KR20060065559A - 침지 리소그래피에서의 기판 배치 - Google Patents

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Abstract

기판의 중심과 척의 디프레션의 중심간의 오프셋을 결정하는 방법은 디프레션의 크기보다 작은 크기를 갖는 테스트 기판을 디프레션에 제공하는 단계; 상기 디프레션내에 있는 동안에 상기 테스트 기판의 정렬마크의 위치를 측정하는 단계; 및 상기 정렬마크의 위치로부터 상기 기판의 중심과 상기 디프레션의 중심간의 오프셋을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

침지 리소그래피에서의 기판 배치{SUBSTRATE PLACEMENT IN IMMERSION LITHOGRAPHY}
본 발명의 실시예들을 단지 예시의 방법으로 설명할 것이며, 대응되는 참조부호들이 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부도면을 참조할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한 도;
도 2 및 3은 리소그래피 투영장치에 사용하기 위한 액체공급시스템을 도시한 도;
도 4는 리소그래피 투영장치에 사용하기 위한 또 다른 액체공급시스템을 도시한 도;
도 5는 리소그래피 투영장치에 사용하기 위한 또 다른 액체공급시스템을 나타낸 도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 및 기판테이블과 관련하여 도 5의 액체공급시스템을 나타낸 도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 기판이 배치되는 디프레션을 구비한 기판테이블을 나타낸 도;
도 8은 기판이 기판테이블에서 디프레션 내측에 배치되고, 기판은 본 발명의 일 실시예에 따른 디프레션에 대해 센터링되지 않는 상황을 나타낸 도;
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 기판테이블의 디프레션 내측에 배치되는 정렬 마크를 갖는 기판, 및 기준 마크를 갖는 기판테이블을 나타낸 도;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 디프레션 내측에 배치되는 기판 및 다양한 위치에서의 디프레션의 에지와 기판의 에지간의 갭을 나타낸 도;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 디프레션의 개구부 위에서 1이상의 핀에 의해 유지되는 상황을 나타낸 도이다.
본 발명은 리소그래피 장치, 특히 침지 리소그래피 장치 및 침지 리소그래피 장치에서의 기판 배치 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 마스크 또는 레티클이라 지칭되기도 하는 패터닝장치가 IC의 개별층상에 형성될 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘웨이퍼)상의 (예를 들어, 1 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상으로 전사(transfer)될 수 있다. 통상적으로, 패턴의 전사는 묘화를 통해 기판상에 제공되는 방사선 감응재(레지스트) 층상으로 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부상으로 전체패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 패턴을 기판상으로 임프린팅(imprinting)함으로써 패터닝장치로부터의 패턴을 기판으로 전사하는 것도 가능하다.
리소그래피 투영장치에서, 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체, 예를 들어, 물에 기판을 침지(immerse)시키는 방법이 제안되어 왔다. 이것의 핵심은, 노광 방사선이 액체내에서 보다 짧은 파장을 가지기 때문에 보다 작은 피처들을 묘화할 수 있다는 데에 있다. (또한, 액체의 효과는 상기 시스템의 유효 개구수(NA) 및 초점심도를 증가시키는 것으로도 간주될 수 있다.) 고체 입자들(예를 들어, 쿼츠)이 그 안에 부유(suspend)된 물을 포함하는 여타의 침지 액체들이 제안되어 왔다.
하지만, 액체의 바스(bath)내에 기판 또는 기판과 기판테이블을 담그는(submersing) 것(예를 들어, 본 명세서에서 전문이 인용참조되고 있는 US 제 4,509,852호 참조)은, 스캐닝 노광 중에 가속되어야만 하는 큰 몸체의 액체가 존재한다는 것을 의미한다. 이는 추가적인 또는 보다 강력한 모터들을 필요로 하며, 액체내에서의 난류가 바람직하지 않은 영향 및 예측할 수 없는 영향들을 초래할 수도 있다.
제안된 해결책 중 하나는, 기판의 국부적인 영역에만 그리고 투영시스템의 최종요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 액체공급시스템을 들 수 있다(일반적으로, 기판은 투영시스템의 최종요소보다 큰 표면적을 가진다). 이러한 구성을 위해 제안된 한가지 방법이 WO 99/49504호에 개시되어 있으며, 그 전문이 본 명세서에서 인용참조되고 있다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 액체는 1이상의 유입부(IN)에 의하여, 바람직하게는 최종요소에 대한 기판의 이동방향을 따라 기판상으로 공급되며, 투영시스템 아래를 통과한 후에는 1이상의 유출부(OUT)에 의하여 제거된다. 즉, 기판이 -X 방향으로 요소의 밑에서 스캐닝되기 때문에, 액체는 상기 요소의 +X 쪽에서 공급되고 -X 쪽에서 흡수(take up)된다. 도 2는, 액체가 유입부(IN)를 통하여 공급되고 저압력원에 연결된 유출부(OUT)에 의하여 요소의 다른 쪽상에서 흡수되는 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종요소에 대한 기판의 이동방향을 따라 공급되나, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 최종요소 주위에 위치된 유입부들 및 유출부들의 방위 및 개수는 다양할 수 있으며, 도 3에는 양쪽에 유출부를 갖는 유입부의 4개의 세트들이 최종요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되는 일례가 예시되어 있다.
본 발명의 일 실시형태는 기판의 중심과 척의 디프레션(depression)의 중심간의 오프셋을 결정하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은 디프레션의 크기보다 작은 크기를 갖는 테스트 기판에 디프레션을 제공하는 단계, 디프레션에 있는 동안 테스트 기판의 정렬 마크의 위치를 측정하는 단계 및 상기 정렬 마크의 위치로부터 상기 기판의 중심과 상기 디프레션의 중심간의 오프셋을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 디프레션에 테스트 기판을 제공하는 단계는 상기 디프레션 내측의 기판 핸들러로 상기 테스트 기판을 로딩하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 테스트 기판의 정렬 마크의 위치를 측정하는 단계는 상기 척의 기준 마크에 대한 상기 정렬 마크의 위치 또는 그 역의 위치를 측정하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 또한, 상기 척의 기준 마크의 위치에 대한 디프레션의 중심의 위치 및 그 역의 위치를 결정하는 단계, 및 상기 테스트 기판의 정렬 마크의 위치에 대한 상기 테스트 기판의 중심의 위치 또는 그 역의 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 테스트 기판의 중심의 위치를 측정하는 단계는 프리얼라이너(prealigner)를 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 테스트 기판의 크기는, 테스트 기판이 디프레션에 있을 때, 상기 테스트 기판의 에지와 상기 디프레션의 에지간의 갭이 최대 오프셋보다 크도록 되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 테스트 기판의 정렬 마크의 위치를 측정하는 단계는 광학 시스템을 이용하여 수행된다. 상기 광학 시스템은, 예를 들어 간섭계 및 광학 정렬시스템을 포함할 수도 있다.
