KR101905637B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배리어 시스템(3)을 포함하는 리소그래피 장치, 및 설명된 바와 같은 리소그래피 장치 중 어느 것을 이용하는 디바이스 제조 방법을 제공한다. 배리어 시스템은 배리어(4) 내에 가스의 보호된 부피를 유지하는 데 사용된다. 보호된 부피는 리소그래피 장치의 상이한 구성요소들이 서로에 대해 이동할 때 유지될 수 있다. 배리어 시스템은 리소그래피 장치 내의 상이한 위치들에 사용될 수 있다. 배리어의 지오메트리는, 특히 높은 속력에서, 보호된 부피가 얼마나 효율적으로 유지되는지에 영향을 준다. 본 발명의 지오메트리는 배리어 외부로부터 보호된 부피에 들어가는 주위 가스의 양을 감소시킨다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 일부분, 한 개 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
기판들이 패터닝될 수 있는 속도(rate)[스루풋(throughput)으로서 알려짐]는 리소그래피 장치 시스템들에서 주요 성능 기준이며, 이 속도를 증가시키는 것이 유익하다. 스루풋은 다수의 인자, 예를 들어 노광이 발생하는 속력(speed), 및 측정이 행해질 수 있는 속력에 의존적이다. 그러므로, 노광 및 측정 둘 모두에 대해 높은 스캐닝 속력을 갖는 것이 유익할 수 있다. 하지만, 높은 스캐닝 속력에서 패터닝 및 측정의 정확성을 유지하는 것이 중요하다.
대기 시스템(atmospheric system) 내의 방사선 빔들은, 예를 들어 리소그래피 장치에서 발생하는 가스를 통과한다. 가스의 특성상 국부적 요동(local fluctuation)은 이를 통과하는 방사선 빔에 영향을 줄 수 있다. 알려진 장치에서는, 방사선 빔에 관한 가스 요동의 효과를 감소시키기 위해 배리어(barrier)들이 사용된다. 하지만, 알려진 배리어들은 고속에서 덜 효과적이다. 그러므로, 본 발명의 목적은 개선된 배리어 시스템을 갖는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 스캐닝 방향 및 스캐닝 방향에 실질적으로 수직인 스테핑 방향(stepping direction) 중 하나로 서로에 대해 상대 이동을 겪도록 구성된 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소를 포함하는 리소그래피 장치가 제공되고, 제 1 구성요소는 제 1 표면을 갖고; 제 2 구성요소는 제 2 표면을 가지며; 제 1 표면 및 제 2 표면은 서로 대향하고(face); 적어도 제 1 표면 및 제 2 표면 중 특정한 하나가 배리어 시스템을 수용하며; 배리어 시스템은 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 가스의 보호된 부피(protected volume) 내로 주위 가스(ambient gas)의 유입을 감소 또는 방지하도록 가동되는(operative) 배리어를 제공하도록 구성되고; 배리어 시스템은: 제 1 표면 및 제 2 표면 중 특정한 하나에 인접하여 보호된 부피의 일부분을 에워싸는 벽; 및 적어도 하나의 개구부로부터 배리어 가스의 유동을 위해, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 특정한 하나에 인접하여 보호된 부피의 일부분을 에워싸는 가스 커튼(gas curtain)을 조성(establish)하도록 구성된(adapted) 적어도 하나의 개구부 중 적어도 하나를 포함하고; 배리어는 스캐닝 방향 및 스테핑 방향이 놓이는 평면에 지오메트리(geometry)를 가지며; 배리어는 보호된 부피 주변으로 주위 가스의 유동을 안내하도록 가동되고; 주위 가스의 유동은 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소의 상대 이동에 의해 유도되며; 지오메트리는 제 1 코너 및 제 2 코너를 갖고; 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소가 스캐닝 방향 및 스테핑 방향 중 특정한 하나로 서로에 대해 이동할 때, 제 1 코너는 배리어의 선단 에지(leading edge)로서 역할하고, 제 2 코너는 배리어의 후단 에지(trailing edge)로서 역할하며; 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소가 특정한 방향과 반대인 다른 방향으로 서로에 대해 이동할 때, 제 1 코너는 배리어의 후단 에지로서 역할하고, 제 2 코너는 배리어의 선단 에지로서 역할한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 스캐닝 방향 및 스캐닝 방향에 실질적으로 수직인 스테핑 방향 중 하나로 서로에 대해 상대 이동을 겪도록 구성된 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소를 포함하는 리소그래피 장치가 제공되고, 제 1 구성요소는 제 1 표면을 갖고; 제 2 구성요소는 제 2 표면을 가지며; 제 1 표면 및 제 2 표면은 서로 대향하고; 적어도 제 1 표면 및 제 2 표면 중 하나의 특정 표면이 배리어 시스템을 수용하며; 배리어 시스템은 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 가스의 보호된 부피 내로 주위 가스의 유입을 감소 또는 방지하도록 가동되는 배리어를 제공하도록 구성되고; 배리어 시스템은: 제 1 표면 및 제 2 표면 중 특정한 하나에 인접하여 보호된 부피의 일부분을 에워싸는 벽; 및 적어도 하나의 개구부로부터 배리어 가스의 유동을 위해, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 특정한 하나에 인접하여 보호된 부피의 일부분을 에워싸는 가스 커튼을 조성하도록 구성된 적어도 하나의 개구부 중 적어도 하나를 포함하고; 배리어는 평면에서 코너진 지오메트리(cornered geometry)를 가지며, 코너진 지오메트리는 스캐닝 방향 및 스테핑 방향 중 특정한 하나에 모두 비-수직인 코너들 사이에 측면들을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판 테이블에 위치된 기판 상으로 투영 빔을 투영하는 단계 및 선택적으로 방사선 빔을 이용하여 장치의 특성을 측정하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되고, 투영 빔 및 방사선 빔 중 적어도 하나는 배리어를 제공하도록 구성된 배리어 시스템을 통과하고, 배리어는 투영 빔 및 방사선 빔 중 적어도 하나의 통과를 위해 리소그래피 장치의 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 가스의 보호된 부피 내로 주위 가스의 유입을 감소 또는 방지하도록 가동되며, 리소그래피 장치는 제 1 표면을 갖는 제 1 구성요소를 포함하고, 제 2 표면을 갖는 제 2 구성요소를 더 포함하며, 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소는 스캐닝 방향 및 스캐닝 방향에 실질적으로 수직인 스테핑 방향 중 하나로 서로에 대해 상대 이동을 겪도록 구성되고, 배리어는 스캐닝 방향 및 스테핑 방향이 놓이는 평면에 지오메트리를 가지며; 배리어는 보호된 부피 주변으로 주위 가스의 유동을 안내하도록 가동되고; 주위 가스의 유동은 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소의 상대 이동에 의해 유도되며; 지오메트리는 제 1 코너 및 제 2 코너를 갖고; 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소가 스캐닝 방향 및 스테핑 방향 중 특정한 하나로 서로에 대해 이동할 때, 제 1 코너는 배리어의 선단 에지로서 역할하고, 제 2 코너는 배리어의 후단 에지로서 역할하며; 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소가 특정한 방향과 반대인 다른 방향으로 서로에 대해 이동할 때, 제 1 코너는 배리어의 후단 에지로서 역할하고, 제 2 코너는 배리어의 선단 에지로서 역할한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판 테이블에 위치된 기판 상으로 투영 빔을 투영하는 단계 및 선택적으로 방사선 빔을 이용하여 장치의 특성을 측정하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되고, 투영 빔 및 방사선 빔 중 적어도 하나는 배리어를 제공하도록 구성된 배리어 시스템을 통과하며, 배리어는 투영 빔 및 방사선 빔 중 적어도 하나의 통과를 위해 리소그래피 장치의 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 가스의 보호된 부피 내로 주위 가스의 유입을 감소 또는 방지하도록 가동되고, 리소그래피 장치는 제 1 표면을 갖는 제 1 구성요소를 포함하고, 제 2 표면을 갖는 제 2 구성요소를 더 포함하며, 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소는 스캐닝 방향 및 스캐닝 방향에 실질적으로 수직인 스테핑 방향 중 하나로 서로에 대해 상대 이동을 겪도록 구성되고, 배리어는 평면에서 코너진 지오메트리를 가지며, 코너진 지오메트리는 스캐닝 방향 및 스테핑 방향 중 특정한 하나에 모두 비-수직인 코너들 사이에 측면들을 갖는다.
이제, 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
- 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한 도면;
- 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 기판 테이블의 개략적 평면도;
- 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 시스템의 평면도;
- 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 시스템의 측면도;
- 도 4는 배리어 시스템이 스캐닝 방향에 대해 경사진 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 시스템을 도시한 도면;
- 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 시스템을 도시한 도면;
- 도 6a, 도 6b 및 도 6c는 배리어 시스템이 벽을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 시스템을 도시한 도면;
- 도 7은 센서가 기판의 표면의 토포그래피(topography)를 측정하는 레벨 센서인 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 시스템을 도시한 도면; 및
- 도 8a, 도 8b 및 도 8c는 패터닝 디바이스 부근에 위치된 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 시스템을 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명 시스템은 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주될 수 있거나, 간주되지 않을 수 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 대응하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 대응할 것이다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있거나, 하나 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 하나 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 적어도 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광 시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)[예를 들어, 간섭계 디바이스(interferometric device), 리니어 인코더(linear encoder), 또는 용량성 센서(capacitive sensor)]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있음]. 이와 유사하게, 마스크(MA)에 하나 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 스캐닝 모드에서 사용될 수 있다. 스캐닝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속력 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 대안적으로, 또 다른 스캐닝 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 기본적으로 정지 상태로 유지하며, 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 이동되거나 스캐닝된다.
