KR101596403B1 - 리소그래피 장치, 리소그래피 장치 제어 방법, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
리소그래피 장치를 조작하는 방법을 개시한다. 리소그래피 장치 조작 방법은, 기판을 지지하는 기판 테이블을 투영 시스템에 대하여 이동시키는 단계와, 기판의 에지에 있거나 또는 기판의 에지 부근에 있는 소정 영역 내에서의 타겟의 이미징 동안 기판 테이블과 투영 시스템 간의 스캐닝 속력을 조정하거나, 또는 기판의 에지에 있거나 또는 기판의 에지 부근에 있는 소정 영역에서의 인접한 타겟 위치들 사이에서 스텝핑 속력을 조정하거나, 또는 이러한 스캐닝 속력 및 스텝핑 속력 양자를 함께 조정하는 단계를 포함한다. 스캐닝 속력 및/또는 스텝핑 속력을 조정하는 단계는 이러한 속력을 저하시키는 단계를 포함할 수 있다. 투영 시스템은 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된다.
Description
본 발명은 리소그래피 장치, 리소그래피 장치 제어 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)로 이루어진 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. 하나의 구현예에서, 액체로는 증류수가 가능하지만, 다른 액체가 사용될 수도 있다. 본 발명의 실시예는 액체를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 또 다른 유체, 구체적으로는 습윤 유체(wetting fluid), 압축할 수 없는 유체, 및/또는 공기보다 높은 굴절률을 갖는, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적합할 수도 있다. 가스를 배제시키는 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 탄화수소 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 가속되어야 하는 상당한 부피의 액체가 존재한다는 것을 의미한다. 이와 같이 하기 위해서는 모터를 추가하거나 더 강력한 모터를 사용할 필요가 있으며, 액체 내에서의 요동에 의해 바람직하지 않은 동시에 예측 가능하지 않은 영향이 야기될 수도 있다.
액침 장치에서, 액침 유체는 유체 핸들링 시스템, 유체 핸들링 디바이스 구조체 또는 유체 핸들링 장치에 의해 핸들링된다. 하나의 구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 액침 유체를 공급할 수도 있으며, 그에 따라 유체 공급 시스템이 될 수도 있다. 하나의 구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 적어도 부분적으로는 액침 유체를 제한할 수도 있으며, 이에 의해 유체 제한 시스템(fluid confinement system)이 될 수도 있다. 하나의 구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 액침 유체에 대한 장벽을 형성할 수도 있으며, 이에 의해 유체 제한 구조와 같은 장벽 부재가 될 것이다. 하나의 구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 예컨대 액침 유체의 흐름 및/또는 위치를 조절하는 것을 지원하기 위해 가스의 흐름을 생성하거나 이용할 수도 있다. 가스의 흐름은 액침 유체를 제한하기 위한 밀봉(seal)을 형성할 수도 있으므로, 유체 핸들링 구조가 시일 부재로서 지칭될 수도 있으며, 이러한 밀봉 부재는 유체 제한 구조가 될 것이다. 하나의 구현예에서, 액침액이 액침 유체로서 사용된다. 그 경우, 유체 핸들링 시스템은 액체 핸들링 시스템이 될 것이다. 전술한 설명을 참조하여, 유체에 대하여 정의된 특징에 대한 이 단락에서의 언급은 액체에 대해 정의된 특징을 포함하는 것으로 이해될 수도 있다.
이에 대하여 제안된 장치 중의 하나에서는, 액체 공급 시스템으로 하여금, 기판의 국소 영역 및 투영 시스템의 최종 요소와 기판의 사이에만, 액체 제한 시스템을 이용하여 액체를 제공하도록 한다(기판은 일반적으로 투영 시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이것을 달성하기 위해 제안된 방식 중의 하나가 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 적어도 하나의 유입구에 의해 기판 상에 공급되고, 투영 시스템 아래를 통과한 후에 적어도 하나의 배출구에 의해 제거된다. 즉, 기판이 최종 요소 아래에서 -X 방향으로 스캔될 때, 액체는 최종 요소의 +X 측에서 제공되고, -X 측에서 흡수된다. 도 2에는, 액체가 유입구를 통해 제공되어, 저압 소스에 연결되어 있는 배출구에 의해 최종 요소의 다른 측면에서 흡수되는 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 기판(W) 위의 화살표들은 액체 흐름의 방향을 나타내고, 기판(W) 아래의 화살표는 기판 테이블의 이동 방향을 나타낸다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대한 기판(W)의 이동 방향을 따라 공급되지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 최종 요소 주변에 위치된 유입구와 배출구의 배향 및 개수가 다양하게 이용될 수도 있다. 그에 대한 일례로서, 도 3은 양쪽 측면에 위치된 4 세트의 유입구와 배출구가 최종 요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되는 예를 도시하고 있다. 액체 공급 및 액체 회수에 있어서의 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 외측에 방사상으로 배열된 복수의 불연속 배출구에 의해 제거된다. 유입구 및 배출구는 중앙에 구멍이 형성되어 있는 플레이트 내에 배치되고, 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 발생한다. 어느 유입구와 배출구의 조합을 사용할지에 대한 선택은 기판(W)의 이동 방향에 좌우될 것이다(다른 조합의 유입구와 배출구는 비작동 상태로 된다). 도 4의 횡단면도에서, 화살표들은 유입구 내의 액체 흐름과 배출구 외부의 액체 흐름의 방향을 나타낸다.
유럽 특허 출원 공보 EP 1420300 및 미국 특허 출원 공보 US 2004-0136494에는, 2중 또는 듀얼 스테이지 액침 리소그래피 장치의 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치는 기판을 지지하기 위한 2개의 테이블을 갖는다. 액침액이 없는 제1 위치에 있는 테이블에서는 레벨링 측정이 수행되고, 액침액이 존재하는 제2 위치에 있는 테이블에서는 노광이 수행된다. 이와 달리, 액침 리소그래피 장치는 단지 하나의 테이블을 가질 수도 있다.
PCT 특허 출원 공개 번호 WO 2005/064405에는 액침액이 제한되지 않는 전체 습윤 장치(all wet arrangement)가 개시되어 있다. 이러한 시스템에서, 기판의 상면 전체가 액체로 덮여진다. 이러한 구성은 기판의 상면 전체가 실질적으로 동일한 조건에 노출되기 때문에 이로울 것이다. 이러한 구성은 기판의 가공 및 온도 제어에 대해 장점을 갖는다. WO 2005/064405에서는, 액체 공급 시스템이 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 갭에 액체를 제공한다. 그 액체는 기판의 나머지 부분 위에서 누출될 수 있게(또는 흘러나가게) 된다. 기판 테이블의 에지에 있는 장벽은 액체가 빠져나오는 것을 방지하여 액체가 제어된 방식으로 기판 테이블의 상면에서 제거될 수 있도록 한다. 이러한 시스템이 기판의 가공 및 온도 조절을 향상시키지만, 여전히 액침액의 기화가 발생할 것이다. 이 문제를 경감시키는데 도움을 주는 한 가지 방안이 미국 특허 출원 공개 번호 US 2006/0119809에 개시되어 있다. 모든 위치에서 기판을 덮고 또한 자신과 기판 및/또는 기판을 유지하고 있는 기판 테이블의 상면과의 사이에서 액침액이 연장하도록 배치되어 있는 부재가 제공된다.
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. 하나의 구현예에서, 액체로는 증류수가 가능하지만, 다른 액체가 사용될 수도 있다. 본 발명의 실시예는 액체를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 또 다른 유체, 구체적으로는 습윤 유체(wetting fluid), 압축할 수 없는 유체, 및/또는 공기보다 높은 굴절률을 갖는, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적합할 수도 있다. 가스를 배제시키는 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 탄화수소 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 가속되어야 하는 상당한 부피의 액체가 존재한다는 것을 의미한다. 이와 같이 하기 위해서는 모터를 추가하거나 더 강력한 모터를 사용할 필요가 있으며, 액체 내에서의 요동에 의해 바람직하지 않은 동시에 예측 가능하지 않은 영향이 야기될 수도 있다.
액침 장치에서, 액침 유체는 유체 핸들링 시스템, 유체 핸들링 디바이스 구조체 또는 유체 핸들링 장치에 의해 핸들링된다. 하나의 구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 액침 유체를 공급할 수도 있으며, 그에 따라 유체 공급 시스템이 될 수도 있다. 하나의 구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 적어도 부분적으로는 액침 유체를 제한할 수도 있으며, 이에 의해 유체 제한 시스템(fluid confinement system)이 될 수도 있다. 하나의 구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 액침 유체에 대한 장벽을 형성할 수도 있으며, 이에 의해 유체 제한 구조와 같은 장벽 부재가 될 것이다. 하나의 구현예에서, 유체 핸들링 시스템은 예컨대 액침 유체의 흐름 및/또는 위치를 조절하는 것을 지원하기 위해 가스의 흐름을 생성하거나 이용할 수도 있다. 가스의 흐름은 액침 유체를 제한하기 위한 밀봉(seal)을 형성할 수도 있으므로, 유체 핸들링 구조가 시일 부재로서 지칭될 수도 있으며, 이러한 밀봉 부재는 유체 제한 구조가 될 것이다. 하나의 구현예에서, 액침액이 액침 유체로서 사용된다. 그 경우, 유체 핸들링 시스템은 액체 핸들링 시스템이 될 것이다. 전술한 설명을 참조하여, 유체에 대하여 정의된 특징에 대한 이 단락에서의 언급은 액체에 대해 정의된 특징을 포함하는 것으로 이해될 수도 있다.
이에 대하여 제안된 장치 중의 하나에서는, 액체 공급 시스템으로 하여금, 기판의 국소 영역 및 투영 시스템의 최종 요소와 기판의 사이에만, 액체 제한 시스템을 이용하여 액체를 제공하도록 한다(기판은 일반적으로 투영 시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이것을 달성하기 위해 제안된 방식 중의 하나가 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 적어도 하나의 유입구에 의해 기판 상에 공급되고, 투영 시스템 아래를 통과한 후에 적어도 하나의 배출구에 의해 제거된다. 즉, 기판이 최종 요소 아래에서 -X 방향으로 스캔될 때, 액체는 최종 요소의 +X 측에서 제공되고, -X 측에서 흡수된다. 도 2에는, 액체가 유입구를 통해 제공되어, 저압 소스에 연결되어 있는 배출구에 의해 최종 요소의 다른 측면에서 흡수되는 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 기판(W) 위의 화살표들은 액체 흐름의 방향을 나타내고, 기판(W) 아래의 화살표는 기판 테이블의 이동 방향을 나타낸다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대한 기판(W)의 이동 방향을 따라 공급되지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 최종 요소 주변에 위치된 유입구와 배출구의 배향 및 개수가 다양하게 이용될 수도 있다. 그에 대한 일례로서, 도 3은 양쪽 측면에 위치된 4 세트의 유입구와 배출구가 최종 요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되는 예를 도시하고 있다. 액체 공급 및 액체 회수에 있어서의 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 외측에 방사상으로 배열된 복수의 불연속 배출구에 의해 제거된다. 유입구 및 배출구는 중앙에 구멍이 형성되어 있는 플레이트 내에 배치되고, 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 발생한다. 어느 유입구와 배출구의 조합을 사용할지에 대한 선택은 기판(W)의 이동 방향에 좌우될 것이다(다른 조합의 유입구와 배출구는 비작동 상태로 된다). 도 4의 횡단면도에서, 화살표들은 유입구 내의 액체 흐름과 배출구 외부의 액체 흐름의 방향을 나타낸다.
유럽 특허 출원 공보 EP 1420300 및 미국 특허 출원 공보 US 2004-0136494에는, 2중 또는 듀얼 스테이지 액침 리소그래피 장치의 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치는 기판을 지지하기 위한 2개의 테이블을 갖는다. 액침액이 없는 제1 위치에 있는 테이블에서는 레벨링 측정이 수행되고, 액침액이 존재하는 제2 위치에 있는 테이블에서는 노광이 수행된다. 이와 달리, 액침 리소그래피 장치는 단지 하나의 테이블을 가질 수도 있다.
PCT 특허 출원 공개 번호 WO 2005/064405에는 액침액이 제한되지 않는 전체 습윤 장치(all wet arrangement)가 개시되어 있다. 이러한 시스템에서, 기판의 상면 전체가 액체로 덮여진다. 이러한 구성은 기판의 상면 전체가 실질적으로 동일한 조건에 노출되기 때문에 이로울 것이다. 이러한 구성은 기판의 가공 및 온도 제어에 대해 장점을 갖는다. WO 2005/064405에서는, 액체 공급 시스템이 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 갭에 액체를 제공한다. 그 액체는 기판의 나머지 부분 위에서 누출될 수 있게(또는 흘러나가게) 된다. 기판 테이블의 에지에 있는 장벽은 액체가 빠져나오는 것을 방지하여 액체가 제어된 방식으로 기판 테이블의 상면에서 제거될 수 있도록 한다. 이러한 시스템이 기판의 가공 및 온도 조절을 향상시키지만, 여전히 액침액의 기화가 발생할 것이다. 이 문제를 경감시키는데 도움을 주는 한 가지 방안이 미국 특허 출원 공개 번호 US 2006/0119809에 개시되어 있다. 모든 위치에서 기판을 덮고 또한 자신과 기판 및/또는 기판을 유지하고 있는 기판 테이블의 상면과의 사이에서 액침액이 연장하도록 배치되어 있는 부재가 제공된다.
액침 리소그래피에서는, 일부 액체가 공간으로부터 노출되고 있는 기판 상으로 손실될 수도 있다. 손실된 액체는 결함성 리스크를 초래할 수도 있다. 추후에 공간 내의 액체, 예컨대 액체의 메니스커스(meniscus)와 충돌하는 기판 상에 존재하는 액체의 드롭플릿(droplet)은 공간 내의 기포와 같은 일정 부피의 가스의 형성을 초래할 수도 있다. 기포는 기판의 타겟 영역을 향하여 지향된 이미징 방사선과 간섭하게 되어 기판 상에 이미징되는 패턴에 영향을 줄 수도 있다.
예컨대, 이러한 이미징 결함의 위험을 감소시키거나 제거하는 것이 바람직하다.
일 특징에 따라서, 액침 리소그래피 장치(immersion lithographic apparatus)로서,
기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블;
패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템;
상기 투영 시스템과 상기 기판 사이, 상기 투영 시스템과 상기 기판 테이블 사이, 또는 상기 투영 시스템과 상기 기판 사이 및 상기 투영 시스템과 상기 기판 테이블 사이 양자에 정해진 공간에 액침액을 공급 및 제한하도록 구성된 액체 핸들링 시스템; 및
상기 기판 및/또는 상기 기판 테이블의 소정 영역이 상기 액체 핸들링 시스템 아래에 있을 때에, 상기 액체 핸들링 시스템에 대한 상기 기판 및/또는 상기 기판 테이블의 운동 중에 상기 액침 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하는 컨트롤러
를 포함하는 액침 리소그래피 장치가 제공된다.
일특징에 따라, 리소그래피 장치를 조작하는 방법으로서,
패터닝된 방사선 빔을 액체 핸들링 시스템에 의해 제한된 액침액을 통해 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템에 대하여, 기판을 지지하는 기판 테이블을 이동시키는 단계; 및
상기 기판 및/또는 상기 기판 테이블의 소정 영역이 상기 액체 핸들링 시스템 아래에 있을 때, 상기 액체 핸들링 시스템에 대한 상기 기판 및/또는 상기 기판 테이블의 운동 중에 상기 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하는 단계
를 포함하는 리소그래피 장치 조작 방법이 제공된다.
일특징에 따라, 액침 리소그래피 장치로서, 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블; 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템; 상기 투영 시스템과 상기 기판 사이, 또는 상기 투영 시스템과 상기 기판 테이블 사이, 또는 상기 투영 시스템과 상기 기판 사이 및 상기 투영 시스템과 상기 기판 테이블 사이에 정해진 공간에 액침액을 공급 및 제한하도록 구성된 액체 핸들링 시스템; 상기 액체 핸들링 구조, 상기 투영 시스템, 또는 상기 액체 핸들링 구조와 상기 투영 시스템 양자에 대한 상기 기판, 상기 기판 테이블, 또는 상기 기판과 상기 기판 테이블 양자의 상대 위치를 결정하도록 구성된 위치설정 시스템; 및 상기 기판, 상기 기판 테이블, 또는 상기 기판 및 상기 기판 테이블 양자와 상기 액체 핸들링 구조, 상기 투영 시스템, 또는 상기 액체 핸들링 구조 및 상기 핸들링 구조 양자 간의 상대 운동을 제어하도록 구성되어 배치되는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 기판의 에지에 있거나 상기 기판의 에지 부근에 있는 소정 영역 내의 타겟의 이미징 동안의 상기 기판 테이블과 상기 투영 시스템 간의 스캐닝 속력(scanning speed), 또는 상기 기판의 에지에 있거나 상기 기판의 에지 부근에 있는 소정 영역에서의 인접한 타겟 위치 간의 스텝핑 속력(stepping speed), 또는 이러한 스캐닝 속력 및 스텝핑 속력 양자를 저하시키도록 구성되는 액침 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 특징에 따라, 리소그래피 장치를 조작하는 방법으로서, 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템에 대하여 상기 기판을 지지하는 기판 테이블을 이동시키는 단계; 및 상기 기판의 에지에 있거나 또는 상기 기판의 에지 부근에 있는 소정 영역 내에서의 타겟의 이미징 동안 상기 기판 테이블과 상기 투영 시스템 간의 스캐닝 속력을 조정하거나, 또는 상기 기판의 에지에 있거나 또는 상기 기판의 에지 부근에 있는 소정 영역에서의 인접한 타겟 위치들 사이에서 스텝핑 속력을 조정하거나, 또는 이러한 스캐닝 속력 및 스텝핑 속력 양자를 조정하는 단계를 포함하는 리소그래피 장치 조작 방법이 제공된다.
예컨대, 이러한 이미징 결함의 위험을 감소시키거나 제거하는 것이 바람직하다.
일 특징에 따라서, 액침 리소그래피 장치(immersion lithographic apparatus)로서,
기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블;
패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템;
상기 투영 시스템과 상기 기판 사이, 상기 투영 시스템과 상기 기판 테이블 사이, 또는 상기 투영 시스템과 상기 기판 사이 및 상기 투영 시스템과 상기 기판 테이블 사이 양자에 정해진 공간에 액침액을 공급 및 제한하도록 구성된 액체 핸들링 시스템; 및
상기 기판 및/또는 상기 기판 테이블의 소정 영역이 상기 액체 핸들링 시스템 아래에 있을 때에, 상기 액체 핸들링 시스템에 대한 상기 기판 및/또는 상기 기판 테이블의 운동 중에 상기 액침 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하는 컨트롤러
를 포함하는 액침 리소그래피 장치가 제공된다.
일특징에 따라, 리소그래피 장치를 조작하는 방법으로서,
패터닝된 방사선 빔을 액체 핸들링 시스템에 의해 제한된 액침액을 통해 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템에 대하여, 기판을 지지하는 기판 테이블을 이동시키는 단계; 및
상기 기판 및/또는 상기 기판 테이블의 소정 영역이 상기 액체 핸들링 시스템 아래에 있을 때, 상기 액체 핸들링 시스템에 대한 상기 기판 및/또는 상기 기판 테이블의 운동 중에 상기 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하는 단계
를 포함하는 리소그래피 장치 조작 방법이 제공된다.
일특징에 따라, 액침 리소그래피 장치로서, 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블; 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템; 상기 투영 시스템과 상기 기판 사이, 또는 상기 투영 시스템과 상기 기판 테이블 사이, 또는 상기 투영 시스템과 상기 기판 사이 및 상기 투영 시스템과 상기 기판 테이블 사이에 정해진 공간에 액침액을 공급 및 제한하도록 구성된 액체 핸들링 시스템; 상기 액체 핸들링 구조, 상기 투영 시스템, 또는 상기 액체 핸들링 구조와 상기 투영 시스템 양자에 대한 상기 기판, 상기 기판 테이블, 또는 상기 기판과 상기 기판 테이블 양자의 상대 위치를 결정하도록 구성된 위치설정 시스템; 및 상기 기판, 상기 기판 테이블, 또는 상기 기판 및 상기 기판 테이블 양자와 상기 액체 핸들링 구조, 상기 투영 시스템, 또는 상기 액체 핸들링 구조 및 상기 핸들링 구조 양자 간의 상대 운동을 제어하도록 구성되어 배치되는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 기판의 에지에 있거나 상기 기판의 에지 부근에 있는 소정 영역 내의 타겟의 이미징 동안의 상기 기판 테이블과 상기 투영 시스템 간의 스캐닝 속력(scanning speed), 또는 상기 기판의 에지에 있거나 상기 기판의 에지 부근에 있는 소정 영역에서의 인접한 타겟 위치 간의 스텝핑 속력(stepping speed), 또는 이러한 스캐닝 속력 및 스텝핑 속력 양자를 저하시키도록 구성되는 액침 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 특징에 따라, 리소그래피 장치를 조작하는 방법으로서, 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템에 대하여 상기 기판을 지지하는 기판 테이블을 이동시키는 단계; 및 상기 기판의 에지에 있거나 또는 상기 기판의 에지 부근에 있는 소정 영역 내에서의 타겟의 이미징 동안 상기 기판 테이블과 상기 투영 시스템 간의 스캐닝 속력을 조정하거나, 또는 상기 기판의 에지에 있거나 또는 상기 기판의 에지 부근에 있는 소정 영역에서의 인접한 타겟 위치들 사이에서 스텝핑 속력을 조정하거나, 또는 이러한 스캐닝 속력 및 스텝핑 속력 양자를 조정하는 단계를 포함하는 리소그래피 장치 조작 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
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 기판의 에지 및 이를 둘러싸는 기판 테이블을 횡단면으로 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스캔 속력 및/또는 스텝 속력을 선택하기 위한 프로세스의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 스캔 속력 감소가 적용될 수 있는 기판의 영역을 나타내는 도면이다.
도 9는 스텝 변위 벡터(step displacement vector)를 예시하고 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스텝 속력 감소를 위한 지리학적 파라미터를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 오버라이드 영역(override area)의 정의를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 둘레 스캔 속력 감소를 예시하는 도면이다.
도 13은 액체 공급 시스템 아래에서의 기판의 이동 및 이미징 오차의 소스를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 도 13에 예시된 이미징 오차의 소스를 방지하기 위해 액체 공급 시스템 아래에서의 기판의 이동을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
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 기판의 에지 및 이를 둘러싸는 기판 테이블을 횡단면으로 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스캔 속력 및/또는 스텝 속력을 선택하기 위한 프로세스의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 스캔 속력 감소가 적용될 수 있는 기판의 영역을 나타내는 도면이다.
도 9는 스텝 변위 벡터(step displacement vector)를 예시하고 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스텝 속력 감소를 위한 지리학적 파라미터를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 오버라이드 영역(override area)의 정의를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 둘레 스캔 속력 감소를 예시하는 도면이다.
