KR20060058686A - 리소그래피 투영 장치, 개스 퍼징 방법, 디바이스 제조방법및 퍼지 개스 공급 시스템 - Google Patents

리소그래피 투영 장치, 개스 퍼징 방법, 디바이스 제조방법및 퍼지 개스 공급 시스템 Download PDF

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KR20060058686A
KR20060058686A KR1020067001345A KR20067001345A KR20060058686A KR 20060058686 A KR20060058686 A KR 20060058686A KR 1020067001345 A KR1020067001345 A KR 1020067001345A KR 20067001345 A KR20067001345 A KR 20067001345A KR 20060058686 A KR20060058686 A KR 20060058686A
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안토니우스 요한네스 반 데르 네트
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

본 발명에 따른 리소그래피 투영 장치(1)는, 원하는 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체를 포함하여 이루어진다. 상기 장치는 기판을 잡아주는 기판테이블(WT), 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템(PL)을 구비한다. 상기 장치는 또한 상기 리소그래피 투영 장치의 일부 또는 전부에 퍼지 개스를 제공하는 1이상의 퍼지 개스 공급 시스템(100)을 구비한다. 상기 퍼지 개스 공급 시스템은 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)를 포함한다. 상기 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)는 1이상의 퍼지 개스 및 상기 수분을 포함하여 이루어지는 퍼지 개스 혼합물을 생성하도록 배치된다. 상기 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)는 수분을 퍼지 개스에 부가하도록 배치된 수분 공급 디바이스 및 상기 퍼지 개스 혼합물을 표면 근처에 제공하기 위하여 상기 퍼지 개스 혼합물 생성기에 연결된 퍼지 개스 혼합물 유출구(130 내지 133)를 구비한다.

Description

리소그래피 투영 장치, 개스 퍼징 방법, 디바이스 제조방법 및 퍼지 개스 공급 시스템{LITHOGRAPHIC PROJECTION APPARATUS, GAS PURGING METHOD, DEVICE MANUFACTURING METHOD AND PURGE GAS SUPPLY SYSTEM}
본 발명은,
- 방사선 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
- 원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블;
- 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템; 및
- 리소그래피 투영 장치의 일부 또는 전부에 퍼지 개스(purge gas)를 제공하는 1이상의 퍼지 개스 공급 시스템을 포함하여 이루어지는 리소그래피 투영 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 개스 퍼징 방법(gas purging method), 디바이스 제조방법 및 퍼지 개스 공급 시스템에 관한 것이다.
본 명세서에서 채용하고 있는 "패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사빔 에 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 마스크 형식과 다양한 하이브리드 마스크 형식을 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 소정위치에 마스크가 고정될 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 거울배 열의 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 구현될 수 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 패 터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 리소그래피 투영 장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다.이 경우에, 패터닝수단은 IC의 각각의 층에 대응되는 회로패턴을 형성할 수 있으며, 이 패턴은 이후에 방사선감응재(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 (예컨대, 1이상의 다이로 구성되는) 타겟부 상으로 묘화(image)될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 인접해 있는 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함하고, 이들 타겟부는 투영시스템에 의하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에 있어서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 상이한 형식의 기계로 구분이 가능하다. 어느 한 형식의 리소그래피 투영 장치에서는 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 기준 방향("스캐닝 방향")으로 투영빔 하의 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 스캐닝 방향과 같은 방향으로 평행한 방향 또는 반대 방향으로 평행한 방향(anti-parallel)으로 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 투영 장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패 턴은 방사선감응재(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포되는 기판상으로 묘화된다. 이 묘화 단계에 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, 디바이스, 예를 들어 IC의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같이, 모두가 각각의 층을 완성하기 위하여 의도된 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 설계 형식 중의 어느 하나에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후에 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다.
또한, 상기 리소그래피 장치는 2이상의 기판테이블 (및/또는 2이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다중 스테이지" 장치에서, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안, 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 참고자료로 채택되는 미국특허 US 5,969,441호 및 국제특허출원 WO 98/40791호에는 듀얼스테이지 리소그래피 장치가 개시되어 있다.
상기 리소그래피 장치는 또한 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 충전하기 위하여, 물과 같은 비교적 높은 굴절률(refractive index)을 갖는 액체 내에 기판이 침지(immerse)되는 소정 형태일 수도 있다. 침지 기술들은 투영시스템들의 개구수(numerical aperture)를 증가시키기 위한 종래 기술에서 잘 알려져 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, 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 대체될 수 있음을 이해할 수 있다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는, 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔 뿐만 아니라, (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 자외(UV) 방사선과 (예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚ 범위인 극자외선) 극자외(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.
일반적으로, 리소그래피 투영 장치에 존재하는 구성요소들의 표면들은, 대부분의 장치가 진공에서 작동되더라도, 사용하는 동안에 오염된다. 특히, 거울과 같은 리소그래피 투영 장치의 광학 구성요소들의 오염은 상기 장치의 성능에 악영향을 미치는데, 그 이유는 이러한 오염이 광학 구성요소들의 광학 특성들에 영향을 미치기 때문이다.
종래 기술에서는, 리소그래피 투영 장치의 공간을 퍼징하여 리소그래피 투영 장치의 광학 구성요소들의 오염을 줄이는 방법이 공지되어 있는데, 여기서 상기 구성요소는, 본 명세서에서 퍼지 개스라 명명되는 극도의 청정도 개스(ultra high purity gas)와 함께 위치된다. 상기 퍼지 개스는 상기 표면의 오염, 예컨대 탄화수소에 의한 분자 오염을 방지한다.