스캐닝 모드에서, 타겟부들의 행(row) 또는 열(column)을 노광하기 위해, 기판 테이블이 미앤더 경로(meander path)를 따라 이동할 수 있거나, 스캐닝 방향 앞뒤로 이동할 수 있다. 기판 테이블(WT)이 스캐닝 방향을 따라 앞뒤로 이동하고 있을 때, 노광이 일어날 수 있다. 두 이동 방향은 동등하다(equivalent). 순전히 설명의 용이함을 위해, 한 방향은 포워드 스캐닝 방향이라고 지칭되고, 다른 방향은 백워드 스캐닝 방향이라고 지칭된다.
기판 테이블[및/또는 마스크 테이블(MT)]이 스캐닝 모드로 이동되는 방향은 스캐닝 방향(SC)이다. 기판 테이블(WT)[및/또는 마스크 테이블(MT)]은 행 또는 열 사이에서 또는 미앤더 동안 스테핑 방향(ST)으로 이동될 수 있다. 스테핑 방향(ST)은 스캐닝 방향(SC)에 실질적으로 수직이다. 스캐닝 방향(SC) 및 스테핑 방향(ST)은 각각 X 및 Y로, 또한 이와 반대로 지칭될 수 있다.
리소그래피 장치는 다수의 상이한 방사선 빔들을 이용한다. 이들은 패턴으로 기판을 조사하는 데 사용되는 방사선 빔인 투영 빔을 포함한다. 또한, 방사선 빔들은 장치의 상이한 구성요소들의 위치 또는 특성을 측정하는 데 사용되는 다수의 측정 빔들을 포함한다. 방사선 빔들은 빔들이 통과하는 가스들에 영향을 받는다.
수 개의 인자들은 방사선 빔이 가스를 통해 어떻게 전파되는지에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 온도, 습도 및 조성은 가스의 굴절률에 영향을 줄 수 있다. 이러한 인자들의 국부화된 변동 및 난류(turbulence)는 가스의 굴절률의 일시적인 변동 및 비-균일성을 유도할 수 있다. 가스를 통과하는 방사선 빔은 굴절률의 일시적인 변동 및 비-균일성에 영향을 받게 된다. 예를 들어, 굴절률의 변화는 투영 빔의 궤적(trajectory)을 변경시킬 수 있고, 및/또는 파면 오차들(즉, 투영 빔의 파면의 비균일성)을 도입할 수 있다. 측정 오차들은 측정 빔의 경로를 따라 굴절률의 변동에 의해 유도될 수 있다. 예를 들어, 측정 오차들은 장치의 구성요소들의 위치설정의 부정확성을 초래할 수 있다. 이러한 여하한의 부정확성은 기판 상의 패터닝된 빔의 배치를 변경시킬 수 있고, 오버레이에 유해한 영향을 줄 수 있다.
알려진 시스템들은 제 자리에서(in place) 방사선 빔(B)이 통과하는 주위 가스의 굴절률의 요동을 감소시키려고 한다. 예를 들어, 알려진 시스템은 표면의 개구부들로부터 배리어 가스를 분출함으로써 제공되는 가스 커튼을 포함한다. 가스 커튼은 가스 커튼 외부의 주위 가스를 둘러싸는 유동을 차단하는 배리어를 형성한다. 가스 커튼이 부피 주변에 제공될 수 있어, 부피 내의 가스가 가스 커튼 외부의 주위 가스로부터 효율적으로 분리된다. 부피 내의 가스는 부피 외부의 가스보다 균일하도록 컨디셔닝될 수 있다. 그러므로, 가스 커튼은, 부피 외부의 주위 가스의 변화 효과들로부터 방사선 빔을 보호하도록 방사선 빔이 통과하는 부피 주변에 배리어를 제공하는 데 사용될 수 있다. 이 부피는 보호된 부피라고 지칭된다. 부피 내의 가스는 보호된 가스라고 지칭된다. 하지만, 보호된 부피 내로 들어가는 여하한의 컨디셔닝되지 않은 주위 가스가 방사선 빔의 전파에 영향을 줄 수 있으며, 오차들을 유도할 수 있다.
알려진 시스템들이 굴절률의 변동을 감소시키기 위해 배리어로서 가스 커튼을 이용하지만, 풍동 실험(wind tunnel test)과 같은 다양한 테스트 및 시뮬레이션들은, 스캐닝 속력이 증가함에 따라, 더욱 더 컨디셔닝되지 않은 주위 가스가 보호된 부피 내로 들어가, 컨디셔닝된 보호된 가스를 오염시키는 것으로 나타났다.
배리어를 포함하는 구성요소가 이동하고 있거나, 배리어 주변에 유동의 상대 이동이 존재하는 경우, 가스 커튼은 유동에서 변형가능한-몸체(deformable-body)로서 간주될 수 있다. 상이한 구성요소들의 상대 이동의 결과로서 침체 가스(stagnant gas)의 구역들이 배리어의 에지들에 발현된다(develop). 이러한 침체 가스 구역들에서는, 침체 가스가 축적되어 배리어에 안쪽으로 미는 힘을 부과하는 압력 상승을 유도한다. 침체 구역으로 인한 힘은 증가된 속도에 따라 증가한다. 배리어에서 압력이 증가하고, 압력 구배(pressure gradient)가 발현되며, 이는 보호된 부피 내로 가스 배리어 외부의 주위 가스가 강제도입되게 한다(force). 이러한 방식으로 보호된 부피 내로 들어간 가스는 브레이크-스루(break-through)라고 지칭될 수 있다. 그러므로, 고속에서는, 알려진 배리어들이 이러한 배리어들을 갖지 않는 이전 시스템들보다 상당한 장점을 제공하지 않는다.
높은 스캐닝 속력에서는, 컨디셔닝되지 않은 주위 가스의 브레이크-스루가 상당할 수 있다. 이 문제는 스테핑 방향보다는 스캐닝 방향으로 두드러지며, 이는 스캐닝 방향으로의 상대 이동의 속력이 스테핑 방향으로의 속력보다 큰 경향이 있기 때문이다. 예를 들어, 측정 시 스캐닝 방향(SC)으로의 이동 속력은 약 2 m/s이고, 스테핑 방향(ST)으로의 이동 속력은 약 0.8 m/s이다.
본 발명은 장치의 구성요소들의 이동 속력을 감소시키지 않고 배리어의 에지에서 침체 가스의 포켓의 발현을 방지 또는 감소시킴으로써 브레이크-스루를 최소화를 도모한다. 이는 배리어의 선단 에지에서 주위 가스의 양을 가능한 한 신속하게 감소시킴으로써 수행된다. 본 발명은 유동 방향에 수직인 배리어의 계면을 갖는 것이 침체 구역의 크기를 증가시킨다는 것을 알아냈다.
본 발명에서, 배리어는, 침체 구역을 감소시키고 배리어 내의 보호된 부피를 보호하는 방식으로 구성된다. 침체 구역은, 유동 방향으로 동일한(또는 유사한) 단면적을 갖는 몸체에 비해 저항(drag)을 덜 받도록 몸통을 유선형으로 구성함으로써(streamlining) 감소된다. 배리어의 침체 구역은, 배리어가 (유동에 대해) 이동할 때 배리어의 측면들이 주위 가스의 유동에 수직이 아니도록 방위 및 지오메트리(즉, 평면도에서의 형상)를 배리어에 제공함으로써 감소된다. 평면도는 스캐닝 방향(SC) 및 스테핑 방향(ST)이 놓이는 평면이다. 부연하면, 배리어의 지오메트리는 특정 방향, 예를 들어 스캐닝이 일어날 때 보호된 부피 외부의 주위 가스의 유동 방향으로 주위 가스의 유동에 대해 유선화된다.
본 발명은 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 보호된 부피 내로 주위 가스의 유입을 감소시키도록 가동되는 배리어를 제공하도록 구성된 배리어 시스템을 제공한다. 방사선 빔들은 표면들 사이의 보호된 부피를 통해 통과할 수 있다. 그러므로, 방사선 빔이 통과하는 보호된 가스가 제어될 수 있다. 방사선 빔은 투영 빔 또는 측정 빔일 수 있다. 본 발명은 상이한 실시예들에서 아래에 더 자세히 설명될 것이다.
일 실시예에서, 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다. 이 실시예에서, 제 1 구성요소는 기판 테이블(WT)을 포함하고, 제 2 구성요소는 그리드(G)를 포함한다. 그리드(G)는 기준 프레임(RF)에 장착된다. 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소는 스캐닝 방향(SC) 및 스테핑 방향(ST) 중 한 방향 또는 두 방향 모두로 서로에 대해 상대 이동을 겪도록 구성된다. 제 1 구성요소 또는 제 2 구성요소가 정지 상태로 유지될 수 있는 한편, 다른 구성요소는 이에 대해 이동한다. 또한, 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소는 스캐닝 방향(SC) 및 스테핑 방향(ST) 이외의 방향들로 서로에 대해 이동할 수 있다.
기판 테이블(WT)은 제 1 표면(1)을 갖고, 제 2 구성요소는 그리드(G)를 갖는 제 2 표면을 갖는다. 제 1 표면(1) 및 제 2 표면은 서로 대향한다. 제 1 표면(1) 및 제 2 표면은 이들이 평행한 평면에 있도록 서로 대향할 수 있다. 두 표면들은 도 3b에 도시된 바와 같이 수평일 수 있다. 도 2는 기판 테이블(WT)의 개략적 평면도이며, 중심 화살표는 제 2 구성요소에 대한 기판 테이블(WT)의 상대 이동을 나타낸다. 이 실시예에서, 기판 테이블(WT) 상의 화살표는 기판 테이블(WT) 및 제 2 구성요소가 스캐닝 방향(SC)으로 서로에 대해 이동함을 나타낸다.