상기 방법은 또한, 오프셋을 고려하기 위해 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계는 상기 기판 핸들러에 의하여 디프레션으로 제공되는 후속 기판이 실질적으로 상기 디프레션의 내측으로 센터링되도록 상기 오프셋을 보정하기 위해, 상기 기판 핸들러에 의해 기판들의 위치설정을 시프팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태는 척에서의 디프레션의 중심과 기판의 중심간의 오프셋을 결정하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은, 복수의 장소에서의 디프레션의 에지와 상기 디프레션 내측에 배치되는 기판의 에지간의 갭을 측정하는 단계, 상기 갭의 측정치들을 이용하여 상기 기판의 중심을 결정하는 단계, 및 상기 척에서 측정된 기판의 중심과 상기 디프레션의 중심 사이에서 상기 기판의 척 센터링 오프셋을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 상기 기판으로 프리얼라이너로 제공하고 상기 프리얼라이너에서 기판의 중심을 결정하는 단계, 상기 프리얼라이너에서 기판의 측정된 중심과 상기 기판의 공칭(nominal) 중심간의 프리얼라이너 센터링 오프셋을 결정하는 단계, 및 전체적인(grobal) 센터링 오프셋을 얻기 위해 상기 척 센터링 오프셋과 상기 프리얼라이너 센터링 오프셋을 조합시키는 단계를 더 포함한다.
상기 방법은 또한, 상기 디프레션의 에지의 위치를 결정하고 상기 디프레션의 중심을 캘리브레이팅하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 척 센터링 오프셋을 결정하는 단계는 상기 디프레션의 위치에 대한 상기 기판의 중심의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 갭을 측정하는 단계는 광학 빔에 걸쳐 갭을 스캐닝하고, 상기 광학 빔의 반사에 있어서의 세기의 변동을 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 갭의 측정치들을 사용하여 상기 기판의 중심을 결정하는 단계는 상기 기판의 에지의 위치를 결정하고, 상기 에지 위치로부터의 상기 기판 중심의 위치를 캘리브레이팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판은 상기 디프레션 내측에 배치될 수 있고, 기판 핸들러를 사용하여 상기 디프레션으로부터 제거될 수 있다.
상기 방법은 또한, 전체적인 센터링 오프셋을 고려하여 상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계는, 후속하여 위치되는 기판이 실질적으로 디프레션 내측에서 센터링되도록 전체적인 센터링 오프셋을 보정하기 위하여, 상기 기판 핸들러에 의해 오프셋만큼 기판의 위치설정을 시프팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계는 후속하여 위치되는 기판의 갭이 디프레션 내측에서 동등한 넓이로 이루어지도록 기판의 위치설정을 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가 실시형태는 척에서의 디프레션의 중심과 기판의 중심간의 오프셋을 결정하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은, 척의 핀상에 기판을 로딩하고, 기판이 척의 디프레션의 개구부(opening)에 도달할 때까지 제1방향으로 상기 핀을 병진이동시킴으로써 상기 기판을 이동시키는 단계, 상기 기판이 상기 척의 디 프레션의 에지 또는 상기 척의 표면과 충돌하지 않고 상기 디프레션 내측으로 들어갈 수 있도록 하기 위해서는, 상기 기판이 실질적으로 상기 제1방향에 수직한 평면에서 어느 정도 병진이동 되어야 하는지를 결정하는 단계, 및 상기 평면에서의 병진이동의 결정치로부터 상기 디프레션에 대한 상기 기판의 오프셋을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판이 어느 정도 병진이동 되어야 하는지를 결정하는 단계는, 상기 기판의 풋프린트가 상기 디프레션내로 피팅될 때까지, 상기 기판을 상기 핀상의 평면에서 상기 척에 대해 병진이동시키는 단계, 또는 상기 평면에서 상기 기판 또는 상기 핀에 대해 상기 척을 병진이동시키는 단계, 또는 두 단계 모두를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 척의 핀상에 기판을 로딩하는 단계는 기판 핸들러를 이용하여 수행된다.
상기 방법은 또한, 상기 오프셋을 고려하여 상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계는, 후속하여 위치되는 기판이 실질적으로 상기 디프레션의 내측에서 센터링되도록 오프셋을 보정하기 위하여, 상기 기판 핸들러에 의해 소정 양만큼 기판들의 위치설정을 시프팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계는 후속하여 위치되는 기판의 갭이 상기 디프레션의 내측에서 균등한 넓이로 이루어지도 록 기판의 위치설정을 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태는 리소그래피 투영장치를 제공하는 것이다. 상기 리소그래피 장치는 패터닝장치를 잡아주도록 구성된 지지구조체를 포함한다. 패터닝장치는 원하는 패턴에 따라 방사선 빔을 패터닝하도록 구성된다. 리소그래피 장치는 또한 기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블을 포함한다. 상기 기판테이블은 기판을 수용하기 위한 디프레션을 갖는다. 상기 리소그래피 장치는 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하도록 구성되는 투영시스템을 구비한다. 상기 리소그래피 장치는 또한, 상기 투영시스템과 상기 기판 사이의 공간에 패터닝된 빔이 투영될 액체를 제공하도록 구성된 액체공급시스템, 상기 기판의 위치를 측정하도록 구성된 센서, 상기 디프레션 내측에 배치되는 기판의 에지와 상기 디프레션의 에지간의 갭을 측정하도록 구성된 센서, 또는 상기 위치와 상기 갭 둘 모두를 측정하도록 구성된 센서를 포함한다. 상기 리소그래피 장치는 상기 기판의 에지와 상기 디프레션의 에지간의 갭이 상기 디프레션 내측에서 실질적으로 균일하도록, 상기 디프레션 내측에 상기 기판을 위치시키도록 구성되는 센서와 연통하는 기판 핸들링 시스템을 더 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치는:
방사선 빔(PB)(예를 들어, UV 또는 DUV 방사선)을 콘디셔닝하도록 구성된 조명시스템(일루미네이터)(IL);
패터닝장치(MA)(예를 들어, 마스크)를 지지하고, 특정 파라미터들에 따라 패 터닝장치를 정확히 위치시키도록 구성되는 제1위치설정수단(PM)에 연결되도록 구성된 지지구조체(예를 들어, 마스크테이블)(MT);
기판(W)(예를 들어, 레지스트코팅된 웨이퍼)을 잡아주고, 특정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제2위치설정수단(PW)에 연결되도록 구성된 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼테이블)(WT); 및
패터닝장치(MA)에 의하여 방사선 빔(PB)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함)상에 투영하도록 구성된 투영시스템(PL)(예를 들어, 굴절형 투영렌즈 시스템)을 포함한다.
