KR20050021872A - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

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Abstract

투영시스템의 최종 요소와 기판(W) 사이에 위치된 침지액체를 사용하기 위한 리소그래피 투영장치가 개시된다. 상기 투영시스템, 기판테이블 및 액체제한시스템의 구성요소들을 보호하기 위한 몇 가지 방법들이 개시된다. 이들은 투영시스템의 최종 요소(20) 상에 보호 코팅을 제공하는 것 뿐만 아니라 상기 구성요소들의 상류에 희생체들을 제공하는 것을 포함한다. CaF2의 최종 광학 요소의 두 구성요소도 개시된다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}
본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판의 타겟부상으로 소정의 패턴을 적용하는 기계이다. 예를 들어, 리소그래피 장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 패터닝수단은 IC의 각각의 층에 대응되는 회로패턴을 형성할 수 있으며, 이 패턴은 이후에 방사선 감응재(레지스트)층을 가진 기판(예를 들면, 실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 하나 또는 몇 개의 다이의 일부로 구성되는)상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 연속적으로 노광되는 인접해 있는 타겟부들의 네트워크를 포함한다. 공지된 리소그래피 장치는, 타겟부상으로 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는 소위 스테퍼(stepper)와, 소정의 기준 방향("스캐닝"-방향)으로 투영빔을 통하여 패턴을 스캐닝하는 한편, 상기 스캐닝 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사되는 소위 스캐너(scanner)를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린팅(imprinting)하여 상기 패터닝 디바이스로부터 기판으로 상기 패턴을 전사하는 것도 가능하다.
투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위하여, 예컨대 물과 같은 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체 내에 리소그래피 투영장치의 기판을 침지(immerse)시키는 것이 제안되어 왔다. 이것의 핵심은, 노광 방사선이 액체 내에서 보다 짧은 파장을 가지기 때문에 보다 작은 피처의 묘화가 가능하다는 점이다. (액체의 효과는 또한 시스템의 유효 NA를 증가시키고, 초점심도도 증가시킨다고 간주될 수도 있다.) 고형 입자(예컨대, 쿼츠)가 그 안에 현탁된 물을 포함하여, 여타의 침지액체(immersion liquid)가 제안되어 왔다.
하지만, 액체 배스(bath) 내에 기판 또는 기판과 기판테이블을 침지한다는 것은(예컨대, 본 명세서에서 그 전체 내용을 참조문헌으로 채택하고 있는 미국 제4,509,852호 참조), 스캐닝 노광 시에 가속되어야만 하는 큰 체적(body)의 액체가 존재한다는 것을 의미한다. 이는 추가적인 또는 보다 강력한 모터가 필요하고, 액체 내의 난류(turbulence)가 바람직하지 않으면서도 예측불가능한 영향을 유발할 수도 있다.
제안된 해결책 중 하나는 액체한정시스템(liquid confinement system)을 이용하여 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이에 그리고 기판의 국부화된 영역에만 액체를 제공하는 액체공급시스템이다(기판은 일반적으로 투영시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 가짐). 이를 위해 제안된 한가지 방법은 본 명세서에서 그 전체 내용을 참고문헌으로 채택하고 있는 WO 99/49504호에 개시되어 있다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 1 이상의 유입구(IN)에 의해, 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동방향을 따라, 기판 상으로 액체가 공급되며, 투영시스템 아래를 지나간 후 1 이상의 유출구(OUT)에 의해 제거된다. 즉, 기판이 상기 요소 아래에서 -X 방향으로 스캐닝됨에 따라, 상기 요소의 +X 측에 액체가 공급되고 -X 측에서 흡수된다(take up). 도 2는 액체가 유입구(IN)를 통해 공급되고, 저압력원에 연결된 유출구(OUT)에 의해 요소의 다른 쪽에서 흡수되는 형태를 개략적으로 보여준다. 도 2의 예시에 있어서는, 최종 요소에 대하여 기판의 이동방향을 따라 액체가 공급되지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 최종 요소 주위에 위치한 유입구 및 유출구의 다양한 방위 및 개수가 가능하며, 양쪽에 유출구가 있는 4세트의 유입구가 상기 최종 요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공된 일 예시가 도 3에 예시되어 있다.
제안된 또 다른 해결책은, 투영시스템의 최종 요소와 기판테이블 사이의 공간의 경계부의 적어도 일부분을 따라 연장되는 밀봉부재를 액체공급시스템에 제공하는 것이다. 이러한 해결책이 도 4에 예시되어 있다. 상기 밀봉부재는 XY 평면에서 투영시스템에 대해 실질적으로 고정되어 있지만, Z 방향(광학 축선의 방향)으로의 소정의 상대운동이 있을 수도 있다. 밀봉부재와 기판의 표면 사이에는 밀봉부가 형성된다. 상기 밀봉부는 가스 밀봉부와 같은 비접촉 밀봉부가 바람직하다. 이러한 가스 밀봉부를 구비한 시스템이, 본 명세서에서 그 전체 내용을 참고문헌으로 채택하고 있는 유럽특허출원 제 03252955.4호에 개시되어 있다.
유럽특허출원 제 03257072.3호에는, 트윈 또는 듀얼 스테이지 침지 리소그래피 장치의 기술적 사상이 개시되어 있다. 상기 장치에는 기판을 지지하는 두 스테이지가 제공된다. 레벨링 측정은 침지액체없이 제1위치에서의 스테이지에 의해 수행되고, 노광은 침지액체가 존재하는 제2위치에서의 스테이지에 의해 수행된다. 대안적으로는, 상기 장치가 단 하나의 스테이지만을 가진다.
투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에서 침지액체를 사용한다는 것은, 투영시스템의 최종요소(예컨대, 투영시스템을 밀봉하는 'abschlussplatte' 또는 투영시스템의 최종 광학 요소) 및 기판 테이블이 침지액체와 접촉된다는 것을 의미한다. 이는 기판 테이블 또는 투영시스템의 구성요소가 침지액체 내에서 반응 또는 용해(dissolution)되는 문제점을 유발할 수 있다.
