KR20040073340A - 리소그래피 장치 및 대상물의 정확한 클램핑을 검출하는방법 - Google Patents

리소그래피 장치 및 대상물의 정확한 클램핑을 검출하는방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대상물(W; MA; 5)을 클램핑하기에 적합한 지지 구조체(MT; WT)를 포함하여 이루어지는 리소그래피 장치(1)를 개시하고 있다. 상기 지지 구조체(MT; WT) 및 그 위에 클램핑된 상기 대상물(W; MA; 5)은 격실을 형성한다. 공급수단(11)은 상기 격실에 연결되고, 유체를 상기 격실로 공급한다. 상기 공급수단(11)은 상기 유체의 유속 및 상기 유체의 압력 중 하나 이상에서의 변화를 측정하는 계기(15)를 포함한다.

Description

리소그래피 장치 및 대상물의 정확한 클램핑을 검출하는 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD TO DETECT CORRECT CLAMPING OF AN OBJECT}
(001) 본 발명은, 그 위에 대상물을 클램핑하기에 적합한 하나 이상의 지지 구조체를 포함하되, 상기 지지 구조체 및 상기 지지 구조체 상에 클램핑된 상기 대상물은 격실을 형성하고, 상기 격실과 연통하고, 유체를 상기 격실로 공급하도록 구성 및 배치되는 공급수단을 포함하는 리소그래피 투영장치에 관한 것이다.
(002) 일반적으로 리소그래피 투영장치에서, 대상물이 지지 구조체상에 정확히 배치되었는지를 검출할 수 있는 것은 특히 중요하다. 이는, 예를 들어 웨이퍼테이블상의 웨이퍼 또는 마스크 테이블상의 마스크에 대한 경우일 수 있다. 이 때문에, 상기 지지 구조체 및/또는 상기 대상물은 함께, 즉 상기 지지 구조체상에 배치된 대상물과 함께 그들이 폐쇄된 공간을 형성하도록 설계된다. 대기상태 하에서 작동하는 리소그래피 장치에서, 보통 대상물은 상기 폐쇄된 공간을 배기시킴으로써 지지 구조체에 연결되거나 또는 "클램핑"된다. 그런 다음, 상기 공간내의 압력 또는 상기 공간으로부터의 흐름을 측정함으로써 상기 지지 구조체상의 대상물의 존재가 검출된다. 대상물이 존재하는 경우, 상기 압력 및 흐름은 대상물이 부재한 경우와 상이하다. 그러나, 이 원칙은 극자외선 방사선(EUV)을 사용하는 리소그래피 장치와 같이 비교적 높은 진공상태 하에서 작동하는 리소그래피 장치에 적합하지 않다.
(003) 이러한 진공환경에서, 클램핑은 정전력으로 달성된다. 대상물이 정확히 배치되었는지 또는 양호한 접촉을 가지는지를 검출하기 위해 용량측정(capacitive measurements)이 제안되었다. 이러한 측정도 또한 매우 적합하지는 않은데, 그 이유는 전자기적 외란에 대한 민감성 때문에, 또는 각각 상이한 전기적 특성을 가지는 대상물 재료의 다양성으로 인해 캐패시턴스에서 상이한 변화가 유발되기 때문이다.
(004) 상기로부터, 현재의 최신기술에서의 문제점은, 진공상태 하에서 예를 들어, 웨이퍼 테이블(소위, "핸들러 클램프" 또는 "노광 핀")상의 웨이퍼 또는 척상의 마스크와 같은 대상물이 지지 구조체상에 정확히 배치되었는지를 판단하는 것임이 분명하다.
(005) 상기 문제점에 대한 솔루션은 예를 들어, 반도체 웨이퍼를 지지하고 클램핑하는 시스템이 개시되어 있는 미국특허 US 6,576,483 B1에 제안되어 있다. 상기 공지된 시스템은 상기 웨이퍼가 그 사이에서 클램핑될 수 있는 전극 및 클램프를 포함한다. 상기 전극은 상기 웨이퍼의 후면쪽으로 개방된 원형홈(cannelure)을 포함하고, 그에 따라 상기 원형홈은 상기 전극내에 제공된 하나 이상의 홀을 통하여 흐르는 가스에 상기 후면을 노출시킨다. 상기 홀들은 가스공급수단에 차례로 연결된다. 상기 공지된 시스템의 원형홈은 그것의 적절한 위치로부터 임계값 이상만큼의 상기 웨이퍼의 편차로 인해 상기 원형홈이 부분적으로 노출되도록 소정의 크기를 가져, 상기 가스가 상기 원형홈에서 누설되도록 한다. 상기 공급수단은 상기 원형홈으로부터의 가스누설을 검출하는 가스흐름 검출기를 포함하여, 그것의 적절한 위치로부터 벗어난 상기 웨이퍼의 관련된 검출을 제공한다.
