KR20060104924A - 리소그래피 장치, 침지 투영장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

리소그래피 장치, 침지 투영장치 및 디바이스 제조방법 Download PDF

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Abstract

리소그래피 장치는, 기판을 잡아주기 위한 기판테이블 및 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟부상으로 투영하기 위한 투영시스템을 포함한다. 상기 리소그래피 장치는, 기판과 투영시스템의 최종 렌즈요소 사이에 유체를 공급하기 위한 유체공급시스템 및 상기 유체공급시스템의 위치를 제어하기 위한 위치제어기를 더 포함한다. 위치제어기는, 기판의 위치 양이 제공되어, 기판의 위치 양에 위치 오프셋을 부가함으로써 액체공급시스템의 원하는 위치를 결정하고, 상기 원하는 위치에 따라 액체공급시템을 위치시키도록 구성된다. 상기 위치 양은, 기판테이블의 위치 및/또는 회전 위치, 및/또는 기판 높이의 높이 함수를 포함할 수 있다.

Description

리소그래피 장치, 침지 투영장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS, IMMERSION PROJECTION APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
이하, 대응되는 참조부호들이 대응되는 부분을 나타내는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 예시의 방법으로 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸 도;
도 2 및 3은 종래기술의 리소그래피 투영장치에 사용되는 액체공급시스템을 나타낸 도;
도 4는 또 다른 종래기술의 리소그래피 투영장치에 따른 액체공급시스템을 나타낸 도;
도 5는 또 다른 종래기술의 리소그래피 투영장치에 따른 액체공급부를 나타낸 도;
도 6은 본 발명에 따른 리소그래피 장치의 액체공급시스템 및 기판테이블을 나타낸 도;
도 7은 본 발명에 따른 기판테이블과 액체공급시스템 및 액체공급시스템을 위치시키기 위한 제어 디바이스의 개략도;
도 8a-f는 본 발명에 따른 리소그래피 장치, 방법 및 투영장치의 실시예들의 플로우 다이어그램;
도 9a-d는 도 8a-d의 플로우 다이어그램에 따른 예시들을 나타낸 도이다.
본 발명은 리소그래피 장치, 침지 투영장치 및 디바이즈 제조방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판, 통상적으로는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 예에서, 대안적으로는 마스크 또는 레티클이라 지칭되는 패터닝장치가 IC의 개별층상에 형성될 회로 패턴을 생성시키는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘웨이퍼)상의 (예를 들어, 1 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상에 전사(transfer)될 수 있다. 통상적으로, 패턴의 전사는 기판상에 제공되는 방사선 감응재(레지스트) 층상으로의 이미징(imaging)을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 전체패턴을 한번에 타겟부상에 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. 패턴을 기판상에 임프린팅(imprint)함으로써 패터닝장치로부터 기판상으로 패턴을 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 더욱 작은 피처들을 이미징할 수 있다는 데에 있다. (또한, 액체의 효과는 상기 시스템의 유효 개구수(NA)를 증가시키며 또한 초점심도를 증가시키는 것으로도 간주될 수 있다.) 고체 입자들(예를 들어, 쿼츠(quartz))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 미국특허 제 4,509,852호 참조)은, 스캐닝 노광 중에 가속되어야만 하는 많은 양의 액체(large body of liquid)가 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, 액체공급시스템이, 액체한정시스템(liquid confinement system)을 사용하여, 단지 기판의 국부적인 영역에 그리고 투영시스템의 최종요소와 기판 사이에 액체를 제공하도록 하는 것이다(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 유입구(IN)에 의하여, 예 를 들어 최종요소에 대한 기판의 이동방향을 따라 기판상으로 공급되며, 투영시스템 아래를 통과한 후에는 1이상의 유출구(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 유입구(IN)를 통하여 공급되고 저 압력 소스에 연결된 유출구(OUT)에 의하여 요소의 다른 측상에서 흡수되는 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종요소에 대한 기판의 이동방향을 따라 공급되나, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 최종요소 주위에 위치된 유입구들 및 유출구들의 방위 및 개수는 다양할 수 있으며, 도 3에는 양쪽에 유출구를 갖는 유입구의 4개의 세트들이 최종요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되는 일례가 예시되어 있다.
제안되어 온 또 다른 해법은 액체공급시스템에, 투영시스템의 최종 요소와 기판테이블 사이 공간의 경계부의 적어도 일부를 따라 연장되는 시일부재를 제공하는 것이다. 이러한 해법이 도 4에 예시되어 있다. 상기 시일부재는 Z방향(광학 축선 방향)으로 얼마간의 상대적인 움직임이 있다 하더라도, XY 평면에서 투영시스템에 대해 실질적으로 정지되어 있다. 시일부재와 기판 표면간에는 시일(seal)이 형성된다. 시일은 가스 시일과 같은 무접촉 시일인 것이 바람직하다. 가스 시일을 이용한 이러한 시스템은, 본 명세서에서 인용 참조된 유럽특허출원 제03252955.4호에 개시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같은 또 다른 해법에서는, 저장소(reservoir;10)가 투영시스템의 이미지 필드 주위의 기판에 대해 무접촉 시일(contactless seal)을 형성 하여, 액체가 한정되도록 함으로써 투영시스템의 최종요소와 기판 표면 사이의 공간을 채울 수 있도록 한다. 상기 저장소는 투영시스템(PL)의 최종요소 아래 및 그를 둘러싸도록 위치되는 시일부재(12)에 의하여 형성된다. 액체는 투영시스템 아래의 그리고 시일부재(12)내의 공간으로 보내진다. 시일부재(12)는 투영시스템의 최종요소의 약간 위로 연장되고, 액체 레벨은 최종요소 위로 상승되어 액체의 버퍼가 제공된다. 시일부재(12)는, 상단부가 투영시스템 또는 그것의 최종요소의 형상과 밀접하게 순응하며, 예를 들어 둥근형태를 가질 수 있는 내주부를 갖는다. 저부에서, 내주부는 이미지 필드의 형상, 예를 들어 반드시 그러해야 하는 것은 아니나 직사각형과 밀접하게 순응한다.
