KR20040100948A

KR20040100948A - 리소그래피 투영장치 및 디바이스 제조방법

Info

Publication number: KR20040100948A
Application number: KR1020040035063A
Authority: KR
Inventors: 후그캄프얀프레데릭; 클롬프알베르트얀헨드리크; 프란센요한네스헨드리쿠스게르트루디스
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2004-12-02
Also published as: TWI289733B; CN100565345C; JP2005051202A; US20050002003A1; CN1550890A; SG141228A1; TW200510952A

Abstract

본 발명은 리소그래피 패터닝챔버(PC)와 제2환경 사이에서 로드 록(LL)을 통해 대상물(W)을 이송하는 방법에 관한 것이다. 상기 로드 록(LL)은 그 내부 공간을 형성하는 벽으로 둘러싸인 내부공간을 형성하고, 리소그래피 패터닝챔버와 마주하는 제1도어(11) 및 상기 제2환경과 마주하는 제2도어(12)를 포함한다. 상기 로드 록(LL)은 적어도 이송의 일부기간 동안 입자들, 산소, 탄화수소 및/또는 H₂O 중 1이상이 본질적으로 없는 가스로 통기된다.

Description

리소그래피 투영장치 및 디바이스 제조방법{Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}

본 발명은,

- 방사선 투영빔을 공급하는 방사선 시스템;

- ㆍ 원하는 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단 을 지지하는 지지구조체;

ㆍ 기판을 잡아주는 기판테이블; 및

ㆍ 패터닝된 빔을 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 패터닝 챔버; 및

- 상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)로부터 제2환경으로 또는 그 역으로 대상물(MA,W)을 이송하기 위한 로드 록으로서, 상기 로드 록은 하나의 챔버를 형성하고 상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)와 마주하는 제1도어(11) 및 상기 제2환경과 마주하는 제2도어(12)를 포함하며, 상기 로드 록(LL)을 통기(vent)시키기 위한 가스유입구(13)를 더 포함하는 로드 록(LL)을 포함하는 리소그래피 투영장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 디바이스 제조방법에 관한 것이다.

"패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사빔에 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 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 이 마스크의 개념은 리소그래피분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번위상-시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠위상-시프트형과 같은 마스크형식과 다양한 하이브리드 마스크형식을 포함한다. 방사빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크로 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에는, 일반적으로 마스크테이블이 지지구조체가 되고, 상기 마스크테이블은 입사되는 투영빔내의 소정위치에서 마스크가 유지될 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크를 상기 빔에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있도록 한다.

- 프로그램가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성 제어층 (viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어)반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 반면, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 작은 거울의 매트릭스 배치를 채택하는 것인데, 상기 각각의 작은 거울은 적당하게 국부적으로 치우친 전기장을 가하거나 또는 압전작동수단(piezoelectric actuation means)을 채택하여 축에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이고, 이러한 어드레싱된 거울은 입사하는 방사빔을 어드레싱되지 않은 거울에 대하여 다른 방향으로 반사할 것이다. 이러한 방식으로, 반사된 빔은 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상술된 두가지 상황 모두에 있어서, 패터닝수단은 1이상의 프로그램가능한 거울배열로 이루어질 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참고자료로 채택되고 있는 미국특허 US 5,296,891호 및 US 5,523,193호와 PCT 특허출원 WO 98/38597호 및 WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그램가능한 거울배열의 경우에, 상기 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될수 있다.

- 프로그램가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참고자료로 채택되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 경우에서의 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크와 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 특정적으로 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.이 경우에, 패터닝수단은 IC의 각각의 층에 대응되는 회로패턴을 형성할 수 있으며, 이 패턴은 이후에 방사선 감응재(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(1이상의 다이로 구성되는)상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 인접해 있는 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함하고, 이들 타겟부는 투영시스템에 의하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 상이한 형식의 기계로 구분될 수 있다. 어느 한 형식의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상으로 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상적으로 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체 장치에서는 소정의 기준방향("스캐닝 방향")으로 투영빔 하의 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 상기 스캐닝 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로, 투영시스템은 배율인자 M(일반적으로 < 1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 M배가 된다. 본 명세서에 참고자료로 채택되고, 여기서 서술된 리소그래피 장치에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 미국특허 US 6,046,792호에서 찾을 수 있다.