이 실시예에서, 기판 테이블(WT)의 제 1 표면(1)은 적어도 하나의 배리어 시스템(3)을 수용한다. 도 2의 기판 테이블(WT)에는, 4 개의 배리어 시스템(3)이 도시될 수 있다. 도시되지 않은 다른 구성요소들, 예를 들어 기판을 유지하는 데 요구되는 구성요소들이 기판 테이블(WT)에 포함될 수 있다. 각각의 배리어 시스템(3)은 제 1 표면(1)과 제 2 표면 사이에 가스의 보호된 부피 내로 주위 가스의 유입을 감소시키도록 가동되는 배리어(4)를 제공하도록 구성된다. 도시된 배리어 시스템들(3)의 각각은 적어도 하나의 개구부로부터 배리어 가스의 유동을 위해 제 1 표면(1)에 인접하여 보호된 부피의 일부분을 에워싸는 가스 커튼을 조성하도록 구성된 적어도 하나의 개구부를 포함한다.
이 실시예에서, 배리어(4)는 스캐닝 방향(SC) 및 스테핑 방향(ST)이 놓이는 평면에서 지오메트리를 갖는다. 배리어(4)는 보호된 부피 주변으로 주위 가스의 유동을 안내하도록 가동되며, 주위 가스의 유동은 기판 테이블(WT)과 제 2 구성요소의 상대 이동에 의해 유도된다. 주위 가스의 유동은 대상물이 지나가는 주위 가스일 수 있다. 주위 가스의 유동은, 주위 가스가 실제적으로 정지해 있다 하더라도, 주위 가스를 통한 대상물의 이동에 의해 유도될 수 있다. 주위 가스의 유동은, 예를 들어 대상물에 대한 상대 유동일 수 있다.
도 3a는 배리어(4)의 지오메트리가 제 1 코너(5) 및 제 2 코너(6)를 포함하는 배리어 시스템(3)을 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 본 실시예는 측정 빔(30)을 방출하는 방사선 소스(20) 및 측정 빔(30)을 검출하는 센서(40)를 더 포함한다. 측정 빔은 (도 3b에 도시된) 그리드(G)를 향해 투영된다. 측정 빔(30)을 검출하도록 구성된 센서(40)는 방사선 소스(20) 및/또는 센서(40)에 대한 그리드(G)의 위치 및/또는 이동을 나타내는 데 사용된다. 센서는 그리드(G)를 이용하여 서로에 대한 리소그래피 장치의 구성요소들의 위치를 측정한다.
이 실시예에서, 제 2 구성요소는 제 2 표면에 그리드(G)를 포함한다. 그리드(G)는 제 2 표면의 제 2 구성요소에 직접적으로 놓일 수 있다. 대안적으로, 제 2 구성요소는 그리드 플레이트를 포함하고, 그리드 플레이트의 표면은 제 2 표면이다. 이 실시예에서, 제 2 구성요소는 제 2 표면에 그리드(G)를 갖는 기준 프레임(RF)이거나, 이 위에 부착된 그리드 플레이트이다.
배리어들(4)은 입체 대상물(solid object)이 아닌 라인으로서 도면들에 도시되어 있다. 더 정확하게는, 배리어(4)는 이 실시예에서 정밀한 경계들을 갖지 않는 압력 및/또는 유동의 구역에 해당되며, 도시된 바와 같은 배리어들(4)은 일반적으로 나타낸 바와 같은 형상을 갖도록 취해질 수 있다.
도 3a, 도 6a 및 도 8c에서의 형상들은 본 발명에 사용될 수 있는 상이한 형상들의 예시를 나타낸다. 도시된 형상들은 마름모 및 육각형을 포함한다. 하지만, 제 1 쌍의 측면들이 동일한 길이로 되어 있고, 제 2 쌍의 측면들이 동일한 길이 - 제 1 쌍의 측면들의 길이와 상이한 길이 - 로 되어 있는 연-모양의(kite-shaped) 지오메트리와 같이, 본 발명의 청구항들의 범위 내에 속하는 다수의 변동이 명백히 존재한다. 나타낸 배리어의 형상들 및 도시되지 않은 다른 형상들은 개시된 모든 실시예들에서 배리어 시스템들에 대해 상호교환가능하다.
본 발명의 지오메트리를 이용하고 배리어(4)의 형상을 최적화하는 장점은, 이것이 평면에서 배리어(4)에 대해 요구되는 전체 공간의 감소를 가져올 수 있기 때문이다. 알려진 리소그래피 시스템들에서는, 다수의 센서들이 사용되고, 흔히 상이한 시스템들 사이에 오버랩이 존재하며, 예를 들어 센서 주변의 가스 커튼이 상이한 센서를 둘러싸는 반대 표면의 배리어 시스템 상에 직접적으로 분출될 수 있다. 이 오버랩은 센서들 중 어느 하나 또는 둘 모두의 정확성을 감소시킬 수 있다. 본 발명에 사용되는 지오메트리는 배리어(4) 및 이와 같은 배리어 시스템(3)에 대해 요구되는 평면에서의 영역을 감소시켜, 상이한 배리어 시스템들 사이에 더 적은 오버랩이 존재하게 할 수 있다.
적어도 제 1 코너(5) 및 제 2 코너(6)가 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이 뾰족한 지점일 필요는 없다. 지오메트리의 코너들은 사전설정된 반경을 갖는 둥근 형상일 수 있다. 지오메트리는 이후에 설명되는 바와 같이 긴 축 및 짧은 축을 갖는다. 각각의 반경은 짧은 축의 10 % 미만인 것이 바람직하다.
도시된 바와 같은 배리어 지오메트리의 측면들은 도 3a에서와 같이 평면도에서 직선이다. 지오메트리의 측면들이 반드시 직선일 필요는 없지만, 대신 측면들 중 적어도 하나가 곡률 반경을 가질 수 있다. 측면들 중 적어도 하나는 평면에서 곡선 형상을 가질 수 있다.
배리어(4)(즉, 가스 커튼)를 조성하는 적어도 하나의 개구부는, 측정 빔이 통과하는 보호된 부피를 차폐하는 배리어 가스의 유동을 제공하기 위해 방사선 소스(20) 및 센서(40)를 둘러싸도록 구성된다. 이 실시예에서, 배리어 시스템(3)은 개구부들로부터 배리어 가스의 유동을 위해 제 1 표면(1)에 인접하여 보호된 부피를 에워싸는 가스 커튼을 조성하도록 구성된 개구부들을 포함한다. 도 3a에 X-X로 표시된 배리어 시스템(3)의 중심을 통하는 단면이 도 3b에 나타나 있다. 도 3b에서 알 수 있는 바와 같이, 보호된 부피는 그리드(G)와 기판 테이블(WT)의 표면 사이에 정의되며, 이때 배리어 가스는 기판 테이블(WT)의 개구부들에 의해 제어된다.
배리어(4)는 제 1 표면(1)과 제 2 표면 사이의 가스의 보호된 부피에 들어가는 배리어(4) 외부로부터 주위 가스의 양을 감소시킨다. 이와 같이, 배리어 시스템(3)은 배리어(4) 내부의 보호된 부피를 보호 및 유지하기 위해 배리어(4)를 제공한다. 보호된 부피 내부의 보호된 가스가 제어 또는 컨디셔닝될 수 있고, 이는 굴절률의 요동을 감소시키며, 이는 상기에 설명된 바와 같이 측정 빔(30)에 영향을 준다.
보호된 가스는 보호된 부피 내의 가스이다. 보호된 가스는 배리어 가스로부터 도출될 수 있고, 및/또는 또 다른 유출구(도면들에 도시되지 않음)에 의해 보호된 부피 내로 제공될 수 있다.
배리어(4)의 지오메트리는 배리어 가스 유출구들, 즉 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 제 1 표면(1)의 개구부들의 위치에 의해 정의된다. 배리어 가스는 소스(50)에 의해 제공된다. 방사선 소스(20) 및 센서(40)가 이동하는 물체에 제공되기 때문에, 배리어 가스 유동은 정지 시에 그리고 제 2 구성요소에 대해 최대 2 m/s로 기판 테이블(WT)의 이동 시에 균일성 및 안정성을 모두 유지해야 한다. 추가적으로, 배리어 가스 유동은 리소그래피 장치에서 주위 가스의 다른 외란(disturbance)에 대항하는 강성(robust)을 가질 필요가 있다. 제 1 개구부(110)는 소스(50)로부터 제 1 배리어 가스를 제공하도록 배치된다. 제 1 배리어 가스는 가스들의 혼합물, 예를 들어 인조 공기(artificial air)일 수 있거나, 단일 가스, 예를 들어 질소와 같은 불활성 가스일 수 있다. 제 1 배리어 가스는 그 온도, 그 습도, 및/또는 조성에 대하여 컨디셔닝될 수 있다. 개구부(110)를 빠져나갈 때, 제 1 배리어 가스는 센서 빔 경로로 이동한다.
제 1 개구부(110)는 제 1 유동 특성을 갖는 제 1 배리어 가스를 제공하도록 구성된다. 제 1 유동 특성은 난류(turbulent)일 수 있다. 제 1 유동 속도는 약 10 m/s 내지 20 m/s일 수 있다. 이와 같이, 제 1 유동은 고속 분사(high velocity jet)로서 나타내어질 수 있다. 제 1 개구부(110)는 단일 연속 개구부일 수 있거나, 라인으로 된 개별 개구부(discrete opening)들과 같은 일련의 개구부들일 수 있다. 제 1 개구부(110)는 도 3a에 단일 연속 개구부로서 도시된다. 제 1 개구부(110)는 이를 빠져나가는 제 1 배리어 가스가 측정 빔 경로를 둘러싸고 및/또는 측정 빔 경로 내로 유동하도록 구성된다.
