KR20050041963A

KR20050041963A - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법

Info

Publication number: KR20050041963A
Application number: KR1020040087283A
Authority: KR
Inventors: 야스퍼요한네스크리스티안마리아
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2005-05-04
Also published as: DE602004000459D1; KR100706930B1; TWI311691B; JP2009065222A; US20050122498A1; CN1612052A; TW200527148A; DE602004000459T2; JP2005136423A

Abstract

157nm의 방사선을 사용하는 리소그래피 장치에서, 로우-플로우 정화모드가 사용된 후에, 투영빔이 작은 세기로 작용되고 기판 레벨에서의 세기가 모니터링된다. 기판 레벨에서의 세기가 빔 경로상의 트랜스미션이 다시 정상으로 돌아간 것을 나타내는 경우, 노광을 재개해도 안전하다는 판정이 내려진다.

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 필요한 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 투영장치는 예를 들어, 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 마스크와 같은 패터닝수단은 IC의 각각의 층에 대응되는 회로패턴을 생성하는데 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선 감응재(레지스트)층을 갖는 기판(예를 들면, 실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 하나 또는 몇개의 다이의 일부를 포함함)상으로 묘화(imaging)될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 연속적으로 노광되는 인접해 있는 타겟부들의 네트워크를 포함한다. 공지된 리소그래피 장치는, 타겟부상으로 전체 패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는 이른바 스테퍼(stepper)와, 주어진 방향("스캐닝"방향)으로 투영빔을 통한 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사되는 이른바 스캐너(scanner)를 포함한다.

리소그래피 장치에서, 묘화(image)될 수 있는 피처(features)의 크기는 사용되는 노광 방사선의 파장에 의해 제한된다. 따라서, 보다 미세한 디테일을 묘화할 수 있도록 하기 위해서는, 보다 짧은 파장의 방사선을 사용할 필요가 있다. 현재 생산되는 리소그래피 장치는 248nm 또는 193nm의 자외선을 사용한다. 157nm의 방사선을 사용하는 장치는 개발중에 있다. 157nm의 방사선을 사용하는 리소그래피 장치에서 극복해야하는 이슈들 중 하나는 정상적인 대기가 상기 파장에서 실질적으로 불투명하다는 것이다. 따라서, 리소그래피 장치 또는 적어도 빔 경로를 극히 순수한 질소(N₂)를 이용하여 정화해야한다는 제안이 있다. 요구되는 순도는 심지어 수 ppm의 산소 또는 수증기가 상기 노광 방사선의 트랜스미션을 현저히 저감시킬 정도로 매우 높다. 이러한 높은 순도의 질소를 이용하는 것은 다음의 2가지 문제, 즉 고가이며 상기 장치를 운용 및 점검(servicing)하는 개인에게 유해하다는 문제를 나타낸다.

이러한 문제들을 완화시키기 위하여, 정화시스템이 2가지 모드, 즉 노광을 위한 하이-플로우 모드(high-flow mode)와, 장치가 사용되고 있지 않을 때 특히 예를 들어 점검을 위해 장치의 컴파트먼트가 개방된 경우에 사용하기 위한 로우-플로우 모드(low-flow mode)를 가져야 한다는 것이 제안되어 왔다. 상기 로우-플로우 모드는 정상적인 대기에 노광시 발생할 수 있으나 사람에게는 위험하지 않은 오염물로부터 상기 장치내의 광학요소를 보호하기에 충분한 유속(flow rate)을 갖는다. 로우-플로우 정화 모드에서 일정 주기(period)후에 상기 장치가 재개시될 때, 생산을 재개할 수 있도록 빔 경로를 정화시키기 위하여 하이-플로우 정화모드에서는 15 내지 30분 정도의 시간이 걸린다. 이 시간은 빔 경로내의 균일한 가스 혼합물을 확보하고 그에 따라서 노광 필드에 걸친 균일한 선량(dose)을 확보하는데 필요하다. 상기 장치내의 광학요소들은 오염물이 존재하는 동안 노광 방사선이 턴 온되어 있다면 손상될 수 있기 때문에, 오차에 대한 약간의 여유를 남겨둘 필요가 있으며-공지된 O₂ 및 물 센서들은 손상을 야기할 수 있는 오염의 레벨을 쉽게 검출할 수 없음- 따라서 생산이 재개되기 이전에 상기 장치의 컴파트먼트가 개방될 때마다 30 내지 60분 정도의 시간지연이 있을 것이다. 이러한 휴지시간은 상기 장치의 스루풋을 심각하게 저감시킨다.