도 13은 액체 공급 시스템 아래에서의 기판의 이동 및 이미징 오차의 소스를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 도 13에 예시된 이미징 오차의 소스를 방지하기 위해 액체 공급 시스템 아래에서의 기판의 이동을 개략적으로 나타내는 도면이다.
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 방사 또는 DUV 방사)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. 구체적으로, 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 명세서에서 사용되는 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어는 "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 투과형 타입(예컨대, 투과형 마스크를 채용함)이다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 반사형 타입(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그래머블 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 채용함)일 수도 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2개 이상의 패터닝 장치 테이블)를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "복수 스테이지" 기계에서는, 추가의 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 하나 이상의 테이블 상에 예비 공정을 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)와 리소그래피 장치는 별도의 장치일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 고려되지 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, 조명기(IL)의 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 유사하게, 조명기(IL)는 리소그래피 장치의 일부를 형성할 수도 있고, 또는 리소그래피 장치의 일부를 형성하도록 고려되지 않을 수도 있다. 예컨대, 조명기(IL)는 리소그래피 장치의 통합 부품이 될 수도 있고, 또는 리소그래피 장치와는 별개의 장치가 될 수도 있다. 조명기(IL)가 리소그래피 장치와는 별개의 장치인 경우, 리소그래피 장치는 조명기(IL)가 리소그래피 장치 위에 탑재될 수 있도록 구성될 것이다. 옵션으로, 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 집속(focusing)시킨다. 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 명시적으로 도시되어 있지 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(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. 스테퍼(스캐너와 반대되는 것으로서의)의 경우, 지지 구조체(MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결되거나, 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(C)들 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 한 번에 타겟 영역(C) 상에 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 빔(B)에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(MT)에 관련한 기판 테이블(WT)의 속력 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 영역(C)의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 모션(motion)의 길이에 의해 타겟 영역(C)의 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 필요에 따라 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 업데이트되거나 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서 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 모드의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드가 채용될 수도 있다.
투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 구성은 2개 이상의 일반적인 카테고리로 분류될 수 있다. 이러한 카테고리로는 수조 타입 구성(bath type arrangement)과 소위 국소 액침 시스템(localized immersion system)이 있다. 수조 타입 구성에서는, 기판의 전체 및 선택적으로는 기판 테이블의 일부가, 액체의 수조에 담겨진다. 국소 액침 시스템은 기판의 국소 영역에만 액체를 제공하는 액체 공급 시스템을 이용한다. 국소 액침 시스템의 카테고리에서는, 액체에 의해 채워진 공간이 평면적으로 기판의 상면보다 작으며, 액체로 채워진 영역은 기판이 그 영역 아래를 이동하는 동안 투영 시스템에 관하여 실질적으로 정지 상태를 유지한다. 본 발명의 실시예가 지향하는 추가의 구성은, 액체가 제한되지 않는 전체 습윤 방식이다. 이 구성에서, 실질적으로 기판의 상면 전체 및 기판 테이블의 전부 또는 일부가 액침액으로 덮여진다. 적어도 기판을 덮고 있는 액체의 깊이는 작다. 이 액체는 얇은 막과 같이 기판 상의 액체의 막이 될 수 있다. 도 2 내지 도 5의 액체 공급 장치의 어떠한 것도 이러한 시스템에 사용될 수 있지만, 밀봉 특징부(sealing feature)가 존재하지 않거나, 작동하지 않거나, 정상적인 것만큼 효과적이지 않거나, 또는 국소 영역에 대해서만 액체를 밀봉하는 것에 효과적이지 못하다. 4개의 상이한 유형의 국소 액체 공급 시스템이 도 2 내지 도 5에 예시되어 있으며, 도 2 내지 도 4에 개시된 액체 공급 시스템은 위에서 설명하였다.
이미 제안된 또 다른 구성은 액체 제한 구조를 갖는 액체 공급 시스템을 제공하는 것이며, 이 액체 제한 구조는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 간의 공간의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장할 수 있다. 이러한 구성은 도 5에 예시되어 있다. 액체 제한 구조는 Z 방향(광축 방향)으로의 약간의 상대적인 이동이 있을 수도 있지만 XY 평면으로는 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 액체 제한 구조와 기판의 표면 사이에는 밀봉이 형성된다. 하나의 구현예에서, 밀봉은 액체 제한 구조와 기판의 표면 사이에 형성되며, 가스 밀봉(gas seal)과 같은 비접촉식 밀봉이 될 수도 있다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개 번호 US 2004-0207824에 개시되어 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 유체 제한 구조를 형성하는 몸체부(12)를 갖는 국소 액체 공급 시스템, 유체 핸들링 구조 또는 유체 핸들링 장치를 개략적으로 도시하고 있다(이하의 문장에서 기판(W)의 표면에 대한 언급은 다른 설명이 없는 경우에는 그에 추가하여 또는 양자택일적으로 기판 테이블(WT)의 표면을 지칭하기도 한다는 것에 유의하기 바란다). 유체 핸들링 구조는 Z 방향(광축 방향)으로의 약간의 상대적인 이동이 있을 수도 있지만 XY 평면으로는 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 하나의 구현예에서, 몸체부(12)와 기판(W)의 표면 사이에 밀봉이 형성되며, 가스 밀봉 또는 유체 밀봉과 같은 비접촉식 밀봉이 될 수도 있다.
유체 핸들링 장치는 적어도 부분적으로는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)에 액체를 포함하고 있다. 가스 밀봉(16)과 같은 기판(W)에 대한 비접촉식 밀봉은 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. 공간(11)은 적어도 부분적으로는 투영 시스템(PS)의 최종 요소 아래에 위치되어 둘러싸고 있는 몸체부(12)에 의해 형성된다. 액체가 액체 유입구(13)에 의해 투영 시스템(PS) 아래와 몸체부(12) 내의 공간(11)에 유입된다. 이 액체는 액체 배출구(13)에 의해 제거될 수 있다. 몸체부(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소보다 약간 위쪽으로 연장할 수 있다. 액체 레벨이 최종 요소보다 위쪽으로 상승하여, 액체의 버퍼가 제공된다. 하나의 구현예에서, 몸체부(12)는, 상단이 투영 시스템(PS) 또는 투영 시스템(PS)의 최종 요소의 형상과 밀접하게 부합하는 내측 둘레를 가지며, 예컨대 라운드 형상으로 될 것이다. 저부에서는, 내측 둘레가 예컨대 직사각형과 같은 이미지 필드의 형상과 밀접하게 부합할 것이지만, 상자(case) 형태일 필요는 없다.
액체는 사용 동안에 몸체부(12)의 저면과 기판(W)의 표면 사이에 형성되는 가스 밀봉(16)에 의해 공간(11) 내에 제한된다. 가스 밀봉(16)은 예컨대 공기 또는 합성 공기 등의 가스, 본 실시예서는 N2 또는 다른 불활성 가스에 의해 형성된다. 가스 밀봉(16) 내의 가스는 유입구(15)를 통해 압력 하에서 몸체부(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 높은 속도의 가스 흐름이 내측으로 존재하도록 이루어진다. 몸체부(12)와 기판(W) 사이의 액체에 미치는 가스의 힘은 그 액체를 공간(11) 내에 제한한다. 유입구/배출구는 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈이다. 환형의 홈은 연속적일 수도 있고, 또는 불연속적일 수도 있다. 가스의 흐름은 공간(11)에 액체를 담아두기에 효과적이다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개 번호 US 2004-0207824에 개시되어 있다.
도 5의 예는 액체가 언제라도 기판(W)의 상면의 국소 영역에만 제공되는 소위 국소 영역 구성이다. 예컨대 미국 특허 출원 공개 번호 US 2006-0038968에 개시된 바와 같이 단상 추출기(single phase extractor) 또는 2상 추출기(double phase extractor)를 사용하는 유체 핸들링 시스템을 포함하는 다른 구성도 가능하다. 하나의 구현예에서, 단상 추출기 또는 2상 추출기는 기공성 재료로 덮여지는 유입구를 포함할 수도 있다. 단상 추출기의 구현예에서는, 액체를 가스와 분리하여 단일-액체 상태 액체 추출을 가능하게 하기 위해 기공성 재료가 사용된다. 기공성 재료의 챔버 하류는 약간의 저압력(under pressure)으로 유지되며, 액체로 채워진다. 챔버에서의 이러한 저압력에 의해, 기공성 재료의 구멍에 형성된 메니스커스(meniscus)는 주변 가스가 챔버 내로 인입되는 것을 방지하게 된다. 그러나, 기공성 표면이 액체와 접촉하게 될 때에는, 흐름을 제한하기 위한 메니스커스가 없게 되며, 액체가 자유롭게 챔버 내로 흘러들어갈 수 있게 된다. 기공성 재료는 직경이 예컨대 5 내지 300 ㎛, 바람직하게는 5 내지 50 ㎛인 다수의 작은 구멍을 갖는다. 하나의 구현예에서, 기공성 재료는 적어도 약간 친액성(liquidphilic)(예컨대, 친수성)을 가지며, 즉 물과 같은 액침액에 대해 90°미만의 접촉 각도를 갖는다.
가능한 또 다른 구성으로는 가스 드래그 원리(gas drag principle)로 작동하는 구성이 있다. 소위 가스 드래그 원리는 예컨대 미국 특허 출원 공개 번호 US 2008-0212046 및 2008년 5월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 US 61/071,621호에 기술되어 있다. 그 시스템에서, 추출 구멍은 코너를 갖는 것이 바람직한 형상으로 배치된다. 이 코너는 스텝핑 및 스캐닝 방향과 정렬될 수도 있다. 이것은 2개의 배출구가 스캔 방향에 직각으로 배치되는 경우에 비해 스텝 또는 스캔 방향에서 소정의 속력에 대한 유체 핸들링 구조의 표면에 있는 2개의 개구부 사이의 메니스커스에 작용하는 힘을 감소시킨다.
또한, 미국 특허 공개 번호 2008-0212046에는 메인 액체 회수 특징부 외측에 방사상으로 위치된 가스 나이프가 개시되어 있다. 이 가스 나이프는 메인 액체 회수 특징부를 빠져나가는 액체를 트랩(trap)한다. 이러한 가스 나이프는 소위 가스 드래그 원리 구성(US 2008-0212046에 개시된 바와 같은)에 제공되거나, 단상 또는 2상 추출기 구성(US 2009-0262318 A1에 개시된 바와 같은)에 제공되거나, 또는 어떠한 다른 구성에 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예는 전체 습윤 액침 장치에 사용된 유체 핸들링 구조에 적용될 수도 있다. 전체 습윤 실시예에서, 유체는 예컨대 액체를 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이로 제한하는 제한 구조의 외부로 액체의 누출을 허용함으로써 실질적으로 기판 테이블의 상면 전체를 덮도록 허용된다. 전체 습윤 실시예를 위한 유체 핸들링 구조의 예는 2008년 9월 2일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 US 61/136,380에서 찾아볼 수 있다.
다수의 다른 유형의 액체 공급 시스템이 가능하다. 본 발명은 어떠한 특정 유형의 액체 공급 시스템으로 제한되지 않는다. 본 발명은 예컨대 용도를 최적화함에 있어서 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체가 제한되는 제한된 액침 시스템과 함께 사용하는 것이 이로울 것이다. 그러나, 본 발명은 다른 유형의 액체 공급 시스템과도 사용될 수 있다.
도 6에 예시된 바와 같이, 기판(W)을 지지하기 위해 기판 홀더가 이용될 것이다. 기판 테이블(WT)은 기판 홀더를 지지한다. 기판 홀더는 기판 테이블(WT) 내의 리세스에 존재할 수도 있다. 리세스의 깊이는 기판(W)이 기판 홀더 상에 제공될 때에 기판(W)의 표면이 실질적으로 기판 테이블(WT)의 상면과 공통 평면이 되도록 크기가 정해질 것이다. 기판(W)이 기판 지지체 상에 제공될 때에는, 기판(W)의 에지와 기판 테이블의 대향 에지(20) 사이에는 갭(G)이 존재할 수도 있다.
갭(G) 내에는, 규정된 갭 개구부가 있을 수 있으며, 이 갭 개구부는 본 실시예에서는 작동 동안에 갭(G)으로부터 액체를 제거하기 위한 유체 추출 장치의 복수의 갭 개구부(100)일 수도 있다. 갭 개구부(100)는 리세스의 에지 부근에(예컨대, 기판(W)에 대해 방사상으로 외측의 위치에) 위치될 수 있다. 개구부(또는 하나 이상의 하부 개구부(120))가 지지 구조체의 둘레에 또는 둘레 부근에 존재할 수도 있다. 이 개구부는 작동 동안 기판(W)에 의해 덮여져, 액체가 하부 개구부(120)를 통해 기판(W) 아래로부터 제거될 수도 있다.
제한된 액침 시스템과 같은 액침 시스템에서, 액침액은 액체 제한 구조(12)로부터 빠져나올 수 있다. 빠져나온 액침액은 기판 테이블 또는 이미징되고 있는 기판의 표면 상에 정착될 수 있다. 빠져나온 액침액은 드롭플릿 또는 막(이후, 드롭플릿은 드롭플릿 및/또는 막을 지칭함)의 형태로 될 수 있으며, 이 드롭플릿은 몇몇 결함률 문제(defectivity problem)의 원인이 될 수 있다.
기판(W) 또는 기판 테이블(WT) 상의 드롭플릿의 위치는 액체 제한 구조(12) 아래를 통과할 것이다. 결함률 문제는 드롭플릿과 제한된 액체의 충돌에 의해 야기될 수도 있다. 예컨대, 제한된 액침 시스템에서, 드롭플릿은 액체 제한 구조(12)와 기판(W) 사이에 연장하는 액체 메니스커스와 충돌할 수도 있다. 이러한 충돌에 의해, 액체가 예컨대 직경이 5∼10 ㎛일 수도 있지만 직경이 1∼500 ㎛일 수도 있는 기포와 같은 가스(예컨대, 공기)를 둘러싸게 된다. 기포 크기는 통상적으로 5∼10 ㎛일 것이다. 기포는 액침액을 통과하여 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간(11) 내로 이동할 수도 있고, 또는 기판(W) 상에 정지되어, 공간(11)에 대한 기판(W)의 상대 운동에 의해 공간(11) 내로 이동될 수도 있다. 이 위치에 존재하는 기포는 이미징에 영향을 줄 수도 있다. 즉, 그 기포가 레지스트 내로 노출되어 이미징 결함을 야기한다.
빠져나오는 액체로 인한 위험은 예컨대 기판을 가로지르는 다이의 라인의 이미징 후에 또는 다이의 라인의 이미징 개시 시에 기판(W)의 에지가 액체 제한 구조(12) 아래에서 이동할 때에 증가한다. 기판 에지를 가로지를 시에, 기판 에지 및 기판 테이블(WT)은 액체 제한 구조(12) 아래에서 이동하여, 액침 공간(11)이 기판(W) 표면 대신에 기판 테이블(WT) 표면에 의해 정해진다. 투영 시스템(PS) 아래에서부터 기판(W)을 이동시켜 기판 테이블(WT)에 의해 교체되도록 할 시에, 갭(G)은 투영 시스템(PS) 아래를 통과하며, 이것은 메니스커스가 안정성을 상실하게 할 수 있다. 그 결과, 액체가 빠져나오게 될 것이다.
이 문제점은 액침액이 적어도 기판(W)의 표면의 전체 및 바람직하게는 기판 테이블(WT)의 둘레 표면의 일부를 덮는 전체 습윤 액체 시스템에 대해서는 거의 관련이 없을 것이라는 점에 유의하기 바란다.
본 발명의 실시예에서, 컨트롤러(50)는 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하도록 구성된다. 예컨대, 컨트롤러는, 액체 제한 구조(12), 및/또는 투영 시스템(PS) 및/또는 액체 제한 구조(12)에 관련하여 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)을 위치 설정하도록 구성된 위치설정 시스템(PW)의 하나 이상의 작동 조건을 조정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 컨트롤러(50)는 하나 이상의 메인 컨트롤러에 의해 결정된 작동 조건으로부터의 하나 이상의 작동 조건을 변경한다. 즉, 컨트롤러(50)는 하나 이상의 작동 조건을 컨트롤러(50)가 존재하지 않을 시에 선택될 작동 조건과 상이하게 되도록 설정한다.
하나 이상의 작동 조건은 액체 제한 구조(12) 및/또는 투영 시스템(PS)에 대한 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 속력을 포함할 것이다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간(11)에 제공된 액침 유체의 유량을 조정할 수도 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간(11)으로부터 액침 유체를 추출하기 위해 사용되는 저압력 소스의 레벨을 조정할 수 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 액침 유체를 조절하여 예컨대 공간(11)으로부터의 액침 유체의 손실을 감소시키기 위해 가스 나이프를 이용하는 액침 리소그래피 장치에서, 컨트롤러(50)는 가스 나이프에 사용될 가스 유량을 조정(예컨대, 증가)할 수 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 이러한 가스 나이프를 이용하는 액침 리소그래피 장치에서, 컨트롤러(50)는, 가스 나이프에 사용될 가스의 요구된 조성, 또는 가스가 액침액의 증기로 포화되는 레벨과 같은 그 조성에 기초하는 파라미터를 결정할 수 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 액체 제한 구조(12)의 저부와 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 표면 간의 거리를 변경시킬 수도 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 액체 제한 구조(12)를 경사지게 하여 액체 제한 구조(12)의 바닥면이 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 상면에 평행하지 않도록 할 수도 있다. 즉, 액체 제한 구조(12)의 바닥면은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 상면에 평행하지 않게 되도록 각도를 이루게 될 수도 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 기판 테이블(WT)과 기판(W) 사이의 갭에 있는 개구부(100, 120)의 외부로의 유체 추출의 유량을 설정할 수 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 액침 공간 내로의 액침액의 유량을 설정할 수 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 액체 핸들링 구조(12)에서의 둘레 방향으로, 예컨대 원주 방향으로 액체의 다양한 흐름의 분포를 변화시킬 수도 있다. 즉, 액체 제한 구조(12)의 일측면(평면에 있어서)에는 액체 제한 구조(12)의 반대 측면에서보다 큰 흐름이 생성될 수 있다. 이것은 액체 제한 구조(12)를 빠져나오는 유체 및 액체 제한 구조에 진입하는 유체 모두에 적용된다. 즉, 액체 핸들링 시스템의 개구부 내로의 유체 유량 및/또는 액체 핸들링 시스템의 개구부 외부로의 유체 유량이 운동 방향에 관련한 개구부의 각도 위치에 좌우되어 변화된다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 다른 작동 조건 또는 작동 조건들의 조합이 컨트롤러(50)에 의해 결정될 수도 있다.
액침 공간(11)에서의 기포 형성의 가능성에 영향을 주는 주요 파라미터는 액체 제한 구조(12)에 대한 기판(W)의 속력이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 액체 제한 구조(12)에 대한 기판(W)의 속력을 설정하는 컨트롤러(50)를 참조하여 설명할 것이다. 그러나, 어떠한 추가의 작동 조건 또는 대안의 작동 조건, 구체적으로는 전술한 작동 조건이 아래에 설명된 것과 동일한 방식으로 설정될 수 있다.
예컨대 표면을 가로지르는 동안 및 기판 테이블과 브리지 또는 센서 사이의 갭에 접근하는 것과 같은 표면의 에지에 접근하는 동안 다른 특징부가 투영 시스템 아래를 통과할 때에 본 발명의 방법이 이용될 수 있다. 본 발명의 실시예가 사용될 수 있는 다른 표면은 친액성 표면이 되기 쉽거나 또는 적어도 센서와 같이 접촉 각도가 감소된 부분을 갖는 표면을 포함한다. 투영 시스템 아래를 통과하는 다른 특징부가 메니스커스의 불안정성을 초래할 수 있기 때문에, 본 발명의 일실시예에서는 센서와 같은 특징부에 근접하려는 이동 시에 컨트롤러가 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정한다. 렌즈 간섭계(예컨대, ILIAS)와 같은 센서, 투과 이미지 센서, 또는 스폿 센서(spot sensor)에 대하여서는, 액체 제한 구조(12)의 가스 나이프가 이들 센서의 친액성 부분 상의 액체 손실을 방지하기 위해 턴오프되거나 또는 그 유량이 감소된다.
기판 테이블(WT)의 라우팅(routing)이 정상적인 작동 조건 하에서는 바로 액체 손실을 발생할 수 있을 때에는, 기판 테이블(WT)의 속력을 저속으로 설정하는 것이 기포 형성의 위험을 경감시키는데 도움을 줄 수 있다. 이러한 방식으로 기판 테이블(WT)의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러(50)는 에지 속력 제한기(edge speed limiter)로서 지칭될 수도 있다.
본 발명의 실시예에서, 타겟 또는 타겟 다이를 이미징하기 위한 스캔 속력은 예컨대 기판(W)의 에지 부근에서는 제한된다. 일구현예에서는 스텝 속력이 조정되지 않으며, 다른 구현예에서는 스캔 속력이 조정되지 않는다.
기판(W)의 에지의 위치설정은 기판 테이블(WT)에 대한 좌표(coordinate)를 참조하여 이루어질 수 있다. 기판(W)에 대하여 좌표를 갖고 있는 위치설정 시스템(PW)을 이용하는 것이 바람직하며, 이것은 기판(W) 및 기판의 에지의 정확한 위치가 예측 불가능하기 때문에 바람직하다. 스캔 속력을 낮추는 것은 기포가 형성되지 못하도록 하기에는 불충분할 수도 있다. 일구현예에서는 특정 다이의 스캐닝 동안 속력을 제한하기 위해 매뉴얼 오버라이드(manual override)가 제공될 수도 있다. 다른 구현예에서는 매뉴얼 오버라이드가 제공되지 않는다. 일구현예에서, 매뉴얼 오버라이드는 특정 다이의 스캐닝 동안 속력을 증가시키기 위해 사용될 수도 있다. 이것은 이들 특정 다이의 스캐닝에 걸쳐 속력을 증가시키는 것이 결함을 초래하지 않는다는 것을 조작자가 경험적 지식을 통해 인지하고 있는 경우에는 처리량(throughput)의 증가를 가능하게 할 것이다.
일구현예에서, 기판(W)의 에지 부근의 영역에서 타겟 다이에 대한 스텝핑 이동에 속력 한계치가 적용된다. 스텝핑 속력을 제한하는 것은 하나 이상의 기포가 제거되거나 방지될 수 있기 때문에 이로우며, 액체를 손실하게 되고 이에 의해 기포가 형성되게 하는 위험을 방지하거나 실질적으로 감소시킨다.
