KR102154168B1 - 유체 핸들링 구조체 및 리소그래피 장치 - Google Patents

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기오바니 루카 가토비기오
요하네스 코르넬리스 파울루스 멜만
한 헨리쿠스 알데곤다 렘펜스
미아오 유
코르넬리우스 마리아 롭스
루드 오리에슬라게르스
아르툰크 울루캔
테오도루스 빌헬무스 폴레트
패트릭 요하네스 빌헬무스 스프루이텐버그
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

본 발명은 유체 핸들링 구조체를 포함한 침지 리소그래피 장치에 관한 것이고, 유체 핸들링 구조체는 침지 유체를 구역에 한정하도록 구성되며: 유체 핸들링 구조체의 표면에 추출기 출구를 갖는 메니스커스 제어 특징부; 및 추출기 출구의 반경방향 바깥쪽에 있고, 각각 출구를 갖는 통로들을 포함하는 가스 나이프 시스템을 포함하며, 통로들은 표면에 복수의 대응하는 제 1 출구들을 갖는 복수의 제 1 통로들, 및 표면에서 제 1 출구들의 반경방향 바깥쪽에 복수의 대응하는 제 2 출구들을 갖는 복수의 제 2 통로들을 포함하며, 표면은 노광 동안 기판의 최상면에 마주하고 실질적으로 평행하며, 제 1 출구 및 제 2 출구는 추출기 출구보다 기판으로부터 더 멀리 떨어져 배치된다.

Description

유체 핸들링 구조체 및 리소그래피 장치
본 출원은 2016년 1월 13일, 2016년 2월 4일, 및 2016년 6월 9일에 출원된 EP 출원 16151117.5, 16154229.5 및 16173708.5의 우선권을 주장하며, 이들은 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은 유체 핸들링 구조체(fluid handling structure), 리소그래피 장치, 및 리소그래피 장치를 이용하여 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로의 제조 시에 사용될 수 있다.
투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 침지 유체, 예를 들어 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 리소그래피 투영 장치 내의 기판을 침지시키는 것이 제안되었다. 침지 유체는 증류수일 수 있지만, 또 다른 유체가 사용될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예는 침지 유체에 관하여 설명될 것이다. 많은 유체, 특히 습윤 유체(wetting fluid), 비압축성 유체 및/또는 공기보다 높은 굴절률, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적절할 수 있다. 가스를 배제한 유체들이 특히 바람직하다. 이것의 요점은, 노광 방사선이 유체 내에서 더 짧은 파장을 가질 것이기 때문에 더 작은 피처들의 이미징을 가능하게 한다는 것이다[또한, 유체의 효과는 시스템의 유효 개구수(numerical aperture: NA)를 증가시키는 것으로 간주될 수 있으며, 초점 심도(depth of focus)를 증가시키는 것으로 간주될 수도 있다]. 그 안에 고체 입자(예를 들어, 석영)가 부유(suspend)하고 있는 물, 또는 나노-입자 부유물(예를 들어, 최대 치수가 10 nm까지인 입자들)을 갖는 액체를 포함한 다른 침지 유체들이 제안되었다. 부유된 입자들은, 그것들이 부유하고 있는 액체와 유사하거나 동일한 굴절률을 갖거나 갖지 않을 수 있다. 적절할 수 있는 다른 액체들로는 탄화수소, 예컨대 방향족화합물(aromatic), 플루오르화탄화수소(fluorohydrocarbon), 및/또는 수용액을 포함한다.
침지 장치에서, 침지 유체는 침지 시스템, 디바이스, 구조체 또는 장치에 의해 핸들링된다. 일 실시예에서, 침지 시스템은 침지 유체를 공급할 수 있고, 유체 공급 시스템이라고 칭해질 수 있다. 일 실시예에서, 침지 시스템은 적어도 부분적으로 침지 유체를 한정할 수 있고, 유체 한정 시스템(fluid confinement system)이라고 칭해질 수 있다. 일 실시예에서, 침지 시스템은 침지 유체에 대한 방벽(barrier)을 제공할 수 있고, 이로 인해 유체 한정 구조체와 같은 방벽 부재라고 칭해질 수 있다. 일 실시예에서, 침지 시스템은 예를 들어 침지 유체의 흐름 및/또는 위치를 제어하는 데 도움이 되는 가스의 흐름을 생성하거나 이용한다. 가스의 흐름이 침지 유체를 한정하도록 시일(seal)을 형성할 수 있으므로, 침지 시스템은 가스의 흐름을 제공하기 위해, 시일 부재라고 칭해질 수 있는 유체 핸들링 구조체를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 침지 액체가 침지 유체로서 사용된다. 그 경우, 침지 시스템은 액체 핸들링 시스템일 수 있다.
하지만, 침지 시스템의 사용은 기판의 최상면에 결함들이 형성되게 할 수 있다. 결함들은 기판이 유체 핸들링 구조체 아래를 지난 후에 남겨지는 침지 유체의 액적(droplet)에 의해 야기될 수 있다. 특히, 결함들을 유도하는 적어도 2 개의 주 메카니즘들이 알려져 있으며, 이들은 불도징(bulldozing) 및 필름 풀링(film pulling)이라고 한다. 기판 표면 상의 결함들은 기판 표면 상에 오차들을 초래할 수 있고, 이는 수율을 감소시킬 수 있다. 결함들은 특히 워터마크(watermark)들을 의미할 수 있거나, 또는 기판의 표면에 발생할 수 있는 다른 결함들을 의미할 수 있다.
필름 풀링은, 기판이 (유체 핸들링 구조체 등과 같은) 침지 시스템에 대해 이동됨에 따라 발생할 수 있다. 기판의 표면이 침지 유체에 대해 이동함에 따라, (기판의 에지와 같은) 여하한의 변동 또는 기판 표면 상의 불규칙은 침지 유체가 이를 넘어갈 때 메니스커스 고정 특징부(meniscus pinning feature)로서 작용할 수 있다. 이는, 유체 핸들링 구조체가 기판에 대해 이동함에 따라, 기판의 표면과 유체 핸들링 구조체 사이의 침지 유체의 메니스커스가 당겨진다(stretch)는 것을 의미한다. 유체 핸들링 구조체가 소정 거리 이동한 후, 메니스커스는 결국 부서지고, 침지 유체가 기판의 표면 상에 남아 기판 상의 액적들을 유도할 것이며, 이는 워터마크 결함들을 초래할 수 있다. 따라서, 남은 액적들은 감광성 재료의 표면에 오차들을 초래할 수 있고, 이는 수율을 감소시킬 수 있다. 유체 핸들링 구조체의 후퇴 측(receding side)에서 가스 나이프(gas knife)의 가스 흐름을 증가시킴으로써 필름 풀링이 감소될 수 있다. 하지만, 이는 유체 핸들링 구조체의 전진 측(advancing side)에서 다른 결과들을 가질 수 있다. 예를 들어, 가스 나이프에 대해 증가된 가스 흐름을 이용하는 것은 아래에서 설명되는 바와 같이 유체 핸들링 구조체의 전진 측에서 "불도징"을 증가시킬 것이다.
불도징도 기판이 유체 핸들링 구조체에 대해 이동되는 경우에 발생할 수 있다. 불도징은, 유체 핸들링 구조체 앞에 있는 침지 유체의 액적과 마주치는 경우에 발생한다. 기판이 이동함에 따라, 유체 핸들링 구조체의 전진부는 침지 유체의 액적과 충돌하고, 액적은 유체 핸들링 구조체에 의해 앞으로 밀린다. 액적이 앞으로 밀림에 따라, 기판의 표면 상에 결함들이 생성된다. 이는 유체 핸들링 구조체의 전진 측에서 가스 나이프의 가스 흐름을 감소시킴으로써 효과적으로 감소될 수 있지만, 이는 다른 결과들을 가질 수 있다. 예를 들어, 가스 나이프에 대해 감소된 가스 흐름을 이용하는 것은 한정된 침지 유체가 유체 핸들링 구조체의 후퇴 측에서 유체 핸들링 구조체로부터 빠져나갈 가능성이 더 크다는 것을 의미하고, 이에 따라 추가 결함들을 초래할 수 있다.
예를 들어, 결함들이 감소되는 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 유체 핸들링 구조체를 포함한 침지 리소그래피 장치가 제공되고, 유체 핸들링 구조체는 소정 구역에 침지 유체를 한정하도록 구성되고 가스 나이프 시스템을 포함하며, 가스 나이프 시스템은 각각 출구를 갖는 통로들을 포함하고, 통로들은 복수의 대응하는 제 1 출구들을 갖는 복수의 제 1 통로들 및 복수의 대응하는 제 2 출구들을 갖는 복수의 제 2 통로들을 포함하며, 적어도 하나의 제 1 통로 및 적어도 하나의 제 2 통로는 제 1 출구를 나가는 가스의 정체압(stagnation pressure)이 제 2 출구를 나가는 가스의 정체압보다 크도록 구성되고, 복수의 제 1 통로들 및 복수의 제 2 통로들은 제 1 출구들 및 제 2 출구들이 평면도에서의 형상의 측면을 형성하도록 한 줄로 섞이고 배치된다.
본 발명에서, 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계 -패터닝된 방사선 빔은 침지 유체의 구역을 통과함- ; 유체 핸들링 구조체를 이용하여 상기 구역에 침지 유체를 한정하는 단계 -유체 핸들링 구조체는 가스 나이프 시스템을 포함함- ; 및 가스 나이프 시스템을 이용하여 구역의 반경방향 바깥쪽으로 가스 나이프를 발생시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되고, 가스 나이프는 한정하는 단계에 기여하며, 가스 나이프 시스템은 각각 출구를 갖는 통로들을 포함하고, 통로들은 복수의 대응하는 제 1 출구들을 갖는 복수의 제 1 통로들 및 복수의 대응하는 제 2 출구들을 갖는 복수의 제 2 통로들을 포함하며, 적어도 하나의 제 1 통로 및 적어도 하나의 제 2 통로는 제 1 출구를 나가는 가스의 정체압이 제 2 출구를 나가는 가스의 정체압보다 크도록 구성되고, 복수의 제 1 통로들 및 복수의 제 2 통로들은 제 1 출구들 및 제 2 출구들이 평면도에서의 형상의 측면을 형성하도록 한 줄로 섞이고 배치된다.
본 발명에서, 유체 핸들링 구조체를 포함한 침지 리소그래피 장치가 제공되고, 유체 핸들링 구조체는 소정 구역에 침지 유체를 한정하도록 구성되고 사용 중인 가스 나이프를 포함하며, 유체 핸들링 구조체는 적어도 하나의 출구를 포함하고, 적어도 하나의 출구는 가스 나이프가 평면도에서의 형상의 측면을 형성하도록 배치되며, 적어도 하나의 출구는 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로 침지 유체의 액적의 이동을 허용하도록 구성되고, 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로 침지 유체의 액적의 이동을 제한하도록 구성되는 지오메트리를 갖는다.
본 발명에서, 유체 핸들링 구조체를 포함한 침지 리소그래피 장치가 제공되고, 유체 핸들링 구조체는 소정 구역에 침지 유체를 한정하도록 구성되고 사용 중인 가스 나이프를 포함하며, 유체 핸들링 구조체는 적어도 하나의 출구를 포함하고, 적어도 하나의 출구는 가스 나이프가 평면도에서의 형상의 측면을 형성하도록 배치되며, 측면은 그 측면을 따라 2 개의 단부(end portion)들을 포함하고, 평면도에서의 형상의 그 측면을 따라 2 개의 단부들 사이에 갭이 형성되며, 단부들 중 하나는 만곡부(bend)를 포함하며, 사용 시 스캐닝 방향으로 및 스캐닝 방향에 수직인 평면에서 유체 핸들링 구조체에 대해 기판이 이동되고, 스캐닝 방향에 수직인 평면에서 갭이 존재하지 않도록 단부들 중 하나가 다른 단부와 겹치도록 위치된다.
본 발명에서, 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계 -패터닝된 방사선 빔은 침지 유체의 구역을 통과함- ; 침지 시스템의 유체 핸들링 구조체를 이용하여 상기 구역에 침지 유체를 한정하는 단계 -유체 핸들링 구조체는 가스 나이프 시스템을 포함함- ; 및 가스 나이프 시스템을 이용하여 구역의 반경방향 바깥쪽으로 가스 나이프를 발생시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되고, 가스 나이프는 한정하는 단계에 기여하며, 유체 핸들링 구조체는 적어도 하나의 출구를 포함하고, 적어도 하나의 출구는 가스 나이프가 평면도에서의 형상의 측면을 형성하도록 배치되며, 적어도 하나의 출구는 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로 침지 유체의 액적의 이동을 허용하도록 구성되고, 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로 침지 유체의 액적의 이동을 제한하도록 구성되는 지오메트리를 갖는다.
본 발명에서, 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계 -패터닝된 방사선 빔은 침지 유체의 구역을 통과함- ; 침지 시스템의 유체 핸들링 구조체를 이용하여 상기 구역에 침지 유체를 한정하는 단계 -유체 핸들링 구조체는 가스 나이프 시스템을 포함함- ; 및 구역의 반경방향 바깥쪽으로 가스 나이프를 발생시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되고, 유체 핸들링 구조체는 적어도 하나의 출구를 포함하고, 적어도 하나의 출구는 가스 나이프가 평면도에서의 형상의 측면을 형성하도록 배치되며, 측면은 그 측면을 따라 2 개의 단부들을 포함하고, 평면도에서의 형상의 그 측면을 따라 2 개의 단부들 사이에 갭이 형성되며, 단부들 중 하나는 만곡부를 포함하며, 사용 시 스캐닝 방향으로 및 스캐닝 방향에 수직인 평면에서 유체 핸들링 구조체에 대해 기판이 이동되고, 스캐닝 방향에 수직인 평면에서 갭이 존재하지 않도록 단부들 중 하나가 다른 단부와 겹치도록 위치된다.
