에 다다를 것이다.

대향 표면의 평면에서, 예를 들어 스캐닝 또는 스텝핑 방향으로 유체 핸들링 구조체(12)와 대향 표면 사이의 상대 운동이 변화될 때, 이러한 액적은 유체 핸들링 구조체(12)에 대해 액체 메니스커스(90) 쪽으로 다시 이동할 수 있다. 액적은 메니스커스로부터 빠져나갈 때 먼저 통과한 가스 나이프(61)에 의해 적어도 부분적으로 정지될 수 있다. 액적은 메니스커스(90)를 향해 가스 나이프(61)를 통과할 정도로 충분히 클 수 있다. 액적은 상기 공간(11)에 한정된 침지 액체의 에지 또는 경계부에 또는 적어도 이 부근에 제공된 추출 개구부(50)를 통한 추출에 의해 추출될 수 있다. 하지만, 이러한 액적이 완전히 추출되지 않은 경우, 이는 상기 공간에 한정된 액체의 액체 메니스커스(90)와의 충돌 시 기포를 생성할 수 있다.

액적은 메니스커스(90)를 향해 가스 나이프(61)를 통과하기에는 충분히 크지 않으며, 및/또는 불충분한 속력을 가질 수도 있다. 액적은 작을 수 있는 1 이상의 액적들과 합쳐져, 가스 나이프(61) 앞에서 더 큰 액적을 형성할 수 있다. 이 경우, 가스 나이프(61)는 침지 액체로 과부하(overload)될 수 있으며, 합쳐진 액적이 통과하게 한다. 이러한 액적은 유체 핸들링 구조체(12)에 대해 메니스커스(90) 쪽으로 이동할 것이며, 잠재적으로 1 이상의 기포들을 생성할 수 있다.

메니스커스 고정 특징부들[유출구들(50) 및 가스 나이프(61)]의 반경방향 바깥쪽에 유체 공급 개구부(300)가 제공된다. 유체 공급 개구부(300)는, 침지 액체에 가용되는 유체(예를 들어, 운반 가스 내에 증기로서 공급되는 액체)를 공급하여, 상기 유체가 침지 유체에 용해될 때 상기 침지 유체의 표면 장력을 낮추도록 구성된다. 그러므로, (도 9에 예시된 바와 같은) 후퇴측(receding side)에서 가스 나이프(61)를 통과하는 액적들, 또는 접근측(approaching side)(도 8)에서 가스 나이프(61)에 도달하는 액적들의 메니스커스의 표면 장력이 감소된다. 표면 장력의 감소의 결과로, 액적의 높이가 감소한다.

더 낮은 높이를 갖는 액적들은, 메니스커스(90)와의 충돌 시 더 높은 높이를 갖는 액적들보다 액체 내에 기포 함유를 유발할 가능성이 더 적을 수 있다. 그러므로, 침지 액체에 가용되고, 가스 나이프(61) 외부에서 침지 액체의 몸체의 메니스커스의 표면 장력을 낮출 수 있는 유체의 제공은, (상기 공간 내에 기포 함유를 유발할 수 있는) 메니스커스(90)와의 액적 충돌 가능성을 감소시킨다. 1 이상의 장점들은 이로부터 기인할 수 있다. 예를 들어, 침지 액체 손실의 단점이 완화되기 때문에, 가스 나이프(61)로부터 나온 가스의 유속이 감소될 수 있다. 액적의 증발로 인해 발생하며, 대향 표면 상의 건조 얼룩(drying stain) 및/또는 기계적인 변형을 유발할 수 있는 국부적인 열적 부하가 감소될 수 있는데, 이는 그 표면 장력이 감소됨에 따라 액적이 퍼지기(spread out) 때문이다. 이러한 퍼짐은 더 적게 국부화된 열적 부하를 유도할 수 있다.

일 실시예에서, 유체 핸들링 구조체(12) 아래를 통과한 후, [이산된 액적(discrete droplet)들이라기 보다는] 액체의 막이 기판(W)에 남아있는 것을 보장하는 것을 도울 수 있다. 액체 막이 기판에 남아있을 때, 침지 액체의 메니스커스의 낮아진 표면 장력으로 인해, 상기 막이 액적들로 쪼개질 가능성이 더 적어질 것이다. 이는 기판 상의 액체와 메니스커스(90) 사이의 전체 충돌 횟수를 감소시킴에 따라, 기포 형성을 유발할 수 있는 충돌 횟수를 감소시킬 수 있기 때문에, 액체 막이 바람직할 수 있다. 다시 말해, 표면 장력의 감소는 액체의 막이 복수의 액적들로 쪼개지는데 걸리는 시간을 증가시킨다. 이는 도 10을 참조하여 더 자세히 설명하기로 한다. 추가적으로, 증발로 인한 여하한의 열적 부하가 대향 표면에 고르게 인가된다.

이해하는 바와 같이, 유체 공급 개구부(300)는 국부화된 영역 유체 핸들링 구조체와 같은 여하한의 타입의 유체 핸들링 구조체(12)에 사용될 수 있다. 어느 실시예에서, 유체 공급 개구부(300)는 1 이상의 메니스커스 고정 특징부들의 반경방향 바깥쪽에 위치되며, 이는 상기 공간(11)으로부터 반경방향 바깥쪽 방향으로 침지 유체의 통행을 가로막는다. 유체 공급 개구부(300)의 사용으로, 액체를 누출시키는 유해한 결과들이 유체 공급 개구부(300)로부터의 유체 유동에 의해 완화되기 때문에, 액체가 다른 것보다 더 쉽게 누출되는 방식으로, 메니스커스 고정 특징부들이 작동하게할 수 있다.

일 실시예에서, 유체 공급 개구부(300)로부터, 상기 공간 내의 침지 액체, 및 특히 메니스커스(90)에서의 액체를 차폐(shield)하는 차폐 디바이스를 갖는 것이 바람직하다. 이는, 메니스커스 고정 특징부들, 특히 개구부들(50)이 메니스커스(90)를 제자리에 고정시키기 위해 침지 액체의 높은 표면 장력을 가지고 더 양호하게 작동하기 때문이다. 그러므로, 침지 액체의 표면 장력을 낮추는 유체가 메니스커스(90)에 도달하는 것은 바람직하지 않을 수 있다.

