KR20030078692A - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제어개구(controlled aperture)가 리소그래피 장치의 두 파트를 분리하는 배리어(barrier)를 관통하는 통로를 제공하여, 펄스 방사선이 상기 장치의 제1파트에서 제2파트로 방사되도록 하는 것을 가능하게 한다. 상기 제어개구는 상기 장치의 제1파트와 제2파트 사이로의 가스유동을 최소화하기 위해서, 방사선의 펄스와 펄스 사이에 통로를 닫는다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은,
- 방사선의 펄스 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
- 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블; 및
- 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치에 관한 것이다.
여기서 사용되는 "패터닝수단(patterning means)" 이라는 용어는 기판의 타겟부에 생성되어야 할 패턴에 대응하는, 입사하는 패터닝된 단면을 방사선빔에 부여하기 위하여 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.
- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함된다. 방사선빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크상의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과마스크의 경우) 또는 반사(반사마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 상기 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이 될 것이며, 이것은 입사되는 투영빔 내의 소정위치에 마스크가 잡혀 있을 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크가 상기 빔에 대하여 이동될 수 있다.
- 프로그램가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성제어 층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 평면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 평면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 국부화된 적절한 전기장을 가하거나 압전작동수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축선을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채용하는 것이다. 마찬가지로, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이며, 어드레스된 거울은 입사되는 방사선빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사한다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 기술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝수단은 1 이상의 프로그래밍가능한 거울배열을 포함할 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그래밍가능한 거울배열의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.
- 프로그래밍 가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이 경우의 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크 및 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 리소그래피 투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 상기 패터닝수단은 IC의 개별층에 해당하는 회로패턴을 생성할 수 있으며, 상기 패턴은 한 층의 방사선감응재(레지스트)로 코팅된 기판(실리콘웨이퍼)상의 타겟부(예를 들면, 1이상의 다이로 구성되는)에 묘화될 수 있다. 일반적으로 한장의 웨이퍼는 인접하여 있는 여러 개의 타겟부로 구성된 전체적인 네트워크를 포함하며, 이들 타겟부는 투영시스템을 통하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 서로 다른 형식의 기계로 구분할 수 있다. 한 가지 형태의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상에 전체 마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 투영빔하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대방향으로 기판을 동시에(synchronously) 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피 장치와 관련된 보다 많은 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며 본 명세서에서도 참조자료로 채용된다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 적어도 부분적으로 방사선감응재(레지스트)의 층으로 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피쳐의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 모두가 개별층을 마무르도록 하는 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가 정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 참조자료로채용되고 있는 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 상기 방사선시스템은 방사선의 투영빔을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여 임의의 이들 디자인방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함하고, 이러한 구성요소들은 이후 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급될 수 있다. 더 나아가, 상기 리소그래피 장치는 2이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어 US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에는 듀얼스테이지 리소그래피 장치가 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용참조되고 있다.
종래의 리소그래피 투영장치(특히, EUV방사선을 사용하는 장치)의 성능은 방사선빔 강도의 손실에 의해서 제한되어 왔다. 이러한 손실은 빔 강도의 전체적인 손실을 가져오고, 노광시간을 증가시키고 따라서 처리량이 줄고, 강도의 국부 손실을 가져와서 기판상의 투영 이미지의 균일성의 손실을 가져온다. EUV 방사선은 거의 모든 물질에 상당량 흡수되기 때문에 상기 영향은 EUV 방사선을 사용하는 장치에 있어서는 특히 심각하다. 따라서 이런 손실을 막기 위해서는 상기 빔이 진공에서 지나도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 리소그래피 투영장치 내에서 빔 강도 손실의 원인을 감소시키는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 도시한 도면;
도 2는 도 1에 나타낸 장치의 일부분을 더욱 자세하게 도시한 도면;
도 3a과 도 3b는 단일 회전판을 이용한 본 발명의 제어개구(controlled aperture)를 도시한 도면;
도 4a와 도 4b는 2개의 회전판을 이용한 본 발명의 제어개구(controlled aperture)를 도시한 도면;
도 5a부터 도 5f는 본 발명에서 회전판의 사이클 동안 5개의 순간에서의 제어개구(controlled aperture)를 도시한 도면;
도 6a와 도 6b는 본 발명에 따른 또 다른 제어개구(controlled aperture)를 도시한 도면.
본 도면들에서 대응하는 참조번호는 대응하는 부분들을 나타낸다.
상기 목적과 또 다른 목적은 서두에 서술된 본 발명에 따른 리소그래피 장치에서 달성되고, 상기 장치는 가스 및/또는 입자가 상기 장치의 한 파트에서 다른 파트로 유동하는 것을 방지하는 배리어(barrier)(상기 배리어(barrier)는 제어개구(controlled aperture)를 포함한다); 및, 상기 펄스빔과 동기하여 제어개구(controlled aperture)를 개폐하여 상기 방사선 빔 중 하나의 펄스빔이 배리어(barrier)를 통과할 수 있도록 제어개구(controlled aperture)를 작동시키는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이것은, 예를 들면, 상기 장치의 제1파트에 있는 가스가 상기 사용되고 있는 방사선을 흡수하지만 상기 방사선은 상기 장치의 제2파트로 투과되는 것이 요구된다면 유리하다. 상기 장치의 제1파트와 제2파트 사이의 상기 가스유동은 방사선의 펄스기간 동안에만 발생하도록 제한되어 있어서 가스유동을 상당량 줄인다. 상기 장치의 제2파트로의 가스유동을 줄임으로 해서 방사선이 더 적게 흡수될 것이다. 상기 방사선의 펄스로부터 기인한 어떤 데브리스(debris) 혹은 오염물질은 전형적으로 상기 제어개구가 닫히고 난 후에야 상기 제어개구(controlled aperture)에 도달(상기 데브리스(debris)는 상기 방사선 빔보다 느리기 때문이다)할 것이기 때문에 상기 장치 역시 유리하다. 따라서 상기 제어개구(controlled aperture)는 데브리스(debris)에 대한 효과적인 배리어(barrier)를 역시 제공할 것이다.