침지액체와의 접촉으로 인한 구성요소들의 분해(degradation)가 감소되는 리소그래피 투영장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 패터닝디바이스로부터의 패턴을 투영시스템을 이용하여 기판 상으로 투영시키도록 배치되고, 상기 투영시스템의 최종 요소와 상기 기판 사이의 공간을 적어도 부분적으로 침지액체로 채우는 액체공급시스템을 구비하며, 상기 최종 요소는, 상기 침지액체와 접촉되는 표면 상에, 상기 침지액체 내에서 실질적으로 용해되지 않는 보호 코팅을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치가 제공된다.
이러한 방식에서, 투영시스템의 최종 요소는 보다 우수한 광학 특성들에 의해 선택된 물질로 제조될 수 있으며, 상기 요소의 물질과 침지액체 사이의 활동도(activity)에 관한 고려사항들은 고려되지 않는다. 만일 보호 코팅의 두께가 얇게 유지된다면, 투영빔 상에 대한 보호 코팅의 효과가 최소화된다.
상기 보호 코팅은 금속, 금속 산화물이나 질화물, 예컨대 TiN, 다이아몬드, DLC 또는 SiO2 등이 바람직하다. 이들 물질은 침지 리소그래피에 사용된 투영빔 방사선에 대해 투명할 뿐만 아니라 실질적으로 물을 포함하여 이루어지는 것이 바람직한 침지액체 내에서 불용성 또는 불활성이라는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 패터닝디바이스로부터의 패턴을 투영시스템을 이용하여 기판 상으로 투영시키도록 배치되고, 상기 투영시스템의 최종 요소와 상기 기판 사이의 공간을 적어도 부분적으로 침지액체로 채우는 액체공급시스템을 구비하며, 상기 액체공급시스템은, 상기 최종 요소와 접촉되는 상기 공간 내의 제1침지액체 및 상기 기판과 접촉되는 상기 공간 내의 제2침지액체를 제공하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치가 제공된다.
이 형태는 투영시스템의 최종 요소의 물질이 상기 액체 내에서 불용성(및/또는 불활성)이도록 제1침지액체가 선택되게 할 수 있다. 다른 한편으로, 상기 제1침지액체와는 다른 상기 제2침지액체는, 정확한 광학 특성들을 가지도록 선택될 수 있거나 그렇지 않으면 필요에 따라 선택될 수 있다. 상기 제1 및 제2액체는, 제1액체만이 상기 요소와 접촉되는 것이 보장될 수 있도록 이격되어 유지되는 것이 바람직하다.
상기 액체공급시스템은 제1 및 제2침지액체를 분리시키기 위한 멤브레인(membrane)을 가지는 것이 바람직하다. 이는 2가지 침지액체들이 최종 요소와 기판에 대해 정확하게 억제(constrain)되도록 배치될 수 있는 여러 방법 중 한가지이다. 멤브레인이 제조될 수 있는 물질은 쿼츠이고, 0.1 내지 5mm 사이의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 투영시스템의 최종 요소는 투영빔의 품질에 악영향을 조금만 끼치면서 제2침지액체로부터 보호될 수 있다. 여타의 해결책들도 가능하다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 패터닝디바이스로부터의 패턴을 투영시스템을 이용하여 기판 상으로 투영시키도록 배치되고, 상기 투영시스템의 최종 요소와 상기 기판 사이의 공간을 적어도 부분적으로 침지액체로 채우는 액체공급시스템을 구비하며, 상기 최종 요소는 CaF2 또는 SiO2로 구성된, 또는 이 두 물질의 조합으로 구성된 제1 및 제2구성요소로 이루어지고, 상기 구성요소들은 상기 투영빔이 상기 제2구성요소를 통과하기 전에 상기 제1구성요소를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치가 제공된다.
이 형태에서 이는 광학 파워(optical power)를 갖는 마지막 광학 요소 및/또는 언급된 abschlussplatte 이다. 이러한 방식으로, CaF2의 양호한 광학 특성들이 이용될 수 있는데, 그 이유는 CaF2의 제1 및 제2구성요소들이 여타의 구성요소의 고유 복굴절(intrinsic birefringence)의 효과를 상쇄시키는데 사용될 수 있기 때문이다. 이렇게 하는 한 가지 방법은, 상기 제1구성요소의 고유 복굴절이 상기 제2구성요소의 고유 복굴절에 의해 보상되도록 정렬된 결정 축선(crystal axe)들을 제1 및 제2구성요소에 제공하는 것이다.
상기 제1 및 제2구성요소들은 동심인 것이 바람직하다. 이것은 상기 제1구성요소를 통한 광학 경로들이 실질적으로 제2구성요소를 통한 광학 경로들과 실질적으로 같은 길이를 가지는 콤팩트한 지오메트리이다. 이러한 형태에서, 제2구성요소는 실질적으로 제1구성요소의 리세스 내에 위치되어, 만일 최종 렌즈 요소가 실질적으로 반구형이라면 제2렌즈구성요소는 실질적으로 반구형이고, 상기 제1구성요소도 구형이 아닌 표면 내에 (실질적으로 반구형의) 리세스를 가지지만 실질적으로는 반구형이게 된다.
투영시스템의 최종 요소만이 CaF2로 제조되고, 투영시스템의 나머지 요소들은 CaF2 이외의 물질로 제조될 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 패터닝디바이스로부터의 패턴을 투영시스템을 이용하여 기판 상으로 투영시키도록 배치되고, 상기 투영시스템의 최종 요소와 상기 기판 사이의 공간을 적어도 부분적으로 침지액체로 채우는 액체공급시스템을 구비하며, 상기 액체공급시스템은, 상기 공간의 상기 침지액체 상류에 상기 침지액체 내에서 용해시키기 위한 1 이상의 희생체(sacrificial body)를 포함하여, 상기 투영시스템 및/또는 상기 기판테이블 및/또는 액체공급시스템의 1 이상의 구성요소의 용해 속도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치가 제공된다.
이러한 형태의 본 발명은 침지액체 내에서 용해되는 희생체에 의해 작동되어, 상기 희생체들의 하류의 구성요소들에 대한 침지액체의 활동도를 감소시키게 된다. 예컨대, 희생체가 보호하려고 하는 상기 구성요소와 같은 물질로 제조된다면, 상기 침지액체는 실질적으로 상기 희생체의 물질로 포화되어, 상기 물질이 상기 침지액체에 의해 더 이상 용해될 수 없게 되며, 이로 인해 상기 물질로 제조된 구성요소가 보호된다. 이러한 물질의 일례로는 쿼츠를 들 수 있다.
