KR20100127720A - 유체 핸들링 구조체, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
유체 핸들링 구조체는 남겨진 여하한의 액체 막을 분열시키도록 메니스커스 고정 시스템의 바깥쪽으로 가스 나이프 및 가스 드래그 원리로 작동하는 메니스커스 고정 시스템으로 기능하는 복수의 개구부들을 갖는다. 가스 나이프와 메니스커스 고정 시스템 간의 간격은 1 mm 내지 5 mm 사이의 범위로부터 선택된다. 가스 나이프 및 메니스커스 고정 시스템이 제공되는 방벽 부재의 하부측은 연속적인 것이, 예를 들어 가스 나이프와 메니스커스 시스템 사이에 개구부들을 갖지 않는 것이 바람직하다.
Description
본 발명은 유체 핸들링 구조체, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 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. 그 경우에, 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 다이 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판상에 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, 기판상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피 투영 장치에서, 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체(예를 들어, 물)에 기판을 침지(immerse)시키는 것이 제안되었다. 일 실시예에서, 상기 액체는 증류수인 것이 바람직하지만, 1 이상의 다른 액체들이 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 액체를 참조하여 설명될 것이다. 하지만, 또 다른 유체, 특히 습윤화 유체(wetting fluid), 비압축식 유체(incompressible fluid), 및/또는 공기보다 높은 굴절률을 갖고, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적절할 수 있다. 가스들을 제외한 유체들이 특히 바람직하다. 이것의 핵심은, 노광 방사선이 액체 내에서 더 짧은 파장을 가지기 때문에 더 작은 피처들을 이미징할 수 있다는 것에 있다. (또한, 액체의 효과는 상기 시스템의 유효 NA를 증가시키고 초점심도(depth of focus)를 증가시키는 것으로도 간주될 수 있다.) 고체 입자(예를 들어, 석영)가 그 안에 부유되어 있는 물을 포함하는 다른 침지 액체들, 또는 나노-입자 부유물들(예를 들어, 10 nm의 최대 치수를 갖는 입자들)을 갖는 액체가 제안되었다. 부유된 입자들은 입자들이 부유된 액체와 유사하거나 동일한 굴절률을 가질 수 있거나 또는 가질 수 없다. 적합할 수 있는 다른 액체로는, 탄화수소, 예컨대 방향족, 불화탄화수소(fluorohydrocarbon), 및/또는 수성 용액이 있다.
기판 또는 기판 및 기판 테이블을 액체 배스(bath of liquid) 내에 담근다는 것(예를 들어, 미국 특허 제 4,509,852호 참조)은, 스캐닝 노광 시 가속되어야 할 대량의 액체(large body of liquid)가 존재한다는 것을 의미한다. 이는 더 많은 또는 더 강력한 모터들을 필요로 하며, 액체 내의 난류(turbulence)는 바람직하지 않고 예측 불가능한 영향들을 초래할 수 있다.
침지 장치에서, 침지 유체는 유체 핸들링 시스템, 구조체 또는 장치에 의해 핸들링된다. 유체 핸들링 시스템은 침지 유체를 공급할 수 있으며, 따라서 유체 공급 시스템일 수 있다. 유체 핸들링 시스템은 침지 유체를 한정(confine)할 수 있으며, 이에 따라 유체 한정 시스템일 수 있다. 유체 핸들링 시스템은 침지 유체에 방벽을 제공할 수 있으며, 이에 따라 방벽 부재, 예컨대 액체 한정 구조체일 수 있다. 유체 핸들링 시스템은, 예를 들어 액체를 핸들링하는 것을(예를 들어, 침지 유체의 위치 및/또는 유동을 제어하는 것을) 돕기 위해 (가스와 같은) 유체의 유동을 생성하거나 이용할 수 있다. 가스의 유동은 침지 유체를 한정하는 시일을 형성할 수 있으므로, 유체 핸들링 구조체는 시일 부재라고도 칭해질 수 있으며, 이러한 시일 부재는 유체 한정 구조체일 수 있다. 침지 유체로서 침지 액체가 사용될 수도 있다. 그 경우, 유체 핸들링 시스템은 액체 핸들링 시스템일 수 있다. 앞서 언급된 설명을 참조로, 이 문단에서 유체에 대해 정의된 특징에 대한 언급은 액체에 대해 정의된 특징을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
제안된 구성들 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 99/49504호에 개시된다.