도 6의 실시예에서, 차폐 디바이스는 유체 공급 개구부(300)로부터 나온 가스가 메니스커스(90)에 거의 또는 전혀 도달하지 않는 것을 보장하는 것을 돕는 가스 나이프 어퍼처(61)에 의해 제공된다. 일 실시예에서, 이는 가스 나이프 어퍼처(61)로부터 나온 가스의 유동이 반경방향 반대쪽으로 존재하는 것을 보장하는 것을 도움으로써 달성된다. 또한, 가스 나이프 어퍼처(61)는 도 6 및 도 7의 실시예의 메니스커스 고정 특징부들의 일부분을 형성한다. 일 실시예에서, 차폐 디바이스는 유체 공급 개구부(300)의 반경방향 안쪽에, 또한 1 이상의 메니스커스 고정 특징부들의 반경방향 바깥쪽에 위치된다.

유체 공급 개구부(300)에서 나오는 유체는, 가스가 메니스커스(90)와 접촉할 때 메니스커스를 불안정하게 한다. 가스 나이프 어퍼처(61)가 유체 공급 개구부(300)에서 나오는 유체로부터 메니스커스(90)를 차폐하더라도, 몇몇 상황들에서, 예를 들어 후단 에지(trailing edge)에서, 메니스커스(90)는 개구부(50)로부터 멀리 이동할 수 있으며, 유체 공급 개구부(300) 아래까지 쭉(all the way) 연장될 수 있다. 이렇게 되면, 유체 공급 개구부(300)에서 나오는 유체는 그 표면 장력을 낮춤에 의해 메니스커스(90)를 불안정하게 할 것이다. 이는 결과적인 막이 그렇지 않은 막보다 더 안정하게 한다. 다시 말해, 상기 막은 액적들로 쪼개지기 전에 더 오래 막을 유지한다.

유체 핸들링 구조체(12)의 하부면과 대향 표면 사이의 갭에서 침지 액체의 반경방향 바깥쪽으로의 유동이 존재하는 것을 보장하는 것을 돕는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 상기 공간(11)의 에지에서 침지 액체의 반경방향 바깥쪽으로의 유동이 존재한다. 이는 개구부들(50)을 통해 상기 공간(11) 외부로부터 가스 및/또는 액체의 추출물을 제공함으로써 배치될 수 있다. 이는 도 6에 따른 유체 핸들링 구조체(12)에서의 경우이다. 유체 핸들링 구조체(12)의 하부면과 대향 표면 사이의 갭에 유체가 제공되게 하는 복수의 개구부들(70)을 제공함으로써, 바깥쪽으로의 유동이 더욱 보장될 수 있다. 개구부들(50, 70 및 61)을 통한 액체 및 가스의 공급 및 추출을 위해 적절한 유속을 선택함으로써, 바깥쪽으로의 순수 유동이 촉진될 수 있다.

유체 공급 개구부(300)로부터 나온 유체는 (예를 들어, 환경 또는 장치에 유해할 수 있거나, 해로울 수 있으며, 예를 들어 가연성일 수 있기 때문에) 대기로 방출되지 않게 하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 일 실시예에서는 유출 개구부(400)가 유체 공급 개구부(300)의 반경방향 바깥쪽에 제공된다. 유출 개구부(400)는 유체 공급 개구부(300)로부터 나온 유체를 추출하기 위해 존재한다. 유출 개구부(400)는 유체가 제거될 수 있도록 과소압력원에 연결되어 있다. 상기 유체는 안전한 방식으로 폐기될 수 있으며, 및/또는 재순환(recycle)될 수 있다.

상기 개구부들(300, 400)은 각각 하나의 연속 어퍼처 또는 일렬로 된(in a line) 복수의 불연속 어퍼처(discrete aperture)들의 형태로 되어 있을 수 있다.

일 실시예에서, 유체 공급 개구부(300) 및/또는 유출 개구부(400)는 유체 핸들링 구조체(12)와 별개인 부재에 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 유체 공급 개구부(300) 및/또는 유출 개구부(400)는 유체 핸들링 구조체(12)의 반경방향 바깥쪽에 제공될 수 있다.

도 7은 개구부(50)[및 개구부들(300, 400)]가 유체 핸들링 구조체(12)의 하부면(51)에 제공되는 구성을 도시한다. 화살표 100은 유체 핸들링 구조체(12)의 외부로부터 개구부(50)와 연계된 통로(55) 안으로의 가스의 유동을 나타낸다. 화살표 150은 상기 공간으로부터 개구부(50) 안으로 액체의 통행을 나타낸다. 2-상 추출(즉, 가스 및 액체)이 환형 유동 모드에서 바람직하게 일어나도록, 상기 통로(55) 및 개구부(50)가 설계된다. 환형 가스 유동에서는, 가스가 실질적으로 통로(55)의 중심을 통해 유동할 수 있고, 액체가 실질적으로 통로(55)의 벽(들)을 따라 유동할 수 있다. 낮은 맥동(pulsation) 생성을 갖는 매끄러운 유동이 생긴다.

개구부들(50)의 반경방향 안쪽으로 메니스커스 고정 특징부들이 존재하지 않을 수도 있다. 메니스커스는 개구부들(50)로 유입되는 가스 유동에 의해 유도된 드래그 힘들로 개구부들(50) 사이에 고정된다. 약 15 m/s, 바람직하게는 20 m/s보다 높은 가스 드래그 속력이면 충분하다. 대향 표면으로부터 액체의 증발 양이 감소될 수 있으며, 이에 따라 액체의 스플래싱(splashing)과 열 팽창/수축 효과들이 모두 감소될 수 있다.

각각의 직경이 1 mm이고 3.9 mm만큼 이격된, [개구부(50) 및 통로(55)를 각각 포함할 수 있는] 복수의, 예를 들어 적어도 36 개의 불연속 침형부(discrete needle)들이 메니스커스를 고정시키는데 효과적일 수 있다. 일 실시예에서는, 112 개의 개구부들(50)이 존재한다. 상기 개구부들(50)은 변의 길이가 0.5 mm, 0.3 mm, 0.2 mm 또는 0.1 mm인 정사각형일 수 있다.

유체 핸들링 구조체 저부의 다른 지오메트리가 가능하다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개공보 US 2004-0207824에 개시된 구조체들 중 어느 것이 본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있다.

가스 나이프는 개구부들 사이의 공간에 걸쳐 압력 구배를 생성하도록 개구부들(50)에 충분히 가까운 것이 바람직하다. 예를 들어, 유체 핸들링 구조체(12) 밑에는, 액체의 층(즉, 액체 막) 또는 액적이 축적될 수 있는 고여 있는 구역(stagnant zone)이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 개구부들(50)을 통한 가스의 유속은 2009년 9월 3일에 출원된 미국 특허 출원 US 61/239,555, 및 미국 특허 출원 공개공보 US 2007-0030464에 개시된 바와 같이 세장형 개구부(61)를 통해 가스 유속에 커플링될 수 있으며, 이들 각각은 전문이 본 명세서에 인용 참조된다. 그러므로, 가스 유동은 어퍼처(61)로부터 개구부들(50)로 실질적으로 안쪽방향으로 지향될 수 있다. 개구부들(50) 및 어퍼처(61)를 통한 가스 유속이 동일하다면, 유속은 '밸런싱된(balanced)'다고 칭해질 수 있다. 밸런싱된 가스 유동은 액체 잔여부, 예를 들어 막의 두께를 최소화함에 따라 바람직하다.