상기 제어개구(controlled aperture)는 바람직하게는 배리어(barrier)와 일체로 되거나 배리어(barrier)에 연결된 고정부재를 포함하고 있는데, 상기 배리어(barrier)는 방사선 빔에 얼라인(aligned)된 통로(opening)를 가진다. 상기 제어개구는 상기 고정부재에 인접하여 위치한 회전부재를 더 포함하고, 상기 회전부재는, 상기 회전부재가 회전할 때 상기 고정부재에 있는 구멍과 주기적으로 얼라인(align)되는 1개 이상의 구멍(opening)을 갖는다. 이것은 배리어(barrier)를 관통하는 하나의 통로를 주기적으로 제공하는데 상기 배리어(barrier)는 다른 때에는 배리어(barrier)를 통한 가스유동을 방지하기 위해서 닫혀있다. 이 구성은 실시하기 간단하고, 고 회전속도에서 사용될 수 있고, 또 예를 들어 상기 회전부재의 회전속도 및 상기 구멍들의 크기를 조절함으로써 소정의 상황에 적합해질 수 있기 때문에 유리하다.
상기 실시예는 바람직하게는 상기 회전부재가 제1고정부재와 제2고정부재 사이에 위치하도록 제2고정부재를 포함할 수 있다. 제2고정부재는 상기 방사선빔과 얼라인(align)된 하나의 구멍(opening)이 역시 제공된다. 상기 추가 고정부재는 상기 회전부재 주위에서의 가스 유출을 줄일 수 있기 때문에 유리하다.
상기 제어개구(controlled aperture)는 상기 2개의 고정부재 사이에 위치하는 제2회전부재를 포함할 수 있다. 상기 제2회전부재는 1개 이상의 구멍들을 갖고,상기 구멍들은 상기 제2회전부재가 회전하면서 상기 구멍들이 상기 고정부재들내에 있는 구멍들과 주기적으로 얼라인되도록 배치된다. 상기 제어개구(controlled aperture)를 관통하는 상기 통로가 열려서 방사선 빔이 상기 배리어(barrier)를 통과하면서 방사되도록 하기 위해서는 제1회전부재와 제2회전부재의 어느 하나에 있는 구멍이 상기 고정부재들 내에 있는 구멍들과 얼라인(align)되어야만 한다. 이 구성은 상기 제어개구의 제어를 향상시킬수 있기 때문에 유리하다. 상기 제1회전부재 및 제2회전부재는 예를 들어, 서로 반대방향으로 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 상기 제어개구를 관통하는 통로는 작동 사이클 중 보다 짧은 시간동안 부분적으로 열린다. 이것은 상기 장치의 제1파트 및 제2파트 사이에서 유동하는 가스의 양을 차례로 감소시킨다.
더욱이, 상기 제1회전부재와 제2회전부재 사이에는 하나의 공간이 제공된다. 바람직한 구성으로서, 이 공간은 버퍼가스로 채워질 수 있다. 상기 버퍼가스는 상기 장치의 제1파트에서 제2파트로 유동하는 가스의 양을 훨씬 줄인다. 이것은 상기 장치의 제1파트에서 제2파트로 유동하는 가스가 상기 장치의 제2파트의 성능에 해로운 경우에 특히 유리하다. 상기 버퍼가스는 상기 장치의 제1파트로부터 유동하는 가스보다는 상기 장치의 제2파트의 성능에 덜 해로운 것으로 선택된다. 상기 버퍼가스는 계속 또는 주기적으로 리프레쉬(refresh)된다.
상기 회전부재들 사이의 상기 공간은(따라서, 요구되는 버퍼가스의 양은) 상기 제1회전부재의 구멍(opening)을 둘러싸는 에지(edge)에서부터 상기 제2회전부재의 구멍(opening)을 둘러싸는 에지(edge)로 확장(extend)되는 하나의 튜브를 제공함으로써 감소될 수 있다. 이것은 만약 예를 들면, 요구되는 상기 버퍼가스가 비싸거나 혹은 상기 공간에 가스를 리프레쉬하는데 요구되는 속도가 클 때에 필요하다.
또 다른 대안으로, 상기 2개의 회전부재 사이의 공간은 상기 방사선 빔과 얼라인(align)되는 하나의 구멍(opening)을 갖는 고정부재로 채워질 수 있다. 이것은 상기 개구가 닫혔을 때 상기 회전부재 주위의 가스유동을 줄일 것이다. 그것은, 상기 버퍼가스가 요구될 때에 버퍼가스만이 들어가기 때문에 상기 장치의 제2파트로의 가스유동을 더욱 줄인다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제어개구(controlled aperture)는 배리어(barrier)와 일체로 되거나 또는 배리어(barrier)에 연결된 고정부재를 포함할 수 있는데, 상기 배리어(barrier)는 방사선 빔에 얼라인(aligned)된 통로(opening)를 가진다. 상기 제어개구는 상기 고정부재에 인접하여 위치한 회전부재를 더 포함하고, 상기 회전부재는, 상기 회전부재가 회전할 때 상기 고정부재에 있는 구멍과 주기적으로 얼라인(align)되는 1개 이상의 구멍(opening)를 갖는다. 이것은, 다른 때에는 배리어(barrier)를 통한 가스유동을 방지하기 위해서 닫혀있는 배리어(barrier)를 관통하는 하나의 통로를 주기적으로 제공한다. 상기 고정부재내의 구멍을 둘러싸는 하나의 에지(edge)로부터 확장되는 하나의 튜브가 제공된다. 상기 튜브는 상기 장치의 제2파트로 오픈(open)되는 하나의 공간을 형성한다. 상기 공간은, 상기 회전부재내의 구멍(opening)이 주입구(inlet)와 얼라인될 때 버퍼가스 주입구로부터 제공되는 버퍼가스를 함유한다. 상기 실시예는 간단하고 따라서 쉽게 펄스빔과 싱크로나이즈(synchronized)되기 때문에 유리하지만, 상기버퍼가스에 의해서 상기 장치의 제2파트로의 가스유동을 역시 줄인다.
