KR20070110793A - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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에릭 로엘로프 루프스트라
유스트 예뢴 오텐스
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 처리 목적을 위해 아티클을 지지하도록 구성된 아티클 지지체가 개시된다. 아티클 지지체는 아티클에 열적 안정화를 제공하기 위해 아티클 지지체 내에 열적으로 안정시키는 매질을 인도하도록 배치된 채널 구성을 포함하고, 채널 구성은 입력 채널 구조체 및 출력 채널 구조체를 포함하며, 입력 및 출력 채널 구조체들은 네스티드 구성으로 배치되고 아티클 지지체의 표면에 또는 그 부근에 제공된 미세 그리드 구조체에 의해 서로 연결된다. 또한, 아티클 지지체를 통합하는 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법이 개시된다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2는 아티클을 열적으로 안정시키는 채널 구성의 제 1 구성을 도시하는 도면;
도 3은 아티클을 열적으로 안정시키는 채널 구성의 대안적인 구성을 제공하는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 테이블에 대한 제 1 채널 구성을 예시하는 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 테이블에 대한 제 2 채널 구성을 예시하는 도면; 및
도 6 및 도 7은 채널 구조체들, 특히 도 4 및 도 5의 개략적인 단면도를 나타내는 도면이다.
본 발명은 리소그래피 처리 목적을 위해, 특히 침지 리소그래피 처리 목적을 위해 아티클(article)을 지지하도록 구성된 아티클 지지체에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
최근 발전에서, 패터닝된 빔 또는 레티클로 타겟이 될 기판과 같은 열적으로 안정적인 아티클들을 제공하는데 있어서 증가된 문제들은, 특히 침지 리소그래피의 새로운 필드 내에서 이미지 분해능(image resolution)에 대한 훨씬 많은 요건들을 지나치게 요구함에 의해 발생한다. 여기에서, 열적 안정화(thermal stabilization)는 침지 액체가 기상(vapor phase)으로 변이함으로써 열적 냉각(cooling)을 야기할 수 있기 때문에 어렵다. 따라서, 안정화될 필요가 있는 아티클 내에서 상당한 국부적 열구배(local thermal gradient)가 발생할 수 있다. 또한, 또는 대안적으로 아티클의 포토리소그래피 취급시, 타겟부들의 후속한 조명들로 인해 아티클이 고르지 않게 예열(warm up)되기 쉽다. 이 불균질(unevenness)은 아티클의 국부적 변형을 야기하는 열구배를 야기할 수 있다. 나노미터의 투영 정확성에 대해, 이는 포커스 및/또는 오버레이 오차들을 유도하는 문제점을 야기할 수 있다. 즉, 열적 변형으로 인해 기판 및/또는 레티클의 표면이 이상적인 투영 평면으로부터 멀어지도록 구부러지고(bend), 이는 포커스 손실 또는 적어도 이미지 평면의 유효한 측면 이동(effective sideways movement)을 유도하여, 오버레이 문제가 발생할 수 있다.