또 다른 구성은, PCT 특허 출원 공개공보 WO 2005/064405호에 개시된 바와 같이, 침지 액체가 한정되지 않는 완전 습윤 구성(all wet arrangement)이다. 이러한 시스템에서는 기판의 전체 최상부 표면이 액체로 덮인다. 이는 기판의 전체 최상부 표면이 실질적으로 동일한 조건들에 노출되기 때문에 유익할 수 있다. 이는 기판의 온도 제어 및 처리 면에서 장점을 갖는다. WO 2005/064405호에는, 액체 공급 시스템이 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 갭에 액체를 제공한다. 상기 액체는 기판의 잔여부 상에 누설된다. 기판 테이블의 에지에 있는 방벽은 액체가 방출되는 것을 방지하므로, 액체가 기판 테이블의 최상부 표면으로부터 제어되는 방식으로 제거될 수 있다. 비록, 이러한 시스템은 기판의 온도 제어 및 처리를 개선하지만, 침지 액체의 증발은 여전히 존재할 수 있다. 이 문제의 해결을 돕는 한가지 방법은, 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2006/0119809호에 개시된다. 모든 위치에서 기판(W)을 덮고, 부재와 기판 및/또는 상기 기판을 유지하는 기판 테이블의 최상부 사이에서 침지 액체가 연장되도록 구성된 부재가 제공된다.
유럽 특허 출원 공보 EP 1420300호, 및 미국 특허 출원 공보 US 2004-0136494호에는, 트윈(twin) 또는 듀얼(dual) 스테이지 침지 리소그래피 장치의 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2 개의 테이블들이 제공된다. 침지 액체가 없는 제 1 위치에서 테이블을 이용하여 레벨링 측정(leveling measurement)들이 수행되며, 침지 액체가 존재하는 제 2 위치에서 테이블을 이용하여 노광이 수행된다. 대안적으로, 상기 장치는 하나의 테이블만을 갖는다.
투영 시스템 아래에서 기판을 가능한 한 빨리 이동시킬 수 있는 것이 바람직하다. 이를 위해, 유체 핸들링 시스템, 특히 국부화된 영역 유체 핸들링 시스템은 상당한 액체 손실 또는 기포들의 형성 없이 비교적 높은 이동 속도를 허용하도록 설계되어야 한다. 스텝핑 또는 스캐닝 동작들은, 실질적으로 동일한 속도가 아니라면, 비슷하거나 유사한 속도로 수행될 수 있는 것이 바람직하다.
예를 들어, 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간에 액체를 유지하는 유체 핸들링 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체가 제공되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 복수의 개구부들을 가지며, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용 시 기판 및/또는 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블 쪽으로 지향되도록 구성되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 세장형 어퍼처(elongate aperture) 또는 일 라인으로 배치된 복수의 어퍼처들을 갖는 가스 나이프 디바이스를 더 포함하며, 상기 어퍼처 또는 복수의 어퍼처들은 1 mm 내지 5 mm 사이의 범위로부터 선택된 상기 개구부들로부터 소정 거리에 배치된다.
일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체를 포함하는 리소그래피 장치가 제공되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 복수의 개구부들을 가지며, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용 시 기판 및/또는 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블 쪽으로 지향되도록 구성되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 세장형 어퍼처 또는 일 라인으로 배치된 복수의 어퍼처들을 갖는 가스 나이프 디바이스를 더 포함하며, 상기 어퍼처 또는 복수의 어퍼처들은 1 mm 내지 5 mm 사이의 범위로부터 선택된 상기 개구부들로부터 소정 거리에 배치된다.
일 실시형태에 따르면, 유체 핸들링 구조체 및 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블을 포함하는 리소그래피 장치가 제공되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 2-상(two phase) 유체 유동의 통행을 위해 구성된 복수의 개구부들을 가지며, 상기 개구부들로부터 소정 거리에 위치된 어퍼처를 포함하는 가스 나이프 디바이스를 포함하며, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용 시 상기 기판 및/또는 상기 기판 테이블 쪽으로 지향되어, 상기 개구부들이 상기 유체 핸들링 구조체와 상기 기판, 상기 기판 테이블 또는 둘 모두 사이로부터 액체를 제거하도록 구성되고, 상기 가스 나이프 디바이스로부터 대부분의 가스 유동이 상기 개구부들을 통해 유동하도록 구성된다.
일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체가 제공되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 복수의 메니스커스 고정 개구부(meniscus pinning opening)들을 가지며, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용 시 기판 및/또는 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블 쪽으로 지향되도록 구성되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 세장형 어퍼처 또는 일 라인으로 배치된 복수의 어퍼처들을 갖는 가스 나이프 디바이스, 및 상기 어퍼처 또는 상기 복수의 어퍼처들과 상기 개구부들 사이에 배치된 댐퍼(damper)를 더 포함한다.