특정 다이에 대한 스캔 속력 및/또는 스텝핑 속력을 제한하고 또한 매뉴얼 속력 리미터를 가짐으로써, 기판(W)의 이미징 동안 형성된 기포의 수는, 이미징되는 각각의 기판(W)에 대해 5개 내지 1개의 기포를 갖거나 또는 기포가 거의 없도록 감소될 수 있다. 이 범위는 기판(W)당 5 내지 0개 기포, 바람직하게는 기판당 0 내지 1개 기포, 가장 바람직하게는 기판(W)당 0 내지 0.5개 기포로서 표현될 수 있다.
이하의 설명에서, 기판(W)의 표면은 탑 코트리스 레지스트(top-coatless resist)로 코팅되거나 또는 JSR Corporation에 제조한 "TCX041 Top Coat"와 같은 탑 코트로 코팅되도록 고려될 수 있다. 스캐닝 또는 이미징 모션에 대한 언급은 프로덕트 이미지에 대한 노광 스캔을 지칭하기 위해 이용된다. 이것은 예컨대 정렬 스캔과 같은 다른 이동을 지칭하지 않는다. 모델링 및 매뉴얼 오버라이드를 위해 고려되는 좌표계는 기판 테이블(WT) 좌표계가 아니라 기판(W) 좌표계인 것이 바람직하다. 그러나, 기판 테이블(WT) 좌표계가 사용될 수도 있다. 속력은 속도 벡터의 크기를 의미한다.
논리 프로세스의 단계가 도 7의 흐름도로 예시되어 있다. 스캔 좌표 및 기기 위치가 단계 200에서 입력되고, 병렬 관계에 있는 모델(210) 및 매뉴얼 오버라이드(220)에 의해 사용된다. 그 후, 모델(210) 및 매뉴얼 오버라이드(220)의 각각에 의해 결정된 스캔 및/또는 스텝 속력이 속력 선택기(230)에 의해 선택된다. 스캐닝 및/또는 스텝핑을 위해 선택된 속력이 컨트롤러(50)에 의해 리소그래피 장치에 적용된다.
따라서, 컨트롤러(50)는 투영 시스템(PS)의 액체 제한 구조(12) 또는 양자에 관련한 기판(W)의 상대 위치, 기판 테이블(WT)의 상대 위치, 또는 양자의 상대 위치를 결정하도록 구성된 위치설정 시스템(PW)을 제어할 수 있다. 일구현예에서, 컨트롤러(50)는 기판 및/또는 기판 테이블의 소정 영역이 액체 핸들링 시스템 아래에 있을 때에 액체 핸들링 시스템 및/또는 투영 시스템에 대한 기판 및/또는 기판 테이블의 이동 중에 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정한다. 구체적으로, 컨트롤러(50)는 예컨대 이미징 모션 및/또는 스텝핑 모션과 같은 액체 핸들링 시스템 아래에서의 기판의 이동 동안 하나 이상의 작동 조건을 조정한다.
일구현예에서, 이러한 조정은 다이의 이미징 모션이 (적어도 부분적으로) 제1 소정 영역 내에 있는 경우에 발생한다. 그와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러는 인접한 다이들 사이의 스텝핑 동안 하나 이상의 작동 조건을 조정할 수 있다. 스텝핑이 (적어도 부분적으로) 제2 소정 영역에서 발생하는 경우에 조정이 발생할 수도 있다.
제1 소정 영역과 제2 소정 영역은 동일할 수도 있고, 또는 상이할 수도 있다. 이들 영역은 아래에 설명되는 바와 같이 정해질 것이다. 일구현예에서, 이들 영역은 2개의 타원 사이에 영역을 정함으로써 정해진다. 제1 소정 영역 및/또는 제2 소정 영역은 기판의 에지에 있을 수도 있고, 또는 기판의 에지 부근에 있을 수도 있다.
컨트롤러는 이에 추가하여, 제1 소정 영역과 제2 소정 영역 중의 하나의 영역 내에서 이미징 또는 스텝핑이 발생하는 경우에도, 하나 이상의 작동 조건을 조정하기 위해 추가의 조건이 충족되도록 요구될 수도 있다. 예컨대, 이미징 동안 작동 조건을 조정하기 위한 선결조건(precondition)은 이미징 이동이 기판(W)의 X 축을 향하고 기판(W)의 X 축으로부터 멀어지지 않는 것일 수도 있다. 이것은 기판(W) 상의 스캔 또는 거의 기판(W) 위에서 이루어지는 스캔이 기판(W)에서 떨어져서 이루어지거나 또는 기판(W)의 에지에 더 근접하게 이동하면서 이루어지는 스캔보다 더 많은 결함을 발생할 수도 있기 때문에 이로울 것이다.
일구현예에서, 다른 추가의 조건 또는 부가적인 추가의 조건은 액체 핸들링 구조에 대한 소정 영역의 운동 방향이, 액체 핸들링 구조의 기준 프레임(frame of reference)에서 기판의 에지가 액체 핸들링 구조로부터 멀어지는 방향인 것이다.
일구현예에서, 다른 조건 또는 부가의 조건은, 기판 테이블의 기준 프레임에서, 기판 테이블과 유체 핸들링 구조 간의 운동 방향에서의 유체 핸들링 구조의 경로는 기판을 가로지르는 라인의 일부분이라는 것이다. 소정 영역은 유체 핸들링 구조의 기준 프레임에서 유체 핸들링 구조로부터 멀어지도록 이동하고 있는 기판의 에지로부터 떨어져 있는 라인의 길이의 절반보다 크지 않다.
액체 핸들링 구조의 기준 프레임에서, 기판은 유체 핸들링 구조 아래에서 이동한다. 그러나, 기판에 관련하여 또한 기판의 기준 프레임에서, 유체 핸들링 구조는 기판(즉, 예컨대 다이의 라인)을 가로지르는 경로를 따른다. 이 경로는 일직선이 아닐 수도 있으며, 그러므로 언제든, 이 경로는 일직선일 수도 있는 기판을 가로지르는 라인과 정렬될 수 있다. 라인이 기판을 가로지를 때, 기판은 2개의 반부(half)를 가지며, 그 중 하나의 반부에서는, 기판의 기준 프레임에서, 액체 핸들링 구조가 기판의 중심을 향해 이동하며, 다른 하나의 반부에서는, 액체 핸들링 구조가 기판의 중심으로부터 멀리 이동한다. 액체 핸들링 구조가 기판의 중심을 향해 이동하는 반부에서는, 액체 제한 구조가 기판의 에지로부터 멀어지도록 이동하므로, 액체 핸들링 구조의 기준 프레임에서, 에지가 액체 핸들링 구조로부터 멀어지도록 이동한다. 본 설명에서, 기판의 중심을 향해 또는 기판의 중심으로부터 멀어지도록 이동한다는 언급은, 반드시, 기판의 기준 프레임에서, 액체 핸들링 구조가 기판의 중심을 향해 직접 이동하거나 또는 기판의 중심으로부터 멀어지도록 이동하고 있다는 것을 의미하지는 않는다. 이것은 액체 제한 구조가 중심으로부터 먼쪽으로 또는 중심쪽으로 향하는 이동 방향의 성분으로 이동한다는 것을 의미한다.
일구현예에서, 다른 추가의 조건 또는 부가적인 추가의 조건은 소위 연장 길이 M의 크기가 될 것이다. 연장 길이 M은 (a) 스캔의 출발점과 (b) 다이의 라인들 사이의 스텝 동안의 Y 방향에서의 위치 간의 Y 방향의 최대 간격이다(도 9와 관련하여 아래에 설명되는 바와 같이).
부가적인 추가의 조건 또는 다른 추가의 조건은, 이미징 또는 스텝핑이 기판(W)의 중심으로부터 X 및 Y 방향에 관한 각도 범위 내에서 발생한다는 것이다.
부가적인 추가의 조건 또는 다른 추가의 조건은, 운동(예컨대, 최종 다이 노광의 종료에서부터 다음 다이 노광의 개시까지의 간격을 기반으로 하는) 길이(예컨대, 스트로크 길이)가 소정의 범위 내에 있다는 것이다. 구체적으로, 이 조건은 운동의 길이가 특정값보다 크다. 롱 스트로크는 기포 형성을 초래하기 쉽다. 따라서, 알고리즘이 예컨대 속력을 감소시킴으로써 커다란 이동에 대한 작동 조건을 변경할 수 있다. 롱 스트로크는 이미징 행(imaging row)들 사이에서, 구체적으로 X 축으로부터 -45° 내지 +45°의 각도 범위에서 발생한다. 따라서, 다른 추가의 조건 또는 부가적인 추가의 조건은, 이동이 그 각도 범위에 있는 행들의 끝에서 이루어진다는 것이다.
평면적으로 가늘고 길게 신장되어 있는 특징부의 기준 프레임에서, 부가적인 추가의 조건 또는 다른 추가의 조건은, 액체 핸들링 구조(12)가 위에서 통과하는 가늘고 긴 특징부(elongate feature)와 그 특징부에 대한 액체 핸들링 구조(12)의 이동 방향 사이의 각도이다. 즉, 액체 핸들링 구조의 기준 프레임에서는, 해당 각도는 액체 핸들링 구조(12) 아래를 통과하는 가늘고 긴 특징부와 액체 핸들링 구조(12)에 대한 그 특징부의 이동 방향 간의 각도이다. 일구현예에서, 가늘고 긴 특징부는 기판 테이블 상의 물체와 그 물체에 인접한 기판 테이블(WT)의 에지 사이의 갭이다. 일구현예에서, 그 물체는 기판(W)이다. 이 각도(또는 액체 핸들링 구조(12)의 기준 프레임에서의 해당 각도)와 드롭플릿 형성의 가능성 간에 어떠한 관계가 있을 수도 있다. 이와 달리 또는 이에 추가하여, 액체 핸들링 시스템(12)과 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT) 사이에 연장하는 메니스커스와 가늘고 긴 특징부 사이의 각도가 추가의 조건이 될 수도 있다.
부가적인 추가의 조건 또는 다른 추가의 조건은, 기판(W)의 물리적 특성이 소정 범위 내에 있다는 것이다. 하나 이상의 공정 파라미터가 기포가 형성되는 속력에 대한 영향을 가질 수 있다. 공정 파라미터는 예컨대 레지스트, 탑코트 및 기판 에지 한정치(substrate edge definition)를 포함한다. 기판 에지 한정치는 탑코트가 제거된 기판(W)의 상단 에지의 폭 및 새로 노출된 표면에 대한 액침액의 정적 접촉 각도를 의미한다. 새로 노출된 표면은 BARC, 접착층(예컨대, HMDS), SI, SiO2, 금속 등을 포함할 수 있다.
부가적인 추가의 조건 또는 다른 추가의 조건은 기판(W) 상의 다이의 위치가 정해진 영역에 있는지의 여부이다.
컨트롤러(50)에 의해 이루어진 조정의 크기는 하나 이상의 추가의 조건 및/또는 정해진 영역 내에서의 정밀한 위치설정에 좌우될 것이다.
이하에서는 일부 특정의 실시예들을 설명하며, 일실시예의 하나 이상의 특징이 다른 실시예의 하나 이상의 특징과 조합될 수도 있다.
이하의 단락에서는 모델(210), 매뉴얼 오버라이드(220), 및 최소 속력 선택기의 특정 실시예의 상세가 논의된다.
스캔이 모델(210)에 따라 저속으로 강하되어야 하는지의 여부를 판정하기 위해, 기판(W) 상의 영역이 도 8에 사선 해칭으로 도시된 바와 같이 규정되어 있다. 파라미터 A, B, C, D 및 E에 대한 값이 표 1에 나타내어져 있다. 이들 파라미터는 기계 정수(machine constant)의 항으로 지칭될 것이다.
파라미터 A, B, C, D, E 및 F에 대한 디폴트값
이들 파라미터에 대해 4개의 위치가 선택되어 있음에 유의하기 바란다. 이들 위치는 기판(W)의 평면에서 장축(major axis)과 단축(minor axis) 상에 있도록 선택될 것이다. 그 중 하나의 위치가 기판(W)의 에지에 형성된 위치설정 노치(240)의 위치가 될 것이다(C, F). 다른 하나의 위치는 노치를 통과하는 제1 축이 에지와 교차하는 두 번째 교차부 상에 있을 것이다(예컨대, 노치에 실질적으로 반대측의 위치)(E, B). 다른 2개의 위치는 장축과 단축 중의 다른 하나의 축 상에, 바람직하게는 제2 축에 대한 수직선을 따라 위치될 수 있다(A, D).
4개의 위치에서의 측정치는 내측 타원과 외측 타원을 규정한다. 표 1에 나타낸 실시예에서, 외측 타원은 기판(W)의 에지에 해당한다. 2개의 타원은 기판(W)의 에지 부근의 영역을 규정한다.
이하의 규칙은 스캔이 다른(더 낮은) 속도로 행해져야 하는 것으로 판정한다:
1. 스캔의 시작 지점 또는 스캔의 종료 지점(또는 양자)이 도 8의 음영 부분에 있다면, 추가의 조건을 AND 연산한다.
2. 개시 위치 및 종료 위치를 평가함으로써 스캔이 중심으로부터 에지를 향해 또는 에지 위로 외측으로 지향되지 않는다면, "스캔이 외측으로 지향됨"의 정의는 다음과 같다:
a. 개시 위치의 y-좌표가 포지티브이면 업-스캔(up-scan)
b. 개시 위치의 y-좌표가 네거티브(기판(W)의 중심이 원점임)이면 다운-스캔
이하의 규칙은 스캔이 다른(더 낮은) 속도로 행해지지 않았다는 것으로 판정한다:
1. 스캔의 시작 지점 또는 스캔의 종료 지점(또는 둘 다)이 도 8의 음영 부분에 있다면, 추가의 조건을 AND 연산한다.
2. 개시 위치 및 종료 위치를 평가함으로써 스캔이 중심으로부터 에지를 향해 또는 에지 위로 내측으로 지향된다면, "스캔이 내측으로 지향됨"의 정의는 다음과 같다:
c. 개시 위치의 y-좌표가 네거티브이면 업-스캔(up-scan)
d. 개시 위치의 y-좌표가 포지티브(기판(W)의 중심이 원점임)이면 다운-스캔
따라서, 개시 지점, 종료 지점 또는 양자가 음영 영역(즉, 링)에 의해 정해진 기판 표면(W)의 영역에 있고, 또한 스캔이 내측 방향에 있다면, 규칙을 적용하며, 이 때 스캔은 다른 스캔의 속력으로 된다.
일구현예에서, 다른 스캔 속력의 값은 일정하게 되도록 설정될 수 있다. 상이한 허용 스캔 속력 범위에 대한 디폴트값과 허용 범위가 표 2에 나열되어 있다.
다른 스캔 속력에 대한 디폴트값
일구현예에서, 스텝이 늦추어질지에 대한 여부를 판정하기 위해, 스탭에 대한 변위의 벡터가 평가된다. 변위 벡터 P1→P2의 개시 및 종료 좌표가 도 9에 도시된 바와 같은 파라미터에 의해 정해진다.
2개의 다이 간의 스텝에 속력 감소가 적용될 수 있는 때를 정하기 위해 기판(W)에 관한 지리학적 패턴이 이용된다. 이 지리학적 패턴은 도 10에 도시되어 있는 2개의 타원을 포함한다.
파라미터 G, H, I, J, K, L 및 M이 정의되며, 이들의 값은 기계 정수로서 사전에 결정되어 설정될 수도 있다. 디폴트값 및 적합한 범위가 표 3에 제공되어 있다.
파라미터 G, H, I, J, K, L 및 M에 대한 디폴트값
각각의 파라미터 G 내지 L에 대한 허용 범위는 기판(W)의 반경 치수에 대응한다.
파라미터 M은, 도 9에 도시된 바와 같이, 운동 방향의 변경 동안의 가속 및 정확한 위치설정을 가능하게 하기 위해 정착 시간(settle time)을 특징지우도록 사용된 치수이다. 파라미터 M은 스캔(이미징 모션)의 개시 또는 종료 시의 위치와 인접한 스텝핑 모션(도 9에서의 스텝 N) 동안의 이미징의 방향(y 방향)에서의 가장 먼 위치 사이의 거리이다. 파라미터 M은 기판 테이블(WT)이 일정 속도 시구간을 유지하여 기판 테이블(WT)을 이동시키도록 제어된 전체 서보(servo)가 요구된 정확도 한계치 내에 있도록 조정된다.
일구현예에서, 업-스캔이 후속된 스텝만이 디폴트만큼 늦추어진다(카티전 좌표에서, 업-스캔은 기판(W) 상의 전체 타겟 위치를 위해 y-축을 따라 x-축으로부터 멀어지는 포지티브 이동에 대응한다). 일구현예에서, 다이의 라인은 축을 따라 이미징될 수 있으며, 다이의 라인은 연속적으로 하방으로 이미징된다.
한정된 속력이 적용될 수 있는 때를 판정하기 위해 부울리안 파라미터 U가 정의된다. 파라미터의 값이 TRUE이면, 업-스캔이 후속되는 스텝(특정 기준과 매칭하는)만이 속력이 감소된다. 파라미터의 값이 FALSE이면, 특정의 기하학적 기준(즉, 타원형의 기하학적 기준)에 매칭하는 모든 스텝이 감소된 속력으로 시행된다.
이하의 조건의 경우에는, 스텝 N의 속력이 다른(감소된) 스텝 속력으로 감소될 것이다(The speed of the step N shall be reduced to the alternative (reduced) step speed, if):
10 P1 is outside ellipse 1, AND
11 P2 is inside ellipse 2, AND
12 IF U is TRUE THEN
o IF scan N is an up-scan
파라미터 U 및 다른 스텝 속력
전술한 구현예에서, 감소된 속력은 스캔이 업-스캔인 때에는 특정 환경 하에서 적용된다. 일구현예에서, 감소된 속력은 스캔이 업-스캔 또는 다운-스캔인 때에 적용될 수 있다.
기판(W)의 에지를 가로지를 때에 손실된 액체의 양은 기판(W)의 표면, 예컨대 레지스트의 표면 또는 탑코트의 정적 퇴각 접촉 각도(static receding contact angle)에 좌우될 수 있다. 한 가지 이러한 탑코트는 약 66°의 정적 퇴각 접촉 각도를 갖는 TCX041이다. 액체가 정적 퇴각 접촉 각도 및 액체 제한 구조에 대한 표면의 상대 속력에 따라 액침 공간(11)으로부터 손실될 수 있으므로, 모델은 이러한 파라미터에 대해 최적화될 수 있다.
매우 큰 정적 퇴각 접촉 각도를 갖는 표면은 에지를 가로지르는 동안 및 심지어는 일반적인 상황에서도 액체의 손실이 거의 없도록 할 것이다. 동일한 액체 손실에 대해, 속력의 감소는 점점 적어지게 될 것이다. 스캐닝 및 스텝핑을 위해 감소된 속력이 이용되는 타겟의 수를 감소시키도록 모델에 대한 지리학적 파라미터의 치수가 조정될 수 있다. 모델은 표면의 정적 퇴각 접촉 각도에 최적화될 수 있다. 이러한 방식으로, 감소된 속력이 이용되는 영역이 줄어들 것이다. 그러므로, 감소된 속력의 지속기간(duration)이 점점 감소하며, 처리량이 증가할 것이다. 예컨대 AIM 5484와 같은 더 높은 정적 퇴각 접촉 각도를 갖는 표면 코팅을 사용하는 것이 바람직할 것이다. 그 결과, 속력의 변경은 기판(W)의 에지에 더 근접하여 발생할 수 있다. 컨트롤러(50)는 2008년 10월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 61/136,943에 개시된 제어 시스템을 통합할 수도 있으며, 상기 특허 출원은 그 전체 내용이 참고자료로 원용되어 있다.
매뉴얼 오버라이드(220)가 제공될 수 있다. 매뉴얼 오버라이드(220)는 특정 다이에 관련된 특정 스캔 또는 스텝 모션을 위해 투영 시스템(PS)에 대한 기판 테이블(WT)의 속력을 조정하기 위해 이용될 수 있다. 매뉴얼 오버라이드(220)는 모델(210)이 스텝 또는 스캔 이동 동안 적합한 속력을 가하지 못하여 기포의 형성을 증가시키는 경우에 이용될 수 있다. 매뉴얼 오버라이드는 기계 정수로서 구현될 수도 있다.
일구현예에서, 레시피 기반 매뉴얼 오버라이드(a recipe-based manual override)(220)가 이용 가능하지 않을 수도 있다. 이 경우에는 어떠한 층이라도 타겟 영역이 동일한 속력으로 스캔되도록 요구하고, 또한 처리량을 감소시킬 수도 있지만, 시스템의 복잡도는 감소될 것이다.
일구현예에서, 레시피 기반 매뉴얼 오버라이드(220)가 적용될 수 있다. 상이한 층(상이한 정적 퇴각 접촉 각도를 갖는)은 예컨대 이미징과 같이 처리되고 있는 표면 상의 특정 층을 적합하게 하기 위해 모델(210)의 조정을 필요로 할 것이다. 매뉴얼 오버라이드(220)는 상이한 영역이 감소된(다른) 속력으로 스캔 또는 스텝핑되도록 모델(210)을 조정하기 위해 표면 특성(예컨대, 정적 퇴각 접촉 각도)에 대한 세부내용이 이용될 수 있도록 한다. 그러므로, 동일한 영역이 표준 속력으로 스캐닝되거나 또는 감소된 속력으로 스캔되는 상이한 층을 가질 수 있다. 이것은 표면 층의 표면 특성에 따라 스캔 및/또는 스텝 속력의 최적화를 가능하게 할 것이다.
매뉴얼 오버라이드(220)는 사용자로 하여금 오버라이드 영역의 수를 예컨대 최대 10으로 규정하도록 할 수 있다. 각각의 오버라이드 영역은 중심 좌표(기판 중심에 관련하여 X1 및 Y1), x-축 방향에서의 길이 DX, 및 y-축 방향에서의 길이 DY에 의해 정해지며, 이것은 도 11에 예시되어 있다.
오버라이드 영역은 다수의 다이를 커버한다. 각각의 다이는 블랙 도트가 연계되어 있다. 이 도트는 그 다이에 대한 스캔 개시 좌표 위치 및 스캔 종료 좌표 위치를 나타낼 수도 있다. 개시 및 종료 위치가 오버라이드 영역에 있다면, 감소된(다른) 스캔 및/또는 스텝 속력이 전술한 바와 같이 이용된다. 그러므로, 개시 좌표 및 종료 좌표 양자가 오버라이드 영역 내에 있는 경우에만, 다른 스캔 및/또는 스텝 속력이 활성화된다.
도 11에 도시된 예에서, 다이(7, 8, 9, 10)만이 오버라이드 영역에 의해 영향을 받게 된다. 스텝 속력이 오버라이드 기계 정수에서 특정되면, 이 스텝 속력이 오버라이드 영역에 의해 영향을 받는 다이의 사전준비 단계에 적용된다. 그러므로, 도 10의 예에서, 다이 6과 7, 다이 7과 8, 다이 8과 9, 다이 9와 10 간의 스텝이 저속으로 강하되지만, 다이 10과 11, 다이 4와 5, 다이 5와 6 간의 스텝의 제어는 매뉴얼 오버라이드 모듈에 의해 영향을 받지 않게 된다.
