KR102216863B1

KR102216863B1 - 노광 장치 및 물품의 제조 방법

Info

Publication number: KR102216863B1
Application number: KR1020170149282A
Authority: KR
Inventors: 료 사사키
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2021-02-18
Also published as: JP6343326B2; US10534278B2; JP2018081282A; KR20180056373A; US20180143543A1

Abstract

본 발명은 투영 광학계를 통해 기판을 노광하는 노광 장치를 제공하며, 상기 장치는 공기를 포함하는 제1 기체가 공급되는 제1 유로, 제1 기체보다 산소 농도가 높은 제2 기체가 공급되는 제2 유로, 및 제1 기체보다 산소 농도가 낮은 제3 기체가 공급되는 제3 유로를 갖고, 제1 기체, 제2 기체, 및 제3 기체 중 적어도 두 개를 사용하여 혼합 기체를 생성하고, 투영광학계와 기판 사이의 공간에 혼합 기체를 공급하도록 구성되는 공급 유닛을 포함한다.

Description

노광 장치 및 물품의 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}

본 발명은, 노광 장치 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

컬러 필터, 반도체 디바이스 등의 제조에서는, 레티클이나 마스크 등의 원판의 패턴을 투영 광학계를 통해 기판(유리 플레이트, 웨이퍼 등)에 투영하는 노광 장치를 사용하여, 기판 상의 레지스트에 패턴(잠상)을 형성하는 처리가 행하여진다. 이러한 처리에서 사용되는 레지스트는, 노광 환경 중에 존재하는 산소에 기인하여 노광 광의 조사에 의한 화학 반응이 느려지는 것이 알려져 있다. 이를 해결하기 위해서, 레지스트에의 패턴 형성에 대한 요구에 따라, 노광 환경 중의 산소 농도를 제어한다. 예를 들어, 미세한 패턴을 고정밀도로 레지스트에 형성하는 경우에는 노광 환경 중의 산소 농도를 높게 해서 레지스트의 화학 반응을 느려지게 하거나, 스루풋을 향상시킬 경우에는 노광 환경 중의 산소 농도를 낮게 해서 레지스트의 화학 반응을 빨라지게 한다.

일본 특허 공개 제2012-109553호에는, 질소와 산소를 혼합해서 대기보다 질소를 많이 포함하는 분위기를 생성하는 노광 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2012-109553호에서는, 산소 농도가 다른 2종류의 기체로서 질소 및 산소를 사용하는 경우가 개시되고 있다. 그러나, 당해 2종류의 기체로서 질소 및 산소를 사용하는 것은, 비용의 점에서 불리해질 수 있다.

본 발명은 산소 농도를 변경하는데 비용의 점에서 유리한 노광 장치를 제공한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 투영 광학계를 통해 기판을 노광하는 노광 장치가 제공되며, 상기 장치는, 공기를 포함하는 제1 기체가 공급되는 제1 유로, 상기 제1 기체보다 산소 농도가 높은 제2 기체가 공급되는 제2 유로, 및 상기 제1 기체보다 산소 농도가 낮은 제3 기체가 공급되는 제3 유로를 포함하고, 상기 제1 기체, 상기 제2 기체, 및 상기 제3 기체 중 2개 이상을 사용해서 혼합 기체를 생성하고, 상기 투영 광학계와 상기 기판 사이의 공간에 상기 혼합 기체를 공급하도록 구성된 공급 유닛을 포함한다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참조한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 공급 유닛의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 투영 광학계의 결상 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제3 실시형태에 따른 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 5는 온도 조정 유닛의 구성을 도시하는 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부의 도면을 참고하여 이하에서 설명한다. 동일한 참조 번호는 도면 전체를 통해 동일한 부재를 나타내며, 그에 대한 반복적인 설명은 주어지지 않는다.

<제1 실시형태>

본 발명에 따른 제1 실시형태의 노광 장치(100)에 대해서, 도 1을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 제1 실시형태에 따른 노광 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 노광 장치(100)는, 스텝 앤드 스캔 방식으로 기판(6)을 노광하고, 마스크(1)의 패턴을 기판(6)(기판 상의 레지스트(5))에 전사하는 처리(노광 처리)를 행하는 리소그래피 장치이다. 단, 노광 장치(100)는, 스텝 앤드 리피트 방법이나 기타의 노광 방법을 사용할 수도 있다.

