KR102550337B1 - 리소그래피 장치 및 냉각 방법 - Google Patents

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KR102550337B1
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 투영하도록 배치된 리소그래피 장치는 적어도 하나의 내부 벽을 포함하는 적어도 하나의 하우징; 적어도 하나의 내부 벽에 의하여 적어도 부분적으로 한정된 적어도 하나의 챔버 내에 배치되며, 방사선 빔을 받아들이도록 구성된 적어도 하나의 광학 구성 요소; 및 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 적어도 하나의 광학 구성 요소의 온도 미만의 온도로 냉각하도록 배치된 냉각 장치를 포함하고 있다.

Description

리소그래피 장치 및 냉각 방법
본 출원은 2017년 4월 11일에 출원된 유럽출원 제17165857.8호의 우선권을 주장하며, 이 출원의 내용은 전체적으로 본 명세서에서 인용 참조된다.
본 발명은 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 투영하도록 배치된 리소그래피 장치에 관한 것으로서, 특히 이러한 리소그래피 장치를 위한 냉각 방법 및 시스템에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상으로 원하는 패턴을 적용시키도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 패턴을 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)로부터 기판 상에 제공된 방사선-감응 물질(레지스트)의 층 상으로 투영할 수 있다.
패턴을 기판 상으로 투영하기 위해 리소그래피 장치에 의해 사용되는 방사선의 파장은 그 기판 상에 형성될 수 있는 피처의 최소 크기를 결정한다. 4 내지 20 ㎚ 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선인 EUV 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는 (예를 들어, 193㎚의 파장을 갖는 전자기 방사선을 사용할 수 있는) 종래의 리소그래피 장치보다 기판 상에 더 작은 피처를 형성하는데 사용될 수 있다.
방사선은 플라즈마를 사용하여 생성될 수 있다. 플라즈마는, 예를 들어 방사선 소스 내의 연료에 레이저 빔을 비춤으로써 생성될 수 있다. 결과적인 플라즈마는 EUV 방사선을 방출할 수 있다. 이러한 방사선 소스는 레이저 생성 플라즈마(LPP) 방사선 소스로 알려져 있다. 이러한 LPP 방사선 소스 내에서, 적어도 일부분은 플라즈마로 변환되지 않아 오염물의 방출을 야기할 수 있으며, 이는 리소그래피 장치 내로 이동할 수 있다. (물과 같은) 다른 오염물이 또한 리소그래피 장치 내에 존재할 수 있으며, 이는 리소그래피 장치의 (예를 들어, 렌즈, 미러, 윈도우 등과 같은) 광학 구성 요소 상에서 응축될 수 있다. 광학 구성 요소는 광학 표면을 갖는다는 점이 인식될 이해될 것이다. 용어 광학 구성 요소 및 광학 표면은 본 명세서에서 서로 교환 가능하게 사용될 수 있다. 미립자 오염물을 씻어 내고(flush) 및/또는 증착물과 반응하여 그에 의하여 리소그래피 장치에서 떠나 펌핑될 수 있는 휘발성 종(species)을 생성하기 위하여 수소와 같은 가스의 흐름이 리소그래피 장치 내로 유입될 수 있다.
이러한 가스의 사용은 많은 단점을 포함하고 있다. 예를 들어, 수소와 같은 일부 가스의 사용은 다층 미러의 일부 층과 같은, 리소그래피 장치 내에 사용된 일부 물질의 열화를 야기할 수 있다. 또한, 본 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, EUV 방사선은 수소 가스에 의해 흡수되어 기판에서의 감소된 전력을 야기한다. 마지막으로, 수소의 리소그래피 장치를 퍼지(purge)할 필요성은 동적 가스 록(dynamic gas lock; DGL) 및 수소 안전 취급 장비와 같은, 비교적 복잡하고 고가의 장치의 사용을 필요로 할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 제1 양태에 따르면, 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 투영하도록 배치된 리소그래피 장치가 제공된다. 리소그래피 장치는 적어도 하나의 하우징을 포함하고 있다. 적어도 하나의 하우징은 적어도 하나의 내부 벽을 포함하고 있다. 적어도 하나의 광학 구성 요소는 적어도 하나의 내부 벽에 의하여 적어도 부분적으로 한정된 적어도 하나의 챔버 내에 배치되며 방사선 빔을 받아들이도록 구성되어 있다. 리소그래피 장치는 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 적어도 하나의 광학 구성 요소의 온도 미만의 온도로 냉각하도록 배치된 냉각 장치를 포함하고 있어 냉각 장치의 사용 중에 하우징 내의 적어도 하나의 오염물이 광학 구성 요소에 대하여 내부 벽 상에 우선적으로 놓인다.
적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 적어도 하나의 광학 구성 요소의 온도 미만의 온도로 냉각시킴으로써, 오염물은 우선적으로 내부 벽 상에 놓일 것이며, 그에 의하여 광학 구성 요소의 오염을 감소시킨다. 이는 결과적으로 개선된 오버레이 정확도를 야기한다. 제1 양태의 리소그래피 장치는 또한 리소그래피 장치 내에서 수소의 감소된 수소 또는 제거를 허용한다. 리소그래피 장치의 내부 캐비티 내의, 예를 들어 수소 가스의 감소 또는 제거는 그렇지 않으면 보호 "캡핑(capping)" 층 없이는 사용할 수 없을 것이고 구성 요소의 수명을 향상시키는 물질의 사용을 허용한다.
냉각 장치는 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분과 적어도 하나의 광학 구성 요소 사이에 적어도 10 K 그리고 바람직하게는 적어도 40 K의 온도 차이를 제공하도록 배치될 수 있다. 큰 온도 차이를 제공함으로써, 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분 상에 존재하는 오염물의 증기압은 적어도 하나의 광학 구성 요소 상의 증기 압력보다 실질적으로 낮을 것이며, 이에 의하여 오염물이 대부분 내부 벽의 적어도 일부분에 남아있게 한다.
냉각 장치는 내부 벽의 적어도 일부분을 77 K 이하의 온도로 냉각시키도록 배치될 수 있다. 이렇게 하여, 1 bar의 압력에서 액체 질소 형태의 편리한 냉각재를 허용하면서 특히 적합한 온도 차이가 제공될 수 있다.
적어도 하나의 하우징은 방사선 빔을 조정하도록 구성된 조명 시스템; 방사선 빔의 횡단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지 구조체; 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및 패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
리소그래피 장치는 적어도 하나의 내부 벽에 의해 적어도 부분적으로 한정된 챔버 내에 초고 진공을 제공하도록 배치될 수 있다. 이렇게 하여, 리소그래피 장치 내의 가스에 의한 EUV 방사선 빔의 흡수가 최소화될 수 있다.
적어도 하나의 오염물은 탄화수소와 물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
냉각 장치는 액체 질소를 적어도 하나의 내부 벽에 제공하도록 배치될 수 있다.
적어도 하나의 광학 구성 요소는 미러, 렌즈, 기판 그리고 패터닝 디바이스를 포함하는 목록으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
리소그래피 장치는 적어도 하나의 추가 냉각 장치를 더 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 추가 냉각 장치는 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키도록 배치될 수 있다. 이렇게 하여 광학 구성 요소는 냉각되어 변형을 감소 또는 방지할 수 있다.
적어도 하나의 추가 냉각 장치는 기판을 냉각시키도록 배치된 기판 냉각 장치를 포함할 수 있다. 기판 냉각 장치는 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블을 냉각시키기 위해 배치될 수 있다.
기판 냉각 장치는 기판 테이블 내의 또는 기판 테이블과 열 연통하는 냉각재 컨테이너; 및 냉각재 컨테이너로의 해제 가능한 연결을 위해 배치되고, 냉각재를 냉각재 컨테이너로 제공하도록 그리고 사용된 냉각재를 냉각재 컨테이너로부터 배출시키도록 배치된 냉각재 공급 장치를 포함할 수 있다. 이렇게 하여, 기판은 기판의 노광 중에 스캐닝 작동을 허용하면서 냉각될 수 있다.
냉각재 컨테이너는 30 bar의 압력에서 액체 질소를 유지하도록 배치될 수 있다. 이렇게 하여 기판은 약 123 K의 온도로 냉각될 수 있다. 123 K는 실리콘의 열팽창 계수의 제로-크로싱(zero-crossing) 온도이다. 이와 같이, 이 배치는 사용 중에 기판의 매우 낮은 열팽창을 제공한다.
적어도 하나의 광학 구성 요소는, 조명 시스템 내의 하나 이상의 광학 구성 요소; 패터닝 디바이스; 및 투영 시스템 내의 하나 이상의 광학 구성 요소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 광학 구성 요소는 열팽창 계수의 제로-크로싱(zero-crossing) 온도를 갖는 물질을 포함할 수 있으며, 냉각 장치는 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키도록 배치되어 적어도 하나의 광학 구성 요소는 리소그래피 장치의 노광 작동 동안 제로-크로싱 온도 주위의 설정된 온도 범위 내에서 유지된다.
적어도 하나의 광학 구성 요소는 실리콘으로 구성될 수 있다.
적어도 하나의 추가 냉각 장치는 리소그래피 장치의 노광 작동 전에 적어도 하나의 광학 구성 요소를 약 122 내지 125 K의 온도로 냉각시키도록 배치될 수 있다.
적어도 하나의 추가 냉각 장치는 액체 질소를 적어도 하나의 광학 구성 요소에 또는 적어도 하나의 광학 구성 요소와 열 접촉하는 구성 요소에 제공하도록 배치될 수 있다.