예를 들어, 포토리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하며, 여기에서 이 열적 문제들 중 1 이상이 다루어지고, 아티클의 개선된 열적 안정화가 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 처리 목적을 위해 아티클을 지지하도록 구성된 아티클 지지체가 제공되고, 아티클 지지체는 아티클에 열적 안정화를 제공하기 위해 아티클 지지체 내에 열적으로 안정시키는 매질(media)을 인도(guide)하도록 배치된 채널 구성(channel configuration)을 포함하며, 채널 구성은 입력 채널 구조체 및 출력 채널 구조체를 포함하고, 입력 및 출력 채널 구조체 들은 네스티드 구성(nested configuration)으로 배치되며 아티클 지지체의 표면에 또는 그 부근에 제공된 미세 그리드 구조체(fine grid structure)에 의해 서로 연결된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치가 제공되고:
방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템;
기판의 타겟부 상에 패터닝 디바이스를 이용하여 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및
패터닝 디바이스, 기판 또는 둘 모두를 지지하도록 구성된 아티클 지지체를 포함하며, 아티클 지지체는 패터닝 디바이스, 기판 또는 둘 모두에 열적 안정화를 제공하기 위해 아티클 지지체 내에 열적으로 안정시키는 매질을 인도하도록 배치된 채널 구성을 포함하고, 채널 구성은 입력 채널 구조체 및 출력 채널 구조체를 포함하며, 입력 및 출력 채널 구조체들은 네스티드 구성으로 배치되고 아티클 지지체의 표면에 또는 그 부근에 제공된 미세 그리드 구조체에 의해 서로 연결된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 침지 리소그래피 장치가 제공되고:
방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템;
기판의 타겟부 상에 패터닝 디바이스를 이용하여 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템;
기판과 투영 시스템 사이에 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급 시스템; 및
패터닝 디바이스, 기판 또는 둘 모두를 지지하도록 구성된 아티클 지지체를 포함하며, 아티클 지지체는 패터닝 디바이스, 기판 또는 둘 모두에 열적 안정화를 제공하기 위해 아티클 지지체 내에 열적으로 안정시키는 매질을 인도하도록 배치된 채널 구성을 포함하고, 채널 구성은 입력 채널 구조체 및 출력 채널 구조체를 포함하며, 입력 및 출력 채널 구조체들은 네스티드 구성으로 배치되고 아티클 지지체의 표면에 또는 그 부근에 제공된 미세 그리드 구조체에 의해 서로 연결된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한 다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한의 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다. 리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 (및/또는 2 이상의 지지 구조체)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포 의 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 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다). 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서 노광 필드의 최대 크기는, 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐 닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2 및 도 3은 기판 지지체(2)에 대한 채널 구조체(1)의 실시예들을 도시한다. 도면들로부터 알 수 있는 바와 같이, 기판 지지체(2)는 (앞서 설명된) 기판(6) 상의 타겟부들을 조명하도록 방사선의 패터닝된 빔(5)을 제공하는 (도 1에서 PS를 참조하여 앞서 설명된) 투영 시스템(4) 아래에서 척(chuch: 3)에 의해 이동된다. 이 셋업에서, 일반적으로 "웨이퍼 테이블"로서 식별되는 지지 구조체(2)는 기판(6)에 지지체의 평탄면(flat plane)을 제공하고 거기에 직접 접촉하고 있는, 통상적으로 유리 타입 또는 세라믹 재료로 만들어진 그리드 구조체이다. 통상적으로, 지지 구조체(2)는 지지 구조체(2) 또는 기판(6)의 이상적인 평탄면의 왜곡을 야기하는 오염(contamination)의 가능성을 감소시키기 위해, 접촉 영역을 제한하는 복수의 돌출부(protrusion)(도시되지 않음)를 포함한다. 도 2에서, 지지 구조체(2)에는 도 4 및 도 5를 참조하여 더 예시될 채널 구조체(1)가 제공된다. 대안적으로, 또는 가능하게는 추가적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 채널 구조체(1)는 기판 지지체(2)의 하부에 제공될 수 있으며, 이는 도 2에 도시된 바와 같은 지지 구조체(2)를 통해 기판(6)에 간접적으로 열적 커플링된다. 이러한 하부는 통상적으로 "척"(3) 또는 제 2 위치설정기(PW), 특히 도 1에 참조하여 설명된 그것의 미세 행정 모듈로서 언급된다.