리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선 감응재(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포되는 기판상으로 묘화된다. 이 묘화 단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 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 IC의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 각각의 층을 가공하기 위한 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 집적회로 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 집적회로 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 집적회로 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 본 명세서에서 참고자료로 채택되고 있는 이와 같은 공정에 관한 추가정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing"(3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급 될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기, 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭 넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사선투영빔의 지향, 성형 또는 제어하는 이들 설계형식 중의 어느 하나에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후에 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 나아가, 상기 리소그래피 장치는 2이상의 기판테이블 (및/또는 2이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 스테이지가 노광에 사용되고 있는 동안, 1이상의 다른 스테이지에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다. 본 명세서에서 참고자료로 채택되는 듀얼스테이지 리소그래피 장치는, 예를 들어, 미국특허 US 5,969,441호 및 국제특허출원 WO 98/40791호에 개시되어 있다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 자외선과 EUV(예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚ 범위인 극자외선) 및 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.

통상적으로, 리소그래피 투영장치는 핸들링챔버 및 패터닝챔버과 같은 2개이상의 상이한 챔버를 포함한다. 특히, EUV 방사선을 사용하는 적용에 있어서, 진공 조건들은 상기 챔버들 중 일부 또는 모두에서 유지된다.

주요한 대상물로서, 기판 및/또는 마스크와 같은 것들은 로드 록을 통해 리소그래피 투영장치내로 들어가거나 그로부터 제거된다. 로드 록은 2이상의 도어를 포함하는 챔버인데, 통상적으로 제1도어는 압력 P_vac를 갖는 진공상태와 마주하고, 제2도어는 압력 P_atm을 갖는 대기상태와 마주한다. 상기 두 도어 모두가 폐쇄되는 경우, 로드 록내의 압력은 로드 록을 원하는 압력 레벨까지 펌핑해 내거나(pumping down) 통기함으로써 조정될 수 있다.

예를 들어, 로드 록을 통해 대기환경으로부터 진공환경으로 기판을 움직이는 것은, 통상적으로 다음의 단계들, 즉:

- 대기상태의 P_atm과 마주하는 제2도어를 개방시키는 단계,

- 대기상태의 P_atm으로부터 로드 록내로 기판을 넘겨주는(deliver) 단계,

- 상기 제2도어를 폐쇄시키는 단계,

- 상기 로드 록을 진공상태의 P_vac까지 펌핑해 내는 단계,

- 상기 진공상태의 P_vac과 마주하는 제1도어를 개방시키는 단계, 및

- 로드 록으로부터 상기 진공상태의 P_vac으로 기판을 넘겨주는 단계를 포함한다.

반대방향, 즉 진공상태로부터 대기상태로 기판을 움직이게 하는 것은 통상적으로 다음의 단계, 즉:

- 진공상태의 P_vac과 마주하는 제1도어를 개방시키는 단계,

- 진공상태의 P_vac로부터 로드 록내로 기판을 이송하는 단계,

- 상기 제1도어를 폐쇄시키는 단계,

- 상기 로드 록을 대기상태의 P_atm까지 통기시키는 단계,

- 상기 대기상태의 P_atm과 마주하는 상기 제2도어를 개방시키는 단계, 및

- 로드 록으로부터 대기상태의 P_atm으로 기판을 넘겨주는 단계를 포함한다.

물론, 1이상의 기판이 동시에 움직이게 할 수도 있다.

하지만, 상기 로드 록의 사용은 몇가지 단점을 가질 수 있다. 예를 들어, 로드 록을 펌핑해 내는 것은, 높은 스루풋을 얻기 위하여 가능한 한 신속히 수행되는 것이 바람직하다. 결과적으로, 로드 록내의 가스의 온도가 떨어질 수 있다(단열과정). 로드 록내의 가스들은 온도 하락의 결과로 응축된 물을 함유할 수 있다. 응축 핵들은 진공상태로 운송(transport)되는 기판상에 떨어질 수 있는 입자들이다. 이들 입자들은 기판을 오염시키고, 그 결과 예를 들어 기판핸들링 챔버 및 노광 챔버까지 오염시킨다.