(006) 유사한 솔루션이 US 6,401,359 B1에 제안되고, 이는 웨이퍼가 마운팅 스탠드상에 정확히 배치되었는지를 판정하기 위해 상기 웨이퍼와 상기 웨이퍼를 지지하는 상기 마운팅 스탠드 사이의 공간에 공급된 열전달 가스의 누설을 검출할 수 있는 시스템을 개시한다. US 6,401,359 B1에 개시된 상기 시스템은 상기 검출을 수행하기 위해 유량계를 사용한다. 상기 유량계는 상기 가스의 유속을 측정하고, 비교기로 그것을 임계값과 대조하여 비교한다.
(007) 상기 공지된 시스템의 결점은, 고진공을 사용하는 리소그래피 장치에서 사용되는 경우, 잘못 배치된 웨이퍼나 마스크의 실질적인 검출이 오래 걸릴 수 있다, 즉 가스의 용인할 수 없는 양이 상기 대상물을 둘러싸는 진공공간으로 방출될 수 있다는 것이다.
(008) 따라서, 본 발명의 목적은, 진공상태 하에서 적어도 부분적으로 상술한 결점을 제거하는 리소그래피 장치를 제공하거나, 또는 적어도 공지된 시스템에 대해 대안을 제공하는 것이다.
(009) 특히, 본 발명의 목적은, 각각 웨이퍼 테이블 또는 마스크 테이블과 같은 지지 구조체상의 웨이퍼 또는 마스크와 같은 대상물의 정확한 배치가 어떠한 EM 외란에도 관계없이 또한 상기 대상물의 전기적 특성에 관계없이 신속히 판정될 수 있는 리소그래피 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 리소그래피 투영장치의 개략적인 전체도,
도 2는 본 발명의 일 실시예의 개략적인 구성을 도시한 도면,
도 3은 공급 시스템내의 가스에 대한 유속과 시간의 그래프,
도 4는 공급 시스템내의 압력과 시간의 그래프,
도 5는 클램핑의 유효성을 시험하는데 사용되는 압력에서의 일시적인 증가를 도시한 도면이다.
(010) 이 목적은 청구항 제1항에 따른 리소그래피 장치에 의해 달성된다. 상기 리소그래피 장치는 그 위에 대상물을 클램핑하기에 적합한 하나 이상의 지지 구조체를 포함한다. 상기 지지 구조체 및 상기 지지 구조체상에 클램핑된 상기 대상물은 격실을 형성하고, 공급수단은 상기 격실과 연통한다. 상기 공급수단은 유체를 상기 격실로 공급하도록 구성 및 배치되고, 상기 공급수단은 상기 대상물이 상기 지지 구조체상에 정확히 클램핑되었는지를 검출하기 위해 시간의 함수로서 상기 유체의 유속 및 상기 유체의 압력 중 하나 이상에서의 변화를 측정하도록 배치되는 계기를 포함하여 이루어진다.
(011) 대상물(예를 들어, 웨이퍼)과 지지 구조체(예를 들어, 상술한 웨이퍼 테이블 또는 지지 구조체들) 사이의 공간내에 백필(back-fill) 가스를 펌핑함으로써, 상기 설명된 바와 같이 상기 웨이퍼 테이블상의 상기 웨이퍼의 정확한 배치를 검출하는 것이 가능하다. 상기 백필가스가 상기 챔버로부터 누설될 수 있다면, 이는 공간내의 압력 및/또는 공간으로의 흐름을 측정함으로써 판정될 수 있는데, 상기 웨이퍼는 정확하게 배치된 것이 아니다. 상기 유체의 유속 또는 압력에서의 변화를 측정함으로써, 상기 유체의 유속 또는 압력이 예상되는 최종값에 도달될 것인지를 대기하여 확인하는 것은 더이상 필요하지 않다. 상기 대상물이 상기 지지 구조체 상에 정확히 클램핑되지 않은 경우, 상기 유속은 제로에 (가깝게) 도달하지 않을 것이고, 또는 상기 압력은 그것의 예상되는 최종값이 아니라 더 낮은 값에 도달할 것이다. 이는 상기 두가지 경우 모두에서, 잘못 배치된 대상물의 경우 시간의 함수로서 유속 또는 압력에서의 변화가 상기 대상물이 정확히 클램핑된 경우와 비교하여 상이함, 즉 더 작음을 의미한다. 이러한 측정은 상기 격실로 상기 유체의 공급이 시작된 후에 곧바로 실행될 수 있다. 정확히 클램핑된 대상물에 대해 상기 격실내의 상기 유체의 유속 및/또는 압력의 전형적인 추이가 판정되는 경우, 제때의 조기측정은 유속 또는 압력의 측정값, 즉 그 값의 실제추이가 상기 판정된 추이에 부합하는지를 나타낼 것이다.