본 발명의 목적은 전체 플로우 정화보다 짧은 주기후에 보다 신속하게 생산이 재개될 수 있는 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 형태에 따르면,

- 방사선 투영빔을 제공하는 조명시스템;

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

- 기판을 잡아주는 기판테이블;

- 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템;

- 상기 장치의 적어도 일부분을 정화가스로 정화시키는 정화수단으로서, 상대적으로 정화가스의 하이-플로우를 갖는 제1모드 및 상대적으로 정화가스의 로우 플로우를 갖는 제2모드에서 작동가능한 상기 정화수단;

- 상기 정화수단에 의하여 정화되는 상기 장치의 일부분의 하류 위치에서 상기 투영빔의 방향에 대하여 상기 투영빔의 세기를 측정하기 위한 센서를 포함하고;

상기 제2모드로부터 상기 제1모드로의 상기 정화수단의 모드 변화에 반응하여 상기 기판의 타겟부들을 노광하는데 사용되는 공칭 세기(normal intensity)보다 작은 세기의 투영빔을 생성시키기 위해 상기 시스템을 제어하도록 배치되고, 상기 센서에 의하여 측정되는 상기 투영빔의 세기를 모니터링하도록 배치되는 제어장치가, 상기 센서에 의하여 측정되는 상기 투영빔의 상기 세기가 미리정해진 기준을 충족시킬 때까지 상기 조명시스템이 상기 공칭 세기를 갖는 투영빔을 생성시키지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치가 제공된다.

정화되는 컴파트먼트 하류의 투영빔의 세기를 모니터링하기 위한 센서를 투영빔의 방향에 대하여 사용함으로써, 매우 큰 감응도의 오염물 디텍터가 작동되어 오염물 레벨이 생산을 위한 특정상태(specification)로 돌아가자 마자 상기 장치가 생산 모드로 환원되도록 한다. 동시에, 약한 세기는 오염물의 존재하에서의 상기 장치의 광학요소들에 대한 손상을 방지한다.

미리정해진 기준은 빔 경로의 트랜스미션이 생산에 필요한 레벨, 예를 들어 99% 이상의 트랜스미션으로 되돌아간 것을 나타내는 레벨에 도달해야 한다는 것이다. 로우-플로우, 즉 제2정화 모드 동안, 빔 경로의 트랜스미션은 하이-플로우 정화과정 동안 및 오염물이 세정된 후에 트랜스미션의 60% 정도일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 미리정해진 기준은 빔 경로의 트랜스미션의 변화가 미리정해진 임계치, 예를 들어 1%보다 작아야 한다는 것이다. 트랜스미션이 이렇게 안정적인 경우, 정화 조건들은 안정적인 것으로 가정할 수 있다. 이러한 구성은, 휴지기간 전과 후의 세기 레벨들이 비교되어야 할 경우 필요한 것과 같이 장시간에 걸쳐 센서에 높은 절대적 정확도를 제공해야할 필요성을 없애 준다.

에너지 센서는 공간적으로 민감한 것이 바람직하며, 미리정해진 기준은, 적어도 빔의 단면의 일부분을 가로지르는 빔의 세기가 미리정해진 균일성을 가져야 한다는 것이다. 빔의 절대적 세기보다 빔의 세기의 균일성을 고려함으로써, 소스 아웃풋에서의 변동(fluctuations)에 의하여 야기되는 빔의 세기의 어떠한 변화도 무시될 수 있다.

상기 투영빔이 펄싱되는 경우, 미리정해진 기준은 몇가지 펄스들에 대해 평균화된 측정을 가르킬 수도 있다. 다시, 소스 아웃풋에서의 펄스-투-펄스 변화가 무시된다.

