KR20030080191A - 리소그래피장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구성요소를 에워싸는 제1격실(10)의 내부를 통해 제1퍼지가스흐름을 제공하고 상기 격실(10)의 외면에 제2퍼지가스흐름(16, 17)을 제공함으로써 상기 구성요소로의 오염물의 침입을 방지하는 수단을 제공한다.

Description

리소그래피장치 및 디바이스 제조방법{Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}

본 발명은,

- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

- 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

- 기판을 잡아주는 기판테이블;

- 기판의 타겟부 위로 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템;

- 그 안에 오염물 민감 구성요소를 구비한 제1격실; 및

- 제1퍼지가스로 제1격실의 내부를 퍼지하기 위한 제1가스공급수단을 포함하여 이루어진 리소그래피 투영장치에 관한 것이다.

"패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용된다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 형성될 디바이스 내의 특정 기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번 위상반전(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상반전형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크 형식도 포함한다. 투영빔 내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과 마스크의 경우) 또는 반사(반사 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에, 그 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이며 이것은 입사하는 방사선빔 내의 소정 위치에서 마스크를 잡아줄 수 있고 필요에 따라서는 빔에 대하여 이동될 수 있다.

- 프로그래머블 거울 어레이. 이러한 장치의 일례로는, 점탄성제어 층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 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 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그래머블 거울 어레이의 대안적인 실시예는 국부화된 적절한 전기장을 가하거나 압전작동수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축을 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. 이때 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 서술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝수단은 1 이상의 프로그래머블 거울배열을 포함할 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조되고 있는 미국특허 US 5,296,891호와 US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호와 WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그래머블 거울 어레이의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.

- 프로그래머블 LCD 어레이. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이러한 경우 상기 지지구조체는 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(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들면, 1이상의 다이로 구성되는)에 묘화될 수 있다. 일반적으로 한장의 웨이퍼에는 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 구분될 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 점진적으로스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 상세한 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며 본 명세서에서도 참조자료로 채용된다.

리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층이 최소한의 부분에라도 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 참조자료로 채용되고 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 수 있다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 이들 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 더 나아가, 상기 리소그래피장치는 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 리소그래피장치가 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용 참조되고 있다.

예를 들어, 투영렌즈와 같은, 상술한 장치의 핵심 광학 구성요소는 산소, 습기 및 탄화수소와 같은 오염물로부터 격리되도록 유지되어야 한다. 오염물의 근원으로는 장치 주변의 분위기환경, 장치내의 액추에이터와 같은 부품, 레지스트, 방사원 및 마스크가 포함된다. 오염물은 방사선을 흡수하여 빔 세기에 있어서의 허용할 수 없는 손실 및/또는 국부 변동을 야기한다. 따라서, 오염물 민감 구성요소가 들어있는 격실로 외부 오염물이 침입하는 것을 최소화하고 이들 오염물의 근방에서 또는 그 내부에서 생성된 오염물이 그러한 오염물 민감 구성요소에 침투하는 것도 최소화하도록 보장하는 것이 필요하다.

본 발명의 목적은 광학 구성요소에 도달하는 외부 오염물의 수치를 줄이고 내부적으로 생성되는 오염물을 제거하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른, 외부 오염물의 침입이 감소되고 내부 오염물은 제거되는 격실을 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른, 제1격실을 아우르며 외부 오염물의 침입이 감소되고 내부 오염물은 제거되는 제2격실 외부의 구성요소와의 링크를 구비한 격실을 도시한 도면,

도 4는 도 3의 구성요소의 변형례,

도 5는 도 3의 구성요소의 또 다른 변형례,

도 6은 본 발명에 따른, 외부 오염물의 침입이 감소되고 내부 오염물은 제거되는 대안적인 격실을 도시한 도면.