일 실시형태에 따르면,
투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 유체를 제공하는 단계;
유체 핸들링 구조체 내의 복수의 개구부들에 과소 압력부(under pressure)를 부착시킴으로써, 상기 최종 요소와 상기 투영 시스템 사이로부터 액체를 회수하는 단계; 및
복수의 어퍼처들을 통해 가스를 공급함으로써, 상기 복수의 어퍼처들 쪽으로 액체를 강제하는(forcing) 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되고, 상기 어퍼처들과 상기 개구부들 사이의 거리는 1 mm 내지 5 mm 사이의 범위로부터 선택된다.
일 실시형태에 따르면, 유체 핸들링 구조체를 포함하는 리소그래피 장치가 제공되고, 유체 핸들링 구조체는 복수의 개구부들을 가지며, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용시 기판 및/또는 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블 쪽으로 지향되도록 구성되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 적어도 1 이상의 세장형 어퍼처를 갖는 가스 나이프 디바이스를 더 포함하며, 상기 세장형 어퍼처는 코너를 갖는다.
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 사용하기 위한 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
- 도 4는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
- 도 5는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
- 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메니스커스 고정 시스템의 개략적 평면도;
- 도 7은 투영 시스템의 광학 축선에 대해 실질적으로 평행한 평면에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 메니스커스 고정 시스템의 도 6의 라인 VII-VII의 단면도;
- 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체의 실제 실시예의 평면도;
- 도 9 내지 도 15는 도 8의 실시예에 대한 다양한 변형예들을 도시하는 도면;
- 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 나이프의 개략적 평면도;
- 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 나이프 개구부의 개략적 평면도;
- 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체의 일 실시예의 몇몇 특징부들의 평면도;
- 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체의 일 실시예의 몇몇 특징부들의 평면도; 및
- 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체의 일 실시예의 몇몇 특징부들의 평면도이다.
- 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
- 도 2 및 도 3은 리소그래피 투영 장치에서 사용하기 위한 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
- 도 4는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
- 도 5는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
- 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메니스커스 고정 시스템의 개략적 평면도;
- 도 7은 투영 시스템의 광학 축선에 대해 실질적으로 평행한 평면에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 메니스커스 고정 시스템의 도 6의 라인 VII-VII의 단면도;
- 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체의 실제 실시예의 평면도;
- 도 9 내지 도 15는 도 8의 실시예에 대한 다양한 변형예들을 도시하는 도면;
- 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 나이프의 개략적 평면도;
- 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 나이프 개구부의 개략적 평면도;
- 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체의 일 실시예의 몇몇 특징부들의 평면도;
- 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체의 일 실시예의 몇몇 특징부들의 평면도; 및
- 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 핸들링 구조체의 일 실시예의 몇몇 특징부들의 평면도이다.
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 구조체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지한다. 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 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 테이블)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.
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, 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 적어도 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 (스캐닝 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.
투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 구성들은 3 개의 일반적인 카테고리들로 분류될 수 있다. 이들은 배스 타입 구성(bath type arrangement), 소위 국부화된 침지 시스템, 및 완전 습윤(all-wet) 침지 시스템이다. 배스 타입 구성에서는, 기판(W)의 실질적으로 전체, 및 선택적으로는 기판 테이블(WT)의 일부분이 액체 배스 내에 잠긴다.
국부화된 침지 시스템은 기판의 국부화된 영역에만 액체가 제공되는 액체 공급 시스템을 이용한다. 액체에 의해 채워진 공간은 평면에서 기판의 최상부 표면보다 작으며, 액체로 채워진 영역 밑으로 기판(W)이 이동하는 동안, 상기 영역은 투영 시스템(PS)에 대해 정지한 상태로 유지된다.
완전 습윤 구성에서는, 액체가 한정되지 않는다. 기판의 전체 최상부 표면, 및 기판 테이블의 전체 또는 일부분이 침지 액체로 덮인다. 기판을 전체적으로 또는 부분적으로 덮는 액체의 깊이는 얕다. 상기 액체는 기판 상의 액체의 막, 예컨대 박막일 수 있다. 투영 시스템과 마주하는 대향 표면(이러한 대향 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 표면일 수 있음) 및 투영 시스템의 영역 내에 또는 그 영역으로 침지 액체가 공급될 수 있다. 또한, 도 2 내지 도 5의 액체 공급 디바이스들 중 어느 것이 이러한 시스템에서 사용될 수 있다. 하지만, 시일링 특징부들이 존재하지 않거나, 활성화되지 않거나, 정상만큼 효율적이지 않거나, 아니면 국부화된 영역에 대해서만 액체를 시일링하는데에는 비효율적이다.
