KR20040055700A

KR20040055700A - 리소그래피장치, 디바이스제조방법 및 기판홀더

Info

Publication number: KR20040055700A
Application number: KR1020030093997A
Authority: KR
Inventors: 판발레고이로베르투스니코데무스야코부스; 쿠이퍼스마르티누스아그네스빌렘; 메이요르피에터요한네스게르트루디스; 판누넨게라르두스페트루스마티스; 오텐스유스트예뢴
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2004-06-26
Also published as: KR100620981B1; CN1510521A; US20040179183A1; SG121845A1; CN100429579C; EP1431825A1; US7030967B2; DE60315403T2; DE60315403D1; TWI245975B; JP2004214653A; TW200428156A; JP4057998B2

Abstract

기판홀더는 최소 100㎛의 높이와 기판의 2/3 반경의 반경으로 연장된 중심영역내에 배치된 10이상의 진공포트를 가진 버얼을 가진다. 따라서, 오목한 웨이퍼는 웨이퍼를 평탄하게 하기 위해서 클램핑힘을 가하는 중심영역내에 초기 진공을 진전시키고, 웨이퍼가 완전히 클램핑될 때까지 초기진공을 깊어지게 함으로써 신뢰성있게 클램핑될 수 있다.

Description

리소그래피장치, 디바이스제조방법 및 기판홀더{Lithographic Apparatus, Device Manufacturing Method and Substrate Holder}

본 발명은 리소그래피장치, 디바이스제조방법 및 기판홀더에 관한 것이다.

리소그래피장치는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피장치는, 예를 들어, 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 마스크와 같은 패터닝수단이 IC의 개별층에 대응하는 회로패턴을 생성하도록 사용될 수 있고, 이 패턴은 방사선감응재(레지스트)층을 가지는 기판(예를 들어,실리콘웨이퍼)상의 (예를 들어, 1 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피장치는, 한번에 하나씩 타겟부상의 전체패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위, 스테퍼 및 투영빔을 통하여 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위, 스캐너를 포함한다. 일반적으로, 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 많은 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서도 인용참조되고 있다.

리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층이 최소한의 부분에라도 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처(imaged feature)의 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 층마다전체공정 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 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학, 반사광학 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 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.

기판테이블에 기판을 유지하기 위해서, 소위 버얼 판(burl plate)이 사용될수 있다. (본 명세서에서 인용참조되고 있는) EP-A-0 947 884호에 개시된 버얼 판은 한면상에 돌출부, 즉 버얼의 매트릭스 구성을 갖는 판 및 버얼의 매트릭스를 둘러싸는 벽을 포함한다. 버얼은 모두 150㎛의 높이를 가진다. 버얼 판내의 구멍들은 진공시스템으로 통해 있으므로, 웨이퍼 아래의 공간이 배기될 수 있다. 기판 위의 표준 대기압력과 아래의 배기된 영역간의 압력차는 버얼 판에 기판을 단단히 클램핑한다. 진공포트들은 비교적 많이, 예를 들어 20이상 있으며, 2개의 공심 링(concentric ring)으로 배치된다.

기판홀더의 공지된 다른 디자인들은 비교적 작은 수, 예를 들어, 3 또는 4개의 진공포트를 가진다. 예를 들어, US 5,923,408호는 3개의 진공포트와 총 높이가 최소한 550㎛인 돌출부(최소한 1mm의 직경과 최소한 500㎛의 높이의 넓은 부분의 최상부에 100㎛ 직경과 50㎛ 높이의 좁은 부분으로 구성됨)를 가진 기판홀더가 개시된다. US 5,324,012호는 단일 진공포트를 구비한 핀 척형(pin chuck-type) 홀더를 개시한다. 핀형 돌출부들은 10㎛에서 500㎛의 높이를 가진다고 하지만, 특별한 예시들이 주어져 있지 않다. EP 1 077 393 A2호는 1, 4 또는 8개의 진공포트들과, 핀형 돌출부들을 가지는 기판홀더들이 개시되나, 핀의 높이가 개시되어 있지 않다. EP 0 803 904 A2호는 17.8 내지 30.5㎛ 사이의 높이의 핀과, 중심영역내에 4개의 진공포트를 가진 기판홀더를 개시한다. GB 2 149 607 A는 높이가 50㎛인 복수의 핀형 돌출부와 6개의 진공 포트를 구비한 진공 척을 개시한다.