본 발명에 따라, 서두에 기재된 리소그래피장치에 있어서,

- 격실을 형성하는 포위체(enclosure)의 외면으로 제2퍼지가스의 흐름을 공급하기 위한 제2가스공급수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치에서 상기 및 기타 목적이 달성된다.

상기 장치는 격실의 외면을 퍼지하여 격실 주변에 생성된 오염물의 대부분을 제거하고 격실내에 놓인 구성요소로 외부 오염물이 침입하는 것을 감소시키기 때문에 장점이 있다. 격실 안으로의 누설이 있다면 그것은 주로 청결한 퍼지 가스일 것이다. 제2의 가스흐름으로 격실의 외면을 퍼지하는 것은 격실내의 오염물 수치가 격실 바로 바깥의 주변 영역에서보다 낮아져 궁극적으로 매우 낮은 것을 보장한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 제1격실을 둘러싸는 제2격실이 제공되고, 제2가스퍼징수단이 제1격실과 제2격실의 사이 공간을 퍼지한다. 제2격실의 포위체는 외부 오염물의 침입에 대한 추가 장벽을 제공하고 또한 제1격실내 오염물의 수치를 감소시킨다. 나아가, 퍼지를 요구하는 한정된 공간을 제공함으로써, 소요되는 퍼지가스의 양이 현저히 감소되고 퍼지가스가 제2격실 외부의 다른 구성요소에 해를 끼치는 것을 방지한다.

바람직하게, 제2격실의 포위체내에 제2가스흐름에 의하여 씌워진 개구부를 제공하고 링크가 상기 개구부를 통과한다. 이것은 실질적으로 격실내 오염물 수치를 증가시키지 않고 기계적인 연결 및 기타 유틸리티와 콘트롤이 제1격실에 제공되도록 한다는 장점이 있다.

바람직하게, 제2격실은 제2격실 외부의, 장치의 제2부분 안으로 개구 및 돌출부를 둘러싸는 인터페이스 쉴드(interface shield)를 가질 수 있다. 이것은 오염물이 확산하여 개구부를 통과하여야 하는 거리를 증가시킴으로써 제2격실내 오염물 수치를 감소시킨다. 그 결과 제1격실내 오염물 수치도 감소된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 제2격실상에 장착된 인터페이스 쉴드와 개구부를 통과하는 링크의 사이에 시일(seal)이 제공된다. 이것은 장치의 제2부분으로부터 제2격실의 내부로 오염물이 침입하는 것을 한층 더 감소시키기 때문에 이롭다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 제1격실의 외면이 격실의 외면을 향하는 퍼지가스의 커튼 또는 퍼지가스의 복수의 분사류에 의하여 퍼지된다. 이것은 제2격실에 대한 필요성을 제거한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 제1격실은 제1격실의 내부를 퍼지 완료한 후의 제1퍼지가스를 배기하는 배기구를 포함하며, 상기 배기구는 제1격실을 형성하는 포위체의 외면으로의 퍼지가스의 부가적인 흐름을 생성한다. 상기 배기구는 제1격실로부터 배기된 제1퍼지가스를 제2퍼지가스와 혼합하고 상기 가스혼합물을 제1격실을 형성하는 포위체의 외면에 공급하는 가스 혼합수단에 연결될 수도 있고 연결되지 않을 수도 있다. 제1퍼지가스를 재사용함으로써 소요되는 퍼지가스의 양이 더욱 더 감소된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면,

- 적어도 부분적으로는 방사선감응재의 층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 방사선감응재층의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

- 디바이스 제조장치의 오염물 민감 구성요소가 들어있는 격실의 내부를 퍼지하기 위해서 제1퍼지가스흐름을 제공하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,

- 상기 격실을 형성하는 포위체의 외면에 상기 표면을 퍼지하기 위해서 제2퍼지가스흐름을 제공하는 단계를 특징으로 하는 디바이스 제조방법이 제공된다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 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 사용된"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(극자외선, 예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인)를 포함한 모든 형태의 전자기방사선뿐만 아니라 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔까지도 포괄하여 사용된다.