조명시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어시키기 위하여 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 및 여타 유형의 광학 구성요소, 또는 그들의 조합과 같은 다양한 종류의 광학 구성요소를 포함할 수도 있다.
지지구조체는, 패터닝장치의 무게를 지지, 즉 지탱한다. 지지구조체는, 패터닝장치의 방위, 리소그래피 장치의 디자인 및 예를 들어 패터닝장치가 진공 환경내에서 유지되는지의 여부와 같은 여타 조건들에 종속적인 방식으로 패터닝장치를 유지시킨다. 지지구조체는 패터닝장치를 유지시키기 위하여 기계적, 진공, 정전기 또는 여타의 클램핑 기술을 사용할 수 있다. 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 이동할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 상기 지지구조체는, 패터닝장치가 예를 들어 투영시스템에 대해 원하는 위치에 있을 수 있도록 한다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝장치"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
여기서 사용되는 "패터닝장치(patterning device)"라는 용어는 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 장치를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 예를 들어, 패턴이 위상-시프팅 피처 또는 소위 어시스트 피처들을 포함하는 경우 방사선 빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의해야 한다. 일반적으로, 투영빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다.
패터닝장치는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝장치의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지 유체(immersion fluid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자에 대하여 적절하다면, 굴절광학시스템, 반사광학시스템, 카타디옵트릭시스템, 자기시스템, 전자기시스템 및 정전기 광학시스템 또는 그들의 조합을 포함하는 소정 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과형 마스크를 채용한) 투과형이다. 대안적으로는, 상기 장치는 (예를 들어, 상술된 바와 같이 소정 형태의 프로그램가능한 거울 어래이를 채용한 또는 반사 마스크를 채용한) 반사형일 수도 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광을 위해 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피장치의 부분을 형성하는 것으로 간주되지는 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어, 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스펜더를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 상기 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 여타의 경우, 예를 들어 상기 방사선 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요하다면 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라 칭해질 수도 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도세기분포를 조정하는 조정기구(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필평면내의 세기분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터(IL)는 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 갖도록 방사선 빔을 콘디셔닝하는데 사용될 수도 있다.
상기 방사선 빔(PB)은 지지구조체(예를 들어, 마스크테이블(MT))상에서 유지되어 있는 패터닝장치(예를 들어, 마스크(MA))상에 입사되며, 패터닝장치에 의해 패터닝된다. 상기 방사선 빔(PB)은, 마스크(MA)를 가로질러 투영시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 보다 상세히 후술되는 침지 후드(immersion hood:IH)는 투영시스템(PL)의 최종요소와 기판(W) 사이의 공간으로 침지 액체를 공급한다.
제2위치설정장치(PW) 및 위치센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더(linear encoder) 또는 캐퍼서티 센서(capacitive sensor))의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 방사선 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정장치(PM) 및 또 다른 위치센서(도 1에 명확히 도시되지는 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 제1위치설정장치(PM)의 일부를 형성한다. 이와 유사하게, 기판테이블(WT)의 이동은 제2위치설정장치(PW)의 일부를 형성하는 긴 행정 모듈 및 짧은 행정 모듈을 사용하여 실현될 수도 있다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 마스크테이블(MT)은 단지 짧은 행정액츄에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수도 있다. 예시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 할당된 타겟부를 점유하기는 하나, 그들은 타겟부들 사이의 공간들에 배치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있음).
이와 유사하게, 마스크(MA)상에 1이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 다이들 사이에 마스크 정렬 마크들이 배치될 수도 있다.
상술된 장치는 다음의 바람직한 모드들 중 1이상에서 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다{즉, 단일 정적 노광(single static exposure)}. 그런 후, 기판테이블(WT)은 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 묘화되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서는, 마스크테이블(MT)과 기판테이블(WT)은 방사선 빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다{즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)}. 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PS)의 이미지 반전 특성에 의하여 판정 된다. 스캔 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 동적노광시 타켓부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝장치를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝장치는 기판테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선펄스 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝장치를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들이 채용될 수도 있다.
도 4에는 국부화된 액체공급시스템을 갖는 추가 침지 리소그래피가 도시되어 있다. 액체는 투영시스템(PL)의 어느 한 측면상의 2개의 홈 유입부(IN)에 의해 공급되고, 상기 유입부(IN)의 반경방향 바깥쪽으로 배치되는 복수의 별도 유출부(OUT)에 의해 제거된다. 상기 유입부(IN) 및 유출부(OUT)는 중앙에 홀을 갖는 플레이트에 배치될 수 있으며, 그를 통해 투영빔이 투영된다. 액체는 투영시스템(PL)의 일 측면상의 하나의 홈 유입부(IN)에 의해 공급되고 투영시스템의 다른 측면상의 복수의 별도 유출부(OUT)에 의해 제거되어, 투영시스템(PL)과 기판(W) 사이에 액체 의 얇은 막의 유동을 야기한다. 유입부(IN) 및 유출부(OUT)의 어떤 조합을 사용할지에 대한 선택은 기판(W)의 이동 방향에 달려있다(유입부(IN) 및 유출부(OUT)의 여타 조합은 불활성(inactive)임).
제안되어 온 국부화된 액체공급시스템을 구비한 또 다른 침지 리소그래피 해법은 투영시스템의 최종요소와 기판테이블 사이의 공간 경계부의 적어도 일부를 따라 연장되는 시일부재를 액체공급시스템에 제공하는 것이다. 이러한 해법이 도 5에 개략적으로 예시되어 있다. 상기 시일부재는 Z방향(광학축선의 방향)으로 일부 상대적인 이동이 존재하기는 하나 XY 평면에서 투영시스템에 대해 실질적으로 정치식(stationary)이다. 시일부재와 기판의 표면 사이에는 시일이 형성된다.