기판홀더의 공지된 디자인은, 오목한 (접시형) 기판이 그것들상에 배치되는 경우, 기판의 상승된 에지와 둘러싼 벽 사이의 넓은 갭은 기판 밑에서 진공이 진전되지(develop) 않는다는 것을 의미하기 때문에 클램핑되지 않는다는 문제가 생긴다. 기판들은 디바이스를 형성하기 위해서 그것들상에 수행되는 공정으로 인하여 오목해질 수 있으며, 상기 기판이 너무 오목해져서 기판테이블상으로 클램핑될 수 없는 경우에는 폐기되어야 한다. 이러한 기판의 폐기 필요성은 수율 및 스루풋을 감소시킨다.

본 발명의 목적은 보다 신뢰성있게 오목한 기판들을 클램핑할 수 있는 기판홀더를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피투영장치를 도시하는 도면;

도 2는 도 1의 기판내의 기판홀더의 평면도;

도 3은 웨이퍼(W)를 클램핑하는 기판홀더의 부분측면도;

도 4는 도 3의 기판 아래의 진공압력을 나타내는 그래프;

도 5는 오목한 웨이퍼를 클램핑하는 초기 스테이지에서의 기판홀더의 부분측면도;

도 6은 도 5의 웨이퍼 아래의 진공압력을 나타내는 그래프이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면,

- 방사선의 투영빔을 제공하는 조명시스템;

- 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

- 기판을 유지하는 기판홀더를 구비한 기판테이블을 포함하되, 상기 기판홀더는 공면인 말단부(extremities)를 가지며 표면으로부터 실질적으로 직립한(upstanding) 복수의 돌출부, 상기 돌출부를 둘러싸는 벽 및 상기 벽에 의하여 구속된(bounded) 공간쪽으로 통하는 복수의 진공포트를 포함하며,

- 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피장치가 제공되며,

상기 돌출부의 각각은 최대 100㎛의 높이를 가지고, 상기 벽에 의하여 구속된 상기 공간의 중심영역쪽으로 모두 통하는 10개 이상의 진공포트가 있으며, 상기 중심영역은 상기 기판의 반경의 최대 70%의 반경을 가지는 것을 특징으로 한다.

돌출부(때로는 핌플(pimple) 또는 버얼이라고도 함)의 높이를 감소시키고, 비교적 다수의 진공포트가 기판홀더의 중심영역쪽으로 통하는 것을 보장함으로써, 기판이 상당히 오목한 경우일지라도, 기판 아래에 진공이 진전되는 것을 보장할 수 있다. 기판에 걸친 압력차는 기판을 평탄하게 하는 경향이 있어 초기 진공을 깊어지게 할(deepen) 수 있고, 압력차를 증가시키고 기판을 더욱 평탄하게 한다. 그러므로, 기판을 성공적으로 클램핑하기 위해서 기판의 중심영역 아래에 초기에만 진공이 진전되게 할 필요가 있다. 초기진공은 기판상에서 평탄화효과를 가지도록 충분해야 하지만, 기판이 클램핑될 때 진전된 진공만큼 깊을 필요는 없다. 초기 진공의 필요한 깊이는 기계적인 특성 및 클램핑되는 기판의 굴곡에 따라 달라질 것이다. 일단 기판이 클램핑되면, 돌출부의 최상부에 대하여 평탄화되며, 마치 처음부터 평탄했던 것처럼 클램핑효과는 동일하다.

돌출부는 기판이 클램핑되는 경우, 기판 아래의 진공압력이 신속하게 균일화되는 것을 보장하기 위해서, 최소한 60㎛의 높이를 가지는 것이 바람직하다. 돌출부의 높이가 70내지 80㎛ 범위내에 있는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 높이의 돌출부로, 본 발명자들은 300㎚ 웨이퍼에 걸쳐 800㎛까지의 굴곡을 갖는 표준 치수의 실리콘 기판이 성공적으로 클램핑될 수 있다는 것을 발견하였다.