이하, 첨부된 개략적인 도면을 참조로 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예를 서술한다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,

- 방사선(예를 들어, UV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템 (Ex, IL)(특별히 여기에서는 방사선시스템이 방사원(LA)도 포함한다);

- 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 마련된, 아이템 (PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

- 기판(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

- 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 부분을묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 굴절 또는 카타디옵트릭 시스템, 또는 거울 그룹)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (투과마스크를 구비한) 투과형(transmissive type)이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (반사마스크를 구비한) 반사형일 수도 있다. 대안으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그래머블 거울 어레이와 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.

방사원(LA)(예를 들어, 엑시머레이저)은 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 세기 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 포함하고 있다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 도달하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(흔히 예를 들어, 방사원(LA)이 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향 거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 흔히 엑시머레이저인 때의 경우이다. 본 발명과 청구 범위는 이들 시나리오를 모두 포함하고 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)을 포커스한다. 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, 긴행정모듈 (long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은행정모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 짧은행정모듈에만 연결될 수도 있고 고정될 수도 있다.

상술한 장치는 다음의 두 가지 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 이동 가능해서,투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도V=Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대 방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때M은 렌즈(PL)의 배율(통상M=1/4 또는M=1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

도 2는 오염물에 민감한 구성요소가 들어있는, 상기 장치의 격실(10)을 도시한다. 그러한 구성요소는 예를 들어, 투영시스템, 조명시스템 또는 투영시스템이나 조명시스템내의 구성요소(가령, 광학요소)일 수 있다. 본 실시예에서, 제1격실(10)은 장벽(15)에 의하여 형성되는 제2격실(9)내에 위치한다. 제1격실(10)을 형성하는 포위체(14)와 제2격실(9)의 장벽(15)간의 공간은 제1격실 외측에 장치의 제1부분(6)을 형성한다. 장벽(15)은 장치의 제1부분(6)과 장치의 제2부분(5)을 구분한다. 오염물로부터 차단되어야 하는 구성요소에 따라, 제1 및 제2부분(5, 6)은 예를 들어, 둘 모두가 투영시스템내에 위치할 수도 있고 예를 들어, 제1격실이 투영시스템 또는 어떤 다른 구성요소일 수도 있다. 유사하게, 격실중 어느 하나는 투영시스템을 하우징하는 투영광학기상자(POB; Projection Optics Box)일 수 있다.

제1격실의 내부는 입구(11)를 통해 제공되어 배기구(12)를 통해 배기되는 가스의 흐름에 의하여 퍼지된다. 별도로 제1격실(10)의 외면은 입구(16)를 통해 제공되어 배기구(17)를 통해 배기되는 가스의 흐름에 의하여 퍼지된다. 장벽(15)과 함께 장치의 제1부분(6)을 통한 가스의 흐름은 장치의 제1부분(6)내(즉, 제2격실 내) 오염물 수치를 장치의 제2부분(5)에 비하여 현저히 낮게 한다. 장치의 제1부분(6)의 (장치의 외부환경이나 장치의 제2부분(5)에 위치하는 구성요소로부터의 오염물과 같은) 외부 오염물은 장벽(15)의 통과가 제한된다. 장벽(15)을 통해 누설되는 오염물 및 장치의 제1부분(6)내에서 생성된 오염물은 퍼지가스의 의하여 배기구(17)를 통해 흘려 나간다. 하지만, 광학 구성요소에서 요구되는 최대 오염물 수치는 장치의 제1부분(6)내에서 성취될 수 있는 것보다 낮을 수 있다. 따라서 상기 구성요소는 제1격실(10)을 형성하는 포위체(14)안에 들어있다. 상기 포위체는 장치의 제1부분(6)으로부터 격실(10)의 내부로 즉, 광학 구성요소로의 오염물의 침입을 방지하거나 현저히 감소시킨다. 또한, 상기 포위체(14)를 통해 누설되는 어떠한 오염물 및 제1격실(10)내에서 생성된 어떠한 오염물도 퍼지가스에 의하여 배기구(12)를 통해 씻겨 나간다.