(012) 또다른 실시예에서, 상기 계기는, 상기 유체의 유속을 나타내는 값을 수신하도록, 또한 시간의 함수로서 상기 유체의 유속에서의 변화를 판정하여 상기 변화와 상기 변화의 미리 결정된 값을 비교하도록 배치되는 제어유닛에 연결되는 유속계이다. 이는, 조기단계에서 상기 웨이퍼가 정확히 배치되었는지를 검출하는 것을 가능하게 한다. 상기 웨이퍼가 정확히 배치되었다면, 상기 유속은 상기 웨이퍼가 정확하지 않게 배치된 경우보다 빠르게 떨어질 것이다. 결국, 정확히 배치된 웨이퍼에 대해 상기 유속은 유한한 시간주기내에 제로에 도달할 것인 한편, 정확하지 않게 배치된 웨이퍼에 대해서는 더이상 제로에 근접하지 않을 것이다.
(013) 또다른 실시예에서, 상기 계기는, 상기 유체의 압력을 나타내는 값을 수신하도록, 또한 시간의 함수로서 상기 유체의 압력에서의 변화를 판정하여 상기 변화와 상기 변화의 미리 결정된 값을 비교하도록 배치되는 제어유닛에 연결되는 압력계이다. 또한, 시간의 함수로서 상기 웨이퍼의 정확한 배치의 검출을 가능하게 하는 압력증가에서의 차이가 있다. 웨이퍼 배치가 정확한 경우, 임의의 미리 결정된 압력(및 또한 미리 결정된 최종압력)에 더 빠르게 도달될 것이다.
(014) 또다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 지지 구조체는, 원하는 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝 수단을 지지하는 제1 지지 구조체, 및 기판을 유지하는 제2 지지 구조체를 포함하고, 상기 장치는, 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템, 및 상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템을 더 포함하며, 상기 패터닝 수단 또는 상기 기판 중 하나 이상은 각각 상기 제1 지지 구조체 또는 상기 제2 지지 구조체상에 클램핑된다.
(015) 또다른 실시예에서, 상기 유체는 아르곤을 포함하여 이루어지는 가스이다. 아르곤은, 그 주위환경과 쉽게 반응하지 않고, 또한 누설검출시 사용되는 헬륨과 명확히 구별될 수 있는 장점을 가지는 비활성 가스이다. 예를 들어, 질소 및 산소와 같은 가스들은 여타의 가능성을 가진다.
(016) 또다른 실시예에서, 상기 공급수단은, 미리 결정된 시간주기 동안에상기 격실내의 압력을 제1레벨에서 제2레벨로 증가시키고, 또한 이어서 상기 압력을 상기 제2레벨에서 제3레벨로 감소시키기에 적합하다. 상기 대상물에 대한 압력에서의 일시적인 증가는, 리소그래피 투영장치내의 이송시 상기 대상물상에 가해질 가속중에 상기 클램핑 힘이 상기 대상물을 유지하기에 충분한지를 정하는 시험의 역할을 할 것이다.
(017) 또한, 본 발명은, 지지 구조체상의 대상물의 정확한 클램핑을 검출하는 방법에 관한 것으로, 상기 지지 구조체 및 상기 지지 구조체 상에 클램핑된 상기 대상물은 격실을 형성하고, 상기 방법은,
- 유체, 특히 가스를 상기 격실로 공급하는 단계;
- 시간의 함수로서 상기 유체의 유속 및 상기 유체의 압력 중 하나 이상에서의 변화를 측정하는 단계를 포함한다.
(018) 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 리소그래피 장치내의 제어유닛에 의해 로딩되는 컴퓨터 프로그램물에 관한 것으로, 상기 컴퓨터 프로그램물은 상기 제어유닛이 상술한 방법을 수행하도록 하는 명령어들 및 데이터를 포함한다.
(019) 또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램물이 제공되는 데이터 캐리어에 관한 것이다.
(020) 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 지지 구조체에 관한 것이다.