리소그래피 장치는 EUV 방사선 빔 형태의 방사선 빔을 생성하도록 배치된 소스를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에서는 또한 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 투영하도록 배치된 리소그래피 장치의 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 냉각시키는 것을 포함하는 방법이 설명되어 있으며, 냉각시키는 것은 적어도 하나의 내부 벽에 의하여 적어도 부분적으로 한정된 적어도 하나의 챔버 내에 배치된, 방사선 빔을 받아들이도록 구성된 적어도 하나의 광학 구성 요소의 온도 미만의 온도로 냉각시키는 것을 포함하며; 그리고 냉각시키는 것은 냉각 동안 챔버 내의 적어도 하나의 오염물이 광학 구성 요소에 대해 내부 벽 상에 우선적으로 놓이도록 한다.
적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 냉각시키는 것은 리소그래피 장치의 노광 작동 전에 수행될 수 있다.
적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 냉각시키는 것은 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분과 적어도 하나의 광학 구성 요소 사이에 적어도 10 K의 온도 차이를 제공할 수 있으며 적어도 40 K의 온도 차이를 제공할 수 있다.
적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 냉각시키는 것은 내부 벽의 적어도 일부분을 77 K 이하의 온도로 냉각시킬 수 있다.
냉각은 적어도 하나의 내부 벽에 의해 적어도 부분적으로 한정된 챔버 내에 초고 진공을 제공할 수 있다.
적어도 하나의 오염물은 탄화수소와 물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 냉각시키는 것은 액체 질소를 적어도 하나의 내부 벽에 제공하는 것을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 광학 구성 요소는 미러, 렌즈, 기판 그리고 패터닝 디바이스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 방법은 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것을 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것은 기판을 냉각시키는 것을 포함할 수 있다. 기판을 냉각시키는 것은 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블을 냉각시키는 것을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것은 리소그래피 장치의 노광 작동 동안 적어도 하나의 광학 구성 요소가 광학 구성 요소의 열팽창 계수의 제로-크로싱 온도 주위의 설정된 온도 범위 내에서 유지되도록 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각하는 것을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것은 리소그래피 장치의 노광 작동 전에 적어도 하나의 광학 구성 요소를 약 122 내지 125 K의 온도로 냉각시키는 것을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것은 액체 질소를 적어도 하나의 광학 구성 요소에 또는 적어도 하나의 광학 구성 요소와 열 접촉하는 구성 요소에 제공하는 것을 포함할 수 있다.
본 방법은 리소그래피 장치의 노광 작동 전에, 적어도 하나의 광학 구성 요소와 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분 간의 온도 차이를 증가시키기 위해 적어도 하나의 광학 구성 요소를 가열하는 것을 더 포함할 수 있다.
적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것은 적어도 하나의 광학 구성 요소의 가열 후에 일어날 수 있다.
본 명세서에 설명된 다른 배치에 따르면, 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 투영하도록 배치된 리소그래피 장치가 제공되며, 본 리소그래피 장치는 방사선 빔을 받아들이도록 구성된 적어도 하나의 광학 구성 요소; 및 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키도록 배치된 적어도 하나의 냉각 장치를 포함하고, 적어도 하나의 광학 구성 요소는 열팽창 계수의 제로-크로싱 온도를 갖는 물질을 포함하며, 적어도 하나의 냉각 장치는 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키도록 배치되어 적어도 하나의 광학 구성 요소는 리소그래피 장치의 노광 작동 동안 제로-크로싱 온도 주위의 설정된 온도 범위 내에서 유지된다.
일부 실시예에서, 광학 구성 요소의 물질의 제로-크로싱 온도에서,
Figure 112019114817062-pct00001
이며,
여기서, T는 온도, α는 열팽창 계수, 그리고 k는 물질의 열전도도이다.
적어도 하나의 광학 구성 요소는 미러, 렌즈, 기판 그리고 패터닝 디바이스를 포함하는 목록 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 광학 구성 요소는 실리콘으로 구성될 수 있다.
적어도 하나의 냉각 장치는 리소그래피 장치의 노광 작동 전에 적어도 하나의 광학 구성 요소를 약 122 내지 125 K의 온도로 냉각시키도록 배치될 수 있다.
적어도 하나의 냉각 장치는 리소그래피 장치의 노광 작동 동안에 적어도 하나의 광학 구성 요소를 약 123 K의 온도로 냉각시키도록 배치될 수 있다.
적어도 하나의 냉각 장치는 기판을 냉각시키도록 배치된 기판 냉각 장치를 포함할 수 있다.
기판 냉각 장치는 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블을 냉각시키도록 배치될 수 있다.
기판 냉각 장치는 기판 테이블 내의 또는 기판 테이블과 열 연통하는 냉각재 컨테이너; 및 냉각재 컨테이너로의 해제 가능한 연결을 위해 배치되고, 냉각재를 냉각재 컨테이너로 제공하도록 그리고 사용된 냉각재를 냉각재 컨테이너로부터 배출시키도록 배치된 냉각재 공급 장치를 포함할 수 있다.
냉각재 컨테이너는 액체 질소를 30 bar의 압력에서 유지하도록 배치될 수 있다.
하나 이상의 냉각 장치는 액체 질소를 하나 이상의 광학 구성 요소에 또는 하나 이상의 광학 구성 요소와 열 접촉하는 구성 요소에 제공하도록 배치될 될 수 있다.
앞선 또는 다음의 설명에서 설명되는 하나 이상의 양태 또는 특징은 하나 이상의 다른 양태 또는 특징과 조합될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
본 발명의 실시예가 이제 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다:
도 1은 본 명세서에서 설명된 실시예에 따른 리소그래피 장치를 포함하는 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 본 명세서에서 설명된 실시예에 따른 도 1의 리소그래피 장치의 일루미네이터를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 물의 증기압이 압력에 따라 어떻게 변하는지를 도시하는 그래프이다.
도 4는 본 명세서에서 설명된 실시예에 따른 소그래피 장치의 투영 시스템을 위한 냉각 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
도 5는 본 명세서에서 설명된 실시예에 따른 기판 냉각 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
도 6은 본 명세서에서 설명된 실시예에 따른 기판 냉각 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
도 7은 본 명세서에서 설명된 실시예에 따른 패터닝 디바이스 냉각 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
도 8은 본 명세서에서 설명된 실시예에 따른 조명 시스템을 위한 냉각 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
도 9는 본 명세서에서 설명된 실시예에 따른 복수의 냉각 장치를 포함하고 있는 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)의 하나 이상의 내부 벽(2, 3, 4, 5)을 리소그래피 장치(LA)의 내부 벽(2 내지 5) 내에 위치된 하나 이상의 구성 요소의 온도 미만의 온도로 냉각시키도록 작동 가능한 냉각 장치(1)를 포함하는 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시하고 있다. 예를 들어, 그리고 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 냉각 장치(1)는 리소그래피 장치(LA)의 하나 이상의 내부 벽(2 내지 5)을 미러, 렌즈, 마스크(예를 들어 레티클), 기판(예를 들어, 웨이퍼) 등과 같은 방사선 수용 구성 요소의 온도 미만의 온도로 냉각시키도록 작동 가능할 수 있다. 리소그래피 시스템은 또한 방사선 소스(SO)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 방사선 소스(SO)는, 예를 들어 극자외선(EUV) 방사선 빔(B)일 수 있는 방사선 빔(B)을 생성하도록 구성되어 있다. 방사선 소스는, 예를 들어 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스로 지칭되는 유형일 수 있지만, 방전 생성 플라즈마(DPP) 또는 자유 전자 레이저 기반(FEL) 소스를 포함하는 임의의 적절한 유형일 수 있다. 리소그래피를 위한 적절한 방사선 빔 소스는 당 업계에 공지되어 있으며 여기서는 상세하게 논의되지 않는다.
리소그래피 장치(LA)는 내부 벽(2)을 갖는 하우징을 갖는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)를 지지하도록 구성되며 패터닝 디바이스와 함께 내부 벽(4)을 갖는 하우징 내에 위치된 지지 구조체(MT), 내부 벽(3)을 갖는 하우징을 갖는 투영 시스템(PS) 및 기판(W)을 지지하도록 구성되며 기판과 함께 내부 벽(5)을 갖는 하우징에 위치된 기판 테이블(WT)을 포함하고 있다. 조명 시스템(IL)은 방사선 빔이 패터닝 디바이스(MA)에 입사하기 전에, 받아들여진 방사선 빔(B)을 조정하도록 구성된다. 투영 시스템은 (지금 마스크(MA)에 의하여 패터닝된) 방사선 빔(B)을 기판(W) 상으로 투영하도록 구성되어 있다. 기판(W)은 이전에 형성된 패턴을 포함할 수 있다. 이 경우에, 리소그래피 장치는 패터닝된 방사선 빔(B)을 기판(W) 상에 미리 형성된 패턴과 정렬시킨다.
방사선 소스(SO), 조명 시스템(IL), 투영 시스템(PS), 지지 구조체(MT), 마스크(MA), 기판 테이블(WT) 및/또는 기판(W)은 모두 (예를 들어, 그의 하우징을 통해) 외부 환경으로부터 격리될 수 있도록 구성 및/또는 배치될 수 있다. 대기압 미만의 압력의 가스 (예를 들어 수소)가 방사선 소스(SO)에 제공될 수 있다. 하나 이상의 조명 시스템(IL) 내에 (예를 들어, 내부 벽(2) 내) 및/또는 투영 시스템(PS) 내에 (예를 들어, 내부 벽(3) 내) 진공이 제공될 수 있다. 대기압보다 훨씬 낮은 압력에서의 소량의 가스 (예를 들어 수소)가 (예를 들어, 내부 벽(2) 내의) 하나 이상의 조명 시스템(IL) 및/또는 (예를 들어, 내부 벽(3) 내의) 투영 시스템(PS) 내에 제공될 수 있으며, 그러나 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 본 명세서에 설명된 일부 실시예는 이러한 가스가 제공될 필요성을 감소시키거나 제거한다.