가스 나이프용 어퍼처(61)는 개구부들(50)에 의해 형성된 형상과 실질적으로 유사한 형상을 가질 수 있다. 어퍼처(61)에 의해 형성된 형상과 개구부들(50)에 의해 형성된 형상의 에지 사이의 간격은 앞서 언급된 범위 내에 있다. 일 실시예에서, 상기 간격은 일정한 것이 바람직하다.

침지 액체에 가용되고, 침지 액체의 메니스커스의 표면 장력을 감소시키도록 배치된 유체는 가스로서 존재할 수 있거나, 또는 에어로졸(aerosol) 또는 미립자화(atomization)에 의해 형성된 작은 액적들, 또는 운반 가스(carrier gas)에 부유되어 있는(suspended) 형태로(예를 들어, 액체의 증기로서) 존재할 수 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 침지 리소그래피 장치용 모듈은 유체 핸들링 구조체(12)를 포함한다. 상기 모듈은 유체 공급 개구부(300)로의 제공을 위해 침지 액체에 가용되는 유체의 소스(350)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 모듈은 운반 가스 소스(360)를 포함할 수 있다. 운반 가스는 소스(350)로부터 유체 공급 개구부(300)로 침지 액체에 가용되는 유체를 운반하도록 배치될 수 있다.

침지 액체에 가용되고, 침지 액체의 메니스커스의 표면 장력을 낮추도록 배치된 유체는 침지 액체의 메니스커스의 표면 장력을 감소시키는 기능을 달성하는 여하한의 유체일 수 있다. 이를 달성하기 위해, 상기 유체는 적어도 어느 정도 침지 액체에 가용될 필요가 있을 것이다. 상기 유체는 침지 액체에서 10 % 이상의 용해도를 갖는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 상기 유체는 침지 액체에서 15, 20, 30, 또는 심지어 40 % 이상의 용해도를 갖는다. 상기 유체는 물보다 낮은 표면 장력을 갖는 것이 바람직하다. 상기 유체는 충분한 공급을 보장하도록 작동 온도에서 비교적 높은 증기 압력을 갖는다. 물에 녹는 가용성 유체(soluble fluid)의 증기의 흡입(uptake)은 충분히 빨라야 한다. 화학제들의 적합한 종류들로는 알코올, 케톤(예를 들어, 아세톤), 알데히드[예를 들어, 포름알데히드], 유기산(예를 들어, 아세트산 및 포름산), 에스테르 및 아민(암모니아를 포함함)이 있다. 일반적으로, [일반적으로, 더 높은 증기 압력 및 수용성(water solubility)을 제공하는] 낮은 분자량을 갖는 화학제들이 요구된다. 가용성 유체는 분자당 10 개 미만의 탄소 원자들, 바람직하게는 분자당 8 개, 6 개, 5 개, 4 개, 3 개, 또는 심지어 2 개 미만의 탄소 원자들을 갖는 것이 바람직하다. 상기 유체의 일 예시는 IPA[이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)]이다. 상기 유체의 또 다른 예시는 에탄올이다. 일 실시예에서, 가용성 유체는 수소 결합을 겪는 분자들을 갖는 액체이다; 또한, IPA 및 에탄올은 비교적 낮은 증기 압력(즉, 작은 분자들)을 갖는다.

일 실시예에서, 가용성 유체 소스(350)는 액체 형태로 침지 액체에 가용되는 유체의 용기(vessel)를 포함한다. 그 후, 상기 액체[액체로 형성된 원자화된 액적(atomized droplet)들의 구름(cloud) 또는 에어로졸]의 증기는 유체 공급 개구부(300)에 제공되기 이전에 운반 가스 소스(360)로부터 운반 가스로 이송된다. 일 실시예에서, 운반 가스는 액체 형태로 침지 액체에 가용되는 유체의 용기를 통해 기포형성된다. 가스가 액체를 통해 기포형성됨에 따라, 침지 액체에 가용되는 유체의 운반 가스의 증기 압력은 포화점(saturation)까지 증가할 것이다. IPA에 대해, 운반 가스가 질소인 경우, 포화점은 약 4½ 부피 %에서 발생한다. (약 4½ 부피 %에서) IPA로 포화된 질소를 포함하는 이러한 가스를 제공하는 것은, 침지 액체가 초순수(ultra pure water)인 경우, 침지 액체의 메니스커스의 잔류 시간(residence time) 및 용해 속도에 의존하여 약 10 내지 50°의 접촉각 감소를 유도할 수 있다. 이와 같은 낮은 농도(concentration)에서, 침지 액체가 패터닝된 빔 경로에 들어간 경우, 침지 액체의 굴절률은 이미징 오차를 유발하기에 충분하게 변화할 것이라고 예상되지 않는다. IPA의 증발 에너지는 물의 증발 에너지보다 낮지만, 여하한의 증발 부하 감소는 표면적의 증가에 의해 상쇄될 것이다. 운반 가스는 여하한의 가스, 특히 질소, 아르곤, 이산화탄소 등과 같은 불활성 가스들일 수 있다.

일 실시예에서, 가용성 유체는 순수 가스, 또는 가스들의 혼합물로서 제공된다.

일 실시예에서, 액체의 용기는 투과성 측벽(permeable side wall: 355)을 갖는다. 상기 측벽(355)을 따른 운반 가스의 유동은 액체에 대해 투과성 측벽(355)의 다른 측면에 배치된다. 이러한 방식으로, 가용성 유체의 증기 압력은 운반 가스를 증가시킨다. 일 실시예에서, 상기 측벽은 표면적을 최대화하기 위해 코일의 형태로 되어 있을 수 있다.

일 실시예에서는, 유체 공급 개구부(300)로부터, 표면 장력 감소 가스 대신, 표면 장력 감소 액체의 액적 분사(spray of droplet)가 제공될 수 있다.

개구부들(50, 70, 61, 300, 및 400)을 통한 추출 및 제공의 다양한 유속을 제어하는 제어기(500)가 제공된다. 유동 센서들은 신호들을 제어기에 제공하며, 제어기는 신호들을 밸브들로 보내, 유속을 변동시킨다. 예를 들어, 이러한 제어는 정해진(certain) 및/또는 사용자 정의된 유속을 달성하기 위해 자동으로 제어될 수 있다.