또한, 로드 록이 물을 함유한 가스를 포함할 경우, 상기 물 분자들은 접착력(adhesive force)으로 인해 로드 록의 벽에 들러붙으려는 경향이 있다. 이것은 로드 록의 펌핑 시간에 악영향을 미친다.

또한, 진공상태와 마주하는 도어가 개방될 경우, 로드 록의 내용물(가스들)이 로드 록으로부터 웨이퍼핸들링 챔버 및 노광 챔버와 같은 진공의 공간으로 이동(migrate)할 수 있다. 상기 공간이 산소 및/또는 탄화수소 및/또는 H₂O를 함유한다면, 이것은 EUV 방사선과 조합되어 오염된 광학기와 같은 프로세스 관련 구성요소들의 등급저하를 초래한다. 로드 록의 볼륨이 입자들을 포함한다면, 이들 입자들은 프로세스 관련 구성요소뿐 아니라 로드 록에 의하여 운송되는 기판까지 오염시킬 수 있다.

끝으로, 운송되는 기판은 산소, 탄화수소 및/또는 H₂O를 흡수하거나 그들과 화학적으로 결합할 수 있다. 기판이 진공내에 있을 때, 상기 기판은 가스를 방출(gas out)하여 프로세스 관련 구성요소의 등급저하를 야기할 수도 있다.

본 발명의 목적은 상술된 단점들이 나타나지 않는 개선된 리소그래피 투영장치를 제공하는 것이다. 상기 및 여타 목적들은, 상기 목적을 위한 이송이 진행되는 적어도 일부의 기간동안 가스유입구가 입자들, 산소, 탄화수소 및 H₂O 중 1이상이 본질적으로 없는 가스를 상기 가스유입구로 공급하는 가스공급부에 연결되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 리소그래피 투영장치에 의하여 달성된다.

로드 록을 상기 가스로 통기시키는 것은, 로드 록내로 위험한 입자들이 이동하는 것을 저감시키며, 또한 예를 들어 로드 록내의 산소, 탄화수소 및 H₂O에 의한 분자 오염을 저감시킨다. 이들 입자 및/또는 분자들이 없으면 로드 록의 펌핑 시간에 긍정적인 효과를 갖는다. 또한, 이들 입자 및/또는 분자들의 리소그래피 투영장치내로의 추가 이동(migration)이 제한될 수도 있다.

본 발명의 추가 실시예에서, 리소그래피 패터닝챔버는 제1압력을 가지고 제2환경은 제2압력을 가지며, 상기 제1압력은 제2압력보다 작다. 로드 록은 제1압력과 제2압력 사이에서 대상물들을 이송시키는데 유리하게 사용된다.

로드 록이 제1압력으로부터 제2압력으로 다시 옮겨지는 경우, 이것은 상술된 바와 같이 형성된 가스와 함께 유리하게 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 로드 록은 제2압력보다 큰 제3압력으로 통기된다. 이러한 과도압력(overpressure)은 상기 환경으로부터 로드 록내로의 위험한 가스 입자들의 이동을 제한하고 분자의 오염 또한 저감시킨다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 제2도어가 개방될 때 로드 록은 통기된다. 이것은 로드 록으로의 위험한 입자들의 이동 및 오염 분자들을 더욱 더 저감시킨다. 상기 연속되는 통기과정은 로드록으로부터 상기 환경으로의 흐름을 발생시켜, 위험한 입자 및 오염분자들은 상기 환경으로부터 로드 록내로의 이동을 저감시킨다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 대상물은 마스크 또는 웨이퍼를 포함하는 리소그래피 투영장치에 사용되는 대상물들의 그룹에서 선택된다. 로드 록을 통한 상이한 압력을 갖는 리소그래피 패터닝챔버와 제2환경간의 대상물의 운송은 리소그래피 투영장치내에서 흔히 수행된다. 또한, 입자 및 오염 분자의 양은 상기 장치내에서 최소화시킬 필요가 있는데, 그렇기 때문에 본 명세서에서 제시되는 방법이 상기 장치에서 유리하게 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가스는, N₂가스, Ar 가스 및 합성공기(synthetic air) 중 하나이다. 이들 가스들은 입자들을 오염시키지 않고 탄화수소 및 H₂O와 같은 분자들도 오염시키지 않는다. 또한, 이들 가스들은 쉽게 입수가능하다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 가스유출구가 가스공급부에 연결된다. 이것은 본질적으로 산소 및/또는 탄화수소 및/또는 H₂O가 없는 가스를 재사용할 수 있게 한다. 상기 가스유출구는 필터 시스템을 거쳐 가스공급부에 연결되는 것이 바람직하다.