내부 벽(2 내지 5)이 도 1에 도시되어 있지만, 리소그래피 장치의 하우징이 도시되지 않은 (외부 벽과 같은) 다른 벽을 포함할 수 있다는 점이 인식될 것이다. 예를 들어, 실시예에서, 리소그래피 장치의 하우징은 하나 이상의 내부 벽(2 내지 5)과 외부 벽 사이에 위치된 하나 이상의 열 차폐부를 포함할 수 있다. 도 2를 참고하면, 일루미네이터(IL)가 외부 벽(15)과 함께 개략적으로 보여지고 있다. 표현의 편의를 위하여, 외부 벽이 일루미네이터(IL)를 둘러싸고 있는 것으로 보여지고 있지만, 외부 벽은 투영 시스템(PS)과 같은 리소그래피 장치의 다른 구성 요소를 둘러쌀 수 있으며 또한 전체 리소그래피 장치(LA)를 둘러쌀 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 내부 벽(2)과 외부 벽(15) 사이에 열 차폐부(16)가 위치되어 있다. 연속적인 베리어로서 도시되어 있지만, 열 차폐물은 임의의 적절한 방식으로 형성될 수 있으며 하나 이상의 벽 또는 플레이트를 포함할 수 있다는 점이 인식될 것이다. 외부 벽(15)은 주위 온도 (예를 들어 300 K)에 있을 수 있다. 열 차폐부(16)는 외부 벽(15)의 온도와 내부 벽(2)의 온도 사이의 온도로 냉각될 수 있다. 예를 들어, 냉각 장치(17)는 열 차폐부(16)를 냉각시키도록 배치될 수 있다. 도 2에서는 개별적으로 도시되어 있지만, 냉각 장치(17)와 냉각 장치(1)는 동일한 냉각 장치에 의해 제공될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 열 차폐부(16)를 중간 온도로 냉각시킴으로써, 열 차폐부(16)는 내부 벽(2)의 방사선 부하를 감소시키며, 그에 의하여 내부 벽(2)의 냉각을 용이하게 한다. 열 차폐부(16)는 임의의 적합한 물질로 제조될 수 있다. 열 차폐부(16)는 적외 방사선에 대해 높은 반사성일 수 있으며, 그에 의하여 열 차폐부(16)로부터 내부 벽(2)으로 방출되는 적외 방사선을 감소시킨다. 다른 열 차폐부가 리소그래피 장치(LA)의 다른 구성 요소 주위에 제공될 수 있다는 점이 인식될 것이다.
리소그래피 장치(LA)는 도 1에 도시된 것과 상이한 하우징 배치를 포함할 수 있다는 점이 더 인식될 것이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 도시된 하나 이상의 하우징이 존재하지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 2개 이상의 개별 하우징 내의 도시된 구성 요소들이 동일 하우징 내에 제공될 수 있으며, 그 반대도 가능하다. 예를 들어, 실시예에서, 리소그래피 장치는 리소그래피 장치의 모든 광학 구성 요소를 둘러싸는 내부 벽을 갖는 단일 하우징을 포함할 수 있다.
방사선 빔(B)은 방사선 소스(SO)로부터 조명 시스템(IL)으로 나아가며, 조명 시스템은 방사선 빔을 조정하도록 구성되어 있다. 조명 시스템(IL)의 내부 벽(2) 내에, 패싯식 필드(faceted field) 미러 디바이스(10)와 패싯식 퓨필(faceted pupil) 미러 디바이스(11)가 포함될 수 있다. 패싯식 필드 미러 디바이스(10)와 패싯식 퓨필 미러 장치(11)는 함께 방사선 빔(B)에 원하는 횡단면 형상과 원하는 각도 분포를 제공한다. 방사선 빔(B)은 조명 시스템(IL)에서 나아가며 지지 구조체(MT)에 의해 유지되는 패터닝 디바이스(MA)에 입사된다. 패터닝 디바이스(MA)는 방사선 빔(B)을 반사하고 패터닝한다. 조명 시스템(IL)은 패싯식 필드 미러 디바이스(10) 및 패싯식 퓨필 미러 디바이스(11)에 더하여 또는 이 대신에 다른 미러 또는 디바이스를 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스(MA)로부터의 반사 후에 패터닝된 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)으로 들어간다. 투영 시스템의 내부 벽(3) 내에, 기판 테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 상으로 방사선 빔(B)을 투영하도록 구성된 복수의 미러(13, 14)가 있을 수 있다. 투영 시스템(PS)은 방사선 빔에 축소 인자(reduction factor)를 적용할 수 있어, 패터닝 디바이스(MA) 상의 대응 피처보다 작은 피처를 갖는 이미지를 한다. 예를 들어, 4의 축소 인자가 적용될 수 있다. 투영 시스템(PS)은 도 1에서 2개의 미러(13, 14)를 갖고 있지만, 투영 시스템은 임의의 수의 미러 (예를 들어, 6개의 미러)를 포함할 수 있다.
도 1에 보여지고 있는 방사선 소스(SO)는 도시되지 않은 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 필터가 방사선 소스 내에 제공될 수 있다. 스펙트럼 필터는 EUV 방사선에 대해서는 실질적으로 투과성일 수 있지만 적외선과 같은 다른 파장의 방사선에 대해서는 실질적으로 차단할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 냉각 장치(1)는 리소그래피 장치(LA)의 하나 이상의 내부 벽을 원하는 온도로 냉각시키도록 배치되어 있다. 도 1에 도시된 예에서, 냉각 장치(1)는 하나 이상의 내부 벽(2 내지 5)을 냉각시키도록 배치되어 있다. 일 실시예에서, 냉각 장치(1)는 내부 벽(2 내지 5)을 내부 벽 내에 수용된 구성 요소의 온도 미만의 온도로 냉각시키도록 배치되어 있다. 예를 들어, 냉각 장치(1)는 내부 벽(2)을 미러(10, 11)의 온도 미만의 온도로 냉각시키도록, 내부 벽(3)을 미러(13, 14)의 온도 미만의 온도로 냉각시키도록, 내부 벽(4)을 패터닝 디바이스(MA)와 지지 구조체(MT)의 온도 미만의 온도로 냉각시키도록, 그리고 내부 벽(5)을 기판 테이블(WT)과 기판(W)의 온도 미만의 온도로 냉각시키도록 배치될 수 있다. 보다 대체적으로, 냉각 장치(1)는 내부 벽(2 내지 5)을 리소그래피 장치의 광학 구성 요소의 온도 미만의 온도로 냉각시키도록 배치될 수 있다.
내부 벽(2 내지 5)을 그 내부 벽 내에 수용된 구성 요소의 온도 미만의 온도로 냉각시킴으로써, 리소그래피 장치(LA) 내의 표면 상에 응축물을 형성하는 오염물은 내부 벽(2 내지 5) 내에 수용된 구성 요소에 응축되기 보다는, 내부 벽(2 내지 5)에 우선적으로 응축될 것이다. 이렇게 하여, 리소그래피 장치(LA)의 광학 표면 (예를 들어, 방사선 빔(B)과 상호 작용하는 표면)의 오염이 상당히 감소된다. 광학 표면에서의 응축을 감소시키거나 제거하기 위하여, 내부 벽(2 내지 5)의 온도는 바람직하게는 광학 구성 요소의 온도보다 실질적으로 낮다. 광학 구성 요소와 내부 벽(2 내지 5) 사이의 차이는 광학 구성 요소와 비교하여 벽(2 내지 5)의 상이한 온도에 대한 증기 압력 차이로 표현될 수 있다. 당업자에 의하여 인식될 바와 같이, 증기 압력 차이는 클라우지우스 클라페롱 방정식(Clausius-Clapeyron equation)에 의해 결정된다.
내부 벽(2 내지 5) 내에 수용된 구성 요소의 온도 미만의 온도로 내부 벽(2 내지 5)을 냉각시킴으로써 달성되는 오염의 감소는 가스 기반 오염물 감소 메커니즘에 대한 필요성이 감소되거나 제거될 수 있도록 한다. 예를 들어, 공지된 리소그래피 장치에서 가스 (예를 들어, 수소)의 흐름이 리소그래피 장치(LA)로부터 오염물을 씻어 내기 위하여 이용될 수 있는 반면에, 본 발명의 실시예에서는 응축물이 내부 벽(2 내지 5)의 더 차가운 표면에 우선적으로 그리고 비문제적으로 형성되기 때문에 이러한 가스 흐름에 대한 필요성은 감소되거나 제거된다.
일부 실시예에서, 리소그래피 장치의 광학 표면 상의 응축된 물질의 양의 추가 감소는 내부 벽(2 내지 5)을 냉각시키면서 광학 표면을 가열함으로써 달성된다. 예를 들어, 실시예에서, 광학 표면은 100℃의 온도로 가열될 수 있다. 일부 실시예에서, 내부 벽(2 내지 5)이 낮은 정상 상태 온도에 도달하고 모든 휘발성 종 (불활성 기체를 제외하고, H2 및 보다 적지만 N2 및 02)이 벽(2 내지 5) 상에 응축되면, 광학 표면의 가열이 중단되어 광학 구성 요소 상에서의 응축물의 형성의 위험 없이 (위에서 설명된 바와 같이) 광학 구성 요소의 온도가 주변 작동 온도로 회복되거나 더 낮은 온도로 냉각되는 것을 허용할 수 있다. 따라서 일부 실시예에서, 리소그래피 장치의 하나 이상의 광학 구성 요소는 광학 구성 요소의 온도를 상승시키기에 적합한 히터를 구비할 수 있다.