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 도시하는 도면;
도 2는 리소그래피 투영 장치에서 사용하는 침지 시스템을 도시하는 도면;
도 3은 가스 나이프를 형성하는 가스에 대한 출구들을 포함한 유체 핸들링 구조체의 일 실시예의 평면도;
도 4는 가스 나이프의 일부분의 길이를 따르는, 실시예들 중 하나의 유체 핸들링 구조체의 단면도;
도 5는 도 4의 부분의 확대도;
도 6은 도 5에 도시된 통로의 형상의 변형예를 도시하는 도면;
도 7은 가스 나이프의 일부분의 길이를 따르는, 실시예들 중 하나의 유체 핸들링 구조체의 단면도;
도 8은 도 7의 부분의 확대도;
도 9는 도 8에 도시된 통로의 형상의 변형예를 도시하는 도면;
도 10은 도 4 내지 도 9에 도시된 통로들 중 하나의 변형예의 확대도;
도 11은 유체 핸들링 구조체의 단면도;
도 12a 및 도 12b는 실시예들 중 하나에 따른 유체 핸들링 구조체의 일부분의 평면도;
도 13은 도 12a 및 도 12b에 도시된 통로들 중 하나의 변형예의 확대도;
도 14는 유체 핸들링 구조체의 단면도; 및
도 15는 도 3에 도시된 유체 핸들링 구조체의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 리소그래피 장치는:
- 방사선 빔(예를 들어, UV 방사선, DUV 방사선 또는 여하한의 다른 적절한 방사선)인 투영 빔(B)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성되는 일루미네이터(조명 시스템이라고도 함)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 지지 구조체/마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 기판)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판(W)을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 지지 테이블, 예를 들어 1 이상의 센서를 지지하는 센서 테이블, 및/또는 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT) 또는 "기판 지지체"; 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 투영 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
일루미네이터(IL)는 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스(MA)가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 패터닝 디바이스(MA)가 예를 들어 투영 시스템(PS)에 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, 기판(W)의 타겟부(C)에 패턴을 생성하기 위해서, 투영 빔(B)의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 투영 빔(B)에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판(W)의 타겟부(C) 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 투영 빔(B)에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부(C)에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스(MA)는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입, 및 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔[예를 들어, 투영 빔(B)]을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 투영 빔(B)에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 유체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한 타입의 투영 시스템(PS)을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 리소그래피 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 투영 시스템(PS)의 속성들을 측정하는 센서들과 같은 측정 장비를 유지하도록 배치되는 측정 테이블(도 1에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 측정 테이블은 기판(W)을 유지하도록 구성되지 않는다. 리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 테이블(또는 스테이지 또는 지지체), 예를 들어 2 이상의 기판 테이블(WT), 또는 1 이상의 기판 테이블(WT)과 1 이상의 센서 또는 측정 테이블의 조합을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 다수 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 리소그래피 장치는 2 이상의 패터닝 디바이스 테이블(또는 스테이지 또는 지지체), 예를 들어 2 이상의 지지 구조체(MT)를 가질 수 있으며, 이는 기판 테이블(WT), 센서 테이블 및 측정 테이블과 유사한 방식으로 병행하여 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선의 소스(SO)로부터 투영 빔(B)을 수용한다. 예를 들어, 소스(SO)가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스(SO) 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 소스(SO)는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 투영 빔(B)은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 소스(SO)가 수은 램프인 경우, 상기 소스(SO)는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
일루미네이터(IL)는 투영 빔(B)의 각도 세기 분포를 조정하도록 구성되는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터(IL)는 투영 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 투영 빔(B)을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다. 소스(SO)와 유사하게, 일루미네이터(IL)는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주될 수 있으며, 또는 간주되지 않을 수 있다. 예를 들어, 일루미네이터(IL)는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있으며, 또는 리소그래피 장치로부터 분리된 개체일 수 있다. 후자의 경우, 리소그래피 장치는 일루미네이터(IL)로 하여금 그 위에 장착되게 하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 일루미네이터(IL)는 분리가능하고, (예를 들어, 리소그래피 장치 제조자 또는 또 다른 공급자에 의해) 개별적으로 제공될 수 있다.
투영 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스(MA)에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로질렀으면, 투영 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 투영 빔(B)을 포커스한다. 제 2 위치설정 디바이스(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 투영 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 투영 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다.
일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정 디바이스(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 위치설정 디바이스(PW)의 일부분을 형성한다. 장-행정 모듈은 제한된 정밀도로 긴 범위에 걸쳐 단-행정 모듈을 이동시키도록 배치된다. 단-행정 모듈은 높은 정밀도로 장-행정 모듈에 비해 짧은 범위에 걸쳐 지지 구조체(MT) 및/또는 기판 테이블(WT)을 이동시키도록 배치된다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나, 고정될 수 있다.
패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들(P1, P2)은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부(C)들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다. 타겟부(C)들 사이의 공간들 내에 위치된 마크들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA) 상에 하나보다 많은 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들(M1, M2)은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 리소그래피 장치는 다음 사용 모드들 중 적어도 하나에서 기판(W)을 노광하는 데 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 투영 빔(B)에 부여된 전체 패턴은 한 번에 타겟부(C) 상으로 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 방향 및/또는 Y 방향(즉, 스테핑 방향)으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 투영 빔(B)에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상으로 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광 시 타겟부(C)의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부(C)의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 투영 빔(B)에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상으로 투영되는 동안에 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 소스(SO)로서 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 매 이동 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이에 유체를 제공하는 구성들은 침지 시스템의 3 개의 일반 카테고리들로 분류될 수 있다. 이들은 배스 형태의 구성, 국부화된 침지 시스템, 및 전체-습식(all-wet) 침지 시스템을 포함한다. 본 발명은 국부화된 침지 시스템의 사용에 관한 것이다.
국부화된 침지 시스템은 기판(W)의 국부화된 영역에만 유체가 제공되는 유체 공급 시스템을 사용한다. 유체로 채워진 영역은 기판(W)의 최상면보다 평면이 더 작고, 유체로 채워진 영역은 기판(W)이 그 영역 밑에서 이동하는 동안 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지 상태로 유지된다. 국부화된 영역에 유체를 밀폐시키도록 메니스커스 제어 특징부(meniscus controlling feature)가 존재할 수 있다. 이처럼 배치하기 위해 제안된 한가지 방식이 PCT 특허 출원 공개공보 WO 99/49504호에 개시되어 있다. 메니스커스 제어 특징부는 메니스커스 고정 특징부일 수 있다.
도 2는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판 테이블(WT) 또는 기판(W) 사이의 공간(11)의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장되는 유체 핸들링 구조체(12)(이는 유체 한정 구조체라고 칭해질 수도 있음)를 갖는 침지 시스템(이는 달리 국부화된 유체 공급 시스템 또는 유체 핸들링 시스템이라고 칭해질 수 있음)을 개략적으로 도시한다. 다음 설명에서 기판(W)의 표면에 대한 언급은, 달리 분명히 명시되지 않는 한, 추가적으로 또는 대안적으로 기판 테이블(WT)의 표면도 칭한다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 구조체(12)와 기판(W)의 표면 사이에 시일이 형성되고, 이는 가스 시일(16)(가스 시일을 갖는 이러한 시스템은 유럽 특허 출원 공개공보 EP 1,420,298호에 개시됨)과 같은 무접촉 시일일 수 있다. 시일은 메니스커스 제어 특징부에 의해 제공될 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 유체 핸들링 구조체(12)는 적어도 부분적으로 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)(이는 달리 구역이라고 칭해질 수 있음)에 유체를 한정한다. 공간(11)은 투영 시스템(PS)의 최종 요소를 둘러싸고 아래에 위치되는 유체 핸들링 구조체(12)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 유체는 개구부(13)에 의해 투영 시스템(PS) 아래, 및 유체 핸들링 구조체(12) 내의 공간(11)으로 유입된다. 유체는 개구부(13)에 의해 제거될 수 있다. 유체가 개구부(13)에 의해 공간(11)으로 유입될지 또는 공간(11)으로부터 제거될지는 기판(W) 및 기판 테이블(WT)의 이동 방향에 의존할 수 있다.
유체는, 사용 시 유체 핸들링 구조체(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이에 형성되는 가스 시일(16)에 의해 공간(11)에 한정될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 유체 핸들링 구조체(12) 밑에서 침지 유체의 에지에 메니스커스(320)가 있다. 또 다른 메니스커스(400)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 유체 핸들링 구조체(12)의 최상부 사이에 있다. 가스 시일(16) 내의 가스는 압력을 받아 유입구(15)를 통해 유체 핸들링 구조체(12)와 기판(W) 사이의 갭에 제공된다. 가스는 유출구(14)와 연계된 채널을 통해 추출된다. 가스 유입구(15) 상의 과압력(overpressure), 유출구(14) 상의 진공 레벨 및 갭의 지오메트리는, 안쪽으로 유체를 한정시키는 고속 가스 흐름(high-velocity gas flow)이 존재하도록 배치된다. 유체 핸들링 구조체(12)와 기판(W) 사이의 유체에 대한 가스의 힘이 공간(11) 내에 유체를 한정한다. 이러한 시스템은, 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 미국 특허 출원 공개공보 US 2004-0207824호에 개시되어 있다.
도 3은 가스 드래그 원리를 이용한 유출구들을 가질 수 있고 본 발명의 일 실시예가 관련될 수 있는 유체 핸들링 구조체(12)를 포함한 침지 시스템의 메니스커스 제어 특징부들을 평면도로 개략적으로 예시한다. 예를 들어, 도 2에서 유입구(15) 및 유출구(14)에 의해 제공되는 가스 시일(16)에 의해 도시된 메니스커스 제어 특징부들을 대체할 수 있는 메니스커스 제어 특징부의 특징들이 예시된다. 도 3의 메니스커스 제어 특징부는 추출기, 예를 들어 2상 추출기의 형태이다. 메니스커스 제어 특징부는 복수의 개별 개구부(50)들을 포함한다. 각각의 개구부(50)는 원형인 것으로 예시되지만, 이는 반드시 그러한 것은 아니다. 정말로, 형상은 필수적이지 않고, 개구부(50)들 중 1 이상은: 원형, 타원형, 직선형(예를 들어, 정사각형 또는 직사각형), 삼각형 등으로부터 선택되는 1 이상일 수 있으며, 1 이상의 개구부는 세장형(elongate)일 수 있다.
개구부(50)들의 반경방향 안쪽으로는 메니스커스 제어 특징부들이 존재하지 않을 수 있다. 메니스커스(320)는 개구부(50)들로의 가스 흐름에 의해 유도되는 드래그 힘(drag force)으로 개구부(50)들 사이에 고정(pin)된다. 약 15 m/s, 바람직하게는 약 20 m/s보다 큰 가스 드래그 속도가 충분하다. 기판(W)으로부터의 유체의 증발량은 감소될 수 있으며, 이로 인해 유체의 스플래싱(splashing) 및 열 팽창/수축 효과들이 감소된다.
유체 핸들링 구조체의 저부의 다양한 지오메트리들이 가능하다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개공보 US 2010-0313974호 또는 미국 특허 출원 공개공보 US 2004-0207824호에 개시된 여하한의 구조체들이 본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 평면에서 여하한의 형상을 갖거나 여하한의 형상으로 배치된 유출구들과 같은 구성요소를 갖는 유체 핸들링 구조체(12)에 적용될 수 있다. 비-제한적인 리스트에서 이러한 형상은, 원형과 같은 타원형, 직사각형 예를 들어 정사각형, 또는 마름모와 같은 평행사변형과 같은 직선으로 된 형상, 또는 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 4각 이상의 별(four or more pointed star)과 같은 4보다 많은 모서리들을 갖는 모난 형상(cornered shape)을 포함할 수 있다.
알려진 리소그래피 장치는 가스 나이프를 포함한 유체 핸들링 구조체(12)를 포함할 수 있다. 가스 나이프는 공간(11)에 침지 유체를 한정하도록 돕는 데 사용될 수 있다. 그러므로, 가스 나이프는 공간(11)으로부터 침지 유체가 빠져나가는 것 -이는 추후 결함들을 초래할 수 있음- 을 방지하는 데 유용할 수 있다. 강한 가스 나이프를 제공하는 것은, 강한 가스 나이프가 유체 핸들링 구조체(12) 뒤에서 드래그되는 침지 유체의 양을 감소시키거나 방지하고 필름을 더 빨리 분해하여 유체 핸들링 구조체(12) 뒤에 남는 침지 유체의 양을 감소시킬 수 있기 때문에, 필름 풀링을 방지하는 데 유용하다. 하지만, 가스 나이프가 강한 경우, 가스 나이프가 기판(W)의 표면 상에 침지 유체의 액적과 충돌함에 따라, 강한 가스 나이프가 침지 유체 액적들로 하여금 가스 나이프의 안쪽으로 통과하지 않게 할 것이기 때문에, 이는 가스 나이프의 전진 측에서의 결함들을 악화시킬 수 있다. 이는 침지 유체의 액적들이 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측에 의해 앞으로 밀릴 것이고, 이는 불도징을 초래할 수 있다는 것을 의미한다. 필름 풀링 및 불도징이 둘 다 오차들을 증가시키고 가능하게는 수율을 감소시키는 결함들을 야기하므로, 이 두 문제를 동시에 해결하는 유체 핸들링 구조체(12)를 제공하는 것이 유리하다.
본 발명에서, 유체 핸들링 구조체(12)를 포함하는 침지 리소그래피 장치가 제공된다. 유체 핸들링 구조체(12)는, 예를 들어 도 3에 관하여 앞서 설명된 바와 같을 수 있다. 유체 핸들링 구조체(12)는 침지 유체를 구역에 한정하도록 구성되며, 가스 나이프 시스템을 포함한다. 가스 나이프 시스템은 사용 시 가스 나이프를 발생시키도록 구성될 수 있다. 가스 나이프는 공간(11)(달리 구역이라고도 함)의 반경방향 바깥쪽에 있을 수 있고, 침지 유체를 한정하는 데 기여할 수 있다. 가스 나이프 시스템은 각각 출구(60)를 갖는 통로들을 포함한다. 가스 나이프는 사용 시 출구(60)를 나가는 가스에 의해 형성될 수 있다. 출구(60)들은 평면도에서 형상의 적어도 하나의 측면을 형성한다. 출구(60)들은 평면도에서 형상의 적어도 하나의, 복수의, 또는 모든 측면을 형성할 수 있다. 예를 들어, 출구(60)들은 도 3에 도시된 바와 같이 4각 별의 측면들을 형성할 수 있다. 형상은 복수의 측면들을 가질 수 있으며, 예를 들어 여하한의 적절한 수, 예를 들어 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 그 이상의 측면들이 제공될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 출구(60)들은 여하한 형상의 측면들을 형성할 수 있으며, 이는 특별히 제한적이지는 않다. 도 3은 4각 별의 포인트들 중 2 개와 나란히 스캐닝 방향(110)을 도시하지만, 이는 그렇지 않을 수도 있다. 가스 나이프에 의해 형성된 형상은 여하한의 선택된 방위로 스캐닝 방향(110)과 정렬될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 통로들은 복수의 대응하는 제 1 출구들(60a)을 갖는 복수의 제 1 통로들(70a), 및 복수의 대응하는 제 2 출구들(60b)을 갖는 복수의 제 2 통로들(70b)을 포함한다. 가스 나이프는 사용 시 제 1 출구들(60a) 및 제 2 출구들(60b)을 나가는 가스에 의해 형성된다.