도 8은 대향 표면[예를 들어, 기판(W)]이 유체 핸들링 구조체(12) 아래에서 도시된 바와 같이 좌측에서 우측으로 이동하는 것을 제외하고는, 도 7과 동일한 도면을 나타낸다. 이는 메니스커스(90)가 진행하는 메니스커스이고, 유체 핸들링 구조체(12)의 선단 에지(leading edge)가 보여짐을 의미한다. 알 수 있는 바와 같이, 기판(W) 상의 액적(310)이 유체 공급 개구부(300) 아래로 이동된다. 이 지점에서, 유체 공급 개구부(300)로부터 나온 유체가 액적(310)에 용해되며, 액적(310)의 메니스커스의 표면 장력이 감소된다. 따라서, 액적은 높이가 감소되고 평평해진다. 이는, 이후 메니스커스(90)와 충돌하는 액적(320)이 유체 공급 개구부(300)가 없는 경우보다 낮은 높이를 갖는다는 것을 의미한다. 액적(320)의 낮은 높이는 메니스커스(90)와 액적(320)의 충돌 시 침지 액체 내에 기포가 포함될 가능성이 더 낮음을 의미한다.

도 9는 후퇴하는 메니스커스(receding meniscus: 90)[즉, 유체 핸들링 구조체(12)의 후단 에지]를 도시하는 것을 제외하고는, 도 8과 동일하다. 액적(330)이 메니스커스(90)로부터 떨어져 나갈 때, 이는 높은 높이를 갖는다. 액적(330)이 가스 나이프(61) 아래를 통과한 후, 유체 공급 개구부(300)로부터 나온 유체가 액적 에 용해됨에 따라, 메니스커스의 표면 장력을 감소시킨다. 표면 장력의 감소의 결과로, 높은 액적(330)은 평평한 액적(340)으로 높이가 낮아진다. 평평한 액적(340)은 메니스커스(90)와의 충돌 시 침지 액체 내에 기포를 포함시킬 가능성을 감소시키고, 대향 표면에서의 증발로 인해 더 많은 확산 열 부하를 가지며, 만일 액적이 여하한의 건조 얼룩을 유발하더라도, 이러한 건조 얼룩은 그렇지 않은 것보다 덜 농축된다(concentrated).

도 10은 유체 핸들링 구조체(12)의 유체 공급 개구부(300), 및/또는 가스 나이프(61)로부터의 가스 유속과 같은 작동 조건들이 스캔 속도 및 사용되는 가용성 유체 및 레지스트와 같은 변수들에 따라 제어되어, 침지 액체 막에 남아있는 것을 제외하고는, 도 9와 동일하다. 침지 액체 막은, 일 실시예에서 2 내지 50 ㎛ 두께이다. 침지 액체에 용해된 유체의 농도 및 유체 공급 개구부(300)의 존재 때문에, 액체 막은 순수 침지 액체에 비해, 쪼개져 액적을 형성하는 경향이 낮다. 따라서, 증발로 인한 열 부하가 확산되고, 복수의 액적들이 아닌 막의 형태로 된 액체로 인해 충돌 횟수가 감소될 뿐만 아니라, 액적들에 비해 낮은 막 높이로 인해, (기포가 침지 액체에 포함될 위험성을 갖는) 액적/메니스커스 충돌 횟수가 모두 감소된다. 도 10의 막은 가스 공급 개구부(300)로부터 메니스커스(90)를 차단하지 않음으로써 달성될 수 있으며, 몇몇 상황들에서 이는 바람직할 수 있다. 예를 들어, 이를 달성하기 위해, 가스 나이프(61)로부터 나오는 가스 유속이 감소될 수 있거나, 제거될 수 있다. 하지만, 유체 공급 개구부(300)로부터 나오는 유체는 메니스커스(90)의 접촉각에 영향을 주며, 접촉각을 감소시키고, 가능하게는 침지 공간으로부터 허용가능한 액체 손실 속도로 달성될 수 있는 최대 스캔 속도를 감소시킨다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체(12)의 일부분을 도시한 개략적 단면도이다. 예를 들어, 유체 핸들링 구조체 외부의 주위 대기에서 유체 핸들링 구조체(12) 외부에 있는 영역과 액체가 수용된 공간(11) 사이의 경계에, 복수의 개구부들(50) 및 어퍼처(61)가 앞서 설명된 방식으로 배치될 수 있다. 복수의 개구부들(50)은 상기 공간으로부터 유체 핸들링 구조체(12) 안으로 액체를 추출하는데 사용하기 위해 제 1 라인에 배치될 수 있다. 상기 어퍼처(61)는 제 2 라인에 제공될 수 있으며, 가스 나이프 디바이스를 형성하도록 배치된다. 가스 나이프로부터 나온 가스는 제 1 라인의 개구부들(50)을 향해 액체를 유동시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 공간으로부터 유체 핸들링 구조체 안으로 액체를 추출하는데 사용하기 위해, 복수의 개구부들(50) 대신에, 세장형 개구부가 제 1 라인에 제공될 수도 있다.

1 이상의 개구부들(71)이 제 1 및 제 2 라인들보다 침지 액체로부터 더 멀리 있는 제 3 라인, 또는 액적 라인에 제공될 수 있다. 제 4 라인, 또는 액적 나이프 라인에 배치된 어퍼처(72)에 의해 제 2 가스 나이프 디바이스가 형성된다[일 실시예에서, 어퍼처(72)는 복수의 어퍼처들(72)을 갖는다]. 제 4 라인은 제 3 라인보다 침지 액체를 수용하는 공간(11)으로부터 더 멀리 있도록 배치된다. 제 2 가스 나이프 디바이스를 통한 가스 유동은 주로 안쪽방향으로 지향될 수 있어, 이 대부분이 1 이상의 개구부들(71)을 통과한다. 일 실시예에서는, 1 이상의 개구부들(71) 및 제 2 가스 나이프 디바이스의 어퍼처(72)를 통한 가스 유동이 밸런싱된다.

이 실시예의 유체 핸들링 구조체는 복수의 제 1 개구부들(50)과 연계하여 작동하는 제 1 가스 나이프 디바이스를 포함한다. 이 조합은 침지 액체의 1차 추출을 수행한다.

유체 핸들링 구조체는 개구부들(71)의 제 3 라인과 함께 작동하는 제 2 가스 나이프 디바이스를 갖는다. 1 이상의 개구부들 및 이와 연계된 가스 나이프의 추가적인 조합의 제공은 예상하지 못했던 장점을 가질 수 있다.