진공포트의 수는 20개 내지 40개 사이이며, 그것 모두가 중심영역내의 공간쪽으로 통해 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 특히 바람직한 실시예에서, 모든진공포트는 기판의 반경의 최대 70%(300㎚ 기판의 경우 100mm정도)의 외측 반경 및 기판의 반경의 최소 40%(300㎚ 기판의 경우 60mm 정도)의 내측반경을 가지는 고리형 영역쪽으로 통해 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면,

- 기판을 제공하는 단계;

- 상기 기판과 기판홀더 사이의 공간을 배기시킴으로써 상기 기판을 유지하는 단계를 포함하되, 상기 기판홀더는 실질적으로 공면인 말단부를 가지며 표면으로부터 직립한 복수의 돌출부, 상기 돌출부를 둘러싸는 벽 및 상기 벽에 의하여 구속된 공간쪽으로 통하는 복수의 진공포트를 포함하며;

- 조명시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 기판의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법이 제공되며,

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면,

실질적으로 공면인 말단부를 가지며 표면으로부터 직립한 복수의 돌출부, 상기 돌출부를 둘러싸는 벽 및 상기 벽에 의하여 구속된 공간쪽으로 통하는 복수의 진공포트를 가지는 기판홀더가 제공되며,

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 상기 리소그래피장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정디스플레이(LCD), 박막자기헤드와 같은 여타의 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "기판" 또는 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사툴에서 처리될 수 있다. 적용가능한 곳은, 이러한 기판처리툴과 여타의 기판처리툴에 본 명세서가 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 여러번 처리된 층들을 이미 포함한 기판을 칭할 수 있다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 자외(UV)방사선(예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 및 극자외(EUV)방사선(예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인)를 포함한 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔까지도 포괄하여 사용된다.

여기서 사용되는 "패터닝수단(patterning means)" 이라는 용어는 기판의 타겟부 패턴을 생성하기 위해서, 패터닝된 단면을 입사하는 투영빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 투영빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부내의 바람직한 패턴에 정확히 일치하지 않을 수 있다는 것을 유의한다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다.

프로그래밍 수단은 투과형 또는 반사형이다. 패터닝수단의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울배열 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번위상시프트형 및 감쇠 위상시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울배열의 일례는 작은 거울들의 매트릭스구성을 채택하며, 그 각각은 상이한 방향으로 입사하는 방사선을 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 이 방식으로, 반사된 빔이 패터닝된다. 패터닝수단의 각각의 예시에서, 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있으며, 예를 들어 투영시스템에 대하여 바람직한 위치에 있을 것을 확실히 보장할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어는 "패터닝수단"과 같은 좀 더 일반적인 용어로도 사용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는 예를 들어, 사용되는 노광방사선에 대하여 또는 침지유체(immersion fluid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자를 위하여 적절한 것으로서, 굴절광학시스템, 반사광학시스템 및 카타디옵트릭시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. "렌즈"라는 용어는 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어로도 사용될 수 있다.

또한, 조명시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어를 위하여 굴절, 반사 및 카타디옵트릭 광학구성요소를 포함하는 다양한 종류의 광학구성요소를 포괄할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다.

리소그래피장치는 2개(듀얼스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

또한, 리소그래피장치는 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 채우도록 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체, 예를 들어 물에 기판이 침지되는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 침지액체는 리소그래피장치내의 여타의 공간, 예를 들어 마스크와 투영시스템의 제1요소 사이에 적용될 수 있다. 침지기술은 투영시스템의 개구수를 증가시키기 위한 기술분야에 잘 알려져 있다.

대응하는 참조부가 대응하는 부분을 나타내는, 첨부된 도면을 참조하여, 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예를 서술한다.

