KR20090033128A - 침지 리소그래피에 관한 방법들 및 침지 리소그래피 장치 - Google Patents

침지 리소그래피에 관한 방법들 및 침지 리소그래피 장치 Download PDF

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파울 페트루스 요안네스 베르크벤스
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Abstract

침지 리소그래피 장치의 유체 한정 시스템을 작동시키는 방법이 개시된다. 유체 한정 시스템의 성능은 여러 상이한 방식으로 측정된다. 성능 측정의 결과에 기초하여, 예를 들어 복원 동작이 취해질 필요가 있을 수 있음을 나타내는 신호가 발생된다.

Description

침지 리소그래피에 관한 방법들 및 침지 리소그래피 장치{METHODS RELATING TO IMMERSION LITHOGRAPHY AND AN IMMERSION LITHOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은 유체 한정 시스템(fluid confinement system)을 작동시키는 방법 및 침지 리소그래피 장치에 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 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 개 또는 수개의 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 방향 과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행한 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스에서 기판으로 패턴을 전사하는 것이 가능하다.
투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 리소그래피 투영 장치 내의 기판을 침지시키는 것이 제안되었다. 이것의 요점은, 노광 방사선이 액체 내에서 더 짧은 파장을 가질 것이기 때문에 더 작은 피처들의 이미징을 가능하게 한다는 것이다(또한, 액체의 효과는 시스템의 유효 NA를 증가시키는 것으로 간주될 수 있으며, 초점 심도(depth of focus)를 증가시키는 것으로 간주될 수도 있다). 그 안에 고체 입자(예를 들어, 석영)가 부유(suspend)하고 있는 물을 포함한 다른 침지 액체들이 제안되었다. 본 명세서에서 1 이상의 실시예는 물인 침지 액체에 관하여 설명된다. 하지만, 1 이상의 실시예는 다른 형태의 침지 액체 및 다른 유체에 동등하게 적용가능하다. 이러한 침지 유체들은 공기보다 큰 굴절률을 가질 수 있다. 바람직하게는, 침지 유체가 물보다 큰 굴절률을 갖는다.
하지만, 기판 또는 기판과 기판 테이블을 액체 배스(bath of liquid) 내에 담근다는 것(예를 들어, 미국 특허 US 4,509,852 참조)은, 스캐닝 노광시 대량의 액체(large body of liquid)가 가속화되어야 한다는 것을 의미한다. 이는 강력한 추가 또는 더 많은 모터들을 필요로 할 수 있으며, 액체 내의 난류(turbulence)는 바람직하지 않고 예측 불가능한 영향들을 초래할 수 있다.
제시된 해결책들 중 하나는, 액체 공급 시스템이 액체 한정 시스템을 이용하여 기판의 국부화된 영역 및 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에만 액체를 제공하는 것이다(일반적으로, 기판은 투영 시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이처럼 배치하기 위해 제안된 한가지 방식이 PCT 특허 출원 공개공보 WO 99/49504에 개시된다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 액체는 1 이상의 유입구(IN)에 의해 기판 상으로, 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 공급되고, 투영 시스템 아래로 통과한 이후에 1 이상의 유출구(OUT)에 의해 제거된다. 즉, 기판이 -X 방향으로 요소 밑에서 스캐닝됨에 따라, 액체는 요소의 +X 측에 공급되고 -X 측에서 흡수(taken up)된다. 도 2는 액체가 유입구(IN)를 통해 공급되고, 저압 소스에 연결되어 있는 유출구(OUT)에 의해 요소의 다른 측에서 흡수되는 장치를 개략적으로 도시한다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대해 기판의 이동 방향을 따라 공급되지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 최종 요소 주변에 위치되는 다양한 방위 및 개수의 유입구 및 유출구가 가능하며, 양쪽에 유출구를 갖는 유입구의 4 개의 세트가 최종 요소 주변에 규칙적인 패턴으로 제공되는 일 예시가 도 3에서 설명된다.
본 명세서에서 그 전문이 각각 인용참조되는 유럽 특허 출원 공개공보 제 EP 1420300호 및 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2004-0136494호에, 트윈(twin) 또는 듀얼(dual) 스테이지 침지 리소그래피 장치의 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2 개의 테이블이 제공된다. 침지 액체가 없는 제 1 위치에서의 테이블을 이용하여 레벨링 측정(leveling measurement)들이 수행되고, 침지 액 체가 존재하는 제 2 위치에서의 테이블을 이용하여 노광이 수행된다. 대안적으로, 상기 장치는 하나의 테이블만을 갖는다.
많은 형태의 침지 리소그래피 장치에는 공통적으로 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에 침지 유체가 제공된다. 또한, 그 액체는 통상적으로 그 공간으로부터 제거된다. 예를 들어, 이러한 제거는 침지 유체의 세정 또는 침치 유체의 온도 컨디셔닝 등을 위한 것일 수 있다.
예를 들어, 시간에 걸쳐 침지 리소그래피 장치의 성능을 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 유체 한정 시스템의 오염을 검출하는 방법 및/또는 침지 리소그래피 장치의 유체 한정 시스템이 세정을 필요로 하는 경우를 결정하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템(fluid handling system)을 작동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용(containment) 레벨을 나타내는 유체 핸들링 시스템의 성능 파라미터를 측정하는 단계; 및 상기 측정하는 단계가 소정 임계치 아래로 성능의 손실을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함하며, 이 신호는 유체 핸들링 시스템의 수용 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 주의를 환기시킨다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템의 오염을 검출하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 (ⅰ) 유체 핸들링 시스템의 작동시 구성요소로부터 열 손실의 변화를 검출하는 단계, (ⅱ) 유체 핸들링 시스템의 단일 상 추출기(single phase extractor)의 유출구 측 상에서 압력 변동을 검출하는 단계, (ⅲ) 유체 핸들링 시스템과 연계된 유체 흐름 내의 오염 입자들을 산출(count)하는 단계, (ⅳ) 유체 핸들링 시스템의 유출구 및/또는 유입구를 통과하는 유체의 압력 변동 및/또는 유량(flow rate) 변동을 검출하는 단계, (ⅴ) 유체 핸들링 시스템의 한정 구성요소를 지나 누출되는 액체를 검출하는 단계, 또는 (ⅵ) 원하는 위치를 유지하기 위해 유체 핸들링 시스템에 가해진 힘의 변화를 검출하는 단계, 또는 (ⅶ) (ⅰ) 내지 (ⅵ)로부터 선택되는 여하한의 조합을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템의 오염을 검출하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제 1 측 상에서 유체와 유체 핸들링 시스템의 다공성 부재(porous member)를 접촉시키는 단계; 제 1 측과 마주하는 다공성 부재의 제 2 측으로부터 일정한 비율로 유체를 제거하는 단계; 및 일정한 비율로 제거되는 유체의 압력을 모니터링함으로써 오염을 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템의 오염을 검출하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간으로부터 유체를 추출하는 단계; 추출된 유체 내에 존재하는 오염 입자들의 개수를 산출하는 단계; 및 오염 입자들의 개수가 소정 임계치를 초과하는 경우를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유체 핸들링 시스템, 및 유체 핸들링 시스템의 성능 파라미터를 측정하고, 상기 측정이 소정 임계치 아래로 성능의 손실을 나타내는 경우에 유체 핸들링 시스템의 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 주의를 환기시키도록 구성된 제어기를 포함하는 침지 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 유체 핸들링 시스템의 단일 상 추출기의 유출구 측 상에서 압력 변동을 검출하는 단계; 및 상기 검출하는 단계가 유 체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 유체 핸들링 시스템과 연계된 유체 흐름 내의 오염 입자를 산출하는 단계; 및 입자들의 개수가 소정 임계치를 초과하는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 소정 임계치는 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨의 감소를 나타낸다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 유체 핸들링 시스템의 열 손실의 변동을 검출하는 단계; 및 상기 검출하는 단계가 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 유체 핸들링 시스템의 유출구 및/또는 유입구를 통과하는 유체의 압력 변동 및/또는 유량 변동을 검출하는 단계; 및 상기 검출하는 단계가 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 유체 핸들링 시스템의 한정 구성요 소를 지나 누출되는 액체를 검출하는 단계; 및 상기 검출하는 단계가 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 원하는 위치를 유지하기 위해 유체 핸들링 시스템에 가해진 힘의 변화를 검출하는 단계; 및 상기 검출하는 단계가 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
소정 임계치는 경험, 경험적 데이터 또는 이론에 기초하여 선택된 파라미터이다. 상기 임계치는 사용자 선택에 의해 선택될 수 있다. 상기 임계치는 선택된 작동 조건들 및/또는 파라미터들에 의해 결정될 수 있다. 상기 임계치는 다른 특정한 파라미터들의 인-라인(in-line) 측정들에 의해 결정될 수 있다. 상기 임계치는 작동 이전에 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템으로부터 잔여 액체를 검출하는 방법이 제공되고, 상기 방법은: 표면의 제 1 높이 프로파일을 결정하는 단계; 유체 핸들링 시스템을 이용하여 표면에 액체를 도포(apply)하는 단계; 유체 핸들링 시스템에 대해 표면을 이동시키는 단계- 이동시킨 이후에 상기 표면에 잔여 액체가 남음 -; 표면의 제 2 높이 프로파일 및 표면 상에 남은 잔여 액체를 결정하는 단계; 및 제 1 및 제 2 높이 프로파일들을 비교함으로써 잔여 액체의 존재를 결정하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 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 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 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 또 는 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 포함한다. 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 여하한 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 패터닝 디바이스 지지 구조체)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블 및/또는 지지 구조체가 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블 및/또는 지지 구조체가 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블 및/또는 지지 구조체에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
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 시스템이라고도 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 분포의 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 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 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, 패터닝 디바이스 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, 패터닝 디바이스 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 마크들은 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, 패터닝 디바이스 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 시 프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 패터닝 디바이스 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)]. 패터닝 디바이스 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 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 패터닝 디바이스 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.
국부화된 액체 공급 시스템을 이용하는 또 다른 침지 리소그래피 해결책이 도 4에 도시된다. 투영 시스템(PL)의 양쪽에서 2 개의 홈형 유입구(groove inlet: IN)에 의해 액체가 공급되고, 유입구들(IN)의 반경방향 바깥쪽으로(radially outwardly) 배치된 복수의 개별 유출구들(OUT)에 의해 제거된다. 유입구(IN) 및 유출구(OUT)는 그 중심에 홀(hole)을 갖고, 그것을 통해 방사선이 투영되는 플레이트(plate) 내에 배치될 수 있다. 액체가 투영 시스템(PL)의 한쪽에서 하나의 홈형 유입구(IN)에 의해 공급되고, 투영 시스템(PL)의 다른 쪽에서 복수의 개별 유출구(OUT)에 의해 제거되어, 투영 시스템(PL)과 기판(W) 사이에 박막의 액체 흐름(flow of a thin film of liquid)을 야기한다. 사용할 유입구(IN) 및 유출구(OUT)의 어떠한 조합을 선택하는가는, 기판(W)의 이동 방향에 의존할 수 있다(유입구(IN) 및 유출구(OUT)의 다른 조합은 활동하지 않음).