액체는 시일부재(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이에서 가스 시일(16)에 의하여 저장소내에 한정된다. 가스 시일은 가스, 예를 들어 공기 또는 합성 공기에 의하여 형성되며, 특정한 경우에는, 소정 압력하에서 유입부(15)를 통해 시일부재(12)와 기판 사이의 갭으로 제공되고 제1유출부(14)를 통해 추출되는 N2 또는 여타 불활성 가스에 의하여 형성된다. 가스 유입부(15)상의 과도압력, 제1유출부(14)상의 진공 레벨 및 갭의 기하학적 구조는, 액체를 한정하는 안쪽으로의 고속 공기 유동이 존재하도록 구성된다.
유럽특허출원 제03257072.3호에는, 트윈 또는 듀얼 침지 리소그래피장치의 아이디어가 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2개의 스테이지가 제공된다. 제1위치의 스테이지로는 침지액체 없이 레벨링 측정(leveling measurement)들이 수행되고, 침지 액체가 존재하는 제2위치의 스테이지로는 노광이 수행된다. 대안적으로, 상기 장치는 단 하나의 스테이지를 가질 수도 있다.
최신 기술에 따르면, 액체공급시스템은 공기 베어링에 의하여 기판에 대해 안내될 수도 있다. 상기 공기 베어링은 기판에 대한 액체공급시스템의 안내를 제공하며 액체공급시스템 또는 적어도 그것의 저장소와 기판의 표면간의 소정의 거리를 제공한다.
해당 기술에서 알려진 대안은 공기 베어링에 의한 안내 대신에 액추에이터를 이용하여 액체공급시스템을 위치시키는 것이다. 상기 액추에이터는, 통상적으로 액체공급시스템의 위치설정을 제공하는 제어 디바이스에 의해 구동된다. 작동시, 기판은 그것의 표면이 리소그래피 장치의 투영시스템의 초점평면에서 유지되도록 위치된다. 그러므로, 최신기술에 따르면, 액체공급부는 액체공급시스템(또는 적어도 그것의 저장소)과 초점평면간의 사전결정된 갭을 남기도록 초점평면에 대해 특정 높이에 위치된다. 기판은 그것의 표면이 초점평면과 가능한 한 양호하게 일치하도록 위치되나, 기판의 표면과 액체공급시스템 또는 적어도 그것의 저장소간에 소정 거리를 초래하며, 이는 초점평면과 액체공급시스템(또는 그것의 저장소)간의 갭과 실질적으로 같다.
상술된 바와 같이, 액체공급시스템의 위치설정과 연관된 문제는 기판의 비평탄성으로 인해 발생된다. 기판의 비평탄성에 대처하기 위해, 기판테이블 및 그것의 위치설정시스템은 기판을 틸팅(tilt)하여, 특정 순간에 조명될 기판의 일부를 초점내에 국부적으로 유지시킴으로써, 국부적으로 투영시스템의 초점평면과 가능한 한 양호하게 일치하도록 구성되는 최신기술에 따라 이루어진다. 하지만, 액체공급시스템의 크기는 투영시스템에 의하여 조사될 기판의 타겟부보다 현저히 더 크다. 그 결과, 액체공급시스템의 에지와 기판의 표면간의 거리가 크게 변화될 수 있으며, 실제 구현시, 30㎛ 크기 정도의 변화가 관측되었다. 액체공급시스템과 기판의 표면간의 이러한 변화는 기판에 대한 액체공급시스템의 충돌(crash)을 야기하거나, 침지액체의 누출을 야기하는 너무 큰 거리를 생성시킬 수도 있다.
상기 악영향 이외에도, 기판의 에지에 추가적인 문제가 발생될 것이다. 통상적인 상태의 기술 구현에 있어, 기판은 기판테이블상에 위치될 때 센서들, 클로징 디스크(closing disc)들 등을 포함할 수 있는 구조체에 의해 둘러싸인다. 상술된 바와 같이, 액체공급시스템의 크기는 특정 순간에 조사될 기판 타겟부의 크기보다 현저히 더 클 수도 있다. 따라서, 에지 부근에 있는 기판의 일 부분이 조사될 경우, 액체공급시스템은 기판테이블상에 위치될 때 기판을 둘러싸는 구조체(들)과 부분적으로 오버랩될 것이다. 따라서, 기판 두께의 공차는 둘러싸는 구조체와 기판 표면간의 높이 차를 초래하여, 조사될 기판의 타겟부와 액체공급시스템간의 거리보다 크거나 작을 수 있는, 둘러싸는 구조체와 액체공급시스템간의 거리를 발생시킨다. 이는, 상술된 거리 편차와 유사하게, 너무 작은 거리의 경우에는 충돌을 야기하고 너무 큰 거리의 경우에는 침지액체의 누출을 가져올 수 있다.