4 개의 상이한 타입의 국부화된 액체 공급 시스템들이 도 2 내지 도 5에 도시된다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 적어도 1 이상의 유입구에 의해 기판상으로, 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 공급되고, 투영 시스템 아래로 통과한 이후에 적어도 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, 저압력원에 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 위치된 유입 및 유출구들의 다양한 방위들 및 개수들이 가능하며; 어느 한 쪽에 유출구와 함께 유입구의 4 개의 세트가 최종 요소 주변에 규칙적인 패턴으로 제공된 일 예시가 도 3에서 설명된다.
국부화된 액체 공급 시스템을 갖는 또 다른 침지 리소그래피 해결책이 도 4에 도시된다. 투영 시스템(PS)의 어느 한쪽 상의 2 개의 홈형 유입구에 의해 액체가 공급되고, 유입구들의 반경 방향 바깥쪽으로 배치된 복수의 개별 유출구들에 의해 제거된다. 유입구들 및 유출구들은 그 중심에 홀(hole)을 갖고, 그를 통해 투영 빔이 투영되는 플레이트 내에 배치될 수 있다. 투영 시스템(PS)의 한쪽에서 하나의 홈형 유입구에 의해 액체가 공급되고, 투영 시스템(PS)의 다른 쪽에서 복수의 개별 유출구들에 의해 제거되어, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이에 박막의 액체 유동을 유도한다. 유입구 및 유출구들의 어떤 조합을 사용할지에 관한 선택은, 기판(W)의 이동 방향에 의존할 수 있다(유입구 및 유출구들의 다른 조합은 비활성적이다). 도 4의 화살표들은 액체의 유동 방향을 나타낸다는 것을 유의한다.
제안된 또 다른 구성은 투영 시스템의 최종 요소와 기판, 기판 테이블 또는 둘 모두의 하부면 사이의 공간 경계의 전체 또는 일부분을 따라 연장되는 액체 한정 부재를 갖는 액체 공급 시스템을 제공하는 것이다. 이러한 구성은 도 5에 도시된다. 침지 시스템은 액체 한정 구조체를 갖는 국부화된 액체 공급 시스템을 가지며, 이는 예를 들어 기판의 제한된 영역에 액체를 공급한다.
도 5는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블(WT) 또는 기판(W) 사이의 공간 경계의 전체 또는 일부분을 따라 연장되는 방벽 부재(12)를 갖는 국부화된 액체 공급 시스템 또는 유체 핸들링 구조체를 개략적으로 도시한다. (다음의 설명에서 기판(W)의 표면에 관한 언급은, 다른 곳에 특별히 언급되지 않는다면, 추가적으로 또는 대안적으로 기판 테이블의 표면을 언급한다.) 방벽 부재(12)는 Z 방향(광축의 방향)으로 약간의 상대 이동이 있을 수 있지만, XY 평면에서는 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지해 있다. 일 실시예에서, 방벽 부재와 기판(W)의 표면 사이에 시일이 형성되며, 가스 시일 또는 유체 시일과 같은 무접촉 시일일 수 있다.
방벽 부재(12)는 투영 시스템(PL)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)에 액체를 전체적으로 또는 부분적으로 수용한다. 기판(W)에 대한 무접촉 시일(16)은, 기판(W) 표면과 투영 시스템(PL)의 최종 요소 사이의 공간 내에 액체가 한정되도록 투영 시스템의 이미지 필드 주위에 형성될 수 있다. 상기 공간은 투영 시스템(PL)의 최종 요소 아래에, 그리고 그것을 둘러싸서 위치된 방벽 부재(12)에 의해 전체 또는 부분적으로 형성된다. 액체 유입구(13)에 의해 투영 시스템 아래의 그리고 방벽 부재(12) 내의 공간으로 액체가 유입된다. 상기 액체는 액체 유출구(13)에 의해 제거될 수 있다. 방벽 부재(12)는 투영 시스템의 최종 요소 위로 약간 연장될 수 있다. 액체 레벨이 상기 최종 요소 위로 솟아올라 액체의 버퍼(buffer)가 제공된다. 일 실시예에서, 방벽 부재(12)는 상단부에서 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 이와 같을 필요는 없다.