리소그래피 장치(LA)의 내부 캐비티 (예를 들어, 내부 벽(2 내지 5)에 의해 형성된 캐비티) 내로부터의, 예를 들어 수소 가스의 감소 또는 제거는 그렇지 않으면 (보호 "캡핑" 층 없이) 사용할 수 없는 캐비티 내에서 물질이 사용될 수 있도록 하는 것이며 또한 구성 요소의 수명이 개선되도록 한다. 예를 들어, 일루미네이터(IL) 및 투영 시스템(PS) 내에서, 미러(10 내지 14)는 다층 미러를 포함할 수 있다. 공지된 리소그래피 장치에서, 이러한 다층 미러의 층을 형성하기 위해 사용될 수 있는 물질의 선택은 일루미네이터(IL)와 투영 시스템(PS) 내의 수소 가스의 존재에 의해 제한된다. 수소 및/또는 EUV 광자 유도 수소 플라즈마와의 물질의 반응성에도 불구하고 특정 물질을 사용하는 것이 바람직한 경우, 이러한 물질은 수명을 증가시키기 위해 보호 "캡핑(capping)" 층을 구비할 수 있다. 그러나 EUV 방사선은 특히 강하게 흡수되며, 이러한 캡핑 층은 리소그래피 장치의 후속 구성 요소, 특히 기판(W)으로 향하는 EUV 방사선의 양을 감소시킬 수 있다.
유사하게, 공지된 리소그래피 장치에서, 패터닝 디바이스(MA)는 펠리클 (도시되지 않음)로 알려진 막에 의하여 오염으로부터 보호될 수 있다. 펠리클은, 예를 들어 폴리실리콘(pSi) 필름과 같은 물질로 형성될 수 있다. 폴리실리콘(pSi) 필름은 EUV 방사선에 대해 대체로 투명하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 펠리클은 ㎚ 층 두께 당 0.17 %의 투과 손실을 가질 수 있다. 펠리클은 대안적으로 EUV 방사선에 대해 대체로 투명하게 만들어질 수 있는 일부 다른 물질, 예를 들어 그래핀, 실리센 등으로부터 형성될 수 있다. 펠리클 자체는 Si3N4와 같은 캡핑 층에 의해 보호되어 펠리클에 미치는 수소 라디칼, 플라즈마 및 미량의 산소의 영향을 감소시킬 수 있다. 그러나, 위에서 지적한 바와 같이, EUV 방사선은 물질에 의해 쉽게 흡수되기 때문에, 캡핑 층의 부가는 패터닝 디바이스(MA)로부터 투영 시스템(PS)으로 나아가는 EUV 방사선의 양을 감소 (전형적으로 Si3N4 캡핑 층에 대해 ㎚ 당 0.86 % 투과 손실)시킨다. 벽(4)을 패터닝 디바이스(MA) 및 지지 구조체(MT)의 온도 미만의 온도로 냉각시킴으로써, 오염물이 우선적으로 내부 벽(4)에 상에서 응축될 것이며, 펠리클에 대한 필요성을 줄인다. 패터닝 디바이스(MA)의 표면에 입사될 수 있는 이미징 입자의 유해한 영향을 방지하기 위해 펠리클이 여전히 필요한 경우, 내부 벽(4) 내의 수소의 제거 또는 감소는 펠리클 상의 캡핑 층에 대한 필요성을 감소시키며, 그에 의하여 펠리클의 EUV 투과율을 개선하고, 펠리클의 구조를 보다 간단하고 덜 비싸게 만들며 또한 펠리클의 작동 수명을 연장시킨다.
유사하게, 리소그래피 장치(LA) 내의 금속은 수소 취화(embrittlement)의 대상일 수 있으며, 그렇지 않으면 (바나듐, 니켈 및 티타늄의 합금을 포함하는) 유리한 물질의 사용을 어렵게 한다. 리소그래피 장치 내에서 수소의 감소 (또는 제거)를 허용함으로써, 본 명세서에서 설명된 실시예는 이러한 물질이 사용되는 것을 가능하게 한다. 단지 예로서, 본 명세서에서 설명된 실시예는 매니폴드 형성에서 티타늄과 같은 물질의 사용을 허용한다.
유사하게, 내부 벽(2 내지 5)의 구성에 사용하기 위한 물질의 선택이 확장될 수 있어서, 우수한 열 전도도를 갖는 물질의 선택을 허용하며, 그에 의하여 내부 벽(2 내지 5) 내에 수용된 구성 요소의 온도 미만의 온도로의 내부 벽(2 내지 5)의 보다 효율적인 냉각을 허용함으로써 "선순환(virtuous circle)"을 제공한다.
하나의 특히 유리한 실시예에서, 냉각 장치(1)는 내부 벽(2 내지 5)을 약 77 K 이하의 온도로 냉각시키도록 배치되어 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 2개의 표면 사이의 증기 압력의 차이는 클라우지우스 클라페롱 방정식에 좌우된다. 도 3은 물의 증기 압력 (y축)이 온도 (x 축)에 따라 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프이다. 도 3으로부터, 77 K의 온도를 갖는 표면 상의 물의 증기 압력이 약 123 K의 온도를 갖는 표면 상의 물의 증기 압력보다 1012 배 이상 작다는 것을 알 수 있다. 아래에 더 상세히 설명될 바와 같이, 일부 실시예에서 광학 구성 요소를 약 123 K의 온도로 냉각시키는 것이 바람직하다. 이를 고려해 볼 때, 그리고 액체 질소가 1 bar에서 77 K의 온도를 갖고 있다는 점을 고려해 볼 때, 내부 벽(2 내지 5)을 77 K의 온도로 냉각하는 것이 특히 유리하다.
그러나, 내부 벽(2 내지 5)이 다른 온도로 냉각되어 내부 벽(2 내지 5)과 광학 구성 요소 사이의 온도 차이를 제공할 수 있다는 점이 인식될 것이다. 예를 들면, 내부 벽(2 내지 5)은 100 K까지 냉각될 수 있고, 광학 구성 요소는 300 K에서 유지될 수 있어, 내부 벽(2 내지 5) 상에서의 수증기의 응축을 야기한다.
실시예에서, 광학 구성 요소와 내부 벽(2 내지 5) 사이에 적어도 20 K, 바람직하게는 적어도 40 K의 온도 차이가 유지된다.
실시예에서, 내부 벽(2 내지 5)은 광학 구성 요소를 주변 온도에서 유지하거나 광학 구성 요소를 주변 온도를 넘는 온도로 가열하면서 먼저 냉각된다. 원치 않는 휘발성 종(species)이 차가운 벽(2 내지 5) 상에서 응축되면, (가열될 때) 광학 구성 요소의 온도는 실온으로 회복되거나 (이하에보다 상세히 설명되는 바와 같이) 더 낮은 온도로 냉각된다. 이렇게 하여, 냉각될 필요가 있는 내부 벽의 양이 감소될 수 있다. 즉, 광학 구성 요소를 가열함으로써 (또는 광학 구성 요소를 실온에서 유지함으로써), 오염물이 내부 벽(2 내지 5) 상에 응축되는 것을 허용하는 내부 벽과 광학 구성 요소 간에 더 큰 온도 차이가 얻어질 수 있다. 수 있다. 오염물이 내부 벽(2 내지 5) 상에 응축되면, 광학 구성 요소는 아래에서 설명된 바와 같이 냉각될 수 있다.
벽(2 내지 5)을 약 77 K의 온도로 냉각시키기 위해, 냉각 장치(1)는 액체 질소 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각 장치(1)는 개략적으로 도시된 도관(2' 내지 5')을 통해 액체 질소를 펌핑하도록 배치될 수 있다. 액체 질소는 내부 벽(2 내지 5)의 외부 표면과 접촉하는 또는 내부 벽(2 내지 5)을 통과하는 채널 (도시되지 않음)을 통해 펌핑될 수 있다. 냉각 장치(1)는 리소그래피 장치(LA)의 하나 이상의 내부 벽(2 내지 5)을 냉각시키기에 적합한 임의의 방식으로 배치될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 내부 벽(2 내지 5)에 제공되는 필요한 냉각재 (예를 들어, 액체 질소)의 체적은 내부 벽(2 내지 5)의 열 부하에 좌우될 수 있다는 점이 인식될 것이다. 이 열 부하는 결과적으로 예를 들어 단열재, 및 내부 벽의 구조/물질 그리고 수행되는 스캐닝 작동 기간을 포함하는 다수의 고려 사항에 좌우된다.
도 1에서 단일 박스로 개략적으로 도시되어 있는 반면에, 냉각 장치(1)가 복수의 구성 요소를 포함할 수 있다는 점이 인식될 것이다. 예를 들어, 냉각 장치(1)는 냉각 장치가 피드백 제어-루프 하에서 작동할 수 있게 하는 하나 이상의 온도 센서를 포함할 수 있다.