이러한 공지된 방법의 단점은, 퍼지 개스가 리소그래피 투영공정에 사용되는 화학제(chemicals)의 활동성(activity)에 좋지 않은 영향을 미칠 수도 있다는 점이다. 특히, 일부 형태의 방사선감응재(레지스트), 특히 자외 방사선에 민감한 레지스트들과 아세탈-베이스 포토-레지스트(acetal-base photo-resist)들이 퍼지 개스가 제공되는 환경에서 적절하게 기능하지 못한다는 것을 본 출원인이 발견하였다. 본 출원인이 수행한 실험들로 인해, 이러한 레지스트들은 현상(develop)을 위해서 수분(moisture), 예컨대 수증기를 필요로 한다는 것이 밝혀졌다.
나아가, 퍼지 개스는 예컨대 간섭계 기구(interferometric instrument)들과 같은 리소그래피 투영 장치에 존재하는 측정 디바이스들의 성능에 영향을 미칠 수도 있다. 본 출원인은, 수분 부족으로 인해, 퍼지 개스가 굴절률에 영향을 주게 되고 이에 따라 간섭계 측정들의 결과도 변하게 된다는 것을 발견하였다.
하지만, 이러한 수분은 공지된 방법들에 사용되는 퍼지 개스 내에 존재하지 않는다. 따라서, 이러한 형태의 레지스트들에 대해 공지된 퍼지 개스 공급 시스템을 이용하여 오염을 감소시킬 수는 없다.
깨끗한 개스(clean gas)이기도 하지만, 엄밀히 말하자면, 예컨대 침지 리소그래피 장치 내의 개스 베어링(gas bearings)에 사용되는 상기 개스는, 예컨대 청정도 요건들이 덜 엄격하다는 점에서, 그리고 훨씬 더 높은 압력에 제공된다는 점에서 퍼지 개스와 상이하다. 이러한 고압 개스 유동은 기판의 표면과 침지 리소그래피 장치의 "샤워 헤드(shower head)" 사이의 안정하면서도 작은 갭을 제공하여, 상기 샤워 헤드와 상기 기판 사이의 충돌 가능성을 감소시키게 된다. 하지만, 수분 부족으로 인해 간섭계 측정들에 영향을 주는 것과 같은 문제 또한 에어 베어링 개스(air bearing gas)에 적용된다.
본 발명의 일반적인 목적은, 개선된 리소그래피 투영 장치, 특히 레지스트의 현상에 영향을 주지 않고도 퍼지 개스에 의해 오염이 감소될 수 있는 리소그래피 투영 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 개스 베어링들에 사용되는 개스 및 퍼지 개스가 간섭계 측정들에 영향을 주지 않는 개선된 리소그래피 투영 장치를 제공하는 것이다.
그러므로, 본 발명은 청구항 1에 따른 리소그래피 투영 장치를 제공한다.
퍼지 개스 공급 시스템은 퍼지 개스 혼합물을 생성하기 위한 퍼지 개스 혼합물 생성기를 포함하여 이루어진다. 상기 퍼지 개스 혼합물은 1이상의 퍼지 개스 및 수분을 포함하여 이루어진다. 따라서, 수분이 존재하며, 화학제의 활동성, 예컨대 레지스트들의 현상이 상기 퍼지 개스에 의해 영향을 받지 않는다.
본 발명은 또한 청구항 12에 다른 방법을 제공한다. 이러한 방법에서는, 퍼지 개스 및 수분을 포함하여 이루어지는 퍼지 개스 혼합물이 사용된다. 따라서, 리소그래피 투영 장치에 사용되는 화학제가 상기 퍼지 개스에 의해 영향을 받지 않는다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 청구항 13에 따른 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 발명은 또한 청구항 15에 따른 퍼지 개스 공급 시스템을 제공한다.
본 발명의 특정 실시예들은 종속항들에 설명된다. 또한, 본 발명의 상세, 실시형태 및 실시예들이, 첨부된 도면들을 참조하여 단지 예시의 방법으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 투영 장치의 일 실시예의 예시를 개략적 으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 리소그래피 투영 장치의 EUV 조명 시스템 및 투영 광학기의 측면도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 퍼지 개스 공급 시스템의 일 예시의 회로도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 예시에 적합한 수분 공급 디바이스(moisturiser device)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 투영 장치(1)의 일 실시예의 예시를 개략적으로 도시한다. 상기 장치(1)는 통상적으로,
- 방사선(예를 들어 UV 또는 EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선 시스템(Ex, IL). 특별한 경우에, 상기 방사선시스템은 방사선 소스(LA)도 포함하여 이루어진다;
- 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 제공되며, 아이템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단(PM)에 연결되는 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);
- 기판(W)(예를 들어, 레지스트가 도포된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 제공되며, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단(PW)에 연결되는 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 1 이상의 다이를 포함함) 상으로 상기 마 스크(MA)의 조사된 부분을 묘화시키는 투영시스템("렌즈")(PL)(예컨대, 거울 그룹)을 포함하여 이루어진다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (즉, 반사 마스크를 구비한) 반사형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과 마스크를 구비한) 투과형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상술된 형식의 프로그램가능한 거울 배열과 같은, 다른 종류의 패터닝수단을 채택할 수도 있다.
상기 소스(LA)(예를 들어, Hg 램프, 엑시머 레이저(excimer laser), 스토리지 링(storage ring)이나 싱크로트론(synchrotron) 내의 전자빔 경로의 주위에 제공되는 언듈레이터(undulator) 또는 위글러(wiggler), 레이저생성 플라즈마 소스 또는 기타 등등)는 방사선의 빔을 생성한다. 이러한 빔은 직접적으로 조명시스템(일루미네이터)(IL)으로 들어가거나 또는 예컨대 빔 익스펜더(beam expander)(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단(conditioning means)을 거친 후에 조명시스템으로 공급된다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔 세기 분포의 외측 및/또는 내측 반지름 크기(통상 각각 σ-외측 및 σ-내측이라고 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함할 수 있다. 또한, 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 기타 구성요소를 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사되는 빔(PB)은 그 단면이 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.