(021) 상기 사용된 바와 같은 "패터닝 수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 생성될 패턴에 대응하는, 패터닝된 단면을 입사하는 방사선 빔에 부여하는데 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용된다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 생성되는 디바이스 내의 특정기능층에 대응할 것이다(이하 참조). 이러한 패터닝 수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다:
(022) - 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있고, 그것은 바이너리형(binary), 교번 위상-시프트형(alternating phase-shift) 및 감쇠 위상-시프트형(attenuated phase-shift)과 같은 마스크 형태뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 형태를 포함한다. 방사선 빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 상기 마스크의 패턴에 따라 상기 마스크에 부딪치는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 상기 지지 구조체는 일반적으로 마스크 테이블일 것이고, 이는 입사하는 방사선 빔내의 소정 위치에 마스크가 유지될 수 있고, 필요한 경우에는 상기 마스크가 상기 빔에 대해 이동될 수 있도록 한다;
(023) - 프로그램가능한 미러 어레이. 이러한 디바이스의 일례로, 점탄성 제어층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 반사된 빔으로부터 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 미러 어레이의 대안적인 실시예는 작은 미러의 매트릭스 배치를 사용하는 것인데, 상기 각각의 작은 미러는 적당하게 국부화된 전기장을 가하거나, 또는 압전 작동 수단(piezoelectric actuation means)을 사용함으로써 축에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 미러는 매트릭스-어드레서블이고, 이러한 어드레스된 미러는 입사하는 방사선 빔을 어드레스되지 않은 미러에 대해 상이한 방향으로 반사할 것이다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 매트릭스-어드레서블 미러의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적절한 전자적 수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상술된 두가지 상황 모두에서, 패터닝 수단은 하나 이상의 프로그램가능한 미러 어레이로 이루어질 수 있다. 프로그램가능한 미러 어레이의 경우, 상기 지지 구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정될 수 있거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다; 그리고
(024) - 프로그램가능한 LCD 어레이. 상술된 바와 같이, 이러한 경우에서의 상기 지지 구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정될 수 있거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.
(025) 설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 특히 그 자체가 마스크 및 마스크 테이블을 포함하는 예시로 지칭될 수 있다. 그러나, 이러한 예시에 논의된 일반적인 원리는 상술된 바와 같이 패터닝 수단의 보다 광범위한 개념으로 이해되어야 한다.
(026) 리소그래피 투영장치는 예를 들어, 집적회로(ICs)의 제조에 사용될 수있다. 이러한 경우, 상기 패터닝 수단은 IC의 개별층에 대응하는 회로패턴을 생성할 수 있고, 이 패턴은 방사선감응재(레지스트)층으로 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 하나 이상의 다이로 구성)상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 투영시스템에 의해 한번에 하나씩 연속적으로 조사되는 인접한 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함할 것이다. 마스크 테이블 상의 마스크에 의해 패터닝되는 현행 장치는, 두가지 상이한 형태의 장치로 구분될 수 있다. 일 형태의 리소그래피 투영장치에서, 타겟부상으로 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper) 또는 스텝-앤드-리피트 장치(step-and-repeat apparatus)라 칭한다. 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라 불리는 대안적인 장치에서, 투영빔하에서 주어진 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하면서, 상기 방향과 평행하게 또는 반평행하게 기판 테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는데, 일반적으로 상기 투영시스템이 배율인자(Ｍ)(일반적으로<1)를 가지므로, 상기 기판 테이블이 스캐닝되는 속도(Ｖ)는 상기 마스크 테이블이 스캐닝되는 속도의 인자(Ｍ)배가 된다.
(027) 리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 적어도 부분적으로 방사선감응재(레지스트)층으로 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅, 소프트 베이크와 같은 다양한 절차를 거칠 수 있다. 노광 후에, 기판은 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처(imaged feature)의 측정/검사와같은 여타의 절차를 거칠 수 있다. 이러한 일련의 절차는, 예를 들어 IC와 같은 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음, 이러한 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은 개별층을 마무리하기 위한 다양한 모든 공정을 거친다. 여러 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체 공정 또는 그 변형 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 종국에는, 디바이스의 배열이 기판(웨이퍼)상에 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스가 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의해 서로 분리된 후에, 각각의 디바이스는 캐리어에 탑재되고, 핀에 연결될 수 있다.
(028) 설명을 간단히 하기 위해, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 수 있다. 하지만, 이 용어는 예를 들어, 굴절 광학기, 반사 광학기 및 카타디옵트릭 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어를 하기 위한 설계유형 중의 어느 하나에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이들 구성요소에 대하여도 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급될 수 있다. 또한, 리소그래피 장치는 두개 이상의 기판 테이블 (및/또는 두개 이상의 마스크 테이블)을 구비하는 형태가 될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서, 추가적인 테이블들이 병행하여 사용될 수 있거나, 하나 이상의 다른 테이블들이 노광을 위하여 사용되고 있는 동안에 하나 이상의 테이블에서 준비단계가 수행될 수 있다.