도 4 및 도 5에 따르면, 매질 유입구(media flow input: 7) 및 매질 유출구(8)를 포함한 기판 지지체(2)의 실시예들이 예시되며, 유입구(7)는 입력 채널 구조체(9)(약간 어두운 구조체(light shaded structure))에 연결되고 유출구(8)는 출력 채널 구조체(10)(매우 어두운 구조체(dark shaded structure))에 연결된다. 입력 및 출력 채널 구조체(9 및 10)는 네스티드 구성(nested configuration: 서로 포개지는 형상으로서, 이하 '네스티드 구성'이라 함)으로 제공되며, 기판 지지체(2)의 표면(12) 부근에 제공되고 입력 및 출력 채널 구조체(9 및 10)를 각각 연결하는 연결 미세 그리드 구조체(connecting fine grid structure: 11)에 의해 서로 연결된다. 특히, 도 4는 네스티드 코움 구성(nested comb configuration: 서로 포개진 빗 형상으로서, 이하 '네스티드 코움 구성'이라 함)을 갖는 기판 지지체(2)를 예시한다. 이러한 구성에서, 입력 및 출력 채널들(9 및 10)은 기판 지지체 주변에 제공 되고, 각각의 주변 채널들(peripheral channel: 13)은 네스티드 코움 티쓰(nested comb teeth: 서로 포개진 빗살 형상으로서, 이하 '네스티드 코움 티쓰'라 함)로서 배치된 입력 및 출력 채널들(14)로 가지 치며(branching out), "티쓰"(14: 빗살)는 주변 채널들(13)에 대해 가로질러 배치된다. 명백함을 위해, 제한된 수의 채널들(14)로 나타낸다. 연결 미세 그리드 구조체(11)는 코움 티쓰(14)에 대해 가로질러 방위되는 실질적으로 평행한 마이크로채널들(microchannel: 15)에 의해 형성된다. 마이크로채널이라는 용어는 최대 수 mm의 간격(interspacing) 및 1 mm 보다 작의 채널 폭을 갖는 채널 구조체를 칭한다. 일 실시예에서, 300 mm 단면의 기판에 대한 기판 지지체에 대하여 1000 이상, 어떤 실시예들에서는 10000 이상의 마이크로채널이 존재할 수 있다.
간단한 계산에서, 직경 D의 원통형 채널에서의 열 흐름에 대한 열 전달(heat transfer)(H)은: H = λ * Nu / D에 의해 주어진다. 이때, λ는 (물에 대해 0.6 W/m/K인) 매질의 열 전달 계수이고, Nu는 누셀트수(Nusselt number)이며, 이는 흐름의 형태(각각 층류(laminar flow) - 난류(turbulent flow))에 따라 약 4와 약 20 사이의 범위를 갖는다. 매질은 물 또는 가스와 같은 유체일 수 있다.
난류는 보다 높은 열 전달률을 제공할 수 있지만, 그 단점은 보다 높은 압력 강하(pressure drop)로 이는 열적 안정화 매질의 유속을 제한한다. 따라서, 높은 압력 강하가 허가되지 않는 경우에 열 전송(heat transport)은 별로 효과적이지 않을 수 있다. 전형적으로, 압력 강하는 스테이지 동역학(stage dynamics) 측면에서 바람직하지 못한 진동을 포함한다. 따라서, 일 실시예에서는 층류가 사용되며, 이 때 채널의 폭(예를 들어, 직경)을 감소시킴으로써 효과적인 열 전달이 향상될 수 있다. 그러므로, 압력 강하를 제한하기 위해 연결 채널 거리(후속한 입력 및 출력 채널들 사이의 간격)가 제한될 수도 있다. 예시한 타겟 유속으로서, 연결 채널에서 출력 채널로 0.2 초 내에 열이 전송된다.
도 5는 대안적인 네스티드 채널 구조체(1)를 나타낸다. 이 실시예에서, 기판 지지체(2)에는 방사방향으로(radially) 방위된 입력 채널(9)(약간 어두운 구조체) 및 방사방향으로 방위된 출력 채널(10)(매우 어두운 구조체)의 네스티드 구성이 제공된다. 방사형(radial) 입력 및 출력 채널(9 및 10)은 각각 교번하여 배치된 동심형(concentric) 입력 및 출력 채널들(16)로 가지 친다. 연결 마이크로채널 구조체는 각각 동심형 입력 및 출력 채널(9 및 10)에 대해 가로질러 방위되는 방사방향으로 방위된 채널들(17)을 포함한다.