만일 희생체들이 표면적 대 체적 비율이 큰 모양이라면(예컨대, 막대기형, 튜브형, 섬유형 등), 침지액체 내에서 매우 빠르게 용해될 것이며, 이는 장점이 된다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 방사선의 패터닝된 빔을 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에 제공된 침지액체를 통해 기판 상에 투영시키는 단계를 포함하고, 상기 침지액체와 접촉되는 표면 상의 상기 최종 요소 위에, 상기 침지액체 내에서 실질적으로 용해되지 않는 보호 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 방사선의 패터닝된 빔을 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에 제공된 제1침지액체 및 제2침지액체를 통해 기판 상에 투영시키는 단계를 포함하고, 상기 제1침지액체는 상기 최종 요소와 접촉되며, 상기 제2침지액체는 상기 기판과 접촉되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 방사선의 패터닝된 빔을 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에 제공된 제1침지액체 및 제2침지액체를 통해 기판 상에 투영시키는 단계를 포함하고, 상기 공간의 상기 침지액체 상류에, 상기 침지액체 내에서 용해되기 위한 1 이상의 희생체가 제공되어, 상기 투영시스템 및/또는 상기 기판테이블 및/또는 액체공급시스템의 1 이상의 구성요소의 용해 속도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,
- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제1포지셔너(PM)에 연결된 지지구조체(예컨대, 마스크테이블)(MT);
- 기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 웨이퍼)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제2포지셔너(PW)에 연결된 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상에 패터닝디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영시키도록 구성된 투영시스템(예컨대, 굴절형 투영렌즈시스템)(PS)을 포함한다.
상기 조명시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형, 정전기형 또는 여타 타입의 광학 구성요소 혹은 그들의 소정 조합 형태와 같은 여러 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지구조체는 상기 패터닝디바이스의 중량(weight)을 지지, 즉 무게를 지탱한다(bear). 패터닝디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인 및 예컨대 상기 패터닝디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부 등과 같은 기타 조건에 좌우되는 방식으로 지지구조체가 상기 패터닝디바이스를 유지한다. 지지구조체는 기계형, 진공형, 정전기형 또는 여타의 클램핑 기술들을 이용하여 패터닝디바이스를 유지시킬 수 있다. 지지구조체는 예컨대 필요에 따라 고정 또는 이동가능한 프레임 또는 테이블일 수도 있다. 지지구조체는 패터닝디바이스가 예컨대 투영시스템에 대하여 소정 위치에 있도록 보장할 수도 있다. 여기서 "레티클" 또는 "마스크"란 용어의 사용은 보다 일반적인 "패터닝디바이스"란 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
"패터닝디바이스"라는 용어는 예를 들어 기판의 타겟부에 패턴을 형성하기 위하여 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 디바이스를 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부내의 소정의 패턴에 꼭 정확하게 일치할 필요는 없다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은, 집적회로와 같은 타겟부 내에 형성되는 디바이스 내의 특정 기능층에 대응한다.
상기 패터닝디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝디바이스의 예로는, 마스크, 프로그램가능한 거울배열 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크들은 리소그래피에서 잘 알려져 있고, 바이너리, 교번위상시프트, 감쇠위상시프트 및 다양한 하이브리드 마스크 타입과 같은 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울배열의 예로는, 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사하기 위하여 개별적으로 각각 기울어질 수 있는 매트릭스 형태의 작은 거울들을 들 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에 사용되는 "투영시스템"이란 용어는, 예컨대 사용되고 있는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지유체나 진공의 사용과 같은 기타 요인들에 대하여 적절한 바와 같은, 굴절형, 반사형, 카타디옵트릭, 자기형, 전자기형 및 정전기형 광학 시스템 또는 그들의 소정 조합을 포함하는 여러 타입의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 이해되어야 한다. 여기서 "투영렌즈"라는 용어의 사용은, 좀 더 일반적인 용어인 "투영시스템"과 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예컨대, 투과마스크를 채택하는) 투과형이다. 대안적으로, 상기 장치는 (예컨대, 상술된 형태의 프로그램가능한 거울배열을 채택하거나 또는 반사마스크를 채택하는) 반사형일 수도 있다.
상기 리소그래피 장치는 2(듀얼 스테이지) 이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 구비한 형태일 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서, 추가 테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안, 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터의 방사선 빔을 수용한다. 상기 소스 및 리소그래피 장치는, 예를 들어 상기 소스가 엑시머레이저인 경우 별개의 개체일 수도 있다. 이 경우에, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 여겨지지 않으며 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우에는, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우 상기 소스가 상기 장치의 통합된 부분일 수도 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는 필요할 경우 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라 칭할 수도 있다.
일루미네이터(IL)는 빔의 각 세기 분포를 조정하는 조정장치(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 적어도 일루미네이터의 퓨필 평면에서의 세기 분포의 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 여타의 다양한 구성요소들을 포함하고 있다. 상기 일루미네이터는 그 단면에 필요한 균일성과 세기 분포를 갖도록 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지구조체(예컨대, 마스크테이블(MT))상에 잡혀있는 패터닝디바이스(예컨대, 마스크(MA)) 위에 입사된다. 마스크(MA)를 지난 방사선 빔(B)은 투영시스템(PS)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상으로 상기 빔을 포커싱한다. 제2포지셔너(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더 또는 용량성 센서)에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예컨대 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1포지셔너(PM) 및 또 다른 위치센서(도 1에 명확히 도시되지는 않음)는 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 기계적으로 회수된 후, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크테이블(MT)의 이동은, 제1포지셔너(PM)의 일부를 형성하는, 장행정모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 단행정모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 수 있다. 이와 유사하게, 기판테이블(WT)의 이동은, 제2포지셔너(PW)의 일부를 형성하는, 장행정모듈 및 단행정모듈을 이용하여 실현될 수 있다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크테이블(MT)은 단지 단행정 액추에이터에 연결되거나 또는 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크정렬마크(M1, M2) 및 기판정렬마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 예시된 기판정렬마크들은 전용 타겟부를 차지하고 있지만, 타겟부들 사이의 공간 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크들로 공지됨). 이와 유사하게, 2 이상의 다이가 마스크(MA) 상에 제공되는 상황에서, 마스크정렬마크들은 상기 다이들 사이에 위치할 수 있다.