본 발명의 바람직한 배치에 있어서, 상기 방사선 시스템은 상기 배리어(barrier)의 첫번째 사이드에서 제공되는 방사선 소스와 상기 배리어(barrier)의 다른쪽 사이드에서 제공되는 실질직으로 진공인 시스템을 포함한다. 이것은 예를 들면, 상기 방사선 소스가 약 0.1 밀리바(millibar)의 압력에서 Xenon 가스를 요구하는 EUV 방전소스(discharge source)이고, 빔 강도의 손실을 줄이기 위해서 상기 EUV 빔이 진공 시스템을 두루 조사하도록 요구되는 경우일 수 있다. 본 발명은 따라서 상기 진공 시스템내로의 상기 Xenon 가스의 유동을 최소화하는 동안 상기 EUV 빔이 상기 진공 시스템으로 투과되도록 상기 배리어(barrier)를 관통하는 통로를 제공할 수 있다.
또 다른 대안으로서 또는 이에 더해서, 본 발명은 상기 기판을 상기 투영시스템으로부터 분리하는데 사용될 수 있다. 이 경우에, 상기 기판상의 상기 펄스 방사선이 상기 기판상의 레지스트(resist)로부터 아웃개싱(outgassing)하는 결과가 될 것이기 때문에, 본 발명의 상기 제어개구(controlled aperure)를 사용하는 것이 유리하다. 가스 및 오염물질(예를 들어, 탄화수소)이 상기 투영 시스템 안으로 흘러 들어가서, 상기 가스가 상기 방사선 빔의 강도를 떨어뜨리고 오염물질이 상기 투영 시스템의 요소들에 손상을 유발하게 하는 것은 바람직하지 않다. 본 발명의 상기 제어개구는 상기 투영 시스템으로의 상기 가스유동을 상당량 감소시킨다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면,
- 적어도 부분적으로는 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;
- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;
- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
- 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법으로서,
상기 장치의 제1파트에서 제2파트로의 가스유동을 방지하기 위해서 상기 펄스 빔과 동기하여 제어개구(controlled aperture)를 개폐하고; 및 상기 펄스 빔의 펄스동안에 상기 방사선 빔 중 어느 하나와 얼라인(align)된 상기 배리어(barrier)를 관통하는 통로를 상기 제어개구(controlled aperture)가 제공해서, 상기 펄스사이에 상기 장치의 제1파트에서 제2파트로의 가스유동을 실질적으로 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용되는 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인)자외선 및 EUV 방사선(예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚ 범위인 극자외방사선)을 포함한 모든 형태의 전자기방사선 및 이온빔 또는 전자빔과같은 입자빔을 포괄하여 사용된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예를 서술한다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,
ㆍ방사선(예를 들어, EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사선 소스(LA)도 포함한다);
ㆍ마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 마련된, 아이템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);
ㆍ기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및
ㆍ기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 거울그룹)을 포함하여 이루어진다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사마스크를 구비한) 반사형(reflective type)이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과마스크를 구비한) 투과형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램 가능한 거울 배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.
방사선 소스(LA)(예를 들어, 레이저생성 또는 방전플라즈마 소스)는 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 강도 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 강도 분포를 갖게 된다.
도 1과 관련하여, 상기 방사선 소스(LA)는 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사선 소스(LA)가 흔히 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 엑시머레이저인 때에 흔한 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오를 모두 포괄하고 있다.
이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안,빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은 행정 액츄에이터에만 연결될 수 있고 고정될 수도 있다.
상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.
2. 스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이v의 속도로 소정 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도V=Mv로, 동일방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때M은 렌즈(PL)의 배율(통상M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
도 2에서 알수 있듯이, 상기 장치는 진공 시스템(VC)에 포함되어 있다. 상기 소스(LA)는 제1진공챔버(9)내에 위치해 있고 상기 장치의 나머지는제2진공챔버(10) 내에 위치해 있다.
도 2는 도 1에 도시된 상기 장치의 일 부분을 더욱 자세히 묘사한다. 대체로 Xenon의 약 0.1 mbar의 환경에서 작동하는 상기 소스(LA)는 방사선 빔을 생성한다. 상기 방사선 빔은 상기 소스(LA)로부터 온 데브리스(debris)를 수집하는 포일트랩(foil trap)(FT)을 통과하고, 상기 소스 사이드로부터 대체로 약 10-3mbar 압력하에 있는 다른 쪽 사이드로의 상기 가스유동을 제한한다. 계속하여 상기 방사선 빔은 콜렉터(CT)를 가로지르고 격자분광필터(grating spectral filter,GF)에 의해서 상기 장치의 주 몸체(main body)로 반사되는데, 상기 장치는 대체로 10-6mbar에서 작동하고 예를 들어, 조명시스템(IL), 패터닝수단(MA), 투영시스템(PL) 및 기판(W)을 포함하는 진공 시스템이다. 본 발명의 상기 제어개구(controlled aperture)는 따라서 방사선의 펄스 빔이 상기 장치의 챔버들(compartments) 사이로 투과되도록 요구되는데, 이들 챔버들(compartments) 사이로의 상기 가스유동을 최소화하는 동안 상기 장치는 서로 다른 압력하에서 작동된다. 상기 시스템의 요구사항에 의존해서, 그것은 예를들어, 상기 포일트랩을 교체하거나 또는 이에 덧붙여질 수 있다. 후자의 경우, 상기 제어개구(controlled aperture)는 상기 포일트랩(FT) 앞에 혹은 뒤에 위치할 수 있다. 본 발명의 제어개구는 2번째 포커스(SF) 지점에서 상기 격자분광필터(GF) 뒤에 위치할 수도 있다.