도 1과 관련하여, 상기 소스(LA)는 리소그래피 투영 장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 흔히 소스(LA)가 수은 램프인 경우에서와 같이), 상기 소스가 리소그래피 투영 장치로부터 멀리 떨어질 수 있고, 소스가 만들어낸 방사선 빔이 (예 를 들어, 적당한 지향거울에 의하여) 장치내부로 들어오게 할 수 있다. 후자의 경우, 소스(LA)가 엑시머 레이저인 경우가 흔히 있다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오를 모두 포함하고 있다.
계속하여, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT) 상에 고정되는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 통과한 투영빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부 (C)상에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(PW)(및 간섭계 측정수단(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)은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캐닝하는 동안에 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시킬 수 있도록 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)에 의하여 행해진다. 하지만, (스텝-앤드-스캔 장치와는 대조적으로)웨이퍼 스테퍼의 경우에서는, 마스크테이블(MT)이 다만 짧은 행정 액추에이터에 단지 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크정렬마크(M1, M2) 및 기판정렬마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수도 있다.
상술된 장치는 다음의 두 가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)로 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 투영빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.
2. 스캔 모드에서는, 소정의 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는, 실질적으로 스텝 모드와 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 ν의 속도로 소정 방향(소위 "스캔 방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동할 수 있어, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하게 되고, 동시에, 기판테이블(WT)은 속도 V=Mν로 동일한 방향 또는 그 반대 방향으로 동시에 이동한다. 이때 M 은 렌즈(PL)의 배율(통상 M = 1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 분해능을 떨어뜨리지 않고 상대적으로 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
도 2는 도 1의 리소그래피 투영 장치(1)의 예로 사용될 수 있는 투영 시스템(PL) 및 방사선시스템(2)을 도시한다. 방사선시스템(2)은 조명 광학 유닛(4)을 포함한다. 방사선시스템(2)은 또한 소스-콜렉터 모듈(source-collector module)이나 방사선 유닛(3)을 포함한다. 방사선 유닛(3)은 방출 플라즈마에 의해 형성될 수 있는 방사선 소스(LA)에 의해 제공된다. 방사선 소스(LA)는, 전자기 스펙트럼의 EUV 범위의 방사선을 방출하기 위해 생성될 수 있는 매우 고온의 플라즈마인 제논(Xe) 개스 또는 리튬(Li) 증기와 같은 개스나 증기를 채용할 수 있다. 매우 고온의 플라즈마는 광학 축선(O) 상에서 전기적 방출의 부분적으로 이온화된 플라즈마의 붕괴를 야기함으로써 생성된다. 제논, 리튬 증기 또는 여타의 적절한 개스 또는 증기의 0.1mbar의 부분압력은, 방사선의 효율적인 생성을 위해 필요할 수 있다. 방사선 소스(LA)에 의해 방출된 방사선은 개스 배리어 구조체 또는 "포일 트랩(foil trap: 9)"을 통해 소스 챔버(7)로부터 콜렉터 챔버(8)로 통과된다. 개스 배리어 구조체는 예를 들어, 본 명세서에서 인용문헌으로 통합되는 유럽 특허 명세서 EP-A-1,233,468 및 EP-A-1,057,079에 상세히 기재된 것 처럼 채널 구조체를 포함한다.
콜렉터 챔버(8)는 그레이징 입사 콜렉터(grazing incidence collector)에 의해 형성될 수 있는 방사선 콜렉터(10)를 포함한다. 콜렉터(10)에 의해 통과된 방사선은, 콜렉터 챔버(8) 내의 어퍼쳐에서 실제 소스 포인트(12)로 포커싱되도록 격자 스펙트럼 필터(grating spectral filter: 11)에서 반사되어 나간다. 투영 빔(16)은 챔버(8)로부터 조명 광학 유닛(4)내의 표준 입사 반사기(13, 14)를 통하여, 레티클 또는 마스트 테이블(MT) 상에 위치된 레티클 또는 마스크 상으로 반사된다. 웨이퍼 스테이지 또는 기판 테이블(WT) 상으로 반사 요소(18, 19)를 통해 투영 시스템(PL)에서 묘화되는 패터닝된 빔(17)이 형성된다. 일반적으로, 도시된 것 보다 많은 요소들이 조명 광학 유닛(4)과 투영 시스템(PL) 내에 존재할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 발명의 일실시예에 따른 리소그래피 투영 장치(1)의 예는 본 발명에 따른 퍼지 개스 공급 시스템(100)을 포함한다. 퍼지 개스 공급 시스템(100)의 퍼지 개스 유출구(130 내지 133)는 도 2에 도시된 바와 같이, 반사기(13, 14) 및 반사 요소(18,19)에 인접하여 투영 시스템(PL) 및 방사선시스템(2)내에 위치된다. 하지만, 원한다면 본 발명의 일실시예에 따라 상기 장치의 다른 부분들이 퍼지 개스 공급 시스템에 마찬가지로 제공될 수 있다. 예를 들어, 레티클 및 리소그래피 투영 장치의 1이상의 센서는 본 발명에 따라 퍼지 개스 공급 시스템에 제공될 수 있다.