상술한 장치는 다음과 같은 모드 중 적어도 하나로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적(static) 노광). 이후 기판테이블(WT)이 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광으로 묘화된 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적(dynamic) 노광). 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은, 투영시스템(PL)의 배율(축소율) 및 이미지 반전(reversal) 특성에 의하여 결정된다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광에서의 타겟부의 (비-스캐닝(non-scanning) 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 모션의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝디바이스를 유지하면서 기본적으로 정지상태로 유지되며, 기판테이블(WT)은 투영빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상으로 투영되는 동안에 이동 또는 스캐닝된다. 이 모드에서는 일반적으로 펄스방사선소스(pulsed radiation source)가 채택되고, 기판테이블(WT)의 각각의 이동 후 또는 스캔시에 연속적인 방사선 펄스들 사이에서, 프로그램가능한 패터닝디바이스가 필요에 따라 업데이트된다. 이러한 작동 모드는, 상기 언급된 형태의 프로그램가능한 거울배열과 같은 프로그램가능한 패터닝디바이스를 활용하는 무마스크 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
상술된 사용 모드의 조합 및/또는 변형 또는 전반적으로 상이한 사용모드가 채택될 수도 있다.
도 5는 기판 스테이지(WT) 상에 위치된 기판(W)과 투영시스템(PL) 사이의 액체저장부(10)를 보여준다. 상기 액체저장부(10)는 예컨대 유입구/유출구 덕트(13)를 통해 제공된 물과 같은 비교적 큰 굴절률을 갖는 액체(11)로 채워진다. 상기 액체는 투영빔의 방사선의 파장이 대기 또는 진공에서보다 그 액체 내에서 보다 짧아, 보다 작은 피처들이 분해가능하다는 효과를 가진다. 특히, 투영시스템의 분해능 한계는 상기 시스템의 개구수 및 투영빔의 파장에 의해 결정된다는 것이 잘 알려져 있다. 상기 액체의 존재는 유효 개구수를 증가시키는 것으로 간주될 수도 있다. 나아가, 고정 개구수에서는, 상기 액체가 필드의 깊이를 증가시키는데 효과적이다.
상기 저장부(10)는 투영렌즈(PL)의 이미지 필드 주위의 기판(W)에 대하여 바람직한 비접촉 밀봉부(preferably contactles seal)를 형성하여, 상기 투영시스템(PL)을 향하는 기판의 주된 표면과 상기 투영시스템(PL)의 최종 요소(예컨대, 투영시스템을 밀봉하는 'abschlussplatte' 또는 투영시스템의 최종 광학 요소) 사이의 공간이 액체로 채워지게 된다. 상기 저장부는 투영렌즈(PL)의 최종 요소 아래에 위치하여 그것을 둘러싸는 밀봉부재(12)에 의해 형성된다. 따라서, 액체제한시스템(LCS)은 기판의 국부화된 영역에만 액체를 제공한다. 상기 밀봉부재(12)는 상기 투영시스템의 최종 요소와 센서(10)(또는 기판(W)) 사이의 공간을 액체로 채우기 위한 액체제한시스템(LCS)의 일부분을 형성한다. 이 액체는 투영렌즈 아래의 공간으로 그리고 밀봉부재(12) 내로 제공된다. 상기 밀봉부재(12)는 투영렌즈의 바닥 요소 위로 조금 연장되고, 상기 액체는 액체의 버퍼가 제공되도록 상기 최종 요소 위로 상승한다. 상기 밀봉부재(12)는 상단부에서 투영시스템 또는 그 최종 요소의 형상에 거의 일치하고 예를 들면 둥근 모양일 수도 있는 내주부를 가진다. 상기 바닥에서, 내주부는 이미지 필드의 형상, 예컨대 직사각형(반드시 직사각형일 필요는 없음)에 거의 일치하는 어퍼처를 형성한다. 상기 투영빔은 상기 어퍼처를 통과한다.
상기 액체(11)는 밀봉 디바이스(16)에 의해 상기 저장부(10) 내에 한정(confine)된다. 도 5에 예시된 바와 같이, 상기 밀봉 디바이스는 비접촉 밀봉부, 즉 가스 밀봉부이다. 상기 가스 밀봉부는, 예컨대 유입구(15)를 통한 밀봉부재(12)와 기판(W) 사이의 갭에 대한 압력 하에 제공되고 제1유출구(14)에 의해 추출된 공기 혹은 합성 공기와 같은 가스에 의해 형성된다. 상기 유입구(15) 상의 과도한 압력, 제1유출구(14) 상의 진공 레벨 및 상기 갭의 지오메트리는, 액체(11)를 한정하는 상기 장치의 광학 축선을 향하여 안쪽에 고속 기류가 있도록 배치된다. 어떠한 밀봉부에 의하더라도, 일부 액체는 예를 들어 제1유출구(14) 위로 빠져나가기 쉽다.
도 2 및 도 3은 또한 유입구(들) IN, 유출구(들) OUT, 기판(W) 및 투영렌즈(PL)의 최종 요소에 의해 형성된 액체 저장부를 도시한 도면이다. 도 5의 액체제한시스템과 같이, 유입구(들) IN 및 유출구(들) OUT을 포함하는 도 2 및 도 3에 예시된 액체제한시스템은, 투영시스템의 최종 요소와 기판의 주된 표면의 국부화된 영역 사이의 공간에 액체를 공급한다.
도 2와 도 3 및 도 4의 액체제한시스템(LCS)들 양자 모두 뿐만 아니라 기판(W) 또는 전체 기판테이블(WT)이 침지되는 배스와 같은 여타의 해결책들은, 후술되는 본 발명에 사용될 수 있다.