도 5를 참조하면, 저장소(10)가, 기판의 표면과 투영시스템의 최종요소 사이의 공간을 채우기 위해 액체가 한정되도록 투영시스템의 이미지 필드 주위의 기판에 대해 무접촉 시일을 형성한다. 상기 저장소는 투영시스템(PL)의 최종요소 아래와 그를 둘러싸 위치되는 시일부재(12)에 의해 형성된다. 액체는 투영시스템 아래의 공간과 시일부재(12)내로 나아간다. 시일부재(12)는 투영시스템의 최종요소 위에서 약간 연장되고, 액체의 버퍼가 제공되도록 액체의 레벨은 최종요소 위로 상승한다. 시일부재(12)는, 일 실시예의 상단부에서 투영시스템 또는 그것의 최종요소의 형상과 밀접하게 순응하고, 예를 들어 라운드질 수도 있는 내주부를 갖는다. 저부에서, 내주부는, 반드시 그러해야 하는 것은 아니지만 이미지 필드의 형상, 예를 들어 직사각형과 밀접하게 순응하는 내주부를 갖는다.
액체는 시일부재(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이에서 가스 시일(16)에 의 해 저장소내에 한정된다. 가스 시일은 압력하에서 유입부(15)를 통해 가스시일(12)과 기판 사이의 갭으로 제공되며, 제1유출부(14)를 통해 추출되는 가스, 예를 들어 공기, 합성공기, 그러나, 일 실시예에서는 N2 또는 불활성 가스에 의해 형성된다. 가스 유입부(15)상의 과도압력, 제1유출부(14)상의 진공 레벨 및 갭의 기하학적 형상은, 액체를 한정하는 안쪽으로의 고속 가스유동이 존재하도록 구성된다. 이러한 시스템은 본 명세서에서 인용참조하고 있는 미국특허출원 제10/705,783호에 개시되어 있다.
액체로 충전되는 투영시스템의 최종요소와 기판 저장소(10) 사이의 저장소(10)는 기판의 스캐닝 작동시 기판(W)의 에지와 근접해질 수 있다. 기판의 에지를 노광할 때 액체의 누출을 제한 또는 방지하기 위하여, 도 6에 예시된 바와 같이 기판(W)의 상부 표면이 기판테이블(또는 척)(WT)과 실질적으로 동일한 레벨이 되도록 기판이 배치된다. 예를 들어, 기판은, 기판의 상부 표면이 척과 실질적으로 동일한 레벨이 되도록 상기 척(WT)의 디프레션 또는 캐비티(DP)에 배치된다. 디프레션(DP)은 본 명세서는 원형으로서 나타나 있으나, 여타 형상을 가질 수도 있다.
도 7에 보다 상세히 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 에지(20)와 디프레션(DP)의 에지(22) 사이에서 액체가 새어 나올(seep) 수 있기 때문에, 척(WT)(XY 평면)에서의 디프레션(DP)의 반경방향 크기(RD)는 기판의 반경방향 크기(RW)와 가능한 한 근접하게 선택된다. 또한, 시일부재(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이의 (도 6에 도시된) 가스 시일(16)은 기판(W)의 에지(20)와 디프레션(DP)의 에지(22) 사이를 떠다닐(hover) 수 있기 때문에, 기판의 에지가 방사선에 노출되는 경우에는, 가스 시일이 불안정해질 수도 있다. 따라서, 이러한 부가적인 이유로 인해, 척(WT)(평면 XY)에서의 디프레션(DP)의 반경방향 크기(RD)는 기판의 반경방향 크기(RW)에 가능한 한 근접하게 선택된다. 하지만, 실제에 있어서, 디프레션(DP)의 반경방향 크기(RD)는, 기판이 디프레션 내측으로 들어가고 상기 기판의 제거가 용이하도록 하기 위해, 상기 기판의 반경방향 크기(RW)보다 약간 더 크게 만들어진다. 그러나, 동시에, 디프레션의 크기는, 척(WT)에서의 디프레션(DP)의 에지(22)와 기판(W)의 에지(20) 사이에서의 액체의 삼출(seepage)을 제한 또는 방지하도록 선택된다.
일 구현예에 있어서, 예를 들어 0.5mm인, 기판(W)의 에지(20)와 디프레션(DP)의 에지(22)간의 갭(G)은 잘-센터링된(well-centered) 기판(W)의 모든 측면에 대해 이용가능하게 만들어진다. 하지만, 예를 들어, 척의 디프레션 내측에서 기판을 핸들링하고 위치설정 하는데 있어서의 기판 핸들러의 부정확성으로 인해, 기판은 도 8에 예시된 바와 같이 완벽하게 센터링될 수는 없다. 예를 들어, 기판(W)의 에지(20R)는, 기판(W)의 에지(20L)가 디프레션(DP)의 에지(22L)에 대해 근접한 것보다 디프레션(DP)의 에지(22R)에 대해 보다 근접해 있다. 다시 말해, 기판의 에지(20L)와 디프레션의 에지(22L)간의 갭(G1)은 기판의 에지(20R)와 디프레션의 에지(22R)간의 갭(G2)보다 크다. 이 경우에, 디프레션(DP)의 중심(CD)에 대한 기판(W)의 중심(CS)(또는 그 역)의 오프셋(Δ)이 존재한다. 일 실시예에서, 오프셋은 벡터일 수 있으며, 본 명세서에서 참조하는 오프셋에 대한 값은 오프셋 벡터의 길이일 수 있다. 실제에 있어서, 0.1mm의 임의의 변형량을 갖는 최대 0.6mm의 오프셋(Δ)이 존재할 수도 있다.
종래의 리소그래피 투영장치, 즉 비-침지 리소그래피 투영장치에서는, 척상에서의 기판의 배치시 기판의 중심과 척의 중심간의 오프셋을 보정할 필요가 없었다. 기판(W)은 척상에 로딩 및 위치된 다음, (척의 기판 배치시 이미 부분적으로 보정되지 않는다면) 중심들간의 오프셋이 기판 자체의 예측된 위치로 보정될 수 있다.