제안된 국부화된 액체 공급 시스템 해결책을 이용하는 또 다른 침지 리소그래피 해결책은, 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 사이의 공간의 경계의 전체 또는 일부분을 따라 연장되는 액체 한정 구조체[때로는 침지 후드(immersion hood)라 칭함]를 액체 공급 시스템에 제공하는 것이다. 액체 한정 구조체는 Z 방향(광학 축선의 방향)으로 약간의 상대 이동이 있을 수 있지만, XY 평면에서는 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 일 실시예에서, 액체 한정 구조체와 기판의 표면 사이에 시일(seal)이 형성된다. 시일은 가스 시일과 같은 무접촉 시일(contactless seal)인 것이 바람직하다. 가스 시일을 갖는 이러한 시스템은 도 5에 예시되며, 그 전문이 본 명세서에서 인용참조되는 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2004-0207824호에 개시되어 있다.
도 5를 참조하면, 저수부(reservoir: 11)는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 표면 사이의 침지 공간을 채우기 위해 액체가 한정되도록 투영 시스템의 이미지 필드 주위로 기판에 대한 무접촉 시일을 형성한다. 저수부는 투영 시스템(PL)의 최종 요소 아래에, 그리고 그것을 둘러싸서 위치된 액체 한정 구조체(12)에 의해 전체 또는 부분적으로 형성된다. 포트(port: 13)를 통해 투영 시스템 밑의 공간 및 액체 한정 구조체(12) 내의 공간으로 액체가 유입된다(또한, 포트(13)에 의해 선택적으로 제거됨). 액체 한정 구조체(12)는 투영 시스템의 최종 요소 위로 약간 연장되며, 액체가 상기 최종 요소 위로 솟아올라 액체의 버퍼(buffer)가 제공된다. 액체 한정 구조체(12)는, 상단부(upper end)에서 일 실시예에서의 투영 시스템 또는 그 최종 요소의 형상에 꼭 일치하고(conform), 예를 들어 원형일 수 있는 내부 주변부(inner periphery)를 갖는다. 저부에서, 내부 주변부는 이미지 필드의 형상, 예를 들어 직사각형에 꼭 일치하지만, 반드시 그러한 경우인 것은 아니다.
액체 한정 구조체(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이의 가스 시일(16)에 의해 액체가 저수부 내에 한정된다. 가스 시일은, 예를 들어 공기 또는 합성 공기(synthetic air)와 같은 가스에 의해 형성되지만, 일 실시예에서는 N2 또는 또 다른 비활성 기체(inert gas)에 의해 형성되며, 이는 압력을 받아 유입구(15)를 통해 액체 한정 구조체(12)와 기판 사이의 갭(gap)에 제공되고 제 1 유출구(14)를 통해 추출된다. 가스 유입구(15) 상의 과압력(overpressure), 제 1 유출구(14) 상의 진 공 레벨 및 갭의 지오메트리(geometry)는, 내부에 액체를 한정시키는 고속 가스 흐름(high-velocity gas flow)이 존재하도록 배치된다.
기판(W)은, 예를 들어 상이한 기판들의 노광들 사이에 기판 테이블(WT)로부터 제거될 수 있다. 이것이 일어나는 경우, 액체가 액체 한정 구조체(12) 내에 유지되는 것이 바람직할 수 있다. 이는 액체 한정 구조체가 기판(W)으로부터 떨어져 기판 테이블(WT)의 표면 위에 있도록, 기판 테이블(WT)에 대해 액체 한정 구조체(12)를 이동시킴으로써, 또는 그 역으로 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 이러한 표면은 셔터 부재(shutter member)이다. 침지 액체는 가스 시일(16)을 작동시키거나, 액체 한정 구조체(12)의 아랫면에 셔터 부재의 표면을 클램핑(clamp)함으로써 액체 한정 구조체 내에 유지된다. 클램핑은 액체 한정 시스템(12)의 아랫면에 제공되는 유체의 흐름 및/또는 압력을 제어함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 유입구(15)로부터 공급되는 가스의 압력 및/또는 제 1 유출구(14)로부터 가해지는 하압력(under pressure)이 제어될 수 있다.
셔터 부재는 기판 테이블(WT)의 통합부일 수 있으며, 또는 기판 테이블(WT)의 분리가능하고, 및/또는 교체가능한 구성요소일 수 있다. 이러한 분리가능한 구성요소는 폐쇄 디스크(closing disk) 또는 더미 기판(dummy substrate)으로 언급될 수 있다. 듀얼 또는 다수-스테이지 구성에서는, 기판 교환시 전체 기판 테이블(WT)이 교체된다. 이러한 구성에서, 분리가능한 구성요소는 기판 테이블들 사이에서 전달될 수 있다. 셔터 부재는, 예를 들어 액체 한정 구조체(12) 아래에서 기판의 교환 이전에 기판 테이블(WT)에 인접하여 이동될 수 있는 중간 테이블일 수 있다. 그 후, 액체 한정 구조체(12)가 중간 테이블을 걸쳐 이동될 수 있으며, 또는 그 역으로 이동될 수 있다. 셔터 부재는, 예를 들어 기판의 교환시에 기판 테이블들 사이에 위치될 수 있는 리트랙터블 브릿지(retractable bridge)와 같은 기판 테이블의 이동가능한 구성요소일 수 있다. 셔터 부재의 표면은 액체 한정 구조체 아래로 이동될 수 있으며, 또는 그 역으로 이동될 수 있다.
도 6a 및 도 6b- 도 6b는 도 6a의 일부 확대도임 -는 액체 한정 구조체(IH)와 기판(W) 사이의 액체를 제거하기 위해 침지 시스템에서 사용될 수 있는 액체 제거 디바이스(20)를 예시한다. 액체 제거 디바이스(20)는 약간의 하압력(pc)으로 유지되고 침지 액체로 채워지는 챔버(chamber)를 포함한다. 챔버의 하부면은, 예를 들어 약 5 ㎛ 내지 약 50 ㎛ 범위의 직경(dhole)의 복수의 작은 홀들을 갖는 다공성 부재(21)로 형성되며, 액체가 제거될 표면, 예를 들어 기판(W)의 표면 위로 약 50 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 범위의 높이(hgap)에 유지된다. 다공성 부재(21)는 천공 플레이트(perforated plate), 또는 액체가 통과하게 하도록 구성되는 여하한의 다른 적절한 구조체일 수 있다. 일 실시예에서, 다공성 부재(21)는 전체 또는 부분적으로 약간 친액성(liquidphilic)이며, 즉 침지 액체, 예컨대 물[이 경우에는 친수성(hydrophilic)임]에 대해 0°보다 크고 90°보다 작은 접촉 각도를 갖는다.
하압력(pc)은, 다공성 부재(21)의 홀들에 형성된 메니스커스(meniscus: 22)들이 가스가 액체 제거 디바이스의 챔버로 들어오는 것을 방지하도록 구성된다. 하지만, 다공성 부재(21)가 표면(W) 상의 액체와 접촉하게 되는 경우에는, 흐름을 제 한할 메니스커스가 존재하지 않아 액체가 액체 제거 디바이스의 챔버 내로 자유롭게 흐를 수 있다. 이러한 디바이스는 대부분의 액체를 기판(W)의 표면으로부터 제거할 수 있지만, 도면들에 나타낸 바와 같이 박막의 액체가 유지될 수 있다.
액체 제거를 개선하거나 최대화하기 위해, 다공성 부재(21)는 가능한 한 얇아야 하며, 액체의 압력(pgap)과 챔버 내의 압력(pc) 간의 압력 차이는 가능한 한 높아야 하는 한편, pc와 갭 내의 가스 압력(pair) 간의 압력 차이는 액체 제거 디바이스(20) 내로 상당량의 가스가 들어오는 것을 방지하도록 충분히 낮아야 한다. 액체 제거 디바이스 내로 가스가 들어오는 것을 항상 방지할 수 있는 것은 아니지만, 다공성 부재는 진동을 야기할 수 있는 크고 고르지 않은 흐름을 방지할 수 있다. 다공성 부재(21)로서, 전기주조(electroforming), 포토에칭(photoetching) 및/또는 레이저 컷팅(laser cutting)에 의해 만들어지는 마이크로-여과기(micro-sieve)가 사용될 수 있다. 적절한 여과기들은 Eerbeek의 Stork Veco B.V.(Netherlands)에 의해 만들어진다. 작은 구멍(pore) 또는 홀 크기가 사용중에 겪게 될 압력 차이를 갖는 메니스커스를 유지하기에 적절하다면, 다른 다공성 플레이트들 또는 다공성 재료의 고형 블록(solid block)들이 사용될 수도 있다.
이러한 액체 제거 디바이스들은 많은 타입의 액체 공급 시스템(12, IH)으로 통합될 수 있다. 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2006-0038968호에 개시된 바와 같은 일 예시가 도 6c에 도시된다. 도 6c는 액체 한정 구조체(12)의 한쪽의 단면도이며, 이는 투영 시스템(PL)(도 6c에 도시되지 않음)의 노광 필드 주위에 전체 또는 부분적으로 링(본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 링은 원형, 직사각형 또는 여하한의 다른 형상일 수 있음)을 형성한다. 일 실시예에서, 액체 제거 디바이스(20)는 액체 한정 구조체(12)의 아래쪽의 가장 안쪽 에지(innermost edge) 가까이에서 링형 챔버(31)에 의해 형성된다. 챔버(31)의 하부면은 앞서 설명된 다공성 부재(21)와 같은 다공성 부재에 의해 형성된다. 링형 챔버(31)는 챔버로부터 액체를 제거하고, 원하는 하압력을 유지하기 위해 적절한 펌프 또는 펌프들에 연결된다. 사용시, 챔버(31)는 액체로 가득 차지만, 본 명세서에서는 명료함을 위해 비어있는 것으로 도시된다.
링형 챔버(31)의 바깥쪽으로는 가스 추출 링(32) 및 가스 공급 링(33)이 있다. 가스 공급 링(33)은 하부에 좁은 슬릿을 가지며, 슬릿 밖으로 나오는 가스가 가스 나이프(gas knife: 34)를 형성하게 하는 압력으로 가스, 예를 들어 공기, 인공 공기(artificial air) 또는 플러싱 가스(flushing gas)가 공급된다. 가스 나이프를 형성하는 가스는 가스 추출 링(32)에 연결된 적절한 진공 펌프에 의해 추출되어, 결과적인 가스 흐름이 액체 제거 디바이스 및/또는 진공 펌프에 의해 제거될 수 있는 경우에 여하한의 잔여 액체를 안쪽으로 진행하게 하며, 이는 침지 액체 및/또는 작은 액체 드롭릿(droplet)들의 증기를 허용할 수 있게 하여야 한다. 하지만, 대부분의 액체는 액체 제거 디바이스(20)에 의해 제거되기 때문에, 진공 시스템을 통해 제거되는 소량의 액체가 진동을 초래할 수 있는 불안정한 흐름을 야기하지 않아야 한다.