제1격실(10)과 제2격실(6) 모두를 플러싱하는 데 사용되는 퍼지가스는 사용되는 방사선에 투명한 것이 바람직하다. 사용될 수 있는 가스의 적절한 예로서, N₂, He, Ar, Kr, Ne, Xe 또는 이들의 2이상의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택된 가스이다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 제1격실(10)의 내부는 He 가스로 퍼지되고 제1격실(10)의 외부 즉, 장치의 제1부분(6)은 N₂가스로 퍼지된다. 어떠한 경우에도, 퍼지하는 데 사용되는 가스의 산소 및 수증기 함유량은 최소화되어야 하며 바람직하게는 실질적으로 0이어야 한다. 수증기 함유량의 적절한 한계는 0.5ppm 보다 아래이며 산소 함유량의 적절한 한계는 1ppm 보다 아래이다.

오염물비(즉, 가스내 오염물의 비)는 제1격실의 외부를 퍼지하는 데 사용되는 퍼지가스에서보다 제1격실의 내부를 퍼지하는 데 사용되는 퍼지가스에서 더 낮야야 한다. 하지만, 퍼지가스의 소정 오염물비를 낮출수록 그것의 생산비용은 증가한다. 따라서, 가장 청결한 퍼지가스 즉, 제1격실의 내부를 퍼지하는 데 적합한 가스의 사용을 최소화하는 것이 바람직하다. 그러므로, 제1격실(10)의 내부와 외부를 퍼지하기 위한 퍼지가스 공급부가 구분되는 것이 바람직하다. 하지만 어떤 환경에서는 장치의 복잡성을 최소화하는 것이 바람직할 수도 있다. 그러한 환경에서는 제1격실(10)의 내부를 퍼지하기 위한 퍼지가스 공급부와 외부를 퍼지하기 위한 퍼지가스 공급부가 결합될 수 있다. 어떠한 경우에도, 양쪽 퍼지가스의 오염물비는 제2격실을 둘러싸는 분위기환경내에서 공기의 오염물비보다 낮을 것이다.

제1격실(10)의 외부를 퍼지하기 위한 요건이 내부를 퍼지하는 요건보다 덜 엄격하기 때문에, 상기 제1격실의 외부를 퍼지할 때 배기구(12)를 통해 배기된 제1퍼지가스를 재사용하는 것을 고려할 수 있다. 이를 위해서 배기구(12)는 제1격실(10)로부터 배기된 제1퍼지가스를 제2퍼지가스와 혼합하고 제1격실(10)의 외부로 상기 혼합가스를 공급하기 위하여 가스 혼합수단(도시되지 않음)에 연결될 수도 있고, 또는 상기 제1퍼지가스가 바로 제1격실(10)의 외부에 공급될 수도 있다.

제1격실(10)은 통상 그 자신과 장치의 제2부분내에 위치한 장치의 일부 사이에 링크를 필요로 한다. 도 3은 장치의 제1부분(6)으로의 오염물의 침입을 최소화하면서 그러한 링크를 제공하는 수단을 도시한다. 제1격실(10)은 장치의 제1부분(6)내에 위치하며 장벽(22)에 의하여 장치의 제2부분(5)과 구분된다. 상술한 바와 같이, 장치의 제1격실(10)과 제1부분(6) 모두는 가스의 흐름에 의하여 퍼지된다.