사용자는 선택된 각각의 다이에 대한 값에 따라 기계 정수를 입력하기를 원할 수도 있다. 이 값은 오버라이드 섹션, 오버라이드 영역의 중심의 좌표(중심 X1 및 중심 Y1), 오버라이드 영역(DY 및 DX), 및 오버라이드 영역에 대한 최대 스캔 속력 및/또는 최대 스텝 속력의 치수를 포함한다.
모델(210)은 모델이 적용되는 각각의 영역(스캔)에 스캔 및/또는 스텝 속력을 전달한다. 매뉴얼 오버라이드 모듈(220)은 다수의 스캔 및/또는 스텝에 대한 속력을 제공할 수 있으며, 이들 스캔 및/또는 스텝은 사전에 결정될 수 있다. 일구현예에서, 매뉴얼 오버라이드 모듈(220)은 단지 특정의 타겟 다이에 대한 스캔 및/또는 스텝 속력을 느리게 할 수 있다. 매뉴얼 오버라이드 모듈은 스캔 또는 스텝 속력이 모델(210)에 의해 바람직하게 조정되지 않는 다이에 대한 스캔 및/또는 스텝 속력을 느리게 할 수 있다. 따라서, 스캔 및/또는 스텝 속력이 적용되어야 하는지를 판정하기 위한 룰이 필요하다. 즉, 적용되는 속력은 모델(210) 또는 매뉴얼 오버라이드 모델(220)에 의해 결정된 속력으로부터 선택되어야 한다. 이 속력은 속력 선택기에 의해 선택된다.
일구현예에서, 매뉴얼 오버라이드 모듈(220)은 불일치(disagreement)의 경우에 모델(210)의 출력을 우선으로 한다. 그러나, 일구현예에서, 스캔 속력은 어플리케이션 스캔 속력(기판 테이블(WT) 기계 상수임)으로서 결정될 수 있다. 어플리케이션 속력은, 사전 결정될 수 있고 자유롭게 선택되지 않는 사용자에 의해 정의된 속력이다. 어플리케이션 속력은 조작 전에 사전 선택될 수 있다. 매뉴얼 오버라이드는 사용자가 선택하기 위해 골라낸 어떠한 값으로 설정될 수도 있다. 매뉴얼 오버라이드는 사용 동안에 설정될 수도 있다. 그러므로, 어플리케이션 속력(사용 전에 사용자가 사전 선택한)과 매뉴얼 오버라이드(사용 동안에 선택될 수도 있는) 간의 충돌이 있을 수도 있다. 어플리케이션 스캔(및/또는 스텝) 속력이 모델(210) 또는 매뉴얼 오버라이드(220)에 의해 결정된 값보다 작다면, 최대 속력은 어플리케이션 스캔 속력에 동일하게 된다. 어플리케이션 속력 선택은 매뉴얼 오버라이드가 수용 가능한 속력 설정치를 초과하는 속력을 설정하지 않도록 하기 위한 추가의 안전 방안이 될 수도 있다. 모델(210), 어플리케이션 속력, 및 매뉴얼 오버라이드 모듈(220) 외에, 최대 스캔(및/또는 스텝) 속력을 결정하기 위해 이용될 수 있는 다른 기준이 존재할 수도 있다.
일구현예에서, 속력 선택기는, 어플리케이션 스캔/스텝 속력, 모델(210) 또는 매뉴얼 오버라이드(220)에 의해 결정된 속력, 및/또는 다른 기준 중의 최저의 값으로부터 최대 스캔/스텝 속력을 선택할 것이다. 이 속력 선택기 구성은 용도를 진단하고 처리량을 제공하는데 유용할 것이다. 그 이유는, 이 속력 선택기 구성이 매뉴얼 오버라이드(220)로 하여금 속력을 모델(210)에 의해 결정된 속력에 비해 증가시키도록 할 수 있기 때문이다.
속력 선택기 결정치의 예
일구현예에서, 선택된 속력은, 선택 옵션, 즉 어플리케이션 스캔/스텝 속력, 모델(210)에 의해 결정된 속력, 매뉴얼 오버라이드(220)에 의해 결정된 속력, 및/또는 다른 기준으로 이루어진 군에서 모델(210) 및 매뉴얼 오버라이드(220)에 의해 결정된 속력이다.
타겟 다이에서 스캔 또는 스텝 이동을 위해 선택된 속력은 메모리에 기록될 수도 있다.
모델(210)의 변형에서, 스캔 속력은, 부분적으로 또는 완전하게 기판(W)의 에지로부터 고정된 반경 거리에 있는 소정의 둘레(예컨대, 주변) 외측에 있는 각각의 타겟 다이에 대해서는 감소된다. 일구현예에서, 소정의 둘레는 기판(W)의 에지로부터 100 ㎜이다. 소정의 둘레는 0∼12 ㎜, 바람직하게는 5∼100 ㎜이어도 된다. 감소된 스캔 속력은 예컨대 TCX041의 표면 코팅에 대해서는 400 ㎜/s가 될 수도 있다.
변형예에서, 소정의 둘레는 도 12에 도시된 바와 같은 타원이다. A는 기판(W)의 중심에 관련하여 x 축을 따르는 둘레 영역의 치수이다. B는 기판(W)의 중심으로부터 양의 방향으로 멀어지는 y 축을 따라는 둘레 영역의 치수이다. C는 기판(W)의 중심으로부터 떨어져 반경 방향으로 y 축을 따르는 둘레 영역의 치수이다. A에 대한 적합한 값은 40∼50 ㎜, 예컨대 45 ㎜이고, B에 대한 적합한 값은 30∼35 ㎜, 예컨대 33 ㎜, C에 대한 적합한 값은 50∼60 ㎜, 예컨대 55 ㎜이다. 이들은 300 ㎜ 직경 기판에 대한 치수이다. 이 치수는 사용되는 기판(W) 크기에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
변형예에서, 기판(W) 상으로 스캐닝이 이루어지는 이들 타겟 다이에 제한된 스캐닝 속력이 적용될 수도 있다. 기판(W)의 중심에 관련하여 양의 y 좌표를 갖는 이러한 타겟 다이는 스캔 방향이 하방향인 경우에는 제한된 스캔 속력을 가질 것이다. 음의 y 좌표를 갖는 타겟 다이는 스캔 방향이 상방향인 경우에는 제한된 스캔 속력을 가질 것이다.
변형예에서, 둘레 영역은 도 12에서의 빗금으로 표시된 영역에 의해 나타낸 바와 같이 2개의 단편으로 분리된다. 이들 단편은 추가의 처리량 향상을 위해 취급될 수도 있다. 이들 단편은 α 및 β의 2개의 각도에 의해 결정되며, α는 x 축 위에서의(즉, 기판의 중심에 관련하여) 단편의 각도 변위에 해당하고, β는 x 축 아래의 단편의 각도 변위에 해당한다. 예컨대, α는 40°내지 80°의 범위를 갖고, β는 20°내지 80°의 범위를 가질 수 있다. 이에 추가하여 또는 이와 달리, 2개의 단편 사이의 영역에서 조작 조건의 조정에서의 원활한 전이(smooth transition)가 발생할 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같이, 기판(W)의 에지가 액체 제한 구조(12) 아래에서 이동할 때, 액체가 탈출하는 기회가 증가할 것이다. US 2008-0212046 및 US 2009-0262318에 개시된 바와 같은 가스 나이프의 방사상의 내측에 액체 복원 특징부(liquid retrieval feature)를 포함하는 액체 제한 구조(12)에서 특별한 환경이 발생할 수 있다. 이러한 구조에서, 액체 복구 특징부(liquid retrieval feature)(가스 드래그 원리 구성의 단상 또는 2상 추출기 또는 추출 홀)를 통과한 어떠한 액체도 가스 나이프의 방사상의 내측에 하나 이상의 탈출 드롭플릿 및/또는 막으로서 트랩될 수 있다. 기판(W) 상의 탈출한 드롭플릿의 위치가 가스 나이프를 향해 이동하거나 또는 가스 나이프 아래에서 이동하는 방향에서의 기판(W)의 추가의 이동은, 드롭플릿이 가스 나이프에 의해 차단되고, 그에 따라 가스 나이프를 따라 가스 나이프와 액체 복원 특징부 사이에 보유되게 한다. 액체 제한 구조(12)에 대한 기판(W)의 이동 방향의 변경 시에, 가스 나이프에 의해 트랩된 드롭플릿은 액체 복구 특징부를 향해 이동할 수 있다. 이 위치에서, 드롭플릿은 기판과 액체 제한 구조(12) 사이에 연장하고 있는 액체의 메니스커스와 상호작용, 예컨대 충돌할 수 있다. 이것은 그 공간 내의 액체에서 가스의 기포를 유발할 수 있다. 구체적으로, 이것은 기판(W) 상에 고정되는 위치를 갖는 스티킹 버블(sticking bubble)을 유발할 수 있다. 이러한 스티킹 버블이 노출 영역 아래에, 예컨대 노출 슬릿 아래에 위치되면, 이미징될 다음 다이의 이미징 에러가 발생할 수 있다.
도 13은 그 메카니즘을 더욱 상세하게 도시한다. 액체 제한 구조(12) 아래의 기판(W)의 불규칙한 경로(300)가 예시되어 있다. 일구현예에서, 액체 제한 구조(12)는 평면적으로 코너를 갖는 정사각형 형상을 갖는다. 이 코너들은 사용 시에 스텝 및 스캔 방향과 정렬될 수 있다. 액체 제한 구조는 평면적으로 어떠한 형상도 가질 수 있다. 일구현예에서, 가스 나이프(310)는 액체 복구 특징부(320)의 방사상의 외측에 위치된다.
노광 슬릿(900)이 도 13에 예시되어 있다. 노광 슬릿은 투영 시스템(PS)으로부터의 투영 빔에 의해 노광되는 영역이다. 드롭플릿이 예컨대 기판(W)의 에지를 통과함으로 인해 액체 복구 특징부(320)와 가스 나이프(310) 사이에 트랩되면, 액체는 액체 복구 특징부(320)와 가스 나이프(310) 사이의 영역으로 탈출할 수 있다. 어떠한 이러한 액체는 하나 이상의 드롭플릿의 형태로 되고, 영역(330)에서 가스 나이프(310)에 의해 트랩될 것이다.
제1 다이(350) 위에 대하여 화살표(340)에 의해 표시된 방향에서의 스캔이 완료될 때, 액체 제한 구조(12) 아래의 기판(W)의 방향은 예컨대 화살표(300)에 의해 예시된 불규칙한 경로와 같이 변경된다. 이로부터 알 수 있는 바와 같이, 드롭플릿의 수집의 영역(330)은 이미징될 후속 다이(360)의 이미징 동안 노광 슬릿(900)이 점유할 위치 위, 예컨대 바로 위이다. 일구현예에서, 후속 다이는 제1 다이(350)의 다음 번의 다이이다. 그러므로, 드롭플릿이 기판(W)과 액체 복구 특징부(320) 사이에 연장하는 액체의 메니스커스와 충돌하기 쉬울 것이다. 이러한 충돌은 액체 내에 하나 이상의 기포를 생성할 것이며, 이 기포는 스티킹 버블이 되기 쉽고, 이미징될 후속 다이(360)의 이미징 스캐닝 동안 노광 슬릿(900) 아래에 위치되기가 쉽다. 이러한 기포의 생성은 이미징 결함의 위험을 증가시킬 것이다.
기포가 후속 다이의 이미징 동안 노광 슬릿(900)에 존재할지의 여부는 이하의 식에 의해 근사적으로 구해질 수 있다:
SSA : 스캔 방향에서의 스텝, 정착(settle) 및 가속 이동의 길이
υ : 스캐닝 방향에서의 스캔 속력
a : 스캐닝 방향에서의 스테이지 가속도
τ : 가속 후의 정착 시간
Yslit : 노광 슬릿의 폭(95％ 인텐서티 프로파일에 의해 결정됨)
DAK : 가스 나이프의 직경
Δy : 기포의 확산
y : 필드(field)에서의 드롭플릿의 위치
이 메카니즘은 기판(W)의 전역 상의 소수의 다이에만 영향을 주는 것으로 분석에 의해 밝혀졌다.
따라서, 본 발명에서, 컨트롤러(50)는 이 영향이 발생하는 기판(W) 상의 지점에서 액체 제한 구조(12) 아래에서의 기판(W)의 이동 동안 하나 이상의 작동 조건을 조정할 수 있다. 변경될 수 있는 작동 조건은 도 9에 도시된 바와 같이 파라미터 M이다. 이것을 달성하는 방안이 도 14에 예시되어 있다. 도 14에서는, 다음 다이 이전에서의 다운 스캔이 연장되도록 파라미터 M이 증가된다. 그러므로, 컨트롤러(50)는 장치의 작동 조건, 즉 스캔(스캐닝 이미징 모션)의 개시 또는 종료 시의 위치와 후속 다이(360) 위에서의 후속 스캐닝 이미징 모션 전의 인접 스텝핑 이동 동안의 이미징의 방향(y 방향)에서 가장 먼 위치 사이의 거리(즉, 도 9에 도시된 파라미터 M)를 변경할 수도 있다. 예시된 바와 같이, 상이한 다이에서(영역(370)에서) 스티킹 버블이 생성되며, 이 스티킹 버블은 이미징될 후속 다이(360)의 노광 영역의 외측에 있다. 따라서, 후속 다이(360)의 이미징 동안 스티킹 버블에 의해 결함이 발생될 가능성이 감소된다.
기판(W)이 이동해야 하는 초과 길이는 스캔 길이의 대략 2배가 될 수 있다. 26 ㎜의 스캔 길이 및 750 ㎜/s의 스캔 속력에 대해, 초과 스캔 시간은 영향을 받는 다이 당 대략 69 ms에 달한다. 임계 다이(critical die)가 기판(W) 당 10보다 적게 제한되면, 처리량에 있어서의 손실은 기판(W) 당 0.69s 또는 그 미만이 될 것이다. 시간 당 약 150개의 기판(W)의 처리량에 대해서는, 처리량에 있어서의 3％ 손실이 발생할 것이다.
상기한 설명은 "다이"를 참조하고 있다. 본 설명은 이와 다르게 노광 필드를 참조할 수 있다. 노광 필드는 여러 개의 다이를 포함할 수 있다. 이 다이는 통상적으로 하나의 상용 제품(customer product)이다.
알 수 있는 바와 같이, 전술한 특징 중의 어느 것도 어떠한 다른 특징과 함께 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 명시적으로 설명된 이들 조합은 본 출원에 포함된다.
일구현예에서, 기판 테이블, 투영 시스템, 액체 핸들링 시스템 및 컨트롤러를 포함하는 액침 리소그래피 장치가 제공된다. 기판 테이블은 기판을 지지하도록 구성되며, 투영 시스템은 패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 지향시키도록 구성된다. 액체 핸들링 시스템은 투영 시스템과 기판 사이, 투영 시스템과 기판 테이블 사이, 또는 투영 시스템과 기판 사이 및 투영 시스템과 기판 테이블 사이 양자에 형성된 공간에 액침액을 공급하고 제한하도록 구성된다. 컨트롤러는 기판 및/또는 기판 테이블의 소정 영역이 액체 핸들링 시스템 아래에 있을 때에 액체 핸들링 시스템에 대한 기판 및/또는 기판 테이블의 이동 동안 액침 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하도록 구성된다.
컨트롤러는, 제1 소정 영역 내에서 적어도 부분적으로 다이의 이미징 모션 동안 액침 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하거나, 또는 제2 소정 영역 내에서 적어도 부분적으로 인접 다이들 간의 스텝핑 동작 동안 액침 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하거나, 또는 양자 모두를 행하도록 구성될 수도 있다. 제1 소정 영역 및/또는 제2 소정 영역은 기판의 에지에 있어도 되고, 또는 기판의 에지 부근에 있어도 된다.
소정 영역은 타원, 바람직하게는 2개 이상의 타원에 의해 정해질 수 있다. 하나 이상의 작동 조건은 이하의 작동 조건을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 작동 조건이다: 기판, 기판 테이블 또는 양자와 액체 핸들링 시스템, 투영 시스템 또는 양자 사이의 운동의 상대 속도; 액체 핸들링 시스템의 저면과 기판, 기판 테이블 또는 양자의 상면 사이의 거리; 공간에 공급되는 액침 유체의 유량; 액침액을 추출하기 위해 사용되는 저압력 소스(under pressure source)의 레벨; 액체 핸들링 시스템의 가스 나이프에 사용된 가스 유량; 기판의 표면에 대한 액체 핸들링 시스템의 하위면의 각도; 액체 핸들링 시스템의 하면에 있는 개구부 외부의 액체의 유량; 운동 방향에 대한 개구부의 각도 위치에 따른 개구부 내로의 또는 개구부 외부로의 유체 유량의 변동; 또는 스캐닝 이미징 모션의 개시 또는 종료 시의 기판에 대한 액체 핸들링 시스템의 위치와 후속 스캐닝 이미징 모션 이전의 기판에 대한 액체 핸들링 시스템의 스캐닝 이미징 모션의 방향에서의 가장 먼 위치 사이의 거리의 변동.
하나 이상의 작동 조건은 액체 핸들링 시스템의 하나 이상의 작동 조건을 포함할 수도 있다. 액체 핸들링 시스템의 하나 이상의 작동 조건은 이하의 작동 조건을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 작동 조건이다: 액체 핸들링 시스템의 개구부를 통한 유체 유량; 투영 시스템, 기판, 및/또는 기판 테이블에 대한 액체 핸들링 시스템의 방위; 또는 투영 시스템, 기판, 및/또는 기판 테이블과 액체 핸들링 시스템 사이의 거리.
하나 이상의 작동 조건은, 액체 핸들링 시스템, 투영 시스템 또는 양자에 대하여 기판, 기판 테이블, 또는 양자를 위치시키도록 구성된 위치설정 시스템의 하나 이상의 작동 조건을 포함할 수도 있다. 위치설정 시스템의 하나 이상의 작동 조건은 이하의 작동 조건을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 작동 조건이다: 기판, 기판 테이블 또는 양자와 액체 핸들링 구조, 투영 시스템 또는 양자 간의 운동의 상대 속도; 기판의 표면에 대한 액체 핸들링 시스템의 하위면의 각도; 또는 액체 핸들링 시스템의 저면과 기판, 기판 테이블 또는 양자의 상면 사이의 거리.
컨트롤러는 추가의 조건이 충족될 때에만 하나 이상의 작동 조건을 조정하도록 구성될 수도 있다. 추가의 조건은, 이미징 모션이 이미징의 방향에 직각을 이루고 또한 기판의 상면의 평면에 있는 기판의 대칭축을 향하는 것이 될 수도 있다. 스캐닝 모션 중에 하나 이상의 작동 조건이 조정될 수도 있다. 추가의 조건은, 이미징 모션의 개시 또는 종료 시의 위치와 인접 스텝핑 모션 중의 이미징의 방향에서의 가장 먼 위치 사이의 거리가 정해진 범위 내에 있는 것이 될 수도 있다. 스텝핑 모션 중에 하나 이상의 작동 조건이 조정될 수도 있다. 추가의 조건은, 이미징 모션 및/또는 스텝핑 모션이 기판의 중심 위치로부터 어떠한 각도 범위 내에 있도록 될 수도 있다. 추가의 조건은, 액체 핸들링 시스템 아래를 통과하는 가늘고 긴 특징부와 가늘고 긴 특징부의 운동 방향 사이의, 평면에서의 각도가 정해진 범위 내에 있는 것이 될 수도 있다. 추가의 조건은 기판의 물리적인 특성이 정해진 범위 내에 있는 것이 될 수도 있다. 이러한 물리적 특성은 이하의 특성을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 특성이다: 기판의 상부 외측 에지면과 액침액의 정적 접촉 각도; 기판의 상부 외측 에지면의 폭; 기판의 상부 외측 에지의 노출된 레지스트, 탑코트, BARC, 접착층, Si, SiO2, 또는 금속과 액침액의 정적 접촉 각도; 노출된 레지스트, 탑코트, BARC, 접착층, Si, SiO2, 또는 금속의 폭.
추가의 조건은 기판 상의 다이의 지점이 소정의 영역 내에 있는 것이 될 수도 있다. 추가의 조건은 하나의 다이의 종료와 다음 다이의 개시 사이의 운동의 길이가 소정의 값보다 큰 것이 될 수도 있다.
액침 리소그래피 장치는 사용자로 하여금 컨트롤러를 오버라이드하기 위해 매뉴얼 오버라이드를 더 포함할 수도 있다. 매뉴얼 오버라이드는 사용자가 정한 제3 소정 영역에서 컨트롤러에 의해 하나 이상의 작동 조건의 조정에 대한 오버라이딩을 허용하고, 하나 이상의 작동 조건을 사용자가 정한 값으로 설정한다.
액체 핸들링 구조에 대한 소정 영역의 운동은 기판의 에지가 액체 핸들링 구조로부터 멀어지게 이동하도록 하는 방향으로 이루어질 것이다. 기판 테이블의 기준 프레임에 있어서는, 기판 테이블과 유체 핸들링 구조 간의 상대 운동 중의 기판 위의 유체 핸들링 구조의 경로는 기판을 가로지르는 라인의 일부가 될 수도 있으며, 유체 핸들링 구조의 기준 프레임에 있어서는, 소정 영역은 유체 핸들링 구조로부터 멀어지도록 이동하고 있을 수도 있는 에지로부터 떨어져 있는 라인의 길이의 절반보다 크지 않다.
일구현예에서, 이동 단계 및 조정 단계를 포함하는 리소그래픽 장치의 조작 방법이 제공된다. 이동 단계에서는, 기판을 지지하는 기판 테이블이, 패터닝된 방사선 빔을 액체 핸들링 시스템에 의해 제한된 액침액을 통해 기판 상으로 투영하도도록 구성된 투영 시스템에 대하여 이동된다. 조정 단계에서는, 기판 및/또는 기판 테이블의 소정 영역이 액체 핸들링 시스템 아래에 있을 때에 액체 핸들링 시스템에 대한 기판 및/또는 기판 테이블의 운동 중에 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건이 조정된다.
리소그래픽 장치의 하나 이상의 작동 조건의 조정은, 제1 소정 영역 내에서 적어도 부분적으로 다이의 이미징 모션 중, 제2 소정 영역 내에서 적어도 부분적으로 인접한 다이들 간의 스텝핑 모션 중, 또는 양자 모두의 동안 이루어질 수도 있다. 제1 소정 영역 및/또는 제2 소정 영역은 기판의 에지에 있거나 또는 기반의 에지 부근에 있을 수도 있다.