본 발명의 목적은 액체공급시스템을 위한 위치설정을 개선시키는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블, 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하도록 구성된 투영시스템, 기판과 투영시스템 하류의 단부 사이에 유체를 공급하도록 구성된 유체공급시스템, 및 상기 유체공급시스템의 위치를 제어하기 위한 위치제어기를 포함하는 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 기판의 위치의 양은 상기 위치제어기로 제공되고, 상기 위치제어기는 상기 기판의 위치 양에 위치 오프셋을 더하여 액체공급시스템의 원하는 위치를 결정하고 상기 원하는 위치에 따라 상기 액체공급시스템을 위치키도록 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블, 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하도록 구성된 투영시스템, 기판과 투영시스템 하류의 단부 사이에 유체를 공급하도록 구성된 유체공급시스템, 및 상기 유체공급시스템의 위치를 제어하기 위한 위치제어기를 포함하는, 빔을 기판상으로 투영하기 위한 침지 투영장치가 제공되며, 상기 기판의 위치의 양은 상기 위치제어기로 제공되고, 상기 위치제어기는 상기 기판의 위치 양에 위치 오프셋을 더하여 액체공급시스템의 원하는 위치를 결정하고 상기 원하는 위치에 따라 상기 액체공급시스템을 위치키도록 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 투영시스템에 의하여, 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계, 유체공급시스템에 의하여 기판과 상기 투영시스템 하류의 단부 사이로 유체를 공급하는 단계, 및 상기 유체공급시스템의 위치를 제어하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공되며, 상기 방법은, 상기 기판의 위치의 양을 얻는 단계, 상기 기판의 위치의 양에 위치 오프셋을 더하여 상기 액체공급시스템의 원하는 위치를 결정하는 단계, 및 상기 원하는 위치에 따라 상기 액체공급시스템을 위치설정하는 단계를 더 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피장치를 개략적으로 나타내고 있다. 상기 장치는;
- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 콘디셔닝하도록 구성된 조명시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝장치(MA)(예를 들어, 마스크)를 지지하고, 특정 파라미터에 따라 패터닝장치를 정확히 위치시키도록 구성된 제1위치설정장치(PM)에 연결된 지지구조체(예를 들어, 마스크테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 잡아주고, 특정 파라미터에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제2위치설정장치에 연결된 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼테이블)(WT); 및
- 패터닝장치(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 1이상의 다이를 포함)상으로 투영하도록 구성된 투영시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈)(PS)을 포함한다.
조명시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소, 또는 그들의 조합과 같은 다양한 종류의 광학구성요소를 포함할 수도 있다.
지지구조체는, 패터닝장치의 무게를 지지, 즉 지탱한다. 그것은, 패터닝장치 의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝장치가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 여타 조건들에 따르는 방식으로 패터닝장치를 유지시킨다. 상기 지지구조체는 패터닝장치를 잡아주기 위하여 기계적 클램핑, 진공 클램핑, 정전기적 클램핑 또는 여타 클램핑 기술들을 사용할 수 있다. 지지구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지구조체는 패터닝장치가, 예를 들어 투영시스템에 대해 원하는 위치에 자리할 수 있도록 할 수도 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 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 피처들 또는 소위 어시스트 피처들을 포함한다면, 방사선 빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의해야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같이 타겟부에 생성되는 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다.
패터닝장치는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝장치의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례에서는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채용하며, 그 각각은 입사하 는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 상기 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의하여 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광방사선에 대해, 또는 침지 유체(immersion fluid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자에 대하여 적절하다면, 굴절광학시스템, 반사광학시스템 및 카타디옵트릭시스템, 자기광학시스템, 전자기광학시스템 및 정전기광학시스템 또는 그들의 조합을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 "투영렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과마스크를 채택하는) 투과형이다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울 어레이를 채용하거나 반사형 마스크를 채용하는) 반사형으로 구성될 수도 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수스테이지" 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 리소그래 피 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 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 각도 세기 분포를 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(B)은 지지구조체(예를 들어, 마스크테이블(MT))상에서 유지되어 있는 패터닝장치(예를 들어, 마스크(MA))상에 입사되며, 패터닝장치에 의해 패터닝된다. 상기 방사선 빔(B)은, 마스크(MA)를 가로질러 투영시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제2위치설정장치(PW) 및 위치센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더(linear encoder) 또는 캐퍼서티 센서(capacitive sensor))의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이 와 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(B)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 행정 액츄에이터에만 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 결정될 수도 있다. 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 6은 본 발명에 따른 리소그래피 장치 일부의 상세도를 나타내고 있다. 특 히, 도 6은 투영시스템(PS)의 일부, 메트롤로지 프레임(MF)(기계적 기준으로서의 역할을 함), LS로 표시된 액체공급시스템, 기판테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 및 WS-SS로 나타낸 웨이퍼 스테이지 짧은 행정 구조체를 개략적으로 나타내고 있다. 기판(W)의 둘러싸는 구조체는 TIS(Transmission Image Sensor), 클로징 디스크(CD) 등과 같은 여타 둘러싸는 요소들과 기판(W)간의 갭을 커버링하는 커버 플레이트(CP)에 의하여 형성된다. 기판(W)은 그것의 표면의 타겟부(TP)가 투영시스템(PS)을 통해 조명되도록 위치된다. 액체공급시스템(LS)은 투영시스템(PS)(보다 정확하게는 투영시스템(PS)의 최종 투영렌즈)과 기판(W) 표면의 일부 사이에 침지액체를 제공한다. 도 6은 정확한 스케일로 그려진 것은 아니며 개략적으로 표현된 것이라는데 유의해야 한다. 따라서, 다양한 요소들간의 거리 및 그것의 비율은 물리적인 실제(physical reality)와 대응될 수 없다. 나아가, 상기 설명에서는 액체공급시스템(LS)이 상술되었으나, 일반적으로 이러한 액체공급시스템은 액체 및 가스를 포함하는 어떠한 종류의 유체도 공급할 수 있으므로, 상기 액체공급시스템은 보다 일반적인 용어로 말하여 유체공급시스템으로 취급될 수도 있다. 따라서, 본 명세서에서 언급되는 침지액체를 대신하여, 액체 및 가스를 포함하는 어떠한 적합한 유체도 적용될 수 있다.
상술된 바와 같이, 기판테이블(WT)은 기판(W)의 타겟부(TP)가 가능한 한 투영시스템(PS)의 초점평면과 일치하게 기판(W)의 타겟부(TP)를 위치시키도록 위치된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액체공급시스템은, 도 6에 나타낸 바와 같이 투영시스템에 대해 틸팅되어, 기판테이블(WT)과 그에 따른 기판(W)의 틸팅을 따라 가도록 한다. 이러한 장점이 있는 본 실시예에서는 액체공급시스템(LS)이 틸팅되어 기판테이블(WT)을 틸팅시키므로, 기판(W)의 표면과 액체공급시스템(LS)간의 갭이 충분히 일정하게 유지되어, 누출을 야기할 수 있는 액체공급시스템 일 측면에서의 매우 큰 갭은 회피하는 동시에, 액체공급시스템과 기판간의 충돌을 야기할 수 있는 액체공급시스템의 다른 측면에서의 너무 작은 갭도 회피할 수 있다. 본 발명에 따르면, 액체공급시스템을 위치설정하는 여타 기준 또는 추가 기준이 틸팅에 부가되거나 또는 그를 대신하여 적용될 수도 있다. 그 예시들에 대해서는 아래에 후술될 것이다.