제 1 실시예에서, 적어도 하나의 제 1 통로(70a) 및 적어도 하나의 제 2 통로(70b)는 제 1 출구(60a)를 나가는 가스의 정체압이 제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 정체압보다 크도록 구성된다. 정체압은 등엔트로피 과정(isentropic process)이 사용되어 유체를 정지시킨 경우에 도달할 수 있는 압력이다. 다시 말하면, 정체압은 유체 속도가 0이고 모든 운동 에너지가 단열, 가역(즉, 등엔트로피) 과정에 의해 압력으로 전환된 유체의 정체 지점에서의 압력이다. 상이한 정체압은, 사용 시 기판(W) 상의 가스 나이프의 정체압이 제 1 출구(60a)에 의해 가스가 공급되는 영역에서 더 크고 제 2 출구(60b)에 의해 공급되는 영역에서 더 작도록 변동한다는 것을 의미한다. 이는 필름 풀링을 감소시키기 위해 필름을 끊도록 탈-습윤 지점(de-wetting point)들을 생성하는 데 유용한 가스 나이프에서의 "강한 분사(strong jets)"를 갖고, 불도징을 감소시키기 위해 "약한 분사(soft jets)"를 갖는 상관있다.
앞서 알려진 장치에 대해, 가스 나이프의 정체압을 증가시키는 것은 유체 핸들링 구조체(12)의 후퇴 측에서 필름 풀링을 감소시킬 수 있지만, 이는 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측에서 불도징에 악영향을 미칠 수 있다고 알려져 있다. 그러므로, 가스 나이프의 정체압의 증가가 제한될 수 있고, 더 높은 정체압과 더 낮은 정체압의 균형에 도달할 필요가 있다. 본 발명의 원리는 유체 핸들링 구조체(12)의 일 측면을 따라 더 높은 정체압 지점들과 더 낮은 정체압 지점들을 혼합하는 것에 관한 것이며, 더 높은 정체압과 더 낮은 정체압의 혼합은 그것이 전진 측인지 후퇴 측인지에 의존하여 상이한 효과를 갖는다. "약한 분사"(즉, 낮은 정체압)를 제공하는 것은, 불도징이 발생하는 경우에 침지 유체의 일부 액적들이 "약한 분사"로 인해 가스 나이프의 반경방향 안쪽으로 이동할 수 있기 때문에, 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측에서 불도징을 감소시킬 수 있다. 균일한 가스 흐름 및 속도를 갖는 알려진 장치에서는, 유체 핸들링 구조체의 전진 측에서의 불도징 효과를 감소시키기 위해, 모든 곳에서 가스 나이프로부터의 가스 흐름을 감소시킬 필요가 있다. 하지만, 가스의 정체압을 감소시키는 것이 후퇴 측에서의 필름 풀링을 증가시킬 수 있다. 하지만, 본 발명에서는, "강한 분사"(즉, 높은 정체압)의 존재로 인해 필름 풀링이 감소된 정체압에 의해 부정적 영향을 받지 않을 것이다. 다시 말하면, 본 발명에서 정체압은 불도징을 감소시키는 "약한 분사"를 위해 더 낮지만, 모든 곳에서 전체 가스 나이프의 정체압이 감소될 필요가 있는 알려진 장치에 비해 "강한 분사"를 사용하여 필름 풀링이 개선된다.
복수의 제 1 출구들(60a) 및 복수의 제 2 출구들(60b)은 일렬로 섞이고 배치될 수 있다. 이는 출구들의 라인을 따라, 즉 가스 나이프를 따라, 일부 제 1 출구들(60a) 및 일부 제 2 출구들(60b)이 존재할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 가스 나이프는 강한 분사와 약한 분사로 형성된다. 추후 설명되는 바와 같이, 이는 반복적인 및/또는 균일한 패턴[예를 들어, 교번하는 제 1 출구들(60a) 및 제 2 출구들(60b)]일 수 있다. 복수의 제 1 출구들(60a) 및 제 2 출구들(60b)은 앞서 설명된 바와 같이 평면도에서의 형상의 적어도 하나의 측면을 형성한다. 적어도 하나의 제 1 통로(70a)는 하나 또는 복수 -가능하게는 모두를 의미함- 의, 예를 들어 설명되는 형상을 각각 갖는 모든 제 1 통로들(70a)을 의미할 수 있다. 적어도 하나의 제 2 통로(70b)에도 동일하게 적용된다.
대안적으로, 이 실시예에서, 제 1 출구(60a)를 나가는 가스 및 제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 속도(ν)가 비교될 수 있으며, 즉 정체압보다는 속도가 참조될 수 있다. 속도는 각각 제 1 가스 출구(60a)에서의 제 1 가스 출구(60a)를 나가는 가스 및/또는 제 2 가스 출구(60b)에서의 제 2 가스 출구(60b)를 나가는 가스의 출구 속도이다. 정체압은 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b) 중 어느 하나를 나가는 가스의 속도와 관련된다. 정체압의 증가는 ρν2의 증가에 대응하며, 여기서 ρ는 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 밀도이다. 따라서, 정체압의 변화는 속도의 변화와 관련될 수 있으며, 속도는 아래의 실시예에서 설명되는 바와 같이 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 파라미터로서 사용될 수 있다. 값들의 전환이 필요하지만 원리들은 동일하게 유지된다는 것을 이해할 것이다.
여하한 수의 제 1 통로(70a) 및 제 2 통로(70b)가 존재할 수 있으며, 제 1 출구들(60a) 및 제 2 출구들(60b)은 다양한 형상, 예를 들어 개별 원형 홀들 또는 다른 형상의 홀들 또는 슬릿들 등으로 형성될 수 있다.
가스 나이프는 사용 시 제 1 출구들(60a) 및 제 2 출구들(60b)을 나가는 가스에 의해 형성된다. 다시 말하면, 가스 나이프는 사용 시 제 1 출구들(60a) 및 제 2 출구들(60b) 모두를 나가는 가스에 의해 형성된다. 이러한 방식으로, 가스 나이프는 정체압 프로파일을 갖도록 형성되고, 가스 나이프를 따른 정체압 프로파일은 가스 나이프를 따른 여하한의 특정 지점에서의 가스가 제 1 출구(60a)에서 나갔는지 제 2 출구(60b)에서 나갔는지에 의존하여 변동한다.
이는 가스 나이프가 제 1 출구들(60a) 및 제 2 출구들(60b)을 나가는 가스로부터 형성된다는 것을 의미하며, 이는 가스 나이프를 형성하는 가스가, 가스가 통과하는 통로에 의존하여 상이한 정체압에 있다는 것을 의미한다. 이러한 것으로서, 가스 나이프의 정체압 프로파일은 가스 나이프의 길이를 따라 동일하지 않다.
제 2 출구들(60b)에서, 기체는 더 낮은 정체압(즉, 약한 분사)에서 나가고, 이는 기판(W)의 표면 상에 존재하는 침지 유체의 액적이 예를 들어 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측에서 통과할 수 있다는 것을 의미한다. 그러므로, 가스 나이프와 충돌하는 침지 유체의 액적이 통과하여 공간(11)으로 들어갈 수 있다. 이는 워터마크를 야기하는 기판(W)의 표면을 따라 밀리는 액적들의 수를 감소시키거나 방지할 수 있다.
제 1 출구들(60a)에서, 가스는 더 높은 정체압(즉, 강한 분사)에서 나가고, 이는 가스가 높은 정체압의 개별 지점들을 형성할 수 있다는 것을 의미한다. 가스 나이프의 더 높은 정체압 영역들은, 예를 들어 필름 풀링으로 인해 형성되는 유체 핸들링 구조체(12)의 후퇴 측에서의 필름을 끊을 수 있다. 다시 말하면, 더 높은 압력의 이 개별 지점들이 아래의 침지 유체의 필름을 관통한다. 이는 유체 핸들링 구조체(12)의 후퇴 측에서 기판(W)의 표면을 따라 침지 유체가 당겨지는 정도가 감소되거나 방지될 수 있다는 것을 의미하며, 이는 기판(W)의 표면이 유체 핸들링 구조체(12) 아래로 지나감에 따라 침지 유체가 뒤에 남는 것을 감소시키거나 방지할 수 있고, 또한 기판(W)의 표면 상의 필름의 두께를 감소시킬 수 있다. 따라서, 상이한 정체압에서 가스가 나가는 제 1 출구들(60a) 및 제 2 출구들(60b)로부터 가스 나이프를 형성하는 것은 유체 핸들링 구조체(12)에 대한 침지 유체의 위치에 의존하여, 즉 측면이 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측인지 후퇴 측인지에 따라 필름 풀링 및/또는 불도징을 감소시키거나 방지할 수 있다.
제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 정체압은 바람직하게는 대략 5 mbar 이상, 또는 바람직하게는 대략 10 mbar 이상일 수 있다. 제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 정체압은 바람직하게는 대략 500 mbar 이하, 또는 바람직하게는 대략 400 mbar 이하일 수 있다. 제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 정체압은 바람직하게는 대략 5 mbar 내지 500 mbar, 또는 더 바람직하게는 대략 10 mbar 내지 400 mbar일 수 있다. 제 1 출구(60a)를 나가는 가스의 정체압은 바람직하게는 대략 40 mbar 이상, 또는 바람직하게는 대략 100 mbar 이상일 수 있다. 제 1 출구(60a)를 나가는 가스의 정체압은 바람직하게는 대략 500 mbar 이하, 또는 바람직하게는 대략 400 mbar 이하일 수 있다. 제 1 출구(60a)를 나가는 가스의 정체압은 바람직하게는 대략 40 mbar 내지 500 mbar, 또는 더 바람직하게는 대략 100 mbar 내지 400 mbar일 수 있다.
적어도 하나의 제 1 통로(70a)는 제 1 입구(65a)를 가질 수 있고, 적어도 하나의 제 2 통로(70b)는 제 2 입구(65b)를 가질 수 있다. 모든 출구에 대해 대응하는 입구가 존재할 수 있다. 따라서, 제 1 통로(70a)는 대응하는 제 1 입구(65a) 및 제 1 출구(60a)를 가질 수 있고, 제 2 통로(70b)는 대응하는 제 2 입구(65b) 및 제 2 출구(60b)를 가질 수 있다. 제 1 통로(70a)는 하나보다 많은 입구 또는 출구를 가질 수 있다. 제 2 통로(70b)는 하나보다 많은 입구 또는 출구를 가질 수 있다.
제 1 통로(70a)와 제 2 통로(70b) 사이의 피치는 제 1 입구(65a)의 단면 영역의 중심으로부터 제 2 입구(65b)의 단면 영역의 중심까지의 거리로서 결정될 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 제 1 통로(70a) 및 제 2 통로(70b)의 상이한 패턴들이 사용되는 경우, 피치는 인접한 입구들의 단면 영역의 중심들 간의 거리로서 결정된다. 피치는 바람직하게는 대략 100 ㎛ 이상, 또는 더 바람직하게는 대략 200 ㎛ 이상일 수 있다. 피치는 바람직하게는 대략 1000 ㎛ 이하, 또는 바람직하게는 대략 500 ㎛ 이하, 또는 더 바람직하게는 대략 400 ㎛ 이하일 수 있다. 피치는 바람직하게는 대략 100 ㎛ 내지 1000 ㎛, 또는 바람직하게는 대략 100 ㎛ 내지 500 ㎛일 수 있고, 또는 더 바람직하게는 피치는 대략 200 ㎛ 내지 400 ㎛일 수 있다.
상이한 출구들(60a, 60b)에서의 정체압이 변동될 수 있는 상이한 방식들이 존재한다. 예를 들어, 제 1 통로(70a) 및 제 2 통로(70b)는 상이한 유량을 갖는 상이한 가스 소스들에 연결될 수 있으며, 예를 들어 적어도 하나의 제 1 통로(70a)는 제 1 가스 소스에 연결될 수 있고, 적어도 하나의 제 2 통로(70b)는 제 2 가스 소스에 연결될 수 있다. 제 1 출구(60a)를 나가는 가스에 비해 감소된 정체압에서 제 2 출구(60b)로부터 가스를 제공하는 또 다른 방법이 존재할 수 있다. 예를 들어, 제 1 통로(70a) 및/또는 제 2 통로(70b)는 흐름의 양을 허용하는 가변 또는 고정 제한기(restrictor)를 포함할 수 있고, 이에 따라 정체압은 제 1 통로(70a) 및/또는 제 2 통로(70b)에서 제어될 수 있다.
특정한 구성이 아래의 제 2 실시예에서 설명된다. 제 2 실시예는 본 명세서에서 설명된 것을 제외하고는 제 1 실시예와 동일할 수 있다. 제 2 실시예에서, 제 1 통로(70a)의 형상 및 제 2 통로(70b)의 형상은 제 1 출구(60a)를 나가는 가스의 정체압이 제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 정체압보다 크도록 구성될 수 있다. 이는 선택적으로 제 1 실시예에서 이미 설명된 상이한 출구들(60a 및 60b)에서의 정체압을 변동시키는 방식에 추가적일 수 있고, 대안예로서 가능할 수도 있다. 다양한 상이한 크기의 통로들이 사용될 수 있지만, 제 2 통로(70b)를 나가는 가스의 정체압에 대해 제 1 통로(70a)를 나가는 가스의 정체압을 제어하기 위해 제 1 입구(65a), 제 1 출구(60a), 제 2 입구(65b) 및 제 2 출구(60b) 각각의 단면 영역들이 선택될 수 있다. 그러므로, 이 단면 영역들의 크기는 서로 동일한 일부를 가질 수 있거나, 또는 모두가 서로 상이할 수 있다.
제 2 실시예에서, 제 1 비는 제 1 출구 대 제 1 입구의 비이며, 제 2 비는 제 2 출구 대 제 2 입구의 비이다. 상이한 출구들에서의 정체압은 제 2 비에 대한 제 1 비를 제어함으로써 제어될 수 있다. 이 실시예에서, 제 2 비는 제 1 비보다 크다. 이는 제 2 입구(65b)와 제 2 출구(60b) 사이의 영역의 비례 차가 제 1 출구(60a)와 제 1 입구(65a) 사이의 영역의 비례 차보다 크다는 것을 의미한다. 아래의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 이는 제 2 출구(60b) 및 제 2 입구(65b)의 단면 영역이 실질적으로 일정하거나, 제 1 출구(60a)와 제 1 입구(65a) 사이의 단면 영역이 실질적으로 일정한 변동들을 포함한다.
제 1 입구(65a), 제 1 출구(60a), 제 2 입구(65b) 및 제 2 출구(60b)의 단면 영역은 앞서 설명된 정체압 변동을 생성하도록 서로에 대해 크기가 선택되는 한, 온당한 범위 내에서 여하한의 크기일 수 있다. 예를 들어, 제 1 입구(65a), 제 1 출구(60a), 제 2 입구(65b) 및/또는 제 2 출구(60b) 중 적어도 하나의 직경은 약 50 ㎛ 이상, 또는 더 바람직하게는 약 70 ㎛ 이상일 수 있다. 제 1 입구(65a), 제 1 출구(60a), 제 2 입구(65b) 및/또는 제 2 출구(60b) 중 적어도 하나의 직경은 약 300 ㎛ 이하, 또는 더 바람직하게는 약 200 ㎛ 이하일 수 있다. 제 1 입구(65a), 제 1 출구(60a), 제 2 입구(65b) 및/또는 제 2 출구(60b) 중 적어도 하나의 직경은 약 50 ㎛ 내지 300 ㎛, 또는 더 바람직하게는 약 70 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 출구(60a)의 단면 영역은 제 1 입구(65a)의 단면 영역과 거의 동일하거나 그보다 작으며, 제 2 출구(60b)의 단면 영역은 제 2 입구(65b)의 단면 영역과 거의 동일하거나 그보다 크다. 제 2 비가 제 1 비보다 크기 때문에, 이는 제 1 통로(70a)가 제 1 입구(65a)에서 제 1 출구(60a)까지 단면 영역이 감소할 수 있고 제 2 통로(70b)가 제 2 입구(65b) 및 제 2 출구(60b)의 실질적으로 동일한 단면 영역을 가질 수 있거나, 또는 제 2 통로(70b)가 제 2 입구(65b)에서 제 2 출구(60b)까지 단면 영역이 증가할 수 있거나, 또는 제 1 입구(65a) 및 제 1 출구(60a)의 단면 영역이 실질적으로 동일하고 제 2 통로(70b)가 제 2 입구(65b)에서 제 2 출구(60b)까지 단면 영역이 증가할 수 있다.