추가 형태에 따르면, 본 발명은,

- 리소그래피 패터닝챔버내에서 부분 또는 전체적으로 방사선감응재의 층으로 덮힌 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 상기 방사선감응재 층의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

- 하나의 챔버를 형성하며 리소그래피 패터닝챔버와 마주하는 제1도어 및 제2환경과 마주하는 제2도어를 포함하는 로드 록을 통해 상기 리소그래피 패터닝챔버로부터 또는 패터닝챔버로 기판을 이송시키는 단계를 포함하며,

적어도 이송의 일부기간 동안 입자들, 산소, 탄화수소 및/또는 H₂O 중 1이상이 본질적으로 없는 가스로 로드 록을 통기시키는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법에 관한 것이다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 투영장치의 도;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 록의 개략도;

도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간에 대한 로드 록내 압력의 그래프이다.

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

· 방사선(예를 들어, UV방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex,IL), (이 경우에는 특별히 방사원(LA)도 포함한다);

· 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크홀더가 마련되어 있고, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

· 기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판홀더가 마련되어 있고, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT);

· 기판(W)의 (예를 들어, 1이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C)상으로 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템 ("렌즈")(PL)(예를 들어, EUV 방사선용 거울)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (투과마스크를 구비한) 투과형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (반사마스크를 구비한) 반사형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상술된 바와 같은 형식의 프로그램가능한 거울배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채택할 수도 있다.

방사원(LA)(예를 들어, 엑시머레이저)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 맞바로 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 이것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 여타의 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 수은램프인 경우에서 처럼), 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 대개 엑시머레이저인 경우이다. 본 발명과 청구 범위는 이들 시나리오를 모두 포함하고 있다.

이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀 있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)을 포커싱한다. 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 동안에, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 장행정모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 단행정모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔 장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에 마스크테이블(MT)이 단행정액추에이터에만 연결되거나 또는 고정될 수도 있다.

도시된 장치는 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. 그 후 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 이동하는데, 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 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 록(LL)을 개략적으로 나타내고 있다. 로드 록(LL)은 2개의 도어(11,12)를 포함한다. 제1도어(11)는 압력 P_vac을 갖는 진공상태가 유지되는 핸들링챔버(HC) 및 리소그래피 패터닝챔버(PC)를 포함하는 리소그래피 투영장치(1)의 내측과 마주한다. 제2도어(12)는 예를 들어 대기압 P_atm과 같은 압력을 갖는 대기상태와 마주한다. 하지만, 본 발명은 또한 여타 압력 값에 대해서도 유리하게 적용될 수 있다.

로드 록(LL)은 내부 공간을 형성하는 벽을 포함한다. 당업자들은 잘 숙지하고 있듯이 상기 로드 록(LL)에는 기판과 같은 1이상의 대상물들을 지지하는 지지수단(도시 안됨)이 더 제공된다.