노광 장치(100)는, 예를 들어 조명 광학계(2), 마스크(1)를 보유지지해서 이동할 수 있는 마스크 스테이지(3), 투영 광학계(4), 기판(6)을 보유지지해서 이동할 수 있는 기판 스테이지(7), 공급 유닛(8), 산소 농도계(9), 및 제어 유닛(10)을 포함할 수 있다. 제어 유닛(10)은, 예를 들어 CPU, 메모리 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성되며, 노광 장치(100)의 각 유닛을 제어한다(노광 처리를 제어한다). 노광 장치(100)의 각 유닛은, 노광 챔버를 형성하는 챔버(11)의 내부에 배치된다. 챔버(11)의 분위기는, 분위기 유지 유닛(12)에 의해 온도 및 습도가 제어된 공기 분위기로 유지되고 있다.

조명 광학계(2)는, 수은 램프, ArF 엑시머 레이저, 또는 KrF 엑시머 레이저 등의 광원(도시하지 않음)으로부터 사출된 광을, 예를 들어 띠 형상이나 원호형 슬릿 형상 광으로 정형하고, 이 슬릿 형상 광으로 마스크(1)의 일부를 조명한다. 마스크(1) 및 기판(6)은, 마스크 스테이지(3) 및 기판 스테이지(7)에 의해 각각 보유지지되고 있고, 투영 광학계(4)를 통해 광학적으로 거의 공액인 위치(투영 광학계(4)의 물체면 및 상면(image plane))에 배치된다. 투영 광학계(4)는, 미리정해진 투영 배율을 갖고, 슬릿 형상 광을 사용하여 마스크(1)의 패턴을 기판(6)(더 구체적으로는, 기판 상에 공급(도포)된 레지스트(5))에 투영한다. 마스크 스테이지(3) 및 기판 스테이지(7)는, 서로 동기하면서 투영 광학계(4)의 투영 배율에 정합하는 속도비로 상대적으로 주사된다. 이에 의해, 마스크(1)의 패턴을 기판 상의 레지스트(5)에 전사할 수 있다.

이러한 노광 장치(100)에서는, 노광 환경 중에 존재하는 산소에 기인하여 노광 광에 의한 레지스트(5)의 화학 반응이 느려지는 것이 알려져 있다. 이를 해결하기 위해서, 기판 상의 레지스트(5)에서의 패턴 형성에 대한 요구에 따라, 노광 환경 중의 산소 농도를 제어한다. 예를 들어, 미세한 패턴을 고정밀도로 레지스트(5)에 형성하는 경우에는 노광 환경 중의 산소 농도를 높게 해서 레지스트(5)의 화학 반응을 느려지게 하거나, 스루풋을 향상시킬 경우에는 노광 환경 중의 산소 농도를 낮게 해서 레지스트(5)의 화학 반응을 빨라지게 한다.

이것에 대해서, 컬러 필터의 제조 방법을 예시해서 설명한다. 컬러 필터의 제조 방법으로서는, 염색법, 인쇄법, 전착/전계법, 및 안료 분산법 등의 다양한 방법이 있다. 이들 방법 중, 현재는, 제조상의 안정성 및 간이성으로 인해 안료 분산법이 주류가 되고 있다. 대표적인 안료 분산법인 감광 아크릴법에서는, 아크릴로이드계 감광성 수지를 포함하고, 착색 기능과 감광 기능의 양쪽을 갖는 컬러 레지스트에 대하여, 포토리소그래피에 의해 패턴을 형성한다.

컬러 레지스트는 네가티브 레지스트이다. 이로 인해, 노광 광을 레지스트에 조사하면, 반응에 기여하는 라디칼이 발생하고, 중합체를 광중합시켜, 현상액에 대해 불용성이 된다. 단, 컬러 레지스트에 포함되는 안료 성분은 노광 광을 흡수하기 쉽고, 발생한 라디칼은 노광 환경(공기)에 존재하는 산소에 포획되어버린다. 이것이 광중합 반응을 방해하는 경향이 있다. 즉, 노광 광에 의한 컬러 레지스트의 화학 반응이, 공기 중에 존재하는 산소에 기인해서 느려지고, 스루풋이 저하된다. 그로 인해, 스루풋을 향상시키기 위해서는, 노광 환경 중의 산소 농도를 낮게 한다. 한편, 노광 광에 의한 컬러 레지스트의 화학 반응의 느려짐은, 레지스트에의 미세한 패턴의 형성을 고정밀도로 제어할 수 있는 것을 의미한다. 그로 인해, 미세한 패턴을 레지스트에 고정밀도로 형성하는 경우에는, 노광 환경 중의 산소 농도를 높게 한다.

