KR20100039256A - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20100039256A
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치는 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템; 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체; 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블이 제공된 거울 블록; 및 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하고, 상기 거울 블록은 거울 블록과 기판 테이블 사이의 슬립을 감소시키도록 구성되고 배치된다. 슬립은 거울 블록의 가속이 높고, 기판 테이블이 거울 블록에 대해 국부적으로 슬립하는 경우에 발생할 수 있다. 슬립은, 기판의 위치가 더이상 원하는 정확성으로 결정되지 않기 때문에 노광 오차들을 초래할 수 있다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스를 제조하는 방법에 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. 이러한 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 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. 종래의 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-평행한 방 향(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 전사할 수도 있다.
리소그래피 장치에서, 기판은 기판의 타겟부 상에 패터닝 디바이스의 이미지를 투영하기 위해 투영 시스템 밑에 위치될 것이다. 패터닝 디바이스의 이미지를 기판의 상이한 타겟부들 상에 투영하고, 투영 시스템 밑에서 기판을 스캔하기 위해, 기판이 이동된다. 그러므로, 위치설정 시스템에 의해 거울 블록(mirror block)이 이동가능하다. 거울 블록은 기판 테이블(웨이퍼 테이블로도 칭함)을 통해 기판으로 거울 블록의 이동을 전달한다. 기판 테이블은 버얼(burl)들을 통해 거울 블록(인코더 블록이라고도 칭함)에 진공 클램핑(clamp by vacuum)된다. 리소그래피 투영 장치의 더 높은 스루풋은, 기판이 투영 시스템 밑에서 더 빠르게 이동함으로써 달성될 수 있다. 더 빠른 이동들은 더 높은 가속력에 의해 달성될 것이며, 이는 거울 블록과 기판 테이블 사이에 (국부) 슬립(slip)을 야기할 수 있다. 거울 블록과 기판 테이블 사이의 슬립은, 기판이 앞서 결정된 것과 다른 위치에 있게 하므로 잘못 노광되게 할 수 있다.
거울 블록과 기판 테이블 사이의 (국부) 슬립을 회피하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템; 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체; 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블이 제공된 거울 블록; 및 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함한 리소그래피 장치가 제공되고, 상기 거울 블록은 거울 블록과 기판 테이블 사이의 슬립을 감소시키도록 구성되고 배치된다.
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 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 여하한의 다른 적절한 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 위치설정 디바이스(PM)에 연결된 패터닝 디바이스 지지체 또는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)을 포함 한다. 또한, 상기 장치는 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성된 기판 테이블(웨이퍼 테이블이라고도 칭함)(WT)이 제공된 거울 블록(MB)(인코더 블록이라고도 칭함)을 포함한다. 기판 테이블(WT)은 진공을 이용하여 거울 블록 상에 클램핑된다. 거울 블록과 기판 테이블(WT) 사이에는 버얼들이 제공된다. 거울 블록은 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정 디바이스(PW)에 연결된다. 또한, 상기 장치는 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.
패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용 도 "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 광 학 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 거울 블록(및/또는 2 이상의 마스크 테이블 또는 "마스크 지지체")을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블 또는 지지체가 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블 또는 지지체가 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블 또는 지지체에서는 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 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광시 액체가 투 영 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 조정하도록 구성된 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 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스 크)(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정 디바이스(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 거울 블록(MB)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(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(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(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 위치설정 디바이스(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 거울 블록(MB)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정 디바이스(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(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(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 거울 블록(MB) 또는 "기판 지지체"는 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 거울 블록(MB) 또는 "기판 지지체"는 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, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 거울 블록(MB) 또는 "기판 지지체"는 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 거울 블록(MB) 또는 "기판 지지체"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 지지체(예를 들어, 마스크 테이 블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 거울 블록(MB) 또는 "기판 지지체"가 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 거울 블록(MB) 또는 "기판 지지체"가 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.
앞서 설명된 바와 같이, 거울 블록(MB)은 기판 테이블(WT)을 포함한다는 것을 유의한다. 하지만, 기판 테이블이 거울 블록의 주요부(거울 블록의 주 부분은 기판 테이블이 없는 거울 블록임)에 관하여 설명되고 혼동될 우려가 없는 경우, 거울 블록이라는 용어는 상기 주요부를 칭하는데만 사용된다.