제 2 실시예에서, 제 1 통로들(70a) 각각은 제 1 입구(65a)를 갖고, 제 2 통로들(70b) 각각은 제 2 입구(65b)를 가지며, 제 1 출구(60a)는 제 1 입구(65a)와 거의 동일한 단면 영역을 갖고, 제 2 출구(60b)는 제 2 입구(65b)보다 큰 단면 영역을 갖는다. 도 3에 도시된 출구들(60)은 제 1 출구들(60a)을 통해 가스 나이프를 형성하는 가스의 정체압이 제 2 출구(60b)를 통해 가스 나이프를 형성하는 가스에 대해 상이한 정체압에 있도록 기술된 바와 같이 다양한 출구 크기들을 가질 수 있다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 제 2 통로들(70b)을 통한 가스 흐름은 제 2 출구들(60b)에 접근함에 따라 팽창되고, 이에 따라 가스 나이프를 형성하기 위해 제 2 출구들(60b)을 나갈 때 가스의 정체압을 감소시킬 수 있다. 도 4는 가스 나이프의 일부분의 길이를 따른 유체 핸들링 구조체(12)의 단면을 도시한다.
제 1 입구들(65a) 및 제 2 입구들(65b)은 공통 매니폴드(manifold)와 유체 연통하고, 및/또는 공통 가스 소스에 연결된다. 예를 들어, 가스 소스(75)는 제 1 입구들(65a) 및 제 2 입구들(65b)에 가스를 제공할 수 있다.
제 2 실시예는 도 4에 도시된다. 도 4는 2 개의 제 1 통로(70a) 및 2 개의 제 2 통로(70b)를 도시한다. 통로들 각각의 수는 훨씬 더 많을 수 있다.
이 실시예에서, 통로들의 형상 및 변동은 제 1 출구들(60a) 및 제 2 출구들(60b)을 나가는 가스의 상대 정체압을 제어하기 위해 많은 상이한 방식으로 형성될 수 있다. 통로들의 형상은 가스 출구들(60)을 나가는 가스에 영향을 줄 수 있으며, 통로들의 내부 형상은 원하는 정체압, 또는 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b)를 나가는 가스 사이의 정체압들의 비를 달성하도록 선택될 수 있다.
예를 들어, 제 2 통로(70b)는 제 2 통로(70b)의 전체 길이에 대해 단면 영역이 증가할 수 있다. 제 2 통로(70b)는 제 2 통로(70b)의 전체 길이에 대해 단면 영역이 동일하게 유지되거나 증가할 수 있다. 다시 말하면, 제 2 통로(70b)의 단면 영역은 제 2 입구(65b)에서 제 2 출구(60b)까지 단조롭게 증가할 수 있다. 제 2 통로(70b)의 단면 영역은 제 2 입구들(65b)로부터의 거리에 따라 선형으로 증가하거나, 그 거리의 더 높은 제곱에 비례하여 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 통로(70b)의 직경은 선형으로 증가할 수 있다. 제 2 통로(70b)는 제 2 입구(65b)로부터 제 2 출구(60b)까지 절두체 형상을 형성할 수 있다.
제 2 통로(70b)를 통과하는 가스가 제 2 통로(70b)의 벽들(71b)(이는 달리 측면들이라고 칭해질 수 있음)로부터 분리되는 것을 피하기 위해 단면 영역의 증가를 제어하는 것이 유용할 수 있다. 제 1 통로(70a) 및 제 2 통로(70b)를 통과하는 가스의 흐름은 층류(laminar)일 수 있다. 단면 영역의 변동을 제어하는 것은 층류 가스 흐름의 제 2 통로(70b)의 벽들(71b)로부터의 분리를 방지할 수 있다. 가스 흐름의 분리는 가스 나이프의 난류 및 효율 손실을 유도할 수 있다.
분리는 제 2 통로(70b)의 벽들(71b)을 바람직한 각도 범위 내에 유지함으로써 감소되거나 회피될 수 있다. 도 4의 제 2 통로들(70b) 중 하나의 확대도가 도 5에 도시된다. 나타낸 바와 같이, 제 2 통로(70b)는 제 2 주축(SMA)을 가질 수 있다. 제 2 주축(SMA)은 제 2 입구(65b)의 단면 영역의 중심 및 제 2 출구(60b)의 단면 영역의 중심을 통과할 수 있다. 제 2 통로(70b)의 벽들(71b)의 각도(θ)는 제 2 통로(70b)를 통한 제 2 주축(SMA)에 대해 결정될 수 있다. 제 2 주축(SMA)에 대한 제 2 통로(70b)의 측면들의 각도(θ)는 바람직하게는 약 0.5 ° 내지 7 °일 수 있다. 각도는 제 2 가스 출구(60b)를 나가는 가스의 정체압 프로파일을 제어하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 제거(ablation) 기술 또는 EDM(Electrical Discharge Machining)을 사용함으로써, 이 크기의 각도들을 갖는 통로를 생성하기 위해 알려진 제조 기술들이 사용될 수 있다.
대안적으로, (일정하거나 다양한 비율이지만) 제 2 통로(70b)의 길이를 따라 증가하는 단면 영역 대신에, 제 2 통로(70b)는 도 6에 도시된 바와 같이 일정한 단면 영역을 갖는 통로의 부분들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 통로(70b)는 제 1 부분(72b)의 길이를 따라 실질적으로 균일한 단면 영역을 갖는 제 1 부분(72b), 및 제 2 부분(73b)의 길이를 따라 실질적으로 균일한 단면 영역을 갖는 제 2 부분(73b)을 포함할 수 있다. 제 2 부분(73b)은 제 1 부분(73a)보다 큰 단면 영역을 가질 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이는 제 1 부분(72b)과 제 2 부분(73b) 사이에 계단 형상을 유도한다.
제 2 통로(70b)는 사실상 일정한 단면 영역을 각각 갖는 여러 개의 작은 부분들로 분리될 수 있다. 도 6은 단지 두 부분으로 도시되어 있지만, 부분들의 형상이 제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 정체압이 제 1 출구(60a)를 나가는 가스보다 낮게 하는 한, 여하한 수의 부분들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 바와 같이, 이는 부분들이 제 2 입구(65b)에서 제 2 출구(60b)까지 단면 영역이 증가한다는 것을 의미할 수 있다. 일정한 단면의 부분들 사이의 전이는 도 6에 도시된 것보다 더 점진적일 수 있다.
특정한 구성이 아래의 제 3 실시예에서 설명된다. 제 3 실시예는 본 명세서에서 설명된 것을 제외하고는 제 1 실시예와 동일할 수 있다. 제 3 실시예에서, 제 1 통로(70a)의 형상 및 제 2 통로(70b)의 형상은 제 1 출구(60a)를 나가는 가스의 정체압이 제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 정체압보다 크도록 구성될 수 있다. 이는 선택적으로 제 1 실시예에서 이미 설명된 상이한 출구들(60a 및 60b)에서의 정체압을 변동시키는 방식에 추가적일 수 있고, 대안예로서 가능할 수도 있다. 제 1 통로들(70a) 각각은 제 1 입구(65a)를 갖고, 제 2 통로들(70b) 각각은 제 2 입구(65b)를 가지며, 제 1 입구(65a)는 제 1 출구(60a)보다 큰 단면 영역을 갖고, 제 2 출구(60b)는 제 2 입구(65b)와 거의 동일한 단면 영역을 갖는다. 본질적으로, 이는 제 2 실시예에서 앞서 설명된 바와 같이 제 1 가스 출구(60a)와 제 2 가스 출구(60b) 사이에서 동일한 정체압 차이를 유도할 수 있다. 하지만, 이 경우에는 제 1 통로(70a)를 통한 가스 흐름이 제 1 출구(60a)에 접근함에 따라 한정되고(예를 들어, 제한되고), 이에 따라 가스 나이프를 형성하기 위해 제 1 출구(60a)를 나갈 때 가스의 정체압을 증가시킬 수 있다.
제 1 입구들(65a) 및 제 2 입구들(65b)은 공통 매니폴드와 유체 연통하고, 및/또는 공통 가스 소스에 연결된다. 예를 들어, 가스 소스(75)는 제 1 입구들(65a) 및 제 2 입구들(65b)에 가스를 제공할 수 있다.
제 3 실시예는 도 7에 도시된다. 도 7은 가스 나이프의 일부분의 길이를 따른 유체 핸들링 구조체(12)의 단면을 도시한다. 도 7은 2 개의 제 1 통로(70a) 및 2 개의 제 2 통로(70b)를 도시한다. 통로들(70) 각각의 수는 훨씬 더 많을 수 있다.
이 실시예에서, 통로들의 형상 및 변동은 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 상대 정체압을 제어하기 위해 많은 상이한 방식으로 형성될 수 있다. 통로들의 형상은 가스 출구들(60)을 나가는 가스에 영향을 줄 수 있으며, 통로들의 내부 형상은 원하는 정체압, 또는 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b)를 나가는 가스 사이의 정체압들의 비를 달성하도록 선택될 수 있다.
예를 들어, 제 1 통로(70a)는 제 1 통로(70a)의 전체 길이에 대해 단면 영역이 감소할 수 있다. 제 1 통로(70a)의 단면 영역은 제 1 통로(70a)의 전체 길이를 따라 단면 영역이 동일하게 유지되거나 감소할 수 있다. 다시 말하면, 제 1 통로(70a)의 단면 영역은 제 1 입구(65a)에서 제 1 출구(60a)까지 단조롭게 감소할 수 있다. 제 1 통로(70a)의 단면 영역은 제 1 입구(65a)로부터의 거리에 따라 선형으로 감소하거나, 그 거리의 더 높은 제곱에 비례하여 감소할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 통로(70a)의 직경은 선형으로 감소할 수 있다. 제 1 통로(70a)는 제 1 입구(65a)로부터 제 1 출구(60a)까지 절두체 형상을 형성할 수 있다.
제 1 통로(70a)를 통과하는 가스가 제 1 통로(70a)의 벽들(이는 달리 측면들이라고 칭해질 수 있음)로부터 분리되는 것을 피하기 위해 단면 영역의 감소를 제어하는 것이 유용할 수 있다. 제 1 통로(70a) 및 제 2 통로(70b)를 통과하는 가스의 흐름은 층류일 수 있다. 단면 영역의 변동을 제어하는 것은 층류 가스 흐름의 제 1 통로(70a)의 벽들(74a)로부터의 분리를 방지할 수 있다. 가스 흐름의 분리는 가스 나이프의 난류 및 효율 손실을 유도할 수 있다.
분리는 제 1 통로(70a)의 벽들(74a)을 바람직한 각도 범위 내에 유지함으로써 감소되거나 회피될 수 있다. 도 7의 제 1 통로들(70a) 중 하나의 확대도가 도 8에 도시된다. 나타낸 바와 같이, 제 1 통로(70a)는 도 8에 도시된 바와 같은 제 1 주축(FMA)을 가질 수 있다. 제 1 주축(FMA)은 제 1 입구(65a)의 단면 영역의 중심 및 제 1 출구(60a)의 단면 영역의 중심을 통과할 수 있다. 제 1 통로(70a)의 벽들(74a)의 각도(θ)는 제 1 통로(70a)를 통한 제 1 주축(FMA)에 대해 결정될 수 있다. 이는 제 2 실시예에 대해 도 5에서 도시된 것과 유사한 방식으로 결정될 수 있다. 제 1 주축(FMA)에 대한 제 1 통로(70a)의 측면들의 각도(θ)는 바람직하게는 약 0.5 ° 이상일 수 있다. 각도(θ)는 바람직하게는 약 30 ° 이하, 또는 더 바람직하게는 약 10 ° 이하일 수 있다. 각도(θ)는 바람직하게는 약 0.5 ° 내지 30 °일 수 있고, 또는 더 바람직하게는 각도(θ)는 약 0.5 ° 내지 10 °일 수 있다. 각도는 제 1 가스 출구(60a)를 나가는 가스의 정체압 프로파일을 제어하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 제거 기술 또는 EDM(Electrical Discharge Machining)을 사용함으로써, 이 크기의 각도들을 갖는 통로를 생성하기 위해 알려진 제조 기술들이 사용될 수 있다.
대안적으로, (일정하거나 다양한 비율이지만) 제 1 통로(70a)의 길이를 따라 감소하는 단면 영역 대신에, 제 1 통로(70a)는 도 9에 도시된 바와 같이 일정한 단면 영역을 갖는 통로의 부분들로 형성될 수 있다. 이는 본 실시예에서 제 1 통로(70a)가 제 1 입구(65a)로부터 제 1 출구(60a)까지 크기가 감소하는 것을 제외하고는 제 2 실시예에 대해 도 6에 도시된 변형예들과 유사하다. 예를 들어, 제 1 통로(70a)는 제 1 부분의 길이를 따라 실질적으로 균일한 단면 영역을 갖는 제 1 부분, 및 제 2 부분의 길이를 따라 실질적으로 균일한 단면 영역을 갖는 제 2 부분을 포함할 수 있다. 제 2 부분은 제 1 부분보다 작은 단면 영역을 가질 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이는 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 계단 형상을 유도한다.
제 1 통로(70a)는 일정한 단면 영역을 각각 갖는 여러 개의 작은 부분들로 분리될 수 있다. 도 9는 단지 두 부분으로 도시되어 있지만, 부분들의 형상이 제 2 출구(60b)를 나가는 가스의 정체압이 제 1 출구(60a)를 나가는 가스보다 낮게 하는 한, 여하한 수의 부분들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 바와 같이, 이는 부분들이 제 1 입구(65a)에서 제 1 출구(60a)까지 단면 영역이 감소한다는 것을 의미할 수 있다. 일정한 단면의 부분들 사이의 전이는 도 9에 도시된 것보다 더 점진적일 수 있다.
제 4 실시예에서, 제 2 통로(70b)는 제 2 실시예와 관련하여 설명된 바와 같이 변동할 수 있고, 제 1 통로(70a)는 제 3 실시예와 관련하여 설명된 바와 같이 변동할 수 있다.