이를 달성하기 위해서, 본 실시형태의 노광 장치(100)는, 목표 산소 농도로 조정된 기체를 투영 광학계(4)와 기판(6) 사이의 공간(이하에서는, "노광 공간"이라고 칭함)에 공급하는 공급 유닛(8)을 포함하고, 노광 환경 중의 산소 농도를 제어한다.

공급 유닛(8)은, 공기를 포함하는 제1 기체가 공급되는 제1 유로(81)(제1 배관), 제1 기체보다 산소 농도가 높은 제2 기체가 공급되는 제2 유로(82)(제2 배관), 및 제1 기체보다 산소 농도가 낮은 제3 기체가 공급되는 제3 유로(83)(제3 배관)를 갖는다. 그리고, 공급 유닛(8)은, 제1 유로(81), 제2 유로(82) 및 제3 유로(83)가 접속된 챔버(84)에서 목표 산소 농도의 기체(혼합 기체)를 생성하고, 생성한 기체를 유로(85)를 통해 노광 공간에 공급한다. 공급 유닛(8)에서의 목표 산소 농도의 기체의 생성은, 제1 유로(81), 제2 유로(82) 및 제3 유로(83)에 각각 제공된 제어 밸브(81a 내지 83a)(예를 들어, 질량유량계)를 제어 유닛(10)이 제어하게 함으로써 행하여 질 수 있다.

본 실시형태에서는, 공기, 산소 가스, 및 질소 가스가 각각 제1 기체, 제2 기체, 및 제3 기체로서 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 제1 기체는, 공기에 한정되지 않고, 공기에 질소 또는 산소를 혼합함으로써 공기에 대하여 산소 농도가 변경된 기체이어도 된다. 즉, 제1 기체는 주 성분이 공기인 기체를 의미한다. 제1 기체로서는, 예를 들어 공장 설비에 의해 생성된 클린 드라이 에어 등의 기체(산소 농도, 온도 및 습도 중 적어도 1개가 조정된 기체)가 사용될 수 있다. 제2 기체는, 산소 가스에 한정되지 않고, 상술한 바와 같이, 제1 기체를 기준으로 해서 산소 농도가 높으면 된다. 마찬가지로, 제3 기체는, 질소 가스에 한정되지 않고, 제1 기체를 기준으로 해서 산소 농도가 낮으면 된다.

이러한 공급 유닛(8)에서, 제2 기체와 제3 기체를 혼합시켜서 산소 농도를 조정하면, 제2 기체와 제3 기체 사이의 산소 농도 차가 크기 때문에, 혼합 기체의 산소 농도가 안정될 때까지 상당한 시간이 걸린다. 즉, 제2 기체와 제3 기체가 충분히 혼합될 때까지 상당한 시간이 걸린다. 이 경우, 노광 공간에서 산소 농도의 불균일이 발생할 수 있어, 마스크(1)의 패턴을 고정밀도로 기판(6)에 전사하는 것이 곤란해질 수 있다. 이를 해결하기 위해서, 본 실시형태의 공급 유닛(8)은, 공기를 포함하는 제1 기체가 공급되는 제1 유로(81)를 포함하고, 제2 기체 및 제3 기체 중 하나를 제1 기체에 혼합시킴으로써 목표 산소 농도의 기체를 생성한다.

예를 들어, 제1 기체의 산소 농도보다 목표 산소 농도가 높은 경우에는, 공급 유닛(8)은, 제1 기체에 제2 기체를 혼합시킴으로써 목표 산소 농도의 기체를 생성하고, 생성한 기체를 노광 공간에 유로(85)를 통해서 공급한다. 한편, 제1 기체의 산소 농도보다 목표 산소 농도가 낮은 경우에는, 공급 유닛(8)은, 제1 기체에 제3 기체를 혼합시킴으로써 목표 산소 농도의 기체를 생성하고, 생성한 기체를 노광 공간에 유로(85)를 통해서 공급한다. 이렇게 목표 산소 농도의 기체를 생성하면, 제1 기체와 제2 기체 사이의 산소 농도 차 또는 제1 기체와 제3 기체 사이의 산소 농도 차는, 제2 기체와 제3 기체 사이의 산소 농도 차보다도 작기 때문에, 혼합 기체의 산소 농도가 안정될 때까지 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 즉, 산소 농도가 안정된 기체를 노광 공간에 공급할 수 있다.