(029) 비록 본 명세서에서는 본 발명에 따른 장치를 사용함에 있어 IC의 제조에 대해서만 특정하여 언급하였으나, 이러한 장치가 여러 다른 응용례를 가지고 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용 유도 및 검출 패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 사용될 수 있다. 당업자라면, 전술한 기타 응용분야들을 고려할 때, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체되어 있음을 이해할 것이다.
(030) 본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어 365, 248, 193, 157 또는 126㎚의 파장을 갖는) 자외선(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 ~ 20nm 범위의 파장을 갖는) 극자외선(EUV) 방사선뿐만 아니라 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄하는 것으로 사용된다.
(031) 도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치(1)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,
- 11 내지 14㎚의 파장을 갖는 방사선(예를 들어, EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하기 위한 방사선시스템(Ex, IL) (이러한 특정한 경우, 상기 방사선시스템은 또한 방사원(LA)을 포함함);
- 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 유지하는 마스크 홀더가 제공되고, 아이템 PL에 대하여 상기 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치결정수단(PM)에 연결된 제1대물테이블(마스크 테이블)(MT);
- 기판(W)(예를 들어, 레지스트-코팅된 실리콘 웨이퍼)을 유지하는 기판 홀더가 제공되고, 아이템 PL에 대하여 상기 기판을 정확히 위치시키는 제2위치결정수단(PW)에 연결된 제2대물테이블(기판 테이블)(WT); 및
- 상기 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이로 구성)상에 상기 마스크(MA)의 조사부를 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)을 포함하여 이루어진다.
(032) 도시된 바와 같이, 상기 장치는 반사형이다(즉, 반사형 마스크를 구비한다). 하지만, 일반적으로, 그것은 예를 들어 (투과형 마스크를 구비한) 투과형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상술된 바와 같은 형태의 프로그래밍가능한 미러 어레이와 같은 패터닝 수단의 또다른 종류를 사용할 수 있다.
(033) 방사원(LA)(예를 들어, 레이저-생성 플라즈마 또는 방전 플라즈마 EUV 방사원)은 방사선 빔을 생성한다. 이 빔은 곧바로 또는 예를 들어 빔 익스팬더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 가로지른 후 조명시스템(일루미네이터)(IL)으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외측 및/또는 내측 반경 크기(통상, 각각 외측-σ 및 내측-σ라고 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함할 수 있다. 또한, 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 기타 구성요소를 포함할 것이다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)상에 부딪치는 상기 빔(PB)은 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.
(034) (예를 들어, 흔히 방사원(LA)이 수은램프인 경우처럼) 상기 방사원(LA)이 리소그래피 투영장치의 하우징내에 놓일 수 있지만, 도 1과 관련하여 상기 방사원이 리소그래피 투영장치와 멀리 떨어져서 그것이 생성한 방사선 빔이 (예를 들어, 적절한 지향미러에 의해) 상기 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 상기 방사원(LA)이 엑시머 레이저인 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이러한 시나리오 모두를 포함한다.
(035) 이어서, 상기 빔(PB)은 마스크 테이블(MT)상에 유지되는 마스크(MA)를 거친다. 상기 마스크(MA)를 가로지른 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔(PB)을 포커싱한다. 제2위치결정수단(PW)(및 간섭계측정수단(IF))에 의해, 기판 테이블(WT)은 예를 들어, 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)가 위치되도록 정확히 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치결정수단(PM)은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후 또는 스캐닝하는 동안 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는 데에 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 장행정 모듈(long-stroke module)(대략 위치결정) 및 단행정 모듈(short-stroke module)(미세 위치결정)에 의해 행해질 것이다. 그러나, (스텝-앤드-스캔 장치와는 대조적으로) 웨이퍼 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단행정 액추에이터에만 연결될 수 있거나, 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다.