빔의 세기는, 생산중에 사용되는 펄스 반복율(pulse repetition rate), 예를 들어 4kHz보다 작은 펄스 반복율, 예를 들어 1Hz에서 펄싱된 방사선 소스를 작동시키고 및/또는 상기 조명시스템에서 변화가능한 감쇠기를 사용함으로써 저감될 수 있다.

본 발명의 추가 형태에 따르면,

- 투영빔에 의하여 횡단되는 빔 경로의 적어도 일부를 제1유속에서 정화가스를 이용하여 정화하는 제1정화단계;

- 상기 투영빔에 의하여 횡단되는 상기 빔 경로의 상기 부분을 상기 제1유속보다 큰 제2유속에서 정화가스를 이용하여 정화하는 제2정화단계를 포함하고:

상기 제2정화단계동안 상기 빔의 경로를 따라 제1세기로 투영빔을 지향시키고;

상기 빔 경로의 상기 적어도 일부분의 트랜스미션을 모니터링하고;

상기 빔 경로의 트랜스미션이 미리정해진 기준을 충족시킨 후, 상기 빔 경로를 따라 상기 제1세기보다 큰 제2세기로 투영빔을 지향시켜 기판의 타겟부를 노광시키는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법이 제공된다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 리소그래피 장치의 사용에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 집적 광학시스템의 제조, 자기 도메인 메모리, 액정표시패널(LCD), 박막자기헤드 등을 위한 가이던스 및 검출패턴의 제조와 같은 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음을 이해해야 할 것이다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어는 각각 "기판" 또는 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 것임을 이해할 수 있다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 예를 들어 트랙(통상적으로 레지스트의 층을 기판에 적용하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴)이나 메트롤로지 또는 검사 툴에서 노광 전 또는 후에 처리될 수도 있다. 적용이 가능할 경우, 본 명세서의 내용은 상기 및 기타 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 기판은 예를 들어 다중 층 IC를 생성시키기 위하여 한번 이상 처리될 수 있어서, 본 명세서에서 사용된 기판이라는 용어는 다중 처리된 층을 이미 포함하는 기판을 언급할 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 자외선(UV)(예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚) 과 극자외(EUV)선 (예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚ 범위) 및 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 패턴을 생성시키는 것과 같이 투영 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 수단을 지칭하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 투영 빔에 부여되는 패턴은 기판 타겟부의 원하는 패턴과 정확히 대응하지는 않는다는데 유의해야 한다. 일반적으로, 투영 빔에 부여되는 패턴은 집적회로와 같은 타겟부에 형성될 디바이스 내의 특정 기능층에 해당할 것이다.

패터닝 수단은 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝수단의 예로는 마스크, 프로그램 가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 리소그래피에서는 마스크가 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번위상-시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠위상-시프트형과 같은 마스크타입과 다양한 하이브리드 마스크타입을 포함한다. 프로그램 가능한 거울 어레이의 예로는 작은 거울들의 매트릭스 배열을 들 수 있는데, 상기 거울들 각각은 입사되는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키기 위하여 개별적으로 경사져 있고; 이러한 방식으로, 반사된 빔이 패터닝된다. 패터닝수단의 각 예시에 있어서, 지지 구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있고 가령 투영시스템에 대하여 패터닝수단이 원하는 위치에 있도록 보장 할 수 있는, 프레임 또는 테이블일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "레티클", "마스크"란 용어의 어떠한 사용도 좀 더 일반적인 용어인 "패터닝수단"과 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어, 사용되는 노광방사선에 대하여 적절하거나 또는 침지유체(immersion fluid)의 사용이나 진공의 사용과 같은 여타의 팩터들에 대하여 적절한, 굴절광학시스템, 반사광학시스템 및 카타디옵트릭광학시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 "렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 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 수도 있다.

리소그래피장치는 2개(듀얼스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태일 수 있다. 이러한 "다수스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있거나, 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수도 있다.

또한, 리소그래피장치는 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 채우도록 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체, 예를 들어 물에 기판이 침지되는 형태일 수도 있다. 침지액은 리소그래피장치내의 여타의 공간, 예를 들어 마스크와 투영시스템의 제1요소 사이에 적용될 수도 있다. 침지기술은 당 업계에서는 투영시스템의 개구수를 증가시키는 것으로 잘 알려져 있다.