실시예

도 1은 본 발명에 따라 사용가능한 리소그래피투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는;

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

- 패터닝수단(MA)(예를 들어, 마스크)을 지지하고, 아이템 PL에 대하여 패터닝수단을 정확히 위치시키는 제1위치설정수단(PM)에 연결된 제1지지구조체(예를 들어, 마스크테이블)(MT);

- 기판(예를 들어, 레지스트코팅된 실리콘웨이퍼)(W)을 유지하고, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단(PW)에 연결된 기판테이블(웨이퍼테이블)(WT); 및

- 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 패터닝수단(MA)에 의하여 투영빔(PB)에 부여된 패턴을 묘화하는 투영시스템을 포함한다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과마스크를 채택한) 투과형이다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울배열을 채택하는) 반사형일 수도 있다.

(일루미네이터)(IL)는 방사선소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 예를 들어, 소스가 엑시머레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피장치는 독립적인 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피장치의 부분을 형성하도록 고려되지 않으며, 상기 방사선빔은 예를 들어, 적절한 지향거울 및/또는 빔 익스펜더(beam expander)를 포함하는 빔 전달시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 여타의 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 상기 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는 빔 전달시스템(BD)과 함께 필요에 따라 방사선시스템이라고도 칭해질 수 있다.

일루미네이터(IL)는 빔의 각도세기분포를 조정하는 조정수단(AM)을 포함한다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필평면내의 세기분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 일반적으로, 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함하고 있다. 일루미네이터는 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 가지는 투영빔(PB)이라 하는 컨디셔닝된 방사선의 빔을 제공한다.

상기 투영빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 유지되어 있는 패터닝수단(MA)상에 입사된다. 마스크(MA)를 지나면, 상기 투영빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔을 포커스한다. 제2위치설정수단(PW) 및 위치센서(IF)(예를 들어, 간섭계측정장치(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단(PM) 및 또 다른 위치센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 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, (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우에는, 마스크테이블(MT)이 단지 짧은 행정액츄에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크정렬마크(M1, M2) 및 기판정렬마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다.

상술한 장치는 다음의 바람직한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 투영빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)에 투영된다(즉, 단일 정적노광(static exposure)). 그런 후, 기판테이블(WT)은 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 정적노광시에 묘화된 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서는, 투영빔에 부여되는 패턴이 소정 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 마스크테이블(MT)과 기판테이블(WT)이 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적노광(dynamic exposure)). 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PL)의 이미지반전특성에 의하여 판정된다. 스캔 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 동적노광시 타켓부의 (스캐닝되지 않는 방향에서의) 폭을 제한하는 한편, 스캐닝동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝방향에서의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝수단을 잡아주면서 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 투영빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판테이블(WT)은 움직이거나 스캐닝된다. 상기 모드에서는, 일반적으로 펄스방사선소스가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝수단은 기판테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선펄스사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 상기 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울배열과 같은 프로그램가능한 패터닝수단을 활용하는 마스크없는 리소그래피에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 모드의 용법에 대한 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 모드에 관한 용법을 채용할 수 있다.

도 2는 노광 중에 기판을 그 위에 유지시키도록 기판테이블(WT)상에 위치된 기판홀더(10)의 평면도이다. 기판홀더(10)는 평탄한 원형판으로 이루어지며, 그 상부면에는 버얼(12)의 배열이 제공되고, 벽(11)에 의하여 구속된다. 버얼(12)은 기판(W)을 지지하고, 통상적으로 그 전체 면적은 기판면적의 거의 4%이하이다. 예시적으로 설명하기 위해서, 규칙적인 직사각형 매트릭스내에 배열된 바와 같이 버얼(12)이 도시되어 있으나, 예를 들어 공심 링과 같은 여타의 구성이 가능하다.

또한, 버얼 판에는 관통홀들(13), 이 예에서는 24개가 제공되고, 2개의 공심 링(14, 15) 주위에 규칙적으로 배열되어 있다. 관통홀(13)은 기판테이블(WT)상의 진공포트를 따라 줄지어 있으며, 기판(W) 아래의 그리고 벽(11)으로 구속된 공간의 배기를 위해 진공포트를 형성한다.