소정 영역은 타원, 바람직하게는 2개 이상의 타원에 의해 정해질 수 있다. 하나 이상의 작동 조건은 이하의 작동 조건을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 작동 조건이다: 기판, 기판 테이블 또는 양자와 액체 핸들링 시스템, 투영 시스템 또는 양자 사이의 운동의 상대 속도; 액체 핸들링 시스템의 저면과 기판, 기판 테이블 또는 양자의 상면 사이의 거리; 공간에 공급되는 액침 유체의 유량; 액침액을 추출하기 위해 사용되는 저압력 소스(under pressure source)의 레벨; 액체 핸들링 시스템의 가스 나이프에 사용된 가스 유량; 기판의 표면에 대한 액체 핸들링 시스템의 하위면의 각도; 액체 핸들링 시스템의 하면에 있는 개구부 외부의 액체의 유량; 또는 운동 방향에 대한 개구부의 각도 위치에 따른 개구부 내로의 또는 개구부 외부로의 유체 유량의 변동. 하나 이상의 작동 조건은 액체 핸들링 시스템의 하나 이상의 작동 조건을 포함할 수도 있다.
하나 이상의 작동 조건은, 액체 핸들링 시스템, 투영 시스템 또는 양자에 대하여 기판, 기판 테이블, 또는 양자를 위치시키도록 구성된 위치설정 시스템의 하나 이상의 작동 조건을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 작동 조건의 조정은 추가의 조건이 충족될 때에만 이루어질 수도 있다.
일구현예에서, 기판 테이블, 투영 시스템, 액체 핸들링 시스템, 위치설정 시스템 및 컨트롤러를 포함하는 액침 리소그래피 장치가 제공된다. 기판 테이블은 기판을 지지하도록 구성되며, 투영 시스템은 패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 지향시키도록 구성된다. 액체 핸들링 시스템은 투영 시스템과 기판 사이, 투영 시스템과 기판 테이블 사이, 또는 투영 시스템과 기판 사이 및 투영 시스템과 기판 테이블 사이 양자에 형성된 공간에 액침액을 공급하고 제한하도록 구성된다. 위치설정 시스템은 액체 핸들링 구조, 투영 시스템, 또는 핸들링 구조 및 투영 시스템에 대한 기판, 기판 테이블, 또는 기판 및 기판 테이블의 상대 위치를 결정하도록 구성된다. 컨트롤러는 기판, 기판 테이블, 또는 양자와 액체 핸들링 구조, 투영 시스템, 또는 양자 간의 상대 운동을 제어하도록 구성되어 배치된다. 컨트롤러는, 기판의 에지에 있거나 그 부근에 있는 소정 영역 내의 타겟의 이미징 동안의 기판 테이블과 투영 시스템 간의 스캐닝 속력, 또는 기판의 에지에 있거나 그 부근에 있는 소정 영역에서의 인접한 타겟 위치 간의 스텝핑 속력, 또는 이러한 스캐닝 속력 및 스텝핑 속력 양자를 낮추도록 구성된다.
리소그래피 장치는, 선택된 타겟의 이미징 동안의 스캐닝 속력, 또는 선택된 인접 타겟 간의 스텝핑 속력, 또는 양자 모두를 사전 결정하기 위해 수동 제어를 포함할 수도 있다. 액체 핸들링 구조에 대한 소정 영역의 운동 방향은, 기판의 에지가 액체 핸들링 구조로부터 멀어지는 방향이다. 기판 테이블의 기준 프레임에 있어서는, 기판 테이블과 유체 핸들링 구조 간의 상대 이동 중의 기판 위의 액체 핸들링 구조의 경로는, 기판을 가로지르는 라인의 일부가 될 수도 있다. 액체 핸들링 구조의 기준 프레임에 있어서는, 소정 영역은 액체 핸들링 구조로부터 멀어지도록 이동하고 있는 에지로부터 떨어져 있는 라인의 길이의 절반보다 크지 않을 것이다.
일구현예에서, 이동 단계 및 속력 저하 단계를 포함하는 리소그래피 장치의 조작 방법이 제공된다. 이동 단계에서는, 기판을 지지하는 기판 테이블이 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템에 대하여 이동된다. 속력 저하 단계에서는, 기판의 에지에 있거나 또는 그 부근에 있는 소정 영역 내에서의 타겟의 이미징 동안 기판 테이블과 투영 시스템 간의 스캐닝 속력이 저하되거나, 또는 기판의 에지에 있거나 또는 그 부근에 있는 소정 영역에서의 인접한 타겟 위치들 사이에서 스텝 속력이 저하되거나, 또는 이러한 스캐닝 속력 및 이러한 스텝 속력 양자가 함께 저하된다.
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 헤드의 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, 상기 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 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 상기 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 어떠한 액침 리소그래피 장치에도 적용될 수 있으며, 구체적으로는 전술한 유형의 액침 리소그래피 장치 및 액침액이 기판의 국소 표면 영역에만 수조의 형태 내에 제공되거나 또는 제한되지 않는 것에 상관없이 적용될 수 있다. 액침액이 제한되지 않는 구성에서, 액침액은 기판 및/또는 기판 테이블의 표면 위에 흘러, 실질적으로 기판 테이블 및/또는 기판의 전체 노출 표면이 습윤 상태로 되도록 할 것이다. 이러한 액침액이 제한되지 않는 시스템에서, 액체 공급 시스템은 액침액을 제한하지 않을 수도 있고, 또는 일정한 비율의 액침액 제한을 제공하지만 실질적으로는 완전한 액침액 제한을 제공하지는 않을 수도 있다.
본 명세서에서 고려되는 액체 공급 시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 특정의 실시예에서, 액체를 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 제공하는 구조의 조합 또는 메카니즘이 있을 것이다. 이러한 구조의 조합 또는 메카니즘은 하나 이상의 구조, 하나 이상의 액체 개구부를 포함한 하나 이상의 유체 개구부, 하나 이상의 가스 개구부, 또는 2개 상태의 흐름을 위한 하나 이상의 개구부의 조합을 포함할 수도 있다. 이러한 개구부들은 각각 액침 공간 내로의 유입구(또는 유체 핸들링 구조로부터의 배출구) 또는 액침 공간 외부로의 배출구(또는 유체 핸들링 구조 내로의 유입구)가 될 수 있다. 하나의 구현예에서, 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분이 될 수도 있고, 또는 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전히 덮을 수도 있고, 또는 공간이 기판 및/또는 기판 테이블을 둘러쌀 수도 있다. 액체 공급 시스템은 액체의 위치, 양, 품질, 형상, 유량 또는 어떠한 다른 특징을 제어하기 위해 하나 이상의 요소를 옵션으로 포함할 수도 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 본 리소그래피 장치는 이하의 구성요소를 포함한다:
- 방사 빔(B, 예컨대 UV 방사 또는 DUV 방사)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. 구체적으로, 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 명세서에서 사용되는 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어는 "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 투과형 타입(예컨대, 투과형 마스크를 채용함)이다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 반사형 타입(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그래머블 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 채용함)일 수도 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2개 이상의 패터닝 장치 테이블)를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "복수 스테이지" 기계에서는, 추가의 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 하나 이상의 테이블 상에 예비 공정을 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)와 리소그래피 장치는 별도의 장치일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 고려되지 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, 조명기(IL)의 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 유사하게, 조명기(IL)는 리소그래피 장치의 일부를 형성할 수도 있고, 또는 리소그래피 장치의 일부를 형성하도록 고려되지 않을 수도 있다. 예컨대, 조명기(IL)는 리소그래피 장치의 통합 부품이 될 수도 있고, 또는 리소그래피 장치와는 별개의 장치가 될 수도 있다. 조명기(IL)가 리소그래피 장치와는 별개의 장치인 경우, 리소그래피 장치는 조명기(IL)가 리소그래피 장치 위에 탑재될 수 있도록 구성될 것이다. 옵션으로, 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 집속(focusing)시킨다. 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 명시적으로 도시되어 있지 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(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. 스테퍼(스캐너와 반대되는 것으로서의)의 경우, 지지 구조체(MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결되거나, 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(C)들 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 한 번에 타겟 영역(C) 상에 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 빔(B)에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(MT)에 관련한 기판 테이블(WT)의 속력 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 영역(C)의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 모션(motion)의 길이에 의해 타겟 영역(C)의 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 필요에 따라 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 업데이트되거나 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서 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 모드의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드가 채용될 수도 있다.
투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 구성은 2개 이상의 일반적인 카테고리로 분류될 수 있다. 이러한 카테고리로는 수조 타입 구성(bath type arrangement)과 소위 국소 액침 시스템(localized immersion system)이 있다. 수조 타입 구성에서는, 기판의 전체 및 선택적으로는 기판 테이블의 일부가, 액체의 수조에 담겨진다. 국소 액침 시스템은 기판의 국소 영역에만 액체를 제공하는 액체 공급 시스템을 이용한다. 국소 액침 시스템의 카테고리에서는, 액체에 의해 채워진 공간이 평면적으로 기판의 상면보다 작으며, 액체로 채워진 영역은 기판이 그 영역 아래를 이동하는 동안 투영 시스템에 관하여 실질적으로 정지 상태를 유지한다. 본 발명의 실시예가 지향하는 추가의 구성은, 액체가 제한되지 않는 전체 습윤 방식이다. 이 구성에서, 실질적으로 기판의 상면 전체 및 기판 테이블의 전부 또는 일부가 액침액으로 덮여진다. 적어도 기판을 덮고 있는 액체의 깊이는 작다. 이 액체는 얇은 막과 같이 기판 상의 액체의 막이 될 수 있다. 도 2 내지 도 5의 액체 공급 장치의 어떠한 것도 이러한 시스템에 사용될 수 있지만, 밀봉 특징부(sealing feature)가 존재하지 않거나, 작동하지 않거나, 정상적인 것만큼 효과적이지 않거나, 또는 국소 영역에 대해서만 액체를 밀봉하는 것에 효과적이지 못하다. 4개의 상이한 유형의 국소 액체 공급 시스템이 도 2 내지 도 5에 예시되어 있으며, 도 2 내지 도 4에 개시된 액체 공급 시스템은 위에서 설명하였다.
이미 제안된 또 다른 구성은 액체 제한 구조를 갖는 액체 공급 시스템을 제공하는 것이며, 이 액체 제한 구조는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 간의 공간의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장할 수 있다. 이러한 구성은 도 5에 예시되어 있다. 액체 제한 구조는 Z 방향(광축 방향)으로의 약간의 상대적인 이동이 있을 수도 있지만 XY 평면으로는 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 액체 제한 구조와 기판의 표면 사이에는 밀봉이 형성된다. 하나의 구현예에서, 밀봉은 액체 제한 구조와 기판의 표면 사이에 형성되며, 가스 밀봉(gas seal)과 같은 비접촉식 밀봉이 될 수도 있다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개 번호 US 2004-0207824에 개시되어 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 유체 제한 구조를 형성하는 몸체부(12)를 갖는 국소 액체 공급 시스템, 유체 핸들링 구조 또는 유체 핸들링 장치를 개략적으로 도시하고 있다(이하의 문장에서 기판(W)의 표면에 대한 언급은 다른 설명이 없는 경우에는 그에 추가하여 또는 양자택일적으로 기판 테이블(WT)의 표면을 지칭하기도 한다는 것에 유의하기 바란다). 유체 핸들링 구조는 Z 방향(광축 방향)으로의 약간의 상대적인 이동이 있을 수도 있지만 XY 평면으로는 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 하나의 구현예에서, 몸체부(12)와 기판(W)의 표면 사이에 밀봉이 형성되며, 가스 밀봉 또는 유체 밀봉과 같은 비접촉식 밀봉이 될 수도 있다.
유체 핸들링 장치는 적어도 부분적으로는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)에 액체를 포함하고 있다. 가스 밀봉(16)과 같은 기판(W)에 대한 비접촉식 밀봉은 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. 공간(11)은 적어도 부분적으로는 투영 시스템(PS)의 최종 요소 아래에 위치되어 둘러싸고 있는 몸체부(12)에 의해 형성된다. 액체가 액체 유입구(13)에 의해 투영 시스템(PS) 아래와 몸체부(12) 내의 공간(11)에 유입된다. 이 액체는 액체 배출구(13)에 의해 제거될 수 있다. 몸체부(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소보다 약간 위쪽으로 연장할 수 있다. 액체 레벨이 최종 요소보다 위쪽으로 상승하여, 액체의 버퍼가 제공된다. 하나의 구현예에서, 몸체부(12)는, 상단이 투영 시스템(PS) 또는 투영 시스템(PS)의 최종 요소의 형상과 밀접하게 부합하는 내측 둘레를 가지며, 예컨대 라운드 형상으로 될 것이다. 저부에서는, 내측 둘레가 예컨대 직사각형과 같은 이미지 필드의 형상과 밀접하게 부합할 것이지만, 상자(case) 형태일 필요는 없다.
액체는 사용 동안에 몸체부(12)의 저면과 기판(W)의 표면 사이에 형성되는 가스 밀봉(16)에 의해 공간(11) 내에 제한된다. 가스 밀봉(16)은 예컨대 공기 또는 합성 공기 등의 가스, 본 실시예서는 N2 또는 다른 불활성 가스에 의해 형성된다. 가스 밀봉(16) 내의 가스는 유입구(15)를 통해 압력 하에서 몸체부(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 높은 속도의 가스 흐름이 내측으로 존재하도록 이루어진다. 몸체부(12)와 기판(W) 사이의 액체에 미치는 가스의 힘은 그 액체를 공간(11) 내에 제한한다. 유입구/배출구는 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈이다. 환형의 홈은 연속적일 수도 있고, 또는 불연속적일 수도 있다. 가스의 흐름은 공간(11)에 액체를 담아두기에 효과적이다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개 번호 US 2004-0207824에 개시되어 있다.
도 5의 예는 액체가 언제라도 기판(W)의 상면의 국소 영역에만 제공되는 소위 국소 영역 구성이다. 예컨대 미국 특허 출원 공개 번호 US 2006-0038968에 개시된 바와 같이 단상 추출기(single phase extractor) 또는 2상 추출기(double phase extractor)를 사용하는 유체 핸들링 시스템을 포함하는 다른 구성도 가능하다. 하나의 구현예에서, 단상 추출기 또는 2상 추출기는 기공성 재료로 덮여지는 유입구를 포함할 수도 있다. 단상 추출기의 구현예에서는, 액체를 가스와 분리하여 단일-액체 상태 액체 추출을 가능하게 하기 위해 기공성 재료가 사용된다. 기공성 재료의 챔버 하류는 약간의 저압력(under pressure)으로 유지되며, 액체로 채워진다. 챔버에서의 이러한 저압력에 의해, 기공성 재료의 구멍에 형성된 메니스커스(meniscus)는 주변 가스가 챔버 내로 인입되는 것을 방지하게 된다. 그러나, 기공성 표면이 액체와 접촉하게 될 때에는, 흐름을 제한하기 위한 메니스커스가 없게 되며, 액체가 자유롭게 챔버 내로 흘러들어갈 수 있게 된다. 기공성 재료는 직경이 예컨대 5 내지 300 ㎛, 바람직하게는 5 내지 50 ㎛인 다수의 작은 구멍을 갖는다. 하나의 구현예에서, 기공성 재료는 적어도 약간 친액성(liquidphilic)(예컨대, 친수성)을 가지며, 즉 물과 같은 액침액에 대해 90°미만의 접촉 각도를 갖는다.
가능한 또 다른 구성으로는 가스 드래그 원리(gas drag principle)로 작동하는 구성이 있다. 소위 가스 드래그 원리는 예컨대 미국 특허 출원 공개 번호 US 2008-0212046 및 2008년 5월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 US 61/071,621호에 기술되어 있다. 그 시스템에서, 추출 구멍은 코너를 갖는 것이 바람직한 형상으로 배치된다. 이 코너는 스텝핑 및 스캐닝 방향과 정렬될 수도 있다. 이것은 2개의 배출구가 스캔 방향에 직각으로 배치되는 경우에 비해 스텝 또는 스캔 방향에서 소정의 속력에 대한 유체 핸들링 구조의 표면에 있는 2개의 개구부 사이의 메니스커스에 작용하는 힘을 감소시킨다.
또한, 미국 특허 공개 번호 2008-0212046에는 메인 액체 회수 특징부 외측에 방사상으로 위치된 가스 나이프가 개시되어 있다. 이 가스 나이프는 메인 액체 회수 특징부를 빠져나가는 액체를 트랩(trap)한다. 이러한 가스 나이프는 소위 가스 드래그 원리 구성(US 2008-0212046에 개시된 바와 같은)에 제공되거나, 단상 또는 2상 추출기 구성(US 2009-0262318 A1에 개시된 바와 같은)에 제공되거나, 또는 어떠한 다른 구성에 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예는 전체 습윤 액침 장치에 사용된 유체 핸들링 구조에 적용될 수도 있다. 전체 습윤 실시예에서, 유체는 예컨대 액체를 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이로 제한하는 제한 구조의 외부로 액체의 누출을 허용함으로써 실질적으로 기판 테이블의 상면 전체를 덮도록 허용된다. 전체 습윤 실시예를 위한 유체 핸들링 구조의 예는 2008년 9월 2일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 US 61/136,380에서 찾아볼 수 있다.
다수의 다른 유형의 액체 공급 시스템이 가능하다. 본 발명은 어떠한 특정 유형의 액체 공급 시스템으로 제한되지 않는다. 본 발명은 예컨대 용도를 최적화함에 있어서 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체가 제한되는 제한된 액침 시스템과 함께 사용하는 것이 이로울 것이다. 그러나, 본 발명은 다른 유형의 액체 공급 시스템과도 사용될 수 있다.
도 6에 예시된 바와 같이, 기판(W)을 지지하기 위해 기판 홀더가 이용될 것이다. 기판 테이블(WT)은 기판 홀더를 지지한다. 기판 홀더는 기판 테이블(WT) 내의 리세스에 존재할 수도 있다. 리세스의 깊이는 기판(W)이 기판 홀더 상에 제공될 때에 기판(W)의 표면이 실질적으로 기판 테이블(WT)의 상면과 공통 평면이 되도록 크기가 정해질 것이다. 기판(W)이 기판 지지체 상에 제공될 때에는, 기판(W)의 에지와 기판 테이블의 대향 에지(20) 사이에는 갭(G)이 존재할 수도 있다.
갭(G) 내에는, 규정된 갭 개구부가 있을 수 있으며, 이 갭 개구부는 본 실시예에서는 작동 동안에 갭(G)으로부터 액체를 제거하기 위한 유체 추출 장치의 복수의 갭 개구부(100)일 수도 있다. 갭 개구부(100)는 리세스의 에지 부근에(예컨대, 기판(W)에 대해 방사상으로 외측의 위치에) 위치될 수 있다. 개구부(또는 하나 이상의 하부 개구부(120))가 지지 구조체의 둘레에 또는 둘레 부근에 존재할 수도 있다. 이 개구부는 작동 동안 기판(W)에 의해 덮여져, 액체가 하부 개구부(120)를 통해 기판(W) 아래로부터 제거될 수도 있다.
제한된 액침 시스템과 같은 액침 시스템에서, 액침액은 액체 제한 구조(12)로부터 빠져나올 수 있다. 빠져나온 액침액은 기판 테이블 또는 이미징되고 있는 기판의 표면 상에 정착될 수 있다. 빠져나온 액침액은 드롭플릿 또는 막(이후, 드롭플릿은 드롭플릿 및/또는 막을 지칭함)의 형태로 될 수 있으며, 이 드롭플릿은 몇몇 결함률 문제(defectivity problem)의 원인이 될 수 있다.
기판(W) 또는 기판 테이블(WT) 상의 드롭플릿의 위치는 액체 제한 구조(12) 아래를 통과할 것이다. 결함률 문제는 드롭플릿과 제한된 액체의 충돌에 의해 야기될 수도 있다. 예컨대, 제한된 액침 시스템에서, 드롭플릿은 액체 제한 구조(12)와 기판(W) 사이에 연장하는 액체 메니스커스와 충돌할 수도 있다. 이러한 충돌에 의해, 액체가 예컨대 직경이 5∼10 ㎛일 수도 있지만 직경이 1∼500 ㎛일 수도 있는 기포와 같은 가스(예컨대, 공기)를 둘러싸게 된다. 기포 크기는 통상적으로 5∼10 ㎛일 것이다. 기포는 액침액을 통과하여 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간(11) 내로 이동할 수도 있고, 또는 기판(W) 상에 정지되어, 공간(11)에 대한 기판(W)의 상대 운동에 의해 공간(11) 내로 이동될 수도 있다. 이 위치에 존재하는 기포는 이미징에 영향을 줄 수도 있다. 즉, 그 기포가 레지스트 내로 노출되어 이미징 결함을 야기한다.
빠져나오는 액체로 인한 위험은 예컨대 기판을 가로지르는 다이의 라인의 이미징 후에 또는 다이의 라인의 이미징 개시 시에 기판(W)의 에지가 액체 제한 구조(12) 아래에서 이동할 때에 증가한다. 기판 에지를 가로지를 시에, 기판 에지 및 기판 테이블(WT)은 액체 제한 구조(12) 아래에서 이동하여, 액침 공간(11)이 기판(W) 표면 대신에 기판 테이블(WT) 표면에 의해 정해진다. 투영 시스템(PS) 아래에서부터 기판(W)을 이동시켜 기판 테이블(WT)에 의해 교체되도록 할 시에, 갭(G)은 투영 시스템(PS) 아래를 통과하며, 이것은 메니스커스가 안정성을 상실하게 할 수 있다. 그 결과, 액체가 빠져나오게 될 것이다.
이 문제점은 액침액이 적어도 기판(W)의 표면의 전체 및 바람직하게는 기판 테이블(WT)의 둘레 표면의 일부를 덮는 전체 습윤 액체 시스템에 대해서는 거의 관련이 없을 것이라는 점에 유의하기 바란다.
본 발명의 실시예에서, 컨트롤러(50)는 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하도록 구성된다. 예컨대, 컨트롤러는, 액체 제한 구조(12), 및/또는 투영 시스템(PS) 및/또는 액체 제한 구조(12)에 관련하여 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)을 위치 설정하도록 구성된 위치설정 시스템(PW)의 하나 이상의 작동 조건을 조정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 컨트롤러(50)는 하나 이상의 메인 컨트롤러에 의해 결정된 작동 조건으로부터의 하나 이상의 작동 조건을 변경한다. 즉, 컨트롤러(50)는 하나 이상의 작동 조건을 컨트롤러(50)가 존재하지 않을 시에 선택될 작동 조건과 상이하게 되도록 설정한다.