사용 시, 방벽 부재(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이에 형성되는 가스 시일(16)에 의해 액체가 공간(11) 내에 수용된다. 가스 시일은 가스, 예를 들어 공기 또는 합성 공기(synthetic air)에 의해 형성되지만, 일 실시예에서는 N2 또는 또 다른 비활성 기체에 의해 형성된다. 가스 시일 내의 가스는 유입구(15)를 통해 방벽 부재(12)와 기판(W) 사이의 갭(gap)에 과소 압력으로 제공된다. 상기 가스는 유출구(14)를 통해 추출된다. 가스 유입구(15) 상의 과대 압력(overpressure), 유출구(14) 상의 진공 레벨, 및 갭의 지오메트리(geometry)는 액체를 한정시키는 고속의 가스 유동(16)이 안쪽으로 존재하도록 배치된다. 방벽 부재(12)와 기판(W) 사이의 액체 상의 가스의 힘은 공간(11) 내에 액체를 수용한다. 상기 유입구들/유출구들은 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈들일 수 있다. 상기 환형의 홈들은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 가스(16)의 유동은 공간(11) 내에 액체를 수용하는데 효과적이다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2004-0207824호에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
본 발명의 일 실시예는 메니스커스가 소정 지점을 넘어 진행하는 것을 방지하는 유체 핸들링 구조체에서 사용하기 위한 특정한 타입의 추출기에 관한 것이다. 부연하면, 본 발명의 일 실시예는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 액체의 에지를 실질적으로 제자리에 고정(pin)시키는 메니스커스 고정 디바이스(meniscus pinning device)에 관한 것이다. 메니스커스 고정 장치는, 예를 들어 본 명세서에서 전문이 인용 참조되는 미국 특허 출원 공개공보 제 2008/0212046호에 개시된 소위 가스 드래그 추출기 원리(gas drag extractor principle)에 의존한다. 상기 시스템에서, 추출 홀(extraction hole)들이 코너진 형상(cornered shape)으로 배치될 수 있다. 상기 코너들은 스텝핑 및 스캐닝 방향들로 정렬된다. 이는, 2 개의 유출구들이 스캔 방향에 대해 수직으로 배치된 경우와 비교하여, 주어진 속도에 대해 스텝 또는 스캔 방향으로 2 개의 유출구들 사이의 메니스커스 상의 힘을 감소시킨다. 하지만, 본 발명의 일 실시예는 평면에서 여하한의 형상을 갖거나 폐쇄된 형상(closed shape)과 같은 여하한의 형상으로 배치된 추출 개구부들과 같은 구성요소를 갖는 유체 핸들링 시스템에 적용될 수도 있다. 이러한 비-제한적인 리스트에서 폐쇄된 형상은 타원형(예컨대, 원형), 직선으로 둘러싸인 형상(rectilinear shape)(예컨대, 직사각형, 예를 들어 정사각형, 또는 평행사변형, 예를 들어 마름모) 또는 4 개 이상의 코너들(예컨대, 4 개 이상의 꼭짓점)을 갖는 코너진 형상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 US 2008/0212046호의 시스템의 변형예에 관한 것이며, 상기 변형예에서, 개구부들이 배치된 코너진 형상의 지오메트리는 (약 60°내지 90°범위, 바람직하게는 75°내지 90°범위, 더 바람직하게는 75°내지 85°범위로부터 선택된) 뾰족한 코너들이 스텝 방향 및 스캔 방향 둘 모두로 정렬된 코너들에 대해 존재하게 한다. 이는 정렬된 각각의 코너 방향으로 증가된 속도를 허용한다. 이는 스캐닝 방향으로의 불안정한 메니스커스로 인한 액체 액적들의 생성이 감소되기 때문이다. 코너들이 스캐닝 및 스텝핑 방향들 둘 모두로 정렬된다면, 이러한 방향들로 증가된 속도가 달성될 수 있다. 바람직하게는, 스캐닝 및 스텝핑 방향들로의 이동 속도는 실질적으로 동일할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 유체 핸들링 구조체 또는 시스템의 메니스커스 고정 특징부들의 개략적 평면도이다. 예를 들어, 도 5의 메니스커스 고정 구성부(14, 15, 16)를 대체할 수 있는 메니스커스 고정 디바이스의 특징부들이 도시된다. 도 6의 메니스커스 고정 디바이스는 별도의 이산 개구부들(50)을 포함한다. 상기 각각의 개구부들(50)은 원형으로 도시되어 있으나, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 실제로, 1 이상의 개구부들(50)은 원, 정사각형, 직사각형, 편장형(oblong), 삼각형, 세장형 슬릿(elongate slit) 등으로부터 선택된 1 이상의 형상일 수 있다. 각각의 개구부는 평면에서 (부연하면, 하나의 개구부로부터 인접한 개구부로의 방향으로) 0.2 mm 이상, 바람직하게는 0.5 mm 또는 1 mm 이상, 일 실시예에서 0.1 mm 내지 10 mm 사이의 범위, 일 실시예에서 0.25 mm 내지 2 mm 사이의 범위로부터 선택된 길이 치수를 갖는다. 일 실시예에서, 길이 치수는 0.2 mm 내지 0.5 mm 사이의 범위, 바람직하게는 0.2 mm 내지 0.3 mm 사이의 범위로부터 선택된다. 일 실시예에서, 각각의 개구부의 폭은 0.1 mm 내지 2 mm 사이의 범위로부터 선택된다. 일 실시예에서, 각각의 개구부의 폭은 0.2 mm 내지 1 mm 사이의 범위로부터 선택된다.