도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치는:

- 방사선(예를 들어, DUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 조명시스템(일루미네이터)(IL);

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

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

- 패터닝수단(MA)에 의하여 투영빔(PB)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함)상에 묘화(imaging)시키는 투영시스템(PL)(예를 들어, 굴절형 투영렌즈)을 포함한다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채용한) 투과형이다. 대안적으로는, 상기 장치는 (예를 들어, 상술된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이를 채용한) 반사형일 수도 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 상기 방사선 소스와 리소그래피 장치는, 예를 들어 상기 방사선 소스가 엑시머 레이저인 경우 별도의 객체일 수 있다. 이러한 경우에, 상기 방사선 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성한다고 볼 수 없으며, 방사선 빔은 예를 들어, 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스펜더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로 방사선 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)를 거쳐간다. 여타의 경우, 예를 들어, 방사선 소스가 수은램프인 경우에는 상기 방사선 소스는 상기 장치의 통합된 일부일 수 있다. 상기 방사선 소스(SO)와 일루미네이터(IL)는 필요하다면 상기 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라 칭할 수도 있다.

상기 일루미네이터(IL)는 빔의 각도 세기분포를 조정하는 조정수단(AM)을 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면에서의 세기 분포의 적어도 외측 및/또는 내측의 반경크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 상기 일루미네이터(IL)는 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함한다. 상기 일루미네이터는 그 단면에서 소정의 균일성 및 세기 분포를 갖는, 투영 빔(PB)이라 칭해지는 콘디셔닝된 방사선 빔을 제공한다.

상기 투영 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)상에 입사된다. 마스크(MA)를 가로지른 투영 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하고, 상기 렌즈는 기판(W)의 타겟부(C)위에 상기 빔(PB)을 포커스한다. 제2위치설정수단(PW) 및 위치센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스)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 1에는 명확히 도시되어 있지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블들(MT 및 WT)의 이동은, 위치설정수단들(PM 및 PW)의 일부를 형성하는 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, 스테퍼의 경우에는 (스캐너와는 대조적으로) 마스크테이블(MT)이 짧은행정 액추에이터에만 연결될 수도 있고 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1,P2)를 사용하여 정렬될 수도 있다.

도시된 장치는 다음의 바람직한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 투영 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에(즉, 단일 정적노광) 타겟부(C)상에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 정적노광시에 묘화되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서는, 마스크테이블(MT)과 기판테이블(WT)이 동시에 스캐닝되는 한편 투영빔에 부여된 패턴이 소정 타겟부(C)(즉, 단일 동적노광)상에 투영된다. 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영시스템(PL)의 확대(축소) 및 이미지 반전(image reversal) 특성에 의하여 결정된다. 스캔 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 동적노광시의 타겟부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 한편, 스캐닝동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서는, 마스크테이블(MT)이 프로그램가능한 패터닝수단을 잡아주어 기본적으로 정적인 상태로 유지되며, 투영빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안 기판테이블(WT)이 움직이거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스방사선소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 기판테이블(WT)이 이동한 후, 또는 스캔시 연속적인 방사선펄스들 사이에서 필요에 따라 프로그램가능한 패터닝수단이 업데이트된다. 이 작동 모드는, 위에서 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝수단을 활용하는 마스크없는(maskless) 리소그래피에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전체적으로 상이한 사용 모드가 채용될 수도 있다.

도 2에는 상기 장치의 정화가스의 구성 및 관련 제어시스템이 도시되어 있다. 상기 장치는 다수의 컴파트먼트들로 나뉘며, 본 경우에는 4개의 컴파트먼트- 조명시스템 컴파트먼트(ILC), 마스크 컴파트먼트(MAC), 투영시스템 컴파트먼트(PLC) 및 기판 컴파트먼트(WC)-가 도시되어 있다. 정화가스 공급시스템(PGS)으로부터 각각의 컴파트먼트로 정화가스가 공급된다. 파장 157nm 또는 그부근의 노광 방사선을 사용하는 장치의 경우에는, 정화 가스로 극히 순수한 N₂가 사용되어 빔 경로로부터 공기를 변위시키는데, 이렇게 하지 않을 경우에는 노광 방사선의 트랜스미션을 차단할 수 있다.