도 1 및 도 2에서, 퍼지 개스 공급 시스템(100)은 리소그래피 투영 장치(1) 내에 위치되고, 퍼지 개스 공급 시스템(100)은 장치(1) 외부의 여타의 편리한 수단을 이용하여 구체적인 실행을 위해서 여타의 적절한 수단으로 제어될 수 있다. 그러나, 마찬가지로 퍼지 개스 혼합물 생성기(120) 또는 그 외의 것들과 같이 리소그래피 투영 장치(1) 외부에서 퍼지 개스 공급 시스템(100)의 전부 또는 일부에 위치될 수 있다.
도 3은 퍼지 개스 공급 시스템(100)의 실시예를 도시한다. 그러나, 마찬가지로 도 3에 도시된 것과 같은 유사한 시스템은 예를 들어 침지 리소그래피 장치내의 개스 베어링내에 사용되는 컨디셔닝 개스로 이용될 수 있다. 도 3의 예와 같이, 퍼지 개스 유입구(110)는, 도시되지는 않았지만, 예컨대 압력 유지된(pressurised) 개스 공급 회로, 건조 공기로 압축된 실린더 또는 여타의 것과 같은 실질적으로 수분 없는 건조한 개스를 공급하는 퍼지 개스 공급 장치에 연결된다. 건조한 개스는 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)를 통해 공급된다. 또한, 퍼지 개스 혼합물 생성기(120) 내의 건조한 개스는 아래에서 보다 자세히 설명하는 바와 같이 정제된다. 또한, 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)는, 퍼지 개스 유출구들(130 내지 132) 중 몇 개를 위하여, 건조한 개스에 수분을 첨가하는 수분 공급 디바이스(150)를 포함한다. 도 3의 예에서는, 수분 공급 디바이스(150)가 하나의 퍼지 개스 유출구(130)에 연결된다. 다른 퍼지 개스 유출구들(131, 132)은 수분 공급 디바이스(150)에 연결되지 않는다. 따라서, 퍼지 개스 유출구(130)에는 퍼지 개스 및 수분을 포함하는 퍼지 개스 혼합물이 존재하고, 다른 퍼지 개스 유출구들(131, 132)에는 건조한 퍼지 개스만이 존재한다. 그러므로, 퍼지 개스 혼합물은, 도 1의 예시에서 웨이퍼 테이블(WT)과 같이 수분이 요구되는 화학약품이 제공된 표면 근처에서만 제공되고, 리소그래피 투영 장치(1)의 다른 부분에서는 '건조한' , 즉 수분없는 퍼지 개스가 제공된다.
더군다나, 수분이 퍼지 개스에 첨가되기 때문에, 상대 습도 또는 수분의 청결도와 같은 퍼지 개스 혼합물의 특성이 만족할 만한 정확도를 제어할 수 있다. 또한, 수분을 공급하기 때문에, 상기 시스템은 유동적이고, 퍼지 개스 혼합물내에 존재하는 수분의 양으로 인해, 퍼지 개스에 수분을 더 많이 혹은 덜 첨가함으로써 쉽게 조절될 수 있다.
도 3에 예에서, 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)는 유동 방향으로 정제 장치(128), 유동 미터(127), 밸브(125), 감소기(129), 열 교환기(126) 및 수분 공급 디바이스(150)를 차례로 포함한다.
도 3의 예에서, 도시되지는 않은 압축된 건조 공기(compressed dry air:CDA) 소스로부터 압축된 건조 공기(CDA)는, 퍼기 개스 유입구(110)를 통해 정제 장치(128)로 제공된다. CDA는 정제 장치(128)에 의해 정제된다. 정제 장치(128)는 병렬로 연결된 2개의 유동 브랜치들(128A, 128B)를 포함하고, 이들 각각은 유동 방향으로 자동 밸브(1281, 1282) 및 재생가능한 정제기 디바이스(1283, 1284)를 차례로 포함한다. 재생가능한 정제기 디바이스(1283, 1284)를 가열해서 재생하기 위하여, 재생가능한 정제기 디바이스(1283, 1284)의 각각에 가열 요소가 제공된다. 유동 브랜치들은 재생가능한 정제기 디바이스(1283, 1284)의 하류에서 정제 센서(1286)에 의해 제어되는 차단 밸브(shut-off valve: 1285)에 연결된다.
상기 재생가능한 정제기로 인해, 퍼지 개스로부터 제거된 화합물을 포화시키게 되는 경우에 오랜 기간동안 재생가능한 정제기에 의해 상기 시스템은 사용될 수 있다. 상기 재생가능한 정제기는, 알려진 바와 같이, 예를 들어 숯 필터내에서 일어나는 화학적 과정인 재생가능하지 않은 과정에 반대되는, 예를들면 흡착, 촉매화 또는 여타의 물리적 과정을 통해, 오염시키는 화합물 또는 입자들을 개스로부터 제거하는 재생가능한 필터와 같은 적절한 형태일 수 있다. 일반적으로, 재생가능한 정제기는 유기물을 함유하지 않고, 재생가능한 정제기는 예를 들어 금속, 제올라이트, 티타늄 산화물, 갈륨 또는 팔라튬 화합물, 또는 여타의 것과 같은 퍼지 개스의 오염 물질을 물리적으로 화합시키기 위해 적절한 물질을, 예를 들어 함유할 수 있다.
도 3의 예에서, 재생가능한 정제기 디바이스(1283, 1284)는 대안적으로 CDA가 정제되고 재생된 상태에 놓이는 정제 상태를 넣게 된다. 정제 상태에서, 상기 정제기 디바이스는 각각 가열 요소에 의해 정제된다. 따라서, 예를 들어 상기 정제기 디바이스(1283)이 CDA를 정제하는 동안, 상기 정제기 디바이스(1284)는 재생된다. 따라서, 상기 정제 장치(128)는 정제의 일정한 레벨을 유지하는 동안 지속적으로 작동될 수 있다.