챔버(31), 가스 추출 링(32), 가스 공급 링(33) 및 다른 링들은 본 명세서에 서 링으로서 설명되지만, 그것들이 반드시 노광 필드를 둘러싸거나 전부 갖추어져야(complete) 하는 것은 아니다. 일 실시예에서, 이러한 유입구(들) 및 유출구(들)는 간단하게, 예를 들어 도 2, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 노광 필드의 1 이상의 측면들을 따라 부분적으로 연장되는 원형, 직사각형 또는 다른 형태의 요소들일 수 있다. 그것들은 연속적이거나 연속적이지 않을 수 있다.
도 6c에 나타낸 장치에서, 가스 나이프를 형성하는 가스 대부분은 가스 추출 링(32)을 통해 추출되지만, 약간의 가스는 액체 한정 구조체 주위의 환경으로 흐를 수 있으며, 간섭계 위치 측정 시스템(IF)을 방해할 가능성이 있다. 이는 가스 나이프(도시되지 않음) 외부에 추가 가스 추출 링을 제공함으로써 방지될 수 있다.
이러한 단일 상 추출기가 액체 공급 시스템 내에서 사용될 수 있는 방식의 또 다른 예시들은, 예를 들어 유럽 특허 출원 공개공보 제 1,628,163호 및 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2006-0158627호에서 발견될 수 있다. 대부분 적용들에서, 다공성 부재는 액체 공급 시스템의 아래쪽에 있을 것이며, 투영 시스템(PS) 아래에서 기판(W)이 이동될 수 있는 최대 속력은 다공성 부재(21)를 통한 액체의 제거 효율성에 의해 전체 또는 부분적으로 결정된다.
또한, 단일 상 추출기는 액체 및 가스가 추출되는 2 개의 상 모드에서 사용될 수도 있다(가령, 50 % 가스, 50 % 액체). 단일 상 추출기라는 용어는 본 명세서에서 하나의 상을 추출하는 추출기로서만 해석되는 것이 아니라, 일반적으로 가스 및/또는 액체가 추출되는 다공성 부재를 통합하는 추출기로서 해석된다.
앞서 언급된 단일 상 추출기(또한, 다른 형태들)는 기판의 최상면의 국부화 된 영역에만 액체를 공급하는 액체 공급 시스템에서 사용될 수 있다. 또한, 이러한 단일 상 추출기는 다른 형태의 침지 장치에서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 단일 상 추출기들은 두 형태의 침지 리소그래피 장치에서 사용될 수 있다. 두 형태의 침지 리소그래피 장치에서, 기판의 전체 최상면이 액체로 덮인다. 추출기들은 물 이외의 침지 유체에 대해 사용될 수 있다. 추출기들은 소위 "누출 시일(leaky seal)" 액체 공급 시스템에서 사용될 수 있다. 이러한 액체 공급 시스템에서, 액체는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에 제공된다. 그 액체는 그 공간으로부터 반경방향 바깥쪽으로 새게 된다. 예를 들어, 경우에 따라 그 자신과 기판 또는 기판 테이블의 최상면 사이에 시일을 형성하지 않는 액체 공급 시스템이 사용된다. 침지 유체는 "누출 시일" 장치에서 기판의 반경방향 바깥쪽으로만 회수될 수 있다.
앞서 언급된 단일 상 추출기를 이용하는데 있어서 어려움은, 다공성 부재(21)에서의 홀들(22)이 잔해에 의해 막히게 될 수 있다는 것이다. 잔해는 레지스트 및/또는 최상부 코트(top coat)를 포함할 수 있다. 이러한 잔해는 이미징시 기판으로부터 떨어질 수 있다. 홀들(22)의 차단은 액체 공급/제거 시스템의 성능 파라미터에 영향을 준다. 즉, 유체 핸들링 시스템에 의한 유체 핸들링 시스템과 기판 사이의 유체의 수용 레벨(예를 들어, 얼마나 많은 액체가 바람직하지 않거나 원하지 않는 방식으로 나가는지)이 성능 파라미터에 의해 나타내어질 수 있다. 홀들(22)의 차단은 액체 공급 시스템으로부터 액체의 누출 없이 기판이 이동될 수 있는 최대 속력을 감소시킬 수 있다. 즉, 단일 상 추출기의 효율성이 감소된다. 이 문제에 관한 한가지 방식은, 다공성 부재(21)가 레지스트 또는 최상부 코트로 오염 됨에 따라 다공성 부재(21)에 대한 액체의 접촉 각도가 증가한다는 것이다. 접촉 각도의 증가는, 다공성 부재(21)가 덜 친수성이라는 것을 의미한다. 덜 친수성인 다공성 부재(21)는 오염되지 않은 다공성 부재(21)에 대한 것보다 더 낮은 스캔 속력들에서 액체 손실을 초래한다.
또한, 액체 공급/액체 제거 시스템의 1 이상의 다른 구성요소들이 오염되는 경우에 성능을 손실할 수 있다. 그러므로, 이러한 오염을 검출하고, 필요에 따라 복원 동작(remedial action)이 취해져야 함을 나타내는 신호를 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 측정이 소정(예를 들어, 사전 설정된) 임계치 아래로 성능의 손실을 나타내는 경우에 액체 공급/제거 시스템을 세정하는 것이 바람직할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 다공성 부재(21)와 같은 액체 공급/제거 시스템의 1 이상의 부분들을 교체하는 것이 바람직할 수 있다. 1 이상의 작동 조건들을 변화시키는 것(예를 들어, 다공성 부재(21)에 대한 하압력을 증가시키거나, 스캐닝 속력을 감소시킴)과 같은 완화를 위한 다른 방법들이 대안적으로 또는 추가적으로 사용될 수 있으며, 제공된 예시들은 어떠한 방식에 제한되는 것으로 간주되지 않아야 한다. 또한, 어떠한 동작도 취하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 제어기는 인라인 또는 오프라인으로 측정을 수행하도록 제공될 수 있다. 오염 측정의 한가지 방식은 액체 공급/제거 시스템의 성능 파라미터를 간접적으로 측정하는 것이다(예를 들어, 다공성 부재(21)에 대한 액체의 접촉 각도, 또는 다공성 부재(21)의 오염). 제어기는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 1 이상의 컴퓨터 프로그램을 진행시킬 수 있으며, 및/또는 임계값들 및/또는 측정된 데이터는 제어기와 연계된 메 모리 상에 저장될 수 있다.
아래에서 실시예들이 설명되지만, 유체 한정 시스템의 성능을 측정하는 다른 방식들이 존재할 수 있다. 액체 공급/제거 시스템의 성능 측정은 액체 공급/제거 시스템의 구성요소에 대한 액체의 접촉 각도의 간접 측정인 것이 바람직하다. 접촉 각도의 감소가 성능 파라미터를 측정함으로써 검출될 수 있다. 예를 들어, 침지 시스템의 구성요소 상에서의 열 부하의 변동은 성능의 변화 및 이에 따른 접촉 각도의 변화를 나타낼 수 있다. 열 부하의 변동은 증발률의 변화로 인한 것일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 1 이상의 액체/유체 유입구 또는 유출구의 업스트림(upstream) 또는 다운스트림(downstream)의 압력 변동을 검출하는 것은 성능의 변화 및 이에 따른 접촉 각도의 변화를 나타낼 수 있다. 다른 추출기 구성요소들(예를 들어, 단일 상 추출기의 반경방향 바깥쪽으로 위치된 유출구)에서의 압력 측정이 성능을 측정하는데 사용될 수 있다. 또 다른 가능성은 제 자리에 유지하기 위해 액추에이터에 의해 액체 한정 시스템에 가해진 힘을 측정하는 것이다. 또한, 유체의 누출이 직접적으로 측정될 수 있다. 그것은 (예를 들어, 캐패시턴스(capacitance) 또는 자기 센서를 이용함으로써) 인라인으로, 또는 (예를 들어, 결점에 대해 이미징된 기판을 테스트함으로써) 오프라인으로 행해질 수 있다. 또한, 기판 테이블의 위치를 측정하는데 사용되는 광학 센서의 효율성 손실이 측정될 수 있다(예를 들어, 광학 센서는 투과 이미지 센서 플레이트의 높이를 측정하는데 사용됨). 또한, 오염은 (예를 들어, 오염 입자들을 산출함으로써) 직접적으로, 또는 (예를 들어, 필터에 적용된 하압력의 압력 변동을 모니터링함으로써) 간접적으 로 측정될 수 있다.
일단 측정이 임계치 아래로 성능의 손실, 예를 들어 접촉 각도의 감소를 나타내면, 임계치에 도달되었다는 표시가 제공될 수 있다. 표시는 제어기에 대한 신호, 및/또는 장치의 조작자에 대한 시각 신호 및/또는 청각 신호의 형태, 또는 그 조합으로 구성될 수 있다. 즉, 신호는 유체 핸들링 시스템의 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 주의를 환기시킨다. 이는 앞서 설명된 복원 동작들 중 1 이상이 발생하게 할 수 있다. 세정은 장치의 전체로서 또는 일부분만으로서 장치를 세정하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 세정은 단일 상 추출기의 세정만을 수반할 수 있다.
도 6c는 액체 한정 시스템의 일 실시예를 예시한다. 하지만, 본 발명의 1 이상의 실시예들은 도 6a 및 도 6b의 단일 상 추출기와 다른 형태의 액체 추출기에도 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 일 실시예는 액체 유입구에 적용될 수 있다. 또한, 상기 실시예는 상이한 타입의 액체 공급 시스템들 및 상이한 타입의 액체 제거 시스템들에 적용될 수 있다.
도 6c의 액체 한정 시스템에서, 액체는 단일 상 추출기를 통해 추출된다. 다공성 부재(21)가 오염되는 경우, 다공성 부재(21)에 대해 유체가 갖는 접촉 각도는 감소한다. 따라서, 다공성 부재(21)를 넘어 액체의 누출 없이 액체 한정 구조체(12) 아래로 기판(W)이 이동할 수 있는 최대 속력이 감소한다. 이는 스루풋의 감소를 초래하고, 및/또는 액체가 장치 또는 기판(W)의 부분들과 접촉하게 하므로 바람직하지 않다.
그 상황을 피하도록 돕기 위해, 입자 카운터(particle counter: 50)가 제공될 수 있다. 입자 카운터(50)는 단일 상 추출기의 다운스트림에 제공된다. 따라서, 단일 상 추출기를 통과하는 입자들의 개수가 산출될 수 있다. 소정 수의 입자들이 산출된 이후에, 제어기는 앞서 설명된 표시 또는 신호를 발생시킨다.