제 2 개구부(120)가 제공된다. 제 2 개구부(120)는 소스(50)로부터 제 2 배리어 가스를 제공하도록 구성 및 배치된다. 제 2 배리어 가스는 제 1 배리어 가스와 동일한 소스로부터 공급될 수 있다. 제 2 배리어 가스는 가스들의 혼합물, 예를 들어 인조 공기일 수 있거나, 단일 가스, 예를 들어 질소와 같은 불활성 가스일 수 있다. 제 2 배리어 가스는 그 온도, 그 습도, 및/또는 조성에 대하여 컨디셔닝될 수 있다.
제 1 개구부(110)로부터의 제 1 배리어 가스에 인접하여, 제 2 개구부(120)로부터 제 2 배리어 가스가 제공된다. 제 2 개구부(120)는 제 2 유동 특성을 갖는 제 2 배리어 가스를 제공하도록 구축 및 구성될 수 있다. 제 2 유동은 제 1 유동 속도보다 낮은 속도를 가질 수 있다. 제 2 유동은 약 1 m/s의 속도를 가질 수 있다. 제 2 유동 특성은 제 1 유동 특성과 상이하다. 제 2 유동 특성은 층류(laminar)일 수 있다. 제 2 개구부(120)로부터의 제 2 배리어 가스의 유동은, 센서(40)의 광축에 대해 제 2 개구부(120)의 반경방향 바깥쪽의 컨디셔닝되지 않은 주위 가스가, 제 1 개구부(110)를 빠져나가는 제 1 배리어 가스의 난류에 의해 동반이행(entrain)되는 것을 방지하는 차폐부(shield)로서 작용한다. 따라서, 제 2 개구부(120)는, 제 2 배리어 가스의 유동이, 컨디셔닝되지 않은 주위 가스가 센서 빔 경로에 도달하는 것을 방지하도록 구성된다.
제 2 개구부(120)는 단일 연속 개구부일 수 있거나, 라인으로 된 개별 개구부들과 같은 일련의 개구부들일 수 있다. 제 2 개구부(120)는 도 3a에 단일 연속 개구부로서 도시된다.
방사선 소스(20) 및 센서(40)는, 방사선 빔(30)이 제 1 개구부(110) 및 제 2 개구부(120)에 의해 제공되는 배리어 내의 보호된 부피를 통과하도록 위치된다. 방사선 소스(20) 및 센서(40)는 보호된 부피에 인접하여 위치될 수 있고, 방사선 소스(20) 및 센서(40)는 기준 프레임(RF) 내에 삽입될 수 있거나, 방사선 소스(20) 및 센서(40)는 보호된 부피 내에 존재할 수 있다. 방사선 소스(20) 및 센서(40)는 도 3a에 나타낸 바와 같이 평면에서 제 1 개구부(110) 및 제 2 개구부(120)에 의해 둘러싸인 것으로 나타내어질 수 있다. 또한, 제 2 개구부(120)는 제 1 개구부(110)와 주위 가스 사이에서 제 1 개구부(110)의 반대 쪽에 존재한다. 제 1 개구부(110)는 내측 개구부이다. 제 2 개구부(120)는 외측 개구부이다.
도 3a에 나타내어진 바와 같이, 제 1 개구부(110)와 제 2 개구부(120) 둘 모두가 방사선 소스(20) 및 센서(40)를 둘러싼다. 제 1 개구부(110) 및 제 2 개구부(120)는 동심(concentric)이다.
제 1 개구부(110) 및 제 2 개구부(120)는 도 3b에 예시된 바와 같이 배리어 가스 유동을 제공한다. 배리어 가스 유동은 측정 빔(30) 경로의 방향에 실질적으로 평행한 방향이다. 즉, 유동은 제 2 구성요소 표면의 그리드(G)를 향한다. 제 1 개구부(110)를 통한 제 1 배리어 유동은 난류이다. 난류는 제 2 개구부(120)를 빠져나가는 층류로부터 제 2 배리어 가스를 동반이행한다. 이는, 기판 테이블(WT)이 고속으로 이동하고 있을 때 양호한 동적 혼합 특성(dynamic mixing property)을 보장한다. 추가적으로, 난류에 의한 컨디셔닝되지 않은 주위 가스의 포획은, 난류성 제 1 배리어 가스 유동 바로 외부에서 제 2 배리어 가스를 활성으로 공급함으로써 회피된다. 제 2 배리어 가스의 층류는, 보호된 부피에 들어갈 여하한의 컨디셔닝되지 않은 주위 가스를 날려보내거나(blow away) 차폐함으로써 시일(seal)로서 작용한다. 컨디셔닝되지 않은 주위 가스는 층류 외부에 유지되며, 보호된 부피에 들어가는 것이 방지된다.
배리어(4)의 지오메트리는 제 1 코너(5) 및 제 2 코너(6)를 갖는다. 기판 테이블(WT) 및 제 2 구성요소가 스캐닝 방향(SC), 예를 들어 포워드 스캐닝 방향으로 서로에 대해 이동할 때, 제 1 코너(5)는 배리어(4)의 선단 에지로서 역할하고, 제 2 코너(6)는 배리어(4)의 후단 에지로서 역할한다. 기판 테이블(WT) 및 제 2 구성요소가 스캐닝 방향(SC)의 반대 방향, 예를 들어 백워드 스캐닝 방향으로 서로에 대해 이동할 때, 제 1 코너(5)는 배리어(4)의 후단 에지로서 역할하고, 제 2 코너(6)는 배리어(4)의 선단 에지로서 역할한다. 포워드 스캐닝 방향은 도 2에서 화살표로 나타나 있다.
선단 코너는 주위 가스의 유동과 만나는 배리어(4)의 제 1 부분이다. 후단 코너는 상대 이동 방향으로 배리어(4)의 가장 뒤쪽 부분이다. 이는 유동이 표면에 수직인 각도로 배리어(4)의 표면과 만나지 않음을 의미하며, 즉 배리어(4)의 에지가 유동에 대해 비스듬히 있다(slant). 이 지오메트리로 인해, 유동은 배리어(4) 주변에서 효율적으로 안내될 수 있다. 이는, 배리어(4)가 더 유선형이 되게 하며, 이는 침체 구역을 감소시키기 때문에 유익하다. 이와 같이, 브레이크-스루의 양이 감소(또는 방지)되며, 이는 보호된 부피 내로 들어가는 컨디셔닝되지 않은 주위 가스를 감소시킨다. 측정 빔(30)이 통과하는 보호된 부피에서의 가스의 온도, 습도 및/또는 조성의 변동들이 감소되며, 개선된 측정들이 측정 시스템에 의해 수행될 수 있다. 이는, 예를 들어 이러한 측정들에 기초하여 서로에 대해 구성요소들의 위치를 제어함으로써, 기판 상에서의 방사선 빔의 위치설정을 개선할 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 또한 상기의 실시예에 따라, 배리어(4)는 평면에서 코너진 지오메트리를 가지며, 코너진 지오메트리는 스캐닝 방향(SC) 및 스테핑 방향(ST) 중 특정한 하나에 모두 비-수직인 코너들 사이에 측면들을 갖는다. 코너진 지오메트리는 선단 코너 및 후단 코너를 갖는다. 스캐닝 방향(SC) 및 스테핑 방향(ST)에 어느 것도 수직이 아닌 측면들을 갖는 배리어(4)를 제공하면, 앞서 설명된 바와 같은 침체 구역을 감소시키는 데 도움을 준다. 이와 같이, 본 발명은 배리어(4) 내의 보호된 부피 내로 주위 가스의 유입을 감소시키는 배리어(4)를 제공한다.
도 3a는, 중심을 통하는 가상 라인을 갖는 지오메트리를 갖고 지오메트리의 코너들 중 2 개를 통과하는 배리어(4)를 나타낸다. 가상 라인은 적어도 하나의 코너 및 지오메트리의 중심을 통과할 수 있다. 이 라인은 제 1 방향이다. 이 실시예에서, 제 1 방향은 도 2 및 도 3a에 나타내어진 바와 같은 스캐닝 방향(SC)과 동일하다. 이 실시예에서, 가상 라인은 선단 코너인 제 1 코너(5) 및 후단 코너인 제 2 코너(6)를 통과한다.
도 3a에 도시된 배리어(4)의 지오메트리는 제 1 방향(긴 축)으로 최대 치수를 갖고, 이는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향(짧은 축)으로의 최대 치수보다 크다. 이는 지오메트리가 제 1 방향으로 신장(elongate)됨을 의미한다. 지오메트리의 신장은 더 유선형이 되게 하며, 이는 배리어(4) 주변에서 주위 가스의 이동을 도울 수 있고, 브레이크-스루를 감소시킬 수 있다.
종횡비(aspect ratio)는 제 1 방향으로의 최대 치수에 대한 제 2 방향으로의 최대 치수의 비이다. 종횡비는 배리어(4)의 측면(들)에 축적되는 침체 구역들을 변경하도록 최적화될 수 있다. 종횡비는 형상을 유선화하도록 변경될 수 있다. 최적의 비는 구성요소들이 서로에 대해 이동하는 속력, 배리어 시스템(3)의 위치, 배리어 시스템(3)을 수용하는 데 사용되는 표면 등에 의존할 수 있다. 또한, 배리어 지오메트리의 전체 크기 및 비는 배리어(4) 내에 요구되는 최소 부피에 의해 한정된다. 예를 들어, 본 발명에서 배리어(4)는 방사선 소스(20) 및 센서(40)를 수용할 만큼 충분히 커야 한다.
종횡비는 적어도 1.3:1, 바람직하게는 적어도 1.5:1일 수 있다. 본 실시예에서, 종횡비는 2.5:1만큼 높을 수 있다. 높은 종횡비가 유선형 지오메트리를 생성하는 데 필수적인 것은 아니지만, 더 신장된 지오메트리(즉, 더 높은 종횡비를 가짐)가 더 유선형이 될 가능성이 높아, 유동이 배리어(4) 주변에서 더 효율적으로 안내된다. 종횡비는 의도한 지오메트리 및/또는 형상에 따라 선택될 수 있다. 의도한 종횡비는 또 다른 실시예들에 설명되는 바와 같이 리소그래피 장치 내의 배리어 시스템(3)의 위치에 의존할 수 있다.