거울 블록(MB)과 기판 테이블 사이의 슬립을 감소시키기 위해, 본 발명의 일 실시예에서 거울 블록(MB)과 기판 테이블 사이에는 유연성이 증가된 버얼들이 제공될 수 있다. 슬립은 제 2 위치설정 디바이스에 의해 거울 블록(MB) 상에 가해진 가속력들로 인한, 기판 테이블에 대한 거울 블록(MB)의 국부 변형에 의해 야기될 수 있다. 제 2 위치설정 디바이스가 기판 테이블에 연결되는 거울 블록(MB)의 영 역들이 제 2 위치설정 디바이스에 의해 야기되는 최대 변형들을 겪을 수 있다. 증가된 유연성은, 버얼들이 슬립하지 않고 변형의 일부를 흡수할 수 있게 하며, 이는 거울 블록(MB)과 기판 테이블 사이의 슬립 감소에 관하여 상당한 이점 및 우수한 특성들을 제공한다. 도 2a는 표면(9)과 연결된 연결 영역(3) 및 접촉 영역(1)이 제공된 종래의 회전 대칭 버얼(2)의 단면을 도시한다. 버얼(2)이 연결 영역(3)을 이용하여 거울 블록(MB)에 연결되는 경우, 기판 테이블은 버얼(2)의 접촉 영역 또는 표면(1)을 이용하여 지지될 것이고, 버얼(2)이 연결 영역(3)을 이용하여 기판 테이블(WT)과 연결되는 경우에는, 거울 블록(MB)이 버얼(2)의 접촉 표면(1)과 접촉할 것이다. 버얼은 0.5 mm의 직경 및 0.15 mm의 높이를 가질 수 있다. 유연성을 증가시키기 위해, 버얼(2)에는 증가된 길이가 제공될 수 있다(도 2b 참조). 증가된 길이는 약 0.15 mm보다 길 수 있으며, 예를 들어 약 2.3 mm이다. 이 형태의 버얼들은 종래의 버얼들보다 우수한 특성들 및 이점들을 제공한다. 추가적으로, 직경이 최소화될 수 있다. 하지만, 버얼이 파괴될 수 있기 때문에, 버얼이 더 긴 경우 직경을 더 작게 하는 것은 어려울 수 있다. 그러므로, 약 2.3 mm의 길이를 갖는 버얼에 대해, 약 1.5 mm의 직경이 선택된다. 또한, 1.3 mm의 직경은 보다 적은 버얼들이 사용되는 경우, 버얼과 기판 테이블 사이의 접촉 응력(contact stress)을 감소시킨다.
도 2c 및 도 2d는 버얼의 접촉 표면(1)보다 더 작은 최소 연결 영역(3)을 가짐으로써 버얼에 추가 유연성을 제공하는 설계를 갖는 버얼들을 도시한다. 도 2c에서, 버얼은 기둥(pillar: 5)을 통해 연결되며, 상기 기둥은 기둥의 전체 길이에 걸쳐 동일한 크기를 갖고 연결 영역(3)과 같은 최소 연결 영역을 갖는다. 측면부들(7)은 필요에 따라 유연성에 한계를 제공할 수 있다. 또한, 도 2d의 버얼의 유연성이 측면부(7) 및 표면(9)에 의해 동일한 방식으로 제한될 수 있다. 도 2d의 버얼의 유연성은 주로 버얼(2)의 연결 영역(3)보다 더 작은 최소 연결 영역(11)에 의해 결정되는 한편, 도 2c의 버얼의 유연성은 기둥(11)의 전체 길이에 걸쳐 결정된다. 도 2c 및 도 2d의 상대적으로 큰 접촉 영역(1)을 갖는 이점은, 기판 테이블 또는 거울 블록(MB)의 표면과 함께 접촉 응력이 감소된다는 것이다.
일 실시예에서, 버얼의 유연성을 증가시키는 또 다른 방식은 버얼들을 개선된 유연성을 갖는 재료로 구성하는 것이다. 예를 들어, 버얼들은 약 90 GPa의 영률(Young's modulus)을 갖는 ZerodurTM으로 구성될 수 있다. 재료의 유연성은 버얼들이 슬립하기 이전에 웨이퍼 테이블(WT)의 변형을 더 흡수할 수 있게 한다.