이하, 본 발명에 따른 리소그래피 장치의 작동에 대해 도 7을 참조하여 설명될 것이다.
도 7은, 도 6을 참조하여 기술 및 설명된 것과 동일할 수도 있는 투영시스템(PS), 액체공급시스템(LS), 기판(W) 및 기판테이블(WT)을 개략적으로 나타내고 있다. 기판테이블(WT)의 위치, 보다 정확하게는, 예를 들어 메트롤로지 프레임(MF) 또는 투영시스템(PS)에 대한 기판테이블 짧은 행정(WS-SS)의 위치는, 기판테이블(WT)의 위치를 감지하기 위한 위치센서(PS), 및 액추에이터(도시 안됨)를 구동시켜 기판을 위치설정하기 위한 기판테이블 위치제어기(CONW)를 포함하는 위치제어 루프에 의하여 제어된다. 본 실시예의 상기 제어기(CONW) 및 위치센서(PS)는 폐쇄 루프 제어 루프를 형성한다. 위치 세트포인트(SETW)는 제어 루프로 제공되어, 세트포인트, 즉 기판테이블(WT)에 대한 원하는 위치를 제공한다. 위치 세트포인트는, 유리 한 실시예에서, 기판(W)의 레벨(높이) 맵을 결정하여, 그것의 복수의 위치에서 기판(W)의 높이를 측정함으로써 결정될 수도 있다. 이하, 높이 맵은, 조사될 기판 타겟부의 위치가 투영시스템(PS)의 초점평면과 가능한 한 양호하게 매칭될 수 있도록 기판(W)을 위치시키기에 적합한 세트포인트를 결정하는데 사용될 수 있다. 기판(W)의 이러한 위치설정은 수직방향, 예를 들어 (도 7에 나타낸) z-방향으로의 병진운동과 관련되어 있을 수 있고, 및/또는 그에 대해 수직한 평면, 따라서 투영시스템의 초점평면과 실질적으로 평행하거나 및/또는 투영시스템의 광학축선에 수직한 축선을 중심으로 하는 것이 유리한 평면에 대한 기판의 틸팅과 관련되어 있을 수도 있다. 또한, 도 7은 액체공급시스템의 위치를 제어하기 위한 위치제어기를 나타내고 있다. 본 실시예에서 위치제어기는, 액체공급시스템의 위치를 결정하기 위한 위치센서(PSL) 및 액추에이터(도시 안됨)를 구동하여 액체공급시스템을 위치설정하기 위한 제어기(CONL)를 포함한다. 이 실시예에서 본 발명에 따른 위치제어기의 유리한 실시예에 포함되는 위치센서(PSL) 및 제어기(CONL)는 폐쇄 루프 제어 루프를 형성한다. 본 발명에 따르면, 세트포인트, 따라서 액체공급시스템의 원하는 위치가 기판의 위치 양에 소정의 오프셋을 더함으로써 결정된다. 위치 오프셋은 도 7에 PO에 의해 개략적으로 나타나 있다. 위치 오프셋은 기판테이블에 대해 세트포인트(SRTW)를 생성시키기 위한 세트포인트 생성기에 의해 제공되는 위치 양(PQ)에 부가된다. 위치 양은 기판 또는 기판테이블의 틸팅을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 틸팅은 투영시스템의 초점평면에 대해 이루어진다. 이러한 틸팅의 장점들에 대해서는 상술되었다. 나아가, 기판테이블의 위치 양(PQ)은 투영시스템의 초점평면에 수직한 방향, 따라서 Z-방향으로의 기판테이블의 위치를 포함할 수도 있다. 이것은, 예를 들어, 몇몇 측정들에 대해 기판의 표면이 포커스로부터 벗어나도록 하고 액체공급시스템(LS)과 기판(W) 사이에 너무 크거나 작은 갭을 회피하기 위하여, 작동중에 기판테이블이 상기 축선과 적어도 부분적으로 일치하는 방향으로 이동되는 몇몇 측정들 및/또는 조사들을 위해 유용할 수도 있다. 상기 오프셋은 (투영시스템의 초점평면에 실질적으로 수직한 방향으로의) 변위를 포함할 수도 있으나, 틸팅을 포함할 수도 있다. 오프셋이, 예를 들어 변위를 포함하는 경우에, 기판의 위치 양은 변위 및 틸팅을 포함하여, 액체공급시스템이 본 발명의 일 실시형태에 따라 기판에 대해 수직하게(예를 들어, Z-방향으로) 오프셋되는 한편, 기판의 틸팅이 이어져, 도 6을 참조로하여 설명된 유리한 효과들을 얻도록 위치될 수 있다. 또한, 오프셋은 스캐닝 속도 또는 스캐닝 방향과 같은 파라미터들에 종속적일 수도 있다는데 유의해야 한다. 예컨대, 위치 오프셋은, 예를 들어, 스캐닝 방향 및/또는 속도의 종속적인 Z-방향으로의 틸팅 또는 오프셋을 포함할 수도 있다. 이러한 오프셋은 스캐닝 프로세스에 의하여 야기되는 유체 경계부의 변형을 보상함으로써 유체의 제어를 촉진할 수도 있다.