강하고 약한 분사들을 제공하는 것, 즉 제 1 내지 제 4 실시예들 중 어느 하나와 관련하여 설명된 바와 같은 제 1 출구들(60a) 및 제 2 출구들(60b)을 사용하는 것은 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로 침지 유체의 액적의 이동을 허용할 수 있고, 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로부터 반경방향 바깥쪽의 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한할 수 있다. 다시 말하면, 적어도 하나의 제 1 통로(70a)의 형상 및 적어도 하나의 제 2 통로(70b)의 형상은 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 허용하도록 구성되고, 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제 1 출구들(60a) 및 제 2 출구들(60b)에 의해 형성된 가스 나이프는 아래에서 설명되는 또 다른 실시예에 제공되는 적어도 하나의 출구(200)와 관련하여 설명되는 것과 동일한 장점들을 가질 수 있다. 특히, 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측에서는, 유체가 약한 분사를 통과할 수 있기 때문에 침지 유체가 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로 이동하게 될 수 있고, 유체 핸들링 구조체(12)의 후퇴 측에서는, 강한 분사들이 반경방향 안쪽의 위치로부터 반경방향 바깥쪽의 위치로의 침지 유체의 이동을 제한할 수 있다. 강한 분사들은, 더 높은 정체압과 더 낮은 정체압의 혼합이 없는 더 낮은 정체압에서의 알려진 장치의 가스 나이프가 사용되는 경우에 비해, 앞서 설명된 바와 같이 필름 풀링을 감소시킬 수 있다.
앞선 실시예들 중 어느 하나에서, 제 1 통로(70a) 및 제 2 통로(70b)의 형상은 특별히 제한되지 않고, 이 통로들은 여하한의 형상일 수 있다. 예를 들어, 제 1 입구(65a), 제 1 출구(60a), 제 2 입구(65b) 및/또는 제 2 출구(60b) 중 적어도 하나는 단면이 대략 원형일 수 있다. 제 1 통로(70a) 및/또는 제 2 통로(70b) 전체에 걸쳐 원형을 제공하는 것은 각각 제 1 통로(70a) 및/또는 제 2 통로(70b)의 측면들로부터의 가스 흐름의 분리를 감소시키거나 방지하도록 도울 수 있다.
앞선 실시예들 중 어느 하나에서, 제 1 통로(70a) 및 제 2 통로(70b)는 교번할 수 있다. 다시 말하면, 2 개의 제 2 통로(70b) 사이에 제 1 통로(70a)가 존재할 수 있고, 그 역일 수도 있다. 대안적으로, 제 1 통로들(70a) 및 제 2 통로들(70b)은 반복 패턴으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 단일 제 1 통로(70a)가 제공되고, 이어서 2 개의 제 2 통로(70b), 또는 3 개의 제 2 통로(70b), 또는 4 개의 제 2 통로(70b) 등이 제공될 수 있으며, 그 역일 수도 있다. 여하한 수의 제 1 통로(70a)가 존재하고, 이어서 여하한 수의 제 2 통로(70b)가 존재할 수 있다. 제 1 통로(70a) 및 제 2 통로(70b)의 수는 동일할 수 있으며, 예를 들어 하나의 제 1 통로(70a) 및 이어서 하나의 제 2 통로(70b), 또는 2 개의 제 1 통로(70a) 및 이어서 2 개의 제 2 통로(70b), 또는 3 개의 제 1 통로(70a) 및 이어서 3 개의 제 2 통로(70b) 등이 존재할 수 있다. 각 타입의 통로의 수는 동일하지 않을 수 있으며, 예를 들어 2 개의 제 1 통로(70a) 및 이어서 3 개의 제 2 통로(70b) 등이 존재할 수 있다. 제 1 통로(70a) 및 제 2 통로(70b)의 패턴은 가스 나이프의 길이를 따라 원하는 정체압 변동을 제공하도록 원하는 방식으로 배치될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 유체 핸들링 구조체(12)가 기판(W)에 대해 이동된 후에 침지 유체가 남을 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이 가스 나이프의 정체압 프로파일을 변동시키는 것이 뒤에 남는 침지 유체를 감소시키도록 도울 수 있지만, 침지 유체의 표면 상에 가해지는 전단 응력을 고려함으로써 이를 더 감소시키는 것이 가능할 수 있다.
앞선 실시예들 중 어느 하나에서, 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b)는 유체 핸들링 구조체(12)의 표면(80) 상에 위치된다. 표면(80)은 사용될 때 기판(W)의 최상면(90)에 실질적으로 평행하고 마주할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 통로(70a)는 제 1 입구(65a) 및 제 1 출구(60a)의 단면 영역의 중심을 통과하는 제 1 주축(FMA)을 가질 수 있고, 제 2 통로(70b)는 제 2 입구(65b) 및 제 2 출구(60b)의 단면 영역의 중심을 통과하는 제 2 주축(SMA)을 가질 수 있다. 제 1 주축(FMA) 및/또는 제 2 주축(SMA)은 사용 시 기판(W)의 최상면(90)에 대해 기울어질 수 있다. 이는 도 10에서 제 1 주축(FMA)에 대해 도시된다. 다시 말하면, 제 1 통로(70a) 및/또는 제 2 통로(70b)는 경사지게 될 수 있다. 각도(α)는 바람직하게는 약 10 ° 이상, 또는 더 바람직하게는 약 30 ° 이상일 수 있다. 각도(α)는 바람직하게는 약 75 ° 이하, 또는 더 바람직하게는 약 60 ° 이하일 수 있다. 각도(α)는 바람직하게는 약 10 ° 내지 75 °, 또는 더 바람직하게는 약 30 ° 내지 60 °일 수 있다.
경사에서 제 1 통로(70a) 및/또는 제 2 통로(70b)를 제공함으로써, 침지 유체의 표면 상의 전단 응력이 증가할 수 있고, 제 1 출구(60a) 및/또는 제 2 출구(60b) 밑에서 유입이 존재할 수 있다. 이 유입은 침지 유체의 액적들이 유체 핸들링 구조체(12) 내에서 반경방향 안쪽으로 통과하는 것을 돕는 한편, 사용 시 가스 나이프의 반경방향 안쪽으로 침지 유체를 유지, 즉 공간(11) 내부에 침지 유체를 한정할 수 있는 내향 전단 응력(가능하게는 큰 내향 전단 응력)을 가질 수 있다.
앞선 실시예들 중 어느 하나에서, 유체 핸들링 구조체(12)는 가스 나이프의 반경방향 안쪽에 유체 추출기를 더 포함할 수 있다. 유체 추출기는 적어도 하나의 추출기 출구(85)를 가질 수 있다. 유체 추출기는 도 3과 관련하여 기술된 추출기와 동일할 수 있고, 추출기 출구(85)는 개구부들(50)에 대응할 수 있다. 추출기 출구(85)는 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b)와 동일한 유체 핸들링 구조체(12)의 표면(80) 상에 있을 수 있다. 동일한 표면 상에 있다는 것은, 추출기 출구(85) 및 제 1 출구(60a) 및/또는 제 2 출구(60b) 모두가 유체 핸들링 구조체(12)의 동일한 측, 예를 들어 사용중인 기판(W)의 최상면(90)과 마주하는 유체 핸들링 구조체(12)의 측에 있다는 것을 의미한다. 표면(80)은 아래에서 설명되는 바와 같이 높이의 변동들을 가질 수 있다. 표면(80)은 추출기 출구(85) 및 제 1 출구(60a) 및/또는 제 2 출구(60b)를, 예를 들어 그들 사이의 유체 핸들링 구조체(12)의 물리적 부분으로서 연결시킬 수 있다. 유체 핸들링 구조체(12)의 표면(80)은 사용 시 기판(W)의 최상면(90)과 마주하고 실질적으로 평행할 수 있다. 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b)가 사용 시 추출기 출구(85)보다 기판(W)으로부터 더 멀리 떨어져 있도록, 즉 가스 나이프가 상승되도록 표면(80)에 단차(step)가 존재할 수 있다. 추출기 출구(85) 및 제 1 통로들(70a) 중 하나의 단면을 나타내는 일 예시가 도 11에 도시되어 있다. 가스 나이프의 길이를 따라 상이한 지점에서 취해진 상이한 단면들이 제 1 통로(70a) 대신에 제 2 통로(70b)를 도시할 수 있다.
단차는 도 11에 도시된 바와 같은 수직 단차일 수 있거나, 또는 기울어질 수 있으며, 즉 상이한 높이에서의 표면(80)의 부분들 사이의 차이가 기울어질, 즉 경사질 수 있다. 대안적으로, 단차는 만곡될 수 있다. 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b)의 높이를 변동시키는 것은 기판(W)의 표면에 대한 결과적인 가스 나이프의 효과를 변경시킬 수 있고, 결함을 감소시키도록 도울 수 있다. 이 방식으로 가스 나이프를 상승시키는 것이 외란 힘(disturbance force)을 감소시킬 수 있다. 추출기 출구(85)와 제 1 출구(60a)[및 제 2 출구(60b)] 사이의 높이의 차이는 바람직하게는 약 50 ㎛ 이상, 또는 더 바람직하게는 약 100 ㎛ 이상일 수 있다. 추출기 출구(85)와 제 1 출구(60a)[및 제 2 출구(60b)] 사이의 높이의 차이는 바람직하게는 약 1000 ㎛ 이하, 또는 더 바람직하게는 약 600 ㎛ 이하일 수 있다. 추출기 출구(85)와 제 1 출구(60a)[및 제 2 출구(60b)] 사이의 높이의 차이는 바람직하게는 약 50 ㎛ 내지 1000 ㎛, 또는 더 바람직하게는 약 100 ㎛ 내지 600 ㎛일 수 있다.
앞선 실시예들 중 어느 하나에서, 가스 공급 개구부(86)가 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽으로 가스를 공급하도록 선택적으로 제공될 수 있다. 가스 공급 개구부(86)는 도 11에 도시되어 있지만, 도 11에 존재하지 않을 수도 있고, 또는 이전 도면들 중 어느 하나의 설명과 관련하여 존재할 수도 있다. 가스 공급 개구부(86)는 가스 나이프에 인접한 영역에 가스를 공급하도록 구성될 수 있다. 가스 공급 개구부(86)는 도 11에 도시된 바와 같이 기판(W)의 표면(90)으로부터 가스 나이프와 동일한 거리에 위치될 수 있다. 이 방식으로, 가스 공급 개구부(86) 및 가스 나이프에 대한 출구들(즉, 60a 및 60b)은 추출기 출구(85)와 기판(W)으로부터 동일한 거리에 있을 수 있거나, 또는 가스 공급 개구부(86) 및 가스 나이프에 대한 출구들(즉, 60a 및 60b)은 기판(W)에 대해 추출기 출구(85)와 상이한 거리에 있을 수 있다. 가스 공급 개구부(86)는 가스 나이프보다 기판으로부터 더 멀리 떨어져 공급될 수 있다. 이는 도시되지 않는다. 이는 앞서 설명된 것과 유사한 단차가 가스 나이프에 대한 출구들(즉, 60a 및 60b)과 가스 공급 개구부(86) 사이에 제공될 수 있다는 것을 의미한다. 단차는 수직이거나, 기울어지거나, 또는 만곡될 수 있다.
디바이스 제조 방법이 앞선 실시예들 중 어느 하나에 따라 제공될 수 있다. 디바이스를 제조하는 방법은 앞선 실시예들 중 어느 하나를 포함하는 리소그래피 장치를 사용할 수 있다. 예를 들어, 디바이스 제조 방법은 패터닝된 방사선 빔을 기판(W) 상으로 투영하는 단계를 포함할 수 있고, 패터닝된 방사선 빔은 침지 유체의 구역[즉, 공간(11)]을 통과한다. 디바이스 제조 방법은 유체 핸들링 구조체(12)를 사용하여 영역에 침지 유체를 한정하는 추가 단계를 포함할 수 있다. 유체 핸들링 구조체(12)는 구역의 반경방향 바깥쪽에 가스 나이프를 발생시키는 가스 나이프 시스템을 포함한다. 또한, 디바이스 제조 방법은 가스 나이프 시스템을 사용하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 가스 나이프는 한정하는 단계에 기여한다. 가스 나이프 시스템은 각각 출구를 갖는 일련의 통로들을 포함한다. 가스 나이프는 출구들을 나가는 가스에 의해 형성될 수 있다. 통로들은 복수의 대응하는 제 1 출구들(60a)을 갖는 복수의 제 1 통로들(70a), 및 복수의 대응하는 제 2 출구들(60b)을 갖는 복수의 제 2 통로들(70b)을 포함한다. 적어도 하나의 제 1 통로 및 적어도 하나의 제 2 통로는 제 1 출구를 나가는 가스의 정체압이 제 2 출구를 나가는 가스의 정체압보다 크도록 구성되며, 복수의 제 1 통로들 및 복수의 제 2 통로들은 제 1 출구들 및 제 2 출구들이 평면도에서 형상의 측면을 형성하도록 일렬로 섞이고 배치된다. 복수의 제 1 통로들 및 복수의 제 2 통로들은 평면도에서 형상의 적어도 하나의, 다수의, 또는 모든 측면을 형성할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 불도징 및/또는 필름 풀링을 감소시키거나 방지함으로써 결함들을 감소시키거나 방지하는 방식을 제공하는 것이 유익하다. 제 5 실시예는 유체 핸들링 구조체(12)를 포함하는 침지 리소그래피 장치를 포함한다. 유체 핸들링 구조체(12)는 침지 유체의 흐름을 공간(11)(이는 달리 구역이라고 칭해질 수 있음)에 한정하도록 구성된다. 유체 핸들링 구조체(12)는 사용 시 가스 나이프를 포함한다. 가스 나이프는 공간(11)의 반경방향 바깥쪽에 형성될 수 있고, 침지 유체를 한정하는 데 기여하도록 구성될 수 있다. 유체 핸들링 구조체는 적어도 하나의 출구를 포함하고, 가스 나이프는 적어도 하나의 출구를 나가는 가스에 의해 형성되며, 적어도 하나의 출구는 가스 나이프가 평면도에서 형상의 측면을 형성하도록 배치되고, 적어도 하나의 출구는 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 허용하도록 구성되는 지오메트리를 가지며, 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한하도록 구성된다.
그러므로, (가스 나이프를 형성하는) 평면도에서 측면을 형성하는 적어도 하나의 출구의 지오메트리는 한 방향에서 액적의 이동을 허용하고 또 다른 방향에서 액적의 이동을 제한하도록 구성될 수 있다. 평면도에서의 지오메트리(즉, 평면도에서 적어도 하나의 출구에 의해 형성되는 측면의 형상)는 침지 유체의 액적이 반경방향 바깥쪽의 위치로부터 가스 나이프에 접근할 때, 지오메트리가 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로 침지 유체의 액적의 이동을 허용할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이는 측면이 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측일 때 발생할 수 있다. 추가적으로, 지오메트리는 침지 유체의 액적이 반경방향 안쪽의 위치로부터 가스 나이프에 접근할 때, 지오메트리가 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이는 측면이 유체 핸들링 구조체(12)의 후퇴 측일 때 발생할 수 있다. 따라서, 동일한 측면은 측면이 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측인지 후퇴 측인지에 의존하여 이동을 허용 및 제한하도록 침지 유체의 액적의 이동을 제어할 수 있다. 다시 말하면, 평면도에서의 지오메트리는 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측인 경우에 설명된 바와 같이 침지 유체의 액적의 이동을 허용하지만, 유체 핸들링 구조체(12)의 후퇴 측인 경우에는 설명된 바와 같이 침지 유체의 액적의 이동을 제한하도록 구성될 수 있다.