하지만, 침지 리소그래피 투영장치에서는, 기판(W)이 척(WT)의 디프레션(DP) 내측에 배치되고, 예를 들어 상술된 바와 같이 오프셋(Δ)이 0.6mm에 이를 수 있다. 이는, 기판(20)의 하나의 에지, 예를 들어 에지 20L이, 예를 들어 디프레션(DP)의 에지, 예를 들어 에지 22L로부터 1.0mm 정도만큼 떨어져 있는 상황을 가져올 수도 있다. 1.0mm인 이러한 일 측면상의 갭(G1)은 (기판이 디프레션 내측에서 잘-센터링된다면) 0.5mm의 오프셋(Δ)과 조합되는 0.5mm의 일 측면상의 초기 갭(G)에 대응된다. 기판의 일 측면에서의 1.0mm의 갭(G1)은 너무 커서, 상기 갭을 통한 액체의 삼출을 야기하거나 및/또는 갭(G1) 최상부상에서 가스 시일이 떠 다니는 불안정성을 야기할 수도 있다. 이는, 기판의 제거 및 불가피하게 생산 공정을 느려지게 하는 기판 및 기판테이블의 세정을 야기하거나, 또는 액체를 제 위치에서 유지시키는데 있어서의 문제들을 야기하는 가스 시일의 불안정성을 가져오기 때문에, 리소그래피에서는 특히 바람직하지 않다.
또한, 예를 들어, 오프셋(Δ)이 0.6mm라면, 기판(W)이 잘-센터링 되었을 경우(Δ＞G) 0.6mm의 오프셋(Δ)은 예측된 0.5mm의 가용 G보다 크기 때문에, 기판의 에지(20R)는 디프레션(DP)의 에지(22R)를 칠 수 있다. 이 조건에서, 기판(W)은 디프레션(DP) 내측에 로딩될 수 없다. 또한, 이 상황은, 제조시 기판(W)의 배치에 있어서의 어떠한 오차도 생산성의 손실을 초래하는 기계의 휴지시간을 야기할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
따라서, 기판 핸들링 시스템이 상기 원하지 않는 상황(들)이 방지하기 위해 오프셋을 고려해 캘리브레이팅될 수 있도록 디프레션(DP) 내측에서의 기판(W)의 오프셋(Δ)을 결정하는 것이 바람직하다. 디프레션 내측에서의 기판의 오프셋이 결정되고 기판 핸들링 시스템이 오프셋을 고려하여 캘리브레이팅된다면, 기판이 디프레션내에 보다 정확하게 피팅되고, 결과적으로 갭이 더욱 최소화될 수 있도록 상기 디프레션의 크기(들)을 맞추는 것(tailor)이 가능할 수 있다.
일 실시예에서, 기판의 중심과 디프레션의 중심간의 오프셋을 결정하는 방법은 디프레션(DP)보다 약간 더 작은 테스트 기판(W)을 사용한 다음, 상기 테스트 기판(W)이 오프셋의 크기와는 무관하게 기판 핸들러에 의해 로딩될 수 있도록 하는 것이다. 예를 들어, 테스트 기판(W)의 크기는, 갭(G)(예를 들어, 1.0mm)이 최대 오프셋(Δ)(예를 들어, 0.6mm)보다 크도록, 즉 G＞Δmax가 되도록 선택될 수 있다. 이 상황에서, 상기 오프셋이 최대인 경우, 예를 들어 0.6mm와 같은 경우에도, 0.6mm의 오프셋은 1.0mm의 갭(G)보다 작기 때문에, 테스트 기판(W)이 디프레션(DP) 내측에 배치될 수 있다. 기판 핸들러는 테스트 기판(W)을 로딩함에 있어, (실제로는 알려지지 않은 오프셋이 존재하는 경우에도) 그것이 디프레션(DP)에서 센터링된다는 의도를 가지고 로딩한다. 디프레션(DP) 내측에 배치되는 테스트 기판에 의하면, 오프셋의 결정 및 캘리브레이션이 수행될 수 있다.
도 9를 참조하면, 정렬마크(AM)가 테스트 기판(W)상에 제공되고, 테스트 기판(W)상의 정렬마크(AM)에 대한 기판(CS) 중심의 위치가 결정될 수 있거나, 그렇지 않으면 알려져 있다. 예를 들어, 테스트 기판(W)의 정렬마크(AM)의 위치에 대한 테스트 기판(W) 중심(CS)의 위치는 프리얼라이너로 측정될 수도 있다. 프리얼라이너는 기판(W)상의 정렬마크들의 광학 검출 또는 에지 감지 정보를 기초로 하여 기판 핸들러의 좌표들에서의 특정 위치로 기판을 센터링하는 기판 핸들러의 장치이다. 또한, 척(WT)에는 기준마크(reference mark)(즉, 기점 마크(fiducial mark))(FM)가 제공되며, 기점 마크(FM)의 위치에 대한 디프레션(DP)의 중심(CD)의 위치가 결정되거나, 그렇지 않으면 알려질 수 있다. 그 다음, 예를 들어 기준마크(FM)의 위치에 대한 테스트 기판(W) 정렬마크(AM)의 위치(또는 그 역)를 측정함으로써, 테스트 기판(W)의 중심(CS)과 디프레션(DP)의 중심(CD)간의 오프셋(Δ)이 결정될 수 있다. 정렬마크(AM) 및 기준마크(FM)의 위치는, 예를 들어 간섭계 및 광학 정렬시스템과 같은 가용 광학시스템을 이용하여 측정될 수도 있다.
또한, 또는 대안적으로, 리소그래피 장치는 정렬마크(AM) 및 기점마크(FM)가 테스트 기판(W)의 적절한 센터링을 위채 배치되어야 하는 공칭 위치들을 가질 수도 있다. 일단 테스트 기판(W)이 디프레션(DP)에 배치되면, 정렬마크(AM) 및 기점마크(FM)의 실제 위치들이 결정될 수 있고, 오프셋(Δ)은 공칭 위치와 실제 위치간의 차이로부터 결정될 수 있다.