일 실시예에서, 거울 블록(MB)과 기판 테이블(WT) 사이의 슬립을 감소시키는 또 다른 방식은 제 2 위치설정 디바이스에 의해 거울 블록(MB) 상에 가해진 가속력들로 인한 거울 블록(MB)의 국부 변형을 감소시키는 것이다. 제 2 위치설정 디바이스의 액추에이터들이 거울 블록(MB)에 연결되는 거울 블록(MB)의 액추에이터 영역(AA)(도 3 참조)은 액추에이터들에 의해 야기되는 최대 변형들을 겪을 수 있다. 거울 블록(MB)을 위치시키도록 구성된 액추에이터들이 거울 블록(MB)에 연결되는 액추에이터 영역(AA)과 기판 테이블을 클램핑하는 클램핑 영역(CA) 사이의 거울 블록(MB) 내에 슬롯들(SL)을 제공함으로써, 가속력들에 의해 야기되는 거울 블록(MB) 의 변형이 클램핑 영역(CA)에 더 작게 도달할 것이다. 클램핑 영역(CA)이 덜 변형될 것이므로, 변형된 영역 내의 버얼들에 대한 힘과 클램핑 영역(CA)의 다른 버얼들에 대한 힘 간의 차이가 더 작게 존재하기 때문에 슬립이 덜 발생하는 경향이 있다. 도 3의 슬롯들(SL)은 클램핑 영역(CA)의 표면에 실질적으로 수직이지만, 클램핑 영역(CA)의 표면에 실질적으로 평행하게 구성될 수도 있다. 슬롯들이 클램핑 영역에 실질적으로 수직인 경우, 클램핑 영역의 표면에 평행한 힘은 클램핑 영역들의 변형을 야기하지 않을 것이며, 슬롯들이 클램핑 영역의 표면에 실질적으로 평행인 경우, 클램핑 영역에 수직인 방향으로의 힘은 클램핑 영역을 더이상 변형시키지 않을 것이다.
일 실시예에서, 거울 블록(MB)과 기판 테이블 간의 슬립은 증가된 강성도(stiffness)를 갖는 거울 블록(MB)을 구성함으로써 감소될 수도 있다. 증가된 강성도는 더 높은 강성도를 갖는 재료로 거울 블록(MB)을 구성함으로써 달성될 수 있다. 거울 블록(MB)은 강성도를 증가시키기 위해, 약 140 GPa의 영률을 갖는 코디어라이트(cordierite) 또는 약 360 GPa의 영률을 갖는 SiSic로부터 구성될 수 있다. 또 다른 가능성은, 거울 블록(MB)의 소정 부분들의 두께를 개선하는 것이다. 예를 들어, 클램핑 영역(CA)은 거울 블록(MB)의 가속시 클램핑 영역(CA)의 변형이 더 작도록 거울 블록(MB)의 상기 부분에 추가 강성도를 제공하기 위해 더 두꺼운 재료로 구성될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 감소된 슬립을 위해 구성된 거울 블록들(MB)을 도시한다. 기판 테이블은 거울 블록(MB)의 클램핑 영역(CA) 내에 제공된 버얼들 상에서 진공 을 이용하여 클램핑된다. 거울 블록(MB)의 클램핑 영역(CA)보다 더 큰 기판 테이블(WT)을 가짐으로써, 클램핑이 발생하지 않는 버얼들이 없는 감소된 클램핑 영역(RA)이 생성된다. 도 4a에서, 감소된 클램핑 영역(RA)은 클램핑 영역(CA)의 에지들 주위에 있어, 클램핑 영역(CA)의 에지들 주위의 슬립을 감소시킨다. 도 4b에서, 감소된 영역(RA)은 제 2 위치설정 디바이스의 액추에이터들이 거울 블록(MB)에 연결되는 거울 블록(MB)의 액추에이터 영역(AA)에 가까이 있어, 거울 블록(MB)의 변형이 최대인 액추에이터 영역(AA)에 가까운 슬립을 감소시킨다.
또한, 거울 블록(MB)과 기판 테이블 사이의 슬립은 거울 블록(MB) 및 기판 테이블(WT)의 변형이 매칭되는 방식으로 거울 블록(MB) 및 기판 테이블을 구성함으로써 감소될 수 있다. 그러므로, 거울 블록(MB)의 변형이 높은 영역들에서는 기판 테이블(WT)의 강성도가 감소될 수 있다. 그 후, 거울 블록(MB)의 가속시 거울 블록(MB)의 변형은 기판 테이블의 변형을 유도할 것이다. 이러한 변형은 가속이 중단되는 경우에 되돌릴 수(reversible) 있으므로, 어떠한 노광 오차들도 초래하지 않게 한다. 슬립은 흔히 되돌릴 수 없으므로, 가속이 중단되는 경우에 기판 테이블 및 거울 블록(MB)이 서로에 대해 슬립이 발생하기 전과 동일한 위치에 있지 않게 할 것이다. 그러므로, 슬립은 노광 오차들을 초래한다. 또 다른 선택은, 거울 블록(MB)의 가속시 이 영역들 내의 변형들을 더 우수하게 흡수하도록 변형이 높은 영역들에는 개선된 유연성을 갖는 버얼들을 제공하는 것이다.