공급 유닛(8)에서는, 예를 들어 공장 설비의 고장 등의 문제에 의해 제1 유로(81)로부터 제1 기체가 공급되지 않을 수 있다. 이 경우, 제어 유닛(10)은, 제1 기체를 사용하지 않고, 제2 기체와 제3 기체를 혼합시킴으로써 목표 산소 농도의 기체를 생성하도록 공급 유닛(8)(각 유로의 제어 밸브(81a 내지 83a))을 제어한다. 노광 공간의 온도나 습도(온도 및 습도 중 적어도 한쪽)을 계측한 결과에 기초하여, 목표 산소 농도의 기체의 온도나 습도를 챔버(84) 내부에서 조정해도 된다. 이 경우, 노광 장치(100)는, 노광 공간의 온도나 습도를 계측하는 계측 유닛, 및 챔버 내의 기체의 온도나 습도를 조정하는 조정 유닛(히터 등)을 포함한다.

또한, 노광 장치(100)는, 노광 공간의 산소 농도를 계측하는 산소 농도계(9)(농도 계측 유닛)을 포함할 수 있다. 산소 농도계(9)는, 투영 광학계(4)와 기판(6) 사이의 국소 공간(노광 공간)의 근방에 배치되고, 해당 국소 공간의 산소 농도를 계측한다. 산소 농도계(9)는, 투영 광학계(4)와 기판(6) 사이의 산소 농도의 대체 계측을 행할 수 있는 위치에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 공급 유닛(8)의 유로(85)의 단부와 투영 광학계(4)(그 최종면의 근방) 사이, 공급 유닛(8)의 챔버(84)의 내부 등에 산소 농도계(9)를 배치함으로써 대체 계측을 행할 수 있다. 이렇게 산소 농도계(9)를 제공함으로써, 제어 유닛(10)은, 산소 농도계(9)의 계측 결과에 기초하여, 제1 유로(81), 제2 유로(82) 및 제3 유로(83)에 각각 제공된 제어 밸브(81a 내지 83a)를 제어하고, 목표 산소 농도의 기체를 생성할 수 있다.

[실시예 1]

이하에, 공급 유닛(8)에 의해 목표 산소 농도의 기체를 생성해서 그것을 노광 공간에 공급하는 실시형태에 대해서 설명한다.

제어 유닛(10)은, 노광 처리에 사용되는 노광 레시피를 기억 유닛(13)으로부터 취득하고, 설정된 노광 공간의 목표 산소 농도를 취득한 노광 레시피로 읽어들인이다. 그리고, 제어 유닛(10)은, 목표 산소 농도의 기체를 생성해서 그것을 노광 공간에 공급하도록 공급 유닛(8)을 제어한다. 이때, 제어 유닛(10)은, 산소 농도계(9)에 의해 계측된 노광 공간의 산소 농도에 기초하여, 노광 공간에서 목표 산소 농도가 취득되도록 공급 유닛(8)을 제어해도 된다. 본 실시형태(도 1)에서는, 기억 유닛(13)과 제어 유닛(10)을 개별적으로 구성하고 있다. 그러나, 기억 유닛(13)을 제어 유닛(10)의 일부로서 구성해도 된다.

예를 들어, 제1 기체(공기)의 산소 농도가 21%이고, 제2 기체(산소)의 산소 농도가 99%이며, 제3 기체(질소)의 산소 농도가 1%인 것으로 하고, 챔버(84)의 내부 용량을 10L인 것으로 한다. 목표 산소 농도가 제1 기체의 산소 농도보다 높은 경우, 제어 유닛(10)은, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제1 유로(81) 및 제2 유로(82)의 제어 밸브(81a, 82a)를 제어하고, 챔버(84)에서 제1 기체와 제2 기체를 혼합시켜서 목표 산소 농도의 기체를 생성한다. 이때, 제3 유로(83)의 제어 밸브(83a)는 폐쇄된다. 일례로서, 제1 기체의 산소 농도보다 높은 목표 산소 농도 30%의 기체를 생성할 경우, 제어 유닛(10)은 8.85L의 제1 기체와 1.15L의 제2 기체가 챔버(84) 내에 공급되도록, 제1 유로(81) 및 제2 유로(82)의 제어 밸브(81a, 82a)를 제어한다.

한편, 목표 산소 농도가 제1 기체의 산소 농도보다 낮은 경우, 제어 유닛(10)은, 도 2b에 도시한 바와 같이, 제1 유로(81) 및 제3 유로(83)의 제어 밸브(81a, 83a)를 제어하고, 챔버(84)에서 제1 기체와 제3 기체를 혼합시켜서 목표 산소 농도의 기체를 생성한다. 이때, 제2 유로(82)의 제어 밸브(82a)는 폐쇄된다. 일례로서, 제1 기체의 산소 농도보다 낮은 목표 산소 농도 10%의 기체를 생성할 경우, 제어 유닛(10)은 4.5L의 제1 기체와 5.5L의 제3 기체가 챔버(84) 내에 공급되도록, 제1 유로(81) 및 제3 유로(83)의 제어 밸브(81a, 83a)를 제어한다.