기판(W)은, 진공을 중지(turning off)시키고 기판홀더(10)내의 또 다른 구멍(도시되지 않음)들을 통하여 연장된 핀에 의하여 아래로부터 들어올려짐으로써 기판홀더(10)로부터 제거된다. 이들 또 다른 구멍들은 기판에 닿도록 올라와 있는 벽에 의하여 둘러싸여질 수 있어, 이들 구멍들을 통하여 기판 아래의 공간안으로 공기가 누설되지 않는다.

도 4는 웨이퍼 아래의 공간내의 압력과 위의 표준 대기압력간의 차이의 크기인 진공압력 ｜Pvac｜의 그래프이다. 웨이퍼가 기판테이블상에 올바르게 클램핑되면, 벽(11)내에 있는 영역내의 웨이퍼 아래의 압력은 균일한 고진공레벨 P1에 있다.

도 5 및 도 6은 오목한 웨이퍼(W')가 기판홀더(10)에 놓여질 때에 어떤 일이 생기는지를 예시한다. 그 외측에지에서, 웨이퍼(W')의 굴곡은 웨이퍼(W')와 기판홀더(10) 사이의 큰 갭이 있다는 것을 의미하므로, 이 영역내의 압력이 상기의 웨이퍼와 동일하여도 클램핑효과가 없다. 하지만, 본 발명에 따르면, 돌기부(12)의 높이가 감소되고, 진공포트가 기판홀더(10)의 중심영역내에 배치되기 때문에, 도 6에서 실선으로 표시된 바와 같이 웨이퍼(W') 아래의 중심영역내에는 진공이 진전된다. 그러므로, 비록 초기에는 작더라도, 웨이퍼(W')를 기판홀더(10)에 클램핑하고 기판(W')을 평탄하게 하는 클램핑힘을 유도하는 압력차가 웨이퍼에 걸쳐 존재한다. 기판(W')의 평탄화는 그것과 기판홀더(10) 사이의 갭을 줄여, 중심영역내의 진공이 깊어지게 할 수 있다. 후속하여, 이는 기판(W')상의 평탄화 힘을 증가시킴에 따라, 기판(W')이 신속하게 평탄화되고, 기판홀더(10)에 완전히 클램핑된다. 그러면, 기판(W') 아래의 진공레벨은 도 6에 점선으로 도시된 바와 같이, 정상 레벨에 도달한다.

본 발명자들은, 오목한 기판들이 클램핑 가능하게 하기 위해서 돌기부(12)의 높이와 수 및 진공포트(13)의 위치설정에 관한 어떤 조건들이 만족되어야 한다는 것을 결정하였다. 돌기부(12)의 높이는 충분이 작아서, 기판홀더(10)상에 배치된굴곡된 기판(W) 아래에서 내부로의 공기흐름에 대한 어떤 저항이 존재하여 중심부 아래에서 초기 진공이 진전되도록 하여야 한다. 하지만, 이와 동시에, 초기 진공의 영역이 진공포트에 너무 가깝게 한정되고 웨이퍼 아래의 균일한 진공레벨이 달성될 수 없을 정도로 돌기부(12)가 너무 짧지 않아야 한다. 본 발명가들은 굴곡된 웨이퍼들의 클램핑을 보장하기 위해서, 돌기부(12)들이 최대 100㎛의 높이를 가져야 한다고 결정하였다. 높이는, 기판홀더의 대부분의 영역의 나타내는 표면으로부터 측정된다. 그러므로, 돌출부상에 놓여있는 기판은 (진공포트가 통해 있는 곳을 제외하고) 최대 100㎛의 깊이를 가진다. 또한, 웨이퍼가 완전히 클램핑될 때, 기판 아래의 진공압력이 신속시 균일하게 되는 것을 보장하기 위해서 높이가 최소 60㎛인 것이 유익할 수 있다. 버얼 높이가 70 내지 80㎛ 범위 내에 있는 경우, 클램핑이 특히 효과적이다. 높이가 75㎛인 돌출부를 갖는 기판홀더(10)는, 300㎜웨이퍼의 경우, 최대 굴곡이 800㎛까지인 기판을 신뢰성있게 클램핑한다는 것을 발견하였다.