인접한 측면들은 지오메트리가 어떻게 유선화되는지에 영향을 줄 수 있다. 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 지오메트리는 4 개의 측면들을 갖는다. 일반적으로, 지오메트리는 4 개 내지 8 개의 측면들, 즉 통틀어 4 개, 5 개, 6 개, 7 개 또는 8 개의 측면들을 가질 수 있다(단, 이로 제한되지 않음).
인접한 측면들의 길이는 도 3a에 도시된 것처럼 동일할 수 있다. 또한, 지오메트리는 평면에 대해 대칭이도록 만들어질 수 있고, 평면은 제 1 방향에 대해 평행하며, 또한 제 1 방향 및 제 2 방향 둘 모두에 수직인 방향에 대해 평행하다. 이와 같이, 도 3a의 지오메트리는 평면도에서 제 1 방향으로 가상 라인의 양측에 거울 이미지를 형성한다. 지오메트리가 대칭적인 것이 필수적인 것은 아니다. 하지만, 대칭적인 지오메트리를 갖는 것이 배리어(4) 내의 보호된 부피에 걸쳐 압력차를 최소화하는 장점을 제공한다. 압력차를 최소화함으로써, 보호된 부피에 걸쳐 배리어(4)를 통한 가스의 유동이 감소된다. 이는 이것이 보호된 부피 내로 들어가는 주위 가스의 양을 감소시키기 때문에 유익하다.
제 1 개구부(110) 및 제 2 개구부(120)는 각각 지오메트리 주변에 단일 연속 개구부로서 나타내어진다. 언급된 바와 같이, 제 1 개구부(110)는 일련의 개별 개구부들일 수 있고, 및/또는 제 2 개구부(120)는 일련의 개별 개구부들일 수 있다.
일 실시예에서, 개구부들은 동적 가스 배리어를 제공하는 데 사용될 수 있다. 이 실시예는, 배리어 지오메트리가 동적 배리어 지오메트리인, 즉 배리어 지오메트리가 가변적 형상을 갖는 것을 제외하고는, 상기의 실시예와 동일하다, 예를 들어, 추후에 자세히 설명되는 바와 같이 배리어 시스템(3)에 의해 제공되는 가스의 유동을 변경함으로써, 동적 배리어 지오메트리가 변경될 수 있다. 언급된 바와 같이, 제 1 개구부(110) 및 제 2 개구부(120)의 각각은 일련의 개별 개구부들을 포함할 수 있다. 제 1 개구부(110)에 사용되는 일련의 개별 개구부들은 제 1 유출구들이라고 지칭될 것이다. 제 2 개구부(120)에 사용되는 일련의 개별 개구부들은 제 2 유출구들이라고 지칭될 것이다. 제 1 유출구들 및 제 2 유출구들은 배리어 가스를 배출하기 위해 배리어 시스템(3)에 의해 제어될 수 있다. 제공된 가스 배리어의 지오메트리를 제어하기 위해, 상이한 유출구들이 여러 번 배리어 가스를 방출할 수 있다. 제 1 유출구들 및 제 2 유출구들은 평면에서 상이한 지오메트리를 갖는 배리어를 생성하기 위해 선택적으로 상이한 개별 유출구들로부터 배리어 가스를 배출하도록 제어될 수 있다. 이와 같이, 제 1 유출구들의 일부 및/또는 제 2 유출구들의 일부는 각각 제 1 개구부(110) 및/또는 제 2 개구부(120)를 제공하는 데 사용되지 않을 수 있다(즉, 특정 형상/지오메트리에 필수적이지 않을 수 있다).
제 1 유출구들은 제 1 개구부(110)에 대해 주어진 형상을 제공하는 데 사용될 수 있다. 제 1 유출구들은, 부연하면 의도한 형상을 제공하기 위해 동시에 모두가 사용될 수 없으며, 제 1 유출구들의 서브세트(subset)만이 제 1 개구부(110)를 제공하는 데 사용될 수 있다. 제 2 유출구들은 제 2 개구부(120)에 대해 주어진 형상을 제공하는 데 사용될 수 있다. 제 2 유출구들은, 부연하면 의도한 형상을 제공하기 위해 동시에 모두가 사용될 수 없으며, 제 2 유출구들의 서브세트만이 제 2 개구부(120)를 제공하는 데 사용될 수 있다. 제 1 및 제 2 개구부들(110, 120)의 각각에 의해 제공되는 지오메트리는 유출구들을 제어함으로써 변경될 수 있어, 배리어 지오메트리가 변화가능하다, 즉 동적이다. 제 1 개구부(110) 및 제 2 개구부(120)에 사용되는 유출구들은 상호교환가능하도록 만들어질 수 있다, 즉 배리어 지오메트리가 변경될 때, 제 1 개구부(110)에 사용되는 개별 유출구들이 제 2 개구부(120)를 위해 사용될 수 있고, 또한 그 반대로도 가능하다.
변동가능한 형상을 갖는 배리어 지오메트리를 제공하는 것은, 지오메트리가 배리어(4) 주변에서 주위 가스의 유동을 최적화하도록 구성될 수 있기 때문에 유익할 수 있으며, 이는 언급된 바와 같이 보호된 부피 내로 주위 가스의 브레이크-스루를 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 배리어 지오메트리의 방위는, 상이한 유출구들, 즉 제 1 유출구들의 상이한 서브세트 및/또는 제 2 유출구들의 상이한 서브세트로부터 배리어 가스를 배출함으로써 변경될 수 있다. 방위와 같은 배리어(4)의 지오메트리는 상이한 인자들, 예를 들어 구성요소들의 상대 이동 속력에 따라 최적화될 수 있다.
상기의 실시예에서, 중요한 방향들은 장치의 구성요소들이 비교적 높은 속도로 이동하는 방향들, 예를 들어 스캐닝 방향(SC) 및 스테핑 방향(ST)이다. 리소그래피 장치 내의 주위 가스는 일반적으로 특정적 주요 유동 방향을 갖지 않는 난류이다. 예를 들어, 기판 테이블(WT) 인근에서, 주위 가스는 다양한 소스, 예를 들어 가스 샤워(gas shower) 등으로부터의 가스로 구성되며, 이는 리소그래피 장치 내의 전역적 유동 거동(global flow behaviour)에 영향을 준다. 또한, 주위 가스의 유동은 다른 특징부들, 예를 들어 가스 추출기들 등에도 영향을 받을 수 있다. 하지만, 스캐닝 시, 변형가능한 몸체가 겪게 될 최대 유동 속도는 일반적으로 스캐닝 방향(SC)으로의 스캐닝 속도에 의해 결정된다. 이 속도와 비교하면, 다른 방향들로의 모든 다른 유동 속도는 통상적으로 무시되며, 이는 스캐닝 방향(SC)이 일반적으로 구성요소들이 다른 방향들보다 높은 속력에서 서로에 대해 이동하는 방향이기 때문이다. 그러므로, 이러한 문제는 구성요소들이 스테핑 방향(ST)보다는 스캐닝 방향(SC)으로 서로에 대해 이동할 때 더 두드러지는 경향이 있으며, 이는 구성요소들이 이 방향으로 더 빠르게 이동하는 경향이 있기 때문이다.
구성요소들의 상대 이동으로부터 발생하는 주위 가스 유동 방향에 대해 배리어의 지오메트리를 최적화하는 것이 유익하다. 상대 유동 방향은 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소의 상대 이동에 의해 유도되는 보호된 부피 외부에서의 주위 가스의 유동 방향이다. 이는 스캐닝 방향(SC)과 동일한 방향이 아닐 수 있다.
상이한 실시예들은 지오메트리의 상이한 최적 방위를 가질 수 있다. 지오메트리의 방위는 경사 각도를 기준으로 하여 정의될 수 있고, 이 각도는 가상 라인(중심 및 적어도 하나의 코너를 통하는 라인)과 스캐닝 방향(SC) 간의 각도이며, 즉 (지오메트리를 통한 가상 라인의) 제 1 방향은 스캐닝 방향(SC)에 대해 경사진다. 경사 각도(
Figure 112016090411028-pct00001
)는 도 4에서 배리어 시스템(100)에 대해 나타내어진다. 배리어 시스템(100)은 도 2 및 도 3a에 도시된 배리어 시스템(3)과 같이 이전의 실시예들에 설명된 배리어 시스템과 동일할 수 있으며, 본 명세서 전반에 걸쳐 배리어 시스템(3)과 상호교환가능하다. 경사 각도(
Figure 112016090411028-pct00002
)는 구성요소들의 상대 이동으로부터 발생하는 주위 가스 유동 방향으로 유선화를 개선하도록 최적화될 수 있다. 선단 에지(105) 및 후단 에지(106)는 도 4에서 스캐닝 방향(SC)과 일치하지 않는다.