일 실시예에서, 위치 오프셋은 기판의 스캔시 실질적으로 고정된 오프셋 값을 포함하여, 기판(W) 표면의 액체공급시스템(LS)이 정확하게 따르도록 하는 동시에, 위치 종속적 오프셋에 대한 복잡한 계산 등을 방지한다. 실질적으로 고정된 오프셋 값은 Z-방향, 따라서 투영시스템의 초점평면에 수직한 방향으로의 실질적으로 고정된 오프셋 값을 포함하여, 액체공급시스템과 기판간의 사전결정된 고정 갭을 보장한다. 이러한 유리한 실시예는 회전 위치를 포함하는 위치 양과 조합되어, Z-방향으로의 오프셋, 따라서 Z-방향으로의 갭을 제공하는 한편, 액체공급시스템에 의한 기판테이블의 틸팅이 이어지도록 하여 액체공급시스템과 마주하는 기판 일 부분의 표면에 걸쳐 평균화된 고정 차뿐 아니라 액체공급시스템 에지에서의 갭의 차이를 가능한 한 많이 제거하도록 하는 것이 유리하다. 다시 말해, 위치 양은 Z 축선에 수직한 X 및 Y 축선 주위의 회전 위치들을 포함하는 한편; 상기 Z 축선 자체가 고정되도록 유지시킨다. 따라서, 액체공급시스템과 마주하는 기판 일 부분의 표면과 액체공급시스템간의 거리가 Z-방향으로 일정하게 유지되는 한편, 액체공급시스템이 기판테이블의 틸팅에 뒤따른다. 이러한 방식의, 웨이퍼상의 국부적인 틸트 변화는 액체공급시스템 에지에서의 갭의 변화를 발생시키지 않는다. 액체공급시스템과 기판간의 상대적인 Z-간격은 일정하게 유지되고, 액체공급시스템에 의해 기판의 큰 (평균적인) 전체 Rx/Ry 틸트만이 이어진다. 작은 슬릿과 연관되어 있지만, 높은 빈도의 기판 토폴로지는 액체공급시스템에 의해 트랙킹(track)되지 않는데, 이는 슬릿(대략, 20*32mm)보다 훨씬 더 큰 크기를 갖는 액체공급시스템(대략, 100*100mm)의 큰 갭 변화를 발생시키기 때문이다.
투영 오프셋이 기판의 스캔시 실질적으로 고정된 오프셋 값을 포함하는 유리한 실시예에서는, 공칭 오프셋 값에 기판의 두께 파라미터의 적어도 일부를 부가함으로써 실질적으로 고정된 오프셋 값이 기판에 대해 결정된다. 이러한 방식에서, 보다 두꺼운 기판이 기판테이블에 대해 낮은 세트포인트를 발생시키며, 따라서 액 체공급시스템과 기판테이블간에 보다 작은 갭을 발생시키는 경우에서와 같이, 위치 양이 Z-방향으로의 기판테이블의 위치를 포함하는 경우 보상이 제공된다. 이러한 영향을 보상하기 위하여, 기판의 두께 파라미터의 적어도 일부가 공칭 오프셋 값에 부가될 수도 있으며, 따라서, 보다 두꺼운 기판의 경우에는, 예를 들어 Z-방향으로의 오프셋을 증가시키는 한편, 보다 얇은 기판의 경우에는 오프셋을 감소시킬 수 있다. 이러한 유리한 실시예는 두꺼운 기판뿐 아니라 얇은 기판에 대해서도 액체공급시스템과 기판간에 보다 균등한 갭을 생성시킨다. 실제 실시예에서는, 기판의 두께 파라미터가 중간값, 예를 들어 기판의 최소 두께와 최대 두께의 평균값을 포함한다.
위치제어기는 기판의 스캔시 유체공급시스템을 고정된 위치에서 유지시키도록 구성될 수도 있다. 이 유리한 실시예에서, 기판의 위치 양은 투영시스템의 초점평면에 대해 수직한 방향, 따라서 Z-방향으로의 기판테이블의 평균 위치를 포함할 수도 있다. 스캔시 액체공급시스템은 투영시스템에 대해 이동하지 않는다는 장점이 있다. 따라서, 액체공급시스템의 이동에 의한 교란력(disturbing force)이 투영시스템, 및 메트롤로지 프레임과 같은, 투영시스템이 연결될 수 있는 기준부로 전달되지 않을 것이다. 따라서, 상기 교란력에 의한 어떠한 위치 부정확성 및 투영 부정확성이 회피될 수 있다. 스캔시 액체공급시스템의 변위들의 결과로서 메트롤로지 프레임(MF)상에 제한된 힘만 작용하거나 또는 전혀 힘이 작용하지 않는다는 추가적인 장점이 있다. 실제 실시예에서, 액체공급시스템을 위치시키기 위한 액추에이터(들)는 메트롤로지 프레임(MF)을 기준으로 작용하여, 액체공급시스템을 변위시키거 나 그렇지 않으면 액추에이터를 작동시키는 경우 메트롤로지 프레임(MF)에 반응력을 야기시킬 수도 있다.
유리한 추가 실시예에서, 위치제어기는 액체공급시스템의 하부 에지와 기판 표면간의 순간 거리(momentary distance)를 결정하도록 구성된다. 또한, 이 실시예에서 위치제어기는 상기 거리가 사전결정된 바람직한 거리 범위의 극한에 다다를 경우 임시적으로 오프셋을 조정하도록 구성된다. 원하는 거리 범위는, 액체공급시스템과 기판간의 최소 안전거리를 제공하는 최소거리를 보장하는 한편, 잠재적으로 누출과 같은 문제들을 야기할 수 있는 값을 초과하는 거리(따라서 액체공급시스템과 기판간의 갭)을 초과하지 않는 최대거리를 보장하도록 설정될 수도 있다. 순간 거리는 어떠한 유형의 거리 측정 디바이스를 이용하더라도 결정될 수 있는데, 일 실시예에서는 기판 또는 기판테이블의 위치와 액체공급시스템의 위치간의 차이로부터 순간 거리가 결정된다. 이러한 방식으로, 본 실시예의 위치제어기는 거리가 사전결정된 원하는 범위의 극한에 다다르는 경우에만 오프셋을 조정하도록 사용되기 때문에, 간단한 위치제어기가 구현될 수 있다.