유체 핸들링 구조체에 2 개의 가스 나이프 디바이스들 및 이와 연계된 추출용 개구부들의 제공은 각 조합의 공정 제어 파라미터들의 세팅 및/또는 설계가 각 조합의 특정한 목적에 대해 선택될 수 있도록 허용하며, 이는 상이할 수 있다. 제 1 가스 나이프를 형성하는 제 2 라인의 어퍼처(61)로부터의 가스 유속은 제 2 가스 나이프 디바이스를 형성하는 제 4 라인의 어퍼처(72)로부터의 가스 유속보다 더 느릴 수 있다.

일 실시예에서는, 제 2 라인의 어퍼처(61)를 통한 가스의 유속을 제어하기 위해 제어기(63)가 제공된다. 일 실시예에서, 상기 제어기(63)는 제 1 라인의 개구부들(50)을 통한 가스의 유속을 제어할 수도 있다. 상기 제어기(63)는 과대압력원(64)(예를 들어, 펌프) 및/또는 과소압력원(65)(예를 들어, 펌프, 가능하게는 과대압력을 제공하는 것과 동일한 펌프)을 제어할 수 있다. 상기 제어기(63)는 원하는 유속을 달성하기 위해 1 이상의 적합한 유동 제어 밸브들에 연결될 수 있다. 상기 제어기는 추출된 유속을 측정하기 위해 1 이상의 개구부들(50)과 연계된 1 이상의 2-상 유속계(flow rate meter), 공급된 가스 유속을 측정하기 위해 어퍼처(61)와 연계된 유속계, 또는 둘 모두에 연결될 수 있다. 2-상 유속계에 적합한 구성은 2009년 6월 30일에 출원된 미국 특허 출원 US 61/213,657에 개시되며, 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.

어퍼처(72)를 통해 가스의 유속을 제어하기 위해 제어기(73)[제어기(63)와 동일할 수 있음]가 제공된다. 또한, 제어기(73)는 1 이상의 개구부들(71)을 통해 가스의 유속을 제어한다. 제어기(73)는 과대압력원(74)(예를 들어, 펌프) 및/또는 과소압력원(75)(예를 들어, 펌프, 가능하게는 과대압력을 제공하는 것과 동일한 펌프)을 제어할 수도 있다. 원하는 유속을 제공하기 위해 제어기(73)에 의해 제어되고 이에 연결된 1 이상의 적합한 제어 밸브들이 존재할 수 있다. 상기 제어기는 1 이상의 개구부들(71)을 통한 유동을 측정하도록 배치된 1 이상의 2-상 유속계들, 어퍼처(72)를 통한 유동을 측정하도록 배치된 1 이상의 유속계들, 또는 둘 모두에 의해 공급된 유동 측정치들에 기초하여 밸브들을 제어할 수 있다. 이러한 구성은 제 1 및 제 2 라인들과 연계된 유동 구성요소들에 대한 구성과 유사할 수 있다.

도 11에 도시된 실시예에서는, 유체 핸들링 구조체의 하부면(51)에 후퇴부(80)가 제공된다. 상기 후퇴부(80)는 제 2 및 제 3 라인 사이의 제 5 라인, 또는 후퇴부 라인에 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 후퇴부(80)는 제 1 내지 제 4 라인들 중 어느 하나와 평행하게, 바람직하게는 적어도 제 2, 제 3 또는 둘 모두에 평행하도록 배치된다.

상기 후퇴부(80)는 가스 도관(82)에 의해 주위 대기와 같은 대기, 예를 들어 유체 핸들링 구조체 외부의 영역에 연결된 1 이상의 개구부들(81)을 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 후퇴부(80)는, 바람직하게는 외부 대기에 연결될 때, 제 1 가스 나이프 디바이스 및 이와 연계된 제 1 라인의 1 이상의 개구부들(50)을, 제 2 가스 나이프 디바이스 및 이와 연계된 제 3 라인의 1 이상의 개구부들(71)로부터 해제(decouple)시키는 기능할 수 있다. 상기 후퇴부(80)는 어느 한 쪽에 배치된 구성요소들의 작동을 해제시키며; 따라서 상기 후퇴부의 반경방향 안쪽의 특징부들은 반경방향 바깥쪽의 특징부들로부터 해제된다.

내측 가스 나이프(61)와 1 이상의 외측 추출 개구부들(71) 사이에 평평한 표면을 제공하거나, 이 사이에 단차(step)를 제공하거나, 이 사이에 경사진(바람직하게는, 곡선형) 표면을 제공함으로써, 및/또는 본 명세서에서 전문이 인용 참조되는 2010년 4월 22일에 출원된 미국 특허 출원 US 61/362,972에 개시된 바와 같이 내측 가스 나이프(61)를 생략함으로써, 도 11의 실시예가 변형될 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같은 시스템은 2009년 11월 12일에 출원된 US 61/260,491에 자세히 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 제 2 가스 나이프(72)의 반경방향 바깥쪽에 유체 공급 개구부(300) 및 유출 개구부(400)를 제공함으로써, 이러한 시스템에 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있다. 일 실시예에서는, 유체 공급 개구부(300) 및 유출 개구부(400)가 어퍼처(61)의 반경방향 바깥쪽에, 또한 외측 추출 개구부(71)의 반경방향 안쪽, 예를 들어 후퇴부(80)의 안쪽에 제공될 수 있다. 일 실시예에서는, 두 세트의 유체 공급 개구부(300) 및 유출 개구부(400)가 존재할 수 있으며, 이 세트는 외측 추출 개구부(71)의 반경방향 안쪽과 바깥쪽에 각각 존재할 수 있다. 일 실시예에서는, 외측 개구부(71)를 통해 가용성 유체가 제공된다.

도 12는 유체 핸들링 구조체(12)의 또 다른 실시예의 단면도이다. 도 12의 유체 핸들링 구조체(12)는 아래에 설명되는 것을 제외하고는 도 6 및 도 7과 동일하다.

도 12에서는, 가스 공급 개구부(300) 또는 유출 개구부(400)가 필수적이지 않다(선택적인 특징부로서 도 12에 도시되어 있지만, 이들은 생략될 수 있음). 대신, 침지 액체로 채워지는 공간이 2 개의 상이한 액체들로 채워진다. 패터닝된 빔이 통과하는 침지 액체 인클로저는 유체 핸들링 구조체(12)의 내측벽(600), 대향 표면[예를 들어, 기판(W)], 및 투영 시스템(PS)의 최종 요소에 의해 정의된다. 침지 액체 인클로저의 측면을 정의하는 측벽(600)은 침지 액체 인클로저 내에 침지 액체의 제공을 위한 개구부(13)를 포함한다.