더욱이, 본 발명의 상기 제어개구(controlled aperture)는 상기 투영시스템과 상기 기판 사이에서 이용될 수도 있다. 상기 기판상의 레지스트(resist)가 상기방사선시스템에 의해서 선택적으로 현상(developed)되면서 상당량의 가스가 생성된다. 따라서 상기 제어개구(controlled aperture)는 상기 기판으로부터 상기 투영시스템으로의 가스유동을 방지하거나 혹은 최소화하기 위해서 배리어(barrier)의 일부로서 사용될 수 있다. 이것은 상기 가스유동에 실려진 입자(particle) 및/또는 다른 데브리스(debris)가 있을 수도 있어서 특히 중요하다.
상기 투영 빔의 적외선은 웨이퍼-가열(wafer-heating)을 유발한다. 그 결과, 상기 투영 빔의 적외선 양을 최소화하는 것이 바람직하다. 대부분의 이 적외선은 상기 리소그래피 장치내의 고온 요소들(특히, 상기 소스/콜렉터 모듈)에 의해서 발생된다. 상기 고온 요소들에 의해 발생된 적외선의 양은 많게 지속된다. 따라서 상기 개구가 닫혀 있는 동안에 그것이 적외선을 차단시키기 때문에, 상기 제어개구(controlled aperture)는 상기 적외선을 상당량 감소시키기 위해서 사용될 수 있다. 이런 용법을 위한 상기 제어개구의 선호되는 위치는, 상기 빔 지름이 상대적으로 작은 중간 포커스이다. 하지만, 그것은 상기 웨이퍼에 도달하는 상기 적외선을 줄이기 위해서 다른 위치에서 사용될 수 있다. 상기 적외선의 상기 웨이퍼로의 전달을 최소화하는데에 있어서 상기 제어개구의 성능을 향상시키기 위해서는, 적외반사코팅(infrared reflective coating)이 상기 제어개구의 적외소스(infrared source)쪽에 도포(상기 제어개구 위의 열부하를 줄임)될 수 있고, 낮은 방사율(emissivity)을 갖는 코팅이 다른 쪽에 도포(상기 제어개구로부터의 적외선을 감소)될 수 있다. 더 나아가, 상기 제어개구는 온도제어될 수 있고 또는 냉각될 수도 있다.
상기 제어개구(controlled aperture)가 위치되어 있는 곳은 어디에나, 빔 강도의 상당한 손실없이 상기 방사선 빔을 허용해야만 하지만, 한 사이드에서 압력이 낮게 유지될 필요가 있기 때문에 그리고 한 사이드상의 상기 가스는 다른 사이드상의 요소들을 방해할 수 있기 때문에 상기 개구를 통과하는 상기 가스유동을 제한해야만 한다.
일반적으로, 상기 장치는 상기 소스(LA)의 각 펄스마다 오픈되도록 타임이 맞춰질 것이다. 그러나, 상기 장치의 오프닝은 상기 소스의 1이상의 펄스동안 지연될 수도 있어서, 비록 상기 배리어(barrier)의 통로가 여전히 상기 빔과 동기하여 생기지만 모든 펄스가 지나가도록 허락하지는 않는다. 이것은 예를 들어, 초기 펄스의 에너지 레벨이 불안정할 수도 있기 때문에 소스의 스타트업(start-up) 동안에 사용될 수 있다. 상기 소스는 웨이퍼의 노광동안에 정기적으로 스타트업되는게 필요할 수 있다.
단순화를 위해서, 본 발명의 특정 제어개구의 아래의 기술은 상기 소스(LA)를 상기 장치로부터 분리하는 내용일 것이다. 그러나, 그것은 상기 기술한 것과 같은 어떠한 상황에서 사용될수 있는 점에서 높이 평가될 것이다.
도 3a는 본 발명에서 사용될 수 있는 쵸퍼(chopper)형태를 갖는 제어개구의 단면을 도시한다. 상기 쵸퍼(chopper)는 상기 장치의 제1챔버(first compartment)(9)와 제2챔버(second compartment)(10)를 분리하는 배리어(barrier) 상에 올려지거나 또는 상기 배리어(barrier)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 쵸퍼(chopper)는 축(8)을 중심으로 회전하는 회전판(1)을 포함한다. 상기 회전판은2개의 고정판(3,4) 사이에 위치된다. 상기 고정판(3,4)은 상기 2개의 챔버(9,10)를 분리하는 상기 배리어(barrier)에 연결되거나 혹은 상기 배리어(barrier)와 일체로 될 수 있다. 상기 고정판(3,4)은 방사선 빔(7)에 얼라인(align)된 개구(5,6)를 각각 갖는다. 상기 회전판(1)은 구멍(2)을 갖는다. 상기 회전판(1)이 회전하면서, 상기 구멍(2)은 상기 고정판들 내의 상기 구멍(5,6)과 주기적으로 얼라인(align)된다. 상기 회전부재 내의 구멍(2)이 상기 고정판(3,4) 내의 구멍(5,6)과 얼라인(align)될 때 상기 제1챔버(9)로부터 상기 제2챔버(10)까지의 배리어(barrier)를 관통하는 통로가 제공된다. 다른 때에는, 상기 회전부재(1) 내의 상기 구멍(2)이 상기 고정판(3,4) 내의 상기 구멍(5,6)에 얼라인(align)되지 않을 때, 상기 회전부재(1)는 제1고정판(3) 내의 구멍(5)과 제2고정판(4)의 구멍(6) 사이의 배리어(barrier)를 형성한다. 따라서 상기 제1챔버(9)와 상기 제2챔버(10) 사이의 상기 배리어(barrier)에는 통로가 제공되지 않는다.