정화가스 공급시스템은 2가지 모드, 즉 기판의 노광을 위한 하이-플로우 모드와, 상기 장치의 컴파트먼트가 개방되거나 및/또는 상기 장치의 다른 휴지시간동안 사용되는 로우-플로우 모드로 작동한다. 로우-플로우 모드는 그것의 높은 순도로 인하여 고가인 정화가스를 덜 소비하며, 따라서 사람에게는 덜 위험하다. 그럼에도 불구하고, 상기 플로우는 오염으로부터 광학요소들을 보호하고 장치내의 오염물들의 조성을 방지하기에 충분하다. 하이- 및 로우-플로우 모드에서의 실제 유속들은 다양한 컴파트먼트들의 크기뿐만 아니라 그들내의 누출물들(leaks) 및 여타 가능한 오염원들에 따라 좌우된다. 하이-플로우 모드에서의 유속은 일반적으로 로우-플로우 모드에서의 유속의 3 내지 4배이다. 이러한 팩터는 장치에 따라 그리고 컴파트먼트에 따라 변화될 수 있다. 모든 컴파트먼트들이 개방되지 않는다면, 폐쇄된 채 남아 있는 컴파트먼트들은 하이-플로우 모드로 유지될 수도 있다.

투영 및 조명시스템의 광학요소들이 강한 투영빔의 영향하에서 오염물과의 상호작용에 의해 손상되지 않도록, 일정 시간동안 로우-플로우 모드로 작동된 후에는, 빔 경로내의 오염 레벨들이 노광이 개시되기 이전의 특정 레벨로 돌아갈 수 있도록 해야 한다.

하이-플로우 모드가 재개되면, 제어시스템(CS)은 방사선 소스(SO)를 제어하여 작은 파워의 빔을 방출하고 기판테이블(WT)에 구성된 스폿 센서(SS)를 사용하여 기판 레벨에서의 빔의 세기를 모니터링한다. 측정된 세기는 공칭 트랜스미션 레벨로 되돌아가고 전체 파워의 투영빔을 사용하는 생산 노광들이 재개될 수 있다. 빔 경로내에서의 대기의 트랜스미션은 광학요소를 손상시킬 수 있는 오염물, 원칙적으로는 산소 및 수증기에 대해 극히 민감하기 때문에, 정상으로 돌아가는 트랜스미션은 빔 경로에 오염물이 없다는 것을 나타낸다. 단지 1 내지 10ppm의 오염만이 트랜스미션의 분명한 강하를 야기할 수 있다.

상기 트랜스미션이 정상적인 레벨에 있는지의 여부를 판정하는데 사용될 수 있는 다양한 기준들은:

1. 임계치를 초과하는 절대 세기,

2. 임계치 아래로 떨어진 세기의 변화율,

3. 임계치를 초과하는 투영빔의 단면을 가로지르는 세기의 균일성, 예를 들어 비균일성 ＜ 0.2%;

4. 임계치를 초과하는 시간에 걸친 세기의 안정성, 예를 들어 변화율 ＜ 5%, 바람직하게는 ＜ 2%, 가장 바람직하게는 ＜ 1%;를 포함한다.

상기 기준들 모두에 있어서, 관련 파라미터들의 시간 평균들이 채용될 수도 있다.

소스(SO)가 펄싱된 소스, 예를 들어 엑시머 레이저인 경우, 투영빔의 세기는 펄스 반복율을, 4kHz 이상의 노광을 위한 공칭 반복율과 비교하여 예를 들어 ＜ 10Hz, 바람직하게는 대략 1Hz정도를 저감시킴으로써 줄일 수도 있다. 투영빔의 세기는 또한 조명시스템(IL)에서 변화가능한 감쇠기(VA)를 사용하여 제어될 수도 있다.

예를 들어, 상기 조명시스템이, 부분적으로 은도금된(silverd) 거울에 의하여 투영빔의 일부분이 지향되는 에너지 센서를 포함한다면, 예를 들어 보상될 소스 아웃풋의 변화시킬 수 있는 기준으로서 에너지 센서의 아웃풋이 고려될 수도 있다. 또한, 로우-플로우 모드 상태에 있는 컴파트먼트만이 에너지 센서의 업-빔(up-beam)이라면, 에너지 센서에 의하여 측정되는 빔의 세기가 스폿 센서에 의하여 측정되는 세기를 대신하여 사용될 수도 있다.