조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS) 내에서 사용되는 수소의 양이 감소될 수 있다는 점이 위에서 설명되었다. 일 실시예에서, 초고 진공 (즉, 약 10-7 Pa 미만의 압력)이 내부 벽(2 내지 5)에 의해 한정된 하나 이상의 캐비티 내에서 유지될 수 있다. 리소그래피 장치(LA)의 하나 이상의 내부 벽(2 내지 5)이 약 77 K로 냉각되는 경우, 이 내부 벽은 내부 벽 상의 응축을 통해 가스와 증기를 트랩핑(trapping)함으로써 "극저온 펌프(cryopump)"의 역할을 할 것이며, 그에 의하여 내부 벽에 의해 한정된 캐비티 내의 초고 진공 환경의 생성을 돕는다. 다른 실시예에서, 내부 벽들은 상이한 온도로 냉각된다. 실제로, 가스가 냉각된 표면에서 응축될 온도는 특정 가스에 좌우될 것이며, 그와 같이 온도는 예상되는 오염물에 따라 선택될 수 있다. 다른 실시예에서, 내부 벽은 모든 오염물에 대한 극저온 펌핑을 제공하기에 충분히 냉각되지 않지만, 실질적으로 모든 가스 및 증기에 대해 적어도 극저온 트랩핑을 제공하기에 충분히 냉각된다. 극저온 트랩핑(cryotrapping)은 가스가, 내부 벽 상에서 응축되지 않으면서 가스의 운동 에너지를 고갈시키고 그에 의하여 리소그래피 장치(LA) 내의 다른 표면의 오염을 방지하기에 충분한 시간 동안 내부 벽 상에 존재하게 되는 공정을 지칭한다.
내부 벽이 액체 질소의 사용을 통하여 냉각될 수 있는 반면에, 다른 냉각 메커니즘이 사용될 수 있다는 점이 인식될 것이다. 예를 들어, 헬륨 또는 수소 냉각이 또한 사용될 수 있다. 내부 벽(2 내지 5)이 광학 구성 요소 (예를 들어, 미러(10 내지 15), 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W))을 완전히 또는 실질적으로 둘러싸고 있는 것이 도 1에 개략적으로 도시되어 있는 반면에, 일부 실시예에서, 내부 벽(2 내지 5)의 일부만이 냉각된다는 점이 더 인식될 것이다. 일루미네이터(IL)를 예시적으로 참조하면, 내부 벽(2)의 전체를 냉각시키기보다는 내부 벽(2)의 일부만이 냉각될 수 있다. 예를 들어, 미러(10, 11) 부근에 있는 내부 벽(2)의 부분들이 냉각될 수 있다.
리소그래피 장치(LA)의 내부 구성 요소의 적어도 일부가 내부 벽(2 내지 5)의 적어도 일부보다 더 따뜻한 온도로 유지되지만, 그럼에도 불구하고 이러한 내부 구성 요소를 냉각시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 미러 상의 방사선 빔(B)의 입사에 의하여 야기되는 가열로 인한 열팽창을 방지하기 위해 (미러(10 내지 14)와 같은) 하나 이상의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것이 바람직할 수 있다. 유리하게는, 내부 벽(2, 3)이 미러(10 내지 14)보다 차가운 예시적인 실시예에서, 미러(10 내지 14)는 방사선을 통해 냉각될 것이다. 유사하게, 내부 벽(4, 5)이 패터닝 디바이스(MA), 지지 구조체(MT), 기판 테이블(WT) 및 기판(W)의 온도 미만의 온도로 냉각되는 경우, 패터닝 디바이스(MA), 지지 구조체(MT), 기판 테이블(WT) 및 기판(W)은 방사선을 통해 냉각될 것이다. 이와 같이, 리소그래피 장치(LA)의 내부 벽(2 내지 5)을 냉각시키는 것은 (아래에 설명된) 미러(10 내지 14), 패터닝 디바이스(MA), 지지 구조체(MT), 기판 테이블(WT) 및 기판(W)을 냉각시키기 위해 배치된 냉각 시스템과 같은 다른 냉각 시스템의 부담을 감소시킨다.
방사선을 통한 냉각에 더하여, 리소그래피 장치(LA)의 구성 요소 자체가 능동적으로 냉각될 수 있다. 리소그래피 장치(LA)의 구성 요소를 능동적으로 냉각하는 것은, 예를 들어 사용 동안 이 구성 요소의 변형을 감소시킬 수 있다. 일반적으로, (미러(10 내지 14), 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)과 같은) 리소그래피 장치의 광학 구성 요소들이 방사선 빔(B)과의 상호 작용에 의해 가열됨에 따라, 이 광학 구성 요소들은 변형을 겪게 된다. 광학 구성 요소의 변형은 리소그래피 장치의 광학 성능을 저하시킬 수 있으며, 이는 결과적으로 기판(W) 상에 피처가 형성되는 정확도를 저하시킬 수 있다.
리소그래피 장치(LA) 내의 (미러(10 내지 14)와 같은) 광학 구성 요소 미국 뉴욕주 Corning Incorporated에 의해 제조된 초저 팽창 (ULE®) 글라스로 구성되는 것으로 알려져 있다. ULE 글라스는 소위 "제로 크로싱 온도" (zero crossing temperature; ZCT)에서 0의 열팽창 계수(CTE)를 갖는다. 특정 ULE 글라스의 ZCT는 이 ULE 글라스의 특정 구성에 따라 달라질 수 있으며 의도적으로 어느 정도 조정될 수 있다. 그러나 ULE의 열전도율은 상대적으로 낮다 (그의 ZCT에서 대략 1.3W/m/K). 이와 같이, ZCT에서 ULE 글라스로 구성되는 구성 요소를 유지하는 것은 어렵다. 즉, ULE 글라스 구성 요소는 방사선 빔(B)과의 상호 작용을 통해 열을 흡수함에 따라, 그 흡수된 열을 배출하는 것이 비교적 어렵다. 따라서 ULE 글라스로 구성된 미러조차도 변형을 경험할 수 있다.
더욱이, 제로-크로싱 온도가 (상이한 ULE 글라스로 구성된) 상이한 구성 요소에 대하여 달라질 수 있지만, 제로-크로싱 온도가 단일 구성 요소에 걸쳐 변하여, 전체 구성 요소를 제로-크로싱 온도에서 유지하는데 있어 추가적인 어려움으로 이어진다는 것이 또한 알려져 있다..
실시예에서, 리소그래피 장치 내의 광학 구성 요소는 물질의 ZCT에서 0의 CTE를 갖지만, 1.3 W/m/K보다 높은 열전도도를 갖는 물질로 구성된다. 바람직하게는, ZCT 및 CTE는 광학 구성 요소 전체에 걸쳐 균일하다. 용어 광학 구성 요소는 방사선 빔(B)이 구성 요소에 직접 입사하지 (그리고 절대 입사하지) 않을 수 있지만 기판 테이블(WT) 및 지지 구조체(MT)를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
특히 유리한 실시예에서, 하나 이상의 광학 구성 요소는 실리콘으로 형성된다. 투영 시스템(PS)의 예시적인 배치가 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 도 4에서, 투영 시스템(PS)은 전체적으로 도 1에 도시된 바와 같다. 그러나 도 4의 실시예에서, 냉각 장치(20)는 미러(13, 14)를 냉각시키도록 작동 가능하다. 예를 들어, 냉각 장치(20)는 미러(13, 14)를 약 123 K의 온도로 냉각시키도록 작동 가능할 수 있다. 냉각 장치(20)는 미러(13, 14)를 약 120 K의 초기 온도 (즉, 스캐닝 작동의 시작시의 온도)로 냉각시키도록 배치될 수 있다. 스캐닝 동안, 방사선 빔(B)의 받아들임은 미러(13, 14)를 약 130 K의 온도로 가열되게 할 수 있다.
약 123 K의 온도에서, 실리콘은 0의 CTE 및 600W/m/K의 열 전도도를 갖고 있는 것으로 결정되었다. 일반적으로 약 123 K의 실리콘 (실리콘의 ZCT)에 대해, 온도에 대한 CTE 변화 (dα/dT)는 주어진 ULE 글라스의 ZCT에서 ULE 글라스의 온도 변화보다 약 10배 더 크다. 그러나, 600 W/m/K의 열전도도는 그의 ZCT에서 CTE의 열전도도보다 약 500배 큰 것으로 인식될 것이다. 온도에 대한 CTE 변화가 비선형적으로 변하고, 실리콘으로 미러(13, 14)를 구성하며, 미러(13, 14)를 약 123 K의 온도로 냉각시키는 반면에, 미러(13, 14)의 변형의 전형적인 또는 평균적인 개선 (즉, 감소)은 미러(13, 14)가 ULE 글라스로 구성되고 그들의 ZCT에서 작동할 때와 비교하여 50배 달성될 수 있다.
또한, 실리콘은 광학 구성 요소 (예를 들어, 미러)가 구성될 수 있는 큰 단결정 잉곳(ingot)에서 얻어질 수 있으며, 이에 의하여 광학 구성 요소의 전체 표면에 걸쳐 예를 들어 ZCT, CTE 및 열 전도의 균일한 특성을 제공한다. 이렇게 하여, 예를 들어, 미러(13, 14)가 실리콘으로 구성되는 경우, 냉각 장치(20)는 미러(13, 14)의 전체를 약 123 K의 일정한 온도로 냉각시키고 이에 의하여 미러(13, 14) 전체에 걸쳐 실질적으로 0의 열적 유도 팽창을 제공할 수 있다.
미러(11, 10) 및 도 1 또는 도 2에 도시되지 않은 다른 광학 구성 요소가 유사하게 구성될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 일부 실시예에서, (도 3 내지 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이) 이 광학 구성 요소를 냉각시키기 위해 하나 이상의 추가 냉각 장치가 제공될 수 있다.