상기 장치가 사용될 때, 사용되는 방사선 빔(7)은 방사선 펄스의 시리즈로 제공되고, 상기 회전판(1)은 상기 구멍들(2,5,6)이 방사선의 펄스동안에 얼라인(align)되도록 타임이 맞춰져 있다. 따라서 상기 방사선은 제1챔버(9)에서부터 제2챔버(10)로 통과할 수 있다. 다른 때에는 상기 통로가 닫혀져서, 실질적으로 상기 통로를 통한 어떠한 가스유동이라도 방지한다.
도 3a에 도시된 상기 회전부재(1)는 단일 구멍(2)을 갖는다. 그러나, 상기 회전부재들에는 다수의 구멍들이 제공될 수 있다. 방사선의 펄스와 펄스 사이에 회전을 완성시킬 필요가 없기 때문에, 이것은 상기 회전부재가 회전해야 하는 스피드를 감속한다.
제1챔버(9)와 제2챔버(10) 사이의 가스유동을 방지하기 위한 도 3a에 도시된 상기 쵸퍼(chopper)의 유효성은, 상기 구멍들(2,5,6)이 얼마나 오랫동안 얼라인되고 또는 부분적으로 얼라인 되었는지와 상기 회전판(1) 주위에서 가스유동이 얼마나 많은지에 의해서 결정된다. 도 3b는 상기 회전판(1) 내의 상기 구멍(2)이 상기 고정판(3,4) 내의 상기 구멍(5,6)과 얼라인되지 않는 순간에서 상기 회전판(1)의 일부의 확대도를 도시한다. 상기 제1챔버(9)와 제2챔버(10) 사이의 가스유동률은 상기 회전판(1)과 상기 고정판(3,4) 사이의 갭 사이즈 d1과 상기 회전판(1) 주위에서의 상기 가스유동길이 d2에 의존한다. 상기 쵸퍼(chopper) 주위의 원하지 않은 가스유동은 상기 회전판과 상기 고정판들 사이의 상기 갭 d1이 최소화된다면 또, 상기 회전판(1) 주위의 유동패스(flowpath) 길이 d2가 최대화된다면 감소될 것이다. 후자의 경우는 상기 회전판(1) 내의 상기 구멍(2)을 상기 회전판의 바깥쪽 에지(1a)로부터 가능한 한 멀리 떨어지게 배열함으로써 만들어 질 수 있다. 상기 구멍들(2,5,6)의 얼라인은 상기 제1챔버(9)와 제2챔버(10) 사이의 가스유동패스(flowpath)를 쉽게 제공하지만, 상기 구멍들(2,5,6)이 상기 쵸퍼(chopper)의 듀티사이클(duty cycle)의 많은 시간동안 얼라인되지 않기 때문에 상기 가스유동이 지속적으로 오픈된 패시지(passage)에 비교하여 상당히 감소된다.
도 4a는 본 발명의 쵸퍼(chopper)의 또 다른 대안적인 구성을 도시한다. 이 경우에 2개의 회전 디스크(13,14)가 2개의 고정판(도시되지 않음) 사이에 배치되어있다. 다시, 상기 쵸퍼(chopper)가 오픈되기 위해서(즉, 상기 장치의 2개의 챔버를 분리하는 배리어(barrier)를 관통하는 통로를 제공하기 위해서)는 상기 고정판들(상기 방사선 빔과 얼라인 되어있다.)이 상기 제1회전디스크와 제2회전디스크(13,14) 내의 상기 구멍들(11,12)에 얼라인되어야만 한다. 도 4a는 상기 고정판(15,16)이 설치된 상기 회전디스크(13,14)의 단면을 도시한다.
상기 회전디스크(13,14) 내의 상기 구멍들(11,12)은 같은 반경 r11, r12을 갖을 필요는 없다. 그러나, 상기 구멍들은 상기 디스크의 회전중심으로부터 같은 거리 r2를 갖는게 바람직하다.
상기 회전디스크들(13,14)은 일체로 회전하여 상기 구멍들(11,12)이 얼라인되게 유지하도록 서로 연결될 수 있다. 대안적으로 상기 디스크들은 서로 다른 스피도로 회전하거나 혹은, 예를 들어, 반대 방향으로 회전하도록 설치될 수 있다. 이것은 상기 펄스 방사선이 상기 배리어(barrier)내의 통로를 지나가도록 허용하는 동시에, 양 디스크들이 상기 고정판들(15,16) 내의 구멍들과 정확하게 얼라인되어야 하기 때문에 더 많은 정밀도를 요구한다. 그러나, 서로 반대방향으로 상기 판들을 회전시키는 것은 상기 쵸퍼(chopper)가 부분적으로 오픈되는 시간의 양을 유리하게 감소시킨다.