거울 블록(MB)은 더 적은 수의 버얼들을 가짐으로써 거울 블록(MB)과 기판 테이블 사이의 슬립을 감소시키도록 구성되고 배치될 수 있다. 종래 기술에 따라 거울 블록(MB)과 기판 테이블 사이에 1 만 개의 버얼들이 제공될 수 있다. 거울 블록(MB)과 기판 테이블 사이의 슬립을 최소화하기 위해, 이 개수는 150으로 감소될 수 있으며, 이는 상당한 이점을 제공한다. 명확하게는, 버얼 당 클램핑 힘에 마찰 계수를 곱함으로써 버얼에 대한 마찰이 결정된다. 클램핑 힘은 기판 테이블의 영역 상에 작용하는 진공에 의해 야기된다. 더 적은 버얼들에 걸쳐 이 클램핑 힘을 분배함으로써, 버얼 당 클램핑 힘 및 마찰이 증가될 수 있다. 이로 인해, 국부 슬립의 발생이 최소화된다.
또한, 버얼들의 접촉 표면 상에 높은 마찰 코팅이 제공될 수 있으며, 또는 마찰을 증가시키도록 접촉 거칠기(roughness)가 변화될 수 있다. 슬립은 접촉 거칠기가 더 높은 경우에 덜 발생하는 경향이 있다. 또한, 2 개의 잘 연마된 표면들 간의 점착(sticking)이 슬립을 감소시킬 수도 있다. 또한, 슬립은 거울 블록(MB)을 일시적으로 진동시킴으로써 회피될 수 있다. 거울 블록(MB)을 진동시킴으로써, 거울 블록(MB)과 기판 테이블 간의 접촉이 개선되며, 이는 마찰을 증가시키고 슬립의 기회를 감소시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 거울 블록과 기판 테이블 사이의 접촉 영역의 중심에 비교적 높은 강성도를 갖는 버얼들이 제공되는 반면, 접촉 영역의 에지들에는 비교적 낮은 강성도를 갖는 버얼들(소위 "유연한" 버얼들)이 제공된다. 접촉 영역의 중심 내의 강성 버얼들은 거울 블록에 대한 기판 테이블(WT)의 관성을 캡처하는데 적절하며, 이는 접촉 영역의 중심에서 거울 블록의 변형으로 인한 부하(기계적 응력)가 비교적 낮기 때문이다. 접촉 영역의 에지들에서는, 거울 블록 의 변형이 비교적 크므로, 이 에지들에서 슬립이 발생하지 않을 것을 보장하기 위하여 비교적 낮은 강성도를 갖는 버얼들("유연한" 버얼들)이 적절하다. 진보된 실시예에 따르면, 버얼들의 강성도는 중심의 150 % 강성도(본 명세서에서 강성도는 모든 버얼들이 동일한 강성도를 갖는 상황에서 사용된 종래의 버얼들에 관한 것임)에서 에지의 버얼들의 50 % 강성도로, 중심으로부터 에지까지 점진적으로 증가할 수 있다.
도 5a는 거울 블록(MB)과 기판 테이블(WT)의 절반 부분을 개략적으로 도시하는 종단면도이다. 본 명세서에서, 기판 테이블(WT)에는 상이한 강성도의 버얼들이 제공된다. 이는 버얼들의 높이를 변화시킴으로써 달성되며, 이는 기판 테이블 내의 보어(bore)에 의해 버얼을 둘러싸는 홀을 드릴링함으로써 달성될 수 있다. 에지들에 가까이 놓인 버얼들은 중심 접촉 구역 내의 버얼들보다 더 높은 한편 동일한 직경을 가져서, 중심 내의 버얼들이 에지들에 가까운 버얼들보다 더 높은 강성도를 갖게 한다.