도 4 및 도 5에 나타낸 채널 구조체는 2 개의 실시예들에 대한 다음의 예시적인 치수들에 따라 구성될 수 있다:
기판 지지체에 대한 채널들의 개수: 1200, 대안적으로는 15000
연결 채널들의 길이: 75 mm, 대안적으로는 6 mm
연결 채널들의 단면 치수들: 0.3 x 0.3 mm, 대안적으로는 0.2 x 0.05 mm
매질(물)의 유속: 0.4 m/s
열 전달: 8000 W/m2K
압력 강하: 0.12 bar, 대안적으로는 0.14 bar
도 6 및 도 7은 채널 구조체들, 특히 도 4 및 도 5에 예시된 구조체들의 개략적인 단면도이다. 도 6에 도시된 실시예를 참조하면, 채널 구조체(1)는 함께 접합(bond)되는 층상 구조체(layered structure: 18)를 제공함으로써 지지 구조체(2)로 통합될 수 있다. 접합된 층들(19 또는 21) 중 하나 또는 둘 모두에서, 접합 구성으로 덕트(duct)를 형성하도록 채널 레이아웃(layout)이 제공될 수 있다. 예시된 단면도에서는 입력 및 출력 흐름 채널(flow channel: 9 및 10)이 기판 지지체(2)에서 교번하는 방식으로 제공된다. 흐름 채널들(9 및 10)은 미세 그리드 구조체(11)에 의해 연결된다. 선택적으로, 도 6에 나타낸 바와 같이, SiSic 또는 SiC와 같은 열적으로 도전성인 재료(thermally conductive material)의 일 실시예에서 커버링 층(covering layer: 19)이 존재한다. 도 7에서는, 커버링 층이 존재하지 않고, 조사될 기판(20)의 하부 측면에 의해 열적으로 안정시키는 매질의 상부 한정(upper confinement)이 제공된다. 도 6을 참조하면, 일 실시예에서 미세 그리드 구조체(11)는, 구조체(11)를 통해 흐르는 열적 안정화시키는 매질에 최적 열 전송이 제공될 수 있도록 커버링 층(19)에 제공된다.
도면들에서 상세히 나타내지는 않지만, 미세 그리드 구조체(11)의 몇몇 실시예들, 특히 도 4 및 도 5에서 상세하게 설명된 마이크로채널 구조체가 실현 가능(feasible)하다. 예를 들어, 입력 채널 구조체(9)로부터 출력 채널 구조체(10)로 누수(leak)가 제공되는 거친 표면(roughened surface)인 다공성 구조체(porous structure)가 제공될 수 있다. 미세 그리드 구조체(11)는 내부 버얼 구조체(internal burl structure)에 의해 제공될 수 있다. 이러한 구조체는 기판 지지 체의 더 낮고 더 높은 벽들을 이격(space)하는 복수의 간격 핀(spacing pin) 또는 버얼에 의해 특성화될 수 있다. 더 높은 벽은 기판 지지체(2)의 표면부(12)를 형성할 수 있는 반면, 더 낮은 벽은 입력 및 출력 채널 구조체(9 및 10)에 각각 연결될 수 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서 입력 및 출력 채널 구조체(9 및 10)는 표면(12)으로부터 미세 그리드 구조체(11)보다 더 멀어지도록 제공된다. 또한, 입력 및 출력 채널 구조체(9 및 10)에서의 열 전송이 각각 연결 구조체(11)의 열 전송에 대해 최소가 되도록 채널이 치수화된다. 이는 입력 및 출력 채널 구조체(9 및 10)가 Zerodur, ULE 또는 Cordierite와 같은 열적으로 격리시키는 층(thermally isolating layer: 21)에 제공되는 경우에 훨씬 더 제공될 수 있으며, 이 재료들은 당업계에 잘 알려져 있다.