도 6의 메니스커스 고정 디바이스의 각각의 개구부들(50)은 별도의 과소 압력 소스에 연결될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 또는 복수의 개구부들(50)은 그 자체가 과소 압력으로 유지되는 공통 챔버 또는 매니폴드(환형일 수 있음)에 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 또는 복수의 개구부들(50)에서 균일한 과소 압력이 달성될 수 있다. 상기 개구부들(50)은 진공원에 연결될 수 있으며, 및/또는 유체 핸들링 구조체 또는 시스템(또는 방벽 부재 또는 액체 공급 시스템)을 둘러싼 분위기(atmosphere)는 원하는 압력 차이를 생성하도록 압력이 증가될 수 있다.
도 6의 실시예에서, 상기 개구부들은 유체 추출 개구부들이다. 부연하면, 상기 개구부들은 유체 핸들링 구조체 안으로 가스 및/또는 액체의 통행을 위한 유입구들이다. 부연하면, 상기 유입구들은 상기 공간(11)으로부터의 유출구들로서 고려될 수 있다. 이는 이후에 더 상세히 설명하기로 한다.
상기 개구부들(50)은 유체 핸들링 구조체의 표면에 형성된다. 상기 표면은 사용 시 기판 및/또는 기판 테이블과 마주한다. 일 실시예에서, 상기 개구부들은 유체 핸들링 구조체의 평탄한 표면 내에 있다. 또 다른 실시예에서, 기판 부재의 저부 표면상에 리지(ridge)가 존재할 수 있다. 그 실시예에서, 상기 개구부들은 리지 내에 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 개구부들(50)은 침형부(needle) 또는 튜브에 의해 정의될 수 있다. 몇몇 침형부, 예를 들어 인접한 침형부의 몸체는 서로 결합될 수 있다. 상기 침형부는 단일 몸체를 형성하기 위해 서로 결합될 수 있다. 상기 단일 몸체는 코너 형상을 형성할 수 있다.
도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 개구부들(50)은, 예를 들어 튜브 또는 세장형 통로(55)의 단부이다. 바람직하게는, 상기 개구부들은 상기 개구부들이 사용 시 기판(W)과 마주하도록 위치된다. 상기 개구부들(50)의 림(rim)(즉, 표면으로부터의 유출구)들은 실질적으로 기판(W)의 최상부 표면에 대해 실질적으로 평행하다. 상기 개구부들은 사용 시 기판 및 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블 쪽으로 지향된다. 이를 고려한 또 다른 방식은, 개구부(50)가 연결된 통로(55)의 세장형 축선이 기판(W)의 최상부 표면에 대해 실질적으로 수직하게(수직으로부터 +/- 45°이내, 바람직하게는 35°, 25°, 또는 15°이내) 하는 것이다.
각각의 개구부(50)는 액체 및 가스의 혼합을 추출하도록 설계된다. 액체는 상기 공간(11)으로부터 추출되는 반면, 가스는 상기 개구부들(50)의 반대쪽 상에서 대기로부터 액체로 추출된다. 이는 화살표들(100)로 도시된 바와 같은 가스 유동을 생성하며, 이 가스 유동은 도 6에 도시된 바와 같이 개구부들(50) 사이의 메니스커스(90)를 실질적으로 제자리에 고정시키는데 효과적이다. 상기 가스 유동은 가스 유동 유도된 압력 구배에 의해, 및/또는 액체 상의 가스 유동의 드래그[전단(shear)]에 의해, 모멘텀 차단(momentum blocking)에 의해 한정된 액체를 유지하는데 도움을 준다.