자동 밸브(1281, 1282)는 대응하는 상기 정제기 디바이스(1283, 1284)의 작동에 따라 작동된다. 따라서, 상기 정제기 디바이스(1283, 1284)가 재생될 때, 대응하는 자동 밸브(1281, 1282)는 닫히고, 반면 상기 정제기 디바이스(1283, 1284) 가 정제에 사용될 때에는 대응하는 밸브가 열린다.
상기 정제된 CDA는 정제 센서(1286)에 의해 제어되는 차단 밸브(1285)를 통해 공급되고, 이는 알려진 바와 같으므로 보다 상세한 설명은 간결함을 위하여 생략한다. 정제된 CDA의 순도가 사전설정된 임계값(threshold value) 아래로 될 때,정제 센서(1286)는 자동적으로 차단 밸브(1285)를 닫는다. 따라서, 불충분한 정제 레벌을 갖는 퍼지 개스를 포함하는 리소그래피 투영 장치(1)의 오염 물질은 자동적으로 방지된다.
정제된 CDA의 흐름은 유동 미터(127)을 통해 모니터링 될 수 있다. 상기 밸브(125)를 통해 상기 흐름은 수동적으로 차단될 수 있다. 감소기(129)는 감소기의 유출구에서 안정한 압력을 제공하므로, 안정한 퍼지 개스가 (열 교환기(126)를 통해) 제한부(restrictions)에 제공된다.
열 교환기(126)는 일전한 정제된 CDA 온도를 제공한다. 열 교환기(126)는 구체적인 실행을 위한 적절한 개스 온도를 달성하기 위하여 정제된 CDA에 열을 가하거나 추출한다. 예를 들어, 리소그래피 투영 장치에서 안정한 진행 조건들이 요구되므로, 열 교환기는 시간 경과에 따라 일정한 개스 온도를 갖기 위해서 정제된 CDA의 온도를 안정화시킬 수 있다. 퍼지 개스 유출구에서 퍼지 개스에 대한 적절한 조건은 분당 20 내지 30 표준 리트르의 흐름, 및/또는 약 섭씨 22도 정도의 퍼지 개스의 온도 및/또는 30% 내지 60% 범위의 상대 습도가 되도록 결정된다. 하지만, 본 발명은 이러한 조건으로 제한되지 않고, 이러한 파라미터에 대한 값은 본 발명에 따라 시스템 내에서 마찬가지로 사용될 수 있다.
열 교환기(126)는 제한부들(143 내지 145)를 통해 퍼지 개스 유출구들(130 내지 132)에 연결된다. 제한부들(143 내지 145)은 개스 흐름을 제한해서, 각각의 퍼지 개스 유출구(130 내지 132)에서 원하는, 고정된 퍼지 개스 흐름 및 압력을 얻는다. 퍼지 개스 유출구에서 퍼지 개스 압력에 대한 적절한 값은 예를 들어 100 mbar이다. 각각의 퍼지 개스 유출구(130 내지 132)에서 적당한 개스 흐름을 제공하기 위하여 마찬가지로 적당한 제한부가 사용될 수 있다.
수분 공급 디바이스(150)는 열 교환기 하류에서 제한부(143)와 퍼지 개스 유출구(130)의 사이에 연결된다. 상기 퍼지 개스 유출구(130)는 도 1 및 도 2의 예와 같이 웨이퍼 테이블(WT) 근처에 제공된다. 수분 공급 디바이스(150)는 정제된 CDA에 수분을 첨가하므로 상기 유출구(130)에서 퍼지 개스 혼합물을 제공한다. 상기 예에서, 단지 하나의 유출구에서만 퍼지 개스 혼합물이 방출된다. 그러나, 예를 들어, 수분 공급 디바이스들을 분리하기 위하여 퍼지 개스 유출구들을 중복하여 연결하거나, 동일한 수분 공급 디바이스에 2 이상의 유출구를 연결함으로서, 2 이상의 퍼지 개스 유출구에서 퍼지 개스 혼합물을 방출하는 것도 마찬가지로 가능하다. 도 3에서 도시한 퍼지 개스 혼합물 생성기 내의 상이한 위치에서 마찬가지로 수분 공급 디바이스가 제공될 수 있다. 예를 들어, 수분 공급 디바이스(150)는 제한부(143)의 밸브 및 퍼지 개스 유출구(130) 사이 대신에 퍼지 개스 혼합물 생성기(120) 및 제한부(143)의 밸브 사이에 위치될 수 있다. 수분 공급 디바이스(150)는 원한다면, 제한부로도 동작하고, 수분 공급 디바이스에 연결된 제한부(143)는 생략될 수 있다.
본 발명에 따른 퍼지 개스 공급 시스템의 대안적인 예로, 퍼지 개스 혼합물의 더 나은 온도 제어를 위하여, 퍼지 개스 유출구(130)에 (도시되지 않았지만) 추가 열 교환기가 제공된다.
도 3의 수분 공급 디바이스(150)는 도 4의 예와 같이 예시적으로 실행될 수 있지만, 수분 공급 디바이스(150)는, 예를 들어 퍼지 개스의 또는 여타의 흐름안에서 유체를 증발시키는 증발기를 포함하는 것과 마찬가지로 실행될 수 있다.