도 2에서 알 수 있듯이, 로드 록(LL)에는 가스유입구(13)와 가스유출구(15)도 제공된다. 가스유출구(15)에는 예를 들어 10^-3내지 10^-5Pa, 즉 P_vac와 실질적으로 같거나 그 이하인 압력의 진공상태로 로드 록(LL)을 펌핑해 내는 펌프(16)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 로드 록(LL)을 통해 대기환경으로부터 진공으로 기판(W)을 움직이게 하는 것은 통상적으로 다음의 단계들, 즉:

- 대기상태의 P_atm과 마주하는 제2도어(12)를 개방시키는 단계,

- 대기상태의 P_atm으로부터 로드 록(LL)내로 기판을 이송시키는 단계,

- 상기 제2도어(12)를 폐쇄시키는 단계,

- 상기 로드 록(LL)을 펌프(16)를 사용하여 가스유출구(15)를 통해 진공상태의 P_atm와 실질적으로 같거나 그 이하의 압력까지 펌핑해 내는 단계,

- 상기 진공상태의 P_vac과 마주하는 상기 제1도어(11)를 개방시키는 단계, 및

- 로드 록(LL)으로부터 진공상태의 P_vac으로 기판(W)을 이송시키는 단계를 포함한다.

로드 록내의 압력이 P_vac으로부터 P_atm으로 상승하도록 상기 로드 록을 통기하기 위하여 가스유출구(13)가 사용될 수 있다. 로드 록(LL)을 통해 진공으로부터 대기환경으로 기판(W)을 움직이게 하는 것은 통상적으로 다음의 단계들, 즉:

- 진공상태의 P_vac와 실질적으로 같거나 그 이하의 압력까지 로드 록(LL)을 펌핑해내는 단계;

- 진공상태의 P_vac과 마주하는 제1도어(11)를 개방시키는 단계,

- 진공상태의 P_vac로부터 상기 로드 록(LL)내로 기판(W)을 이송하는 단계,

- 상기 제1도어(11)를 폐쇄시키는 단계,

- 상기 로드 록(LL)을 가스유입구(13)를 통해 대기상태의 P_atm와 실질적으로 같거나 그 이상의 압력까지 통기시키는 단계,

- 상기 대기상태의 P_atm과 마주하는 상기 제2도어(12)를 개방시키는 단계, 및

- 대기상태의 P_atm까지 기판을 넘겨주는 단계를 포함한다.

따라서, 위험한 입자 및 산소, 탄화수소 및/또는 H₂O와 같은 오염 분자는, 상기 입자 또는 분자들을 포함하지 않는 특별히 선택된 가스로 로드 록(LL)을 충전시킴으로써 상기 로드 록(LL)내로 들어가는 것이 제한된다. 당업자들을 잘 알고 있듯이, N₂가스, Ar 가스 또는 합성공기와 같은 가스들이 사용될 수 있으며, 물론 여타 적절한 가스들 또한 사용될 수 있다.

가스유입구(13)을 통해 로드 록(LL)으로 가스를 공급함으로써 로드 록(LL)이 다시 P_vac에서 P_atm이 되면, 통상적으로 정상적인 환경의 공기 대신에 특별한 가스가 사용된다. 도 2는 N₂가스를 포함하는 가스공급부(17)를 나타내고 있다. 가스공급부(17)는 고압탱크일 수 있다.

도 3a는, 예를 들어 제1 및 제2환경 사이에서 웨이퍼(W)가 교환될 수 있는 로드 록(LL)의 펌핑 및 통기 사이클 동안 시간(t)에 대한 로드 록(LL)내의 압력의 그래프를 나타내고 있다. 상기 그래프는 다섯개의 구역(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ 및 Ⅴ)으로 나뉜다.