이렇게 제1 기체를 기준으로 해서 목표 산소 농도의 기체를 생성함으로써, 산소 농도 차가 큰 제2 기체와 제3 기체를 혼합시켜서 목표 산소 농도의 기체를 생성하는 것보다, 혼합 기체의 산소 농도가 안정될 때까지 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 일반적으로, 공기는 산소 가스 및 질소 가스에 비교해서 저렴하다. 그로 인해, 산소 가스와 질소 가스를 혼합시켜서 목표 산소 농도의 기체를 생성하는 것보다, 공기를 기준으로 해서 목표 산소 농도의 기체를 생성하는 쪽이 비용의 점에서 더 유리해질 수 있다.

[실시예 2]

실시예 1에서는, 공기(산소 농도 21%)를 제1 기체로서 사용한다. 실시예 2에서는, 공기와 다른 산소 농도를 갖는 기체를 제1 기체로서 사용하는 예에 대해서 설명한다. 실시예 2에서는, 제1 기체의 산소 농도가 50%이고, 제2 기체(산소 가스)의 산소 농도가 99%이고, 제3 기체(질소 가스)의 산소 농도가 1%인 것으로 하고, 챔버(84)의 내부 용량이 10L인 것으로 한다.

예를 들어, 제1 기체의 산소 농도보다 높은 목표 산소 농도 60%의 기체를 생성할 경우, 제어 유닛(10)은, 7.95L의 제1 기체와 2.05L의 제2 기체가 챔버(84) 내에 공급되도록, 제1 유로(81) 및 제2 유로(82)의 제어 밸브(81a, 82a)를 제어한다. 한편, 제1 기체의 산소 농도보다 낮은 목표 산소 농도 40%의 기체를 생성할 경우, 제어 유닛(10)은, 7.95L의 제1 기체와 2.05L의 제3 기체가 챔버(84) 내에 공급되도록, 제1 유로(81) 및 제3 유로(83)의 제어 밸브(81a, 83a)를 제어한다.

<제2 실시형태>

본 발명에 따른 제2 실시형태의 노광 장치에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 노광 장치의 구성은 제1 실시형태와 마찬가지이다.

노광 장치에서는, 일반적으로, 투영 광학계(4)의 광학 성능이, 투영 광학계(4)(최종면)와 기판(6) 사이의 국소 공간(노광 공간)의 굴절률의 영향을 크게 받는다. 기체의 굴절률은, 기체의 온도 및 습도에 의해 변화한다. 그로 인해, 기체의 온도 및 습도의 변화를 작게 하는 것에 의해, 투영 광학계(4)의 광학 성능을 원하는 상태로 해서 노광 처리를 행할 수 있다.

예를 들어, 도 3a는, 공급 유닛(8)에 의해 목표 산소 농도의 기체를 노광 공간(20)에 공급하는 경우에서의 투영 광학계(4)의 결상 위치(4a)를 도시하는 도면이다. 노광 장치(100)에서는, 도 3a에 도시한 바와 같이, 기판(6)의 표면 위치(Z 방향)를 투영 광학계(4)의 결상 위치(4a)에 정합시킨 상태에서 노광 처리가 행하여진다. 한편, 도 3b는, 도 3a의 상태에 비하여, 공급 유닛(8)에 의해 노광 공간(20)에 공급되는 기체의 산소 농도는 동일하지만, 당해 기체의 온도 및 습도가 상이한 경우에서의 투영 광학계(4)의 결상 위치(4a)를 도시하는 도면이다. 노광 공간(20)에 공급되는 기체의 온도 및 습도가 도 3a의 상태에 대하여 상이하면, 노광 공간(20)의 굴절률이 변화해서 투영 광학계(4)의 결상 위치(4a)가 변화된다. 결과적으로, 도 3b에 도시한 바와 같이, 기판(6)의 표면 위치가 투영 광학계(4)의 결상 위치(4a)로부터 어긋날 수 있다.