상기 개구부들(50)은 유체 핸들링 구조체가 액체를 공급하는 공간을 둘러싼다. 부연하면, 상기 개구부들(50)은 유체 핸들링 구조체의 하부면에 분포될 수 있다. 상기 개구부들은 상기 공간 주위에서 실질적으로 연속적으로 이격될 수 있다[인접한 개구부들(50) 사이의 간격은 가변적일 수 있다]. 일 실시예에서, 액체는 폐쇄된 형상, 예를 들어 코너진 형상 주위에서(all the way around) 추출되며, 액체가 코너진 형상에 닿는 지점에서 실질적으로 추출된다. 이는, 개구부들(50)이 상기 공간 주위에 (코너진 형상으로) 형성되기 때문에 달성된다. 이러한 방식으로, 액체가 공간(11)에 한정될 수 있다. 작동 시, 메니스커스는 개구부들(50)에 의해 고정될 수 있다.
도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 개구부들(50)은 평면에서 코너진 형상[즉, 코너들(52)을 갖는 형상]을 형성하도록 배치된다. 도 6의 경우, 이는 곡선화된 에지들 또는 변들(54)을 갖는 정사각형의 형상으로 되어 있다. 상기 에지들(54)은 음의 반경을 갖는다. 상기 에지들(54)은 코너들(52)로부터 먼 영역들이 코너진 형상의 중심 쪽으로 곡선화된다.
정사각형은 투영 시스템 아래에서 기판(W)의 주요 이동 방향들로 정렬되는 주축(110, 120)을 갖는다. 이는 개구부들(50)이 원형으로 정렬되었을 때보다 최대 스캔 속도가 더 빠르도록 보장하는 것을 돕는다. 이는 2 개의 개구부들(50) 사이의 메니스커스 상의 힘이 팩터(factor) cosθ로 감소되기 때문이다. 여기서, θ는 기판(W)이 이동하는 방향에 대해 2 개의 개구부들(50)을 연결한 라인의 각도이다.
정사각형 형상의 사용은 스텝 및 스캐닝 방향들로의 이동이 실질적으로 동일한 최대 속도에 있도록 허용한다. 이는 상기 형상의 각각의 코너들(52)이 스캐닝 및 스텝핑 방향들(110, 120)로 정렬되게 함으로써 달성될 수 있다. 상기 방향들 중 한 방향, 예를 들어 스캔 방향으로의 이동이 스텝 방향으로의 이동보다 더 빠르도록 요구되는 경우, 마름모 형상이 사용될 수 있을 것이다. 이러한 구성에서, 마름모의 1차 축선은 스캔 방향으로 정렬될 수 있다. 마름모 형상의 경우, 각각의 코너들이 예각(acute)일지라도, 예를 들어 스텝핑 방향으로 마름모의 2 개의 인접한 변들 사이의 각도는, 부연하면 (예를 들어, 약 90°내지 120°범위로부터 선택된, 일 실시예에서는 90°내지 105°범위로부터 선택된, 일 실시예에서는 85°내지 105°범위로부터 선택된) 90°이상의 둔각일 수 있다.
기판의 주요 이동 방향(통상적으로, 스캔 방향)으로 정렬된 개구부들(50)의 형상의 1차 축선을 만들고, 기판의 다른 주요 이동 방향(통상적으로, 스텝 방향)으로 정렬된 2차 축선을 가짐으로써, 스루풋이 최적화될 수 있다. θ가 90°가 아닌 여하한의 구성도 적어도 1 이상의 이동 방향으로 장점을 제공할 것이라는 것을 이해할 것이다. 따라서, 주요 이동 방향들을 갖는 주축의 정확한 정렬은 중요하지 않다.
상기 에지들에 음의 반경을 제공함에 따른 장점은, 코너들이 더 뾰족하게 만들어질 수 있다는 것에 있다. 스캔 방향으로 정렬된 코너들(52) 및 스캔 방향으로 정렬된 코너들(52) 둘 모두에 대해 75 내지 85°범위, 또는 그보다 낮게 선택된 각도가 달성될 수 있다. 만약, 이러한 형태(feature)로 되어 있지 않다면, 두 방향들로 정렬된 코너들(52)이 동일한 각도를 갖게 하기 위해, 상기 코너들은 90°가 되어야 한다. 만약, 90°미만이 요구된다면, 한 방향을 선택하여, 90°미만을 갖는 코너를 갖게 하여, 그 결과로 다른 코너가 90°보다 큰 각도를 갖게 할 필요가 있을 것이다.