도 5b는 거울 블록(MB)과 기판 테이블(WT)의 절반 부분을 개략적으로 도시하는 종단면도이다. 이 실시예에서, 기판 테이블(WT)은 거울 블록(MB)에 대해 강성인 평면 내에 커플링(couple)된다. 이 커플링은, 거울 블록(MB)에 대한 기판 테이블의 관성력들이 거울 블록에 대한 기판 테이블의 미끄러짐을 유도하지 않을 것을 보장하여, 기판들의 조명에 필요한 정확성을 보장한다. 이 방식으로, 강성 기판 테이블(WT)이 거울 블록(MB)의 변형들을 감소시키는 것이 가능하다. 상기 커플링은 커플링 요소(A)로 기판 테이블(WT)과 거울 블록(MB) 사이의 갭을 채움으로써 실 현될 수 있다. 또 다른 방식은, 강성 리브(stiff rib: B) 또는 강성 리브들(B)의 형태로 1 이상의 커플링 요소들을 사용하는 것이다. 도 5b의 실시예에 따르면, 요소들(A) 및 강성 리브들(B)이 사용된다.
본 발명에 따른 모든 실시예들에서, 버얼들이 상이한 수평 방향들로 상이한 강성도를 갖는 효과를 달성하기 위하여, 비대칭 수평 단면을 갖는 버얼들을 제공할 수 있다. 이 방식으로, 거울 블록과 기판 테이블 간의 매칭이 최적화되어, 슬립의 위험을 최소로 할 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.
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, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 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(예 를 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2a는 종래의 버얼의 단면도;
도 2b 내지 도 2d는 본 발명에 따른 버얼들의 단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 거울 블록을 도시하는 도면;
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 거울 블록들을 도시하는 도면; 및
도 5a 및 도 5b는 각각 클램핑 버얼들이 제공된 기판 테이블 및 거울 블록의 종단면도이다.

Claims (16)

  1. 리소그래피 장치에 있어서:
    방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템;
    패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체;
    기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블이 제공된 거울 블록(mirror block); 및
    상기 기판의 타겟부 상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하고,
    상기 거울 블록은 상기 거울 블록과 상기 기판 테이블 사이의 슬립(slip)을 감소시키도록 구성되고 배치되는 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 거울 블록 내에 슬롯이 제공되는 리소그래피 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬롯은 상기 거울 블록에 액추에이터들을 연결하는 액추에이터 영역과 상기 기판 테이블을 클램핑(clamp)하는 클램핑 영역 사이의 상기 거울 블록에 제공되는 리소그래피 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬롯은 상기 클램핑 영역에 실질적으로 수직인 방향으로 제공되는 리소그래피 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬롯은 상기 클램핑 영역에 실질적으로 평행인 방향으로 제공되는 리소그래피 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 거울 블록은 약 100 GPa보다 더 높은 영률(Young's modulus)을 갖는 재료를 포함하는 리소그래피 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 거울 블록 상에 상기 기판 테이블을 클램핑하는 클램핑 영역에 걸쳐, 상기 거울 블록과 상기 기판 테이블 사이에 버얼(burl)들이 제공되는 리소그래피 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 클램핑 영역은 상기 기판 테이블의 크기보다 더 작은 리소그래피 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 버얼들은 0.15 mm보다 더 긴 길이를 갖는 리소그래피 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 버얼들은 2 mm보다 더 긴 길이를 갖는 리소그래피 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 버얼들은 최소 연결 영역보다 더 큰 접촉 표면을 갖는 리소그래피 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 거울 블록을 위치시키도록 구성된 액추에이터가 상기 거울 블록에 연결되는 액추에이터 영역에 가까운 영역 내의 상기 클램핑 영역 상에는 버얼들이 존재하지 않는 리소그래피 장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 버얼들은 유연한 버얼들 및 추가 버얼들을 포함하고, 상기 유연한 버얼들은 상기 추가 버얼들에 비해 증가된 유연성을 가지며, 상기 유연한 버얼들은 상기 거울 블록을 위치시키도록 구성된 액추에이터가 상기 거울 블록에 연결되는 액 추에이터 영역에 가까운 영역 내에 존재하고, 상기 추가 버얼들은 상기 클램핑 영역의 나머지에 존재하는 리소그래피 장치.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 버얼들은 거친 접촉 표면을 포함하는 리소그래피 장치.
  15. 제 7 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 영역의 중심에 제공된 버얼들은 상기 클램핑 영역의 에지들에 제공된 버얼들보다 더 높은 강성도(stiffness)를 갖는 리소그래피 장치.
  16. 제 7 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 거울 블록 및 상기 기판 테이블은 연결 요소에 의해, 및/또는 강성 리브(stiff rib)에 의해 수평면 내에서 비교적 높은 강성도로 커플링(couple)되는 리소그래피 장치.
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