t₀에서 t₁까지의 I 단계 동안, 로드 록(LL)내의 압력은 P_vac와 실질적으로 같거나 그 이하이다. 이 단계동안, 진공상태와 마주하는 제1도어(11)는 기판(W) 등을 로드 록(LL)으로 또는 로드 록(LL)으로부터 이송하기 위하여 개방될 수 있다. 시각 t₁에서, 제1도어(11)는 개방된다. t₁에서 t₂까지의 Ⅱ 단계 동안, 로드 록(LL)내의 압력은 가스유입구(13)를 통해 적절한 가스로 로드 록(LL)을 통기시킴으로써 실질적으로 P_atm으로 다시 되돌려진다. 이 실시예에서, 로드 록(LL)은 N₂가스로 통기된다. 가스유입구(13)는 가스공급부(17)에 연결된다. 시각 t₂에서, 로드 록은 실질적으로 대기압상태에 있고 N₂가스로 충전되며, 대기상태와 마주한 제2도어는 개방될 수 있다. t₂에서 t₃까지의 Ⅲ 단계 동안, 기판(W) 등은 로드 록(LL)으로 또는 로드 록(LL)으로부터 이송될 수 있다.

로드 록(LL)은 N₂가스로 충전되기 때문에, 위험이 거의 없는 입자 또는 오염 분자들이 제2도어(12)가 개방되는 때의 Ⅲ 단계 동안 로드 록으로 들어간다. 하지만, 일부 입자 및/또는 분자들이 로드 록(LL)내로 이동할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 추가 실시예에 따르면, 도 3b에서 알 수 있듯이, Ⅲ 단계 동안 로드 록내에 과도압력(P_atm+)이 조성된다. Ⅲ 단계 동안 제2도어(12)가 개방되어 있는 경우에도 가스유입구(13)를 통한 N₂가스의 유입이 계속됨으로써 상기 과도압력 (P_atm+)이 얻어질 수 있다. 상기 과도압력은 로드 록(LL)으로부터 대기환경으로가스의 유입을 야기하여 대기환경으로부터 로드 록(LL)으로의 입자 및/또는 분자들의 이동을 최소화시킨다.

시각 t₃에서, 제2도어(12)는 폐쇄되고, Ⅳ 단계 동안, 펌프(16)에 의해 가스유출구(15)를 통하여 로드 록(LL)이 P_vac와 실질적으로 같거나 그 이하의 압력까지 펌핑된다. 로드 록(LL)으로부터 펌핑되는 가스는 실질적으로 로드 록(LL)으로 공급된 가스, 즉 N₂가스이다. 바람직한 실시예에서는, N₂가스를 재사용하기 위하여 가스유출구(15)가 예를 들어 필터시스템(도시 안됨)을 거쳐 가스공급부(17)에 연결될 수 있다.

본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였으나, 본 발명은 상술된 것과 달리 실행될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 상기 설명은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 예를 들어, 본 발명은 또한 실질적으로 동일한 압력을 갖는 제1 및 제2환경 사이에서 대상물을 이송시키는 방법에도 적용된다는 것을 이해해야 한다.

본 발명에 따르면, 보다 효율적으로 리소그래피 패터닝챔버(PC)와 제2환경 사이에서 로드 록(LL)을 통해 대상물(W)을 이송하는 방법을 얻을 수 있다.

Claims

- 방사선 투영빔(PB)을 공급하는 방사선 시스템;

- ㆍ 원하는 패턴에 따라 상기 투영빔(PB)을 패터닝하는 역할을 하는 패 터닝수단(MA)을 지지하는 지지구조체(MT);

ㆍ 기판(W)을 잡아주는 기판테이블(WT); 및

ㆍ 상기 패터닝된 빔을 상기 기판(W)의 타겟부(C)상으로 투영하는 투영시스템(PL)을 포함하는 리소그래피 패터닝챔버(PC); 및

- 상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)로부터 제2환경으로 또는 그 역으로 대상물(MA,W)을 이송시키기 위한 로드 록(LL)으로서, 상기 로드 록은 하나의 챔버를 형성하고 상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)와 마주하는 제1도어(11) 및 상기 제2환경과 마주하는 제2도어(12)를 포함하며, 상기 로드 록은 상기 로드 록(LL)을 통기시키기 위한 가스유입구(13)를 더 포함하는 리소그래피 투영장치에 있어서,

상기 가스유입구(13)는, 적어도 상기 대상물 이송의 일부기간 동안, 입자들, 산소, 탄화수소 및 H₂O 중 1이상이 본질적으로 없는 가스를 상기 가스유입구(13)로 공급하는 가스공급부(17)에 연결되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항에 있어서,