상기 회전판들(13,14)은 서로 거리 d만큼 떨어지도록 배치가 되어서, 그들 사이에 공간(18)을 생성한다. 이 공간은, 유리하게는, 상기 쵸퍼(chopper)를 관통하여 제1챔버(fist compartment)로부터 제2챔버(second compartment)로의 가스유동을 더욱 감소시키는 버퍼가스로 채워질 수 있다. 이것은, 제2챔버(secondcompartment) 내의 상기 가스가 제2챔버 내의 상기 장치의 요소들에 해로운 영향을 줄 수 있으므로 중요하다. 예를 들어, 상기 소스(LA) 내의 Xenon은 EUV 방사선을 흡수한다. 따라서 상기 장치의 나머지 부분 내의 Xenon양을 최소화하는 것이 매우 중요하다. 상기 시스템의 나머지 부분에 대한 영향이 상대적으로 낮은 버퍼가스가 선택된다. 따라서 상기 버퍼가스가 제2챔버(second compartment)로 유동하는 것을 방지하는 것은 상기 제1챔버(first compartment) 내의 가스가 상기 제2챔버(second compartment)로 유동하는 것을 방지하는 것보다는 덜 결정적이다. 이러한 버퍼가스에 대한 더 자세한 정보는 본 명세서에서 참고자료로 하고 있는 유럽 특허출원 0130947,5호에 개시되어 있다. 예를 들어, 아르곤(Argon)이 버퍼가스로 사용될 수 있다.
버퍼가스로 채워져야만 하는 상기 2개의 디스크들 사이의 체적을 줄이기 위해서, 하나의 튜브(19)(도 4a에 점선으로 도시됨)가 상기 회전디스크(13,14) 사이에 삽입될 수 있다. 상기 튜브(19)는, 상기 양 디스크들이 일체로 회전한다면, 양 회전디스크(13,14)에 부착될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, 상기 회전판(13,14)이 서로 반대방향으로 회전한다면, 상기 튜브(19)는 상기 회전판들(13,14) 중에서 어느 하나에만 부착될 수 있고, 또는 상기 회전판들(13,14) 중 어느것에도 부착되지 않고 상기 고정판들(15,16) 내의 상기 구멍들에 대해서 고정된 위치에 있을 수 있다. 상기 튜브의 각 끝단은 상기 회전판(13,14) 내의 상기 구멍(11,12)을 둘러싸고, 상기 구멍들의 에지들에 부착될 수 있다. 상기 구멍들 중 하나가 다른 구멍(예를 들어, 도 3a에 도시된 것과 같이)보다 큰 경우에는, 상기 튜브(19)는 프러스트로-콘(frustro-conical) 형상일 수 있다.
상기 버퍼가스는 상기 회전디스크(13,14) 사이의 공간(18)을 통한 영구적인 유동에 의해서 다시 채워질 수 있다. 대안적으로, 상기 버퍼가스는 주기적으로 다시 채워질 수 있다. 상기 버퍼가스는 주기적으로 또는 연속하여 상기 공간(18)으로부터 펌핑(pumped)되거나 분산될 수 있다.
또 다른 대안으로서, 상기 회전판들(13,14) 사이의 상기 공간(18)은 상기 2개의 고정판들의 구멍들과 얼라인된 구멍들을 갖는 세번째 고정판으로 채워질 수 있다.
도 5a부터 도 5f는 2개의 회전디스크 사이의 상기 공간내의 상기 버퍼가스를 주기적으로 다시 채워넣는, 본 발명의 하나의 쵸퍼(chopper)를 도시한다. 도 5b부터 도 5f는 도 5a에서의 라인 A-A에 따른 단면도를 도시한다. 도 4a의 예에서 알 수 있듯이, 상기 쵸퍼(chopper)는 2개의 회전판(21,22)으로 구성되며, 이들은 구멍(23,24)을 각각 갖는다. 상기 회전판(21,22)은 2개의 고정판들(25,26) 사이에 배치된다. 프러스트로-콘(frustro-conical) 평면(30)은 상기 회전판(21,22) 내의 상기 구멍(23,24) 사이에 제공된다. 상기 평면(30)은 버퍼가스가 갑자기 흘러들어올 수 있는 공간(31)을 형성한다.
도 5a에 도시된 순간에서, 상기 제1회전판(22) 내의 상기 구멍(24)은 상기 제1고정판(26) 내의 버퍼주입구멍(32)에 얼라인된다. 이 순간에 상기 공간(31) 내의 압력은 상기 버퍼를 공급하는 곳의 압력보다 낮아서, 상기 공간(31)으로 버퍼가스의 유동 QA가 결과적으로 생긴다. 상기 회전디스크(21,22)가 (상기 평면(30)이 이들에 부착되어 있다.) 회전하면서, 상기 제1회전판 내의 상기 구멍(24)은 상기 제1고정판(26) 내의 상기 버퍼주입구멍(32)과의 얼라인으로부터 벗어나도록 이동한다.
도 5c에 도시된 순간에서, 상기 제1회전디스크(22) 내의 상기 구멍(24)은 상기 제1회전판 내의 상기 버퍼가스주입구멍(32)과 더이상 얼라인되지 않는다. 그러나, 상기 제2회전판(21) 내의 상기 구멍(23)은 상기 제2고정판 내의 상기 방사선 빔 구멍(27)에 부분적으로 얼라인되어 있다. 이것은 결과적으로 상기 공간(31)으로부터 상기 장치의 상기 제2챔버(second compartment)로의 버퍼가스유동의 약간의 누설 QF가 생긴다.
도 5d에 도시된 순간에서, 상기 제1회전판(22) 내의 상기 구멍(24)은 상기 제1고정판(26) 내의 상기 방사선 빔 구멍(28)에 얼라인되고, 상기 제2회전판(21) 내의 상기 구멍(23)은 상기 제2고정판 내의 상기 방사선 빔 구멍(27)에 완전히 얼라인된다. 따라서 상기 쵸퍼(chopper)는 오픈되고, 펄스 방사선(7)이 상기 제1챔버(first compartment) 내의 상기 소스(LA)로부터 제2챔버(second compartment)로 조사될 수 있게 한다. 더욱이 상기 제2챔버(second compartment) 내로의 상기 버퍼가스의 누설 QF는 이 단계에서 생긴다. 그러나, 상기 통로가 짧은 시간동안에만 열린다면, 상기 소스챔버(9)로부터 나온 가스의 상당량이 상기 제2챔버(second compartment)를 통해서 누설되지 않을 것이고 상기 제2챔버(second compartment)로 누설되는 상기 가스의 대부분은 단지 상기 버퍼가스일 것이다.