가스 나이프의 반경방향 바깥쪽 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 안쪽 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 허용하는 것은, 유체 핸들링 구조체(12)가 기판(W)의 표면 상의 침지 유체의 액적에 접근하는 경우에, 액적과 충돌하고 기판(W)의 표면을 따라 앞으로 액적을 밀어내는 대신에(이는 결함을 야기할 수 있음), 액적이 가스 나이프를 통해 유체 핸들링 구조체(12)로 통과할 수 있고, 이에 따라 불도징으로 인한 결함들의 발생을 감소시키거나 방지할 수 있다는 것을 의미한다. 가스 나이프의 반경방향 안쪽 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한하거나 방지하는 것은, 유체 핸들링 구조체(12)가 기판(W)의 표면에 대해 이동한 후 이 위에 더 적은 침지 유체가 남아서, 필름 풀링으로 인한 결함들의 발생이 감소되거나 방지될 수 있도록 한다는 것을 의미한다.
앞서 설명된 바와 같이, 이전에 알려진 장치에 대해, 가스 나이프의 정체압을 증가시키는 것은 필름 풀링을 감소시킬 수 있지만, 이는 불도징에 악영향을 미칠 수 있다고 알려져 있다. 그러므로, 가스 나이프의 정체압의 증가가 제한될 수 있고, 더 높은 정체압과 더 낮은 정체압의 균형에 도달할 필요가 있다. 본 실시예는 이전에 알려진 장치로 구현될 수 있는 것보다 유체 핸들링 구조체(12)의 후퇴 측에서 더 높은 정체압이 여전히 사용될 수 있는 정도로 (액적들로 하여금 반경방향 안쪽으로 이동하게 함으로써) 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측에서 불도징을 감소시킬 수 있다. 그러므로, 더 높은 정체압이 제공될 수 있고, 이는 알려진 장치를 사용하는 것에 비해 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측에서 불도징 효과를 최소화 또는 유지하면서 유체 핸들링 구조체(12)의 후퇴 측에서 필름 풀링을 감소시킬 수 있다. 이 장점들은 전진 측에서의 단일 갭이 불도징을 감소시킬 수 있고, 불도징의 감소가 가스 나이프에 사용되는 전체 정체압의 증가를 허용하여 증가된 정체압으로 인해 후퇴 측에서 필름 풀링이 감소될 수 있도록 하기 때문에, 전진 측에 단일 갭(210)을 제공함으로써(즉, 다수의 갭들이 제공될 수 있지만, 필수는 아님) 달성될 수 있다. 하지만, 지오메트리가 다수 갭들(210)을 갖는 것이 제공되는 이점들을 개선할 수 있다. 예를 들어, 평면도에서 형상의 각각의 측면에 적어도 하나의 갭(210)을 갖는 것에 대해 장점이 존재하여, 이 장점들이 유체 핸들링 구조체(12)의 이동 방향에 관계없이 달성될 수 있도록 한다[즉, 유체 핸들링이 여하한의 방향에서 이동하는 경우, 전진 측에 갭(210)이 존재할 것이다].
제 5 실시예에서 설명된 지오메트리를 갖는 가스 나이프는 제 1 내지 제 4 실시예에서의 강한 분사 및 약한 분사와 동일한 장점들을 가질 수 있다. 더 상세하게는, 제 1 내지 제 4 실시예들에서, 액적들은 전진 측에서의 약한 분사로 인해 가스 나이프의 반경방향 안쪽으로 통과할 수 있고, 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측에 갭(210)을 제공하는 것이 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 안쪽 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 허용하여 불도징을 감소시키는 것에 관련된 동일한 장점들을 제공한다. 또한, 제 1 내지 제 4 실시예들에서, 액적들은 후퇴 측에서의 강한 분사에 의해 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽으로 이동하는 것이 방지될 수 있고, 가스 나이프는 앞서 설명된 바와 같이 갭들(210)이 제공되는 경우에 더 높은 정체압에 있을 수 있으며, 이는 가스 나이프의 반경방향 안쪽 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한하고, 이에 따라 감소된 필름 풀링에 관련된 동일한 장점들을 제공한다. 또한, 본 명세서에 기술된 바와 같은 지오메트리를 사용하여 제공되는 갭(210)의 장점은, 갭(210)이 전진 측에 있을 때 액적들의 진입을 허용하지만, 갭(210)이 후퇴 측에 있을 때는 여전히 바깥쪽으로의 액적들의 이동을 방지하거나 제한할 수 있다는 것이다. 따라서, 갭(210)이 후퇴 측에 제공되는 경우에 필름 풀링이 감소되거나 방지될 수 있다.
알려진 유체 핸들링 구조체들은 일반적으로, 출구들을 나가는 가스가 가스 나이프를 형성하는 출구를 갖는다. 일반적으로, 가스 나이프는 직선 형태이거나 연속 형상을 형성하는 출구들에 의해 형성되는 것으로 알려져 있다. 제 5 실시예에서, 적어도 하나의 출구의 지오메트리(즉, 평면도에서의 형상의 측면의 지오메트리)는 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치에서 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 허용하는 레이아웃을 제공하는 방식으로 구성되고, 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치에서 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한하도록 구성된다. 다시 말하면, 평면도에서의 측면의 구성은 이 기능을 제공한다.
더 구체적으로, 유체 핸들링 구조체(12)는 적어도 하나의 출구(200)를 포함하고, 가스 나이프는 적어도 하나의 출구(200)를 나가는 가스에 의해 형성될 수 있다. 적어도 하나의 출구(200)는 가스 나이프가 평면도에서의 형상, 또는 더 구체적으로 평면도에서의 형상의 측면들을 형성하도록 배치된다. 예를 들어, 형상은 도 3에 도시된 형상과 유사할 수 있고, 적어도 하나의 출구(200)는 도 3에 도시된 출구들(60)에 대응할 수 있다. 제 5 실시예에서 언급된 출구들(200)은 제 1, 제 2, 제 3 및/또는 제 4 실시예들과 관련하여 설명된 바와 같은 형상의 통로들을 가질 수 있거나 갖지 않을 수 있다는 것을 유의한다. 어느 방식이나, 가스 나이프는 적어도 하나의 출구(200)의 지오메트리로 인해 다양한 형상들을 형성할 수 있다.
제 5 실시예에서, 갭(210)은 평면도에서 측면들 중 적어도 하나를 따라 형성될 수 있다. (이 갭은 도 3에서 도시되지 않는다.) 갭(210)은 도 12a에 도시된다. 도 12a는 형상의 측면들 중 하나의 적어도 일부의 클로즈업이다. 예를 들어, 도 12a는 갭(210)을 포함하도록 변경되었지만, 도 3의 4각 별 형상의 우측 하부의 적어도 일부의 클로즈업을 도시할 수 있다. 갭(210)은 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 안쪽 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 허용하도록 구성된다. 예를 들어, 갭(210)은 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측에서 유체 핸들링 구조체(12)와 충돌하는 기판(W)의 표면 상의 액적들이 유체 핸들링 구조체(12) 아래로 지나갈 수 있고 공간(11)에 들어갈 수 있는 개구부를 제공할 수 있다. 이러한 액적의 가능한 이동은 도 12a에서 화살표 A2로 표시된다. 유체 핸들링 구조체(12)가 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽에 있는 침지 유체의 액적에 도달함에 따라, 액적은 상대 이동으로 인해 가스 나이프의 에지를 따라 이동할 수 있고, 액적이 갭(210)에 도달할 때 액적이 가스 나이프의 안쪽으로 이동할 수 있다.
평면도에서의 형상의 측면들 중 적어도 하나를 따라 형성되는 다수 갭들(210)이 존재할 수 있다. 하나보다 많은 측면에 적어도 하나의 갭(210)이 존재할 수 있다. 갭들(210)이 다른 측면들에 형성되는 경우, 갭(210)에서의 적어도 하나의 출구(200)의 형상은 가스 나이프의 상이한 부분들에서 동일한 효과를 제공하도록 회전되거나 거울대칭일 수 있다. 일 예시에서, 가스 나이프에 의해 형성된 형상은 도 3에 도시된 바와 같이 4각 별이고, 각각의 측면에 다수 갭들(210)이 형성되어 있다. 각각의 측면에서의 갭들(210)의 수는 동일할 수 있다. 실용적인 여하한 수의 갭들(210)이 존재할 수 있으며, 예를 들어 각각의 측면에 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 그 이상의 갭들(210)이 존재할 수 있다.
측면이 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측인 방향에서 기판(W)과 유체 핸들링 구조체(12) 사이의 상대 이동이 있을 때, 측면 전방의 침지 유체의 액적은 가스 나이프의 에지를 따라 밀리고, 이는 결함들을 생성할 수 있다(즉, 불도징). 갭(210)은 침지 유체의 액적으로 하여금 가스 나이프의 바깥쪽 위치로부터 가스 나이프의 안쪽 위치로 통과하게 하여 불도징을 감소시킨다. 침지 유체의 액적이 가스 나이프에 도달하는 지점과, 액적이 안쪽으로 이동하게 하는 갭(210) 사이의 거리는 평균 액적 거리라고 불린다. 갭(210)을 통과하기 전에, 가스 나이프의 에지를 따른 액적의 이동은 여전히 불도징을 초래할 수 있다. 동일한 측면을 따라 다수 갭들(210)을 제공하는 것이 유익할 수 있다. 평균 액적 거리는 불도징을 감소시키기 위해 최적화될 수 있고, 즉 침지 유체의 액적들을 포획할만큼 충분히 클 수 있다.
갭(210)은 약 200 ㎛ 내지 1000 ㎛일 수 있다. 이들은 예시적인 값들이고, 갭(210)의 크기는 침지 유체가 가스 나이프의 반경방향 안쪽으로 진입할 가능성을 최적화하기 위해 여하한의 적당한 값으로부터 선택될 수 있다.
갭(210)을 포함하는 측면의 적어도 일부분은 그 측면을 따라 2 개의 단부(220, 230)를 포함할 수 있고, 갭(210)은 적어도 하나의 출구(200)의 2 개의 단부(220, 230) 사이에 형성될 수 있다. 2 개의 단부들(220, 230)은 형상의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 2 개의 단부들 중에서, 제 1 단부(220)가 만곡부를 포함할 수 있다. 만곡부는 도 12a에 도시된 바와 같이 구부러진 부분일 수 있다. 제 1 단부(220)는 유체 핸들링 구조체(12)의 후퇴 측에서 가스 나이프의 반경방향 안쪽 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽 위치로 남겨진 침지 유체의 액적의 이동을 제한하도록 구성될 수 있다. 이러한 액적의 가능한 이동은 도 12a에서 화살표 A1로 표시된다. 이 액적 이동은 기판(W)이 스캐닝 방향과 반대 방향으로 유체 핸들링 구조체(12)에 대해 이동될 때 발생할 수 있으며, 스캐닝 방향은 도 12a에서 화살표(110)로 도시된다. 제 1 단부(220)는 도 12a에 도시된 바와 같이 약간만 구부러질 수 있다. 제 1 단부(220)는 더 구부러질 수 있고, U-형 또는 후크 형상을 형성할 수 있다. 제 1 단부(220)는 직선일 수 있지만, 단부는 개구부의 그 부분의 나머지에 대하여 일정 각도를 이룰 수 있다. 다시 말하면, 제 1 단부(220)는 2 개의 직선 부분들 사이에 만곡부를 포함할 수 있다.
다수 갭들(210)이 존재하는 경우, 다수 단부들(220, 230)이 존재할 수 있고, 특히 각각 만곡부를 포함하는 다수 단부들(220)이 존재할 수 있다.
제 1 단부(220)는 침지 유체의 액적이 유체 핸들링 구조체(12)로부터 바깥쪽으로 통과하려는 경우, 액적이 가스 나이프의 일부를 만나고 제 1 단부(220)에서 수집될 수 있도록 위치된다. 제 1 단부(220)는 침지 유체의 액적들을 수집하고, 및/또는 이들을 전향(redirect)할 수 있다. 유체 핸들링 구조체(12)는 선택적으로 제 1 단부(220)에 의해 모아진 액적들을 제거하기 위한 액적 추출기(240)를 포함할 수 있다. 액적 추출기(240)는 도 3과 관련하여 앞서 설명된 추출기와 유사할 수 있다. 예를 들어, 액적 추출기(240)는 2상 추출기일 수 있다. 액적 추출기(240)는 도 12a에 도시되어 있지만, 이는 선택적이며, 또 다른 도면들, 예를 들어 도 12b에서 제공될 수 있다. 다수 제 1 단부들(220)이 존재할 수 있다. 갭들(210)이 존재하는 것과 동일한 수의 제 1 단부들(220)이 존재할 수 있다.
2 개의 단부들 중 다른 하나는 선택적으로 직선 단부(230)일 수 있다. 이는, 예를 들어 기판(W)이 스캐닝 방향(110)으로 유체 핸들링 구조체(12)에 대해 진행하고 있는 경우에 도 12a의 이동(A2) 후 가스 나이프의 안쪽으로 액적들이 들어가게 하는 데 유리할 수 있다. 이는 액적들이 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측에서 가스 나이프의 안쪽에 들어가게 한다.
제 5 실시예에서, 사용 시 기판(W)은 유체 핸들링 구조체(12)에 대해 스캐닝 방향(110)으로 이동될 수 있다. 적어도 하나의 개구부(200)의 형상의 일부분이 적어도 하나의 개구부(200)의 다른 부분과 겹칠 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 방향(110)에 수직인 평면에서, 단부들 중 하나(230 또는 220)가 다른 단부(220 또는 230)와 겹치도록 위치될 수 있다. 이는 스캐닝 방향(110)에 수직인 평면에서 갭이 존재하지 않는다는 것을 의미할 수 있다. 다시 말하면, 스캐닝 방향(110)에서(즉, 스캐닝 방향을 따라 보았을 때), 단부들(220 및 230) 각각의 팁(tip) 사이에 갭이 존재하지 않는다. 다시 말하면, 스캐닝 방향(110)에서, 단부들(220 및 230)은 서로 겹치며, 즉 도 12a의 스캐닝 방향(110)에서 보았을 때 겹친다.