입자들의 임계 개수는 경험, 경험적 데이터 또는 이론에 기초하여 선택된다. 몇몇 더 큰 입자들은 다공성 부재(21)에 부착되어 더 작은 입자들만이 입자 카운터(50)에 의해 산출될 것이다. 하지만, 다공성 부재에 걸린(trap)(또한, 이에 따라 성능을 감소시키는) 입자들의 개수와 카운터를 통과하여 카운터에 의해 산출되는 입자들의 개수 간의 상관 관계가 존재할 수 있다.
카운터(50)는 추가적으로 또는 대안적으로 시스템 내의 다른 곳에 배치될 수 있다. 예를 들어, 카운터(50)는 액체 유입구의 업스트림 또는 다운스트림에 배치될 수 있다.
본 명세서에서는 단일 상 추출기가 설명되지만, 다른 형태의 추출기 및 다른 형태의 유입구가 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 7에 예시된 액체 한정 구조체(12)의 일 실시예에서, 도 6c의 가스 나이프(33)의 반경방향 바깥쪽으로 제 2 가스 나이프(35)가 제공된다. 또한, 도 7에 예시된 실시예의 원리들은 도 6c의 액체 한정 구조체(12)에도 적용될 수 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 다공성 부재(21)의 도관 다운스트림 내에 필터(60)가 제공된다. 진공 펌프(70)와 같은 펌프는 필터(60)에 하압력을 적용시킨다. 하압력은 액체가 필터(60)를 통과하게 한다. 펌프는 필터(60)를 통하는 액체의 흐름이 일정하도 록 제어된다.
게이지와 같은 압력 센서(80)가 제공된다. 압력 센서(80)는 필터를 통해 추출되는 유체의 압력을 측정한다. 특히, 압력 센서(80)는 필터(60)와 펌프(70) 사이의 도관 내의 유체의 압력을 측정한다. 이 방식으로, 오염 및 이에 따른 접촉 각도의 감소를 측정할 수 있다. 필터(60)가 오염 입자들로 막히게 되는 경우, 펌프(70)가 일정한 흐름을 유지하기 때문에 압력 센서(80)에 의해 측정된 압력이 증가한다. 따라서, 압력 증가는 오염의 레벨 측정이며, 예를 들어 소정 임계치 위로의 압력은 오염 입자들의 소정 임계 개수를 나타낼 수 있다. 오염을 측정하는데 있어서 이 시스템의 유효성은 높이에 대한 접촉 영역이 크도록 종횡비(aspect ratio)가 구성되는 경우에 개선될 수 있다. 이는, 차단으로 인한 여하한의 압력 증가가 (높이의 함수인) 필터의 고유 저항보다 높기 때문에 감도를 증가시킨다.
따라서, 도 7에 예시된 실시예는 추출기로 통과하는 오염 입자들이 검출될 수 있는 도 6c에 예시된 실시예와 유사하다. 소정량의 오염이 검출되는 경우(즉, 시간에 걸친 소정 압력 강하가 측정됨), 앞서 설명된 바와 같이 임계 레벨이 도달되었다는 표시가 제공될 수 있다.
물론, 필터(60)는 완전히 막히게 될 수 있으므로, 주기적인 교체가 필요할 수 있다. 하지만, 임계 레벨이 도달된 때마다 필터가 교체될 필요는 없을 수 있다. 이는 압력 센서(80)에 의해 측정된 압력의 히스토리(history)가 유지되어, 시간에 걸친 압력 강하의 변화들이 무슨 타입의 복원 동작이 요구될 수 있는지를 결정하는데 사용될 수 있기 때문이다.
필터(60)는 상이한 위치들에 배치될 수 있다. 이 위치들은 입자 카운터에 대해 제안된 위치와 동일할 수 있다. 필터에 대한 또 다른 위치는 단일 상 추출기의 반경방향 안쪽으로 액체 한정 시스템(12)의 저면에 있을 수 있다. 필터는 환형(즉, 연속적인 루프)이거나, 1 이상의 분리된 위치들에 있을 수 있다.
단일 상 추출기의 설계는 하압력이 챔버(31)에 적용되도록 구성된다. 이는 버퍼 탱크를 통해 챔버(31)와 유체 연통하고 있는 펌프에 의해 행해진다. 또한, (액체/가스 인터페이스에서의) 버퍼 탱크 내의 압력은 앞서 설명된 단일 상 추출기의 성능을 측정하는데 사용될 수도 있다. 즉, 다공성 부재(21) 자체가 필터로 사용될 수 있다.
일 실시예에서는, 오염 입자들의 개수를 측정하기보다, 액체공급 또는 액체 제거 시스템의 성능이 측정될 수 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 액체 유입구 또는 유출구의 오염은 유입구 또는 유출구를 통해 상이한 액체 흐름을 유도할 수 있다. 리소그래피 장치는 온도 변동에 민감하다. 그러므로, 대부분의 장치는 온도를 모니터링하는 제어기를 갖는다. 제어기는 흔히 안정된 온도를 유지하기 위해 가열기 또는 냉각기를 통해 가열 또는 냉각을 적용시킨다. 일 실시예에서, 열 부하의 변동이 측정될 수 있다.
여하한의 가열기 또는 냉각기가 비활성화되는 경우, 온도의 측정 또는 온도의 상승률 또는 하락률의 측정은 액체 공급/제거 시스템의 성능에 관한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 세정될 액체 유입구 또는 유출구가 알려진 경우에 온도 측정이 수행될 수 있다. 그 후, 동일한 측정이 동일하거나 유사한 조건들 아래서 나중에 수행될 수 있다. 2 개의 측정들의 온도 프로파일들을 비교하는 것이 기계의 성능에 대한 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 소정 레벨을 넘는 측정된 파라미터의 변화는 성능의 손실을 나타낼 수 있다. 아래에서 도 6c의 액체 한정 시스템에 관하여 특정한 예시가 주어질 것이다.
도 6c의 액체 한정 시스템에서, 단일 상 추출기에 의해 수용되지 않는 여하한의 액체는 가스 나이프(34)에 의해 수용된다. 가스 나이프(34)/추출 링(32)과 연계된 가스 흐름과 액체의 접촉은 증발 및 이에 따른 냉각을 초래한다. 따라서, 단일 상 추출기의 성능이 오염으로 인해 떨어진 경우, 액체 한정 시스템의 온도가 감소할 수 있다. 그러므로, 온도의 감소율(또는 감소의 절대 레벨)이 단일 상 추출기의 성능 레벨에 관한 훌륭한 가이드(guide)일 수 있다. 따라서, 주어진 활성화 시간 이후의 절대값 또는 온도의 감소율을 오염되지 않은 액체 한정 시스템에 대한 유사한 환경들 아래서 측정된 동일한 절대값 또는 비율에 비교하는 것이 성능에 관한 정보를 줄 수 있다. 절대 온도의 차이 또는 비율의 차이가 소정 값 이상인 경우, 앞서 설명된 바와 같이 오염이 복원 동작이 취해질 필요가 있을 수 있는 레벨에 도달했음을 나타내는 신호가 발생될 수 있다.
또한, 액체 한정 시스템과 다른 1 이상의 구성요소의 온도를 측정할 수도 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 기판 및/또는 기판 테이블은 단일 상 추출기의 성능이 감소된 이후에 증가된 냉각을 알 수 있다. 따라서, 기판 또는 기판 테이블 내의 여하한의 가열기 또는 냉각기가 비활성화된 경우에 기판 또는 기판 테이블의 온도 변동을 측정함으로써, 앞서 설명된 것과 동일한 방법론이 사용될 수 있다.
이해하여야 하는 바와 같이, 침지 리소그래피 시스템의 도관 내의 액체 흐름은 그 도관 주위의 구성요소의 냉각을 유도할 수 있다. 따라서, 도 6c의 액체 한정 시스템에 관하여 앞서 설명된 원리들이 1 이상의 다른 구성요소들에도 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 여하한의 가열기 또는 냉각기를 비활성화시키는 대신에, 리소그래피 장치가 정상적으로 사용될 수 있다. 일정한 온도를 유지하기 위해 여하한의 가열기 또는 냉각기에 인가된 전력을 모니터링함으로써, 앞서 설명된 것과 유사한 방식으로 단일 상 추출기(31)의 오염에 관한 정보를 얻을 수 있다. 즉, 오염되지 않은 액체 한정 시스템에 대한 가열기 또는 냉각기의 알려진 전력 프로파일이 사용 기간 이후에 동일하거나 유사한 조건들 아래서 동일한 파라미터들과 비교된다. 가열기 또는 냉각기에 인가된 전력이 소정량 이상 다른 경우, 복원 동작이 취해질 필요가 있을 수 있음을 나타내는 신호가 발생될 수 있다. 이 실시예는 인라인으로 사용될 수 있다.
도 8은 다공성 부재(21)를 갖는 단일 상 추출기의 실시예를 예시한다. 예시된 바와 같이, 다공성 부재(21) 전체가 액체로 덮일 수 있다. 다공성 부재(21)의 다운스트림 측에 하압력이 적용될 수 있다. 하압력은 진공 펌프와 같은 펌프(90)에 의해 적용될 수 있다. 다공성 부재(21)의 다운스트림 측으로부터의(즉, 챔버(31)로부터의) 가스가 추출될 수 있으며, 일정한 유량에서 추출될 수 있다. 게이지와 같은 압력 센서(100)는 다공성 부재(21)의 다운스트림 측 상의(즉, 챔버(31) 내의) 가스 압력을 측정할 수 있다. 다공성 부재(21)의 홀들을 가로지르는 액체의 표면 장력은 액체가 낮은 하압력에서 다공성 부재(21)의 다운스트림 측에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 액체가 더이상 다공성 부재(21)를 통한 홀들에 걸쳐 메니스커스를 유지할 수 없는 경우, 액체가 챔버(31)로 들어갈 수 있다. 압력 센서(100)에 의해 갑작스러운 압력 변화가 검출될 수 있다. 이는 소위 "포점(bubble point)"이다. 포점은 액체에 대한 다공성 부재(21)의 접촉 각도의 함수이다. 앞서 설명된 바와 같이, 다공성 부재(21)가 더 오염될수록, 다공성 부재(21)가 덜 친수성 또는 친액성이 된다. 따라서, 포점은 다공성 부재(21)의 오염의 간접적인 측정일 수 있다.
도 8에 예시된 실시예의 방법은 오프라인으로 수행될 수 있다. 포점의 압력이 소정 값 아래인 경우, 복원 동작이 취해질 필요가 있을 수 있음을 나타내는 신호가 발생될 수 있다.