기판(W)의 위치설정시 오프셋(Δ)을 알게 됨으로써, 기판 핸들러는 상기 오프셋(Δ)을 고려하여 캘리브레이팅될 수 있다. 특히, 기판 핸들러의 기구의 위치는 기판 핸들러에 의한 기판의 어떠한 위치도 오프셋을 보정할 수 있도록 캘리브레이팅될 수 있다. 이러한 방식으로, 기판테이블상으로의 생산 기판들의 후속 로딩들이 디프레션(DP)에서 적절하게 센터링될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 기판의 중심과 디프레션의 중심간의 오프셋(Δ)을 결정하는 방법은, 예를 들어 기판이 디프레션(DP)의 내측에 확실히 자리할 수 있도록 하기 위해 디프레션(DP)내에 통상적인 생산 기판(W)을 "수동으로" 배치시키는 것이다. 이는, 예를 들어 디프레션(DP)내에 기판(W)을 자리시키는 기술에 의해, 또는 기판(W)이 디프레션(DP)에 적절히 자리할 수 있다면 기판 핸들러의 정상적인 작동에 의해, 또는 상기 기판 핸들러러의 정상적인 작동과, 예를 들어 기판 핸들러에 의해 상기 기판(W)이 디프레션(DP)에 적절히 배치되도록 하는, 기판(W)의 위치에 대해 이루어지는 후속 조정들의 조합에 의해, 또는 여타 수단들에 의해 수행될 수도 있다.
디프레션(DP) 내측에 배치되는 기판에 의하면, 기판의 에지와 디프레션(DP)의 에지간의 갭(G)의 폭은 기판(W) 주위의 (3 이상의) 복수의 위치에서 측정된다. 이것은, 예를 들어 레벨 센서와 같은 광학시스템을 사용하여 수행된다. 예를 들어, 기판(W)은 디프레션(DP) 내측에 배치되고, 방사선 빔은 (예를 들어, 상기 빔이 제 위치에서 유지되는 동안 기판테이블(WT)을 변위시킴으로써) 상기 갭에 걸쳐 스캐닝되며, 세기의 변화가 상기 방사선 빔의 반사시 측정된다. 빔이 상기 갭에 걸쳐 이동되는 동안 방사선의 세기를 측정함으로써, 갭의 폭은, 예를 들어 위치/변위 측정시스템(또는 기판테이블(WT))에 의해 측정될 수 있다. 복수의 위치에서의 갭의 측정치들을 이용하면, 척의 좌표계에서 기판(W)의 중심(CS)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 갭의 폭과 하나의 갭(G)의 디프레션(DP)에지 상에서의 위치 및 갭(G)의 위치의 측정치들을 사용하면, 기판의 에지의 위치가 결정될 수 있고, 따라서, 기판 중심의 위치가 결정될 수 있다.
대안 또는 추가 실시예에서, 복수의 위치에서의 기판(W) 에지의 위치는, 예를 들어 레벨 센서의 스캐닝 방사선 빔에서의 세기 변화 및 기판테이블의 위치의 간섭계 측정으로부터 결정되는 기판/기판테이블상의 상기 빔의 임팩트의 위치를 사용하여 직접적으로 측정될 수 있다.
척의 좌표계에서 디프레션(DP)의 중심(CD)의 위치는 다른 측정치들로부터 알 수 있거나, 디프레션(DP)의 에지의 측정치들에 의해 결정될 수도 있다. 기판 중심(CS)의 위치 및 디프레션 중심(CD)의 위치를 앎으로써, 디프레션(DP)에서의, 즉 척 좌표계에서의 기판(W)의 척 센터링 오프셋이 결정될 수 있다. 상기 척 센터링 오프셋(Δ)은, 예를 들어 디프레션(DP) 중심(CD)의 위치에 대한 기판(W) 중심(CS)의 위치를 계산함으로써 결정될 수 있다.
후속하여, 기판(W)은 기판 핸들러를 사용함으로써 프리얼라이너로 제공되고, 기판(W) 중심(CS)의 위치는 상기 프리얼라이너로 측정된다. 프리얼라이너는 프리-얼라이너 좌표계에서 기판(W)의 공칭 중심을 갖는다. 프리-얼라이너 센터링 오프셋은 프리얼라이너 좌표계에서 기판(W)의 공칭 중심과 측정된 중심들 사이에서 결정될 수 있다. 그 다음, 척 좌표계에서의 척 센터링 오프셋 및 프리얼라이너 좌표계에서의 오프셋의 프리얼라이너 중심이 조합되고, 전체적인 오프셋이 계산된다. 기판 핸들러는 전체 오프셋을 고려하여 캘리브레이팅된다. 기판 핸들러의 캘리브레이션에서, 기판 핸들러에 의한 기판의 위치설정, 즉 좌표계는, 전체 오프셋을 고려하여 디프레션에 후속하여 위치되는 기판의 갭이 균등한 폭을 가지며 상기 기판이 상기 디프레션 내측에서 실질적으로 센터링되도록 보정된다.
통상적으로, 척에는 1이상의 핀을 포함하는 기판변위기구가 제공된다. 상기 기구는 상기 척상으로 기판을 변위시키거나 상기 척으로부터 기판을 변위시키는데 사용된다. 상기 기판은 기판 핸들러에 의해 기판변위기구 또는 척 자체상에 위치되거나 및/또는 그로부터 먼 쪽으로 운반된다. 기판 핸들러는 통상적으로 기판을 운반하는 포크(fork)를 구비한 모터 구동 로봇 아암이다. 침지 리소그래피 장치의 경우에는, 기판이 디프레션 내측에 배치되거나 그로부터 벗어나도록 척의 디프레션 내측에 핀(들)이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에서, 기판(W)의 중심과 디프레션(DP)의 중심간의 오프셋을 결정하는 방법은, 도 11에 나타낸 바와 같이, 기판 핸들러를 사용한 다음, 상 기 기판(W)을 변위시킴으로써, 예를 들어 기판(W)이 척(WT)의 디프레션(DP)의 개구부에 도달할 때까지 상기 핀(들)을 Z방향으로 하강시킴으로써 상기 척(WT)의 핀(들)상에 기판(W)을 로딩하는 것이다. 기판은, 상기 기판이 척의 표면(ST) 또는 디프레션(DP)의 에지와 충돌하지 않도록 하기 위해 (도 11에 예시된 바와 같이) 척(WT)의 디프레션(DP) 개구부의 한계부(limit)에 도달할 때까지 변위된다. 이들 핀들이 도 11에 도시되어 있으나, 기판을 유지하기 위해 1이상의 핀들이 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 일단 기판(W)이 개구부의 한계부에 도달하면, 기판(W)이 척(WT)의 표면이나 디프레션(DP)의 에지와 충돌하지 않고 상기 디프레션(DP) 내측으로 들어갈 수 있도록 하기 위하여, 상기 기판(W)이 X 및/또는 Y 좌표로 어느 정도 병진이동해야 하는지에 대한 결정이 내려진다. 이러한 결정은, 예를 들어 기판상의 마크 및 척(WT)상의 마크를 측정하기 위한 정렬시스템을 사용하여 이행될 수도 있다. 트랜스레이터(translator)가 필요하다면, 기판(W)의 풋프린트가 디프레션(DP)내에 피팅될 때까지, 기판(W)이 핀(들)상에서 척(WT)에 대해 X 및/또는 Y방향으로 병진이동되거나, 척의 웨이트(weight)가 핀(들) 또는 기판에 대해 X 및/또는 Y방향으로 병진이동되거나, 또는 상기 두 병진이동 모두의 조합이 이행될 수도 있다. 기판(W)의 풋프린트를 디프레션(DP) 내측에 피팅시키는데 이용되는 X 및/또는 Y방향으로의 병진이동은 디프레션(DP)에 대한 기판(W) 중심의 오프셋(Δ)이다.