도 4의 수분 공급 디바이스(150)는, 예를 들어 고순도 물과 같은 액체(154)가 액체 레벨(A)까지 채워진 액체 용기(151)를 포함한다. 이하, 습식 개스 유입구(1521)로 지칭되는 개스 유입구(1521)는, 액체 레벨(A) 아래에 있는 액체(154)내에 잠기는 마운딩(mounding)으로 위치된다. 이하, 건식 개스 유입구(1522)로 지칭되는 또 다른 개스 유입구(1522)는 액체 레벨(A) 위로, 즉 액체(154)가 채워지지 않는 액체 용기(151)의 일부분에서 마운딩으로 위치된다. 개스 유출구(153)는 액체(154) 위의 액체 용기(151)의 일부분과 퍼지 개스 공급 시스템(100)의 다른 부분을 연결한다. 예를 들어, 정제되고 압축된 건조 공기와 같은 퍼지 개스는 습식 개스 유입구(1521)을 통하여 액체 용기(151)내로 공급된다. 따라서, 퍼지 개스의 기포들(159)이 액체(154) 내에서 생성된다. 부력으로 인하여, 상기 기포들(159)은 액체(154) 내에서 도 4에 도시된 화살표(B)와 같이 마운딩 뒤로부터 위쪽으로 이동한다. 이러한 위쪽으로의 이동 기간 동안에, 예를 들어 퍼지는 과정 또는 여타의 원인으로 액체(154)로부터 수분 기포들(159)내로 들어간다. 따라서, 기포들(159) 내의 퍼지 개스는 수분과 혼합된다. 액체 표면에서, 즉 액체 레벨(A)에서 개스가 액 체 용기(151)내의 액체(154) 위쪽에 존재하기 위하여, 기포들(159)은 그들의 개스형태의 내용물을 공급한다. 퍼지 개스 혼합의 결과물은 개스 유출구(153)을 통해 상기 용기로부터 방출된다.
도 4의 예와 같이, 습식 개스 유입구(1521)는, 도시되지 않았지만, 예를 들어 도 3의 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)와 같은 퍼지 개스 공급 디바이스에 액체 용기(151)의 외측으로 연결된 외측 단부를 갖는 튜브형 요소이다. 습식 개스 유입구(1521)에는 액체 용기(151) 내부에 위치된 내측 단부에서 예를 들어 0.5 마이크론의 작은 수로(passage)를 갖는 필터 요소(1525)가 제공된다. 필터 요소(1525)는 적어도 부분적으로(본 예시에서는 전체적으로) 액체(154) 내에 위치된다. 따라서, 습식 개스 유입구(1521)는 상당히 많은 양의 매우 작은 퍼지 개스의 기포들을 생성한다. 기포들의 작은 크기로 인해(본 예시에서는 약 0.5 마이크론이나, 마찬가지로 다른 적당한 치수가 사용될 수 있는), 기포들(159)은 비교적 짧은 기간 내에, 즉 액체(154)를 통하여 비교적 짧은 거리를 이동하는 동안에 포화되도록 수분이 공급된다.
건식 개스 유입구(1522)에는 습식 개스 유입구(1521)의 필터 요소와 유사한 필터 요소(1524)가 제공된다. 그로 인하여, 습식 개스 유입구(1521) 및 건식 개스 유입구(1522)를 통한 개스 흐름은 실질적으로 유사하고, 퍼지 개스 혼합물의 수분의 양은, 기포들(159)이 액체(154)를 떠나는 순간에서의 기포들(159) 내의 수분의 양의 실질적으로 절반이다. 즉, 기포들(159)이 수분이 포화되었다면, 즉 상대 습도(Rh)가 100%라면, 퍼지 개스 혼합물은 50% Rh를 갖는다. 그러나, 마찬가지로 습식 개스 유입구(1521) 및 건식 개스 유입구(1522)를 통해 액체 용기로 유동되는 개스의 비율이 각각 상이하게 제공될 수 있으므로, 0 내지 100% Rh 사이에서 상대 습도가 조정된다.
특히, 25%와 같거나 그 이상인 것과 같이, 20% 또는 그 이상의 상대 습도를 갖는 퍼지 개스 혼합물은 포토-레지스트(photo-resist)의 수행에 대해 좋은 결과를 제공한다는 것이 본 명세서에 의해 밝혀졌다. 또한, 60%와 같이, 25% 와 같거나 그 이상부터 70% 이하의 상대 습도를 갖는 퍼지 개스 혼합물은 리소그래피 투영 장치 내의 정확한 측정 시스템에 대해 좋은 방지 효과를 갖는다는 것이 밝혀졌다. 또한, 예를 들어 청정실과 같은 리소그래피 투영 장치 주변 공간내의 습도와 유사한 습도, 예를 들어 약 40%의 습도가 최적의 결과임이 밝혀졌다.
개스 유출구(153)는, 액체 용기(151) 외부로 흐르고 있는, 개스의 외부로 입자들이나 작은 방울(dropet)들을 여과하는, 예를 들어 0.003 마이크론으로 정확하게 꼭 맞는(fine-meshed) 필터(1526)를 갖는 내측 단부에서 제공된다. 따라서, 퍼지 개스 혼합물이 그러한 입자들에 의해 제공되는 표면의 오염 물질이 방지된다.
도 4의 예에서, 퍼지 개스 혼합물내의 상대적인 수분의 양은 상이한 방식으로, 복잡하지 않은 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어 액체 용기의 파라미터들은 제어될 수 있다. 또한, 예를 들어, 습식 개스 유입구(1521)를 통해 생성된 수분 함유하는 퍼지 개스의 양에 대응하여 건식 개스 유입구(1522)를 통해 액체 용기(151)내로 유입되는 수분 없는 퍼지 개스의 양은 제어될 수 있다. 액체 용기(151)의 제어된 파라미터들은, 예를 들어 내부 온도, 유동, 압력, 액체 내의 퍼지 개스의 잔 류 시간 중 1 이상이 될 수 있다.