(036) 도시된 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되고, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)상으로 투영된다. 그런 다음, 기판 테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 시프트되어, 상이한 타겟부(C)가 빔(PB)에 의해 조사될 수 있다; 그리고
2. 스캔 모드에서, 주어진 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을제외하고는, 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 대신에, 마스크 테이블(MT)이 ν의 속도로 주어진 방향(소위 "스캐닝 방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동될 수 있어, 투영빔(PB)이 마스크 이미지 전체를 스캐닝하게 되고, 이와 함께 기판 테이블(WT)은 V=Mv의 속도로 동일한 방향 또는 반대 방향으로 동시에 이동되며, 여기서 M은 렌즈(PL)의 배율(통상, M=1/4 또는 M=1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
(037) 도 2에 도시된 실시예는, 그 위에 클램프(3)가 위치된 웨이퍼 척(2)을 구비한 지지 구조체를 포함한다. 상기 클램프(3)의 표면상에는, 상기 지지 구조체상에 클램핑된 대상물에 대해 지지평면을 형성하는 돌출부(4)가 존재한다. 상기 돌출부들(4) 사이에는, 서로 연통하는 공간들(7)이 존재한다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 클램프(3)상에 웨이퍼(5)가 배치된다. 상기 웨이퍼 척(2), 상기 클램프(3) 및 상기 웨이퍼(5)의 조립체는 공간들(7)을 포함하는 격실을 형성하는데, 여기서 상기 격실은 유입구(9) 및 공급채널(11)을 통해 유체저장챔버(13)에 연결된다. 바람직하게는, 사용되는 상기 유체는 아르곤을 포함하는 가스이고, 본 발명은 이후에 이 바람직한 실시예에 따라 설명될 것이다. 상기 웨이퍼(5)와 상기 웨이퍼 척(2) 사이에는 상기 조립체를 수용하는 공간에 가스가 들어가는 것을 방지하도록 배치된 실링부(19)가 위치된다. 공급채널(11)에서, 상기 공급채널(11)을 통하는 가스흐름 또는 상기 격실내의 압력을 측정하기 위해 계기(15)가 제공된다. 예를 들어, 상기 공급채널(11)내의 펌프 또는 (감소) 밸브(21)를 사용하여 상기 격실내의 압력을 변화시키는 것이 가능하다.
(038) 도 2의 예시에서, 상기 펌프 또는 밸브(21)는 소위 "백필가스"를 상기 격실로 공급하도록 배치된다. 또한, 진공챔버(25)에 연결되는 상기 공급채널(11)의 브랜치내에 추가 밸브(23)가 제공된다. 상기 밸브(23)를 개방함으로써, 상기 격실내에 존재하는 어떠한 백필가스라도 흡입해낼 수 있다. 상기 펌프(21)는 두가지 방식으로 동작하도록 배치된다. 즉, 그것은 상기 격실내의 압력을 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있다. 후자의 방식으로 작동되면, 상기 펌프(21)는 상기 격실로부터 상기 백필가스를 제거할 것이다. 상기 웨이퍼(5)상에 정전력을 가하여 끌어당겨 상기 클램프(3)상에 상기 웨이퍼(5)를 클램핑하기에 적합한 웨이퍼 척(2)내에 전극(17)이 제공된다. 이 때문에, 상기 전극(17)에는 전압원(27)으로부터 적절한 공급전압이 공급된다. 실제로, 이 전극(17)은 다수의 전극면으로 나뉘어질 수 있다. 하나의 전극면은 상기 클램프(3)내에 위치되어 상기 웨이퍼(5)를 상기 클램프(5)로 끌어당기고, 또다른 전극면도 또한 상기 클램프(3)내에 위치되어 상기 클램프(3)가 상기 웨이퍼 척(2)상에 클램핑된다. 또다른 전극면인 접지전극은 상기 웨이퍼 척(2)과 상기 클램프(3)의 중간에 위치된다.
(039) 상기 웨이퍼(5)가 정확히 클램핑되었다면, 상기 격실은 실질적으로 기밀이어야 한다. 여기서, "실질적으로 기밀(substantially gas-tight)"이라는 용어가 사용되는데, 그 이유는 실제로 상기 격실로부터 항상 매우 작은 양의 가스누설이 있을 것이기 때문이다.
(040) 상기 클램프(3)상에 웨이퍼(5)를 배치한 후에, 상기 공급채널(11) 내의 흐름 또는 압력이 계기(15)로 측정된다. 이 측정은 시간의 함수로서 수행되어,따라서 두개의 연속적인 측정은 소정의 시간간격으로 취해질 것이다. 상기 흐름이 미리 결정된 값(바람직하게는 제로여야 함)에 도달하지 않고/않거나 상기 압력이 충분히 빨리 미리 결정된 압력(최종압력일 수 있음)에 도달하지 않는다면, 상기 클램프(3)/실링부(19)와 상기 웨이퍼(5) 사이에 가스가 누설되고 있다고 단정지을 수 있고, 이는 상기 클램프(3)에 웨이퍼(5)를 잘못 배치함으로써 유발될 수 있다. 이는 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
(041) 상기 전압원(27), 상기 계기(15), 상기 펌프(21) 및 상기 밸브(23)와 연결된 제어유닛(29)이 제공된다. 상기 제어유닛(29)은 예를 들어, 작업자로부터 수신된 설정에 따라 이들 구성요소들을 정확히 작동시키도록, 또한 그 응답으로 측정값/작동조건을 수신하도록 배치된다.