일 실시예에서, 다공성 부재(21)는 액체 한정 시스템의 아래쪽에 부착될 수 있다. 다공성 부재(21)는 액체 한정 시스템의 기능에서 어떠한 역할도 수행하지 않을 수 있다. 하지만, 다공성 부재는 액체 한정 시스템의 표면의 오염 측정으로서 앞서 설명된 바와 같이 사용될 수 있다. 물론, 다공성 부재(21) 및 앞선 방법은 오염을 측정하는 것 이외의 사용과 함께 능동 구성요소를 형성하지 않으면서, 앞서 설명된 침지 리소그래피 장치의 여하한의 구성요소의 오염을 측정하는데 사용될 수 있다.
도 9는 도 6 및 도 7에 예시된 것과 유사한 액체 한정 시스템의 실시예를 예시한다. 하지만, 다른 실시예들을 이용하는 것과 같이, 본 발명의 일 실시예는 다른 타입의 액체 한정 시스템들에 유사하게 적용될 수 있다.
도 9에서, 액체(11)의 메니스커스는 다공성 부재(21)를 넘어 연장된 것으로 도시된다. 즉, 한가지 이유 또는 또 다른 이유에 대해(예를 들어, 오염 및 이에 따른 접촉 각도의 감소로 인해) 단일 상 추출기가 올바르게 작동하지 않는다. 이 상황에서는, 가스 나이프(34)로부터의 가스가 액체를 수용하는데 효과적일 수 있다. 정상 작동에서, 가스 나이프(34)는 방향 101(즉, 반경방향 안쪽으로) 및 방향 102(즉, 반경방향 바깥쪽으로)로 이동한다. 그 후, (화살표 101로 나타낸) 반경방향 안쪽으로 아동하는 가스는 가스 추출 링(32)을 통해 추출될 수 있다. 하지만, 도 9에 예시된 상황에서, 가스 나이프(34)로부터의 가스는 액체의 존재에 의해 반경방향 안쪽으로 자유롭게 이동하는 것을 방해받을 수 있다. 이는 가스 추출 링(32)을 통해 나가는 가스 유량의 변화를 유도할 수 있다. 이 흐름의 변화는, 예를 들어 센서(105)를 이용함으로써 검출될 수 있다. 흐름의 변화는 단일 상 추출기를 지나 액체가 누출되었다는 표시이므로, 단일 상 추출기의 성능이 떨어졌다는 표시일 수 있다.
가스 추출 링(32)은 일정한 하압력에서 유지되거나, 그것을 통해 추출된 가스의 일정한 흐름을 가질 수 있다. 제 1 경우에 흐름의 변화는 액체의 누출을 나타낼 수 있으며, 제 2 경우에는 하압력의 변화가 액체의 누출을 나타낼 수 있다. 제 1 경우에 센서(105)는 유량 센서일 수 있으며, 제 2 경우에 센서(105)는 압력 센서일 수 있다.
일 실시예에서, 센서들은 가스 추출 링(32)이나 가스 추출 링(32)의 주변부 주위에서 (센서(105)에 의해 예시된) 그 다운스트림에 제공된다. 상기 주변부는 원 주(circumferential)일 수 있다. 센서들은 앞서 설명된 유량 또는 하압력을 측정한다. 센서들은 액체 한정 시스템(12)의 주변부(예를 들어, 원주) 주위의 어디에서 누출이 일어났는지를 식별하는데 사용될 수 있다. 이 정보는 단일 상 추출기의 주변부(예를 들어, 원주) 주위의 단일 상 추출기의 어느 부분에서 누출되는지를 결정하는데 사용될 수 있다. 그 후, 단지 단일 상 추출기의 부분을 세정하거나 교체하고, 또는 특정 방향으로 동작의 속력을 감소시키는 것이 필요할 수 있다. 센서에 의해 측정된 값들은 추후 분석을 위해 저장될 수 있다.
센서들에 의해 검출된 값들이 소정 값보다 높거나 낮은 경우, 경우에 따라 소정 임계치 아래로 성능의 손실을 나타내는 신호가 발생될 수 있다. 그 신호는 유체 핸들링 시스템의 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 주의를 환기시킨다. 그 후, 앞서 설명된 바와 같이 필요에 따라 복원 동작이 취해질 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 액체 한정 시스템의 누출은 액체 한정 시스템(12)과 기판(W) 사이에 액체가 더 많이 존재하게 할 수 있다. 이 두 구성요소들 사이의 액체량의 변화는 이 두 구성요소들 사이에 상이한 힘을 유도할 수 있다. 추가적으로, 가스 나이프(34)를 나가는 가스의 흐름 패턴의 변화가 두 구성요소들 사이에 힘의 변화를 유도할 수도 있다. 따라서, 측정될 수 있는 또 다른 성능 파라미터는 액체 한정 시스템(12)을 지지하는데 사용되는 액추에이터에 의해 가해진 힘이다. 힘의 정상 레벨을 넘는 힘의 변화는 액체의 누출을 유도하는 다공성 부재(21)의 오염을 나타낼 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 알려진 상황들에 대해 시간에 걸쳐 적용된 프로파일 또는 힘에 대해 수행된 측정 및 오염되지 않은 액체 한정 시스템에 대 해 수행된 측정을 비교하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 힘이 소정 임계치보다 높거나 낮은 경우, 소정 임계치 아래로 성능의 손실을 나타내는 신호가 발생될 수 있다. 상기 신호는 유체 핸들링 시스템의 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 주의를 환기시킬 수 있다. 예를 들어, 소정 임계치 아래로 성능의 손실을 나타내는 신호는 시스템의 사용자 및/또는 제어기의 주의를 환기시킬 수 있다.
액체 한정 시스템(12)의 일 실시예가 도 10에 예시되며, 아래 설명되는 것을 제외하고는 도 9에 예시된 것과 동일한 액체 한정 시스템(12)일 수 있다.
예시된 바와 같이, 단일 상 추출기를 지나 누출되는 여하한의 액체를 검출하기 위해 센서들(120 및 130) 중 1 이상이 사용될 수 있다. 센서(들)는 어디에나 위치될 수 있으며, 여하한 타입의 적절한 센서일 수 있다. 예를 들어, 센서(120 및 130) 중 1 이상은 액체 한정 시스템(12)과 기판(W) 또는 기판 테이블(WT) 사이의 위치에서 캐패시턴스를 측정하는 용량성 센서일 수 있다. 이 측정은 액체 한정 시스템(12)과 기판(W) 또는 기판 테이블(WT) 사이의 센서의 위치에서 액체의 존재 또는 부재를 나타낼 수 있다. 센서(들)는 액체 한정 시스템의 아래쪽에 있을 수 있다.
도 10에서, 두 위치의 센서들이 예시된다. 이 센서들 중 하나(130)는 가스 추출 링(32)의 반경방향 가장 바깥쪽 에지에 있다. 센서(130)는 인접한 플레이트들의 형태일 수 있으며, 이러한 플레이트와 기판 또는 기판 테이블 사이의 캐패시턴스를 측정할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 센서는 자기 센서일 수 있다. 이 타입의 센서들은 유럽 특허 출원 공개공보 제 1,477,856 A1호에서 설명된다.
또 다른 위치는 다공성 부재(21)의 반경방향 가장 바깥쪽 에지에 예시되는 센서(120)에 의해 나타난다. 이는 센서(130)와 동일한 방식으로 작동한다. 또 다른 가능성은 다공성 부재(21) 자체를 센서의 전극으로서 사용하는 것이다. 캐패시턴스 및/또는 자기 속성들은, 액체의 메니스커스(40)가 다공성 부재(21)를 가로질러 이동함에 따라 변할 수 있다.
앞서 설명된 실시예들 모두를 이용하여, 개별적인 센서들이 액체 한정 시스템(12)의 주변부 주위의 분리된 위치들에 위치될 수 있다. 이러한 방식으로, 여하한의 누출의 정밀한 위치가 검출될 수 있다. 액체가 소정 마진(margin)만큼 넘을 것으로 예상되는 위치에서 검출되는 경우, 앞서 설명된 바와 같이 복원 동작이 취해질 필요가 있을 수 있음을 나타내는 신호가 발생될 수 있다.
또한, 오프라인으로 액체 손실을 측정하는 것이 가능하다. 이는 기판이 이미징된 이후에 기판 내의 결점을 검출함으로써 행해질 수 있다. 몇몇 결점들은 액체 손실의 결과이다. 또한, 광학 센서의 효율성의 손실이 액체의 누출을 검출하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판 테이블의 높이를 검출하는 광학 센서(또는 투과 이미지 센서 플레이트 높이를 측정하는 레벨 센서)는 그것이 젖게 되는 경우에 성능이 감소한다. 여하한의 경우, 오프라인으로 액체 손실을 검출하는 것은, 상기 검출이 소정 임계치 아래로 성능의 손실이 존재함을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는데 사용될 수 있다. 상기 신호는 무슨 동작을 취할지 결정하는데 있어서 앞서 설명되 바와 같이 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 액체(예를 들어, 물) 검출 툴에 기초한 광학 센서(예를 들어, 레벨 센서) 및 침지 시스템에서의 테스트가 개시된다. 이러한 툴 및 테스트는 액체 위치, 가능한 가스 나이프 장애(obstruction) 위치 등을 체크하게 한다. 그것은 조사 및/또는 모니터링 툴(지속기간 < 30 분)로서 효율적으로 사용될 수 있다.
가스 나이프 장애 또는 단일 상 추출기 오염 또는 다른 개구부(opening)(예를 들어, 추출기 개구부)와 같은 액체 핸들링 시스템(예를 들어, 액체 한정 시스템(12)) 오염으로 인한 침지 리소그래피 시스템들에서의 액체 손실은 생산 기판들 상의 결점들 및/또는 메트롤로지 오차들을 초래할 수 있다. 일어날 가능성이 있는(potential) 가스 나이프 장애는 기판의 소정 움직임들을 이용하여 노출된(bare) 기판 위로 센서를 호버링(hovering)하고, 그 후 여러 위치들에서 입자들에 대해 기판 표면을 검사함으로써 검출될 수 있다[예를 들어, 기판의 표면 상의 4 개의 쿼드런트에서 입자들을 찾는 4 쿼드런트 테스트(four quadrant tests: 4QTs)]. 기판 상의 오염된 잔여 액체의 흔적(trail)들은 증발하는 경우에 입자들의 흔적을 남길 것이다.
이러한 4QTs 결과들의 분석은 간접적인 측정 방법이기 때문에 해석 오차들의 영향을 받기 쉬울 수 있다. 예를 들어, 기판 상에 남겨진 입자들은 근본 원인(root cause)(가스 나이프 장애)의 오염된 액체의 증발 효과 또는 액체 손실 효과이다. 또한, 효율적이고 신뢰할 수 있기 위하여, 액체 핸들링 시스템에 의해 남겨진 잔여 액체는 잔여 액체가 리소그래피 시스템의 일반적인 결함 레벨에 관련될 수 있도록 소정량의 입자들을 포함하여야 한다. 이는 리소그래피 장비 산업 및 고객들이 항상 결함들을 더 낮추려고 노력한다는 사실에 상반된다. 또한, 이러한 테스트는 상당량의 작동 시간(machine time), 제 2 툴 상에서의 기판 및 표면 검사 시간을 필요로 할 수 있다.