도 5e에 도시된 순간에서, 상기 제1회전판(22) 내의 상기 구멍(24)은 상기 제1고정판 내의 상기 방사선 빔 구멍(28)에 더이상 얼라인되지 않는다. 그러나 상기 제2회전판(21) 내의 상기 구멍(23)은 상기 제2고정판 내의 상기 방사선 빔 구멍(27)에 부분적으로 얼라인되어서, 상기 버퍼가스의 상기 제2챔버(second compartment)로의 누설 QF가 결과적으로 더 생긴다.
도 5G에 도시된 순간에서, 상기 제2회전판(21) 내의 상기 구멍(23)은 상기 제2고정판 내의 버퍼배출구멍(33)에 얼라인된다. 이것은 낮은 압력으로 유지되어 있는 상대적으로 큰 볼륨에 연결되고, 그 결과 공간(31)내에 남아있는 버퍼가스는 상기 구멍을 통해서 유동 QP로 배출된다.
도 5a부터 도 5G에 도시된 상기 쵸퍼(chopper)가 효율적으로 작동하기 위해서는, 상기 버퍼가스가 상기 공간(31)으로부터 상기 제2챔버(second compartment)로 유동하는데 걸리는 특성시간(characteristic time)은 상기 공간(31)이 제2챔버(second compartment)에 (부분적으로) 오픈되는데(즉, 도 5c, 5D 및 5E에 도시된 순간들) 걸리는 시간보다 커야한다. 상기 공간(31)이 상기 제2챔버(second compartment)로 열려있는 시간은 상기 고정판들(25,26)(도 5a에 도시됨) 내의 상기 구멍들(32,27,28,33)의 배열을 서로 가깝게 움직임으로써 줄일 수 있다. 상기 버퍼가스가 상기 공간(31)을 비우는데 걸리는 특성시간은, 상기 버퍼가스가 유동하는 상기 쵸퍼(chopper) 쪽에, 포일트랩(foil trap) 같은 상기 방사선에 투과되는 가스유동제한물질을 추가함으로써 증가될 수 있다.
도 5b부터 5G에 도시된 바와 같이 상기 프러스트로-콘(frustro-conical) 평면(30)은 상기 회전판(21,22)에 부착된다. 그러나, 이럴 필요없이 상기 평면은 상기 고정판들에 대해서 고정되어서, 상기 회전판들 내의 구멍들이 상기 고정판들 내의 구멍들에 얼라인될 때 상기 회전판들 내의 구멍들이 상기 평면에 얼라인되게 할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 사용되기에 적절한 쵸퍼의 또 다른 변형을 도시한다. 회전판(40)은 고정판(42)에 인접하여 제공된다. 상기 회전판(40)이 회전하면서, 그 안에 있는 구멍(41)은 상기 고정판 내의 구멍(43)에 주기적으로 얼라인되어서 상기 소스(LA)로부터의 방사선 빔(7)이 상기 배리어(barrier)를 통하여 방사되도록 한다. 상기 고정판(42)에는 인터페이스 공간(45)을 형성하는 평면(44)이 제공된다. 상기 인터페이스 공간은 상기 제1챔버(first compartment)로부터 상기 배리어(barrier)를 통한 가스의 누설을 줄이기 위해서 버퍼가스가 제공될 수 있다. 상기 평면(44)은 구멍(46)을 갖고, 상기 구멍은 상기 회전판(40) 내의 두번째 구멍(47)에 주기적으로 얼라인되게 한다. 이것은 상기 인터페이스 공간(45)으로의 신선한 버퍼가스를 제공하기 위해서 사용될 수 있다. 상기 회전판이 회전하면서, 상기 회전판(40) 내의 상기 구멍(47)은 버퍼가스 공급구멍(48)에 얼라인되어서, 버퍼가스가 인퍼페이스 공간(45)을 통하여 유동할 수 있도록 한다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 방사선 빔 구멍(41)과 상기 버퍼가스 구멍(47)은 그의 회전축(49)에서 서로 다른 거리로 떨어져서 상기 회전판 위에 배열된다. 이렇게 함으로써, 실질적으로 상기 방사선 빔이 상기 쵸퍼(chopper)를 가로질러 통과하도록 하는 동시에 상기 버퍼가스가 상기 인터페이스 공간(45)으로 제공될 수 있게 한다. 대안적으로, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼가스 구멍(47)은, 상기 회전판(40)상의 상기 방사선 빔 구멍(41)이 상기 고정판상의 상기 구멍(43)에 얼라인 되기 전에, 버퍼가스를 상기 인터페이스 공간(45)에 약간 제공할 수 있도록 배열될 수 있다.
본 발명의 특정 실시례에 대하여 서술하였지만, 본 발명은 서술된 바와 다르게 실시될 수도 있다.
본 발명은, 고정부재 및 회전부재 등으로 구성된 제어개구(controlled aperture)가 리소그래피 장치내의 두 챔버를 분리하는 배리어(barrier)를 관통하는 통로를 제공하여, 펄스 방사선이 상기 장치의 제1챔버에서 제2챔버로 방사되도록 하는 것을 가능하게 하고, 리소그래피 투영장치 내에서 가스유동을 상당량 감소시킨다.