장벽(22)은 개구부(23)를 가지며 상기 개구부를 통해 링크(21)가 통과하여 제1격실(10)을 장치의 제2부분(5)내 장치의 구성요소(도시되지 않음)에 연결한다. 상기 링크는 예를 들어, 장치의 제2부분(5)에 위치한 액추에이터를 사용하여 제1격실(10)을 위치시키는 수단을 제공하기 위한 기계적 연결일 수도 있고 예를 들어, 제1격실(10)에 전력이나 퍼지가스를 제공하기 위한 유틸리티 링크일수도 있으며, 혹은 콘트롤 링크일 수도 있다.

바람직하게, 도 3에 도시된 바와 같이, 장벽(22)은 개구부(23)를 둘러싸며 장치의 제2부분(6) 안으로 연장되는 인터페이스 쉴드(24)를 가진다. 상기 인터페이스 쉴드(24)는 어떠한 오염물이 확산하여 장치의 제2부분(5)으로부터 장치의 제1부분(6)으로 지나가기 위한 거리를 증가시키고, 이에 따라 제1부분에서의 오염물 수치를 감소시킨다. 그것은 실질적으로 원통형일 수 있다.

도 4는 도 3과 관련하여 상기 서술된 구성의 변형례이다. 장치의 제1부분(6)내에 위치한 제1격실(10)은 장치의 제1부분과 제2부분을 구분하는 장벽(32)내 개구부(33)를 통과하는 링크(31)에 의하여 장치의 제2부분(5)에 링크된다. 이 경우에, 링크(31)와 인터페이스 쉴드(34)의 사이에는 시일(35)이 제공된다. 상기 시일은 장치의 제2부분(5)으로부터 장치의 제1부분(6)으로의 오염물의 누설을 더욱 감소시킨다. 시일(35)은 셀고무(celrubber)와 같은 낮은 경직성을 가진 연한 고무나 그와 유사한 경직성을 가진 고무로 이루어져, 장치의 구성요소들간에 진동의 전달을 감소시킨다는 것이 중요하다.

장치의 제1부분(6)으로의 오염물의 침입을 감소시키는 것과 함께, 시일의 사용은 장치의 제1부분(6)으로부터 제2부분으로의 퍼지가스의 유출을 감소시킬 것이다. 이것은 예를 들어, 장치의 제1부분(6)을 위하여 사용되는 퍼지가스가 N₂인 경우에 이것이 장치의 제2부분(5)에 위치한 간섭계의 성능에 해를 끼칠 수 있기 때문에 중요할 수 있다.

도 5는 도 3 및 도 4와 관련하여 상기 서술된 구성의 또 다른 변형례이다. 상기 구성은 장벽에 직각으로 요구되는 링크의 이동이 비교적 비교적 큰 경우에 특히 유용할 수 있다. 장치의 제1부분(6)에 위치한 제1격실(10)은 장치의 제2부분(5)에 위치한 장치의 구성요소(48)에 링크된다. 장치의 제1부분과 제2부분을 구분하는 장벽(42)은 링크(41)가 통과하는 개구부(43)를 가진다. 상기 개구부(43)는 퍼지가스의 커튼에 의하여 커버된다. 퍼지가스의 커튼은 개구부의 일측상의 배기구(46)에서 제공되고 개구부의 대향측상의 배기구(47)를 통해 배기된다. 퍼지가스의 커튼은 실질적으로 개구부를 통해 확산되는 오염물을 감소시킨다. 상기 가스 커튼은 장치의 제1부분(6)을 퍼지하는 데 사용되는 가스와 함께 제공될 수도 있고 장치의 제1부분(6)을 퍼지하기 위한 수단의 일부일 수도 있다.

상기 서술된 방식의 장치는 클린룸 환경에서 작동될 것임을 이해하여야 한다. 그러한 클린룸은 상술한 바와 같은 제2격실로서 간주되어서도 아니되고 그러한 클린룸내의 어떠한 기류도 퍼지가스의 제2공급으로 간주되어서도 아니된다. 그러한 클린룸내의 공기는 산소와 수증기를 함유하며 따라서 본 적용례의 내용에 들어있는 퍼지가스로서는 적절치 않다.