따라서, 일 실시예에서는 Z 축선에서 기판 및/또는 센서 위치를 결정하도록 리소그래피 시스템들에서 사용되는 광학 메트롤로지 툴인 레벨 센서(LS)가 액체를 검출하는데 사용된다. 레벨 센서로 검사되는 표면 상에 남겨진 액체는 방사선 산란(scattering)으로 인하여 레벨 센서를 이용한 측정을 방해할 수 있다. 이 원리가 침지 리소그래피 시스템 내의 액체 핸들링 시스템에 의해 남겨진 잔여 액체를 검출하는데 사용된다. 예를 들어, 상기 방해는 산란된 방사선을 측정하거나, 산란으로 인한 방사선의 손실을 검출함으로써 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 기판을 포커스 내에 위치시키는 침지 리소그래피 시스템 내의 표준 레벨 센서는 본 명세서에서 설명된 액체 검출 시스템을 제공하기에 적합하다. 이는 레벨 센서로부터 정보를 수신하고, 및/또는 제어하는데 사용되는 소프트웨어의 업데이트로 인해 적합하게 될 수 있다.
도 11을 참조하면, 테스트 시퀀스(test sequence)는 레벨 센서로 해당 초기 건조한 표면(예를 들어, 기판의 표면)을 측정하는 단계, 이 동일한 표면 상에서 습기(wet)를 호버링하는 단계(예를 들어, 액체 핸들링 시스템으로 표면에 액체를 제공하는 동안, 액체 핸들링 시스템에 대해 표면을 이동시키는 단계), 및 그 후 레벨 센서로 상기 표면을 재측정하는 단계를 포함한다.
그 후, 표면 상에 남겨진 잔여 액체는 공간의 함수로서 측정된 높이 차이를 나타냄으로써 검출될 수 있다. 대안적으로, 레벨 센서의 검출기는 공간의 함수로서 초기 및 추후(다음) 측정들에서의 반사광의 세기 간의 방사선 세기 비를 구성(plot)할 수 있다. 소정의 특정 호버링 루트들(예를 들어, 기판과 액체 핸들링 시스템 간의 상대 이동의 패턴)의 사용과 조합하여, 이 데이터는 예를 들어 가스 나이프 장애의 위치를 정확히 나타낸다(pin-point).
도 12 및 도 13[도 12 및 도 13은 동일함]은, 표면 상에 남겨진 잔여 액체의 위치 및 (가스 나이프 장애와 같은) 잔여 액체의 가능한 원인들을 나타내는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학(레벨) 센서 테스트 시퀀스로부터의 샘플 결과들을 도시한다. 도 12는 레벨 센서를 이용하여 공간의 함수로서 측정된 높이 차이를 비교하여 달성된 결과들을 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 이미징된 영역의 최상부를 가로질러 높이 차이가 꽤 큰 라인이 존재한다. 이는 기판 상의 액체의 흔적을 나타낸다. 이 액체의 흔적은 x 방향으로의 액체 핸들링 시스템에 대한 이동 이후에 남겨졌다. 이는 대응하는 위치에서 가스 나이프에서의 가능한 장애를 나타낸다. 이는 도 12에서 원 상의 X 표시에 의해 나타내어지며, 이 원은 액체 핸들링 시스템의 가스 나이프를 평면도로 나타낸다.
도 13은 공간의 함수로서 측정된 높이 차이의 유사한 표현이다. 도 13의 예시에서, 이는 투과 이미지 센서(TIS)의 최상부의 측정이다. 이미지는 액체 핸들링 시스템이 투과 이미지 센서에 대해 65°방향으로 이동된 이후에 취해진다. 알 수 있는 바와 같이, 액체의 흔적은 상대 이동의 방향과 거의 같은 각도로 뒤에 남겨졌다. 이 데이터로부터, 액체 핸들링 시스템의 가스 나이프에서의 장애가 있을 수 있 는 곳을 측정할 수 있다.
가능하게는 본 명세서에서 설명된 온도 모니터링하는 액체 핸들링 시스템(액체 한정 구조체(12))에 커플링되어, 4QTs는 다음의 가능한 개선들을 이용하는 앞서 설명된 레벨 센서 검출 툴 및/또는 테스트로 교체되거나 보완될 수 있다:
- 마진 시간 감소: ~2h에서 0.5h로.
- 제품 비용(cost of goods): 26 기판에서 2 기판으로.
- 기판들의 표면 검사에 필요한 추가 툴이 없음.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 시스템의 노광 측 상의 빌트인(built-in) 카메라가 추가로, 또는 레벨 센서의 대안예로서 사용될 수 있다. 이러한 카메라는 액체 핸들링 시스템(예를 들어, 액체 한정 구조체(12))에 통합될 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 디스플레이(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 툴 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.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절 및 반사 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 1 이상의 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 장치를 제어하기 위해 1 이상의 제어기가 제공될 수 있다. 본 명세서에 언급된 1 이상의 상이한 제어기들은, 1 이상의 컴퓨터 프로그램들이 리소그래피 장치의 1 이상의 구성요소 내에 위치된 1 이상의 컴퓨터 프로세서들에 의해 판독되는 경우에 작동가능할 수 있다. 1 이상의 프로세서들은 제어기들 중 1 이상과 통신하도록 구성된다; 이로 인해, 제어기(들)가 1 이상의 컴퓨터 프로그램들의 기계 판독가능한 명령어들에 따라 작동한다. 각각의 제어기는 본 발명을 구현하는 컴퓨터 프로그 램들 중 1 이상에 따라 상기 장치의 1 이상의 구성요소를 작동시킬 수 있다.
본 발명은 여하한의 침지 리소그래피 장치, 특히 앞서 언급된 형태들에 적용될 수 있지만, 이에 국한되지는 않는다.
본 발명의 1 이상의 실시예는 여하한의 침지 리소그래피 장치, 특히 앞서 언급된 형태들에 적용될 수 있지만 이에 국한되지는 않으며, 침지 액체가 배스의 형태로 제공되는지, 기판의 국부화된 표면적에만 제공되는지, 또는 한정되지 않는지의 여부에 적용될 수 있다. 한정되지 않는 구성에서, 침지 액체는 기판 및/또는 기판 테이블의 표면에 걸쳐 흐를 수 있으므로, 실질적으로 기판 테이블 및/또는 기판의 덮여있지 않은 전체 표면이 젖게 된다. 이러한 한정되지 않는 침지 시스템에서, 액체 공급 시스템은 침지 유체를 한정하지 않을 수 있으며, 또는 실질적으로 침지 액체의 완전한 한정이 아니지만 침지 액체 한정의 부분을 제공할 수 있다.
본 명세서에서 고려되는 액체 공급 시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 소정 실시예들에서, 그것은 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 액체를 제공하는 구조체들의 메카니즘 또는 조합일 수 있다. 그것은 1 이상의 구조체, 1 이상의 액체 유입구, 1 이상의 가스 유입구, 1 이상의 가스 유출구 및/또는 공간에 액체를 제공하는 1 이상의 액체 유출구의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분일 수 있고, 또는 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전히 덮을 수 있으며, 또는 공간이 기판 및/또는 기판 테이블을 감쌀 수 있다. 액체 공급 시스템은, 선택적으로 위치, 양(quantity), 질, 형상, 유량 또는 액체의 여하한의 다른 특징들을 제어하는 1 이상의 요소들을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법은: 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨을 나타내는 유체 핸들링 시스템의 성능 파라미터를 측정하는 단계; 및 상기 측정이 소정 임계치 아래로 성능의 손실을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함하며, 이 신호는 유체 핸들링 시스템의 수용 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 주의를 환기시킨다. 일 실시예에서, 상기 측정은 유체 핸들링 시스템의 유체 수용 성능의 간접적인 측정이다. 일 실시예에서, 상기 측정하는 단계는 (ⅰ) 유체 핸들링 시스템의 열 손실의 변동을 검출하는 단계, (ⅱ) 유체 핸들링 시스템의 단일 상 추출기의 유출구 측 상에서 압력 변동을 검출하는 단계, (ⅲ) 유체 핸들링 시스템과 연계된 유체 흐름 내의 오염 입자들을 산출하는 단계, (ⅳ) 유체 핸들링 시스템의 유출구 및/또는 유입구를 통과하는 유체의 압력 변동 및/또는 유량 변동을 검출하는 단계, (ⅴ) 유체 핸들링 시스템의 한정 구성요소를 지나 누출되는 액체를 검출하는 단계, 또는 (ⅵ) 원하는 위치를 유지하기 위해 유체 핸들링 시스템에 가해진 힘의 변화를 검출하는 단계, 또는 (ⅶ) (ⅰ) 내지 (ⅵ)로부터 선택되는 여하한의 조합을 포함한다. 상기 측정하는 단계는 구성요소의 온도를 실질적으로 일정하게 유지하는데 사용되는 가열기에 공급되는 전력을 모니터링함으로써 열 손실의 변동을 검출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 측정하는 단계는 구성요소 시스템을 가열하는데 사용되는 여하한의 가열기가 꺼진 경우에 구성요소의 온도 변동을 검출하는 단계를 포함한다. 추가적으 로 또는 대안적으로, 상기 측정하는 단계는 성능 파라미터를 세정될 필요가 없는 유체 핸들링 시스템의 사용에 있어서 유사한 조건들에서 이전에 측정된 값에 비교하는 단계를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 측정하는 단계는 단일 상 추출기의 유출구 측 상에서 압력 변동을 검출하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 단일 상 추출기의 다공성 부재의 제 1 측으로부터 일정한 비율로 유체를 추출하는 단계- 다공성 부재의 맞은편은 액체로 덮임 -, 및 다공성 부재의 제 1 측 상에서 압력을 모니터링하는 단계를 포함한다. 갑작스러운 압력 변화가 일어나는 압력이 소정 압력값에 비교되고, 갑작스러운 압력 변동이 일어나는 압력이 소정 압력값보다 작은 경우에 성능의 손실을 나타내는 것이 바람직하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 방법은 단일 상 추출기의 다공성 부재의 제 1 측으로부터 유체를 추출하는 단계- 상기 제 1 측 상의 필터를 통해 일정한 비율로 유체를 끌어올림 -, 및 일정한 비율로 제거되는 유체의 압력 변동을 측정하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 (ⅰ) 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 세정하는 단계, (ⅱ) 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 교체하는 단계, 또는 (ⅲ) 침지 리소그래피 장치의 작동 파라미터를 변화시키는 단계, 또는 (ⅳ) (ⅰ) 내지 (ⅲ)으로부터 선택되는 여하한의 조합을 더 포함한다. 일 실시예에서, 주의를 환기시키는 것은 사용자의 주의 또는 침지 리소그래피 장치의 제어기의 주의를 환기시킨다. 일 실시예에서, 기판 테이블은 셔터 부재를 포함하며, 상기 측정하는 단계는 유체 핸들링 시스템과 셔터 부재 사이의 유체의 수용 레벨을 나타낸다.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템의 오염을 검출하는 방법은 (ⅰ) 유체 핸들링 시스템의 작동시 구성요소로부터 열 손실의 변화를 검출하는 단계, (ⅱ) 유체 핸들링 시스템의 단일 상 추출기의 유출구 측 상에서 압력 변동을 검출하는 단계, (ⅲ) 유체 핸들링 시스템과 연계된 유체 흐름 내의 오염 입자들을 산출하는 단계, (ⅳ) 유체 핸들링 시스템의 유출구 및/또는 유입구를 통과하는 유체의 압력 변동 및/또는 유량 변동을 검출하는 단계, (ⅴ) 유체 핸들링 시스템의 한정 구성요소를 지나 누출되는 액체를 검출하는 단계, 또는 (ⅵ) 원하는 위치를 유지하기 위해 유체 핸들링 시스템에 가해진 힘의 변화를 검출하는 단계, 또는 (ⅶ) (ⅰ) 내지 (ⅵ)로부터 선택되는 여하한의 조합을 포함한다. 상기 구성요소는 기판 또는 기판 테이블 또는 유체 핸들링 시스템의 일부분인 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템의 오염을 검출하는 방법은 제 1 측 상에서 유체와 유체 핸들링 시스템의 다공성 부재를 접촉시키는 단계; 제 1 측과 마주하는 다공성 부재의 제 2 측으로부터 일정한 비율로 유체를 제거하는 단계; 및 일정한 비율로 제거되는 유체의 압력을 모니터링함으로써 오염을 검출하는 단계를 포함한다. 