도 6은 투영시스템(PL)의 최종 요소(20)를 상세히 예시한다. 도 6에 예시된 실시예에서, 상기 최종 요소는 제1구성요소(25)와 제2구성요소(27)를 포함하는 최종 광학 요소(20)이다. 상기 투영시스템(PL)의 최종 요소(20)는, 상기 요소가 복굴절을 나타내는 물질로 이루어질 수 있도록 제1 및 제2구성요소(25, 27)로 구성된다. 157nm 조사(irradiation)에 있어서 바람직한 물질은 투과적이지만 상기 파장에서 복굴절 특성을 나타내는 CaF2이다. 쿼츠는 157nm에서 거의 투과되지 않는다. CaF2는 또한 193nm에서도 바람직하지만, 상기 파장에서는 쿼츠가 사용될 수도 있다. 하지만, 쿼츠 렌즈들은 상기 파장들에서 압축(compaction)을 겪게 되는데, 이는 변색(discolor)되고(어두워짐) 더 많은 열을 흡수하여 채널이 절단될 수 있는 작은 조각의 렌즈 상에 방사선이 포커싱되도록 할 수 있다.
제1 및 제2구성요소 또는 부분들로서 최종 요소(20)를 제공함으로써, 157nm에서 CaF2에 의해 나타난 복굴절은, 제1 및 제2구성요소의 결정 방위(crystal orientation)들이 정렬되어 상기 제1구성요소(25)에 의해 나타난 고유 복굴절이 제2구성요소(27)에 의해 나타난 고유 복굴절에 의해 상쇄되도록 하는 것을 보장함으로써 보상될 수 있다. 이러한 방식으로, 우선 제1구성요소(25)를 통과한 다음 제2구성요소(27)를 통과하는 투영빔(PB)은 실질적으로 복굴절 현상이 없이 상기 제2구성요소(27)를 빠져나간다.
투영시스템(PL)의 남아 있는 광학 요소들은 CaF2 이외의 물질들로 이루어질 수 있다. 투영빔의 세기는, 역시 가장 작은 마지막(last) 요소에서 가장 높으므로 쿼츠로 이루어져 있다면 압축을 겪기에 가장 쉬운 것은 이 요소이다.
도 6에 예시된 바와 같이, 투영시스템(PL)의 최종 요소(20)는 그 형상이 거의 반구형이다. 따라서, 제2구성요소(27)는 그 형상이 반구형이고, 만곡되지 않은 표면에 리세스를 구비한 반구형의 외측면을 가지는 제1구성요소(25)의 리세스 내에 위치된다.
CaF2는 침지액체 리소그래피 투영장치에 사용된 침지액체(11)에 의해 용해 또는 반응할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 현재 침지액체는 248 및 193nm에 대해 실질적으로 물을 포함하는 것으로 고려된다. 157nm에 있어서는, 퍼플루오로-하이드로카본(perfluouro-hydrocarbon)들이 고려된다.
상기 투영시스템의 최종 요소(20)를 침지액체(11)에 의한 공격으로부터 보호하는 한 가지 방법은, 상기 침지액체와 접촉되는 최종 요소(20)의 표면 상에 보호 코팅(40)을 제공하는 것이다. 상기 보호 코팅(40) 물질은 침지액체(11) 내에서 불활성이고, 용해되지 않는 것이 바람직하다. 도 6에 예시된 바와 같이, 상기 보호 코팅(40)은 투영시스템(PL)의 제2구성요소(27)의 (예시된 바와 같은) 바닥면에 부착된다.
상기 보호층은 투영시스템(PL)의 최종 광학 요소(20)를 여전히 보호하면서도 가능한 한 얇게 제조되는 것이 바람직하다. 상기 보호 코팅은 5 내지 500nm 두께, 보다 바람직하게는 10 내지 200nm 두께 사이인 것이 바람직하다. 상기 보호 코팅(40)의 물질은 버블 삽입(bubble inclusion)을 제한하기 위하여 침지 유체와의 작은 접촉각(low contact angle)을 갖는 금속, 금속 산화물이나 질화물 또는 SiO2인 것이 바람직하다. 상기 층은 예컨대 증발(evaporation), 스플러터링(spluttering) 등에 의해 상기 요소(20) 상에 증착될 수 있다.
보호 코팅(40)의 사용은 상기 투영시스템(PL)의 최종 요소(20)가 CaF2로 이루어진 경우로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 최종 요소가 쿼츠로 이루어져 있다면(통상적으로 abschlussplatte가 최종 요소인 경우에서와 같이), 침지액체(11)에 의한 쿼츠의 용해 또는 반응으로 인한 문제들이 발생할 수도 있다. 이 경우, 보호층(40)이 필요할 수도 있다.
상기 보호층(40)은 투과율 손실을 최소화하기 위하여 가능한 한 얇아야 한다. 상기 보호 코팅(40)의 굴절률은 증착 공정 및 증착 파라미터들에 의해 부분적으로 변경될 수 있다. 상기 공정을 최적화하기 위하여 EUV 코팅의 증착에서 얻어진 경험이 활용되는 것이 유용할 수도 있다.
도 7은 후술되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일한 본 발명의 제2실시예를 예시한다.
본 실시예에서, 액체공급시스템은 투영시스템의 최종 요소(20)와 접촉되는 제1침지액체(70)를 제공하기 위한 수단을 포함한다. 기판(W)과 접촉되는 제2침지액체(75)도 제공된다.
상기 제1침지액체(70)는, 상기 최종 요소(20)의 물질과만 반응하거나 혹은 매우 느리게 용해되거나 또는 전혀 반응하지 않도록 선택될 수 있다. 그 후, 상기 제2침지액체(75)는 그 양호한 광학 특성 때문에, 상기 최종 요소(20)와의 접촉성으로 인한 어떠한 활동도 제한(activity limitation)이 그 위에 놓이지 않고 선택될 수 있다.
2가지 침지액체(70, 75)가 공간의 정확한 영역들에 제공되어 실질적으로 이격되어 있도록 할 수 있는 몇 가지 방법이 있다. 예컨대, 특히 제1 및 제2침지액체가 섞이지 않거나 쉽게 혼합되지 않는다면, 액체의 2가지 유동을 제공하기 위하여 2세트의 유입구 및 유출구를 제공하는 것이 가능할 수 있다.
도 7에 예시된 실시예에서는, 제1 및 제2침지액체(70, 75)를 분리시키기 위하여 멤브레인(50)이 제공된다. 그러면, 상기 침지액체(70, 75)는 상기 멤브레인의 양쪽에 별도로 제공될 수 있다.
상기 멤브레인의 두께는, 투영빔(PB)의 품질에 심각한 악영향을 끼치지 않으면서도 소요 강성(stiffness)을 제공하기 위하여 0.1 내지 5mm 사이인 것이 바람직하다. 상기 멤브레인(50)을 제조하기 위한 적절한 물질로는 SiO2를 들 수 있다. 상기 멤브레인(50)은 교체가능하다.