최적 경사 각도(
Figure 112016090411028-pct00003
)는 리소그래피 장치 내의 배리어의 위치에 따라 변동할 수 있다. 최적 경사 각도(
Figure 112016090411028-pct00004
)는 배리어 주변의 주위 가스의 이동에 영향을 주는 다양한 인자들, 예를 들어 제 1 구성요소의 속력, 제 2 구성요소의 속력, 배리어 시스템(100)의 위치, 및/또는 구성요소들의 상대 이동으로 인한 주위 가스 유동의 방향에 의존할 수 있다. 또한, 의도한 경사 각도(
Figure 112016090411028-pct00005
)는, 어떤 다른 구성요소들이 배리어 시스템(100) 부근에 있거나 이를 둘러싸고 있는지, 즉 어떤 다른 요소들이 배리어 시스템(100)을 둘러싸는 주위 가스의 상대 유동에 영향을 줄 수 있는 부위에 있는지에 따라 변동할 수 있다. 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이 제 1 방향과 스캐닝 방향(SC) 사이에 경사가 존재하지 않을 수도 있다. 하지만, 다른 실시예에서 경사 각도는 상대 유동에 따라 최적화된다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서는 도 4에 나타내어진 바와 같이 제 1 방향과 스캐닝 방향(SC) 사이의 경사 각도(
Figure 112016090411028-pct00006
)가 0°보다 크고, 및/또는 90°보다 작은 것이 바람직하다. 더 바람직하게, 경사 각도(
Figure 112016090411028-pct00007
)는 5°보다 크다. 경사 각도(
Figure 112016090411028-pct00008
)는 0° 내지 60°, 바람직하게는 30° 내지 60°, 또는 더 바람직하게는 40° 내지 50°일 수 있다.
실시예들 중 어느 하나에서, 그리드(G)는 센서(40)에 의한 검출을 위해 마커 및/또는 타겟으로 대체될 수 있다.
또 다른 실시예들이 아래에 설명된다. 아래의 실시예들에서, 리소그래피 장치의 특징부들은 이전에 설명된 실시예들과 구조 및 기능이 유사하며, 따라서 동일한 장점들을 제공한다. 실시예들 간의 차이점만이 다음의 실시예들에서 다루어질 것이다.
일 실시예에서, 제 1 구성요소는 센서 모듈(SM)이고, 제 2 구성요소는 그리드(G)를 갖는 기판 테이블(WT)이다. 센서 모듈(SM)은 제 1 표면을 갖고, 기판 테이블(WT)은 제 2 표면을 갖는다. 센서 모듈(SM)은 이전에 설명된 바와 같은 배리어 시스템(3)을 수용한다. 그리드(G)는 기판 테이블(WT) 상에 그 자체가 직접적으로 표시될 수 있거나, 대안적으로 기판 테이블(WT)이 그리드 플레이트를 포함하여, 제 2 구성요소의 표면이 그리드 플레이트 상의 그리드(G)이다. 이 실시예에서, 방사선 소스(20) 및 센서(40)는 이전의 실시예들에서와 같이 기판 테이블(WT)보다는 제 1 구성요소, 즉 센서 모듈(SM) 상에 있다. 실제적으로, 이 실시예는 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소가 상호교환된 것을 제외하고는 이전의 실시예와 대체로 동일하다. 이 실시예의 일 예시가 도 5에 도시된다. 이 실시예에서, 센서 모듈(SM)은 기준 프레임(RF) 또는 이의 일부분에 장착될 수 있다. 이 실시예에서, 그리드(G)는 센서(40)에 의한 검출을 위해 마커 및/또는 타겟으로 대체될 수 있다.
일 실시예에서, 앞서 설명된 바와 같은 본 발명은 광학 시스템 및 타겟 및/또는 마커를 포함하는 측정 시스템에 적용된다. 앞서 설명된 바와 같은 배리어 시스템(3)이 표면에 제공되며, 배리어(4)는 [앞서 설명된 바와 같이 방사선 소스(20) 및/또는 센서(40)를 둘러싸기보다는] 마커 및/또는 타겟을 둘러싼다, 즉 배리어 시스템(3)은 방사선 소스(20) 및/또는 센서(40) 반대쪽 표면에 있다.
일 실시예에서, 앞서 설명된 바와 같은 본 발명은 기판(W) 상의 마커를 검출하도록 구성된 정렬 센서에 적용된다. 앞서 설명된 바와 같은 배리어 시스템(3)이 표면에 제공되며, 배리어 시스템(3)은 기판(W) 반대쪽에 있는 정렬 센서와 동일한 평면에 있다. 배리어 시스템(3)은 다수의 정렬 센서들을 둘러쌀 수 있고, 이 각각은 단일 배리어에 의해 둘러싸인 보호된 부피를 통과하는 방사선 빔을 검출한다. 또한, 상이한 타입의 다수의 센서들이 하나의 배리어에 의해 둘러싸일 수 있다. 또한, 동일한 타입의 다수의 센서들이 하나의 배리어에 의해 둘러싸일 수 있다. 각각의 정렬 센서는 기판 상의 상이한 마커를 측정할 수 있고, 및/또는 다수의 정렬 센서들은 동일한 마커를 검출하는 데 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 다수의 배리어 시스템들(3)이 제공될 수 있고, 이 각각은 하나의 정렬 센서와 관련하여 사용된다.
일 실시예에서, 본 발명의 배리어 시스템은 기준 프레임(RF)에 부착될 수 있거나 이의 일부분을 형성할 수 있는 정렬 센서에 적용될 수 있다. 정렬 센서의 일 예시는 US 2008/0043212 A1에 기술되어 있으며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
일 실시예에서, 배리어 시스템(3)은 제 1 표면과 제 2 표면 중 특정한 하나에 인접하여 보호된 부피의 일부분을 에워싸는 벽을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 벽은 정의된 부피를 둘러싼다. 벽은 제 1 또는 제 2 표면으로부터의 돌출부(protrusion)이다. 벽은 가스 커튼에 대해 앞서 설명된 지오메트리들 중 어느 하나와 동일한 지오메트리를 갖는다.
가스 커튼이 사용되는 경우, 브레이크-스루가 문제일 수 있다. 벽을 이용하면, 브레이크-스루가 발생하지 않지만, 주위 가스가 보호된 부피 내에서 벽 아래에 또는 이 위에 걸쳐 유동할 수 있다. 그러므로, 본 실시예에서, 배리어에 앞서 서 설명된 것과 동일한 지오메트리가 제공되어, 보호된 부피 내로 주위 가스의 유동을 감소시킨다. 상대 이동이 존재하는 경우, 배리어 지오메트리의 형상이 배리어 주변에서 유동을 안내한다. 이와 같이, 이는 보호된 부피에 들어가는 주위 가스의 양을 감소(또는 방지)시킨다. 그 결과, 보호된 부피를 통과하는 방사선 빔은, 본 발명에 따르지 않은 대안적인 지오메트리를 이용한 배리어 내에 배치되는 경우보다 영향을 덜 받게 된다.
이 실시예는 도 6a 및 도 6b에 도시된다. 이 실시예에서, 제 1 구성요소는 제 1 표면에 센서(240)를 갖는 기판 테이블(WT)이고, 배리어 시스템은 센서(240) 주변에 배리어(200)를 제공한다. 센서(240)는 투과 이미지 센서일 수 있거나, 투영 빔(230)을 측정하는 데 사용되는 에너지 센서[스폿 센서(spot sensor)라고도 알려짐]일 수 있다. 센서(240)가 사용중일 때, 투영 빔(230)은 배리어(200)에 의해 보호되는 보호된 부피를 통과한다. 투영 빔(230)은 투과 마커 플레이트(250)를 통해 센서(240)로 통과된다. 이 실시예에서, 배리어(200)는 벽이다. 도 6a에는 이 실시예에 사용될 수 있는 지오메트리가 도시되어 있다. 이 지오메트리는 설명된 것과 다른 여하한의 배리어에 제공된 지오메트리들과 상호교환가능하다. 이 실시예에 따른 배리어 시스템의 일 예시가 도 6b에 나타내어지며, 이는 도 6a의 단면 V-V를 따라 자른 측면도에 투과 이미지 센서를 나타낸다.
상기 실시예의 변형이 도 6c에 나타내어지며, 투과 마커 플레이트(250) 대신 제 1 표면에 반사 마커 플레이트(260)가 제공된다. 투영 빔(230)이 마커 플레이트(260)로부터 반사되고, 센서(도시되지 않음)에 의해 검출된다. 이 예시에서, 센서는 제 1 표면 또는 제 2 표면 중 어느 하나에 존재하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 배리어 시스템은 레벨 센서(285)에 적용되며, 레벨 센서(285)는 표면, 이 경우 기판(W)의 토포그래피(topography)를 측정하는 데 사용된다. 이 실시예의 일 예시가 도 7에 도시된다. 이 실시예에서, 제 1 구성요소는 기판(W)이고, 제 2 구성요소는 배리어 시스템 및 레벨 센서(285)를 수용하며, 배리어 시스템은 배리어(290)를 제공하고, 이는 벽일 수 있다. 제 2 구성요소는 기준 프레임(RF)에 부착되거나 이의 일부분을 형성하는 센서 모듈일 수 있다. 이 실시예에서, 방사선 빔은 측정 빔(270)이고, 제 1 구성요소 또는 제 2 구성요소 중 어느 하나에 위치되지 않은 방사선 소스(280)로부터 방출된다. 일반적으로, 레벨 센서(285)에 사용되는 측정 빔(270)은 직각으로부터 먼 입사 각도로 레벨 센서(285)에 도달하기 전에 기판(W)으로부터 반사된다. 이 실시예에서, 측정 빔(270)은 레벨 센서(285)에 인접하여 보호된 부피를 통과한다. 레벨 센서(285)는 기판(W)의 스캐닝이 일어나고 있을 때 또는 측정이 수행되고 있을 때 사용될 수 있다. 본 발명의 배리어 시스템은, 투영 빔이 상이한 구성요소들 사이를 통과할 때, 투영 빔을 보호하기 위해 투영 빔의 적어도 일부분 주변에 이용될 수 있다. 예를 들어, 배리어 시스템은 보호된 가스의 굴절률의 요동을 감소시키기 위해 패터닝된 투영 빔을 보호하는 데 사용될 수 있으며, 이는 패터닝 디바이스(MA)와 기판(W) 사이의 투영 빔의 경로에 영향을 줄 수 있다.