액체는 다공성 부재의 제 1 측 상에 제공되는 것이 바람직하며, 상기 유체를 제거하는 단계는 다공성 부재의 제 2 측으로부터 가스를 제거하는 단계를 포함하고, 갑작스러운 압력 변화가 일어나는 압력을 소정 압력에 비교하여, 갑작스러운 압력 변화가 일어나는 압력이 소정 압력보다 낮은 경우에 유체 핸들링 시스템의 세정이 요구되는 레벨의 오염이 검출된다. 다공성 부재의 제 2 측 으로부터 일정한 비율로 제거되는 유체는 필터를 통해 제거되는 액체이며, 압력은 필터를 통해 제거되는 액체의 압력이다.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템의 오염을 검출하는 방법은: 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간으로부터 유체를 추출하는 단계; 추출된 유체 내에 존재하는 오염 입자들의 개수를 산출하는 단계; 및 오염 입자들의 개수가 소정 임계치를 초과하는 경우를 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치는 유체 핸들링 시스템, 및 유체 핸들링 시스템의 성능 파라미터를 측정하고, 상기 측정이 소정 임계치 아래로 성능의 손실을 나타내는 경우에 유체 핸들링 시스템의 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 주의를 환기시키도록 구성된 제어기를 포함한다. 제어기는 유체 핸들링 시스템의 단일 상 추출기의 유출구 측 상에서 압력 변동 및/또는 구성요소의 열 손실 변동을 검출하도록 구성되는 것이 바람직하다. 유체 핸들링 시스템은 유체 핸들링 시스템에 의해 핸들링되는 유체 내에서 입자들의 개수를 산출하도록 구성된 입자 카운터를 포함하는 것이 바람직하다. 유체 핸들링 시스템은 유체 핸들링 시스템 내부에 있는 다공성 부재의 제 1 측 상에, 다공성 부재의 제 1 측 상의 유체의 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서를 포함하는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 상기 장치는 다공성 부재의 제 1 측 상의 필터 및 필터를 통해 일정한 비율로 유체를 추출하도록 구성된 펌프를 더 포함하며, 상기 압력 센서는 일정한 비율로 추출되는 유체의 압력을 측정하도록 구성된다. 상기 장치는 (ⅰ) 유체 핸들링 시스템과 기판 사이의 유체의 존재를 감지하도록 구성된 센서, (ⅱ) 유체 핸들링 시스템의 유체 유입구 및/또는 유체 유출구에서 유체의 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서, 또는 (ⅲ) 유체 핸들링 시스템의 유입구 및/또는 유출구를 통하는 흐름을 측정하도록 구성된 흐름 센서, 또는 (ⅳ) (ⅰ) 내지 (ⅲ)으로부터 선택되는 여하한의 조합을 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법은: 유체 핸들링 시스템의 단일 상 추출기의 유출구 측 상에서 압력 변동을 검출하는 단계; 및 상기 검출이 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함한다. 일 실시에에서, 상기 검출하는 단계는 유체 핸들링 시스템의 유체 수용 성능의 간접적인 측정이다. 일 실시예에서, 상기 검출하는 단계는 단일 상 추출기의 다공성 부재의 제 1 측으로부터 일정한 비율로 유체를 추출하는 단계- 다공성 부재의 맞은편은 액체로 덮임 -, 및 다공성 부재의 제 1 측 상에서 압력을 모니터링하는 단계를 포함한다. 갑작스러운 압력 변화가 일어나는 압력이 소정 압력값에 비교되는 것이 바람직하며, 갑작스러운 압력 변화가 일어나는 압력이 소정 압력값보다 작은 경우에 유체 핸들링 시스템과 기판 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어진다. 일 실시예에서, 상기 검출하는 단계는 단일 상 추출기의 다공성 부재의 제 1 측으로부터 유체를 추출하는 단계- 상기 제 1 측 상의 필터를 통해 일정한 비율로 유체를 끌어올림 -, 및 일정한 비율로 제거되는 유체의 압력 변동을 측정하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신 호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 세정하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 교체하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 침지 리소그래피 장치의 작동 파라미터를 변화시키는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 수용 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 사용자의 주의 또는 침지 리소그래피 장치의 제어기의 주의를 환기시키는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법은: 유체 핸들링 시스템과 연계된 유체 흐름 내의 오염 입자를 산출하는 단계; 및 입자들의 개수가 소정 임계치를 초과하는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 소정 임계치는 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨의 감소를 나타낸다. 상기 산출하는 단계는 유체 핸들링 시스템의 유체 수용 성능의 간접적인 측정인 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 상기 방법은 유체 핸들링 시스템의 단일 상 추출기의 다공성 부재의 제 1 측으로부터 유체를 추출하는 단계를 더 포함하며, 상기 유체 흐름 내의 오염 입자들을 산출하는 단계는 다공성 부재에서 제 2 측으로 통과한 오염 입자들을 산출하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 세정하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 교체하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 침지 리소그래피 장치의 작동 파라미터 를 변화시키는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 수용 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 사용자의 주의 또는 침지 리소그래피 장치의 제어기의 주의를 환기시키는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법은: 유체 핸들링 시스템의 열 손실의 변동을 검출하는 단계; 및 상기 검출이 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함한다. 상기 검출하는 단계는 유체 핸들링 시스템의 유체 수용 성능의 간접적인 측정인 것이 바람직하다. 상기 열 손실의 변동을 검출하는 단계는 구성요소의 온도를 실질적으로 일정하게 유지하도록 구성된 가열기에 인가된 전력을 모니터링하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 열 손실의 변동을 검출하는 단계는 구성요소 시스템을 가열하도록 구성된 여하한의 가열기가 꺼진 경우에 구성요소의 온도를 모니터링하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 세정하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 교체하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 침지 리소그래피 장치의 작동 파라미터를 변화시키는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 수용 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 사용자의 주의 또는 침지 리소그래피 장치의 제어기의 주의를 환기시키는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법은: 유체 핸들링 시스템의 유출구 및/또는 유입구를 통과하는 유체의 압력 변동 및/또는 유량 변동을 검출하는 단계; 및 상기 검출이 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 세정하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 교체하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 침지 리소그래피 장치의 작동 파라미터를 변화시키는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 수용 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 사용자의 주의 또는 침지 리소그래피 장치의 제어기의 주의를 환기시키는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법은: 유체 핸들링 시스템의 한정 구성요소를 지나 누출되는 액체를 검출하는 단계; 및 상기 검출이 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 세정하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 교체하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 침지 리소그래피 장치 의 작동 파라미터를 변화시키는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 수용 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 사용자의 주의 또는 침지 리소그래피 장치의 제어기의 주의를 환기시키는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법은: 원하는 위치를 유지하기 위해 유체 핸들링 시스템에 가해진 힘의 변화를 검출하는 단계; 및 상기 검출이 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 세정하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 교체하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 침지 리소그래피 장치의 작동 파라미터를 변화시키는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 신호에 응답하여 유체 핸들링 시스템의 수용 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 사용자의 주의 또는 침지 리소그래피 장치의 제어기의 주의를 환기시키는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템의 잔여 액체를 검출하는 방법은: 유체 핸들링 시스템을 이용하여 표면에 액체를 도포하는 단계; 유체 핸들링 시스템에 대해 표면을 이동시키는 단계- 이동시킨 이후에 상기 표면에 잔여 액체가 남음 -; 표면에 방사선 빔을 지향하는 단계- 상기 빔의 전체 또는 일부가 잔여 액체로 인해 산란함 -; 및 산란된 방사선을 측정하거나, 산란으로 인한 방사선의 손실을 검출함으로써 잔여 액체의 존재를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 빔을 지향하는 단계는 광학 레벨 센서를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다. 상기 방법은 잔여 액체에 방사선 빔을 지향하기 이전에 방사선 빔으로 건조한 표면을 측정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 결정된 잔여 액체의 존재는 유체 핸들링 시스템의 오염을 나타내는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 침지 리소그래피 장치는: 유체 핸들링 시스템; 표면에 방사선 빔을 지향하도록 구성된 광학 센서- 상기 빔의 전체 또는 일부는 표면 상에서 유체 핸들링 시스템으로부터의 잔여 액체로 인해 산란함 -; 및 산란된 방사선을 측정하거나, 산란으로 인한 방사선의 손실을 검출함으로써 잔여 액체의 존재를 결정하도록 구성된 제어기를 포함한다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템으로부터 잔여 액체를 검출하는 방법은: 표면의 제 1 높이 프로파일을 결정하는 단계; 유체 핸들링 시스템을 이용하여 표면에 액체를 도포하는 단계; 유체 핸들링 시스템에 대해 표면을 이동시키는 단계- 이동시킨 이후에 상기 표면에 잔여 액체가 남음 -; 표면의 제 2 높이 프로파일 및 표면 상에 남은 잔여 액체를 결정하는 단계; 및 제 1 및 제 2 높이 프로파일들을 비교함으로써 잔여 액체의 존재를 결정하는 단계를 포함한다.