또 다른 유리한 실시예에서, 위치제어기는 액체공급시스템과 기판간의 거리를 결정하고, 상기 거리가 사전결정된 안전거리의 범위를 초과하는 경우에는 경고 메시지를 발생시키도록 구성된다. 상기 경고 메시지들은 컴퓨터 네트워크에서의 디지털 코드를 포함하는 여하한의 종류의 메시지뿐 아니라 여하한의 종류의 광학적 또는 음향적 경고나 여타 표시(indication)를 포함할 수도 있다. 따라서, 사전결정된 안전거리의 범위가 초과되는 경우 안전 메시지가 발생된다.
추가 그룹의 실시예들이 도 8 및 도 9를 참조하여 설명될 것이다. 이들 실시예에서, 위치설정된 양은 기판 높이의 높이 함수(height function)를 포함한다. 이러한 높이 함수는 기판상의 각 부분에 대한 각각의 높이를 포함하는 테이블로 이루어지거나, 또는 기계적 함수를 포함할 수도 있다. 상기 높이라는 용어는 상술된 바와 같이 Z 축선에 대해 실질적으로 평행한 방향으로의 상기 기판테이블상에 위치되는 기판 표면의 레벨로서 이해되어야 한다. 상기 높이 함수는 실제 실시예들에 있어 각각의 기판에 대해 여하한의 방식으로 결정되는데, 이는 투영시스템의 초점과 가능한 한 일치하도록 기판 타겟부를 위치설정하는 기판테이블의 최적의 위치를 결정하는데 필요한 것이다. 이하, 이 그룹의 실시예들에 포함되는 몇몇 유리한 실시예들에 대해 기술될 것이다.
도 8a에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서는 위치제어기가 단계 800에서 높이 함수에 의하여 액체공급시스템으로 덮히는 기판 표면의 일부에 걸쳐 최적의 피팅 평면(fitting plane)을 결정하도록 구성된다. 그 다음, 단계 801에서는 최적의 피팅 평면의 높이에 사전결정된 높이를 부가함으로써 액체공급시스템의 원하는 위치가 결정된다. 사전결정된 높이는, 높이가 30-150㎛ 범위내에 있을 수 있는 기판의 표면이 완전히 편평한 경우에, 최적의 높이에 대응되는 높이 오프셋을 포함하는 여하한의 오프셋을 포함하는 것이 유리하다. 이러한 방식으로, 액체공급시스템과 기판간의 갭이 가능한 한 최적의 값으로 일정하게 유지된다. 이 실시예는 도 9a에 보다 상세히 나타나 있으며, 여기서 LS는 액체공급시스템을, W는 기판의 표면을, 그리고 WBF는 기판 표면에 대한 최적의 피팅 평면을 나타낸다.
도 8a-8f 중 어느 것을 참조하여 설명되는 실시예에서, 그리고 본 명세서에서 기술된 여타 실시예의 경우에, 높이 또는 높이 차라는 용어는 투영시스템의 초점평면에 대해 실질적으로 수직한 축선을 따르는 위치 또는 위치 차로서 이해되어야 한다. 또한, 최적의 피팅 평면의 높이뿐 아니라 최적 피팅 평면의 국부적인 틸트도 결정 및 사용될 수 있다는데 유의해야 한다. 이는, 도 8a의 실시예들뿐 아니라 여타 실시예들에 대해서도 적용가능하며, 특히 도 8b-8f의 실시예들로만 제한되지 않는다.
일 실시예에서는, 위치설정된 제어기가, 단계 810에서 높이 함수에 의하여, 액체공급시스템에 의해 커버링된 기판 표면의 일부에 걸쳐 높이 함수의 최소 값을 포지티브하게 유지하는 평면을 결정하도록 구성된다. 그 다음, 단계 811에서는, 높이 함수의 최소 값을 포지티브하게 유지시키는 평면에 사전설정된 높이를 부가시킴으로써 액체공급시스템의 원하는 위치가 결정된다. 따라서, 도 8a를 참조하여 설명된 바와 같이 상기 실시예의 계산과 유사한 계산이 수행되지만, 최적의 피팅 평면 대신에, 높이 함수의 최소값을 포지티브하게 유지하여, 적어도 최소의 갭을 유지하는 위치를 생성함으로써 액체공급시스템과 기판 표면간의 최소 거리를 얻는 평면이 계산된다. 이 실시예는 도 9b에 도식적으로 나타나 있으며, 여기서 WPOS는 계산된 평면으로, 높이 함수의 최소 값이 포지티브로 계산된 평면을 나타낸다.
일 실시예에서, 도 8c에 나타낸 바와 같이, 위치되는 제어기는, 단계 820에서는 높이 함수에 의하여 액체공급시스템에 의해 커버링되는 기판 표면의 일부에 걸친 높이를 합하고; 단계 821에서는 상기 합해진 높이를 액체공급시스템에 의해 커버링되는 기판 표면 일부의 표면적으로 나누어 나뉘어진 합의 높이를 얻으며, 단계 822에서는 사전결정된 높이를 나뉘어진 합의 높이에 부가함으로써 액체공급시스템의 원하는 위치를 결정하도록 구성된다. 결과적으로, 일정한 볼륨이 얻어진다. 높이를 합하는 것에 대한 대안으로서, 또한 적분(integration)을 수행하는 것도 가능하다. 이 실시예에 의하면, 액체공급시스템과 기판 사이의 갭내의 액체의 볼륨을 실질적으로 일정하게 유지시키는 액체공급시스템의 위치 및 방위가 결정된다. 도 8d를 참조하여 설명된 바와 같이, 추가 실시예에서는, 위치설정된 제어기가, 단계 830에서는 높이 함수에 의해 액체공급시스템에 의하여 커버링되는 기판 표면의 일부에 걸친 평균 높이를 결정하고, 단계 831에서는 평균 높이에 사전설정된 높이를 부가함으로써 액체공급시스템의 원하는 위치를 결정하도록 구성된다. 결과적으로, 최소의 정상 스퀴징(minimum normal squeezing)이 달성되어, 틸트는 무시하면서 탭내의 볼륨을 일정하게 유지시킨다. 이 실시예는 도 8d에 추가 예시되어 있다.