도 8은 상기 2가지 실시예 가운데 어느 것에도 사용될 수 있는 액체공급시스템을 예시한다. 상기 액체공급시스템(100)은 액체를 유입구(102)로부터 액체제한시스템(LCS)로 제공하는데, 이 액체제한시스템은 소정 타입의 액체제한시스템, 특히 도 2 내지 도 5에 예시된 타입의 액체제한시스템일 수 있다. 도 8의 실시예에서는, abschlussplatte(90)와 기판(W) 사이에 침지액체가 제공된다. 그 후, 침지액체는 드레인(104)을 통해 빠져나간다.
액체제한시스템, 투영시스템(PL) 및 기판테이블(WT)의 구성요소는 모두 침지액체와 접촉하게 된다. 만일 상기 구성요소 중 어느 것이 처리되지 않은 침지액체 내에서 용해될 수 있는 물질로 이루어져 있고, 보호되지 않는다면, 이는 본 장치의 수명에 악영향을 끼칠 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 액체공급시스템(100) 내의 액체제한시스템(LCS)의 상류에는 희생유닛(sacrificial unit; 80)이 제공된다. 상기 희생유닛(80)에는 1 이상의 희생체(85)가 위치한다. 상기 희생체(85)는 침지액체 내에서 용해되도록 되어 있어, 투영시스템 내에서 보호될 구성요소 및/또는 기판테이블 및/또는 액체제한시스템 하류의 물질들과의 침지액체의 활동도를 감소시키게 된다.
예를 들어, 투영시스템(PL)의 최종 요소, 예컨대 abschlussplatte(90)(마지막 렌즈 요소)가 쿼츠로 이루어져 있고, 침지액체와 접촉되어 있다면, 또한 1 이상의 희생체가 쿼츠로 이루어져 있다면, 상기 침지액체(물일 수 있음)는 그것이 희생유닛(80)을 통과함에 따라 쿼츠로 포화될 수 있어, 일단 그것이 액체제한시스템(LCS) 및 abschlussplatte(90)에 도달하면, 쿼츠와의 침지액체 활동도가 감소하게 된다.
상기 희생유닛(80)은 복수의 희생체를 포함할 수 있는데, 이들 모두가 같은 물질일 필요는 없다. 또한, 희생체들은 그들이 보호하도록 의도된 물질들과 상이한 물질로 이루어질 수도 있다. 예컨대, 희생체는 상기 희생유닛(80)의 하류에서 보호될 구성요소들의 재료가 용해되지 않을 정도의 레벨까지 침지액체의 pH를 감소시키도록 디자인될 수 있다. 대안적으로는, 버퍼가 상기 액체에 부가될 수 있다.
희생체(85)들은 가능한 한 표면적 대 체적 비율이 큰 것이 좋다. 예시적인 모양으로는 막대기형, 튜브형 등을 들 수 있다. 하지만, 명백히 어떠한 모양이라도 이용될 수 있다.
도 9에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에서, 투영시스템의 최종 요소(20)는 용융 실리카 플레이트(fused silica plate; 45)에 의해 보호된다. 이 플레이트는 두께가 50㎛ 내지 5mm 범위 내에 있고, 상기 최종 요소(20)에 콘택 본딩(contact bond) 또는 글루 본딩(glue bond)될 수 있다. 콘택 본딩에서는 글루가 사용되지 않는다 - 본딩 표면들은 서로 직접 본딩되기에 충분하게 매끄럽고 깨끗하게 되어 있다. 상기 최종 요소에의 본딩 후, 용융 실리카 플레이트는 소정의 두께로 그라인딩 및 폴리싱될 수 있어, 매우 얇은 플레이트의 취급 시에 발생하는 어려움들을 피할 수 있다. 액체-기밀 밀봉부(46)는 결합부의 주변 둘레에 제공될 수 있다.
상기 최종 요소와 용융 실리카 보호 플레이트의 결합부 주위의 밀봉부(46)는 특히 최종 요소 및 용융 실리카 플레이트가 함께 콘택 본딩되는 경우에 바람직하다. 이러한 본딩 형태는 이례적으로 강한 본딩을 제공할 수 있지만, CaF 및 용융 실리카와 같은 비유사한 물질들이 본딩되는 경우에는, 온도 변화 및 열적 구배가 본드(bond)가 "브리드(breathe)"하게 할 수 있다 - 두 물질의 차동 열팽창 또는 열수축은 응력이 완화될 때까지 그들을 분리시킬 수 있다. 상기 본드는 보통 열적 분리의 경우에는 매우 빠르게 개선(reform)되지만, 만일 이것이 최종 요소가 액체와 접촉되어 있을 때에 발생한다면, 예컨대 보호층의 폴리싱이나 그라인딩 또는 본 장치의 사용 시에 발생한다면, 액체가 갭 안으로 끌어 당겨질 수 있다.
사용될 수 있는 밀봉부의 한 형태는, [(다양한 탄화수소 곁사슬(side-chain)들을 구비한 다양한 길이의 Si-O 사슬들을 포함하는) 실리콘 유체와 같은] 적절한 전구체(precursor), 테트라에틸 오소실리케이트, 데카메틸 테트라실록산 및 테트라부틸 오소실리케이트)를 가하고 그것을 DUV 광으로 조사하여 상기 전구체를 SiO로 포토-변환(photo-convert)시킴으로써 형성된 SiO 층이다. 이러한 밀봉부 형태는 용융 실리카 플레이트에 대해 유사한 경도(hardness)를 가지므로, 유사한 속도로 폴리싱한다는 장점을 가진다.
유용한 또 다른 밀봉부 형태는, 티탄 산화물 층 위에 제공된 실리콘 코크(silicon caulk)이다. 상기 티탄 산화물은, 상기 밀봉부 상에 전구체를 페인팅(painting)하고 그것을 티탄 산화물로 포토-변환시킴으로써 형성되며, 본 장치의 작동 시에 UV 광으로부터 실리콘 코크를 보호하는 역할을 한다.