도 6은 (수직의) 추가 마이크로채널 구조체(22)를 통해 연결되고 재료 내에 깊이 묻혀 있는 입력 및 출력 채널들의 채널 구조체를 나타내지만, 이 추가 구조체는 도 7에 나타낸 바와 같이 생략될 수 있다. 예시된 실시예들은 패터닝된 빔으로 타겟이 될 기판을 지지하는데 사용되기 위해 기판 지지체를 언급하지만, 구조체는 레티클 지지체 또는 열적 안정화를 필요로 하는 여하한의 다른 지지체에 대해서도 매우 훌륭하게 적용될 수 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디 스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV)방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면, 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
본 발명에 따르면, 아티클에 열적 안정화를 제공하기 위한 채널 구성을 갖는 아티클 지지체 및 리소그래피 장치가 제공된다.

Claims (20)

  1. 리소그래피 처리 목적을 위해 아티클(article)을 지지하도록 구성된 아티클 지지체에 있어서,
    상기 아티클에 열적 안정화(thermal stabilization)를 제공하기 위해 상기 아티클 지지체 내에 열적으로 안정시키는 매질(media)을 인도(guide)하도록 배치된 채널 구성(channel configuration)을 포함하여 이루어지고, 상기 채널 구성은 입력 채널 구조체 및 출력 채널 구조체를 포함하여 이루어지며, 상기 입력 및 출력 채널 구조체들은 네스티드 구성(nested configuration)으로 배치되고 상기 아티클 지지체의 표면에 또는 그 부근에 제공된 미세 그리드 구조체(fine grid structure)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세 그리드 구조체는 (ⅰ) 밀집한 마이크로채널 구조체(dense microchannel structure), (ⅱ) 더 낮고 더 높은 벽을 이격(space)하는 복수의 간격 핀(spacing pin)을 포함하여 이루어지는 핀 구조체, (ⅲ) 다공성 구조체(porous structure) 또는 (ⅳ) (ⅰ) 내지 (ⅲ)의 여하한의 조합을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 및 출력 채널 구조체들은 성긴 그리드 구성(coarse grid configuration)으로 제공되는 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 및 출력 채널 구조체들은 상기 아티클로부터 상기 미세 그리드 구조체보다 더 멀어지도록 제공되는 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 입력 및 출력 채널 구조체들은 열적으로 격리시키는 재료(thermally isolating material) 내에 제공되고, 상기 미세 그리드 구조체는 열적으로 도전성인 재료(thermally conductive material) 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 열적으로 격리시키는 재료는 Zerodur, ULE, Cordierite 또는 여하한의 그 조합을 포함하여 이루어지고, 상기 열적으로 도전성인 재료는 SiSiC, SiC 또는 둘 모두를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 채널 구조체, 상기 출력 채널 구조체 또는 둘 모두의 채널 폭은 상기 미세 그리드 구조체의 채널 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 네스티드 구성은 주변 입력 흐름 채널(peripheral input flow channel) 및 주변 출력 흐름 채널의 네스티드 코움 구성(nested comb configuration)을 포함하여 이루어지고, 상기 주변 입력 및 출력 흐름 채널들은 네스티드 코움 티쓰(nested comb teeth)로서 배치된 입력 및 출력 흐름 채널들로 가지 치는(branching) 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 미세 그리드 구조체는 상기 코움 티쓰에 대해 가로질러 방위되는 실질적으로 평행한 채널들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 네스티드 구성은 방사방향으로(radially) 방위된 입력 흐름 채널 및 방사방향으로 방위된 출력 흐름 채널을 포함하여 이루어지고, 상기 방사형(radial) 입력 및 출력 흐름 채널들은 교번하여 배치된 동심형(concentric) 입력 및 출력 흐름 채널들로 가지 치는 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 미세 그리드 구조체는 상기 동심형 입력 및 출력 흐름 채널들에 대해 가로질러 방위되는 방사형 채널들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 및 출력 채널 구조체들은 1 mm 이상의 단면 폭의 채널들을 포함하여 이루어지고, 상기 미세 그리드 구조체는 1 mm 이상이 아닌 단면 폭의 채널들을 포함하여 이루어지며, 또는 둘 모두인 것을 특징으로 하는 아티클 지지체.