냉각 장치(20)는 개략적으로 도시된 도관(13' 및 14')을 통해 액체 질소를 냉각하고 펌핑하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 액체 질소는 미러(13, 14)의 "하부면" (즉, 방사선 빔(B)을 받아들이지 않는 면)과 접촉하는 또는 미러(13, 14)의 몸체를 통과하는 채널 (도시되지 않음)을 통해 펌핑될 수 있다. 냉각 장치(20)는 하나 이상의 미러(13, 14)를 냉각시키기에 적합한 임의의 방식으로 배치될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 미러(13, 14)에 제공되는 액체 질소의 필요한 체적은 미러(13, 14)의 구성, 수행된 스캐닝 작동 기간 및 미러(13, 14)에서 받아들여진 방사선 빔(B)에 의해 야기되는 열 부하에 좌우될 것이라는 점이 인식될 될 것이다.
액체 질소가 냉각재로서 사용되는 경우, 123 K의 온도를 유지하기 위하여 액체 질소가 가압 (예를 들어, 약 28.7 bar까지)될 수 있다는 점이 인식될 것이다. 대안적인 예에서, 광학 구성 요소 (예를 들어, 미러(13, 14))는 적절한 값의 열 저항을 통하여 77 K (예를 들어, 1 bar)에서 액체 질소로 냉각될 수 있으며, 여기서 광학 구성 요소의 온도는 온도 센서 (미도시)로부터의 신호를 이용한 피드백 루프 하에서 작동하는 히터 (미도시)를 통해 제어될 수 있다.
냉각 장치(20)는 도 4에서 단일 박스로 개략적으로 도시되어 있는 반면에, 복수의 구성 요소를 포함할 수 있다는 점이 인식될 것이다. 예를 들어, 냉각 장치(20)는 냉각 장치가 피드백 제어-루프 하에서 작동할 수 있게 하는 하나 이상의 온도 센서를 포함할 수 있다.
위에서 설명된 이유로, 실리콘은 리소그래피 장치(LA)의 광학 구성 요소를 구성하는 데 특히 유리한 물질을 제공하지만, 보다 대체적으로 리소그래피 장치 내의 광학 구성 요소의 열적으로 유도된 변형의 개선 (즉, 감소)이 열팽창에 대한 제로-크로싱 온도 (즉, 열팽창이 없는 온도) 및 그의 ZCT에서 우수한 열 전도도를 갖는 물질로부터 광학 구성 요소를 구성함으로써 얻어질 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 특히, ZCT에서 특정 물질에 대해,
Figure 112019114817062-pct00002
가 특히 바람직하며: 여기서 T는 온도 (K), α는 열팽창 계수 (K-1) 및 k는 열전도도(W/m/K)이다.
단지 추가의 예로서, 광학 구성 요소는 게르마늄으로 구성될 수 있으며 50 K의 온도로 냉각될 수 있다. 다른 적합한 물질은, 예를 들어 실리콘 카바이드를 포함한다.
리소그래피 장치(LA)의 작동 동안 열팽창을 방지하기 위해 광학 구성 요소가 그의 ZCT로 냉각될 수 있다는 점이 위에서 설명되었다. 기판(W)의 열팽창을 방지하기 위해 기판(W)을 냉각시키는 것이 부가적으로 바람직할 수 있다. 부가적으로, 기판(W)을 냉각시킴으로써, 기판 상의 레지스트의 가스 방출이 유리하게 감소된다.
부가적으로, 기판(W)을 낮은 온도로 냉각시킴으로써, "레지스트 블러(resist blur)"로 알려진 현상이 방지될 수 있다. 노광 후, 레지스트는 라디컬(radical) 또는 "활성화된 종(activated species)"의 확산을 겪을 수 있다. 결과적으로, 노광된 레지스트의 현상 후, 패턴의 에지는 원래의 광 패턴에 대해 (예를 들어, 수 ㎚만큼) 이동될 수 있다. 낮은 온도에서 레지스트 내에서의 확산 공정은 훨씬 더 느리다. 따라서, 기판(W)을, 예를 들어 125 K로 냉각시킴으로써, 적은 레지스트 블러를 겪는다.
도 5는 기판 테이블(WT)을 냉각시키고 이에 의해 기판(W)을 냉각시키기 위해 냉각 장치(30)가 배치되는 추가적인 다른 예시적인 배열체를 개략적으로 도시하고 있다. 특히, 냉각 장치(30)는 기판 테이블(WT)을 약 123 K의 온도로 냉각시키도록 배치될 수 있으며, 이에 의해 기판(W)으로부터의 열을 기판 테이블(WT)을 통해 배출되도록 한다. 특히 바람직한 실시예에서, 기판 테이블(WT)은 실리콘으로 구성되어 있다. 이렇게 하여, 기판 테이블(WT)과 기판(W) 사이의 팽창의 차이 (이는 기판 테이블(WT)과 기판(W) 사이의 상대 이동, 그리고 따라서 오버레이 오차를 야기할 수 있다)가 방지될 수 있다. 부가적으로, 약 123 K의 온도에서, 레지스트의 가스 방출이 실질적으로 감소될 것이다. 이렇게 하여, 기판(W)과 일루미네이터(IL) 사이의 동적 가스 록(dynamic gas lock; DGL)에 대한 필요성이 감소되거나 제거될 수 있다.
냉각 장치(1)가 기판 테이블(WT)을 냉각시키기에 적합한 임의의 방식으로 배치될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 일 실시예에서, 냉각 장치는 개략적으로 도시된 도관(31)을 통해 액체 질소를 냉각시키고 펌핑하도록 배치될 수 있다. 액체 질소는 기판 테이블(WT)의 하부면과 접촉하거나 기판 테이블(WT)을 통과하는 채널(도시되지 않음)을 통해 펌핑될 수 있다. 도관(31)은 기판 테이블(WT)에 영구적으로 연결될 수 있으며, 내부 벽(5)을 갖는 하우징을 통과할 수 있다. 따라서 도관(31)은 기판 테이블의 이동 중에 냉각재의 펌핑을 허용하도록 가요성일 수 있다.
도 6은 기판 테이블(WT)이 냉각 장치(40)로부터의 액체 질소를 수용하고 압력 하에서 수용된 액체 질소를 보관하기 위한 컨테이너(41)를 포함하는 대안적인 실시예를 개략적으로 도시하고 있다. 컨테이너(41)는 냉각 장치 상에 제공된 포트(43)와 접속(interface)하도록 배치된 포트(42)를 포함하고 있다. 기판(W)의 스캐닝 사이에서, 기판 테이블(WT)이 움직이지 않을 때, 컨테이너(41)는 포트(42, 43)를 통해 냉각 장치(40)와 도킹되어(docked) 액체 질소의 공급을 받는다. 컨테이너(41)가 채워지면, 컨테이너(41)는 냉각 장치(40)로부터 분리되고(undocked) 밀봉된다. 따라서, 기판 테이블(WT)의 냉각은 컨테이너(41) 내에서 액체 질소의 비등의 잠열을 사용하여 일어난다. 예를 들어, 기판 테이블(WT)을 약 123 K의 바람직한 온도로 냉각시키기 위해, 컨테이너(41)는 액체 질소를 30 bar의 압력으로 보관하도록 배치될 수 있다. 컨테이너(41) 내에 보관된 액체 질소의 필요한 체적은 기판 테이블(WT)의 구성, 수행된 스캐닝 작동 기간 및 기판(W)에서 받아들여진 방사선 빔(B)에 의해 야기된 열 부하에 좌우될 것이라는 점이 인식될 것이다. 그러나 단지 한 예로서, 적합한 기판 테이블(WT)에 대해, 30 bar의 압력에서의 1 리터의 액체 질소의 잠열은 100W의 열 부하를 받을 때 약 10분의 시간 동안 기판 테이블(WT) (및 그에 의하여 기판(W))을 약 123 K의 온도로 냉각시키기에 충분할 것이다.
냉각 장치(40)와의 재도킹시, 사용된 액체 질소는 컨테이너(41)로부터 배출되며, 다음 스캔 작동을 위하여 새로운 액체 질소로 교체된다. 액체 질소의 기화에 의해 냉각이 제공됨에 따라 (잠열은 열 부하를 흡수하기 위해 사용된다), 액체 질소의 초기 체적보다 큰 컨테이너(41) 내에 많은 양의 질소 가스가 생성된다. 생성된 질소 가스는 컨테이너(41) 내에 유지되거나 호스를 통해 배기관(exhaust)으로 배출될 수 있다. 일부 실시예에서, (예를 들어, 온도를 123 K에서 유지하는 것을 용이하게 하기 위하여) 컨테이너(41) 내의 압력은 일정하게 유지된다. 예를 들어, 가스가 호스를 통해 배출되는 경우, 컨테이너 내에서의 일정한 압력을 유지하기 위하여 가스가 배출되는 속도가 선택된다. 다른 실시예에서, 컨테이너(41)의 체적은 생성된 질소 가스에 대처하기 위해 시간이 지남에 따라 증가하도록 구성된다. 도킹(docking)시, 질소 가스의 배출 후, 컨테이너(41)는 새로운 액체 질소를 수용하기 위해 더 작은 초기 체적으로 되돌아간다. 크기의 증가를 용이하게 하기 위하여, 컨테이너(41)는 예를 들어 벨로우즈로 구성될 수 있다.