도 8e에 나타낸 바와 같은 실시예에서, 위치제어기는, 단계 840에서는 액체공급시스템에 의하여 커버링되는 기판 표면의 일부에 걸친 교란력 함수(disturbance force function)(기판과 액체공급시스템간의 거리에 종속적인 기판과 액체공급시스템간의 힘을 나타냄)을 결정하고; 단계 841에서는 높이 함수를 사용하여 액체공급시스템에 의하여 커버링되는 기판 표면 부분에 걸친 교란력 함수를 적분하고; 단계 842에서는 액체공급시스템에 의해 커버링되는 기판 표면 부분에 걸친 교란력 함수의 적분값이 일정할 수 있는 위치, 예컨대 액체공급시스템에 대한 기판의 수평방향 변위들로 이루어질 수 있는 위치로서의 액체공급시스템의 원하는 위치 를 결정한다. 이 실시예에 의하면, 기판테이블 교란력의 최소 기판이 얻어진다. 본 발명인은, 각각 기판, 기판테이블과 액체공급시스템간의 힘이 이들 부분들간의 거리, 따라서 갭에 대해, 비선형적으로(non-linearly) 크게 종속적이라는 생각을 하였다. 따라서, 이 실시예에 적용되는 바와 같은 계산에서는, 이들 비선형적 특징들이 고려된다.
도 8f에 나타낸 바와 같이 또 다른 실시예에서, 위치제어기는, 단계 850에서는 액체공급시스템에 의하여 커버링되는 기판 표면의 일부에 걸친 교란력 함수(기판과 액체공급시스템간의 거리에 종속적인 기판과 액체공급시스템간의 힘을 나타냄)를 결정하고; 단계 851에서는 높이 함수에 의하여, 교란력 함수로부터의 위치 종속 높이 오프셋을 결정하고; 단계 852에서는 액체공급시스템에 의해 커버링되는 기판 표면의 일부에 걸쳐 최적의 피팅 평면을 결정하며; 단계 853에서는 최적의 피팅 평면의 높에에 위치 종속 높이 오프셋을 부가함으로써 액체공급시스템의 원하는 위치를 결정하도록 구성된다.
도 8a-8f를 참조하여 설명된 바와 같은 실시예에서, 투영시스템에 대한 기판의 복수의 위치들에 대해 원하는 위치가 계산되어, 테이블, 함수, 레벨 맵 등의 형태로 표현될 수 있는 복수의 위치들을 생성시킨다. 상기 원하는 위치는, 기판테이블의 별개의 위치 단계들에 대해 계산될 수 있으나, 연속 함수의 형태로 표현될 수도 있다. 도 8a-8f를 참조하여 설명된 실시예들의 바람직한 위치는 액체공급시스템의 위치 및/또는 틸트를 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, 위치제어기라는 용어는, 적절한 소프트웨어 명령어들이 제공 되는, 예를 들어 마이크로컴퓨터, 마이크로프로세서 또는 여타 형태의 디지털 프로세싱 디바이스를 포함하는 여하한의 유형의 제어기를 지칭할 수도 있다. 또한, 위치제어기는 상기 기능들을 수행하기 위한 전용 전자기기와 같은 전용 하드웨어를 포함할 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 기판의 위치 양(position quantity)이라는 용어는, 예를 들어 기판 및/또는 기판테이블의 일 부분, 속도, 가속도, 기판 및/또는 기판테이블의 틸팅, 각속도 또는 각 가속도를 포함하는 여하한의 위치 관련 양을 포함할 수도 있다. 상기 위치 양은 여느 적절한 기준, 예를 들어 투영시스템, 투영시스템의 초점평면, 메트롤로지 프레임 또는 투영시스템의 다른 고정 또는 이동가능 기준에 대한 것일 수도 있다. 상기 기준은 실제하는 것(tangible)(즉, 물리적 구조체를 포함)이거나 초점평면과 같은 기계적 또는 광학적 기준을 포함할 수도 있다.
이와 마찬가지로, 액체공급시스템의 원하는 위치는 어떠한 기준에 대한 위치 및/또는 어떠한 기준에 대한 틸팅을 포함할 수 있다.
원하는 위치는 기판의 노광 개시 이전에 전체적으로 또는 부분적으로 결정될 수도 있지만, 부분적으로 또는 전체적으로 "온-더-플라이(on-the-fly)", 즉 기판테이블의 노광 및/또는 이동시에 결정될 수도 있다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 상술된 리소그래피장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 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 이해해야 한다. 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 여러 번 처리된 층들을 이미 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는, (예를 들어, 파장이 대략 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄한다.
본 명세서에서 사용되는 "렌즈"라는 용어는, 굴절 및 반사 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들 중 하나 또는 그들의 조합을 지칭할 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예들에 대해 상술하였으나, 본 발명은 설명된 것과는 달리 실행될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 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 발명은 모든 침지 리소그래피 장치에 적용될 수 있으며, 상술된 타입으로만 제한되지 않고 적용될 수 있다.
상기 설명은 예시를 위한 것으로 제한의 의도는 없다. 따라서, 당업자라면 후술되는 청구항의 범위를 벗어나지 않는 선에서, 설명된 바와 같은 본 발명에 대한 수정이 가해질 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명에 따르면, 액체공급시스템을 위한 위치설정을 개선시킬 수 있다.