(042) 또한, 상기 제어유닛(29)은 예를 들어, 프린터(도시되지 않음), 모니터(도시되지 않음) 등을 위한 데이터 형식으로 적절한 출력 데이터를 상기 작업자에게 제공하는 출력을 가진다. 상기 제어유닛(29)은 적절한 소프트웨어를 가지는 컴퓨터로, 또는 적절한 아날로그 및/또는 디지털 회로를 구비하는 제어기로 구현될 수 있다. 또한, 상기 제어유닛(29)은 실질적으로 각각 하나 이상의 태스크를 수행하도록 설계된 두개 이상의 서브유닛으로 이루어질 수 있다.
(043) 도 3 및 도 4에는, 상기 웨이퍼(5)의 정확한 배치를 검출하는 프로세스가 보다 상세하게 도시되어 있다. 도 3은 시간의 함수로서 두가지 경우에 대한 유속사이의 관계를 나타내는 그래프를 도시한다. "a"로 표시된 곡선은 상기 웨이퍼(5)가 정확히 클램핑된 경우에서의 유속의 추이를 나타낸다. 시간이 경과함에 따라 상기 유속은 제로에 근접하고, 또한 상기 격실은 실질적으로 기밀임, 즉 상기 격실로부터 가스가 누설되지 않음을 알 수 있다. 한편, "b"로 표시된 곡선은, 상기 웨이퍼(5)가 정확히 클램핑되지 않아 상기 유속이 제로의 값에 (가깝게) 도달하지 않음을 나타낸다. 이는, 상기 격실로부터 가스누설이 있어, 그 결과 아마도 상기 웨이퍼(5)가 잘못 배치되었음을 나타낸다.
(044) 상술된 바와 유사한 고려사항이, 공급채널(11)내의 측정된 압력이 시간에 대해 플롯된 도 4에 적용된다. 상기 웨이퍼(5)가 정확히 배치된 경우, 상기 압력은 선 "c"로 표시된 최종압력(P)에 근접한다. 이 최종압력이 충분히 빨리 얻어지지 않는 경우(곡선 "d"), 이는 또한 웨이퍼 배치에 문제점이 있음을 의미한다.
(045) 도 3 및 도 4 모두에서 명백히 알 수 있는 바와 같이, 곡선(b, d)의 기울기는 각각 관계된 곡선(a, c)과 상당히 상이하다. 곡선(a)의 기울기는 (f2-f1)/(t2-t1)로 계산되고, 곡선(b)의 기울기는 (f'2-f'1)/(t2-t1)로 계산된다. 곡선(c)의 기울기는 (p4-p3)/(t4-t3)로 계산되고, 곡선(d)의 기울기는 (p'4-p'3)/(t4-t3)로 계산된다.
(046) 이는, 상기 가스의 유속 또는 압력에서의 변화를 측정함으로써 그것으로부터 유속 또는 압력에서의 추이가 예상되는 추이에 부합하는지를 빠르게 판정할 수 있음을 의미한다. 특히, 상기 가스의 유속 또는 압력이 예상되는 최종값에 도달될 것인지를 대기하여 확인하는 것은 더이상 필요하지 않다. 변화 또는 추이의 측정은 상기 격실로 상기 가스의 공급이 시작된 후에 곧바로 실행될 수 있다. 정확히클램핑된 대상물에 대해 가스의 유속 및/또는 압력의 전형적인 추이가 판정되는 경우, 제때의 조기측정은 유속 또는 압력의 측정값, 즉 그 값의 실제추이가 상기 판정된 추이에 부합하는지를 나타낼 것이다.
(047) 도 5는, 상기 웨이퍼(5)와 상기 클램프(3) 사이의 클램핑이 얼마나 확고한지를 결정하기 위해, 펌프(21)를 사용하여 격실내의 가스압력이 시간(t5) 이후부터 일시적으로 상승된 압력(PE)으로 증가될 수 있다는 것을 도시한다. 시간(t6) 이후부터, 상기 압력은 시작압력(즉, t5이전압력)(PS)으로 복귀된다. 압력에서의 증가(및 압력에서의 이어지는 감소)(후자의 것은 전적으로 필요한 것은 아님)는 상기 웨이퍼(5)가 충분히 강하게 클램핑되어, 예를 들어 이송시 클램프상에 남아있을지를 시험하는 방식의 역할을 한다. 상기 시험은 다음과 같이 동작한다. 압력의 증가시, 이 목적을 위해 압력계로 작동하는 계기(15)에 의해 이 때의 양이 면밀히 모니터링된다. 상기 격실이 (실질적으로) 기밀이라면, 상기 계기(15)는 곧바로 압력에서의 증가를 나타낼 것이다. 그렇지 않다면, 이것은 누설 및 웨이퍼(5)가 잘못 배치되었음을 나타낸다.