액체로 채워진 공간의 잔여부는 유체 핸들링 구조체(12)의 저부 표면(51)과 대향 표면 사이의 갭의 일부분이다. 이 갭은 액체 공급 개구부들(70)로부터 액체로 채워진다.

액체 공급 개구부(70)로부터 유출구(50)로 액체의 반경방향 바깥쪽 유동을 배열함으로써, 갭으로부터의 액체와 침지 액체 인클로저 내의 액체의 혼합이 실질적으로 감소될 수 있다. 그러므로, 개구부(13)를 통해 침지 액체 인클로저에 제공된 액체와 상이한, 액체 공급 개구부(70)를 통해 갭 내에 제공된 액체를 사용할 수 있다. 이는 두 가지 타입의 유체가 이들의 특정한 기능에 대해 최적화되게 한다.

갭 내의 유체의 경우, 유체 핸들링 구조체(12) 밑을 통과한 후 액적들이 대향 표면에 남겨질 때, 액적들은 낮은 높이를 갖는 것이 바람직하다. 앞서 설명된 바와 같이, 평평한 액적은 이후 대향 표면과 유체 핸들링 구조체(12) 사이에 연장된 메니스커스(90)와의 충돌 시 기포를 포함시킬 가능성이 더 낮다. 그러므로, 공급 개구부(70)에 의해 갭에 제공된 액체는, 예를 들어 액체가 낮은 표면 장력을 제공하는 것을 보장함으로써 침지 액체 인클로저 내의 액체에 기포 함유 가능성을 감소시키도록 최적화된다. 침지 유체 인클로저에 제공된 액체는 그 광학 특성들에 대해 최적화될 수 있다. 공급 개구부(70)를 통해 제공된 액체는 패터닝된 빔(B)으로의 노광과 반드시 호환될 필요는 없는데, 이는 이것이 침지 액체 인클로저에 실질적으로 들어가지 않기 때문이며, 예를 들어 패터닝된 빔(B)에 의해 조명되지 않기 때문이다. 2 개의 액체들은 혼합되지 않는 것이 바람직하다. 적합한 액체는 IPA, 예를 들어 IPA의 수용액의 형태로 되어 있을 수 있다. 접촉각 변화 가스(contact angle changing gas)를 형성하는데 사용될 수 있는 여하한의 액체들이, 예를 들어 수용성의 형태의 액체로서 사용될 수 있다.

이해되는 바와 같이, 앞서 설명된 특징부들 중 어느 것도 여하한의 다른 특징부들과 함께 사용될 수 있으며, 본 명세서에서 다루어지는 명시적으로 설명된 이러한 조합들에만 한정되는 것은 아니다.

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, 마이크로스케일, 또는 심지어 나노스케일 피처들을 갖는 구성요소들을 제조하는데 있어서 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, 약 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 이의 조합으로 언급될 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 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 판독 가능한 명령어는 2 이상의 컴퓨터 프로그램들에서 구현될 수 있다. 2 이상의 컴퓨터 프로그램들은 1 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다.

앞서 설명된 제어기들은 신호들을 수신하고, 처리하며, 보내는 여하한의 적절한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 제어기는 상기 설명된 방법들을 위해 기계-판독가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 1 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 또한, 제어기들은 이러한 컴퓨터 프로그램들을 저장하는 데이터 저장 매체, 및/또는 이러한 매체를 수용하는 하드웨어를 포함할 수 있다.

본 발명의 1 이상의 실시예들은 여하한의 침지 리소그래피 장치, 특히 배타적인 것은 아니지만, 앞서 언급된 타입들에 적용될 수 있으며, 침지 액체가 배스의 형태로 기판의 국부화된 표면 영역 상에만 제공되는지 또는 기판 및/또는 기판 테이블 상에 한정되지 않는지에 따라 적용될 수 있다. 한정되지 않는 구성에서는, 기판 및/또는 기판 테이블의 덮이지 않은 전체 표면이 실질적으로 습식 상태가 되도록, 기판 및/또는 기판 테이블의 표면에 걸쳐 침지 액체가 유동할 수 있다. 이러한 한정되지 않은 침지 시스템에서, 액체 공급 시스템은 침지 액체를 한정하지 않을 수 있거나, 침지 액체의 일부분을 한정하지만, 실질적으로 침지 액체를 완전하게 한정하지 않을 수도 있다.

본 명세서에서 고려되는 액체 공급 시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 소정 실시예들에서, 이는 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 액체를 제공하는 메커니즘 또는 구조체들의 조합일 수 있다. 이는 1 이상의 구조체, 1 이상의 액체 유입구, 1 이상의 가스 유입구, 1 이상의 가스 유출구, 및/또는 상기 공간에 액체를 제공하는 1 이상의 액체 유출구의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분일 수 있거나, 상기 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전히 덮을 수 있거나, 상기 공간은 기판 및/또는 기판 테이블을 에워쌀 수 있다. 액체 공급 시스템은, 선택적으로 위치, 양, 질, 형상, 유속 또는 액체의 여타의 특징들을 제어하는 1 이상의 요소들을 더 포함할 수 있다.

상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

1. 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체에서, 상기 유체 핸들링 구조체는: 침지 유체를 수용하도록 구성된 공간으로부터 상기 유체 핸들링 구조체 외부의 영역까지의 일 경계부에, 상기 공간으로부터 반경방향 바깥쪽 방향으로 침지 유체의 통행을 가로막는 메니스커스 고정 특징부; 및 상기 메니스커스 고정 특징부의 반경방향 바깥쪽에, 상기 침지 유체에 가용되는 유체를 공급하는 유체 공급 개구부를 순차적으로 가지며, 상기 유체는 침지 유체에 용해 시 상기 침지 유체의 표면 장력을 낮춘다.

2. 상기 1의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 유체 공급 개구부에서 나오는 가용성 유체로부터 상기 공간 내의 침지 유체를 차폐하는 차폐 디바이스를 포함한다.

3. 상기 2의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 차폐 디바이스는 상기 메니스커스 고정 특징부를 포함한다.

4. 상기 2 또는 3의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 차폐 디바이스는, 바람직하게는 100 l/min/m의 가스 유속을 갖는 가스 나이프를 포함한다.

5. 상기 2 내지 4 중 어느 하나의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 차폐 디바이스는 상기 유체 공급 개구부의 반경방향 안쪽에 존재한다.

6. 상기 1의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 메니스커스 고정 특징부는 상기 공간의 에지에서 침지 유체의 반경방향 바깥쪽 유동을 형성하도록 구성되고 배치되며, 상기 침지 유체는 액체이다.