제2실시예

도 6에 도시된 대안적인 실시예에서, 제1격실(10)의 외면은 퍼지가스의 커튼(55)(도면에는 2개만 도시됨)을 사용하여 퍼지된다. 이 경우에는 플러싱되는 장치의 일부를 형성하는 제2격실은 필요하지 않다. 이전과 마찬가지로, 제1격실(10)의 내부는 퍼지된다. 본 발명의 본 실시예의 대안으로서, 제1격실의 외면은 그것의 외면으로 향하는 퍼지가스의 복수의 분사류에 의하여 퍼지된다.

이상 본 발명의 특정 실시예에 대하여 서술하였지만, 본 발명이 서술된 바와 다르게도 실시될 수 있다. 상기 서술내용은 본 발명을 제한하지 않는다.

본 발명에 따르면, 광학 구성요소에 도달하는 외부 오염물의 수치를 줄이고 내부적으로 생성되는 오염물을 제거할 수 있다.

Claims (14)

1. - 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

   - 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

   - 기판을 잡아주는 기판테이블;

   - 기판의 타겟부 위로 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템;

   - 그 안에 오염물 민감 구성요소를 구비한 제1격실; 및

   - 제1퍼지가스로 제1격실의 내부를 퍼지하기 위한 제1가스공급수단을 포함하여 이루어진 리소그래피 투영장치에 있어서,

   - 제1격실을 형성하는 포위체의 외면으로 제2퍼지가스의 흐름을 공급하기 위한 제2가스공급수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2퍼지가스는 제1격실을 둘러싸는 공기에 비하여 더 낮은 오염물비를 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1격실은 적어도 부분적으로는 투영시스템을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1격실을 둘러싸는 제2격실을 더욱 포함하며, 상기 제2가스공급수단이 상기 제1격실과 상기 제2격실의 사이 공간을 퍼지하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
5. 제4항에 있어서,

   - 상기 제2격실내 개구부; 및

   - 상기 개구부를 통과하는 링크를 더욱 포함하며,

   상기 링크는 상기 제1격실과 상기 제2격실 외부에 위치한 구성요소의 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제2격실은 상기 개구부를 둘러싸며 상기 제2격실로부터 연장되는 인터페이스 쉴드를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 링크와 상기 인터페이스 쉴드의 사이에 시일을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2격실은 상기 개구부의 일측상의 가스 배기구 및 개구부의 대향측상의 가스 추출기를 포함하여 가스 커튼으로 상기 개구부를 커버하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2가스공급수단은 상기 제1격실의 적어도 일 면을 가로지르는 퍼지가스의 커튼을 제공하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제2가스공급수단은 상기 제1격실의 적어도 일 면에 근접한 복수의 퍼지가스용 배기구를 제공하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1격실은 상기 제1격실의 내부를 퍼지한 후의 제1퍼지가스를 배기하는 배기구를 포함하며, 상기 배기구는 상기 제1격실을 형성하는 포위체의 외면에 부가적인 퍼지가스의 흐름을 생성하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 배기구는 상기 제1격실로부터 배기되는 제1퍼지가스를 제2퍼지가스와혼합하고 그 가스혼합물을 상기 제1격실을 형성하는 포위체의 외부변에 공급하기 위한 가스 혼합수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 또는 제2가스공급수단은 N₂, He, Ar, Kr, Ne, Xe 또는 이들의 2이상의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택된 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
14. - 적어도 부분적으로는 방사선감응재의 층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

    - 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

    - 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

    - 방사선감응재층의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

    - 디바이스 제조장치의 오염물 민감 구성요소가 들어있는 격실의 내부를 퍼지하기 위해서 제1퍼지가스흐름을 제공하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,

    - 상기 격실을 형성하는 포위체의 외면에 상기 표면을 퍼지하기 위해서 제2퍼지가스흐름을 제공하는 단계를 특징으로 하는 디바이스 제조방법.