겹치는 것, 즉 스캐닝 방향(110)을 따라 갭이 없는 것은, 액적이 가스 나이프의 안쪽에 있고 유체 핸들링 구조체(12)가 스캐닝 방향(110)을 따라 이동하고 있는 경우, 액적이 어디에 위치하든지 가스 나이프와 만날 것을 의미한다. 기판(W)이 스캐닝 방향(110)에 평행하게 유체 핸들링 구조체(12)에 대해 이동하는 한, 액적들은 스캐닝 방향(110)에 평행하게 유체 핸들링 구조체(12)에 대해 이동할 가능성이 있고, 따라서 예를 들어 단부들(230 또는 220)에 의해 형성된 바와 같이 가스 나이프의 일부분에 도달할 것이다. 이는 가스 나이프의 반경방향 안쪽 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한하거나, 심지어 방지하도록 돕는다.
도 12a는 슬릿들로서 적어도 하나의 출구(200)를 도시한다. 예를 들어, 적어도 하나의 출구(200)에 의해 형성된 형상은 도 12a에 도시된 바와 같이 갭(210)을 갖는 연속 형상일 수 있다. 적어도 하나의 출구(200)는 가스가 나가는 유체 핸들링 구조체(12) 내의 슬릿(즉, 연속 홈)으로서 형성될 수 있다. 대안적으로, 가스 나이프의 적어도 일부는 복수의 출구들을 나가는 가스에 의해 형성될 수 있다. 적어도 하나의 개구부(200)가 슬릿에 의해 형성되는 경우, 평면도에서의 형상은 하나의 연속적인 슬릿에 의해 형성될 수 있고 갭(210)은 단 한 측에만 형성된다. 그러므로, 갭(210)이 전진 측에 있도록 유체 핸들링 구조체(12)가 방위지정되는 경우에는, 지오메트리가 가스 나이프의 반경방향 안쪽으로의 침지 유체의 액적의 이동을 허용하도록 구성되는 반면, 갭(210)이 후퇴 측에 있도록 유체 핸들링 구조체(12)가 방위지정되는 경우에는, 지오메트리가 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽으로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한하도록 구성된다. 갭(210)은 슬릿의 제 1 단부와 슬릿의 제 2 단부 사이에 형성될 수 있다. 예를 들어, 실질적으로 연속적인 슬릿으로서 적어도 하나의 출구(200)에 의해 형성된 형상은 마름모일 수 있지만, 형상의 한 측면을 따라, 갭(210)은 도 12a에 도시된 바와 같이 슬릿의 2 개의 단부들 사이에 형성될 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 출구(200)는 도 12b에 도시된 바와 같이 많은 개별 개구부들일 수 있다. 가스는 앞서 설명된 바와 동일한 방식으로 가스 나이프를 형성하도록 개구부들을 나간다. 개구부들은 원형으로 도시되어 있지만, 여하한의 형상일 수 있으며, 이는 특별히 제한되지 않는다. 가스 나이프가 복수의 개구부들에 의해 형성되는 경우, 갭(210)은 2 개의 인접한 개구부들의 에지들 사이의 거리보다 넓을 수 있다. 갭(210)은 2 개의 인접한 개구부들의 에지들 사이의 거리의 1 배보다 클 수 있다. 갭은 2 개의 인접한 개구부들의 에지들 사이의 거리의 최대 약 5 배일 수 있다.
제 5 실시예에서, 앞서 설명된 지오메트리를 제공하는 대신에, 또는 이뿐 아니라, 적어도 하나의 출구(200)는 복수의 개별 개구부들을 포함할 수 있고, 예를 들어 측면이 유체 핸들링 구조체(12)의 전진 측인지 후퇴 측인지에 의존하여, 개구부들 각각 사이의 거리 및 개구부들 각각의 크기는 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 안쪽 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 허용하도록 선택 및 변동될 수 있고, 가스 나이프의 반경방향 안쪽 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한하도록 구성된다. 예를 들어, 적어도 하나의 출구(200)는 예를 들어 [0053] 단락에서 앞서 설명된 바와 같이 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b)로 대체될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 제 5 실시예에서, 유체 핸들링 구조체(12)가 기판(W)에 대해 이동된 후에 유체 핸들링 구조체(12)의 후퇴 측에 침지 유체가 남을 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이 가스 나이프의 정체압을 변동시키는 것이 뒤에 남은 침지 유체를 감소시키도록 도울 수 있지만, 침지 유체의 표면 상에 가해지는 전단 응력을 고려함으로써 이를 더 감소시키는 것이 가능할 수 있다.
제 5 실시예에서, 적어도 하나의 출구(200)는 유체 핸들링 구조체(12)의 표면 상에 위치되고, 이는 도 8 및 도 9에 도시된 표면(80)과 유사할 수 있다. 표면(80)은 도 13에 도시된 바와 같이 사용될 때 기판(W)의 최상면(90)에 실질적으로 평행하고 마주할 수 있다. 적어도 하나의 출구(200)는 적어도 하나의 출구(200)의 단면 영역의 중심을 통과하는 주축을 가질 수 있다. 적어도 하나의 출구(200)의 주축은 사용 시 기판(W)의 최상면(90)에 대해 기울어질 수 있다. 이는 제 1 통로(70a)가 적어도 하나의 출구(200)로 대체되는 것을 제외하고는 도 10과 동일한 것으로 단면에 나타날 수 있다. 다시 말하면, 적어도 하나의 출구(200)는 경사지게 될 수 있다. 각도(α)는 바람직하게는 약 10 ° 이상, 또는 더 바람직하게는 약 30 ° 이상일 수 있다. 각도(α)는 바람직하게는 약 75 ° 이하, 또는 더 바람직하게는 약 60 ° 이하일 수 있다. 각도(α)는 바람직하게는 약 10 ° 내지 75 °, 또는 더 바람직하게는 약 30 ° 내지 60 °일 수 있다.
경사에서 적어도 하나의 출구(200)를 제공함으로써, 침지 유체의 표면 상의 전단 응력이 증가할 수 있고, 적어도 하나의 출구(200) 밑에서 유입이 존재할 수 있다. 이 유입은 진입 측에 있는 경우에 침지 유체의 액적들이 유체 핸들링 구조체(12) 내에서 반경방향 안쪽으로 통과하는 것을 돕는 한편, 후퇴 측에 있는 경우에 사용 시 가스 나이프의 반경방향 안쪽으로 침지 유체를 유지, 즉 공간(11) 내부에 침지 유체를 한정하고 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽으로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한할 수 있다.
제 5 실시예에서, 유체 핸들링 구조체(12)는 가스 나이프의 반경방향 안쪽에 유체 추출기를 더 포함할 수 있다. 유체 추출기는 적어도 하나의 추출기 출구(85)를 가질 수 있다. 유체 추출기는 도 3과 관련하여 기술된 추출기와 동일할 수 있고, 추출기 출구(85)는 개구부들(50)에 대응할 수 있다. 추출기 출구(85)는 적어도 하나의 출구(200)와 동일한 유체 핸들링 구조체(12)의 표면(80) 상에 있을 수 있다. 추출기 출구(85) 및 적어도 하나의 출구(200)의 단면을 나타내는 일 예시가 도 14에 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이는 제 1 통로(70a)[및 제 2 통로(70b)]가 적어도 하나의 출구(200)로 대체되는 것을 제외하고는 앞서 설명된 도 11과 동일한 것으로 단면에 나타날 수 있다. 동일한 표면(80) 상에 있다는 것은, 추출기 출구(85) 및 적어도 하나의 출구(200) 모두가 유체 핸들링 구조체(12)의 동일한 측, 예를 들어 사용중인 기판(W)의 최상면(90)과 마주하는 유체 핸들링 구조체(12)의 측에 있다는 것을 의미한다. 표면(80)은 아래에서 설명되는 바와 같이 높이의 변동들을 가질 수 있다. 표면(80)은 추출기 출구(85) 및 제 1 출구(60a) 및/또는 제 2 출구(60b) 사이에 연결을 제공할 수 있다. 다시 말하면, 추출기 출구(85), 제 1 출구(60a) 및/또는 제 2 출구(60b)는 동일한 표면(80)에 제공될 수 있고, 이는 유체 핸들링 구조체(12)의 하나의 구성요소 상의 연속적인 표면이다. 유체 핸들링 구조체(12)의 표면(80)은 사용 시 기판(W)의 최상면(90)과 마주하고 실질적으로 평행할 수 있다. 적어도 하나의 출구(200)가 사용 시 추출기 출구(85)보다 기판(W)으로부터 더 멀리 떨어져 있도록, 즉 가스 나이프가 상승되도록 표면(80)에 단차가 존재할 수 있다.
단차는 도 14에 도시된 바와 같은 수직 단차일 수 있거나, 또는 기울어질 수 있으며, 즉 상이한 높이에서의 표면(80)의 부분들 사이의 차이가 기울어질, 즉 경사질 수 있다. 대안적으로, 단차는 만곡될 수 있다. 적어도 하나의 출구(200)의 높이를 변동시키는 것은 기판(W)의 표면에 대한 결과적인 가스 나이프의 효과를 변경시킬 수 있고, 결함을 감소시키도록 도울 수 있다. 이 방식으로 가스 나이프를 상승시키는 것이 외란 힘을 감소시킬 수 있다. 추출기 출구(85)와 적어도 하나의 출구(200) 사이의 높이의 차이는 바람직하게는 약 50 ㎛ 이상, 또는 더 바람직하게는 약 100 ㎛ 이상일 수 있다. 추출기 출구(85)와 적어도 하나의 출구(200) 사이의 높이의 차이는 바람직하게는 약 1000 ㎛ 이하, 또는 더 바람직하게는 약 600 ㎛ 이하일 수 있다. 추출기 출구(85)와 적어도 하나의 출구(200) 사이의 높이의 차이는 바람직하게는 약 50 ㎛ 내지 1000 ㎛, 또는 더 바람직하게는 약 100 ㎛ 내지 600 ㎛일 수 있다.
제 5 실시예에서, 가스 공급 개구부(86)가 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽으로 가스를 공급하도록 선택적으로 제공될 수 있다. 가스 공급 개구부(86)가 가스 나이프의 바깥쪽에 제공될 수 있다. 가스 공급 개구부(86)에는 제 5 실시예의 여하한의 변동이 제공될 수 있거나, 제공되지 않을 수 있다. 가스 공급 개구부(86)는 가스 나이프에 인접한 영역에 가스를 공급하도록 구성될 수 있다. 가스 공급 개구부(86)는 도 14에 도시된 바와 같이 기판(W)의 최상면(90)으로부터 가스 나이프와 동일한 거리에 위치될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 도 14는 제 1 통로(70a)[및 제 2 통로(70b)]가 적어도 하나의 출구(200)로 대체되는 것을 제외하고는 앞서 설명된 도 11과 실질적으로 동일하다. 이 방식으로, 가스 공급 개구부(86) 및 적어도 하나의 출구(200)는 추출기 출구(85)와 기판(W)으로부터 동일한 거리에 있을 수 있거나, 또는 가스 공급 개구부(86) 및 적어도 하나의 출구(200)는 기판(W)에 대해 추출기 출구(85)와 상이한 거리에 있을 수 있다. 가스 공급 개구부(86)는 가스 나이프보다 기판(W)으로부터 더 멀리 떨어져 공급될 수 있다. 이는 도시되지 않는다. 이는 앞서 설명된 것과 유사한 단차가 적어도 하나의 출구(200)와 가스 공급 개구부(86) 사이에 제공될 수 있다는 것을 의미한다. 단차는 수직이거나, 기울어지거나, 또는 만곡될 수 있다.
디바이스 제조 방법이 제 5 실시예에 따라 제공될 수 있다. 디바이스를 제조하는 방법은 제 5 실시예에 관한 여하한의 변동을 포함하는 리소그래피 장치를 사용할 수 있다. 예를 들어, 디바이스 제조 방법은 패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 투영하는 단계 -패터닝된 방사선 빔은 침지 유체의 구역을 통과함- , 침지 시스템의 유체 핸들링 구조체를 사용하여 구역에 침지 유체를 한정하는 단계 -유체 핸들링 구조체는 가스 나이프 시스템을 포함함- , 및 가스 나이프 시스템을 사용하여 구역의 반경방향 바깥쪽에 가스 나이프를 발생시키는 단계를 포함할 수 있고, 가스 나이프는 한정하는 단계에 기여하며, 유체 핸들링 구조체는 적어도 하나의 출구를 포함하고, 가스 나이프는 적어도 하나의 출구를 나가는 가스에 의해 형성되며, 적어도 하나의 출구는 가스 나이프가 평면도에서 형상의 측면들을 형성하도록 배치되고, 적어도 하나의 출구는 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 허용하도록 구성되고 가스 나이프의 반경방향 안쪽의 위치로부터 가스 나이프의 반경방향 바깥쪽의 위치로의 침지 유체의 액적의 이동을 제한하도록 구성되는 지오메트리를 갖는다.
또 다른 디바이스 제조 방법은 패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 투영하는 단계 -패터닝된 방사선 빔은 침지 유체의 구역을 통과함- , 침지 시스템의 유체 핸들링 구조체를 사용하여 구역에 침지 유체를 한정하는 단계 -유체 핸들링 구조체는 가스 나이프 시스템을 포함함- , 및 구역의 반경방향 바깥쪽에 가스 나이프를 발생시키는 단계를 포함할 수 있고, 유체 핸들링 구조체는 적어도 하나의 출구를 포함하고, 적어도 하나의 출구는 평면도에서의 형상의 측면을 형성하는 가스 나이프를 형성하도록 배치되며, 측면은 그 측면을 따라 2 개의 단부들을 포함하고, 평면도에서의 형상의 그 측면을 따라 2 개의 단부들 사이에 갭이 형성되며, 단부들 중 하나는 만곡된 단부를 포함하며, 사용 시 스캐닝 방향으로 유체 핸들링 구조체에 대해 기판이 이동되고, 스캐닝 방향에 수직인 평면에서 갭이 보이지 않도록 형상이 그 자체와 겹친다.
제 5 실시예의 여하한의 변형예는 앞서 설명된 여하한의 변형예, 및 특히 제 1, 제 2, 제 3 및/또는 제 4 실시예들 중 어느 하나와 조합하여 사용될 수 있다는 것을 유의한다. 예를 들어, 제 1 출구(60a) 및 제 2 출구(60b)는 적어도 하나의 출구들(200)를 제공하는 데 사용될 수 있다.
앞선 실시예들 중 어느 하나에서, 적어도 하나의 추가적인 가스 유출구(300)가 도 15에 도시된 바와 같이 제공될 수 있다. 도 15는 다수의 추가적인 가스 출구들(300)을 제외하고는 도 3과 동일하다. 적어도 하나의 추가적인 가스 유출구(300)에는 앞서 설명된 실시예들 중 어느 하나, 예를 들어 본 명세서에서 설명될 제 1 내지 제 4 실시예들 중 어느 하나가 제공될 수 있다. 적어도 하나의 추가적인 가스 유출구(300)는 메니스커스 제어 특징부[도 15에서 개별 개구부들(50)에 의해 도시됨]와 가스 나이프 사이에 위치될 수 있다. 제 1 내지 제 4 실시예들과 관련하여, 이는 메니스커스 제어 특징부와 출구들(60) 사이에 있을 수 있다. 이 문맥에서, "사이"라는 단어는 메니스커스 제어 특징부의 반경방향 바깥쪽, 및 출구들(60)의 반경방향 안쪽을 의미한다.