Claims (18)

  1. - 방사선의 펄스 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
    - 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블; 및
    - 상기 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피투영장치에 있어서,
    - 상기 장치의 제1파트에서 제2파트로의 가스 및/또는 입자의 유동을 방지하고, 제어개구를 포함하는 배리어(barrier); 및
    - 상기 펄스 빔과 동기하여 상기 제어개구를 개폐하여, 상기 방사선 빔 중 어느하나의 펄스가 상기 배리어를 통과하도록 상기 제어개구를 작동시키는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어개구는,
    상기 방사선 빔에 얼라인(align)된 구멍이 제공되고, 상기 배리어와 일체로 되거나 또는 상기 배리어에 연결된 고정부재; 및
    일부 또는 전부가 상기 고정부재에 인접하는 회전부재를 포함하고;
    상기 회전부재는 1개 이상의 구멍들을 갖고, 상기 1개 이상의 구멍들은 상기회전부재가 회전하면서 상기 회전부재 내의 구멍이 상기 고정부재 내의 구멍과 주기적으로 얼라인(align)되게 배열되어, 상기 배리어를 관통하는 통로를 제공하고;
    상기 구멍들이 얼라인(align)되지 않을때 상기 회전부재는 실질적으로 상기 배리어를 통한 가스유동을 방지하게 하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  3. 제2항에 있어서,
    제2고정부재를 더 포함하고, 상기 제2고정부재는 상기 회전부재의 일부 또는 전부가 상기 제1고정부재와 제2고정부재 사이에 위치하도록 배열되고;
    상기 제2고정부재에도 상기 방사선 빔과 얼라인(align)되는 구멍이 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  4. 제3항에 있어서,
    제2회전부재를 더 포함하고, 상기 제2회전부재의 일부 또는 전부가 상기 제1고정부재와 상기 제2고정부재 사이에 위치되도록 하고;
    상기 제2회전부재는 1개 이상의 구멍들을 갖고, 상기 구멍들은, 상기 제2회전부재가 회전하면서 상기 제2회전부재 내의 구멍이 상기 고정부재들 내의 구멍들과 주기적으로 얼라인(align)되도록 배열되어서, 만약 상기 제1회전부재 내의 구멍이 상기 고정부재들 내의 구멍들과 동시에 얼라인(align)된다면 상기 배리어를 관통하는 통로를 제공하고;
    상기 제2회전부재 내의 어떤 구멍도 상기 고정부재들 내의 구멍들과얼라인(align)되지 않을 때는, 상기 제2회전부재는 상기 배리어를 통한 가스유동을 실질적으로 방지하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재 사이에서, 버퍼가스를 함유할 수 있는 공간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전부재들 중 어느 하나의 부재내의 구멍이 버퍼가스주입구와 얼라인(align)될 때 상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재 사이의 상기 공간에 버퍼가스를 공급하기 위한 상기 버퍼가스주입구; 및
    상기 회전부재들 중 어느 하나의 부재내의 구멍이 버퍼가스배출구와 얼라인(align)될 때 상기 버퍼가스를 상기 공간으로부터 배출시키기 위한 상기 버퍼가스 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    적어도 상기 제어개구가 열려 있을때 상기 제1회전부재 상의 구멍을 둘러싸는 에지(edge)로부터 상기 제2회전부재 상의 구멍을 둘러싸는 에지로 확장되는 튜브를 더 포함하고;
    상기 튜브는 상기 공간을 한정하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1회전부재 상의 상기 튜브에 의해 둘러싸인 상기 구멍은 상기 제2회전부재 상의 상기 튜브에 의해 둘러싸인 상기 구멍보다 크고, 상기 튜브는 프러스트로-콘(frustro-conical) 형상인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 튜브는 상기 고정부재들 상의 상기 구멍들과 얼라인(align)된 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1회전부재 및 제2회전부재는 일체로 회전하고, 상기 튜브는 상기 회전부재에 부착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  11. 제4항에 있어서,
    일부 또는 전부가 상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재 사이에 위치하는 제3고정부재를 더 포함하고;
    상기 제3고정부재에도 상기 방사선 빔과 얼라인(align)된 구멍이 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  12. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재는 서로 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 고정부재는,
    상기 고정부재 내의 구멍을 둘러싸는 에지(edge)로부터 확장되고, 상기 장치의 제2파트로 오픈(open)되는 공간을 형성하는 튜브; 및
    상기 회전부재 내의 구멍과 얼라인(align)될 때, 상기 공간으로 버퍼가스를 공급하는 버퍼가스주입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선시스템은 상기 장치의 제1파트 내에 있는 방사선 소스를 포함하고;
    상기 장치의 제2파트는 실질적으로 진공 시스템인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판테이블은 상기 장치의 제1파트 내에 있고, 상기 장치의 제2파트는 상기 투영시스템인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 방사선 빔의 하나 이상의 펄스를 차단하기 위해서 상기 제어개구를 닫는데 적합한 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어개구는, 상기 기판을 향한 사이드상에 저-방사율을 갖는 하나 이상의 코팅 및 다른 사이드상에 적외선 반사 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  18. - 적어도 부분적으로는 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;
    - 방사선시스템을 사용하여 방사선의 펄스 투영빔을 제공하는 단계;
    - 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계; 및
    - 방사선감응재층의 타겟부상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,
    장치의 제1파트에서 제2파트로의 가스유동을 방지하기 위한 배리어(barrier)내의 제어개구를 상기 펄스 빔과 동기하여 개폐하고;
    상기 제어개구는, 상기 펄스빔의 펄스동안에 상기 방사선 빔 중 하나와 얼라인(align)된 상기 배리어(barrier)를 관통하는 통로를 제공해서, 상기 펄스와 펄스 사이에 상기 장치의 제1파트에서 제2파트로의 가스유동을 실질적으로 방지하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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