상기 오프셋(Δ)에 의하면, 기판 핸들러는 상기 오프셋(Δ)을 고려하여 캘리브레이팅될 수 있다. 기판 핸들러의 캘리브레이션에서, 기판 핸들러에 의해 척(WT)에 로딩되는 후속 기판이 디프레션(DP) 내측에 센터링될 수 있도록, 기판 핸들러에 의한 기판(W)의 위치설정은 오프셋(Δ)을 보정하기 위해 상기 오프셋(Δ)만큼 시프팅된다. 결과적으로, 후속 기판의 로딩들은, 척 표면과의 충돌의 가능성 없이 디프레션 내측의 중심에 기판들을 위치시키기 위해 핀(들)상에 정확히 위치된다.
유럽특허출원 제03257072.3호에는, 트윈 또는 듀얼 스테이지 침지 리소그래피 장치의 아이디어가 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하기 위한 2개의 테이블이 제공된다. 침지 액체가 없는 제1위치에서는 테이블을 이용하여 레벨링 측정들이 수행되며, 침지 액체가 존재하는 제2위치에서는 테이블을 이용하여 노광이 수행된다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 상기 리소그래피장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드의 제조와 같이 여타의 응용례를 가질 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용되는 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판처리툴과 여타의 기판처리툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 여 러번 처리된 층들을 이미 포함한 기판을 칭할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는, (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄한다.
본 명세서에서 사용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사 및 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들 중 하나 또는 조합을 지칭할 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예들에 대해 상술하였으나, 본 발명은 설명된 것과는 달리 실행될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 적용이 가능하다면 본 발명은, 상술된 바와 같은 방법을 설명하는 기계-판독가능 명령어들의 1이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램이나, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 내부에 저장되는 데이터 저장매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.
본 발명의 실시예들은 어떠한 침지 리소그래피 장치에도 적용될 수 있으며, 특히 상술된 타입들에만 배타적으로 적용되는 것은 아니다. 상기 장치에 사용되는 침지 액체는, 바람직한 특성 및 사용되는 노광 방사선의 파장에 따라 상이한 성분(composition)들을 가질 수도 있다. 193nm의 노광 파장에 대하여, 초순수(ultra pure water) 또는 수계(water-based) 성분들이 사용되고, 이러한 이유로 침지 액체가 때때로 물이라 칭해지며, 친수성, 소수성, 습도 등과 같은 물-관련 용어들이 사용될 수 있다.
상기 설명들은 예시에 지나지 않으며 제한의 의도는 없다. 따라서, 당업자들은, 후속 청구항들의 범위를 벗어나지 않는다면 기술된 바와 같은 본 발명에 대한 수정례들이 만들어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명에 따르면, 침지 리소그래피에서 기판을 배치시키는 방법으로서, 디프레션의 크기보다 작은 크기를 갖는 테스트 기판을 디프레션에 제공하는 단계, 상기 디프레션내에 있는 동안에 상기 테스트 기판의 정렬마크의 위치를 측정하는 단계, 및 상기 정렬마크의 위치로부터 상기 기판의 중심과 상기 디프레션의 중심간의 오프셋을 결정하는 단계를 포함하는 방법과 이를 수행하는 장치를 얻을 수 있다.

Claims (34)

  1. 기판의 중심과 척의 디프레션의 중심간의 오프셋을 결정하는 방법에 있어서,
    상기 디프레션의 크기보다 작은 크기를 갖는 테스트 기판을 상기 디프레션에 제공하는 단계;
    상기 디프레션내에 있는 동안 상기 테스트 기판의 정렬마크의 위치를 측정하는 단계; 및
    상기 정렬마크의 위치로부터 상기 기판의 중심과 상기 디프레션의 중심간의 오프셋을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 기판을 상기 디프레션에 제공하는 단계는 기판 핸들러를 사용하여 상기 테스트 기판을 상기 디프레션 내측에 로딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 기판의 정렬마크의 위치를 측정하는 단계는 상기 척의 기준 마크에 대한 상기 정렬마크의 위치 또는 그 역방향의 위치를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 척의 기준마크의 위치에 대한 상기 디프레션의 중심의 위치 또는 그 역방향의 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 테스트 기판의 정렬마크의 위치에 대한 상기 테스트 기판의 중심의 위치 또는 그 역방향의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 테스트 기판의 중심의 위치를 측정하는 단계는 프리얼라이너에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 기판의 크기는, 상기 테스트 기판이 상기 디프레션내에 있을 때, 상기 테스트 기판의 에지와 상기 디프레션의 에지간의 갭이 최대 오프셋보다 크도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 기판의 정렬마크의 위치를 측정하는 단계는 광학시스템에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광학시스템은 간섭계 및 광학 정렬시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 오프셋을 고려하여 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계는, 상기 기판 핸들러에 의해 상기 디프레션으로 제공되는 후속 기판이 상기 디프레션 내측에서 실질적으로 센터링되도록 상기 오프셋을 보정하기 위해 상기 기판 핸들러에 의해 기판의 위치설정을 시프팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 기판의 중심과 척의 디프레션의 중심간의 오프셋을 결정하는 방법에 있어서,
    복수의 위치에서, 상기 디프레션 내측에 배치된 기판의 에지와 상기 디프레션의 에지간의 갭을 측정하는 단계;
    상기 갭의 측정치들을 이용하여 상기 기판의 중심을 결정하는 단계;
    상기 디프레션의 중심과 상기 척에서 측정된 기판의 중심 사이에서 상기 기판의 척 센터링 오프셋을 결정하는 단계;
    상기 기판을 프리얼라이너로 제공하고 상기 프리얼라이너에서 상기 기판의 중심을 결정하는 단계;
    상기 기판의 공칭 중심과 상기 플리얼라이너에서 측정된 기판의 중심 사이에서 프리얼라이너 센터링 오프셋을 결정하는 단계; 및