본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였으나, 본 발명은 상술된 것과는 달리 실행될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 상기 설명은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 전체 플로우 정화보다 적은 기간후에 보다 신속하게 생산이 재개될 수 있는 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸 도;

도 2는 도 1의 장치의 정화가스 구성 및 관련 제어시스템을 나타낸 도이다.

Claims

리소그래피 장치에 있어서,

- 방사선 투영빔을 제공하는 조명시스템;

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

- 기판을 잡아주는 기판테이블;

- 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템;

- 상기 장치의 적어도 일부분을 정화가스로 정화시키는 정화수단으로서, 상대적으로 정화가스이 하이 플로우를 갖는 제1모드 및 상대적으로 정화가스의 로우 플로우를 갖는 제2모드에서 작동가능한 상기 정화수단;

- 상기 정화수단에 의하여 정화되는 상기 장치의 일부분의 하류 위치에서 상기 투영빔의 방향에 대하여 상기 투영빔의 세기를 측정하기 위한 센서를 포함하고;

상기 제2모드로부터 상기 제1모드로의 상기 정화수단의 모드 변화에 반응하여 상기 기판의 타겟부들을 노광하는데 사용되는 공칭 세기보다 작은 세기의 투영빔을 생성시키기 위해 상기 시스템을 제어하도록 배치되고, 상기 센서에 의하여 측정되는 상기 투영빔의 세기를 모니터링하도록 배치되는 제어장치가, 상기 센서에 의하여 측정되는 상기 투영빔의 상기 세기가 미리정해진 기준을 충족시킬 때까지 상기 조명시스템이 상기 공칭 세기를 갖는 투영빔을 생성시키지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 미리정해진 기준은 상기 빔 경로의 트랜스미션이 생산에 필요한 레벨로 되돌아간 것을 지칭하는 레벨에 도달했다는 것임을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 미리정해진 기준은 상기 빔의 세기의 변화율이 미리정해진 임계치 아래로 떨어졌다는 것임을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 에너지 센서는 공간적으로 민감하고 상기 미리정해진 기준은 그것의 단면의 적어도 일부를 가로지르는 빔의 세기가 미리정해진 균일성을 갖는다는 것임을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 미리정해진 기준은 시간에 걸친 상기 빔 경로의 트랜스미션의 안정성이 미리정해진 임계치보다 작은 것임을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 미리정해진 기준은 상기 투영빔의 세기의 시간 평균 또는 그것의 변화율을 기초로 하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조명시스템은 펄싱된 투영빔을 제공하고 상기 제어장치는 상기 조명시스템을 제어하여, 작은 세기의 상기 투영빔으로서 생산시에 사용되는 것보다 작은 펄스 반복율을 갖는 펄싱된 빔을 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어장치는 저감된 세기의 상기 투영빔을 생성시키기 위하여 상기 조명시스템의 변화가능한 감쇠기를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

저감된 세기의 상기 투영빔은 상기 공칭 세기의 1% 이하의 세기를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 센서는 상기 기판테이블상에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
디바이스 제조방법에 있어서,

- 투영빔에 의하여 횡단되는 빔 경로의 적어도 일부분을 제1유속에서 정화가스로 정화하는 제1정화단계;

- 상기 투영빔에 의하여 횡단되는 상기 빔 경로의 상기 일부분을 상기 제1유속보다 큰 제2유속에서 정화가스로 정화하는 제2정화단계를 포함하고;

상기 제2정화단계동안 상기 빔의 경로를 따라 제1세기로 투영빔을 지향시키고;

상기 빔 경로의 적어도 상기 일부분의 트랜스미션을 모니터링하고;

상기 빔 경로의 트랜스미션이 미리정해진 기준을 충족시킨 후에만, 상기 빔 경로를 따라 상기 제1세기보다 큰 제2세기로 투영빔을 지향시켜 기판의 타겟부를 노광시키는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.