  13. 리소그래피 장치에 있어서:
    방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템;
    기판의 타겟부 상에 패터닝 디바이스를 이용하여 패터닝된 상기 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및
    상기 패터닝 디바이스, 상기 기판 또는 둘 모두를 지지하도록 구성된 아티클 지지체를 포함하여 이루어지고, 상기 아티클 지지체는 상기 패터닝 디바이스, 상기 기판 또는 둘 모두에 열적 안정화를 제공하기 위해 상기 아티클 지지체 내에 열적으로 안정시키는 매질을 인도하도록 배치된 채널 구성을 포함하여 이루어지며, 상기 채널 구성은 입력 채널 구조체 및 출력 채널 구조체를 포함하여 이루어지고, 상기 입력 및 출력 채널 구조체들은 네스티드 구성으로 배치되며 상기 아티클 지지체의 표면에 또는 그 부근에 제공된 미세 그리드 구조체에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 네스티드 구성은 주변 입력 흐름 채널 및 주변 출력 흐름 채널의 네스티드 코움 구성을 포함하여 이루어지고, 상기 주변 입력 및 출력 흐름 채널들은 네스티드 코움 티쓰로서 배치된 입력 및 출력 흐름 채널들로 가지 치는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 네스티드 구성은 방사방향으로 방위된 입력 흐름 채널 및 방사방향으로 방위된 출력 흐름 채널을 포함하여 이루어지고, 상기 방사형 입력 및 출력 흐름 채널들은 교번하여 배치된 동심형 입력 및 출력 흐름 채널들로 가지 치는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 입력 및 출력 채널 구조체들은 상기 패터닝 디바이스, 상기 기판 또는 둘 모두로부터 상기 미세 그리드 구조체보다 더 멀어지도록 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 입력 및 출력 채널 구조체들은 1 mm 이상의 단면 폭의 채널들을 포함하여 이루어지고, 상기 미세 그리드 구조체는 1 mm 이상이 아닌 단면 폭의 채널들을 포함하여 이루어지며, 또는 둘 모두인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  18. 침지 리소그래피 장치에 있어서:
    방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템;
    기판의 타겟부 상에 패터닝 디바이스를 이용하여 패터닝된 상기 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템;
    상기 기판과 상기 투영 시스템 사이에 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급 시스템; 및
    상기 패터닝 디바이스, 상기 기판 또는 둘 모두를 지지하도록 구성된 아티클 지지체를 포함하여 이루어지고, 상기 아티클 지지체는 상기 패터닝 디바이스, 상기 기판 또는 둘 모두에 열적 안정화를 제공하기 위해 상기 아티클 지지체 내에 열적으로 안정시키는 매질을 인도하도록 배치된 채널 구성을 포함하여 이루어지며, 상기 채널 구성은 입력 채널 구조체 및 출력 채널 구조체를 포함하여 이루어지고, 상기 입력 및 출력 채널 구조체들은 네스티드 구성으로 배치되며 상기 아티클 지지체의 표면에 또는 그 부근에 제공된 미세 그리드 구조체에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 침지 리소그래피 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 네스티드 구성은 주변 입력 흐름 채널 및 주변 출력 흐름 채널의 네스티드 코움 구성을 포함하여 이루어지고, 상기 주변 입력 및 출력 흐름 채널들은 네스티드 코움 티쓰로서 배치된 입력 및 출력 흐름 채널들로 가지 치는 것을 특징으로 하는 침지 리소그래피 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 네스티드 구성은 방사방향으로 방위된 입력 흐름 채널 및 방사방향으로 방위된 출력 흐름 채널을 포함하여 이루어지고, 상기 방사형 입력 및 출력 흐름 채널들은 교번하여 배치된 동심형 입력 및 출력 흐름 채널들로 가지 치는 것을 특징으로 하는 침지 리소그래피 장치.
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