    전체적인 센터링 오프셋을 얻기 위해 상기 척 센터링 오프셋과 상기 프리얼라이너 센터링 오프셋을 조합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디프레션 에지의 위치를 결정하고 상기 디프레션의 중심을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 척 센터링 오프셋을 결정하는 단계는 상기 디프레션 중심의 위치에 대한 상기 기판 중심의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 갭을 측정하는 단계는 광학 빔에 걸쳐 상기 갭을 스캐닝하고 상기 광학 빔의 반사에서의 세기 변화를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 갭의 측정치들을 사용하여 상기 기판의 중심을 결정하는 단계는 상기 기판 에지의 위치를 결정하고 상기 에지의 위치로부터 상기 기판 중심의 위치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 기판은 상기 디프레션 내측에 배치되고 기판 핸들러를 사용하여 상기 디프레션으로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    전체적인 센터링 오프셋을 고려하여 상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계는, 후속하여 위치되는 기판이 상기 디프레션 내측에서 실질적으로 센터링되도록 상기 전체적인 센터링 오프셋을 보정하기 위하여, 상기 기판 핸들러에 의해 기판의 위치설정을 오프셋만큼 시프팅시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계는, 후속하여 위치되는 기판의 갭 이 상기 디프레션 내측에서 균등한 넓이를 갖도록 기판 위치설정을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 기판의 중심과 척의 디프레션의 중심간의 오프셋을 결정하는 방법에 있어서,
    상기 척의 핀상에 상기 기판을 로딩시키고, 상기 기판이 상기 척의 디프레션의 개구부에 도달할 때까지 상기 핀을 제1방향으로 병진이동시킴으로써 상기 기판을 이동시키는 단계;
    상기 기판이 상기 척의 표면 또는 상기 척의 디프레션의 에지와 충돌하지 않고 상기 디프레션 내측으로 들어갈 수 있도록 하기 위해, 상기 기판이 상기 제1방향에 수직한 평면에서 어느 정도 병진이동해야 하는지를 결정하는 단계; 및
    상기 평면내에서의 상기 병진이동의 결정치로부터 상기 디프레션에 대한 상기 기판의 오프셋을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 기판이 어느 정도 병진이동해야 하는지를 결정하는 단계는, 상기 기판의 풋프린트가 상기 디프레션 내에 피팅될 때까지, 상기 핀상의 평면에서 상기 척에 대해 상기 기판을 병진이동시키는 단계, 또는 상기 평면에서 상기 기판 또는 상기 핀에 대해 상기 척을 병진이동시키는 단계, 또는 상기 두 단계 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 척의 핀상에 상기 기판을 로딩시키는 단계는 기판 핸들러에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 오프셋을 고려하여 상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계는, 후속하여 위치되는 기판이 상기 디프레션 내측에서 실질적으로 센터링되도록 상기 오프셋을 보정하는 양만큼, 상기 기판 핸들러에 의해 기판들의 위치설정을 시프팅시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 기판 핸들러를 캘리브레이팅하는 단계는, 후속하여 위치되는 기판의 갭이 상기 디프레션 내측에서 균등한 폭을 갖도록 기판의 위치설정을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 리소그래피 장치에 있어서,
    원하는 패턴에 따라 방사선 빔을 패터닝하도록 구성된 패터닝장치를 잡아주도록 구성된 지지구조체;
    기판을 잡아주고, 상기 기판을 수용하도록 구성된 디프레션을 갖는 기판테이블;
    상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하도록 구성된 투영시스템;
    상기 투영시스템과 상기 기판 사이의 공간에, 상기 패터닝된 빔이 투영되도록 되어 있는 액체를 제공하도록 구성된 액체공급시스템;
    상기 기판의 위치를 측정하도록 구성된 센서, 또는 상기 디프레션 내측에 배치된 상기 기판의 에지와 상기 디프레션의 에지간의 갭을 측정하도록 구성된 센서, 또는 상기 위치 및 상기 갭 둘 모두를 측정하도록 구성된 센서; 및
    상기 기판의 에지와 상기 디프레션의 에지간의 갭이 상기 디프레션 내측에서 실질적으로 균일하도록, 상기 디프레션 내측에 상기 기판을 위치시키도록 구성된 센서와 연통하는 기판 핸들링 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 기판 핸들링 시스템은 상기 기판과 상기 디프레션간의 오프셋을 보정하기 위해 캘리브레이팅되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 기판 핸들링 시스템은 상기 기판의 중심과 상기 디프레션의 중심간의 오프셋을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 기판의 위치를 측정하도록 구성된 센서는 상기 디프레션 내측에 배치되는 테스트 기판의 정렬마크의 위치를 측정하도록 구성되고, 상기 기판 핸들링 시스템은 상기 센서에 의해 측정된 상기 정렬마크의 위치로부터 상기 테스트 기판의 중심과 상기 디프레션의 중심간의 오프셋을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 기판 핸들링 시스템은, 상기 기판이 상기 기판테이블의 표면 또는 상기 디프레션의 에지와 충돌하지 않고 상기 디프레션 내측으로 들어갈 수 있도록 하기 위해, 상기 기판테이블과 실질적으로 평행한 평면에서 상기 기판이 어느 정도 병진이동되어야 하는지를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 기판 핸들링 시스템은 상기 평면에서의 상기 병진이동의 결과치로부터 상기 기판과 상기 디프레션간의 오프셋을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제26항에 있어서,
    상기 기판 핸들링 시스템은 상기 갭의 측정치들을 이용하여 상기 기판의 중심을 결정하고, 상기 디프레션의 중심과 상기 상기 측정된 기판의 중심 사이에서 상기 기판의 오프셋을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 기판의 중심을 프리얼라이너에서 측정하도록 구성되는 상기 프리얼라이너를 더 포함하고, 상기 기판 핸들링 시스템은 상기 기판의 공칭 중심과 상기 프리얼라이너에서 측정된 상기 기판의 중심 사이에서 센터링 오프셋을 상기 프리얼라이너에서 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 기판 핸들링 시스템은 전체적인 센터링 오프셋을 얻기 위하여 상기 기판의 오프셋과 상기 센터링 오프셋을 조합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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