일 실시예에서, 투영 빔은 배리어 시스템을 통과한다. 이 실시예에서, 제 1 구성요소는 지지 구조체(MT)와 투영 시스템(PS)의 최상부 사이에서 제 1 표면(301)을 갖는 LTE(lens top environment) 플레이트(310)라고도 지칭되는 플레이트이다. 도 8a는 본 실시예의 배리어 시스템(300)을 도시한다. 투영 시스템(PS)의 최상부 렌즈(320)는 LTE 플레이트(310) 아래에 있다. 제 2 구성요소는 지지 구조체(MT)이다. 지지 구조체(MT)의 최하부 표면은 일반적으로 제 2 표면(302)이다. 투영 빔은 LTE 플레이트(310) 내의 개구부(360)를 통과한다. LTE 플레이트(310)는, 서로에 대해 실질적으로 평행하고 지지 구조체(MT)의 스캐닝 방향(SC)에 대해 실질적으로 수직인 측벽들(360a 및 360b)을 갖는 개구부(360)를 포함할 수 있다. LTE 플레이트(310)의 제 1 표면(301)은 배리어 시스템(300)을 수용한다.
도 8a에서, 배리어 시스템(300)은 제 1 표면(301)에 인접하여 보호된 부피의 일부분을 에워싸는 배리어(즉, 가스 커튼)를 조성하기 위한 개구부들(311 및 312)을 포함한다(더 많거나 적은 개구부들이 제공될 수 있음). 이전의 실시예들 중 어느 하나에 설명된 바와 같은 배리어 시스템이 LTE 플레이트(310)와 지지 구조체(MT) 사이의 보호된 가스의 보호된 부피를 보호하는 데 사용될 수 있다. 배리어 시스템(300)은 상기에 설명된 지오메트리들 중 어느 하나가 제공될 수 있는 배리어를 포함할 수 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 이 실시예는 방사선 소스, 센서, 그리드(G) 또는 마커 및/또는 타겟을 포함하지 않을 수 있다. 투영 빔은 보호된 부피를 통해 투영 시스템(PS)으로 통과하며, 보호된 부피 외부의 가스에 영향을 덜 받을 것이다. 이와 같이, 본 실시예는 앞서 설명된 바와 같이 본 발명의 장점을 제공한다. 도 8b는 평면도에서 LTE 플레이트(310)를 포함하는 이 실시예의 예시적인 지오메트리를 나타낸다. 도 8b는 상기의 실시예들과 유사한 배리어 지오메트리가 어떻게 LTE 플레이트(310)에 제공될 수 있는지를 나타낸다. 이 예시에서, 배리어 시스템은 배리어 내의 부피를 보호하기 위해 가스를 방출하도록 개구부들(311 및 312)을 이용하여 배리어를 제공한다. 개구부들(311 및 312)은 앞서 설명된 바와 같이 연속적이거나 개별적일 수 있다. 투영 빔은 개구부(360)를 통해 투영 시스템(PS)으로 보호된 부피를 통과한다. 도 8b의 배리어 지오메트리는, 예를 들어 도 4, 도 6a 및 도 8c에 도시된 바와 같은 다른 실시예들의 배리어 지오메트리와 상호교환가능하다.
선택적으로, 조작기 플레이트(manipulator plate: 370)가 LTE 플레이트(310)의 개구부(360)에 제공될 수 있다. 이는 도 8b에 도시되어 있지 않다. WO 2013/174646 A1은 조작기 플레이트(370)를 포함하는 리소그래피 장치를 개시한다. 조작기 플레이트(370)는 방사선 빔의 포커스를 제어하기 위해 패터닝 디바이스(MA)와 기판(WT) 사이에 위치된다. WO 2013/174646 A1에 개시된 바와 같은 조작기 플레이트(370)와 관련된 장치가 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
도 8c는 조작기 플레이트(370)를 포함하는 이 실시예에 대한 지오메트리의 일 예시를 도시한다. 조작기 플레이트(370)는 X 및 Y 방향들에 대해 경사지도록 구성될 수 있고, X 방향은 스캐닝 방향(SC)이며, Y 방향은 스테핑 방향(ST)이다. 조작기 플레이트(370)는 투영 시스템(PS) 내로 진입 시 투영 빔의 배치에 영향을 줌으로써 기판(W) 상의 투영 빔의 배치를 조정하는 데 사용될 수 있다. 조작기 플레이트(370)는 액추에이터들(도시되지 않음)을 이용하여 경사질 수 있다. 조작기 플레이트(370)를 경사지게 하면 투영 빔이 시프트되어, 기판(W) 상으로 투영되는 이미지가 시프트된다. Y 방향으로 축에 대해 조작기 플레이트(370)를 경사지게 함으로써 X 방향으로 이미지 시프트가 생성되는 한편, X 방향으로 축에 대해 조작기 플레이트(370)를 경사지게 하는 것은 Y 방향으로 이미지 시프트를 야기할 것이다. 조작기 플레이트(370)를 두 방향 모두로 경사지게 하는 것은 X 및 Y 방향 둘 모두로 시프트를 제공할 것이다.
조작기 플레이트(370)는 당면할(in question) 방사선에 투명한 여하한의 재료로 만들어질 수 있으며, 예를 들어 적합한 재료는 유리일 수 있다. 조작기 플레이트(370)는 유연한 재료로 만들어질 수 있어, 경사 이동에 추가로 또는 이 대신에 조작기 플레이트(370)가 휘어질 수 있으며, 이는 포커스의 시프트를 야기할 수 있다. 조작기 플레이트(370)의 휘어짐은 조작기 플레이트(370)의 에지들 중 하나 이상을 따라 제공되는 하나 이상의 액추에이터들(도시되지 않음)에 의해 생성될 수 있다.
각각의 실시예에서, 배리어 내의 보호된 부피의 안정성을 개선하기 위해 다수의 파라미터들이 최적화될 수 있다. 이러한 파라미터들은 (지오메트리의 적어도 하나의 코너 및 중심을 통하는) 가상 라인과 특정 방향(또는 구성요소들의 상대 이동으로부터 발생하는 주위 가스의 유동 방향) 사이의 경사 각도(
Figure 112016090411028-pct00009
), 제 1 방향으로의 지오메트리의 최대 치수 대 제 2 방향으로의 지오메트리의 최대 치수의 비, 인접한 측면들의 길이, 및 지오메트리의 대칭을 포함한다(단, 이로 제한되지 않음).
제 1 구성요소 및 제 2 구성요소의 각각은 리소그래피 장치의 다수의 상이한 구성요소들일 수 있다. 상기의 실시예들의 특징들은 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소의 변동을 제외하고 동일하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 제 1 구성요소는: 기판(W), 기판 테이블(WT), 기준 프레임(RF), 투영 시스템(PS), 지지 구조체(MT), 패터닝 디바이스(MA), 조명 시스템(IL)의 구성요소, 또는 리소그래피 장치의 다른 구성요소 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 제 2 구성요소는: 기판(W), 기판 테이블(WT), 기준 프레임(RF), 투영 시스템(PS), 지지 구조체(MT), 패터닝 디바이스(MA), 조명 시스템(IL)의 구성요소, 또는 리소그래피 장치의 다른 구성요소 중 하나일 수 있다.
또한, 배리어 시스템은 센서, 방사선 소스, 및 마커 및/또는 타겟 중 적어도 하나와 동일한 표면에 수용될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 배리어 시스템은 센서, 방사선 소스, 및 마커 및/또는 타겟 중 적어도 하나의 반대쪽 표면에 수용될 수 있다.
상기의 실시예들 중 어느 하나에서, 가스 커튼을 조성하는 데 사용되는 개구부들은 벽과 상호교환가능하며, 그 반대로도 가능하다. 벽은 가스 커튼을 조성하는 데 사용되는 개구부들에 추가로 또는 이 대신에 제공될 수 있다.
다양한 배리어 시스템들이 리소그래피 장치 내에 제공될 수 있다. 이와 같이, 배리어 시스템은 리소그래피 장치 전반에 걸쳐 상이한 위치들에 이용될 수 있다. 동일한 또는 상이한 실시예들을 이용하여 다수의 배리어 시스템들이 제공될 수 있다.
상기의 실시예들 중 적어도 하나에 따른 리소그래피 장치는 투영 빔을 이용하여 기판을 조사하기 위해 디바이스 제조 방법에 사용될 수 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트로부터 이동되며, 레지스트는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남긴다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔뿐만 아니라, (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
앞선 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형들이 행해질 수 있다는 것을 분명히 알 것이다.

Claims (15)

  1. 스캐닝 방향(scanning direction) 및 상기 스캐닝 방향에 수직인 스테핑 방향(stepping direction) 중 하나로 서로에 대해 상대 이동을 겪도록 구성되는 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소를 포함하는 리소그래피 장치에 있어서,
    상기 제 1 구성요소는 제 1 표면을 갖고;
    상기 제 2 구성요소는 제 2 표면을 가지며;
    상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면은 서로 대향하고(face);
    적어도 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 중 특정한 하나가 배리어 시스템을 수용하며;
    상기 배리어 시스템은 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면 사이의 가스의 보호된 부피(protected volume) 내로 주위 가스(ambient gas)의 유입을 감소 또는 방지하도록 가동되는 배리어를 제공하도록 구성되고;
    상기 배리어 시스템은:
    상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 중 상기 특정한 하나에 인접하여 상기 보호된 부피의 일부분을 에워싸는 벽을 포함하고;
    상기 배리어는 상기 스캐닝 방향 및 상기 스테핑 방향이 놓이는 평면에 지오메트리(geometry)를 가지며; 상기 배리어는 상기 보호된 부피 주변으로 주위 가스의 유동을 안내하도록 가동되고, 상기 주위 가스의 유동은 상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소의 상대 이동에 의해 유도되며;
    상기 지오메트리는 제 1 코너 및 제 2 코너를 갖고;
    상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소가 상기 스캐닝 방향 및 상기 스테핑 방향 중 특정한 하나로 서로에 대해 이동할 때, 상기 제 1 코너는 상기 배리어의 선단 에지(leading edge)로서 역할하고, 상기 제 2 코너는 상기 배리어의 후단 에지(trailing edge)로서 역할하며;
    상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소가 상기 특정한 방향과 반대인 다른 방향으로 서로에 대해 이동할 때, 상기 제 1 코너는 상기 배리어의 후단 에지로서 역할하고, 상기 제 2 코너는 상기 배리어의 선단 에지로서 역할하는 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 중 상기 특정한 하나에서, 제 1 방향으로 가상 라인이 정의되고, 상기 가상 라인은 상기 제 1 코너 및 상기 제 2 코너를 통과하며, 상기 제 1 방향은 상기 특정한 방향에 대해 경사지는 리소그래피 장치.