상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)는 제1압력(P_vac)을 가지고, 상기 제2환경은제2압력(P_atm)을 가지며, 상기 제1압력(P_vac)은 상기 제2압력(P_atm)보다 작은 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 로드 록(LL)은 펌프(16)에 연결되는 가스유출구(15)를 더 포함하고, 상기 펌프는 상기 가스유출구(15)를 통해 상기 로드 록(LL)으로부터 가스를 펌핑하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제3항에 있어서,

상기 가스유출구(15)는 상기 가스공급부(17)에 연결되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로드 록(LL)은 상기 제2압력(P_atm)보다 큰 제3압력(P_atm+)으로 통기되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로드 록(LL)은 상기 제2도어(12)가 개방될 때 통기되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가스는 N₂가스, Ar 가스 및 합성공기 중 하나인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
- 부분적 또는 전체적으로 방사선감응재의 층으로 덮힌 기판(W)을 리소그래피 패터닝챔버(PC)내에 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선 투영빔(PB)을 제공하는 단계;

- 패터닝수단(MA)을 사용하여 상기 투영빔(PB)의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 상기 방사선감응재 층의 타겟부(C)상으로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

- 하나의 챔버를 형성하며 상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)와 마주하는 제1도어(11) 및 제2환경과 마주하는 제2도어(12)를 포함하는 로드 록(LL)을 통해 상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)로부터 또는 상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)로 상기 기판(W)을 이송시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,

적어도 상기 이송의 일부기간 동안 입자들, 산소, 탄화수소 및/또는 H₂O 중 1이상이 본질적으로 없는 가스로 로드 록을 통기시키는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)는 제1압력(P_vac)을 가지고, 상기 제2환경은 제2압력(P_atm)을 가지며, 상기 제1압력(P_atm)은 상기 제2압력(P_atm)보다 작은 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제9항에 있어서,

상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)로부터 상기 제2환경으로의 이송은:

- 상기 제1압력(P_vac)과 실질적으로 같거나 그 이하의 압력까지 상기 로드 록(LL)을 펌핑해내는 단계;

- 상기 제1도어(11)를 개방시키는 단계,

- 상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)로부터 상기 로드 록(LL)내로 상기 대상물(W)을 이송하는 단계;

- 상기 제1도어(11)를 폐쇄시키는 단계,

- 입자들, 산소, 탄화수소 및 H₂O 중 1이상이 본질적으로 없는 가스로 상기 제2압력(P_atm)과 실질적으로 같거나 그 이상의 압력까지 상기 로드 록(LL)을 통기시키는 단계;

- 상기 제2도어(12)를 개방하는 단계;

- 상기 대상물(W)을 상기 제2환경까지 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로드 록(LL)은 상기 제2압력(P_atm)보다 높은 제3압력(P_atm+)으로 통기되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로드 록(LL)은 상기 제2도어(12)가 개방될 때 통기되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 대상물은 마스크(MA) 또는 웨이퍼(W) 중 1이상인 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가스는 N₂가스, Ar 가스 및 합성 공기 중 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 부분적 또는 전체적으로 방사선감응재의 층으로 덮힌 기판(W)을 리소그래피 패터닝챔버(PC)내에 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선 투영빔(PB)을 제공하는 단계;

- 패터닝수단(MA)을 사용하여 상기 투영빔(PB)의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 상기 방사선감응재층의 타겟부(C)상으로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

- 하나의 챔버를 형성하며 상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)와 마주하는 제1도어(11) 및 제2환경과 마주하는 제2도어(12)를 포함하는 로드 록(LL)을 통해 상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)로부터 또는 상기 리소그래피 패터닝챔버(PC)로 대상물을 이송시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,

적어도 이송의 일부기간 동안 입자들, 산소, 탄화수소 및/또는 H₂O 중 1이상이 본질적으로 없는 가스로 상기 로드 록(LL)을 통기시키는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.