7. 상기 6의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 메니스커스 고정 특징부는 상기 공간을 적어도 부분적으로 둘러싸는 라인에, 상기 유체 핸들링 구조체 외부로부터 가스 및/또는 액체를 추출하는 복수의 추출 개구부들을 포함한다.

8. 상기 7의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 메니스커스 고정 특징부의 반경방향 안쪽에, 상기 공간에 액체를 공급하는 액체 공급 개구부를 더 포함한다.

9. 상기 1 내지 8 중 어느 하나의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 유체 공급 개구부는 상기 가용성 유체를 기체 형태로 공급하도록 구성된다.

10. 상기 1 내지 9 중 어느 하나의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 유체 공급 개구부의 반경방향 바깥쪽에 유출 개구부를 더 포함하고, 상기 유출 개구부는 상기 유출 개구부를 통해 상기 유체 공급 개구부로부터 가스를 추출하도록 구성되며, 바람직하게는 상기 가용성 유체는 가스로 공급된다.

11. 상기 10의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 유출 개구부는 상기 메니스커스 고정 특징부가 형성된 부재와 별도인 부재에 존재하고, 및/또는 상기 유출 개구부는 상기 유체 공급 개구부가 형성된 부재와 별도인 부재에 존재한다.

12. 상기 1 내지 11 중 어느 하나의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 유체 공급 개구부는 상기 메니스커스 고정 특징부가 형성된 부재와 별도인 부재에 존재한다.

13. 상기 1 내지 12 중 어느 하나의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 유체 공급 개구부로부터 나온 유체가 용해되는 침지 유체 막을, 상기 유체 핸들링 시스템 아래에서 이동하는 표면 상에 남아 있도록 구성되고 배치된다.

14. 침지 리소그래피 장치용 모듈에서, 상기 모듈은 상기 1 내지 13 중 어느 하나에 따른 유체 핸들링 구조체를 포함한다.

15. 상기 14의 모듈에서, 침지 유체에 가용되고, 침지 유체에 용해 시 상기 침지 유체의 메니스커스의 표면 장력을 낮추며, 유체 공급 개구부에 제공되도록 배치된 유체의 가용성 유체 소스를 더 포함한다.

16. 상기 15의 모듈에서, 상기 가용성 유체 소스는 상기 침지 유체에서 10 % 이상, 15 % 이상, 또는 20 % 이상의 용해도를 갖는 유체의 소스이다.

17. 상기 14 또는 15의 모듈에서, 상기 가용성 유체 소스는 알코올, 케톤, 알데히드, 유기산, 에스테르, 아민을 포함하는 그룹으로부터 선택된 1 이상의 화학제들의 소스이다.

18. 상기 15 내지 17 중 어느 하나의 모듈에서, 상기 가용성 유체 소스는 IPA 또는 에탄올의 소스이다.

19. 상기 15 내지 18 중 어느 하나의 모듈에서, 상기 가용성 유체 소스는 액체 형태로 침지 유체에 가용되는 상기 가용성 유체의 용기를 포함한다.

20. 상기 19의 모듈에서, 상기 용기는 상기 가용성 유체를 통한 기포형성을 위해 운반 가스를 도입하는 유입구를 포함한다.

21. 상기 19의 모듈에서, 상기 용기는 투과가능한 측벽을 포함하고, 상기 가용성 유체의 액체 맞은 편에서 상기 투과가능한 측벽의 한쪽에 운반 가스를 유동시키도록 배치된다.

22. 상기 14 또는 15의 모듈에서, 상기 가용성 유체가 제공될 가스의 운반 가스 소스를 더 포함한다.

23. 상기 14 내지 22 중 어느 하나의 모듈에서, 상기 유체 핸들링 구조체 안으로 들어가는 유동 유속, 및/또는 상기 유체 핸들링 구조체로부터 나오는 유동 유속을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.

24. 상기 14 내지 23 중 어느 하나의 모듈에서, 침지 유체 소스를 더 포함한다.

25. 상기 1 내지 13 중 어느 하나의 유체 핸들링 구조체, 또는 상기 14 내지 24 중 어느 하나의 모듈을 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.

26. 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체에서, 상기 유체 핸들링 구조체는: 침지 유체를 수용하도록 구성된 공간으로부터 상기 유체 핸들링 구조체 외부의 영역까지의 일 경계부에, 상기 공간으로부터 반경방향 바깥쪽 방향으로 침지 유체의 통행을 가로막는 가스 나이프; 및 상기 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽에 표면 장력 감소 유체를 제공하는 표면 장력 감소 유체 개구부를 순차적으로 갖는다.

27. 상기 26의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 가스 나이프를 통한 가스의 가스 유속은 100 l/min/m보다 낮다.

28. 상기 26 또는 27의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 공간을 적어도 부분적으로 둘러싸는 라인에, 상기 유체 핸들링 구조체 외부로부터 가스 및/또는 액체를 추출하는 복수의 추출 개구부들을 더 포함한다.

29. 상기 28의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 복수의 추출 개구부들은 상기 가스 나이프의 반경방향 안쪽에 존재하고, 상기 가스 나이프로부터 나오는 가스 유속은 상기 복수의 추출 개구부들로 들어가는 조합된 가스 유속보다 높다.

30. 상기 26 내지 29 중 어느 하나의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 표면 장력 감소 유체 개구부로부터 유체의 추출을 위해 상기 표면 장력 감소 유체 개구부의 반경방향 바깥쪽에 유출 개구부를 더 포함한다.

31. 상기 26 내지 30 중 어느 하나의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 표면 장력 감소 유체 개구부는 상기 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽으로 액체의 분사를 제공하도록 구성되고 배치된다.

32. 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체에서, 상기 유체 핸들링 구조체는: 사용 시, 대향 표면에 의해 정의된 침지 액체 인클로저의 저부와 침지 액체 인클로저의 측면을 정의하는 내부 측벽; 상기 침지 액체 인클로저에 침지 액체를 제공하는 상기 내부 측벽 내의 제 1 개구부; 사용 시, 대향 표면과 마주하고, 상기 침지 액체에 대해 낮은 표면 장력을 갖는 액체를 상기 유체 핸들링 구조체와 상기 대향 표면 사이의 갭에 제공하는, 상기 유체 핸들링 구조체의 저부 벽 내의 제 2 개구부; 및 상기 갭을 따라 반경방향 바깥쪽 방향으로 액체의 통행을 가로막는 메니스커스 고정 특징부를 가지며, 상기 메니스커스 고정 특징부는 상기 제 2 개구부의 반경방향 바깥쪽에 존재한다.