하나 이상의 작동 조건은 액체 제한 구조(12) 및/또는 투영 시스템(PS)에 대한 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 속력을 포함할 것이다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간(11)에 제공된 액침 유체의 유량을 조정할 수도 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간(11)으로부터 액침 유체를 추출하기 위해 사용되는 저압력 소스의 레벨을 조정할 수 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 액침 유체를 조절하여 예컨대 공간(11)으로부터의 액침 유체의 손실을 감소시키기 위해 가스 나이프를 이용하는 액침 리소그래피 장치에서, 컨트롤러(50)는 가스 나이프에 사용될 가스 유량을 조정(예컨대, 증가)할 수 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 이러한 가스 나이프를 이용하는 액침 리소그래피 장치에서, 컨트롤러(50)는, 가스 나이프에 사용될 가스의 요구된 조성, 또는 가스가 액침액의 증기로 포화되는 레벨과 같은 그 조성에 기초하는 파라미터를 결정할 수 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 액체 제한 구조(12)의 저부와 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 표면 간의 거리를 변경시킬 수도 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 액체 제한 구조(12)를 경사지게 하여 액체 제한 구조(12)의 바닥면이 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 상면에 평행하지 않도록 할 수도 있다. 즉, 액체 제한 구조(12)의 바닥면은 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 상면에 평행하지 않게 되도록 각도를 이루게 될 수도 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 기판 테이블(WT)과 기판(W) 사이의 갭에 있는 개구부(100, 120)의 외부로의 유체 추출의 유량을 설정할 수 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 액침 공간 내로의 액침액의 유량을 설정할 수 있다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러(50)는 액체 핸들링 구조(12)에서의 둘레 방향으로, 예컨대 원주 방향으로 액체의 다양한 흐름의 분포를 변화시킬 수도 있다. 즉, 액체 제한 구조(12)의 일측면(평면에 있어서)에는 액체 제한 구조(12)의 반대 측면에서보다 큰 흐름이 생성될 수 있다. 이것은 액체 제한 구조(12)를 빠져나오는 유체 및 액체 제한 구조에 진입하는 유체 모두에 적용된다. 즉, 액체 핸들링 시스템의 개구부 내로의 유체 유량 및/또는 액체 핸들링 시스템의 개구부 외부로의 유체 유량이 운동 방향에 관련한 개구부의 각도 위치에 좌우되어 변화된다.
이와 달리 또는 이에 추가하여, 다른 작동 조건 또는 작동 조건들의 조합이 컨트롤러(50)에 의해 결정될 수도 있다.
액침 공간(11)에서의 기포 형성의 가능성에 영향을 주는 주요 파라미터는 액체 제한 구조(12)에 대한 기판(W)의 속력이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 액체 제한 구조(12)에 대한 기판(W)의 속력을 설정하는 컨트롤러(50)를 참조하여 설명할 것이다. 그러나, 어떠한 추가의 작동 조건 또는 대안의 작동 조건, 구체적으로는 전술한 작동 조건이 아래에 설명된 것과 동일한 방식으로 설정될 수 있다.
예컨대 표면을 가로지르는 동안 및 기판 테이블과 브리지 또는 센서 사이의 갭에 접근하는 것과 같은 표면의 에지에 접근하는 동안 다른 특징부가 투영 시스템 아래를 통과할 때에 본 발명의 방법이 이용될 수 있다. 본 발명의 실시예가 사용될 수 있는 다른 표면은 친액성 표면이 되기 쉽거나 또는 적어도 센서와 같이 접촉 각도가 감소된 부분을 갖는 표면을 포함한다. 투영 시스템 아래를 통과하는 다른 특징부가 메니스커스의 불안정성을 초래할 수 있기 때문에, 본 발명의 일실시예에서는 센서와 같은 특징부에 근접하려는 이동 시에 컨트롤러가 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정한다. 렌즈 간섭계(예컨대, ILIAS)와 같은 센서, 투과 이미지 센서, 또는 스폿 센서(spot sensor)에 대하여서는, 액체 제한 구조(12)의 가스 나이프가 이들 센서의 친액성 부분 상의 액체 손실을 방지하기 위해 턴오프되거나 또는 그 유량이 감소된다.
기판 테이블(WT)의 라우팅(routing)이 정상적인 작동 조건 하에서는 바로 액체 손실을 발생할 수 있을 때에는, 기판 테이블(WT)의 속력을 저속으로 설정하는 것이 기포 형성의 위험을 경감시키는데 도움을 줄 수 있다. 이러한 방식으로 기판 테이블(WT)의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러(50)는 에지 속력 제한기(edge speed limiter)로서 지칭될 수도 있다.
본 발명의 실시예에서, 타겟 또는 타겟 다이를 이미징하기 위한 스캔 속력은 예컨대 기판(W)의 에지 부근에서는 제한된다. 일구현예에서는 스텝 속력이 조정되지 않으며, 다른 구현예에서는 스캔 속력이 조정되지 않는다.
기판(W)의 에지의 위치설정은 기판 테이블(WT)에 대한 좌표(coordinate)를 참조하여 이루어질 수 있다. 기판(W)에 대하여 좌표를 갖고 있는 위치설정 시스템(PW)을 이용하는 것이 바람직하며, 이것은 기판(W) 및 기판의 에지의 정확한 위치가 예측 불가능하기 때문에 바람직하다. 스캔 속력을 낮추는 것은 기포가 형성되지 못하도록 하기에는 불충분할 수도 있다. 일구현예에서는 특정 다이의 스캐닝 동안 속력을 제한하기 위해 매뉴얼 오버라이드(manual override)가 제공될 수도 있다. 다른 구현예에서는 매뉴얼 오버라이드가 제공되지 않는다. 일구현예에서, 매뉴얼 오버라이드는 특정 다이의 스캐닝 동안 속력을 증가시키기 위해 사용될 수도 있다. 이것은 이들 특정 다이의 스캐닝에 걸쳐 속력을 증가시키는 것이 결함을 초래하지 않는다는 것을 조작자가 경험적 지식을 통해 인지하고 있는 경우에는 처리량(throughput)의 증가를 가능하게 할 것이다.
일구현예에서, 기판(W)의 에지 부근의 영역에서 타겟 다이에 대한 스텝핑 이동에 속력 한계치가 적용된다. 스텝핑 속력을 제한하는 것은 하나 이상의 기포가 제거되거나 방지될 수 있기 때문에 이로우며, 액체를 손실하게 되고 이에 의해 기포가 형성되게 하는 위험을 방지하거나 실질적으로 감소시킨다.
특정 다이에 대한 스캔 속력 및/또는 스텝핑 속력을 제한하고 또한 매뉴얼 속력 리미터를 가짐으로써, 기판(W)의 이미징 동안 형성된 기포의 수는, 이미징되는 각각의 기판(W)에 대해 5개 내지 1개의 기포를 갖거나 또는 기포가 거의 없도록 감소될 수 있다. 이 범위는 기판(W)당 5 내지 0개 기포, 바람직하게는 기판당 0 내지 1개 기포, 가장 바람직하게는 기판(W)당 0 내지 0.5개 기포로서 표현될 수 있다.
이하의 설명에서, 기판(W)의 표면은 탑 코트리스 레지스트(top-coatless resist)로 코팅되거나 또는 JSR Corporation에 제조한 "TCX041 Top Coat"와 같은 탑 코트로 코팅되도록 고려될 수 있다. 스캐닝 또는 이미징 모션에 대한 언급은 프로덕트 이미지에 대한 노광 스캔을 지칭하기 위해 이용된다. 이것은 예컨대 정렬 스캔과 같은 다른 이동을 지칭하지 않는다. 모델링 및 매뉴얼 오버라이드를 위해 고려되는 좌표계는 기판 테이블(WT) 좌표계가 아니라 기판(W) 좌표계인 것이 바람직하다. 그러나, 기판 테이블(WT) 좌표계가 사용될 수도 있다. 속력은 속도 벡터의 크기를 의미한다.
논리 프로세스의 단계가 도 7의 흐름도로 예시되어 있다. 스캔 좌표 및 기기 위치가 단계 200에서 입력되고, 병렬 관계에 있는 모델(210) 및 매뉴얼 오버라이드(220)에 의해 사용된다. 그 후, 모델(210) 및 매뉴얼 오버라이드(220)의 각각에 의해 결정된 스캔 및/또는 스텝 속력이 속력 선택기(230)에 의해 선택된다. 스캐닝 및/또는 스텝핑을 위해 선택된 속력이 컨트롤러(50)에 의해 리소그래피 장치에 적용된다.
따라서, 컨트롤러(50)는 투영 시스템(PS)의 액체 제한 구조(12) 또는 양자에 관련한 기판(W)의 상대 위치, 기판 테이블(WT)의 상대 위치, 또는 양자의 상대 위치를 결정하도록 구성된 위치설정 시스템(PW)을 제어할 수 있다. 일구현예에서, 컨트롤러(50)는 기판 및/또는 기판 테이블의 소정 영역이 액체 핸들링 시스템 아래에 있을 때에 액체 핸들링 시스템 및/또는 투영 시스템에 대한 기판 및/또는 기판 테이블의 이동 중에 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정한다. 구체적으로, 컨트롤러(50)는 예컨대 이미징 모션 및/또는 스텝핑 모션과 같은 액체 핸들링 시스템 아래에서의 기판의 이동 동안 하나 이상의 작동 조건을 조정한다.
일구현예에서, 이러한 조정은 다이의 이미징 모션이 (적어도 부분적으로) 제1 소정 영역 내에 있는 경우에 발생한다. 그와 달리 또는 이에 추가하여, 컨트롤러는 인접한 다이들 사이의 스텝핑 동안 하나 이상의 작동 조건을 조정할 수 있다. 스텝핑이 (적어도 부분적으로) 제2 소정 영역에서 발생하는 경우에 조정이 발생할 수도 있다.
제1 소정 영역과 제2 소정 영역은 동일할 수도 있고, 또는 상이할 수도 있다. 이들 영역은 아래에 설명되는 바와 같이 정해질 것이다. 일구현예에서, 이들 영역은 2개의 타원 사이에 영역을 정함으로써 정해진다. 제1 소정 영역 및/또는 제2 소정 영역은 기판의 에지에 있을 수도 있고, 또는 기판의 에지 부근에 있을 수도 있다.
컨트롤러는 이에 추가하여, 제1 소정 영역과 제2 소정 영역 중의 하나의 영역 내에서 이미징 또는 스텝핑이 발생하는 경우에도, 하나 이상의 작동 조건을 조정하기 위해 추가의 조건이 충족되도록 요구될 수도 있다. 예컨대, 이미징 동안 작동 조건을 조정하기 위한 선결조건(precondition)은 이미징 이동이 기판(W)의 X 축을 향하고 기판(W)의 X 축으로부터 멀어지지 않는 것일 수도 있다. 이것은 기판(W) 상의 스캔 또는 거의 기판(W) 위에서 이루어지는 스캔이 기판(W)에서 떨어져서 이루어지거나 또는 기판(W)의 에지에 더 근접하게 이동하면서 이루어지는 스캔보다 더 많은 결함을 발생할 수도 있기 때문에 이로울 것이다.
일구현예에서, 다른 추가의 조건 또는 부가적인 추가의 조건은 액체 핸들링 구조에 대한 소정 영역의 운동 방향이, 액체 핸들링 구조의 기준 프레임(frame of reference)에서 기판의 에지가 액체 핸들링 구조로부터 멀어지는 방향인 것이다.
일구현예에서, 다른 조건 또는 부가의 조건은, 기판 테이블의 기준 프레임에서, 기판 테이블과 유체 핸들링 구조 간의 운동 방향에서의 유체 핸들링 구조의 경로는 기판을 가로지르는 라인의 일부분이라는 것이다. 소정 영역은 유체 핸들링 구조의 기준 프레임에서 유체 핸들링 구조로부터 멀어지도록 이동하고 있는 기판의 에지로부터 떨어져 있는 라인의 길이의 절반보다 크지 않다.
액체 핸들링 구조의 기준 프레임에서, 기판은 유체 핸들링 구조 아래에서 이동한다. 그러나, 기판에 관련하여 또한 기판의 기준 프레임에서, 유체 핸들링 구조는 기판(즉, 예컨대 다이의 라인)을 가로지르는 경로를 따른다. 이 경로는 일직선이 아닐 수도 있으며, 그러므로 언제든, 이 경로는 일직선일 수도 있는 기판을 가로지르는 라인과 정렬될 수 있다. 라인이 기판을 가로지를 때, 기판은 2개의 반부(half)를 가지며, 그 중 하나의 반부에서는, 기판의 기준 프레임에서, 액체 핸들링 구조가 기판의 중심을 향해 이동하며, 다른 하나의 반부에서는, 액체 핸들링 구조가 기판의 중심으로부터 멀리 이동한다. 액체 핸들링 구조가 기판의 중심을 향해 이동하는 반부에서는, 액체 제한 구조가 기판의 에지로부터 멀어지도록 이동하므로, 액체 핸들링 구조의 기준 프레임에서, 에지가 액체 핸들링 구조로부터 멀어지도록 이동한다. 본 설명에서, 기판의 중심을 향해 또는 기판의 중심으로부터 멀어지도록 이동한다는 언급은, 반드시, 기판의 기준 프레임에서, 액체 핸들링 구조가 기판의 중심을 향해 직접 이동하거나 또는 기판의 중심으로부터 멀어지도록 이동하고 있다는 것을 의미하지는 않는다. 이것은 액체 제한 구조가 중심으로부터 먼쪽으로 또는 중심쪽으로 향하는 이동 방향의 성분으로 이동한다는 것을 의미한다.
일구현예에서, 다른 추가의 조건 또는 부가적인 추가의 조건은 소위 연장 길이 M의 크기가 될 것이다. 연장 길이 M은 (a) 스캔의 출발점과 (b) 다이의 라인들 사이의 스텝 동안의 Y 방향에서의 위치 간의 Y 방향의 최대 간격이다(도 9와 관련하여 아래에 설명되는 바와 같이).
부가적인 추가의 조건 또는 다른 추가의 조건은, 이미징 또는 스텝핑이 기판(W)의 중심으로부터 X 및 Y 방향에 관한 각도 범위 내에서 발생한다는 것이다.
부가적인 추가의 조건 또는 다른 추가의 조건은, 운동(예컨대, 최종 다이 노광의 종료에서부터 다음 다이 노광의 개시까지의 간격을 기반으로 하는) 길이(예컨대, 스트로크 길이)가 소정의 범위 내에 있다는 것이다. 구체적으로, 이 조건은 운동의 길이가 특정값보다 크다. 롱 스트로크는 기포 형성을 초래하기 쉽다. 따라서, 알고리즘이 예컨대 속력을 감소시킴으로써 커다란 이동에 대한 작동 조건을 변경할 수 있다. 롱 스트로크는 이미징 행(imaging row)들 사이에서, 구체적으로 X 축으로부터 -45° 내지 +45°의 각도 범위에서 발생한다. 따라서, 다른 추가의 조건 또는 부가적인 추가의 조건은, 이동이 그 각도 범위에 있는 행들의 끝에서 이루어진다는 것이다.
평면적으로 가늘고 길게 신장되어 있는 특징부의 기준 프레임에서, 부가적인 추가의 조건 또는 다른 추가의 조건은, 액체 핸들링 구조(12)가 위에서 통과하는 가늘고 긴 특징부(elongate feature)와 그 특징부에 대한 액체 핸들링 구조(12)의 이동 방향 사이의 각도이다. 즉, 액체 핸들링 구조의 기준 프레임에서는, 해당 각도는 액체 핸들링 구조(12) 아래를 통과하는 가늘고 긴 특징부와 액체 핸들링 구조(12)에 대한 그 특징부의 이동 방향 간의 각도이다. 일구현예에서, 가늘고 긴 특징부는 기판 테이블 상의 물체와 그 물체에 인접한 기판 테이블(WT)의 에지 사이의 갭이다. 일구현예에서, 그 물체는 기판(W)이다. 이 각도(또는 액체 핸들링 구조(12)의 기준 프레임에서의 해당 각도)와 드롭플릿 형성의 가능성 간에 어떠한 관계가 있을 수도 있다. 이와 달리 또는 이에 추가하여, 액체 핸들링 시스템(12)과 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT) 사이에 연장하는 메니스커스와 가늘고 긴 특징부 사이의 각도가 추가의 조건이 될 수도 있다.
부가적인 추가의 조건 또는 다른 추가의 조건은, 기판(W)의 물리적 특성이 소정 범위 내에 있다는 것이다. 하나 이상의 공정 파라미터가 기포가 형성되는 속력에 대한 영향을 가질 수 있다. 공정 파라미터는 예컨대 레지스트, 탑코트 및 기판 에지 한정치(substrate edge definition)를 포함한다. 기판 에지 한정치는 탑코트가 제거된 기판(W)의 상단 에지의 폭 및 새로 노출된 표면에 대한 액침액의 정적 접촉 각도를 의미한다. 새로 노출된 표면은 BARC, 접착층(예컨대, HMDS), SI, SiO2, 금속 등을 포함할 수 있다.
부가적인 추가의 조건 또는 다른 추가의 조건은 기판(W) 상의 다이의 위치가 정해진 영역에 있는지의 여부이다.
컨트롤러(50)에 의해 이루어진 조정의 크기는 하나 이상의 추가의 조건 및/또는 정해진 영역 내에서의 정밀한 위치설정에 좌우될 것이다.
이하에서는 일부 특정의 실시예들을 설명하며, 일실시예의 하나 이상의 특징이 다른 실시예의 하나 이상의 특징과 조합될 수도 있다.
이하의 단락에서는 모델(210), 매뉴얼 오버라이드(220), 및 최소 속력 선택기의 특정 실시예의 상세가 논의된다.
스캔이 모델(210)에 따라 저속으로 강하되어야 하는지의 여부를 판정하기 위해, 기판(W) 상의 영역이 도 8에 사선 해칭으로 도시된 바와 같이 규정되어 있다. 파라미터 A, B, C, D 및 E에 대한 값이 표 1에 나타내어져 있다. 이들 파라미터는 기계 정수(machine constant)의 항으로 지칭될 것이다.
| 파라미터 | 바람직한 범위(mm) | 허용 범위(mm) |
| A | 30∼50, 바람직하게는 40 | 0∼150 |
| B | 15∼25, 바람직하게는 20 | 0∼150 |
| C | 15∼25, 바람직하게는 20 | 0∼150 |
| D | -1000(즉, 기판의 에지) | -1000∼[값 A] |
| E | -1000 | -1000∼[값 B] |
| F | -1000 | -1000∼[값 C] |
이들 파라미터에 대해 4개의 위치가 선택되어 있음에 유의하기 바란다. 이들 위치는 기판(W)의 평면에서 장축(major axis)과 단축(minor axis) 상에 있도록 선택될 것이다. 그 중 하나의 위치가 기판(W)의 에지에 형성된 위치설정 노치(240)의 위치가 될 것이다(C, F). 다른 하나의 위치는 노치를 통과하는 제1 축이 에지와 교차하는 두 번째 교차부 상에 있을 것이다(예컨대, 노치에 실질적으로 반대측의 위치)(E, B). 다른 2개의 위치는 장축과 단축 중의 다른 하나의 축 상에, 바람직하게는 제2 축에 대한 수직선을 따라 위치될 수 있다(A, D).
4개의 위치에서의 측정치는 내측 타원과 외측 타원을 규정한다. 표 1에 나타낸 실시예에서, 외측 타원은 기판(W)의 에지에 해당한다. 2개의 타원은 기판(W)의 에지 부근의 영역을 규정한다.
이하의 규칙은 스캔이 다른(더 낮은) 속도로 행해져야 하는 것으로 판정한다:
1. 스캔의 시작 지점 또는 스캔의 종료 지점(또는 양자)이 도 8의 음영 부분에 있다면, 추가의 조건을 AND 연산한다.
2. 개시 위치 및 종료 위치를 평가함으로써 스캔이 중심으로부터 에지를 향해 또는 에지 위로 외측으로 지향되지 않는다면, "스캔이 외측으로 지향됨"의 정의는 다음과 같다:
a. 개시 위치의 y-좌표가 포지티브이면 업-스캔(up-scan)
b. 개시 위치의 y-좌표가 네거티브(기판(W)의 중심이 원점임)이면 다운-스캔
이하의 규칙은 스캔이 다른(더 낮은) 속도로 행해지지 않았다는 것으로 판정한다:
1. 스캔의 시작 지점 또는 스캔의 종료 지점(또는 둘 다)이 도 8의 음영 부분에 있다면, 추가의 조건을 AND 연산한다.
2. 개시 위치 및 종료 위치를 평가함으로써 스캔이 중심으로부터 에지를 향해 또는 에지 위로 내측으로 지향된다면, "스캔이 내측으로 지향됨"의 정의는 다음과 같다:
c. 개시 위치의 y-좌표가 네거티브이면 업-스캔(up-scan)
d. 개시 위치의 y-좌표가 포지티브(기판(W)의 중심이 원점임)이면 다운-스캔
따라서, 개시 지점, 종료 지점 또는 양자가 음영 영역(즉, 링)에 의해 정해진 기판 표면(W)의 영역에 있고, 또한 스캔이 내측 방향에 있다면, 규칙을 적용하며, 이 때 스캔은 다른 스캔의 속력으로 된다.
일구현예에서, 다른 스캔 속력의 값은 일정하게 되도록 설정될 수 있다. 상이한 허용 스캔 속력 범위에 대한 디폴트값과 허용 범위가 표 2에 나열되어 있다.
| 파라미터 | 요구되는 디폴트값 (mm/s) | 디폴트 범위값(mm/s) | 허용 범위(mm/s) |
| 다른 스캔 속력 | 350 | 250∼400 | 0∼500 |
| 400 | 300∼450 | 0∼600 | |
| 500 | 350∼550 | 0∼750 | |
| 550 | 400∼650 | 0∼800 | |
| 600 | 450∼800 | 0∼900 | |
| 700 | 500∼850 | 0∼1000 |
일구현예에서, 스텝이 늦추어질지에 대한 여부를 판정하기 위해, 스탭에 대한 변위의 벡터가 평가된다. 변위 벡터 P1→P2의 개시 및 종료 좌표가 도 9에 도시된 바와 같은 파라미터에 의해 정해진다.
2개의 다이 간의 스텝에 속력 감소가 적용될 수 있는 때를 정하기 위해 기판(W)에 관한 지리학적 패턴이 이용된다. 이 지리학적 패턴은 도 10에 도시되어 있는 2개의 타원을 포함한다.
파라미터 G, H, I, J, K, L 및 M이 정의되며, 이들의 값은 기계 정수로서 사전에 결정되어 설정될 수도 있다. 디폴트값 및 적합한 범위가 표 3에 제공되어 있다.
| 파라미터 | 범위(mm) | 요구되는 값(mm) | 허용 범위(mm) |
| G | 40∼60 | 50 | 0∼150 |
| H | 10∼20 | 15 | 0∼150 |
| I | 10∼20 | 15 | 0∼150 |
| J | 40∼50 | 50 | 0∼150 |
| K | 10∼20 | 15 | 0∼150 |
| L | 1∼20 | 15 | 0∼150 |
| M | 5∼15 | 11 | 0∼50 |
각각의 파라미터 G 내지 L에 대한 허용 범위는 기판(W)의 반경 치수에 대응한다.