또 다른 형태의 밀봉부는 결합부 주위에 테트라에틸 오소실리케이트를 페인팅하여 형성되는데, 이는 그 후 밀봉부를 형성하는 용융 실리카의 얇은 층을 형성하도록 실온에서 분해된다(decompose). 하지만, 이러한 밀봉부는 매우 깨지기 쉬워 취급 주의가 요구된다.
도 10에 도시된 도 9 형태의 변형예에서, 오일과 같은 액체(47)는 마지막 렌즈 요소(20)와 보호판(45) 사이에 제공된다. 상기 액체(47)는 물일 수도 있는 침지액체(11)의 굴절률에 가능한 한 근접한 굴절률을 가지는 것이 바람직하지만, CaF2 일 수도 있는 최종 렌즈 요소(20)의 물질에는 손상을 입히지 않는다. 이는 그 위와 아래의 유체가 유사한 굴절률을 가지므로 보호판(45)이 위치되어야만 하는 정확성의 요건들을 실질적으로 줄임으로써 상기 보호판이 상호교체되도록 할 수 있다.
도 11에 도시된 본 발명의 또 다른 변형예는 내층(48)과 외층(49)으로 이루어진 2층 보호 코팅을 사용한다. 핀홀없이 보호 코팅 층을 형성하는 것은 매우 어려울 수 있다. CaF 몸체에 제공된 보호 코팅 내의 가장 작은 핀홀이라도 물에 침지된 경우에는 CaF 몸체의 용해를 허용하여, 상기 요소의 광학 특성들에 극히 해로운 캐비테이션(cavitation)을 발생시킬 수 있다. 2층 보호 코팅의 사용에 의하면, 한 층의 핀홀들이 다른 층의 핀홀들과 일치하지 않아서 상기 보호 층 내의 관통 경로(through path)가 없도록 배치될 수 있다. 상이한 방법을 이용하여 2개의 보호층들을 제공함으로써 2층의 핀홀들이 일치하지 않도록 하는 것이 최선일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는, 스퍼터링에 의해 제공된 SiO의 제1층(48) 및 전구체를 스핀 코팅하고 상기 전구체를 SiO로 포토-변환시켜 도포된 제2층(49)을 가진다. 본 발명은 SiO의 2개의 층을 스퍼터링하는 것보다 효과적이라는 것이 밝혀졌는데, 그 이유는 스퍼터링된 제2층 내의 핀홀들이 제1층 내의 핀홀들과 정렬되는 경향을 가지기 때문이다. 놀랍게도, 스핀 코팅 및 포토-변환 방법은 다공성 SiO 보다는 오히려 벌크 SiO 층을 제공한다는 것이 밝혀졌다. 전구체를 스핀-코팅한 다음 그것을 SiO로 포토-변환하여 형성된 층은 그 자체가 밀봉층으로 사용될 수도 있다.
보호층(49)을 형성하는데 사용된 전구체는 유기-실리콘 화합물의 소정의 적절한 유체 또는 그것을 포함하는 소정의 적절한 유체일 수도 있다. 적절한 예로는 실리콘 유체(즉, 다양한 탄화수소 곁사슬들을 구비한 다양한 길이의 Si-O 사슬들을 포함함), 테트라에틸 오소실리케이트, 데카메틸 테트라실록산 및 테트라부틸 오소실리케이트를 들 수 있다. 상기 물질은 적절히 고른 층이 스핀 코팅에 의해 제공될 수 있도록 원하는 점도를 가지게 선택될 수 있다. 필요에 따라서는 점도를 조정하기 위하여 용매, 바람직하게는 휘발성 유기 용매가 사용될 수 있다.
전구체의 SiO로의 포토-변환은, 상기 요소의 열적 구배에 의해 유도될 수 있는 어떠한 악영향을 피하도록 결정된 속도(rate)로, 예컨대 184nm 또는 172nm와 같은 다양한 파장들을 갖는 DUV 광에 의한 조사에 의하여 달성될 수 있다.
보호 코팅의 2개의 층 각각은 50 내지 200nm 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
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, 자기도메인메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시(LCD), 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다. 여기서 언급된 기판은 노광 전 또는 노광 후에, 예를 들어 트랙(track)(통상적으로 레지스트층을 기판에 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴)이나 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능한 경우에, 본 명세서는 상기 및 기타 기판처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 상기 기판은 예를 들어 다중층 IC를 형성하기 위하여 2번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에서 기판이란 용어는 다수의 처리된 층들을 이미 포함하는 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 자외(UV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄하여 사용된다.
본 명세서에서의 "렌즈"란 용어는, 굴절형 및 반사형 광학 구성요소를 포함하는 소정의 것 또는 다양한 형태의 광학 구성요소들의 조합을 칭할 수도 있다.
지금까지 본 발명의 특정 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 상술된 것 이외의 방법으로도 실시될 수 있음을 이해할 수 있다. 예컨대, 본 발명은 상술된 방법을 기술하는 기계-판독가능한 명령어들의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램 또는 상기 컴퓨터 프로그램이 내부에 저장된 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.
본 발명은 소정의 침지 리소그래피 장치, 특히 상술된 타입들에 적용될 수 있으나 이것에 국한되는 것은 아니다.
상기 기술은 예시적인 것으로 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 당업계의 당업자에게는 아래에 설명하는 청구범위의 범위에서 벗어나지 않으면서 본 발명의 변형예들이 가능하다는 것이 자명하다.
본 발명에 따르면, 침지액체와의 접촉으로 인한 구성요소들의 분해가 감소되는 리소그래피 투영장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여 단지 예시의 방법을 통해 설명하는데, 대응하는 도면 기호들은 대응하는 부분들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한 도면;
도 2 및 도 3은 종래의 리소그래피 투영장치에 사용된 액체공급시스템을 도시한 도면;
도 4는 또 다른 종래의 리소그래피 투영장치에 따른 액체공급시스템을 도시한 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 또 다른 액체제한시스템(liquid containment system)을 도시한 도면;
도 6은 보호코팅(protective coating)을 구비한 투영시스템의 최종 요소를 도시한 도면;
도 7은 제1침지액체와 제2침지액체를 제공하는 액체공급시스템 및 투영시스템의 최종 요소를 도시한 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체공급시스템을 도시한 도면;
도 9는 본 발명에 따른 투영시스템의 최종 요소에 적용된 보호판을 도시한 도면;
도 10은 본 발명에 따른 투영시스템의 최종 요소에 적용된 액체층 및 보호판을 도시한 도면; 및
도 11은 본 발명에 따른 투영시스템의 최종 요소에 적용된 2층보호코팅을 도시한 도면이다.