(048) 대안적으로, 상기 계기(15)는 유속계일 수 있다. 상기 압력이 증가한 다음 얼마후에, 상기 격실이 (실질적으로) 기밀인 경우에 상기 유속은 제로가 됨에 틀림없고, 이는 웨이퍼 배치가 정확함을 나타낸다. 물론, 도 5에 도시된 펄스형상 이외에 여타의 펄스형상도 가능하다.
(049) 지금까지 본 발명의 특정 실시예가 상술되었지만, 본 발명은 상술된바와 다른 방법으로 실시될 수 있음은 자명하다. 상기 기술은 본 발명을 제한하려고 의도하지 않는다. 특히, 본 발명이 리소그래피 장치의 마스크 또는 기판 스테이지의 어느 한 쪽에서 또는 두가지 모두에서 사용될 수 있음은 자명하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 리소그래피 장치 및 검출방법을 사용함으로써 어떠한 EM 외란이나 대상물의 전기적 특성에 관계없이 각각 웨이퍼 테이블 또는 마스크 테이블과 같은 지지 구조체상의 웨이퍼 또는 마스크와 같은 대상물의 정확한 배치를 신속히 판정하는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 리소그래피 장치(1)에 있어서,
    - 그 위에 대상물(W; MA; 5)을 클램핑하기에 적합한 하나 이상의 지지 구조체(MT; WT)를 포함하되, 상기 지지 구조체(MT; WT) 및 상기 지지 구조체(MT; WT) 상에 클램핑된 상기 대상물(W; MA; 5)은 격실을 형성하고,
    - 상기 격실과 연통하고, 유체를 상기 격실로 공급하도록 구성 및 배치되는 공급수단(11)을 포함하며,
    상기 공급수단(11)은 상기 대상물(W; MA; 5)이 상기 지지 구조체(MT; WT)상에 정확히 클램핑되었는지를 검출하기 위해 시간의 함수로서 상기 유체의 유속 및 상기 유체의 압력 중 하나 이상에서의 변화를 측정하도록 배치되는 계기(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계기(15)는, 상기 유체의 유속을 나타내는 값을 수신하도록, 또한 시간의 함수로서 상기 유체의 유속에서의 변화를 판정하여 상기 변화와 상기 변화의 미리 결정된 값을 비교하도록 배치되는 제어유닛에 연결되는 유속계인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 계기(15)는, 상기 유체의 압력을 나타내는 값을 수신하도록, 또한 시간의 함수로서 상기 유체의 압력에서의 변화를 판정하여 상기 변화와 상기 변화의 미리 결정된 값을 비교하도록 배치되는 제어유닛에 연결되는 압력계인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 구조체는,
    - 원하는 패턴에 따라 투영빔(PB)을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝 수단(MA)을 지지하는 제1 지지 구조체(MT), 및
    - 기판(W; 5)을 유지하는 제2 지지 구조체(WT)를 포함하고,
    상기 장치(1)는,
    - 방사선의 투영빔(PB)을 제공하는 방사선시스템, 및
    - 상기 기판(W; 5)의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템(PL)을 더 포함하며,
    상기 패터닝 수단(MA) 또는 상기 기판(W; 5) 중 하나 이상은 각각 상기 제1 지지 구조체(MT) 또는 상기 제2 지지 구조체(WT)상에 클램핑되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체는 아르곤을 포함하여 이루어지는 가스인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급수단(11)은, 미리 결정된 시간주기 동안에 상기 격실내의 압력을 제1레벨에서 제2레벨로 증가시키고, 또한 이어서 상기 압력을 상기 제2레벨에서 제3레벨로 감소시키기에 적합한 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 압력레벨들은 8mBar 내지 12mBar(바람직하게는, 10mBar)의 범위안에 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 시간주기는 1초 내지 30초의 범위안에 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  9. 지지 구조체(MT; WT)상의 대상물(W; MA; 5)의 정확한 클램핑을 검출하는 방법에 있어서, 상기 지지 구조체(MT; WT) 및 상기 지지 구조체(MT; WT)상에 클램핑된 상기 대상물(W; MA; 5)은 격실을 형성하고, 상기 방법은,
    - 유체, 특히 가스를 상기 격실로 공급하는 단계; 및
    - 시간의 함수로서 상기 유체의 유속 및 상기 유체의 압력 중 하나 이상에서의 변화를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 리소그래피 장치(1)내의 제어유닛에 의해 로딩되는 컴퓨터 프로그램물에 있어서,
    상기 제어유닛이 제9항에 따른 방법을 수행하도록 하는 명령어들 및 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램물.
  11. 제10항에 따른 컴퓨터 프로그램물이 제공되는 데이터 캐리어.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 지지 구조체(MT; WT).
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