파라미터 M은, 도 9에 도시된 바와 같이, 운동 방향의 변경 동안의 가속 및 정확한 위치설정을 가능하게 하기 위해 정착 시간(settle time)을 특징지우도록 사용된 치수이다. 파라미터 M은 스캔(이미징 모션)의 개시 또는 종료 시의 위치와 인접한 스텝핑 모션(도 9에서의 스텝 N) 동안의 이미징의 방향(y 방향)에서의 가장 먼 위치 사이의 거리이다. 파라미터 M은 기판 테이블(WT)이 일정 속도 시구간을 유지하여 기판 테이블(WT)을 이동시키도록 제어된 전체 서보(servo)가 요구된 정확도 한계치 내에 있도록 조정된다.
일구현예에서, 업-스캔이 후속된 스텝만이 디폴트만큼 늦추어진다(카티전 좌표에서, 업-스캔은 기판(W) 상의 전체 타겟 위치를 위해 y-축을 따라 x-축으로부터 멀어지는 포지티브 이동에 대응한다). 일구현예에서, 다이의 라인은 축을 따라 이미징될 수 있으며, 다이의 라인은 연속적으로 하방으로 이미징된다.
한정된 속력이 적용될 수 있는 때를 판정하기 위해 부울리안 파라미터 U가 정의된다. 파라미터의 값이 TRUE이면, 업-스캔이 후속되는 스텝(특정 기준과 매칭하는)만이 속력이 감소된다. 파라미터의 값이 FALSE이면, 특정의 기하학적 기준(즉, 타원형의 기하학적 기준)에 매칭하는 모든 스텝이 감소된 속력으로 시행된다.
이하의 조건의 경우에는, 스텝 N의 속력이 다른(감소된) 스텝 속력으로 감소될 것이다(The speed of the step N shall be reduced to the alternative (reduced) step speed, if):
10 P1 is outside ellipse 1, AND
11 P2 is inside ellipse 2, AND
12 IF U is TRUE THEN
o IF scan N is an up-scan
| 파라미터 | 선택된 값 [mm/s] | 선택된 값에 대한 가능한 범위[mm/s] | 허용 범위[mm/s] |
| U | TRUE | TRUE | TRUE/FALSE |
| 다른 스텝 속력 | 250 | 200∼400 | 0∼500 |
| 300 | 250∼500 | 0∼600 | |
| 350 | 300∼650 | 0∼750 | |
| 400 | 350∼700 | 0∼800 | |
| 450 | 400∼800 | 0∼900 | |
| 500 | 450∼900 | 0∼1000 |
전술한 구현예에서, 감소된 속력은 스캔이 업-스캔인 때에는 특정 환경 하에서 적용된다. 일구현예에서, 감소된 속력은 스캔이 업-스캔 또는 다운-스캔인 때에 적용될 수 있다.
기판(W)의 에지를 가로지를 때에 손실된 액체의 양은 기판(W)의 표면, 예컨대 레지스트의 표면 또는 탑코트의 정적 퇴각 접촉 각도(static receding contact angle)에 좌우될 수 있다. 한 가지 이러한 탑코트는 약 66°의 정적 퇴각 접촉 각도를 갖는 TCX041이다. 액체가 정적 퇴각 접촉 각도 및 액체 제한 구조에 대한 표면의 상대 속력에 따라 액침 공간(11)으로부터 손실될 수 있으므로, 모델은 이러한 파라미터에 대해 최적화될 수 있다.
매우 큰 정적 퇴각 접촉 각도를 갖는 표면은 에지를 가로지르는 동안 및 심지어는 일반적인 상황에서도 액체의 손실이 거의 없도록 할 것이다. 동일한 액체 손실에 대해, 속력의 감소는 점점 적어지게 될 것이다. 스캐닝 및 스텝핑을 위해 감소된 속력이 이용되는 타겟의 수를 감소시키도록 모델에 대한 지리학적 파라미터의 치수가 조정될 수 있다. 모델은 표면의 정적 퇴각 접촉 각도에 최적화될 수 있다. 이러한 방식으로, 감소된 속력이 이용되는 영역이 줄어들 것이다. 그러므로, 감소된 속력의 지속기간(duration)이 점점 감소하며, 처리량이 증가할 것이다. 예컨대 AIM 5484와 같은 더 높은 정적 퇴각 접촉 각도를 갖는 표면 코팅을 사용하는 것이 바람직할 것이다. 그 결과, 속력의 변경은 기판(W)의 에지에 더 근접하여 발생할 수 있다. 컨트롤러(50)는 2008년 10월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 61/136,943에 개시된 제어 시스템을 통합할 수도 있으며, 상기 특허 출원은 그 전체 내용이 참고자료로 원용되어 있다.
매뉴얼 오버라이드(220)가 제공될 수 있다. 매뉴얼 오버라이드(220)는 특정 다이에 관련된 특정 스캔 또는 스텝 모션을 위해 투영 시스템(PS)에 대한 기판 테이블(WT)의 속력을 조정하기 위해 이용될 수 있다. 매뉴얼 오버라이드(220)는 모델(210)이 스텝 또는 스캔 이동 동안 적합한 속력을 가하지 못하여 기포의 형성을 증가시키는 경우에 이용될 수 있다. 매뉴얼 오버라이드는 기계 정수로서 구현될 수도 있다.
일구현예에서, 레시피 기반 매뉴얼 오버라이드(a recipe-based manual override)(220)가 이용 가능하지 않을 수도 있다. 이 경우에는 어떠한 층이라도 타겟 영역이 동일한 속력으로 스캔되도록 요구하고, 또한 처리량을 감소시킬 수도 있지만, 시스템의 복잡도는 감소될 것이다.
일구현예에서, 레시피 기반 매뉴얼 오버라이드(220)가 적용될 수 있다. 상이한 층(상이한 정적 퇴각 접촉 각도를 갖는)은 예컨대 이미징과 같이 처리되고 있는 표면 상의 특정 층을 적합하게 하기 위해 모델(210)의 조정을 필요로 할 것이다. 매뉴얼 오버라이드(220)는 상이한 영역이 감소된(다른) 속력으로 스캔 또는 스텝핑되도록 모델(210)을 조정하기 위해 표면 특성(예컨대, 정적 퇴각 접촉 각도)에 대한 세부내용이 이용될 수 있도록 한다. 그러므로, 동일한 영역이 표준 속력으로 스캐닝되거나 또는 감소된 속력으로 스캔되는 상이한 층을 가질 수 있다. 이것은 표면 층의 표면 특성에 따라 스캔 및/또는 스텝 속력의 최적화를 가능하게 할 것이다.
매뉴얼 오버라이드(220)는 사용자로 하여금 오버라이드 영역의 수를 예컨대 최대 10으로 규정하도록 할 수 있다. 각각의 오버라이드 영역은 중심 좌표(기판 중심에 관련하여 X1 및 Y1), x-축 방향에서의 길이 DX, 및 y-축 방향에서의 길이 DY에 의해 정해지며, 이것은 도 11에 예시되어 있다.
오버라이드 영역은 다수의 다이를 커버한다. 각각의 다이는 블랙 도트가 연계되어 있다. 이 도트는 그 다이에 대한 스캔 개시 좌표 위치 및 스캔 종료 좌표 위치를 나타낼 수도 있다. 개시 및 종료 위치가 오버라이드 영역에 있다면, 감소된(다른) 스캔 및/또는 스텝 속력이 전술한 바와 같이 이용된다. 그러므로, 개시 좌표 및 종료 좌표 양자가 오버라이드 영역 내에 있는 경우에만, 다른 스캔 및/또는 스텝 속력이 활성화된다.
도 11에 도시된 예에서, 다이(7, 8, 9, 10)만이 오버라이드 영역에 의해 영향을 받게 된다. 스텝 속력이 오버라이드 기계 정수에서 특정되면, 이 스텝 속력이 오버라이드 영역에 의해 영향을 받는 다이의 사전준비 단계에 적용된다. 그러므로, 도 10의 예에서, 다이 6과 7, 다이 7과 8, 다이 8과 9, 다이 9와 10 간의 스텝이 저속으로 강하되지만, 다이 10과 11, 다이 4와 5, 다이 5와 6 간의 스텝의 제어는 매뉴얼 오버라이드 모듈에 의해 영향을 받지 않게 된다.
사용자는 선택된 각각의 다이에 대한 값에 따라 기계 정수를 입력하기를 원할 수도 있다. 이 값은 오버라이드 섹션, 오버라이드 영역의 중심의 좌표(중심 X1 및 중심 Y1), 오버라이드 영역(DY 및 DX), 및 오버라이드 영역에 대한 최대 스캔 속력 및/또는 최대 스텝 속력의 치수를 포함한다.
모델(210)은 모델이 적용되는 각각의 영역(스캔)에 스캔 및/또는 스텝 속력을 전달한다. 매뉴얼 오버라이드 모듈(220)은 다수의 스캔 및/또는 스텝에 대한 속력을 제공할 수 있으며, 이들 스캔 및/또는 스텝은 사전에 결정될 수 있다. 일구현예에서, 매뉴얼 오버라이드 모듈(220)은 단지 특정의 타겟 다이에 대한 스캔 및/또는 스텝 속력을 느리게 할 수 있다. 매뉴얼 오버라이드 모듈은 스캔 또는 스텝 속력이 모델(210)에 의해 바람직하게 조정되지 않는 다이에 대한 스캔 및/또는 스텝 속력을 느리게 할 수 있다. 따라서, 스캔 및/또는 스텝 속력이 적용되어야 하는지를 판정하기 위한 룰이 필요하다. 즉, 적용되는 속력은 모델(210) 또는 매뉴얼 오버라이드 모델(220)에 의해 결정된 속력으로부터 선택되어야 한다. 이 속력은 속력 선택기에 의해 선택된다.
일구현예에서, 매뉴얼 오버라이드 모듈(220)은 불일치(disagreement)의 경우에 모델(210)의 출력을 우선으로 한다. 그러나, 일구현예에서, 스캔 속력은 어플리케이션 스캔 속력(기판 테이블(WT) 기계 상수임)으로서 결정될 수 있다. 어플리케이션 속력은, 사전 결정될 수 있고 자유롭게 선택되지 않는 사용자에 의해 정의된 속력이다. 어플리케이션 속력은 조작 전에 사전 선택될 수 있다. 매뉴얼 오버라이드는 사용자가 선택하기 위해 골라낸 어떠한 값으로 설정될 수도 있다. 매뉴얼 오버라이드는 사용 동안에 설정될 수도 있다. 그러므로, 어플리케이션 속력(사용 전에 사용자가 사전 선택한)과 매뉴얼 오버라이드(사용 동안에 선택될 수도 있는) 간의 충돌이 있을 수도 있다. 어플리케이션 스캔(및/또는 스텝) 속력이 모델(210) 또는 매뉴얼 오버라이드(220)에 의해 결정된 값보다 작다면, 최대 속력은 어플리케이션 스캔 속력에 동일하게 된다. 어플리케이션 속력 선택은 매뉴얼 오버라이드가 수용 가능한 속력 설정치를 초과하는 속력을 설정하지 않도록 하기 위한 추가의 안전 방안이 될 수도 있다. 모델(210), 어플리케이션 속력, 및 매뉴얼 오버라이드 모듈(220) 외에, 최대 스캔(및/또는 스텝) 속력을 결정하기 위해 이용될 수 있는 다른 기준이 존재할 수도 있다.
일구현예에서, 속력 선택기는, 어플리케이션 스캔/스텝 속력, 모델(210) 또는 매뉴얼 오버라이드(220)에 의해 결정된 속력, 및/또는 다른 기준 중의 최저의 값으로부터 최대 스캔/스텝 속력을 선택할 것이다. 이 속력 선택기 구성은 용도를 진단하고 처리량을 제공하는데 유용할 것이다. 그 이유는, 이 속력 선택기 구성이 매뉴얼 오버라이드(220)로 하여금 속력을 모델(210)에 의해 결정된 속력에 비해 증가시키도록 할 수 있기 때문이다.
| 예 | 모델에 의해 결정된 속력 (mm/s) | 매뉴얼 오버라이드 모듈 (mm/s) | 어플리케이션 스캔 속력 (mm/s) | 다른 기준 (mm/s) | 속력 선택기 최종 속력 (mm/s) |
| 1 | 600 | 450 | 500 | 600 | 450 |
| 2 | 400 | 600 | 700 | 650 | 600 |
| 3 | 400 | 650 | 500 | 600 | 500 |
| 4 | 700 | 450 | 900 | 400 | 400 |
| 9 | 500 | n/a | 550 | 700 | 500 |
일구현예에서, 선택된 속력은, 선택 옵션, 즉 어플리케이션 스캔/스텝 속력, 모델(210)에 의해 결정된 속력, 매뉴얼 오버라이드(220)에 의해 결정된 속력, 및/또는 다른 기준으로 이루어진 군에서 모델(210) 및 매뉴얼 오버라이드(220)에 의해 결정된 속력이다.
타겟 다이에서 스캔 또는 스텝 이동을 위해 선택된 속력은 메모리에 기록될 수도 있다.
모델(210)의 변형에서, 스캔 속력은, 부분적으로 또는 완전하게 기판(W)의 에지로부터 고정된 반경 거리에 있는 소정의 둘레(예컨대, 주변) 외측에 있는 각각의 타겟 다이에 대해서는 감소된다. 일구현예에서, 소정의 둘레는 기판(W)의 에지로부터 100 ㎜이다. 소정의 둘레는 0∼12 ㎜, 바람직하게는 5∼100 ㎜이어도 된다. 감소된 스캔 속력은 예컨대 TCX041의 표면 코팅에 대해서는 400 ㎜/s가 될 수도 있다.
변형예에서, 소정의 둘레는 도 12에 도시된 바와 같은 타원이다. A는 기판(W)의 중심에 관련하여 x 축을 따르는 둘레 영역의 치수이다. B는 기판(W)의 중심으로부터 양의 방향으로 멀어지는 y 축을 따라는 둘레 영역의 치수이다. C는 기판(W)의 중심으로부터 떨어져 반경 방향으로 y 축을 따르는 둘레 영역의 치수이다. A에 대한 적합한 값은 40∼50 ㎜, 예컨대 45 ㎜이고, B에 대한 적합한 값은 30∼35 ㎜, 예컨대 33 ㎜, C에 대한 적합한 값은 50∼60 ㎜, 예컨대 55 ㎜이다. 이들은 300 ㎜ 직경 기판에 대한 치수이다. 이 치수는 사용되는 기판(W) 크기에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
변형예에서, 기판(W) 상으로 스캐닝이 이루어지는 이들 타겟 다이에 제한된 스캐닝 속력이 적용될 수도 있다. 기판(W)의 중심에 관련하여 양의 y 좌표를 갖는 이러한 타겟 다이는 스캔 방향이 하방향인 경우에는 제한된 스캔 속력을 가질 것이다. 음의 y 좌표를 갖는 타겟 다이는 스캔 방향이 상방향인 경우에는 제한된 스캔 속력을 가질 것이다.
변형예에서, 둘레 영역은 도 12에서의 빗금으로 표시된 영역에 의해 나타낸 바와 같이 2개의 단편으로 분리된다. 이들 단편은 추가의 처리량 향상을 위해 취급될 수도 있다. 이들 단편은 α 및 β의 2개의 각도에 의해 결정되며, α는 x 축 위에서의(즉, 기판의 중심에 관련하여) 단편의 각도 변위에 해당하고, β는 x 축 아래의 단편의 각도 변위에 해당한다. 예컨대, α는 40°내지 80°의 범위를 갖고, β는 20°내지 80°의 범위를 가질 수 있다. 이에 추가하여 또는 이와 달리, 2개의 단편 사이의 영역에서 조작 조건의 조정에서의 원활한 전이(smooth transition)가 발생할 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같이, 기판(W)의 에지가 액체 제한 구조(12) 아래에서 이동할 때, 액체가 탈출하는 기회가 증가할 것이다. US 2008-0212046 및 US 2009-0262318에 개시된 바와 같은 가스 나이프의 방사상의 내측에 액체 복원 특징부(liquid retrieval feature)를 포함하는 액체 제한 구조(12)에서 특별한 환경이 발생할 수 있다. 이러한 구조에서, 액체 복구 특징부(liquid retrieval feature)(가스 드래그 원리 구성의 단상 또는 2상 추출기 또는 추출 홀)를 통과한 어떠한 액체도 가스 나이프의 방사상의 내측에 하나 이상의 탈출 드롭플릿 및/또는 막으로서 트랩될 수 있다. 기판(W) 상의 탈출한 드롭플릿의 위치가 가스 나이프를 향해 이동하거나 또는 가스 나이프 아래에서 이동하는 방향에서의 기판(W)의 추가의 이동은, 드롭플릿이 가스 나이프에 의해 차단되고, 그에 따라 가스 나이프를 따라 가스 나이프와 액체 복원 특징부 사이에 보유되게 한다. 액체 제한 구조(12)에 대한 기판(W)의 이동 방향의 변경 시에, 가스 나이프에 의해 트랩된 드롭플릿은 액체 복구 특징부를 향해 이동할 수 있다. 이 위치에서, 드롭플릿은 기판과 액체 제한 구조(12) 사이에 연장하고 있는 액체의 메니스커스와 상호작용, 예컨대 충돌할 수 있다. 이것은 그 공간 내의 액체에서 가스의 기포를 유발할 수 있다. 구체적으로, 이것은 기판(W) 상에 고정되는 위치를 갖는 스티킹 버블(sticking bubble)을 유발할 수 있다. 이러한 스티킹 버블이 노출 영역 아래에, 예컨대 노출 슬릿 아래에 위치되면, 이미징될 다음 다이의 이미징 에러가 발생할 수 있다.
도 13은 그 메카니즘을 더욱 상세하게 도시한다. 액체 제한 구조(12) 아래의 기판(W)의 불규칙한 경로(300)가 예시되어 있다. 일구현예에서, 액체 제한 구조(12)는 평면적으로 코너를 갖는 정사각형 형상을 갖는다. 이 코너들은 사용 시에 스텝 및 스캔 방향과 정렬될 수 있다. 액체 제한 구조는 평면적으로 어떠한 형상도 가질 수 있다. 일구현예에서, 가스 나이프(310)는 액체 복구 특징부(320)의 방사상의 외측에 위치된다.
노광 슬릿(900)이 도 13에 예시되어 있다. 노광 슬릿은 투영 시스템(PS)으로부터의 투영 빔에 의해 노광되는 영역이다. 드롭플릿이 예컨대 기판(W)의 에지를 통과함으로 인해 액체 복구 특징부(320)와 가스 나이프(310) 사이에 트랩되면, 액체는 액체 복구 특징부(320)와 가스 나이프(310) 사이의 영역으로 탈출할 수 있다. 어떠한 이러한 액체는 하나 이상의 드롭플릿의 형태로 되고, 영역(330)에서 가스 나이프(310)에 의해 트랩될 것이다.
제1 다이(350) 위에 대하여 화살표(340)에 의해 표시된 방향에서의 스캔이 완료될 때, 액체 제한 구조(12) 아래의 기판(W)의 방향은 예컨대 화살표(300)에 의해 예시된 불규칙한 경로와 같이 변경된다. 이로부터 알 수 있는 바와 같이, 드롭플릿의 수집의 영역(330)은 이미징될 후속 다이(360)의 이미징 동안 노광 슬릿(900)이 점유할 위치 위, 예컨대 바로 위이다. 일구현예에서, 후속 다이는 제1 다이(350)의 다음 번의 다이이다. 그러므로, 드롭플릿이 기판(W)과 액체 복구 특징부(320) 사이에 연장하는 액체의 메니스커스와 충돌하기 쉬울 것이다. 이러한 충돌은 액체 내에 하나 이상의 기포를 생성할 것이며, 이 기포는 스티킹 버블이 되기 쉽고, 이미징될 후속 다이(360)의 이미징 스캐닝 동안 노광 슬릿(900) 아래에 위치되기가 쉽다. 이러한 기포의 생성은 이미징 결함의 위험을 증가시킬 것이다.
기포가 후속 다이의 이미징 동안 노광 슬릿(900)에 존재할지의 여부는 이하의 식에 의해 근사적으로 구해질 수 있다:
SSA : 스캔 방향에서의 스텝, 정착(settle) 및 가속 이동의 길이
υ : 스캐닝 방향에서의 스캔 속력
a : 스캐닝 방향에서의 스테이지 가속도
τ : 가속 후의 정착 시간
Yslit : 노광 슬릿의 폭(95％ 인텐서티 프로파일에 의해 결정됨)
DAK : 가스 나이프의 직경
Δy : 기포의 확산
y : 필드(field)에서의 드롭플릿의 위치
이 메카니즘은 기판(W)의 전역 상의 소수의 다이에만 영향을 주는 것으로 분석에 의해 밝혀졌다.
따라서, 본 발명에서, 컨트롤러(50)는 이 영향이 발생하는 기판(W) 상의 지점에서 액체 제한 구조(12) 아래에서의 기판(W)의 이동 동안 하나 이상의 작동 조건을 조정할 수 있다. 변경될 수 있는 작동 조건은 도 9에 도시된 바와 같이 파라미터 M이다. 이것을 달성하는 방안이 도 14에 예시되어 있다. 도 14에서는, 다음 다이 이전에서의 다운 스캔이 연장되도록 파라미터 M이 증가된다. 그러므로, 컨트롤러(50)는 장치의 작동 조건, 즉 스캔(스캐닝 이미징 모션)의 개시 또는 종료 시의 위치와 후속 다이(360) 위에서의 후속 스캐닝 이미징 모션 전의 인접 스텝핑 이동 동안의 이미징의 방향(y 방향)에서 가장 먼 위치 사이의 거리(즉, 도 9에 도시된 파라미터 M)를 변경할 수도 있다. 예시된 바와 같이, 상이한 다이에서(영역(370)에서) 스티킹 버블이 생성되며, 이 스티킹 버블은 이미징될 후속 다이(360)의 노광 영역의 외측에 있다. 따라서, 후속 다이(360)의 이미징 동안 스티킹 버블에 의해 결함이 발생될 가능성이 감소된다.
기판(W)이 이동해야 하는 초과 길이는 스캔 길이의 대략 2배가 될 수 있다. 26 ㎜의 스캔 길이 및 750 ㎜/s의 스캔 속력에 대해, 초과 스캔 시간은 영향을 받는 다이 당 대략 69 ms에 달한다. 임계 다이(critical die)가 기판(W) 당 10보다 적게 제한되면, 처리량에 있어서의 손실은 기판(W) 당 0.69s 또는 그 미만이 될 것이다. 시간 당 약 150개의 기판(W)의 처리량에 대해서는, 처리량에 있어서의 3％ 손실이 발생할 것이다.