온도는, 예를 들어 개스 내에 존재할 수 있는 수분의 포화량에 대한 효과를 갖는다고 알려진다. 온도를 제어하기 위해서, 액체 용기(151)에는, 예를 들어 온도 측정 디바이스에 의해 제공되는 액체 용기 내의 온도를 나타내는 온도 신호에 대응하여 제어 디바이스에 의해 제어되는 가열 요소가 제공될 수 있다.
액체(154) 내의 기포들의 잔류 시간은 개스 기포들이 습식 개스 유입구(1521)를 통하여 액체 내로 삽입되는 적당한 위치에 의해 변화될 수 있다. 예를 들어 필터 요소(1525)가 또한 액체(154) 내에 위치되는 경우, 액체 레벨(A)로 이동해야하는 기포들의 거리는 증가되므로, 잔류 시간 또한 증가된다. 개스 기포들이 액체(154)내에 더 오래 존재할수록, 더 많은 수분이 개스 안으로 흡수된다. 따라서, 잔류 시간의 변화함으로써, 개스의 습도가 결정된다.
도 4의 수분 공급 디바이스(150)는 퍼지 개스 혼합물 내의 상당한 양의 수분이 제어될 수 있으므로 인해, 제어 디바이스(157)가 더 제공된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제어 디바이스(157)는 수분 제어 컨택(1571)에 의해 건식 개스 유입구(1522) 내의 제어 밸브(1523)에 연결되고, 이를 통해 건식 개스 유입구(1522)에 공급된 퍼지 개스의 유량이 수분 공급된 개스의 양에 대한 건조한 퍼지 개스의 양으로 제어될 수 있다.
제어 디바이스(157)에 연통되는(communicatively connected) 개스 유출구(153)에 (도시하지 않은)습도 센서는, 개스 유출구(153)에서의 퍼지 개스 혼합물의 습도 정보를 제어 디바이스(157)에 제공한다. 이 정보는 퍼지 개스 혼합물 내의 습 도의 양을 조절하는 1 이상의 파라미터를 조절하기 위하여, 제어 디바이스(157)에 의해 이용될 수 있다.
제어 디바이스(157)는 또한 액체 용기(151) 내에 존재하는 액체(154)의 양을 제어한다. 제어 디바이스(157)는 액체 공급기(156)의 제어 밸브(1561)에 액체 제어 컨택(1572)으로 연결되고, 개스 유출구(153)의 제어 밸브(1531)에 오버플로우 컨택(overflow contact: 1573)으로 연결된다. 액체 레벨 특정 디바이스(158)는 제어 디바이스에 연통된다. 액체 레벨 측정 디바이스(158)는, 액체 용기(151) 내의 액체 레벨의 특성을 표현하는 제어 디바이스(157)에 액체 레벨 신호를 제공한다. 제어 디바이스(157)는 액체 레벨 신호에 대응하여 제어 밸브(1561) 및 제어 밸브(1531)를 작동시킨다.
본 예시에서, 액체 레벨 측정 디바이스(158)는, 액체 용기(151)의 바닥에 대해, 적절하고 상이한 높이들에 위치된 3개의 부유 스위치(float switch: 1581 내지 1583)들을 포함한다. 최하위 부유 스위치(1581)는 바닥에 가장 가까이 위치된다. 최하위 부유 스위치(1581)는, 액체 레벨(A)이 최하위 부유 스위치(1581)에 또는 그보다 아래에 있는 경우, 제어 디바이스(157)에 엠프티 신호(empty signal)를 제공한다. 엠프티 신호에 대응하여, 제어 디바이스(157)는 제어 밸브(1561)를 개방하고, 자동적으로 액체가 상기 용기에 공급된다.
중간의 부유 스위치(1582)는 액체 레벨(A)이 상기 부유 스위치(1582)의 높이에 도달하는 경우에 풀 신호(full signal)을 제공한다. 제어 디바이스(157)는 풀 신호에 대응하여 제어 밸브(1561)를 폐쇠하고 따라서, 액체 공급이 중단된다.
최상위 부유 스위치(1583)가 바닥에서부터 가장 멀리에 위치된다. 최상위 부유 스위치(1583)는, 액체 레벨(A)이 최상위 부유 스위치(1581)에 또는 그보다 높이 있는 경우, 제어 디바이스(157)에 오버필 신호(overfill)를 제공한다. 오버필 신호에 대응하여, 제어 디바이스(157)는 리소그래피 투영 장치(1)의 여타의 부분으로의 액체 누수를 방지하기 위하여, 개스 유출구(153)의 제어밸브(1531)를 차단한다.
상기에 언급된 실시예들은 본 발명을 제한하기보다 예시한다는 점을 주의하여야 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서의 당업자는 부가된 청구항들의 권리범위로부터 벗어나지 않는 대안적인 구상을 할 수 있을 것이다. 특히, 본 발명이 퍼지 개스 시스템과 연관되어 주로 서술되었다 할지라도, 본 발명은 예를 들어, 침지 리소그래피 장치내의 고압 개스 베어링(high-pressure gas bearing)에 사용될 수 있는 수분 함유된 개스를 제공하는 데 적용될 수 있다. 청구항들에서, 괄호안에 있는 참조 부호는 청구항을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. '포함하여 이루어지는(comprising)'이란 용어는 그것들이 나열된 청구항에서 보다 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하는 것은 아니다. 단지, 어떤 수단이 상호 연관되게 상이한 청구항이 인용된다는 사실은, 이러한 수단의 결합이 장점으로 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다.