Claims (31)

  1. 리소그래피 투영장치에 있어서,
    패터닝디바이스로부터의 패턴을 투영시스템을 이용하여 기판 상으로 투영시키도록 배치되고, 상기 투영시스템의 최종 요소와 상기 기판 사이의 공간을 적어도 부분적으로 침지액체로 채우는 액체공급시스템을 구비하며,
    상기 최종 요소는, 상기 침지액체와 접촉되는 표면 상에, 상기 침지액체 내에서 실질적으로 용해되지 않는 보호 코팅을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호 코팅의 두께는 5nm 보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보호 코팅의 두께는 500nm 보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 코팅은, 금속, 금속 산화물이나 질화물, CaF2, SiO, SiO2 또는 이들 물질들의 조합인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호 코팅은 용융 실리카 플레이트인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 용융 실리카 플레이트의 두께는 50㎛ 내지 5mm의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 용융 실리카 플레이트는 글루없이 콘택 본딩에 의해 상기 최종 요소에 부착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보호 코팅은 2개의 개별층을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 2개의 개별층은 같은 물질로 되어 있지만, 상이한 방법으로 형성된 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 2개의 개별층 가운데 하나는 스퍼터링에 의해 형성되고, 상기 2개의 개별층 가운데 다른 하나는 전구체를 상기 최종 요소 상에 스핀 코팅시키고 상기 전구체를 자외선으로 조사시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 보호 코팅은 전구체를 상기 최종 요소 상에 스핀 코팅시키고, 상기 전구체를 자외선으로 조사시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 전구체는 유기-실리콘 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전구체는, 실리콘 유체, 테트라에틸 오소실리케이트, 데카메틸 테트라실록산 및 테트라부틸 오소실리케이트를 포함하는 그룹으로부터 선택된 1 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  14. 리소그래피 투영장치에 있어서,
    패터닝디바이스로부터의 패턴을 투영시스템을 이용하여 기판 상으로 투영시키도록 배치되고, 상기 투영시스템의 최종 요소와 상기 기판 사이의 공간을 적어도 부분적으로 침지액체로 채우는 액체공급시스템을 구비하며,
    상기 액체공급시스템은, 상기 최종 요소와 접촉되는 상기 공간 내에 제1침지액체 및 상기 기판과 접촉되는 상기 공간 내에 제2침지액체를 제공하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 액체공급시스템은 상기 제1 및 제2침지액체를 분리시키는 멤브레인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 멤브레인은 쿼츠인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 멤브레인의 두께는 0.1 내지 5mm의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최종 요소는 CaF2로 이루어진 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 최종 요소는 제1 및 제2구성요소로 이루어지고, 상기 구성요소 양자 모두는 CaF2이며, 상기 투영빔은 상기 제2구성요소를 통과하기 전에 상기 제1구성요소를 통과하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  20. 리소그래피 투영장치에 있어서,
    패터닝디바이스로부터의 패턴을 투영시스템을 이용하여 기판 상으로 투영시키도록 배치되고, 상기 투영시스템의 최종 요소와 상기 기판 사이의 공간을 적어도 부분적으로 침지액체로 채우는 액체공급시스템을 구비하며,
    상기 최종 요소는 CaF2 또는 SiO2로 구성된, 또는 이 두 물질의 조합으로 구성된 제1 및 제2구성요소로 이루어지고, 상기 구성요소들은 상기 투영빔이 상기 제2구성요소를 통과하기 전에 상기 제1구성요소를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 제1 및 제2구성요소는 각각 상기 제1구성요소의 고유 복굴절이 상기 제2구성요소의 고유 복굴절에 의해 보상되도록 정렬되는 결정 축선들을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2구성요소는 동심인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  23. 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2구성요소는 실질적으로 상기 제1구성요소의 리세스 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  24. 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최종 요소 이외의 상기 투영시스템의 요소들은 CaF2 이외의 물질(들)로 제조되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  25. 리소그래피 투영장치에 있어서,
    패터닝디바이스로부터의 패턴을 투영시스템을 이용하여 기판 상으로 투영시키도록 배치되고, 상기 투영시스템의 최종 요소와 상기 기판 사이의 공간을 적어도 부분적으로 침지액체로 채우는 액체공급시스템을 구비하며,
    상기 액체공급시스템은, 상기 공간의 상기 침지액체 상류에 상기 침지액체 내에서 용해시키기 위한 1 이상의 희생체를 포함하여, 상기 투영시스템 및/또는 상기 기판테이블 및/또는 액체공급시스템의 1 이상의 구성요소의 용해 속도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 1 이상의 희생체는 실질적으로 상기 1 이상의 구성요소와 같은 물질로 제조되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서,
    상기 1 이상의 희생체는 쿼츠 또는 CaF2로 제조되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1 이상의 희생체는 표면적 대 체적 비율이 큰 모양인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  29. 디바이스 제조방법에 있어서,
    방사선의 패터닝된 빔을 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에 제공된 침지액체를 통해 기판 상에 투영시키는 단계를 포함하고,
    상기 침지액체와 접촉되는 표면 상의 상기 최종 요소 위에, 상기 침지액체 내에서 실질적으로 용해되지 않는 보호 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  30. 디바이스 제조방법에 있어서,
    방사선의 패터닝된 빔을 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에 제공된 제1침지액체 및 제2침지액체를 통해 기판 상에 투영시키는 단계를 포함하고,
    상기 제1침지액체는 상기 최종 요소와 접촉되며, 상기 제2침지액체는 상기 기판과 접촉되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  31. 디바이스 제조방법에 있어서,
    방사선의 패터닝된 빔을 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에 제공된 제1침지액체 및 제2침지액체를 통해 기판 상에 투영시키는 단계를 포함하고,
    상기 공간의 상기 침지액체 상류에, 상기 침지액체 내에서 용해시키기 위한 1 이상의 희생체가 제공되어, 상기 투영시스템 및/또는 상기 기판테이블 및/또는 액체공급시스템의 1 이상의 구성요소의 용해 속도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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