상기한 설명은 "다이"를 참조하고 있다. 본 설명은 이와 다르게 노광 필드를 참조할 수 있다. 노광 필드는 여러 개의 다이를 포함할 수 있다. 이 다이는 통상적으로 하나의 상용 제품(customer product)이다.
알 수 있는 바와 같이, 전술한 특징 중의 어느 것도 어떠한 다른 특징과 함께 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 명시적으로 설명된 이들 조합은 본 출원에 포함된다.
일구현예에서, 기판 테이블, 투영 시스템, 액체 핸들링 시스템 및 컨트롤러를 포함하는 액침 리소그래피 장치가 제공된다. 기판 테이블은 기판을 지지하도록 구성되며, 투영 시스템은 패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 지향시키도록 구성된다. 액체 핸들링 시스템은 투영 시스템과 기판 사이, 투영 시스템과 기판 테이블 사이, 또는 투영 시스템과 기판 사이 및 투영 시스템과 기판 테이블 사이 양자에 형성된 공간에 액침액을 공급하고 제한하도록 구성된다. 컨트롤러는 기판 및/또는 기판 테이블의 소정 영역이 액체 핸들링 시스템 아래에 있을 때에 액체 핸들링 시스템에 대한 기판 및/또는 기판 테이블의 이동 동안 액침 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하도록 구성된다.
컨트롤러는, 제1 소정 영역 내에서 적어도 부분적으로 다이의 이미징 모션 동안 액침 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하거나, 또는 제2 소정 영역 내에서 적어도 부분적으로 인접 다이들 간의 스텝핑 동작 동안 액침 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하거나, 또는 양자 모두를 행하도록 구성될 수도 있다. 제1 소정 영역 및/또는 제2 소정 영역은 기판의 에지에 있어도 되고, 또는 기판의 에지 부근에 있어도 된다.
소정 영역은 타원, 바람직하게는 2개 이상의 타원에 의해 정해질 수 있다. 하나 이상의 작동 조건은 이하의 작동 조건을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 작동 조건이다: 기판, 기판 테이블 또는 양자와 액체 핸들링 시스템, 투영 시스템 또는 양자 사이의 운동의 상대 속도; 액체 핸들링 시스템의 저면과 기판, 기판 테이블 또는 양자의 상면 사이의 거리; 공간에 공급되는 액침 유체의 유량; 액침액을 추출하기 위해 사용되는 저압력 소스(under pressure source)의 레벨; 액체 핸들링 시스템의 가스 나이프에 사용된 가스 유량; 기판의 표면에 대한 액체 핸들링 시스템의 하위면의 각도; 액체 핸들링 시스템의 하면에 있는 개구부 외부의 액체의 유량; 운동 방향에 대한 개구부의 각도 위치에 따른 개구부 내로의 또는 개구부 외부로의 유체 유량의 변동; 또는 스캐닝 이미징 모션의 개시 또는 종료 시의 기판에 대한 액체 핸들링 시스템의 위치와 후속 스캐닝 이미징 모션 이전의 기판에 대한 액체 핸들링 시스템의 스캐닝 이미징 모션의 방향에서의 가장 먼 위치 사이의 거리의 변동.
하나 이상의 작동 조건은 액체 핸들링 시스템의 하나 이상의 작동 조건을 포함할 수도 있다. 액체 핸들링 시스템의 하나 이상의 작동 조건은 이하의 작동 조건을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 작동 조건이다: 액체 핸들링 시스템의 개구부를 통한 유체 유량; 투영 시스템, 기판, 및/또는 기판 테이블에 대한 액체 핸들링 시스템의 방위; 또는 투영 시스템, 기판, 및/또는 기판 테이블과 액체 핸들링 시스템 사이의 거리.
하나 이상의 작동 조건은, 액체 핸들링 시스템, 투영 시스템 또는 양자에 대하여 기판, 기판 테이블, 또는 양자를 위치시키도록 구성된 위치설정 시스템의 하나 이상의 작동 조건을 포함할 수도 있다. 위치설정 시스템의 하나 이상의 작동 조건은 이하의 작동 조건을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 작동 조건이다: 기판, 기판 테이블 또는 양자와 액체 핸들링 구조, 투영 시스템 또는 양자 간의 운동의 상대 속도; 기판의 표면에 대한 액체 핸들링 시스템의 하위면의 각도; 또는 액체 핸들링 시스템의 저면과 기판, 기판 테이블 또는 양자의 상면 사이의 거리.
컨트롤러는 추가의 조건이 충족될 때에만 하나 이상의 작동 조건을 조정하도록 구성될 수도 있다. 추가의 조건은, 이미징 모션이 이미징의 방향에 직각을 이루고 또한 기판의 상면의 평면에 있는 기판의 대칭축을 향하는 것이 될 수도 있다. 스캐닝 모션 중에 하나 이상의 작동 조건이 조정될 수도 있다. 추가의 조건은, 이미징 모션의 개시 또는 종료 시의 위치와 인접 스텝핑 모션 중의 이미징의 방향에서의 가장 먼 위치 사이의 거리가 정해진 범위 내에 있는 것이 될 수도 있다. 스텝핑 모션 중에 하나 이상의 작동 조건이 조정될 수도 있다. 추가의 조건은, 이미징 모션 및/또는 스텝핑 모션이 기판의 중심 위치로부터 어떠한 각도 범위 내에 있도록 될 수도 있다. 추가의 조건은, 액체 핸들링 시스템 아래를 통과하는 가늘고 긴 특징부와 가늘고 긴 특징부의 운동 방향 사이의, 평면에서의 각도가 정해진 범위 내에 있는 것이 될 수도 있다. 추가의 조건은 기판의 물리적인 특성이 정해진 범위 내에 있는 것이 될 수도 있다. 이러한 물리적 특성은 이하의 특성을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 특성이다: 기판의 상부 외측 에지면과 액침액의 정적 접촉 각도; 기판의 상부 외측 에지면의 폭; 기판의 상부 외측 에지의 노출된 레지스트, 탑코트, BARC, 접착층, Si, SiO2, 또는 금속과 액침액의 정적 접촉 각도; 노출된 레지스트, 탑코트, BARC, 접착층, Si, SiO2, 또는 금속의 폭.
추가의 조건은 기판 상의 다이의 지점이 소정의 영역 내에 있는 것이 될 수도 있다. 추가의 조건은 하나의 다이의 종료와 다음 다이의 개시 사이의 운동의 길이가 소정의 값보다 큰 것이 될 수도 있다.
액침 리소그래피 장치는 사용자로 하여금 컨트롤러를 오버라이드하기 위해 매뉴얼 오버라이드를 더 포함할 수도 있다. 매뉴얼 오버라이드는 사용자가 정한 제3 소정 영역에서 컨트롤러에 의해 하나 이상의 작동 조건의 조정에 대한 오버라이딩을 허용하고, 하나 이상의 작동 조건을 사용자가 정한 값으로 설정한다.
액체 핸들링 구조에 대한 소정 영역의 운동은 기판의 에지가 액체 핸들링 구조로부터 멀어지게 이동하도록 하는 방향으로 이루어질 것이다. 기판 테이블의 기준 프레임에 있어서는, 기판 테이블과 유체 핸들링 구조 간의 상대 운동 중의 기판 위의 유체 핸들링 구조의 경로는 기판을 가로지르는 라인의 일부가 될 수도 있으며, 유체 핸들링 구조의 기준 프레임에 있어서는, 소정 영역은 유체 핸들링 구조로부터 멀어지도록 이동하고 있을 수도 있는 에지로부터 떨어져 있는 라인의 길이의 절반보다 크지 않다.
일구현예에서, 이동 단계 및 조정 단계를 포함하는 리소그래픽 장치의 조작 방법이 제공된다. 이동 단계에서는, 기판을 지지하는 기판 테이블이, 패터닝된 방사선 빔을 액체 핸들링 시스템에 의해 제한된 액침액을 통해 기판 상으로 투영하도도록 구성된 투영 시스템에 대하여 이동된다. 조정 단계에서는, 기판 및/또는 기판 테이블의 소정 영역이 액체 핸들링 시스템 아래에 있을 때에 액체 핸들링 시스템에 대한 기판 및/또는 기판 테이블의 운동 중에 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건이 조정된다.
리소그래픽 장치의 하나 이상의 작동 조건의 조정은, 제1 소정 영역 내에서 적어도 부분적으로 다이의 이미징 모션 중, 제2 소정 영역 내에서 적어도 부분적으로 인접한 다이들 간의 스텝핑 모션 중, 또는 양자 모두의 동안 이루어질 수도 있다. 제1 소정 영역 및/또는 제2 소정 영역은 기판의 에지에 있거나 또는 기반의 에지 부근에 있을 수도 있다.
소정 영역은 타원, 바람직하게는 2개 이상의 타원에 의해 정해질 수 있다. 하나 이상의 작동 조건은 이하의 작동 조건을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 작동 조건이다: 기판, 기판 테이블 또는 양자와 액체 핸들링 시스템, 투영 시스템 또는 양자 사이의 운동의 상대 속도; 액체 핸들링 시스템의 저면과 기판, 기판 테이블 또는 양자의 상면 사이의 거리; 공간에 공급되는 액침 유체의 유량; 액침액을 추출하기 위해 사용되는 저압력 소스(under pressure source)의 레벨; 액체 핸들링 시스템의 가스 나이프에 사용된 가스 유량; 기판의 표면에 대한 액체 핸들링 시스템의 하위면의 각도; 액체 핸들링 시스템의 하면에 있는 개구부 외부의 액체의 유량; 또는 운동 방향에 대한 개구부의 각도 위치에 따른 개구부 내로의 또는 개구부 외부로의 유체 유량의 변동. 하나 이상의 작동 조건은 액체 핸들링 시스템의 하나 이상의 작동 조건을 포함할 수도 있다.
하나 이상의 작동 조건은, 액체 핸들링 시스템, 투영 시스템 또는 양자에 대하여 기판, 기판 테이블, 또는 양자를 위치시키도록 구성된 위치설정 시스템의 하나 이상의 작동 조건을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 작동 조건의 조정은 추가의 조건이 충족될 때에만 이루어질 수도 있다.
일구현예에서, 기판 테이블, 투영 시스템, 액체 핸들링 시스템, 위치설정 시스템 및 컨트롤러를 포함하는 액침 리소그래피 장치가 제공된다. 기판 테이블은 기판을 지지하도록 구성되며, 투영 시스템은 패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 지향시키도록 구성된다. 액체 핸들링 시스템은 투영 시스템과 기판 사이, 투영 시스템과 기판 테이블 사이, 또는 투영 시스템과 기판 사이 및 투영 시스템과 기판 테이블 사이 양자에 형성된 공간에 액침액을 공급하고 제한하도록 구성된다. 위치설정 시스템은 액체 핸들링 구조, 투영 시스템, 또는 핸들링 구조 및 투영 시스템에 대한 기판, 기판 테이블, 또는 기판 및 기판 테이블의 상대 위치를 결정하도록 구성된다. 컨트롤러는 기판, 기판 테이블, 또는 양자와 액체 핸들링 구조, 투영 시스템, 또는 양자 간의 상대 운동을 제어하도록 구성되어 배치된다. 컨트롤러는, 기판의 에지에 있거나 그 부근에 있는 소정 영역 내의 타겟의 이미징 동안의 기판 테이블과 투영 시스템 간의 스캐닝 속력, 또는 기판의 에지에 있거나 그 부근에 있는 소정 영역에서의 인접한 타겟 위치 간의 스텝핑 속력, 또는 이러한 스캐닝 속력 및 스텝핑 속력 양자를 낮추도록 구성된다.
리소그래피 장치는, 선택된 타겟의 이미징 동안의 스캐닝 속력, 또는 선택된 인접 타겟 간의 스텝핑 속력, 또는 양자 모두를 사전 결정하기 위해 수동 제어를 포함할 수도 있다. 액체 핸들링 구조에 대한 소정 영역의 운동 방향은, 기판의 에지가 액체 핸들링 구조로부터 멀어지는 방향이다. 기판 테이블의 기준 프레임에 있어서는, 기판 테이블과 유체 핸들링 구조 간의 상대 이동 중의 기판 위의 액체 핸들링 구조의 경로는, 기판을 가로지르는 라인의 일부가 될 수도 있다. 액체 핸들링 구조의 기준 프레임에 있어서는, 소정 영역은 액체 핸들링 구조로부터 멀어지도록 이동하고 있는 에지로부터 떨어져 있는 라인의 길이의 절반보다 크지 않을 것이다.
일구현예에서, 이동 단계 및 속력 저하 단계를 포함하는 리소그래피 장치의 조작 방법이 제공된다. 이동 단계에서는, 기판을 지지하는 기판 테이블이 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템에 대하여 이동된다. 속력 저하 단계에서는, 기판의 에지에 있거나 또는 그 부근에 있는 소정 영역 내에서의 타겟의 이미징 동안 기판 테이블과 투영 시스템 간의 스캐닝 속력이 저하되거나, 또는 기판의 에지에 있거나 또는 그 부근에 있는 소정 영역에서의 인접한 타겟 위치들 사이에서 스텝 속력이 저하되거나, 또는 이러한 스캐닝 속력 및 이러한 스텝 속력 양자가 함께 저하된다.
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 헤드의 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, 상기 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 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 상기 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 어떠한 액침 리소그래피 장치에도 적용될 수 있으며, 구체적으로는 전술한 유형의 액침 리소그래피 장치 및 액침액이 기판의 국소 표면 영역에만 수조의 형태 내에 제공되거나 또는 제한되지 않는 것에 상관없이 적용될 수 있다. 액침액이 제한되지 않는 구성에서, 액침액은 기판 및/또는 기판 테이블의 표면 위에 흘러, 실질적으로 기판 테이블 및/또는 기판의 전체 노출 표면이 습윤 상태로 되도록 할 것이다. 이러한 액침액이 제한되지 않는 시스템에서, 액체 공급 시스템은 액침액을 제한하지 않을 수도 있고, 또는 일정한 비율의 액침액 제한을 제공하지만 실질적으로는 완전한 액침액 제한을 제공하지는 않을 수도 있다.
본 명세서에서 고려되는 액체 공급 시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 특정의 실시예에서, 액체를 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 제공하는 구조의 조합 또는 메카니즘이 있을 것이다. 이러한 구조의 조합 또는 메카니즘은 하나 이상의 구조, 하나 이상의 액체 개구부를 포함한 하나 이상의 유체 개구부, 하나 이상의 가스 개구부, 또는 2개 상태의 흐름을 위한 하나 이상의 개구부의 조합을 포함할 수도 있다. 이러한 개구부들은 각각 액침 공간 내로의 유입구(또는 유체 핸들링 구조로부터의 배출구) 또는 액침 공간 외부로의 배출구(또는 유체 핸들링 구조 내로의 유입구)가 될 수 있다. 하나의 구현예에서, 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분이 될 수도 있고, 또는 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전히 덮을 수도 있고, 또는 공간이 기판 및/또는 기판 테이블을 둘러쌀 수도 있다. 액체 공급 시스템은 액체의 위치, 양, 품질, 형상, 유량 또는 어떠한 다른 특징을 제어하기 위해 하나 이상의 요소를 옵션으로 포함할 수도 있다.
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)
- 액침 리소그래피 장치(immersion lithographic apparatus)에 있어서,
기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블;
패터닝된 방사선 빔을 상기 기판 상으로 지향시키도록 구성된 투영 시스템;
상기 투영 시스템과 상기 기판 사이, 상기 투영 시스템과 상기 기판 테이블 사이, 또는 상기 투영 시스템과 상기 기판 사이 및 상기 투영 시스템과 상기 기판 테이블 사이 양자에 정해진 공간에 액침액을 공급 및 제한하도록 구성된 액체 핸들링 시스템; 및
상기 기판 또는 상기 기판 테이블의 소정 영역, 또는 상기 기판 및 상기 기판 테이블의 소정 영역이 상기 액체 핸들링 시스템 아래에 있을 때에, 상기 액체 핸들링 시스템에 대한 상기 기판 및 상기 기판 테이블 중 적어도 하나의 운동 중에 상기 액침 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하는 컨트롤러
를 포함하고,
상기 컨트롤러는 아래의 추가의 조건이 충족될 때에만 상기 하나 이상의 작동 조건을 조정하도록 구성되는, 액침 리소그래피 장치:
- 상기 액체 핸들링 시스템에 대한 상기 소정 영역의 운동 방향은 상기 액체 핸들링 시스템의 기준 프레임에서, 기판의 에지, 또는 브리지 또는 센서의 에지가 상기 액체 핸들링 시스템으로부터 멀어지게 되는 방향임. - 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 제1 소정 영역 내에서 적어도 부분적으로 다이의 이미징 모션 중에 상기 액침 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하거나, 또는 제2 소정 영역 내에서 적어도 부분적으로 인접 다이들 간의 스텝핑 모션 중에 상기 액침 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하거나, 또는 이들 양자 모두를 행하도록 구성되는, 액침 리소그래피 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제1 소정 영역 및 상기 제2 소정 영역 중 적어도 하나는 상기 기판의 에지로부터 일정한 방사상 거리에 위치하는, 액침 리소그래피 장치. - 제3항에 있어서,
상기 소정 영역의 에지는 상기 기판의 에지로부터 일정한 방사상 거리에 있는, 액침 리소그래피 장치. - 제1항에 있어서,
상기 소정 영역은 하나 이상의 타원에 의해 정해지는, 액침 리소그래피 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 작동 조건은,
상기 기판, 상기 기판 테이블, 또는 상기 기판 및 상기 기판 테이블과 상기 액체 핸들링 시스템, 상기 투영 시스템, 또는 상기 액체 핸들링 시스템 및 상기 투영 시스템 사이의 운동의 상대 속도;
상기 액체 핸들링 시스템의 저면과, 상기 기판, 상기 기판 테이블, 또는 상기 기판 및 상기 기판 테이블의 상면 사이의 거리;
공간에 공급되는 액침 유체의 유량;
액침액을 추출하기 위해 사용되는 저압력 소스(under pressure source)의 레벨;
상기 액체 핸들링 시스템의 가스 나이프에 사용된 가스 유량;
상기 기판의 표면에 대한 상기 액체 핸들링 시스템의 하위면의 각도;
상기 액체 핸들링 시스템의 하면에 있는 개구부 외부의 액체의 유량;
운동 방향에 대한 개구부의 각도 위치에 따른 개구부 내로의 또는 개구부 외부로의 유체 유량의 변동; 또는
스캐닝 이미징 모션의 개시 또는 종료 시의 상기 기판에 대한 상기 액체 핸들링 시스템의 위치와 후속 스캐닝 이미징 모션 이전의 상기 기판에 대한 상기 액체 핸들링 시스템의 스캐닝 이미징 모션의 방향에서의 가장 먼 위치 사이의 거리의 변동
을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상인,
액침 리소그래피 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하나 이상의 작동 조건은 상기 액체 핸들링 시스템의 하나 이상의 작동 조건을 포함하는, 액침 리소그래피 장치. - 제7항에 있어서,
상기 액체 핸들링 시스템의 하나 이상의 작동 조건은,
상기 액체 핸들링 시스템의 개구부를 통한 유체 유량;
상기 투영 시스템, 상기 기판, 및 상기 기판 테이블 중 적어도 하나에 대한 상기 액체 핸들링 시스템의 방위; 또는
상기 투영 시스템, 상기 기판, 및 상기 기판 테이블 중 적어도 하나와 상기 액체 핸들링 시스템 사이의 거리
를 포함하는 군에서 선택된 하나 이상인,
액침 리소그래피 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 작동 조건은, 상기 액체 핸들링 시스템, 상기 투영 시스템, 또는 상기 액체 핸들링 시스템 및 상기 투영 시스템에 대해 상기 기판, 상기 기판 테이블, 또는 상기 기판 및 상기 기판 테이블을 위치시키도록 구성된 위치설정 시스템의 하나 이상의 작동 조건을 포함하는, 액침 리소그래피 장치. - 제9항에 있어서,
상기 위치설정 시스템의 하나 이상의 작동 조건은,
상기 기판, 상기 기판 테이블, 또는 상기 기판 및 상기 기판 테이블과 상기 액체 핸들링 시스템, 상기 투영 시스템, 또는 상기 액체 핸들링 시스템 및 상기 투영 시스템 간의 운동의 상대 속도;
상기 기판의 표면에 대한 상기 액체 핸들링 시스템의 하위면의 각도; 또는
상기 액체 핸들링 시스템의 저면과, 상기 기판, 상기 기판 테이블, 또는 상기 기판 및 상기 기판 테이블의 상면 사이의 거리
를 포함하는 군에서 선택된 하나 이상인,
액침 리소그래피 장치. - 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 다음 중 적어도 하나의 추가의 조건이 충족될 때에만 상기 하나 이상의 작동 조건을 조정하도록 구성되는, 액침 리소그래피 장치:
- 이미징 모션이, 이미징의 방향에 직각을 이루고 또한 기판의 상면의 평면에 있는 기판의 대칭축을 향하는 것,
- 스텝핑 모션의 종료 시의 위치와 후속하는 스캐닝의 개시 사이의 스캐닝 방향에서의 거리가 정해진 범위 내에 있는 것,
- 이미징 모션 및 스텝핑 모션 중 적어도 하나가 기판의 중심 위치로부터 일정한 각도 범위 내에 있는 것,
- 상기 액체 핸들링 시스템 아래를 통과하며 물체의 에지와 기판 테이블 사이의 가늘고 긴 갭과 상기 가늘고 긴 갭의 운동 방향 사이의 상기 기판 테이블의 상부면의 평면에서의 각도가 정해진 범위 내에 있는 것,
- 상기 기판의 물리적인 특성이, 정해진 범위 내에 있는 것,
- 기판 상의 다이의 지점이, 정해진 영역 내에 있는 것, 또는
- 하나의 다이의 종료와 다음 다이의 개시 사이의 운동의 길이가 정해진 범위 내에 있는 것. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 액체 핸들링 시스템에 의해 제한된 액침액을 통해 패턴화된 방사빔을 기판에 투영하도록 구성된 투영 시스템에 대해 기판을 지지하는 기판 테이블을 이동시키고, 상기 기판 또는 상기 기판 테이블의 소정 영역, 또는 상기 기판 및 상기 기판 테이블의 소정 영역이 상기 액체 핸들링 시스템의 아래에 있고, 또한 아래의 추가의 조건이 만족되는 경우에 한해 상기 액체 핸들링 시스템에 대한 상기 기판 및 상기 기판 테이블 중 적어도 하나의 운동 중에 리소그래피 장치의 하나 이상의 작동 조건을 조정하는 리소그래피 장치를 조작하는 방법:
- 상기 액체 핸들링 시스템에 대한 상기 소정 영역의 운동 방향이 상기 액체 핸들링 시스템의 기준 프레임에서, 기판의 에지, 또는 브리지 또는 센서의 에지가 상기 액체 핸들링 시스템으로부터 멀어지게 되는 방향임.
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