컨테이너(41)는 임의의 적절한 수단에 의하여 기판 테이블(WT)과 열 접촉할 수 있다. 예를 들어, 채널(도시되지 않음)이 기판 테이블(WT) 내에 제공될 수 있으며, 이 채널은 컨테이너(41)와 유체 연통될 수 있다. 바꿔 말하면, 컨테이너(41)는 기판 테이블(WT) 내에 형성된 채널을 포함할 수 있다. 대안적으로, (도 6에 도시된 바와 같이) 기판 테이블(WT)의 하부면과 컨테이너(41)의 상부 부분 간의 기계적인 접촉은 기판(WT)으로부터 컨테이너(41) 내의 액체 질소로의 원하는 열의 전도를 제공하기에 충분할 수 있다.
도 7은 냉각 장치(50)가 지지 구조체(MT)를 냉각시키고 그에 의하여 패터닝 장치(MA)를 냉각시키는 추가의 예시적인 배열체를 개략적으로 도시하고 있다. 특히, 냉각 장치(50)는 지지 구조체(MT)를 약 123 K의 온도로 냉각시키도록 배치될 수 있으며, 이에 의해 패터닝 디바이스(MA)로부터의 열이 지지 구조체(MT)를 통해 배출되도록 한다. 특히 바람직한 실시예에서, 지지 구조체(MT) 또한 실리콘으로 구성된다. 이렇게 하여, 지지 구조체(MT)와 패터닝 디바이스(MA) 사이의 팽창의 차이 (이는 지지 구조체(MT)와 패터닝 디바이스(MA) 사이의 상대 이동 및 따라서 오버레이 오차로 이어질 수 있다)가 방지될 수 있다.
실시예에서, 냉각 장치(50)는 개략적으로 도시된 도관(51)을 통해 액체 질소를 냉각 및 펌핑하도록 배치될 수 있다. 액체 질소는 내부 지지 구조체(MT)의 하부면과 접촉하거나 지지 구조체(MT)를 통과하는 채널(미도시)을 통해 펌핑될 수 있다.
도 8은 냉각 장치(60)가 일루미네이터(IL)의 내부 광학 구성 요소를 냉각시키도록 배치된 추가의 예시적인 배열체를 개략적으로 도시하고 있다. 도 8에 도시된 예시적인 실시예에서, 냉각 장치(60)는 미러(10, 11)를 냉각시키도록 배치되어 있다. 냉각 장치(60)는 개략적으로 도시된 도관(10' 및 11')을 통해 (액체 질소와 같은) 냉각재를 냉각하고 펌핑하도록 배치될 수 있다.
실시예에서, 액체 질소는 미러(10, 11)의 "하부면" (즉, 방사선 빔(B)을 받아들이지 않는 면)과 접촉하거나 미러(10, 11)의 몸체를 통과하는 채널 (도시되지 않음)을 통해 펌핑될 수 있다. 냉각 장치(60)는 하나 이상의 미러(10, 11)를 냉각시키기에 적합한 임의의 방식으로 배치될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 미러(10, 11)에 제공되는 필요한 액체 질소의 체적은 미러(10, 11)의 구성, 수행된 스캐닝 작동 기간 그리고 미러(10, 11)에서 받아들여진 방사선 빔(B)에 의해 야기된 열 부하에 의해 결정될 것이라는 점이 인식될 것이다.
도 9는 부가적인 냉각 장치(20, 30, 50, 60)를 갖는, 도 1에 보여진 바와 같은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시하고 있다. 명확함을 위하여 소스(SO)는 도 9에서 생략되었다. 도 9에서, 냉각 장치(20, 30, 50, 60)가 서로 조합되어 그리고 냉각 장치(1)와 조합되어 제공되지만, (예를 들어, 냉각 장치(20, 30, 40, 50, 60) 중 임의의 것에 의한) 리소그래피 장치의 광학 구성 요소의 냉각은 리소그래피 장치의 내부 벽을 냉각하지 않고 (예를 들어, 냉각 장치(1) 없이) 제공될 수 있다는 점이 인식될 것이다. 마찬가지로, (예를 들어, 냉각 장치(1)를 이용한) 리소그래피 장치의 내부 벽의 냉각은 리소그래피 장치의 광학 구성 요소를 냉각시키지 않고 제공될 수 있다. 또한, 광학 구성 요소들 중 임의의 하나의 냉각은 다른 광학 구성 요소를 냉각시키지 않고 제공될 수 있다. 부가적으로, 특정 광학 구성 요소의 도시는 단지 예시적인 것이며 본 명세서에서 설명된 기술은 리소그래피 장치(LA) 내의 더 많은 또는 더 적은 광학 구성 요소에 적용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
본 명세서에 설명된 다른 냉각 장치들 각각은 냉각 장치(40)와 유사하게 작동할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 즉, 냉각 장치(10, 20, 30, 50, 60)들 각각은 일반적으로 스캐닝 작동 동안 냉각재를 펌핑하기 위한 도관을 갖고 있는 것으로 설명되는 반면에, 각 냉각 장치(10, 20, 30, 50, 60)는 광학 구성 요소와 열접촉하며 스캐닝 작동들 사이에 냉각재 소스에 분리 가능하게 결합(도킹)되도록 배치된 하나 이상의 냉각재 컨테이너를 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 벽(2 내지 5) 내에 위치된 냉각재 컨테이너를 제공함으로써 그리고 냉각재 도관이 내부 벽(2 내지 5)을 통과할 필요성을 제거함으로써, 내부 벽(2 내지 5) 내에서의 원하는 분위기 (예를 들어, 초고 진공)의 유지가 용이해진다.
냉각 장치(1, 20, 30, 40, 50, 60) 각각은 전체적으로 단일 박스에 의하여 개략적으로 도시되어 있지만, 냉각 장치는 복수의 구성 요소를 포함할 수 있다는 점이 인식될 것이다. 예를 들어, 냉각 장치들은 냉각 장치가 피드백 제어-루프 하에서 작동할 수 있게 하는 하나 이상의 온도 센서를 포함할 수 있다.
실시예에서, 본 발명은 마스크 검사 장치의 일부를 형성할 수 있다. 마스크 검사 장치는 EUV 방사선을 사용하여 마스크를 조명하고 이미징 센서를 사용하여 마스크로부터 반사된 방사선을 모니터링할 수 있다. 이미징 센서에 의해 수신된 이미지는 마스크에 결함이 존재하는지 여부를 결정하기 위해 사용된다. 마스크 검사 장치는 EUV 방사선 소스로부터 EUV 방사선을 받아들이고 이를 방사선 빔으로 형성하여 마스크로 향하도록 구성된 광학계(예를 들어, 미러)를 포함할 수 있다. 마스크 검사 장치는 마스크에서 반사된 EUV 방사선을 수집하고 이미징 센서에서 마스크의 이미지를 형성하도록 구성된 광학계 (예를 들어, 미러)를 더 포함할 수 있다. 마스크 검사 장치는 이미징 센서에서 마스크의 이미지를 분석하도록 그리고 이 분석으로부터 임의의 결함이 마스크 상에 존재하는지를 결정하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 마스크가 리소그래피 장치에 의해 사용될 때 검출된 마스크 결함이 기판 상으로 투영된 이미지에서 받아들일 수 없는 결함을 야기할지 여부를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다.
실시예에서, 본 발명은 계측 장치의 일부를 형성할 수 있다. 계측 장치는 기판 상에 이미 존재하는 패턴에 대한, 기판 상의 레지스트에 형성된 투영 패턴의 정렬을 측정하는데 사용될 수 있다. 이 상대적인 정렬 측정은 오버레이로 지칭될 수 있다. 계측 장치는, 예를 들어 리소그래피 장치에 바로 인접하게 위치될 수 있으며 기판 (및 레지스트)이 처리되기 전에 오버레이를 측정하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 리소그래피 장치의 맥락에서 본 발명의 실시예에 대해 구체적인 참조가 이루어질 수 있지만, 본 발명의 실시예는 다른 장치에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼 (또는 다른 기판) 또는 마스크 (또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정 또는 처리하는 임의의 장치의 일부를 형성할 수 있다. 이 장치들은 일반적으로 리소그래피 툴로 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 대기 (비진공) 조건을 이용할 수 있다.
용어 "EUV 방사선"은 4 내지 20 ㎚ 범위 내, 예를 들어 13 내지 14 ㎚ 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. EUV 방사선은 10 ㎚ 미만, 예를 들어 6.7 ㎚ 또는 6.8 ㎚와 같은 4 내지 10 ㎚ 범위 내의 파장을 가질 수 있다.
EUV 방사선을 생성하기 위해 임의의 적합한 소스가 사용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, EUV 방출 플라즈마는 연료 (예를 들어, 주석)를 플라즈마 상태로 변환하기 위해 방전을 사용함으로써 생성될 수 있다. 이러한 유형의 방사선 소스는 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스로 지칭될 수 있다. 방전은, 방사선 소스의 일부를 형성할 수 있거나 전기적 연결을 통해 방사선 소스(SO)에 연결된 별도의 개체일 수 있는 전력 공급원에 의해 발생될 수 있다. 대안적인 예로써, 자유 전자 레이저(FEL) 기반 소스가 이용될 수 있다.
본 명세서에서는 IC의 제조에서의 리소그래피 장치의 사용에 대해 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 다른 응용 분야를 가질 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 가능한 다른 응용 분야는 통합된 광학 시스템의 제조, 자기 도메인 메모리에 대한 안내 및 감지 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등을 포함한다.