이를 해결하기 위해서, 본 실시형태의 노광 장치에서는, 제1 기체, 제2 기체 및 제3 기체가 서로 상이한 온도에 미리 조정되고, 혼합 기체가 목표 산소 농도 및 목표 온도에 근접하도록, 이들 기체를 혼합시킨다. 즉, 제1 기체, 제2 기체 및 제3 기체 중 적어도 2개를 혼합시킴으로써 혼합 기체의 온도를 조정한다. 목표 온도는, 예를 들어 투영 광학계(4)가 배치되어 있는 분위기의 온도(챔버(11)의 내부 분위기의 온도)를 포함할 수 있다. 본 실시형태에서는, 제1 기체, 제2 기체 및 제3 기체가 서로 상이한 온도로 미리 조정되고 있는 예를 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 이들 기체가 상이한 습도로 미리 조정되어도 된다. 이 경우, 혼합 기체가 목표 습도가 되도록, 이들 기체를 혼합시킨다.

예를 들어, 제1 기체(공기)의 산소 농도가 21%이고, 제2 기체(산소 가스)의 산소 농도가 99%이고, 제3 기체(질소 가스)의 산소 농도가 1%인 것으로 하며, 챔버(84)의 내부 용량이 10L인 것으로 한다. 그리고, 미리 제1 기체의 온도가 20℃로 조정되고, 제2 기체의 온도가 25℃로 조정되고, 제3 기체의 온도가 15℃로 조정되고, 목표 산소 농도 30%의 기체를 생성하는 경우를 상정한다. 목표 산소 농도 30%의 기체를 생성하는 1개의 방법으로서, 8.85L의 제1 기체와 1.15L의 제2 기체를 혼합시키는 방법이 있다. 상기 벙법에서는, 혼합 기체의 온도를 20.6℃로 설정할 수 있다. 목표 산소 농도 30%의 기체를 생성하는 다른 방법으로서, 2.96L의 제2 기체와 7.04L의 제3 기체를 혼합시키는 방법이 있다. 상기 방법에서는 혼합 기체의 온도를 18℃로 설정할 수 있다. 목표 산소 농도 30%의 기체를 생성하는 다른 방법으로서, 5L의 제1 기체와 1.94L의 제2 기체와 3.06L의 제3 기체를 혼합시키는 방법이 있다. 상기 방법에서는 혼합 기체의 온도를 19.4℃로 설정할 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 온도로 설정된 제1 기체, 제2 기체 및 제3 기체의 혼합 비율을 변경함으로써, 원하는 산소 농도 및 원하는 온도를 갖는 기체를 생성할 수 있다.

<제3 실시형태>

본 발명에 따른 제3 실시형태의 노광 장치(100')에 대해서, 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 4는, 제3 실시형태에 따른 노광 장치(100')의 구성을 도시하는 개략도이다. 제3 실시형태의 노광 장치(100')는, 제1 실시형태의 노광 장치(100)와 비교해서 공급 유닛(8)의 구성이 상이하고, 제2 유로(82)와 제3 유로(83)가 접속된 부분의 하류 측에서 제1 유로(81)가 접속되어 있다. 즉, 제2 유로(82) 및 제3 유로(83) 중 하나에, 제1 유로(81)와 제2 유로(82) 및 제3 유로(83) 중 다른 하나가 순차적으로 접속되어 있다. 제1 유로(81), 제2 유로(82) 및 제3 유로(83)의 접속 구성은, 도 4에 도시하는 구성으로 한정되는 것이 아니고, 제1 유로(81), 제2 유로(82), 및 제3 유로(83) 중 하나에 다른 두 개의 유로가 순차적으로 접속된 구성이 채용될 수 있다. 노광 장치(100')는 공급 유닛(8)의 구성 이외에는 제1 실시형태의 노광 장치(100)와 마찬가지이다.

제3 실시형태의 공급 유닛(8)은, 공기를 포함하는 제1 기체가 공급되는 제1 유로(81), 제1 기체보다 산소 농도가 높은 제2 기체가 공급되는 제2 유로(82), 및 제1 기체보다 산소 농도가 낮은 제3 기체가 공급되는 제3 유로(83)를 갖는다. 제2 유로(82) 및 제3 유로(83)는 각각 제어 밸브(82a, 83a)를 포함한다. 또한, 공급 유닛(8)은, 제1 조정 유닛(86), 제2 조정 유닛(87) 및 온도 조정 유닛(88)을 포함할 수 있다. 제1 조정 유닛(86)은, 제2 유로(82)와 제3 유로(83)가 접속된 부분의 하류에 배치되고, 제2 유로(82)로부터 공급된 제2 기체 또는 제3 유로(83)로부터 공급된 제3 기체의 유량(유속)을 조정한다. 제2 조정 유닛(87)은, 제1 유로(81)가 접속된 부분의 하류에 배치되고, 제1 조정 유닛(86)으로부터 공급된 기체(제2 기체 또는 제3 기체)와 제1 기체의 혼합 기체의 유량(유속)을 조정한다. 이들 제1 조정 유닛(86) 및 제2 조정 유닛(87)에 의해, 목표 산소 농도의 기체가 생성된다. 제1 조정 유닛(86) 및 제2 조정 유닛(87) 각각, 예를 들어 질량유량계 등에 의해 구성될 수 있다.