33. 상기 32의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 메니스커스 고정 특징부는 상기 갭에 침지 액체의 반경방향 바깥쪽 유동을 형성하도록 구성되고 배치된다.

34. 상기 33의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 메니스커스 고정 특징부는 상기 공간을 적어도 부분적으로 둘러싸는 라인에, 상기 유체 핸들링 구조체 외부로부터 가스 및/또는 액체를 추출하는 복수의 추출 개구부들을 포함한다.

35. 상기 34의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 메니스커스 고정 특징부는 상기 복수의 추출 개구부들의 반경방향 바깥쪽에 가스 나이프를 포함한다.

36. 상기 32 내지 35 중 어느 하나의 유체 핸들링 구조체에서, 상기 제 2 개구부에서 나오는 액체는 IPA 또는 에탄올이다.

37. 디바이스 제조 방법에서, 메니스커스 고정 특징부에 의해 한정된 침지 액체를 통해 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계, 및 상기 침지 액체에 가용되는 유체를 공급하는 단계를 포함하고, 상기 유체는 상기 침지 액체에 용해 시 상기 메니스커스 고정 특징부의 반경방향 바깥쪽 위치에서 상기 침지 액체의 표면 장력을 낮춘다.

38. 디바이스 제조 방법에서, 가스 나이프에 의해 공간에 한정된 침지 액체를 통해, 테이블에 위치된 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계, 및 상기 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽에 표면 장력 감소 유체를 제공함으로써, 상기 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 침지 액체의 표면 장력을 낮추는 단계를 포함한다.

39. 디바이스 제조 방법에서, 침지 액체를 통해 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계 - 상기 침지 액체는 상기 기판 및 유체 핸들링 구조체의 내부 벽에 의해 정의된 침지 유체 인클로저에 제공됨 -; 및 상기 유체 핸들링 구조체의 메니스커스 고정 특징부의 반경방향 안쪽 위치에서 상기 기판과 상기 유체 핸들링 구조체 사이의 갭에 상기 침지 액체에 대해 낮은 표면 장력을 갖는 제 2 액체를 제공하는 단계를 포함한다.

Claims (15)

1. 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체에 있어서,
   침지 액체를 수용하도록 구성된 공간으로부터 상기 유체 핸들링 구조체 외부의 영역까지의 일 경계부에,
   상기 공간으로부터 반경방향 바깥쪽 방향으로 침지 액체의 통행을 가로막는(resist) 유체 추출 개구부(50) 및 상기 유체 추출 개구부의 반경방향 바깥쪽 방향의 가스 나이프(61)를 갖는 메니스커스 고정 특징부(meniscus pinning feature); 및
   상기 메니스커스 고정 특징부 중 상기 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽에, 상기 침지 액체에 가용되는(soluble) 유체를 공급하는 유체 공급 개구부(300)를 순차적으로(successively) 가지며, 상기 유체는 상기 공간으로부터 빠져나간 침지 액체에 용해 시 상기 빠져나간 침지 액체의 표면 장력을 낮추며,
   상기 가스 나이프는 상기 공간 내의 침지 액체를 상기 유체 공급 개구부로부터 나오는 가용 유체로부터 차폐(shield)시키도록 반경방향 바깥쪽으로의 가스 유동을 형성하도록 구성되는 유체 핸들링 구조체.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 메니스커스 고정 특징부는 상기 공간의 에지에서 침지 유체의 반경방향 바깥쪽 유동을 형성하도록 구성되고 배치되는 유체 핸들링 구조체.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 유체 공급 개구부의 반경방향 바깥쪽에 유출 개구부를 더 포함하고, 상기 유출 개구부는 상기 유출 개구부를 통해 상기 유체 공급 개구부로부터 가스를 추출하도록 구성되며, 상기 가용되는 유체는 가스로 공급되는 유체 핸들링 구조체.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 가스 나이프는 100 l/min/m의 가스 유속을 갖는 가스를 제공하도록 구성되는 유체 핸들링 구조체.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 유체 공급 개구부는 상기 가용되는 유체를 기체 형태로 공급하도록 구성되는 유체 핸들링 구조체.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 유체 공급 개구부는 상기 메니스커스 고정 특징부가 형성된 부재와 별도인 부재에 존재하는 유체 핸들링 구조체.
10. 침지 리소그래피 장치용 모듈에 있어서,
    상기 모듈은 상기 제 1 항에 따른 유체 핸들링 구조체를 포함하는 모듈.
11. 제 10 항에 있어서,
    침지 액체에 가용되고, 침지 액체에 용해 시 상기 침지 액체의 메니스커스의 표면 장력을 낮추며, 유체 공급 개구부에 제공되도록 배치된 유체의 가용성 유체 소스를 더 포함하는 모듈.
12. 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체에 있어서,
    침지 유체를 수용하도록 구성된 공간으로부터 상기 유체 핸들링 구조체 외부의 영역까지의 일 경계부에,
    상기 공간으로부터 반경방향 바깥쪽 방향으로 침지 유체의 통행을 가로막는 가스 나이프(61); 및
    상기 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽에 표면 장력 감소 유체를 제공하는 표면 장력 감소 유체 개구부(300)를 순차적으로 갖고,
    상기 침지 액체에 가용되는(soluble) 표면 장력 감소 유체는, 상기 공간으로부터 빠져나간 침지 액체에 용해 시 상기 빠져나간 침지 액체의 표면 장력을 낮추도록 구성되며,
    상기 가스 나이프는, 상기 표면 장력 감소 유체 개구부(300)에서 나오는 공급된 가용 유체가 상기 공간 내의 침지 액체에 도달하지 못하도록 반경방향 바깥쪽으로의 가스 유동을 형성하도록 구성되는 유체 핸들링 구조체.
13. 삭제
14. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    유체 추출 개구부(50)와 상기 유체 추출 개구부의 반경방향 바깥쪽의 가스 나이프(61)를 포함하는 메니스커스 고정 특징부에 의해 한정된 침지 액체를 통해 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계;
    상기 침지 액체에 가용되는 유체를 공급하는 단계로서, 상기 유체는 공간으로부터 빠져나온 상기 침지 액체에 용해 시 상기 메니스커스 고정 특징부 중 상기 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽 위치에서 상기 빠져나온 침지 액체의 표면 장력을 낮추는 단계; 및
    상기 공급된 가용 유체가 상기 한정된 침지 액체에 도달하지 못하도록 상기 가스 나이프(61)로부터 반경 방향 바깥쪽으로의 가스 유동을 형성하는 단계;
    를 포함하는 디바이스 제조 방법.
15. 삭제

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