  3. 스캐닝 방향(scanning direction) 및 상기 스캐닝 방향에 수직인 스테핑 방향(stepping direction) 중 하나로 서로에 대해 상대 이동을 겪도록 구성되는 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소를 포함하는 리소그래피 장치에 있어서,
    상기 제 1 구성요소는 제 1 표면을 갖고;
    상기 제 2 구성요소는 제 2 표면을 가지며;
    상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면은 서로 대향하고(face);
    적어도 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 중 특정한 하나가 배리어 시스템을 수용하며;
    상기 배리어 시스템은 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면 사이의 가스의 보호된 부피(protected volume) 내로 주위 가스(ambient gas)의 유입을 감소 또는 방지하도록 가동되는 배리어를 제공하도록 구성되고;
    상기 배리어 시스템은:
    적어도 두 개의 개구부들로부터 배리어 가스의 유동을 위해, 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 중 상기 특정한 하나에 인접하여 상기 보호된 부피의 일부분을 에워싸는 가스 커튼을 조성(establish)하도록 구성되는 적어도 두 개의 개구부들을 포함하고;
    상기 적어도 두 개의 개구부들 중 하나는 배리어 가스의 난류(turbulent flow)를 제공하는 내측 개구부이고, 상기 적어도 두 개의 개구부들 중 다른 하나는 배리어 가스의 층류(laminar flow)를 제공하는 외측 개구부이며,
    상기 배리어는 상기 스캐닝 방향 및 상기 스테핑 방향이 놓이는 평면에 지오메트리(geometry)를 가지며; 상기 배리어는 상기 보호된 부피 주변으로 주위 가스의 유동을 안내하도록 가동되고, 상기 주위 가스의 유동은 상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소의 상대 이동에 의해 유도되며;
    상기 지오메트리는 제 1 코너 및 제 2 코너를 갖고;
    상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소가 상기 스캐닝 방향 및 상기 스테핑 방향 중 특정한 하나로 서로에 대해 이동할 때, 상기 제 1 코너는 상기 배리어의 선단 에지(leading edge)로서 역할하고, 상기 제 2 코너는 상기 배리어의 후단 에지(trailing edge)로서 역할하며;
    상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소가 상기 특정한 방향과 반대인 다른 방향으로 서로에 대해 이동할 때, 상기 제 1 코너는 상기 배리어의 후단 에지로서 역할하고, 상기 제 2 코너는 상기 배리어의 선단 에지로서 역할을 하며,
    상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 중 상기 특정한 하나에서, 제 1 방향으로 가상 라인이 정의되고, 상기 가상 라인은 상기 제 1 코너 및 상기 제 2 코너를 통과하며 상기 제 1 방향은 상기 특정한 방향에 대해 경사지는 리소그래피 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지오메트리는 상기 제 1 방향에 대해 대칭이거나, 상기 지오메트리는 상기 제 1 방향으로 신장되는(elongate) 리소그래피 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    방사선 빔은 상기 보호된 부피를 통과하는 리소그래피 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 방사선 빔은 센서로 지향되는 방사선 빔인 리소그래피 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및/또는 제 2 구성요소는 상기 센서에 의한 검출을 위해 상기 구성요소 상에 적어도 하나의 타겟을 갖는 리소그래피 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 센서는 한 대상물에 대한 다른 대상물의 정렬을 측정하는 정렬 센서인 리소그래피 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소 중 하나는 기판 테이블을 포함하고, 상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소 중 다른 하나는 기준 프레임을 포함하는 리소그래피 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 보호된 부피는 상기 센서와 접촉하는 리소그래피 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 센서는 표면의 토포그래피(topography)를 측정하는 레벨 센서인 리소그래피 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 기판 상으로 투영 빔을 투영하는 투영 시스템 위에 플레이트를 포함하고, 상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소 중 하나는 상기 플레이트를 포함하는 리소그래피 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 패터닝 디바이스 테이블을 포함하고, 상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소 중 다른 하나는 상기 패터닝 디바이스 테이블을 포함하는 리소그래피 장치.
  14. 기판 테이블에 위치된 기판 상으로 투영 빔을 투영하는 단계, 및 선택적으로 방사선 빔을 이용하여 장치의 특성을 측정하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법에 있어서,
    상기 투영 빔 및 상기 방사선 빔 중 적어도 하나는 배리어를 제공하도록 구성되는 배리어 시스템을 통과하고, 상기 배리어는 상기 투영 빔 및 상기 방사선 빔 중 적어도 하나의 통과를 위해 리소그래피 장치의 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 가스의 보호된 부피 내로 주위 가스의 유입을 감소 또는 방지하도록 가동되며, 상기 리소그래피 장치는 제 1 표면을 갖는 제 1 구성요소를 포함하고, 제 2 표면을 갖는 제 2 구성요소를 더 포함하며, 상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소는 스캐닝 방향 및 상기 스캐닝 방향에 수직인 스테핑 방향 중 하나로 서로에 대해 상대 이동을 겪도록 구성되고,
    상기 배리어 시스템은, 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 중 특정한 하나에 인접하여 상기 보호된 부피의 일부분을 에워싸는 벽을 포함하며
    상기 배리어는 상기 스캐닝 방향 및 상기 스테핑 방향이 놓이는 평면에 지오메트리를 가지며; 상기 배리어는 상기 보호된 부피 주변으로 주위 가스의 유동을 안내하도록 가동되고, 상기 주위 가스의 유동은 상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소의 상대 이동에 의해 유도되며;
    상기 지오메트리는 제 1 코너 및 제 2 코너를 갖고;
    상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소가 상기 스캐닝 방향 및 상기 스테핑 방향 중 특정한 하나로 서로에 대해 이동할 때, 상기 제 1 코너는 상기 배리어의 선단 에지로서 역할하고, 상기 제 2 코너는 상기 배리어의 후단 에지로서 역할하며;
    상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소가 상기 특정한 방향과 반대인 다른 방향으로 서로에 대해 이동할 때, 상기 제 1 코너는 상기 배리어의 후단 에지로서 역할하고, 상기 제 2 코너는 상기 배리어의 선단 에지로서 역할하는 디바이스 제조 방법.
  15. 기판 테이블에 위치된 기판 상으로 투영 빔을 투영하는 단계, 및 선택적으로 방사선 빔을 이용하여 장치의 특성을 측정하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법에 있어서,
    상기 투영 빔 및 상기 방사선 빔 중 적어도 하나는 배리어를 제공하도록 구성되는 배리어 시스템을 통과하고, 상기 배리어는 상기 투영 빔 및 상기 방사선 빔 중 적어도 하나의 통과를 위해 리소그래피 장치의 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 가스의 보호된 부피 내로 주위 가스의 유입을 감소 또는 방지하도록 가동되며, 상기 리소그래피 장치는 제 1 표면을 갖는 제 1 구성요소를 포함하고, 제 2 표면을 갖는 제 2 구성요소를 더 포함하며, 상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소는 스캐닝 방향 및 상기 스캐닝 방향에 수직인 스테핑 방향 중 하나로 서로에 대해 상대 이동을 겪도록 구성되고,
    상기 배리어 시스템은, 적어도 두 개의 개구부들로부터 배리어 가스의 유동을 위해, 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 중 특정한 하나에 인접하여 상기 보호된 부피의 일부분을 에워싸는 가스 커튼을 조성(establish)하도록 구성되는 적어도 두 개의 개구부들을 포함하고;
    상기 적어도 두 개의 개구부들 중 하나는 배리어 가스의 난류(turbulent flow)를 제공하는 내측 개구부이고, 상기 적어도 두 개의 개구부들 중 다른 하나는 배리어 가스의 층류(laminar flow)를 제공하는 외측 개구부이며,
    상기 배리어는 상기 스캐닝 방향 및 상기 스테핑 방향이 놓이는 평면에 지오메트리를 가지며; 상기 배리어는 상기 보호된 부피 주변으로 주위 가스의 유동을 안내하도록 가동되고, 상기 주위 가스의 유동은 상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소의 상대 이동에 의해 유도되며;
    상기 지오메트리는 제 1 코너 및 제 2 코너를 갖고;
    상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소가 상기 스캐닝 방향 및 상기 스테핑 방향 중 특정한 하나로 서로에 대해 이동할 때, 상기 제 1 코너는 상기 배리어의 선단 에지로서 역할하고, 상기 제 2 코너는 상기 배리어의 후단 에지로서 역할하며;
    상기 제 1 구성요소 및 상기 제 2 구성요소가 상기 특정한 방향과 반대인 다른 방향으로 서로에 대해 이동할 때, 상기 제 1 코너는 상기 배리어의 후단 에지로서 역할하고, 상기 제 2 코너는 상기 배리어의 선단 에지로서 역할하며,
    상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면 중 상기 특정한 하나에서, 제 1 방향으로 가상 라인이 정의되고, 상기 가상 라인은 상기 제 1 코너 및 상기 제 2 코너를 통과하며 상기 제 1 방향은 상기 특정한 방향에 대해 경사지는 디바이스 제조 방법.
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