온도 조정 유닛(88)은, 노광 챔버를 형성하는 챔버(11)의 내부(투영 광학계(4)가 배치되어 있는 분위기 중)에 배치되고, 제2 조정 유닛(87)으로부터 공급된 기체의 온도를, 해당 챔버(11)의 내부 분위기의 온도로 조정한다. 온도 조정 유닛(88)은, 예를 들어 제2 조정 유닛(87)으로부터 공급된 혼합 기체(목표 산소 농도의 기체)가 통과하는 제4 유로(88a)(배관)를 갖고 있으며, 제4 유로(88a)의 외측 표면은 챔버(11)의 내부 분위기에 노출되고 있다. 그로 인해, 온도 조정 유닛(88)은, 제2 조정 유닛(87)으로부터 공급된 혼합 기체가 제4 유로(88a)를 통과함으로써, 당해 혼합 기체를 챔버(11)의 내부 온도로 조정(정합)할 수 있다. 이렇게 공급 유닛(8)을 구성함으로써, 노광 공간에 대하여 온도 차가 작은 목표 산소 농도의 기체를 당해 노광 공간에 공급할 수 있다. 온도 조정 유닛(88)에서, 혼합 기체를 챔버(11)의 내부 온도에 효율적으로 조정하기 위해서는, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이 제4 유로(88a)를 나선 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 온도 조정 유닛(88)은, 본 실시형태에 한정되지 않고, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에도 적용될 수 있다.

<물품의 제조 방법의 실시형태>

본 발명의 실시형태에 따른 물품의 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스 같은 마이크로 디바이스나 미세구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시형태에 따른 물품의 제조 방법은, 상기의 노광 장치를 사용해서 기판(거기에 도포된 감광제)에 패턴(잠상)을 형성하는 단계(기판을 노광하는 단계), 및 이러한 단계에서 노광된(패턴이 형성되어 있는) 기판을 현상하는 단계를 포함한다. 이 제조 방법은, 다른 주지의 단계(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 더 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 물품의 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 1개에서 유리하다.

본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형 및 동등한 구조와 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims

기판을 노광하는 노광 장치이며,
상기 기판 상의 공간의 산소 농도를 조정하기 위해 기체를 공급하도록 구성된 공급 유닛을 포함하고,
상기 노광 장치는, 상기 공간의 산소 농도가 공기의 산소 농도보다 높은 제1 산소 농도로 조정된 상태에서 기판을 노광할 수 있도록 구성되고, 상기 공간의 산소 농도가 공기의 산소 농도보다 낮은 제2 산소 농도로 조정된 상태에서 기판을 노광할 수 있도록 구성되며,
상기 공급 유닛은,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제1 산소 농도로 조정되는 경우, 공기를 포함하는 제1 기체와, 공기보다 산소 농도가 높은 제2 기체를 상기 공간에 공급하고,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제2 산소 농도로 조정되는 경우, 공기를 포함하는 상기 제1 기체와, 공기보다 산소 농도가 낮은 제3 기체를 상기 공간에 공급하도록 구성되는, 노광 장치.
제1항에 있어서,
상기 공급 유닛은, 공기를 포함하는 상기 제1 기체가 공급되는 제1 유로, 상기 제2 기체가 공급되는 제2 유로, 및 상기 제3 기체가 공급되는 제3 유로를 포함하고,
상기 공급 유닛은,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제1 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 제1 유로로부터 상기 제1 기체를, 또한 상기 제2 유로로부터 상기 제2 기체를, 상기 공간에 공급하고,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제2 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 제1 유로로부터 상기 제1 기체를, 또한 상기 제3 유로로부터 상기 제3 기체를, 상기 공간에 공급하도록 구성되는, 노광 장치.
제2항에 있어서,
상기 공급 유닛은 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로 각각에 제공된 제어 밸브를 포함하고,
상기 공급 유닛은,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제1 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 제3 유로에 제공된 제어 밸브를 폐쇄하고,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제2 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 제2 유로에 제공된 제어 밸브를 폐쇄하도록 구성되는, 노광 장치.
제1항에 있어서,
상기 공급 유닛은, 상기 공간의 산소 농도가 상기 제1 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 제1 기체 및 상기 제2 기체를 혼합시킴으로써 얻어진 혼합 기체를 상기 공간에 공급하도록 구성되는, 노광 장치.
제1항에 있어서,
상기 공급 유닛은, 상기 공간의 산소 농도가 상기 제2 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 제1 기체 및 상기 제3 기체를 혼합시킴으로써 얻어진 혼합 기체를 상기 공간에 공급하도록 구성되는, 노광 장치.
제2항에 있어서,
상기 공급 유닛은 상기 제1 유로, 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로가 접속된 챔버를 포함하고,
상기 공급 유닛은,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제1 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 챔버의 내부에서 상기 제1 기체 및 상기 제2 기체를 혼합하여 혼합 기체를 생성하고,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제2 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 챔버의 내부에서 상기 제1 기체 및 상기 제3 기체를 혼합하여 혼합 기체를 생성하며,
상기 챔버의 내부에서 생성된 상기 혼합 기체를 상기 공간에 공급하도록 구성되는, 노광 장치.
제2항에 있어서,
상기 공급 유닛에서, 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로 중 하나에, 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로 중 다른 하나와 상기 제1 유로가 순차적으로 접속되어 있고,
상기 공급 유닛은,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제1 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 제1 기체 및 상기 제2 기체가 혼합된 혼합 기체를 생성하고,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제2 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 제1 기체 및 상기 제3 기체가 혼합된 혼합 기체를 생성하며,
생성된 상기 혼합 기체를 상기 공간에 공급하도록 구성되는, 노광 장치.
제2항에 있어서,
상기 공급 유닛에서, 상기 제1 유로, 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로 중 하나에, 다른 2개의 유로가 순차적으로 접속되어 있고,
상기 공급 유닛은,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제1 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 제1 기체 및 상기 제2 기체가 혼합된 혼합 기체를 생성하고,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제2 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 제1 기체 및 상기 제3 기체가 혼합된 혼합 기체를 생성하며,
생성된 상기 혼합 기체를 상기 공간에 공급하도록 구성되는, 노광 장치.
제6항에 있어서,
상기 공급 유닛은 상기 혼합 기체의 온도를 조정하도록 구성된 조정 유닛을 포함하는, 노광 장치.
제9항에 있어서,
상기 조정 유닛은 상기 혼합 기체가 통과하는 제4 유로를 포함하는, 노광 장치.
제10항에 있어서,
상기 제4 유로는 나선 형상으로 형성되어 있는, 노광 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 기체, 상기 제2 기체 및 상기 제3 기체는 상이한 온도로 조정되며,
상기 공급 유닛은 기체들을 혼합시킴으로써 상기 혼합 기체의 온도를 조정하는, 노광 장치.
제1항에 있어서,
상기 공간의 목표 산소 농도를, 상기 제1 산소 농도와 상기 제2 산소 농도로 설정할 수 있고, 설정된 산소 농도에 기초하여 상기 공급 유닛을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함하고,
상기 제어 유닛은,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제1 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 목표 산소 농도를 상기 제1 산소 농도로 설정하고,
상기 공간의 산소 농도가 상기 제2 산소 농도로 조정되는 경우, 상기 목표 산소 농도를 상기 제2 산소 농도로 설정하도록 구성되는, 노광 장치.
제1항에 있어서,
상기 기판은 감광제를 포함하는, 노광 장치.
물품의 제조 방법이며,
제1항에 따른 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 단계;
상기 노광하는 단계에서 노광된 기판을 현상하는 단계; 및
현상된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품의 제조 방법.
기판을 노광하는 노광 방법이며,
기체를 공급하도록 구성된 공급 유닛을 포함하는 노광 장치를 사용하여 기판 상의 공간의 산소 농도를 조정하여, 기판을 노광하는 단계를 포함하고,
상기 단계는,
상기 공급 유닛을 사용하여, 공기를 포함하는 제1 기체와, 공기보다 산소 농도가 높은 제2 기체를 상기 공간에 공급함으로써, 상기 공간의 산소 농도를, 공기의 산소 농도보다 높은 제1 산소 농도로 조정하여, 기판을 노광하는 단계와,
상기 공급 유닛을 사용하여, 공기를 포함하는 상기 제1 기체와, 공기보다 산소 농도가 낮은 제3 기체를 상기 공간에 공급함으로써, 상기 공간의 산소 농도를, 공기의 산소 농도보다 낮은 제2 산소 농도로 조정하여, 기판을 노광하는 단계를 포함하는, 노광 방법.
물품의 제조 방법이며,
제16항에 따른 노광 방법을 사용하여 기판을 노광하는 단계;
상기 노광하는 단계에서 노광된 기판을 현상하는 단계; 및
현상된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품의 제조 방법.