Claims (13)

  1. 리소그래피 투영 장치(1)에 있어서,
    - 방사선 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
    - 원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블(WT);
    - 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템(PL); 및
    - 상기 리소그래피 투영 장치의 일부 또는 전부에 퍼지 개스를 제공하는 1이상의 퍼지 개스 공급 시스템(100)을 포함하여 이루어지고,
    상기 퍼지 개스 공급 시스템은,
    - 수분을 퍼지 개스에 부가하도록 배치된 수분 공급 디바이스(moisturiser device; 150)를 포함하여 이루어지는 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)를 포함하되, 상기 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)는 퍼지 개스 혼합물을 생성하도록 배치되며, 상기 퍼지 개스 혼합물은 1이상의 퍼지 개스 및 상기 수분을 포함하여 이루어지고,
    - 상기 리소그래피 투영 장치의 일부 또는 전부에 상기 퍼지 개스 혼합물을 공급하기 위하여 상기 퍼지 개스 혼합물 생성기에 연결된 퍼지 개스 혼합물 유출구(130 내지 132)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수분 공급 디바이스(150)는,
    1이상의 개스 유입구(1521, 1522) 및 개스 유출구(153)를 구비한 액체 용기(liquid vessel; 151)를 포함하되, 상기 개스 유입구 및 개스 유출구는 수분 공급 연결부(moisturising connection)를 통해 서로 연결되어, 퍼지 개스가 상기 수분 공급 연결부를 통해 흐르는 경우, 상기 퍼지 개스가 상기 액체 용기 내에 존재하는 액체(154)를 통해 공급되어 상기 퍼지 개스가 수분을 공급받도록 하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치(1).
  3. 제2항에 있어서,
    수분을 공급받지 못한 퍼지 개스(non-moisturised purge gas)를 상기 액체(154)를 통해 공급된 상기 수분을 공급받은 퍼지 개스와 혼합시켜 상기 퍼지 개스 혼합물을 얻기 위하여, 상기 개스 유출구에 연결된 건식 개스 유입구(1522)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 수분 공급 연결부는 상기 퍼지 개스를 상기 액체(154)를 통해 공급하기 위한 포화 연결부(saturating connection)이므로, 상기 퍼지 개스가 상기 수분으로 포화되도록 수분 공급받게 되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치(1).
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 퍼지 개스 혼합물 내에 존재하는 수분량을 제어하기 위하여, 상기 액체 용기(151)에 연결된 제어 디바이스(157)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)는, 퍼지 개스, 수분 또는 퍼지 개스 혼합물 중 하나 이상의 1이상의 원치않는 성분을 필터링하기 위한 재생가능한 필터 디바이스(regenerable filter device; 1283, 1284)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치(1).
  7. 제6항에 있어서,
    병렬로 연결된 2개의 재생가능한 필터 디바이스(1283, 1284)를 포함하되, 상기 필터 디바이스들은 연속적인 필터링을 허용하기 위하여 교대 방식(alternating manner)으로 재생될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼지 개스 공급 시스템(100)은, 상기 리소그래피 투영 장치의 또 다른 부분에 실질적으로 수분없이, 실질적으로 상기 퍼지 개스를 제공하도록 배치된 퍼 지 개스 유출구(131, 132)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수분은 수증기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치(1).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 퍼지 개스 혼합물은 상대습도 20% 이상의 수증기, 바람직하게는 상대습도 70% 를 넘지 않는 수증기를 함유하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치(1).
  11. 리소그래피 투영 장치(1)의 일부 또는 전부에 퍼지 개스를 제공하기 위한 방법에 있어서,
    - 방사선 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
    - 원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블(WT); 및
    - 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템(PL)을 포함하여 이루어지고,
    상기 방법은,
    수분을 퍼지 개스에 부가하여, 1이상의 퍼지 개스 및 수분을 포함하여 이루어지는 퍼지 개스 혼합물을 생성하는 단계; 및
    상기 리소그래피 투영 장치의 일부 또는 전부에 상기 퍼지 개스 혼합물을 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 퍼지 개스 공급방법.
  12. 디바이스 제조방법에 있어서,
    부분적으로 또는 전체적으로 방사선감응재의 층으로 덮힌 기판을 제공하는 단계;
    제11항에 청구된 방법을 상기 기판의 일부 또는 전부에 적용하는 단계;
    방사선의 투영빔을 제공하는 단계;
    패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
    상기 방사선감응재 층의 타겟부상으로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;
    수분을 퍼지 개스에 부가하여, 1이상의 퍼지 개스 및 수분을 포함하여 이루어지는 퍼지 개스 혼합물을 생성하는 단계; 및
    상기 디바이스 제조방법에 사용되는 구성요소의 표면 근처에 상기 퍼지 개스 혼합물을 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  13. 리소그래피 투영 장치(1)의 일부 또는 전부에 퍼지 개스를 제공하기 위한 퍼지 개스 공급 시스템(100)에 있어서,
    수분을 퍼지 개스에 부가하도록 배치된 수분 공급 디바이스(150)를 포함하여 이루어지는 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)를 포함하되, 상기 퍼지 개스 혼합물 생성기(120)는 퍼지 개스 혼합물을 생성하도록 배치되며, 상기 퍼지 개스 혼합물은 1이상의 퍼지 개스 및 상기 수분을 포함하여 이루어지고,
    상기 리소그래피 투영 장치의 일부 또는 전부에 상기 퍼지 개스 혼합물을 공급하기 위한 퍼지 개스 유출구(130 내지 132)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 퍼지 개스 공급 시스템(100).
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