진공포트(13)의 수 및 구성을 위해, 진공포트의 수가 충분해야 하고, 초기 진공을 생성하기 위해서 웨이퍼의 중심에 충분히 인접하여 분포되어야 할 필요가 있다. 하지만, 진공포트는 오목한 웨이퍼들의 클램핑 공정이 초기화되는 것을 보장하기 위해서 버얼 판의 에지로부터 너무 멀리 떨어져서는 아니된다. 본 발명자들은 중심영역내에 10개 이상의 진공포트가 있어야 한다는 것을 결정하였다. 중심영역은 기판의 반경(dl)의 70%, 300㎜(직경) 웨이퍼의 경우 예를 들어 100㎜이하의 반경을 가진 원으로 구속되는 것이 바람직하다. 이 중심영역 외부로 개방되는 진공포트가 없어야 한다. 특히, 진공포트가 기판의 반경의 최대 70%의 외측반경 및 기판의 반경의 최소 40%의 내측반경을 갖는 고리형 영역쪽으로 통하는 것이 바람직하다. 서술된 실시예에서, 진공포트들은 각각 90mm 및 80mm의 반경 d2, d3를 갖는 링(14, 15)에 제공된다.

이상, 본 발명의 특정 실시예가 서술되었지만, 본 발명은 상술된 바와 다르게 실행될 수도 있다. 상기 서술은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 오목한 기판들을 보다 신뢰성있게 클램핑할 수 있는 기판홀더가 제공된다.

Claims

- 방사선의 투영빔을 제공하는 조명시스템;

- 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

- 기판을 유지하는 기판홀더를 구비한 기판테이블을 포함하되, 상기 기판홀더는 실질적으로 공면인 말단부를 가지며 표면으로부터 직립한 복수의 돌출부, 상기 돌출부를 둘러싸는 벽 및 상기 벽에 의하여 구속된 공간쪽으로 통하는 복수의 진공포트를 포함하며; 및

- 상기 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피장치에 있어서,

상기 돌출부의 각각은 최대 100㎛의 높이를 가지고, 상기 벽에 의하여 구속된 상기 공간의 중심영역쪽으로 모두 통하는 10개 이상의 진공포트가 있으며, 상기 중심영역은 상기 기판의 반경의 최대 70%의 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제1항에 있어서,

상기 돌출부의 높이는 최소 60㎛인 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제2항에 있어서,

상기 돌출부의 높이는 70에서 80㎛ 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 중심영역쪽으로 통하는 상기 진공포트의 수는 20개 내지 40개 사이인 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 진공포트 모두는 상기 기판의 반경의 최대 70%인 외측반경 및 상기 기판의 반경의 최소 40%인 내측반경을 가지는 고리형 영역쪽으로 통하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
- 기판을 제공하는 단계;

- 상기 기판과 기판홀더 사이의 공간을 배기시킴으로써 상기 기판을 유지하는 단계를 포함하되, 상기 기판홀더는 실질적으로 공면인 말단부를 가지며 표면으로부터 직립한 복수의 돌출부, 상기 돌출부를 둘러싸는 벽 및 상기 벽에 의하여 구속된 공간쪽으로 통하는 복수의 진공포트를 포함하고;

- 조명시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 상기 기판의 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법에 있어서,

상기 돌출부 각각은 최대 100㎛의 높이를 가지고, 상기 벽에 의하여 구속된 상기 공간의 중심영역쪽으로 모두 통하는 10개 이상의 진공포트가 있으며, 상기 중심영역은 상기 기판의 반경의 최대 70%의 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
실질적으로 공면인 말단부를 가지며 표면으로부터 직립한 복수의 돌출부, 상기 돌출부를 둘러싸는 벽 및 상기 벽에 의하여 구속된 공간쪽으로 통하는 복수의 진공포트를 포함하는 기판홀더에 있어서,

상기 돌출부 각각은 최대 100㎛의 높이를 가지고, 상기 벽에 의하여 구속된 상기 공간의 중심영역쪽으로 모두 통하는 10개 이상의 진공포트가 있으며, 상기 중심영역은 상기 기판의 반경의 최대 70%의 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 기판홀더.