앞선 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.
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 2 및 도 3은 리소그래피 투영 장치에서 사용되는 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
도 4는 리소그래피 투영 장치에서 사용되는 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
도 5는 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
도 6a 내지 도 6c는 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 한정 시스템의 개략적인 단면도;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 한정 시스템의 개략적인 단면도;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 한정 시스템의 개략적인 단면도;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 한정 시스템의 개략적인 단면도;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 센서 테스트 시퀀스의 흐름도; 및
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 센서 테스트 시퀀스로부터의 샘플 결과들을 도시하는 도면이다.

Claims (28)

  1. 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템(fluid handling system)을 작동시키는 방법에 있어서:
    상기 유체 핸들링 시스템의 단일 상 추출기(single phase extractor)의 유출구 측 상에서 압력 변동을 검출하는 단계; 및
    상기 검출하는 단계가 상기 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용(containment) 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함하여 이루어지는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는 상기 유체 핸들링 시스템의 유체 수용 성능의 간접적인 측정인 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는 상기 단일 상 추출기의 다공성 부재(porous member)의 제 1 측으로부터 일정한 비율로 유체를 추출하는 단계- 상기 다공성 부재의 맞은편은 액체로 덮임 -, 및 상기 다공성 부재의 제 1 측 상에서 압력을 모니터링하는 단계를 포함하는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    갑작스러운 압력 변화가 일어나는 압력은 소정 압력값에 비교되고, 상기 갑작스러운 압력 변화가 일어나는 압력이 소정 압력값보다 작은 경우에 상기 유체 핸들링 시스템과 상기 기판 사이의 유체의 수용 레벨은 상기 소정 임계치 아래로 떨어진 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는 상기 단일 상 추출기의 다공성 부재의 제 1 측으로부터 유체를 추출하고, 상기 제 1 측 상의 필터를 통해 일정한 비율로 유체를 끌어올리는(withdraw) 단계, 및 일정한 비율로 제거되는 상기 유체의 압력 변동을 측정하는 단계를 포함하는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호에 응답하여, 상기 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 세정하는 단계를 더 포함하는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호에 응답하여, 상기 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 교체하는 단계를 더 포함하는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호에 응답하여, 상기 침지 리소그래피 장치의 작동 파라미터를 변화시키는 단계를 더 포함하는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호에 응답하여, 상기 유체 핸들링 시스템의 수용 성능이 상기 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 사용자의 주의 또는 상기 침지 리소그래피 장치의 제어기의 주의를 환기시키는 단계를 더 포함하는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  10. 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법에 있어서:
    상기 유체 핸들링 시스템의 유출구 및/또는 유입구를 통과하는 유체의 압력 변동 및/또는 유량(flow rate) 변동을 검출하는 단계; 및
    상기 검출하는 단계가 상기 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함하여 이루어지는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호에 응답하여, 상기 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 세정하는 단계를 더 포함하는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호에 응답하여, 상기 유체 핸들링 시스템의 전체 또는 일부분을 교체하는 단계를 더 포함하는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호에 응답하여, 상기 침지 리소그래피 장치의 작동 파라미터를 변화시키는 단계를 더 포함하는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호에 응답하여, 상기 유체 핸들링 시스템의 수용 성능이 상기 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 사용자의 주의 또는 상기 침지 리소그래피 장치의 제어기의 주의를 환기시키는 단계를 더 포함하는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  15. 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법에 있어서:
    상기 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨을 나타내는 상기 유체 핸들링 시스템의 성능 파라미터를 측정하는 단계; 및
    상기 측정하는 단계가 소정 임계치 아래로 성능의 손실을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계- 상기 신호는 상기 유체 핸들링 시스템의 수용 성능이 상기 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 주의를 환기시킴 -를 포함하여 이루어지는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는 상기 유체 핸들링 시스템의 유체 수용 성능의 간접 측정인 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는 (ⅰ) 상기 유체 핸들링 시스템의 열 손실의 변동을 검출하는 단계, (ⅱ) 상기 유체 핸들링 시스템의 단일 상 추출기의 유출구 측 상에서 압력 변동을 검출하는 단계, (ⅲ) 상기 유체 핸들링 시스템과 연계된 유체 흐름 내의 오염 입자들을 산출(count)하는 단계, (ⅳ) 상기 유체 핸들링 시스템의 유출구 및/또는 유입구를 통과하는 유체의 압력 변동 및/또는 유량 변동을 검출하는 단계, (ⅴ) 상기 유체 핸들링 시스템의 한정 구성요소(confinement component)를 지나 누출되는 액체를 검출하는 단계, 또는 (ⅵ) 원하는 위치를 유지하기 위해 상기 유체 핸들링 시스템에 가해진 힘의 변화를 검출하는 단계, 또는 (ⅶ) (ⅰ) 내지 (ⅵ)으로부터 선택되는 여하한의 조합을 포함하는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  18. 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템의 오염을 검출하는 방법에 있어서:
    (ⅰ) 상기 유체 핸들링 시스템의 작동시 구성요소로부터 열 손실의 변화를 검출하는 단계;
    (ⅱ) 상기 유체 핸들링 시스템의 단일 상 추출기의 유출구 측 상에서 압력 변동을 검출하는 단계;
    (ⅲ) 상기 유체 핸들링 시스템과 연계된 유체 흐름 내의 오염 입자들을 산출하는 단계;
    (ⅳ) 상기 유체 핸들링 시스템의 유출구 및/또는 유입구를 통과하는 유체의 압력 변동 및/또는 유량 변동을 검출하는 단계;
    (ⅴ) 상기 유체 핸들링 시스템의 한정 구성요소를 지나 누출되는 액체를 검출하는 단계; 또는
    (ⅵ) 원하는 위치를 유지하기 위해 상기 유체 핸들링 시스템에 가해진 힘의 변화를 검출하는 단계; 또는
    (ⅶ) (ⅰ) 내지 (ⅵ)으로부터 선택되는 여하한의 조합을 포함하는 유체 핸들링 시스템의 오염 검출 방법.
  19. 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템의 오염을 검출하는 방법에 있어서:
    제 1 측 상에서 유체와 상기 유체 핸들링 시스템의 다공성 부재를 접촉시키는 단계;
    상기 제 1 측과 마주하는 상기 다공성 부재의 제 2 측으로부터 일정한 비율로 유체를 제거하는 단계; 및
    상기 일정한 비율로 제거되는 상기 유체의 압력을 모니터링함으로써 오염을 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 유체 핸들링 시스템의 오염 검출 방법.
  20. 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템의 오염을 검출하는 방법에 있어서:
    투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간으로부터 유체를 추출하는 단계;
    상기 추출된 유체 내에 존재하는 오염 입자들의 개수를 산출하는 단계; 및
    상기 오염 입자들의 개수가 소정 임계치를 초과하는 경우를 결정하는 단계를 포함하여 이루어지는 유체 핸들링 시스템의 오염 검출 방법.
  21. 침지 리소그래피 장치에 있어서:
    유체 핸들링 시스템, 및
    상기 유체 핸들링 시스템의 성능 파라미터를 측정하고, 상기 측정이 소정 임계치 아래로 성능의 손실을 나타내는 경우에 상기 유체 핸들링 시스템의 성능이 소정 임계치 아래로 떨어졌다고 주의를 환기시키도록 구성된 제어기를 포함하여 이루어지는 침지 리소그래피 장치.
  22. 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법에 있어서:
    상기 유체 핸들링 시스템과 연계된 유체 흐름 내의 오염 입자들을 산출하는 단계; 및
    상기 입자들의 개수가 소정 임계치를 초과하는 경우에 신호를 발생시키는 단계- 상기 소정 임계치는 상기 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨의 감소를 나타냄 -를 포함하여 이루어지는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  23. 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법에 있어서:
    상기 유체 핸들링 시스템의 열 손실의 변동을 검출하는 단계; 및
    상기 검출하는 단계가 상기 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함하여 이루어지는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  24. 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법에 있어서:
    상기 유체 핸들링 시스템의 한정 구성요소를 지나 누출되는 액체를 검출하는 단계; 및
    상기 검출하는 단계가 상기 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함하여 이루어지는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  25. 침지 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템을 작동시키는 방법에 있어서:
    원하는 위치를 유지하기 위해 상기 유체 핸들링 시스템에 가해진 힘의 변화 를 검출하는 단계; 및
    상기 검출하는 단계가 상기 유체 핸들링 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 유체의 수용 레벨이 소정 임계치 아래로 떨어졌음을 나타내는 경우에 신호를 발생시키는 단계를 포함하여 이루어지는 유체 핸들링 시스템 작동 방법.
  26. 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템으로부터의 잔여 액체를 검출하는 방법에 있어서:
    상기 유체 핸들링 시스템을 이용하여 표면에 액체를 도포(apply)하는 단계;
    상기 유체 핸들링 시스템에 대해 상기 표면을 이동시키는 단계- 상기 이동시키는 단계 이후에 상기 표면에 잔여 액체가 남음 -;
    상기 표면에 방사선 빔을 지향하는 단계- 상기 빔의 전체 또는 일부가 상기 잔여 액체로 인해 산란함 -; 및
    상기 산란된 방사선을 측정하거나, 상기 산란으로 인한 방사선의 손실을 검출함으로써 상기 잔여 액체의 존재를 결정하는 단계를 포함하여 이루어지는 잔여 액체 검출 방법.
  27. 침지 리소그래피 장치에 있어서:
    유체 핸들링 시스템;
    표면에 방사선 빔을 지향하도록 구성된 광학 센서- 상기 빔의 전체 또는 일부는 상기 표면 상에서 상기 유체 핸들링 시스템으로부터의 잔여 액체로 인해 산란 함 -; 및
    상기 산란된 방사선을 측정하거나, 상기 산란으로 인한 방사선의 손실을 검출함으로써 상기 잔여 액체의 존재를 결정하도록 구성된 제어기를 포함하여 이루어지는 침지 리소그래피 장치.
  28. 리소그래피 장치의 유체 핸들링 시스템으로부터 잔여 액체를 검출하는 방법에 있어서:
    표면의 제 1 높이 프로파일을 결정하는 단계;
    상기 유체 핸들링 시스템을 이용하여 상기 표면에 액체를 도포하는 단계;
    상기 유체 핸들링 시스템에 대해 상기 표면을 이동시키는 단계- 상기 이동시키는 단계 이후에 상기 표면에 잔여 액체가 남음 -;
    상기 표면의 제 2 높이 프로파일 및 상기 표면 상에 남은 상기 잔여 액체를 결정하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 높이 프로파일들을 비교함으로써 상기 잔여 액체의 존재를 결정하는 단계를 포함하여 이루어지는 잔여 액체 검출 방법.
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