앞서 설명된 바와 같이, 기판(W)은 유체 핸들링 구조체(12)에 대해 이동될 수 있고, 침지 유체는 유체 핸들링 구조체(12)의 뒤에서, 예를 들어 유체 핸들링 구조체(12)의 후퇴 측에서 드래그될 수 있다. 기판(W)의 표면에 걸쳐 침지 유체의 메니스커스가 파손되는 경우, 유체 필름이 기판(W) 상에 남게 된다. 필름은 유체 핸들링 구조체(12)의 후행/후퇴 측의 전체 길이에 걸쳐 수축한다. 수축하는 필름은 삼각형 패턴으로 기판(W) 상에 액적들로 분해될 것이다. 후행 측면(들)은 기판(W)의 상대 이동에 따라 유체 핸들링 구조체(12)의 여하한의 측면일 수 있다. 기판(W)과 유체 핸들링 구조체(12) 사이의 상대 이동의 방향이 변화되는 경우, 후행 측면이 변화될 수 있다. 이 침지 유체 액적들은 앞서 설명된 바와 같이 워터마크 결함들을 초래할 수 있다. 하지만, 유체 핸들링 구조체(12)의 후행 측면의 길이를 따라 건조 스폿들을 제공하는 것이 침지 유체 필름의 수축으로부터 발생하는 워터마크 결함들을 감소시키도록 도울 수 있다는 것이 밝혀졌다.
언급된 바와 같이, 적어도 하나의 추가적인 가스 유출구(300)는 메니스커스 제어 특징부와 가스 나이프 사이에 가스를 제공하는 데 사용될 수 있다. 추가적인 가스 유출구(300)는 가스를 제공하기 위해 사용되는 개별 개구부일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 추가적인 가스 유출구(300)에 의해 제공되는 가스는 CO2 가스일 수 있다. 가스는 유체 핸들링 구조체(12)의 후행 측면의 길이를 따라 국부적인 건조 스폿들을 생성하도록 제공될 수 있다. 추가적인 가스 유출구(300)를 나가는 가스의 정체압은 사용 시 가스 나이프를 형성하는 출구들(60)을 나가는 가스의 정체압과 거의 동일하거나 더 높을 수 있다.
건조 스폿들을 생성 또는 촉진시킴으로써, 필름은 유체 핸들링 구조체(12)의 후행 측면의 길이를 따라 더 작은 분리된 필름들로 분해될 수 있다. 더 작은 분리된 필름들은 유체 핸들링 구조체(12)의 후행 측면의 전체 길이에 걸쳐 수축하기보다는 유체 핸들링 구조체(12)의 후행 측면의 길이를 따라 여러 위치들로부터 수축할 수 있다. 수 개의 더 작은 부분들에서 수축하는 것은 기판(W)의 표면 상에서 더 작은 수축 삼각형 패턴들을 형성하는 액적들을 유도할 수 있다. 그러므로, 이는 기판(W)의 표면 상에 남는 침지 유체의 전체 양 및/또는 액적들의 수를 감소시킬 수 있다. 다시 말하면, 더 작은 삼각형 패턴들에서의 침지 유체의 전체 양은 유체 핸들링 구조체(12)의 후행 측면의 전체 길이에 걸쳐 수축하는 필름으로부터 더 큰 삼각형 패턴의 액적들이 형성되는 경우보다 적다. 따라서, 적어도 하나의 추가적인 가스 유출구(300)는 메니스커스 제어 특징부와 가스 나이프 사이의 건조 스폿들을 촉진시켜 기판(W) 상에 남는 침지 유체를 감소시키기 위해 제공될 수 있다.
단 하나의 추가적인 유출구(300)를 이용하여 이 효과를 생성하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 유체 핸들링 구조체(12)의 후행 측면을 따라 하나의 추가적인 가스 유출구(300)를 배치하는 것은, 침지 유체가 하나보다는 두 개의 분리된 필름 부분들에서 수축한다는 것을 의미할 수 있다. 추가적인 가스 유출구(300)는 바람직하게는 유체 핸들링 구조체(12)의 후행 측면의 길이를 동일한 부분들로 분리하도록 위치될 수 있다. 예를 들어, 추가적인 가스 유출구(300)는 유체 핸들링 구조체(12)의 후행 측면을 따라 거의 중앙 위치에 제공될 수 있다. 대안적으로, 하나보다 많은 추가적인 가스 유출구(300)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 유체 핸들링 구조체(12)의 다수의 측면들에, 또는 측면마다 하나의 추가적인 가스 유출구(300)가 제공될 수 있다. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 개 등 또는 최대 50 개 또는 심지어 더 많은 추가적인 가스 유출구(300)가 적어도 하나의, 다수의, 또는 모든 측면에 제공될 수 있다. 유체 핸들링 구조체(12)의 상이한 측면들 상에 상이한 수의 추가적인 가스 유출구들(300)이 존재할 수 있거나, 또는 적어도 2 개의 측면이 서로 동일한 수의 추가적인 가스 유출구(300)를 가질 수 있다. 추가적인 가스 유출구(300)의 수는 특별히 제한되지 않으며, 여하한의 적절한 수가 사용될 수 있다. 더 많은 수의 추가적인 가스 유출구(300)를 갖는 것은, 기판(W) 상에 남겨진 침지 유체의 양이 더 감소될 수 있고 남은 침지 유체가 기판(W) 상에 남겨지는 영역이 기판(W)의 외측 에지를 향해 위치될 수 있다는 것을 의미한다.
피치는 하나의 추가적인 가스 유출구(300)의 중심으로부터 인접한 추가적인 가스 유출구(300)의 중심까지의 거리로서 결정될 수 있다. 이는 유체 핸들링 구조체(12)의 단일 측면을 따라 결정될 가능성이 있다. 피치는 인접한 출구들(60) 사이의 피치보다 약 20 내지 100 배 더 클 수 있다. 피치는 대략 1 mm 이상일 수 있다. 최대 피치는 단 하나의 추가적인 가스 유출구(300)가 제공되는 유체 핸들링 구조체(12)의 측면의 길이에 의해 정의될 수 있다. 다시 말하면, 단 하나의 추가적인 가스 유출구(300)가 일 측면을 따라 제공되는 경우, 최대 피치는 일 측면의 길이보다 크지 않다. 일 예시로서, 추가적인 가스 유출구(300)가 측면의 중간에 제공되는 경우, 피치는 측면의 길이의 절반일 것이다. 추가적으로, 필름 풀링 시간의 길이는 다수의 추가적인 가스 유출구들(300)이 후행 측면을 따라 제공될 때 감소할 것이다. 필름 풀링 시간은 가스 나이프가 기판(W) 상에서 바깥쪽으로 물 액적들을 손실하는 시간일 수 있다. 이는 유체가 가스 나이프와 메니스커스 제어 특징부 사이에서 수축하기 시작할 때 정지한다. 피치는 기판(W)의 표면 상에서의 침지 유체 액적들의 추산되거나 측정되는 형성에 따라 선택될 수 있다.
도시되지는 않지만, 적어도 하나의 추가적인 가스 유출구(300)는 제 5 실시예와 제공될 수 있다. 이는 추가적인 가스 유출구(300)가 추출기 출구(85)(이는 메니스커스 제어 특징부에 대응할 수 있음) 및 적어도 하나의 출구(200)[앞서 설명되는 출구들(60)을 대체함] 사이에 제공될 수 있다는 것을 제외하고는 앞서 설명된 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 이 문맥에서, "사이"라는 단어는 메니스커스 제어 특징부의 반경방향 바깥쪽, 및 적어도 하나의 출구(200)의 반경방향 안쪽을 의미한다.
본 명세서에서는, 집적 회로의 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, 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 기판(W)은 노광 전후에, 예를 들어 트랙[전형적으로, 기판(W)에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴], 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 집적 회로를 생성하기 위하여 기판(W)이 한 번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판(W)이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함하는 기판(W)을 칭할 수도 있다.
실시예들 중 어느 하나에서, 가스 공급 개구부에 의해 공급되고, 및/또는 가스 나이프에 사용되는 가스는 여하한의 적절한 가스일 수 있다. 최적으로는, 가스는 CO2를 포함하고, 순수한 CO2이다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다. 본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절 및 반사 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 1 이상의 실시예들이 디바이스 제조 방법에서 사용될 수 있다.
본 명세서에서 의도되는 액체 공급 시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 소정 실시예들에서, 이는 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 액체를 제공하는 구조체들의 메카니즘 또는 조합일 수 있다. 이는 1 이상의 구조체, 1 이상의 액체 개구부를 포함한 1 이상의 유체 개구부, 1 이상의 가스 개구부, 또는 2상 흐름을 위한 1 이상의 개구부의 조합을 포함할 수 있다. 개구부들은 각각 침지 공간으로의 유입구(또는 유체 핸들링 구조체로부터의 유출구), 또는 침지 공간 밖으로의 유출구(또는 유체 핸들링 구조체로의 유입구)일 수 있다. 일 실시예에서, 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분일 수 있거나, 또는 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전히 덮을 수 있거나, 또는 공간이 기판 및/또는 기판 테이블을 감쌀 수 있다. 액체 공급 시스템은, 선택적으로 위치, 양(quantity), 질, 형상, 유량 또는 액체의 여하한의 다른 특징들을 제어하는 1 이상의 요소를 더 포함할 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 침지 리소그래피 장치에 있어서 구역에 침지 유체를 한정하도록 구성되는 유체 핸들링 구조체로서,
    상기 유체 핸들링 구조체는 침지 유체를 구역에 한정하도록 구성되고:
    상기 유체 핸들링 구조체의 표면에 추출기 출구를 갖는 메니스커스 제어 특징부(meniscus controlling feature); 및
    상기 추출기 출구의 반경방향 바깥쪽에 있고, 각각 출구를 갖는 통로들을 포함하는 가스 나이프 시스템(gas knife system)을 포함하며,
    상기 통로들은 상기 표면에 복수의 대응하는 제 1 출구들을 갖는 복수의 제 1 통로들, 및 상기 표면에서 상기 제 1 출구들의 반경방향 바깥쪽에 있는 복수의 대응하는 제 2 출구들을 갖는 복수의 제 2 통로들을 포함하며,
    상기 표면은 노광 동안 기판의 최상면에 마주하고 평행하며, 상기 제 1 출구 및 상기 제 2 출구는 상기 추출기 출구보다 상기 기판으로부터 더 멀리 떨어져 배치되고,
    상기 제 1 출구를 나가는 가스의 정체압(stagnation pressure)은 상기 제 2 출구를 나가는 가스의 정체압보다 큰 유체 핸들링 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메니스커스 제어 특징부와 상기 가스 나이프 시스템 사이에 적어도 하나의 추가적인 가스 유출구를 더 포함하는 유체 핸들링 구조체.
  3. 침지 리소그래피 장치에 있어서 구역에 침지 유체를 한정하도록 구성되는 유체 핸들링 구조체로서,
    상기 유체 핸들링 구조체의 표면에 추출기 출구를 갖는 메니스커스 제어 특징부(meniscus controlling feature); 및
    상기 추출기 출구의 반경방향 바깥쪽에 있고, 각각 출구를 갖는 통로들을 포함하는 가스 나이프 시스템(gas knife system) - 상기 통로들은 상기 표면에 복수의 대응하는 제 1 출구들을 갖는 복수의 제 1 통로들, 및 상기 표면에서 상기 제 1 출구들의 반경방향 바깥쪽에 있는 복수의 대응하는 제 2 출구들을 갖는 복수의 제 2 통로들을 포함함 - ;
    상기 메니스커스 제어 특징부와 상기 가스 나이프 시스템 사이의 적어도 하나의 추가적인 가스 유출구를 포함하고,
    상기 표면은 노광 동안 기판의 최상면에 마주하고 평행하며, 상기 제 1 출구 및 상기 제 2 출구는 상기 추출기 출구보다 상기 기판으로부터 더 멀리 떨어져 배치되는 유체 핸들링 구조체.
  4. 침지 리소그래피 장치에 있어서 구역에 침지 유체를 한정하도록 구성되는 유체 핸들링 구조체로서,
    상기 유체 핸들링 구조체의 표면에 추출기 출구를 갖는 메니스커스 제어 특징부;
    상기 추출기 출구의 반경방향 바깥쪽에 있고, 각각 출구를 갖는 통로들을 포함하는 가스 나이프 시스템 -상기 통로들은 상기 표면에 복수의 대응하는 제 1 출구들을 갖는 복수의 제 1 통로들, 및 상기 표면에서 상기 제 1 출구들의 반경방향 바깥쪽에 있는 복수의 대응하는 제 2 출구들을 갖는 복수의 제 2 통로들을 포함함- ; 및
    상기 메니스커스 제어 특징부와 상기 가스 나이프 시스템 사이의 적어도 하나의 추가적인 가스 유출구를 포함하는 유체 핸들링 구조체.
  5. 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 추가적인 가스 유출구는 개별 개구부(discrete opening)로서 형성되고 상기 유체 핸들링 구조체의 후행 측면의 길이를 따라 국부적인 건조 스폿들을 생성하기 위해 가스를 제공하도록 구성되거나, 상기 추가적인 가스 유출구를 나가는 가스의 정체압은 상기 가스 나이프 시스템을 나가는 가스의 정체압보다 높거나 거의 동일한 유체 핸들링 구조체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스는 CO2 가스를 포함하는 유체 핸들링 구조체.
  7. 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가적인 가스 유출구는 인접한 제 1 출구들 또는 제 2 출구들 사이의 피치보다 20 내지 100 배 더 큰 피치를 갖는 유체 핸들링 구조체.
  8. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 출구를 나가는 가스의 정체압은 상기 제 2 출구를 나가는 가스의 정체압보다 큰 유체 핸들링 구조체.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 통로들 중 적어도 하나는 제 1 입구를 갖고, 상기 복수의 제 2 통로들 중 적어도 하나는 제 2 입구를 가지며, 제 1 비(ratio)는 대응하는 제 1 출구 대 제 1 입구의 비이고, 제 2 비는 대응하는 제 2 출구 대 제 2 입구의 비이며, 상기 제 2 비는 상기 제 1 비보다 큰 유체 핸들링 구조체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 통로는 상기 제 1 입구 및 상기 제 1 출구의 단면 영역의 중심을 통과하는 제 1 주축을 갖고, 상기 제 2 통로는 상기 제 2 입구 및 상기 제 2 출구의 단면 영역의 중심을 통과하는 제 2 주축을 가지며, 상기 제 1 주축 또는 상기 제 2 주축은 기판의 최상면에 대해 각도를 이루고, 상기 각도는 10 ° 내지 75 °인 유체 핸들링 구조체.
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