Claims (19)

  1. 리소그래피 장치에 있어서,
    기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블;
    패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하도록 구성된 투영시스템;
    상기 기판과 상기 투영시스템 사이에 유체를 공급하도록 구성되는 유체공급시스템; 및
    상기 유체공급시스템의 위치를 제어하고 상기 기판의 위치 양을 입력으로서 받아들이기 위한 위치제어기를 포함하며,
    또한, 상기 위치제어기는, 상기 기판의 위치 양에 위치 오프셋을 부가함으로써 상기 유체공급시스템의 원하는 위치를 결정하고;
    상기 원하는 위치에 따라 상기 유체공급시스템을 위치시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 위치 양은 상기 투영시스템의 초점평면에 대한 기판테이블의 틸트와 관련된 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 위치 양은 상기 투영시스템의 초점평면에 수직한 방향으로의 상기 기판테이블의 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치 오프셋은 상기 기판의 스캔시 실질적으로 고정된 오프셋 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실질적으로 고정된 오프셋 값은 상기 투영시스템의 초점평면에 수직한 방향으로의 실질적으로 고정된 오프셋 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 실질적으로 고정된 오프셋 값은 공칭 오프셋 값에 상기 기판의 두께 파라미터의 적어도 일부를 부가함으로써, 기판에 대하여 결정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판의 두께 파라미터는 상기 기판의 최대 두께 및 최소 두께의 평균 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 위치제어기는 상기 기판의 스캔시 상기 유체공급시스템을 고정된 위치에서 유지시키도록 구성되고, 상기 기판의 위치 양은 상기 투영시스템의 초점평면에 수직한 방향으로의 상기 기판테이블의 평균 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 위치제어기는 또한, 상기 액체공급시스템과 상기 기판간의 순간 거리(momentary distance)를 결정하고, 상기 거리가 사전결정된 원하는 거리의 범위의 극한에 다다를 경우 상기 오프셋을 임시적으로 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 위치제어기는 또한, 상기 액체공급시스템과 상기 기판간의 거리를 결정하고, 상기 거리가 사전결정된 안전거리의 범위를 초과하는 경우 경고 메시지를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 위치 양은 기판 높이의 높이 함수를 포함하는 것을 특징으로 하 는 리소그래피 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 위치제어기는:
    상기 높이 함수에 의해, 상기 액체공급시스템에 의해 커버링되는 상기 기판 표면의 일부에 걸친 최적의 피팅 평면을 결정하고;
    상기 최적의 피팅 평면의 높이에 사전결정된 높이를 부가함으로써 상기 액체공급부의 원하는 위치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 위치제어기는:
    상기 높이 함수에 의하여, 상기 유체공급시스템에 의해 커버링되는 상기 기판 표면의 일부에 걸쳐 상기 높이 함수의 최소값을 포지티브하게 유지시키는 평면을 결정하고;
    상기 높이 함수의 최소값을 포지티브하게 유지시키는 평면에 상기 사전결정된 높이를 부가함으로써 상기 유체공급시스템의 원하는 위치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 위치제어기는:
    상기 높이 함수에 의하여, 상기 유체공급시스템에 의하여 커버링되는 상기 기판 표면의 일부에 걸친 높이를 합산하고;
    상기 합산된 높이를 상기 유체공급시스템에 의하여 커버링되는 상기 기판 표면 일부의 표면적으로 나누어 나뉘어진 합산 높이를 얻고;
    상기 나뉘어진 합산 높이에 상기 사전결정된 높이를 부가함으로써 상기 유체공급시스템의 원하는 위치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 위치제어기는:
    상기 높이 함수에 의하여, 상기 유체공급시스템에 의하여 커버링되는 상기 기판 표면의 일부에 걸친 평균 높이를 결정하고;
    상기 평균 높이에 사전결정된 높이를 부가함으로써 상기 유체공급시스템의 원하는 위치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 위치제어기는:
    상기 유체공급시스템에 의하여 커버링되는 상기 기판 표면의 일부에 걸쳐, 상기 기판과 상기 유체공급시스템간의 거리에 종속적인 상기 기판과 상기 유체공급 시스템간의 힘을 나타내는 교란력 함수를 결정하고;
    상기 높이 함수를 사용하여, 상기 유체공급시스템에 의하여 커버링되는 상기 기판 표면의 일부에 걸친 상기 교란력 함수를 적분하고;
    상기 유체공급시스템에 의하여 커버링되는 상기 기판 표면의 일부에 걸쳐 상기 적분된 교란력 함수가 일정한 위치를, 상기 유체공급시스템의 원하는 위치로 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 유체공급시스템에 의하여 커버링되는 상기 기판 표면의 일부에 걸쳐, 상기 기판과 상기 유체공급시스템간의 거리에 종속적인 상기 기판과 상기 유체공급시스템간의 힘을 나타내는 교란력 함수를 결정하고;
    상기 교란력 함수로부터 위치 종속적 높이 오프셋을 결정하고;
    상기 높이 함수에 의하여 상기 유체공급시스템에 의하여 커버링되는 상기 기판 표면의 일부에 걸친 최적의 피팅 평면을 결정하고;
    상기 최적의 피팅 평면에 상기 위치 종속 높이 오프셋을 부가함으로써 상기 유체공급시스템의 원하는 위치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  18. 기판상으로 빔을 투영하기 위한 침지 투영장치에 있어서,
    상기 기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블;
    상기 기판의 타겟부상으로 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템;
    상기 기판과 상기 투영시스템 사이에 유체를 공급하도록 구성된 유체공급시스템; 및
    상기 기판의 위치 양이 제공되고, 상기 유체공급시스템의 위치를 제어하기 위한 위치제어기를 포함하며,
    상기 위치제어기는:
    상기 기판의 위치 양에 위치 오프셋을 부가함으로써 상기 유체공급시스템의 원하는 위치를 결정하고;
    상기 원하는 위치에 따라 상기 유체공급시스템을 위치설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 침지 투영장치.
  19. 디바이스 제조방법에 있어서,
    투영시스템에 의하여, 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계;
    유체공급시스템에 의하여, 상기 기판과 상기 투영시스템 사이에 유체를 공급하는 단계; 및
    상기 유체공급시스템의 위치를 제어하는 단계로서, 상기 기판의 위치 양을 얻는 단계 및 상기 기판의 위치 양에 위치 오프셋을 부가함으로써 상기 유체공급시스템의 원하는 위치를 결정하는 단계; 및 상기 원하는 위치에 따라 상기 유체공급시스템을 위치설정하는 단계를 포함하는 상기 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징 으로 하는 디바이스 제조방법.
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