본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 위의 설명은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 의도된다. 따라서, 후술되는 청구범위의 범위를 벗어나지 않으면서 설명된 바와 같이 본 발명에 대한 변형이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (46)

  1. 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 투영하도록 배치된 리소그래피 장치에 있어서,
    적어도 하나의 내부 벽을 포함하는 적어도 하나의 하우징;
    상기 적어도 하나의 내부 벽에 의하여 적어도 부분적으로 한정된 적어도 하나의 챔버 내에 배치되며, 방사선 빔을 받아들이도록 구성된 적어도 하나의 광학 구성 요소;
    상기 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소의 온도 미만의 온도로 냉각하도록 배치된 냉각 장치; 및
    상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키도록 배치된 적어도 하나의 추가 냉각 장치를 포함하여,
    상기 냉각 장치의 사용 중에 상기 하우징 내의 적어도 하나의 오염물이 상기 광학 구성 요소에 대하여 상기 내부 벽 상에 우선적으로 놓이고,
    상기 적어도 하나의 광학 구성 요소는 열팽창 계수의 제로-크로싱(zero-crossing) 온도를 갖는 물질을 포함하며, 상기 냉각 장치는 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키도록 배치되어 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소는 상기 리소그래피 장치의 노광 작동 동안 상기 제로-크로싱 온도 주위의 설정된 온도 범위 내에서 유지되는 리소그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉각 장치는 상기 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분과 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소 사이에 적어도 40 K의 온도 차이를 제공하도록 배치된 리소그래피 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 냉각 장치는 상기 내부 벽의 상기 적어도 일부분을 77 K 이하의 온도로 냉각시키도록 배치된 리소그래피 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 하우징은,
    방사선 빔을 조정하도록 구성된 조명 시스템;
    상기 방사선 빔의 횡단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지 구조체;
    상기 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및
    상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템 중 적어도 하나를 포함하는 리소그래피 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 리소그래피 장치는 상기 적어도 하나의 내부 벽에 의해 적어도 부분적으로 한정된 챔버 내에 초고 진공을 제공하도록 배치된 리소그래피 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 오염물은 탄화수소와 물 중 적어도 하나를 포함하는 리소그래피 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 냉각 장치는 액체 질소를 상기 적어도 하나의 내부 벽에 제공하도록 배치된 리소그래피 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소는 미러, 렌즈, 상기 기판 그리고 패터닝 디바이스 중 적어도 하나를 포함하는 리소그래피 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 냉각 장치는 상기 기판을 냉각시키도록 배치된 기판 냉각 장치를 포함하는 리소그래피 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기판 냉각 장치는 상기 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블을 냉각시키기 위해 배치된 장치를 포함하는 리소그래피 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기판 냉각 장치는,
    상기 기판 테이블 내의 또는 상기 기판 테이블과 열 연통하는 냉각재 컨테이너; 및
    상기 냉각재 컨테이너로의 해제 가능한 연결을 위해 배치되고, 냉각재를 상기 냉각재 컨테이너로 제공하도록 그리고 사용된 냉각재를 상기 냉각재 컨테이너로부터 배출시키도록 배치된 냉각재 공급 장치를 포함하는 리소그래피 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 냉각재 컨테이너는 30 bar의 압력에서 액체 질소를 유지하도록 배치된 리소그래피 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소는
    상기 조명 시스템 내의 하나 이상의 광학 구성 요소;
    상기 패터닝 디바이스; 및
    상기 투영 시스템 내의 하나 이상의 광학 구성 요소 중 적어도 하나를 포함하는 리소그래피 장치.
  15. 삭제
  16. 제1항 내지 제8항 및 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소는 실리콘으로 구성된 리소그래피 장치.
  17. 제1항 내지 제8항 및 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 냉각 장치는 적어도 하나의 광학 구성 요소를 122 내지 125 K의 온도로 냉각시키도록 배치된 리소그래피 장치.
  18. 제1항 내지 제8항 및 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 냉각 장치는 액체 질소를 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소에 또는 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소와 열 접촉하는 구성 요소에 제공하도록 배치된 리소그래피 장치.
  19. 제1항 내지 제8항 및 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, EUV 방사선 빔 형태의 방사선 빔을 생성하도록 배치된 소스를 더 포함하는 리소그래피 장치.
  20. 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 투영하도록 배치된 리소그래피 장치의 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 냉각시키는 것을 포함하며,
    상기 냉각시키는 것은 상기 적어도 하나의 내부 벽에 의하여 적어도 부분적으로 한정된 적어도 하나의 챔버 내에 배치된, 방사선 빔을 받아들이도록 구성된 적어도 하나의 광학 구성 요소의 온도 미만의 온도로 냉각시키는 것을 포함하고;
    상기 냉각시키는 것은 냉각 동안 상기 적어도 하나의 내부 벽을 포함하는 적어도 하나의 하우징 내의 적어도 하나의 오염물이 상기 광학 구성 요소에 대해 상기 내부 벽 상에 우선적으로 놓이도록 하는 것을 포함하고; 그리고
    상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것은 상기 리소그래피 장치의 노광 작동 동안 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소가 상기 광학 구성 요소의 열팽창 계수의 제로-크로싱 온도 주위의 설정된 온도 범위 내에서 유지되도록 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각하는 것을 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 냉각시키는 것은 상기 리소그래피 장치의 노광 작동 전에 수행되는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 냉각시키는 것은 상기 적어도 하나의 내부 벽의 상기 적어도 일부분과 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소 사이에 적어도 40 K의 온도 차이를 제공하는 방법.
  23. 제20항에 있어서, 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 냉각시키는 것은 상기 내부 벽의 상기 적어도 일부분을 77 K 이하의 온도로 냉각시키는 방법.
  24. 제20항에 있어서, 상기 냉각은 상기 적어도 하나의 내부 벽에 의해 적어도 부분적으로 한정된 챔버 내에 초고 진공을 제공하는 방법.
  25. 제20항에 있어서, 상기 적어도 하나의 오염물은 탄화수소와 물 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  26. 제20항에 있어서, 적어도 하나의 내부 벽의 적어도 일부분을 냉각시키는 것은 액체 질소를 상기 적어도 하나의 내부 벽에 제공하는 것을 포함하는 방법.
  27. 제20항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소는 미러, 렌즈, 상기 기판 그리고 패터닝 디바이스 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  28. 삭제
  29. 제20항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것은 상기 기판을 냉각시키는 것을 포함하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 기판을 냉각시키는 것은 상기 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블을 냉각시키는 것을 포함하는 방법.
  31. 삭제
  32. 제20항 내지 제27항 및 제29항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것은 상기 리소그래피 장치의 노광 작동 전에 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 122 내지 125 K의 온도로 냉각시키는 것을 포함하는 방법.
  33. 제20항 내지 제27항 및 제29항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것은 액체 질소를 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소에 또는 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소와 열 접촉하는 구성 요소에 제공하는 것을 포함하는 방법.
  34. 제20항 내지 제27항 및 제29항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치의 노광 작동 전에, 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소와 상기 적어도 하나의 내부 벽의 상기 적어도 일부분 간의 온도 차이를 증가시키기 위해 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 가열하는 것을 더 포함하는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키는 것은 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소의 가열 후에 일어나는 방법..
  36. 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 투영하도록 배치된 리소그래피 장치에 있어서,
    방사선 빔을 받아들이도록 구성된 적어도 하나의 광학 구성 요소; 및
    상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키도록 배치된 적어도 하나의 냉각 장치를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 광학 구성 요소는 열팽창 계수의 제로-크로싱 온도를 갖는 물질을 포함하며, 상기 적어도 하나의 냉각 장치는 적어도 하나의 광학 구성 요소를 냉각시키도록 배치되어 적어도 하나의 광학 구성 요소는 상기 리소그래피 장치의 노광 작동 동안 상기 제로-크로싱 온도 주위의 설정된 온도 범위 내에서 유지되는 리소그래피 장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 물질의 제로-크로싱 온도에서,
    Figure 112019114817062-pct00003
    이며,
    여기서, T는 온도, α는 열팽창 계수, 그리고 k는 물질의 열전도도인 리소그래피 장치.
  38. 제36항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소는 미러, 렌즈, 상기 기판 그리고 패터닝 디바이스를 포함하는 목록 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 리소그래피 장치.
  39. 제36항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소는 실리콘으로 구성된 리소그래피 장치.
  40. 제36항에 있어서, 상기 적어도 하나의 냉각 장치는 상기 리소그래피 장치의 노광 작동 전에 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 122 내지 125 K의 온도로 냉각시키도록 배치된 리소그래피 장치.
  41. 제36항에 있어서, 상기 적어도 하나의 냉각 장치는 상기 리소그래피 장치의 노광 작동 동안에 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소를 123 K의 온도로 냉각시키도록 배치된 리소그래피 장치.
  42. 제36항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 냉각 장치는 상기 기판을 냉각시키도록 배치된 기판 냉각 장치를 포함하는 리소그래피 장치.
  43. 제42항에 있어서, 상기 기판 냉각 장치는 상기 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블을 냉각시키도록 배치된 리소그래피 장치.
  44. 제43항에 있어서, 상기 기판 냉각 장치는
    상기 기판 테이블 내의 또는 상기 기판 테이블과 열 연통하는 냉각재 컨테이너; 및
    상기 냉각재 컨테이너로의 해제 가능한 연결을 위해 배치되고, 냉각재를 상기 냉각재 컨테이너로 제공하도록 그리고 사용된 냉각재를 상기 냉각재 컨테이너로부터 배출시키도록 배치된 냉각재 공급 장치를 포함하는 리소그래피 장치.
  45. 제44항에 있어서, 상기 냉각재 컨테이너는 30 bar의 압력에서 액체 질소를 유지하도록 배치된 리소그래피 장치.
  46. 제45항에 있어서, 상기 적어도 하나의 냉각 장치는 액체 질소를 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소에 또는 상기 적어도 하나의 광학 구성 요소와 열 접촉하는 구성 요소에 제공하도록 배치된 리소그래피 장치.
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