도 13 및 도 15와 관련하여 설명되는 바와 같이, 곡선화된 에지들을 제공하는 대신에, 에지들이 직선이지만, 2 개의 코너들 사이의 직선 라인이 반경 방향 안쪽에 놓인 일 지점에서 만나는 별 형상으로 개구부들을 갖는 것이 가능할 수 있다. 하지만, 이 구성은 개구부들을 연결한 라인이 완만한(smooth) 경우, 즉 개구부들(50)에 의해 정의되고 코너진 형상을 정의하는 라인이 연속적이고 계속 변하는 방향을 갖는 경우만큼 성공적이지 않을 수도 있다. 별 형상 실시예에서, 상기 형상의 변을 따른 코너는 메니스커스를 고정시킬 것이다. 뾰족한 코너의 경우, 메니스커스를 고정시키는 힘들은 코너 상에, 즉 상기 형상의 에지의 짧은 길이 상에 집중된다. 더 완만하게 곡선화된 코너, 예를 들어 큰 곡률 반경을 갖는 코너는 더 긴 코너 곡선 길이를 따라, 즉 코너 주위에 고정력(pinning force)을 분배한다. 따라서, 기판과 유체 핸들링 구조체 사이의 소정의 상대적인 속력에 대해, 두 코너들에 인가된 유효 메니스커스 고정력은 동일하다. 하지만, 정의된 에지 길이에 대해, 뾰족한 코너에 대한 유효 고정력은 완만하게 곡선화된 코너에 대해서보다 크다. 이는, 뾰족한 코너에서 고정된 메니스커스를, 완만하게 곡선화된 코너에 의해 고정된 메니스커스보다, 기판과 유체 핸들링 구조체 사이의 더 낮은 상대 속력에서 불안정하게 한다.
각각의 개구부들(50)이 원형으로 도시되어 있지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 실제로, 1 이상의 개구부들(50)은 원형, 정사각형, 직사각형, 마름모, 삼각형, 세장형 슬릿 등으로부터 선택된 1 이상일 수 있다. 각각의 개구부는 평면에서 (부연하면, 하나의 개구부로부터 인접한 개구부로의 방향으로) 0.2 mm 이상, 바람직하게는 0.5 mm 또는 1 mm 이상, 일 실시예에서 0.1 mm 내지 10 mm 사이의 범위, 일 실시예에서 0.25 mm 내지 2 mm 사이의 범위로부터 선택된 길이 치수를 갖는다. 일 실시예에서, 길이 치수는 0.2 mm 내지 0.5 mm 사이의 범위, 바람직하게는 0.2 mm 내지 0.3 mm 사이의 범위로부터 선택된다. 일 실시예에서, 각각의 개구부의 폭은 0.1 mm 내지 2 mm 사이의 범위로부터 선택된다. 일 실시예에서, 각각의 개구부의 폭은 0.2 mm 내지 1 mm 사이의 범위로부터 선택된다.
도 7은 개구부(50)가 유체 핸들링 구조체의 저부(40) 표면(51)에 제공되는 구성을 도시한다. 하지만, 반드시 이와 같을 필요는 없으며, 유출구들(50)은 유체 핸들링 구조체의 저부 표면으로부터 돌출된 형태로 되어 있을 수 있다. 화살표(100)는 유체 핸들링 구조체의 외부로부터 개구부(50)와 연계된 통로(55) 안으로 가스의 유동을 나타내고, 화살표(150)는 상기 공간으로부터 개구부(50) 안으로 액체의 통로를 나타낸다. 가스가 실질적으로 통로(55)의 중심을 통해 유동하고, 액체가 실질적으로 통로(55)의 벽들을 따라 유동하는 환형 유동 모드에서 2 개의 상 추출(즉, 가스 및 액체)이 바람직하게 발생하도록 상기 통로(55) 및 개구부(50)가 설계되는 것이 바람직하다. 이는 낮은 펄스화 생성으로 완만한 유동을 유도한다.
개구부들(50)의 반경 방향 안쪽에 메니스커스 고정 특징부들이 존재하지 않을 수 있다. 메니스커스는 개구부들(50) 사이에서 개구부들(50)로 유입되는 가스 유동에 의해 유도된 드래그 힘들로 고정된다. 약 15 m/s, 바람직하게는 20 m/s보다 높은 가스 드래그 속력이면 충분하다. 기판으로부터 액체의 증발 양이 감소될 수 있으며, 이에 따라 액체의 스플래싱(splashing)과 열 팽창/수축 효과들이 모두 감소될 수 있다.
각각의 직경이 1 mm이고 3.9 mm만큼 분리된, 예를 들어 적어도 36 개의 이산 침형부들은 메니스커스를 고정시키는데 효과적일 수 있다. 일 실시예에서는, 112 개의 개구부들(50)이 존재한다. 상기 개구부들(50)은 변의 길이가 0.5 mm, 0.3 mm, 0.2 mm 또는 0.1 mm인 정사각형일 수 있다. 이러한 시스템의 전체 가스 유동은 100 l/min 정도이다. 일 실시예에서, 전체 가스 유동은 70 l/min 내지 130 l/min 사이의 범위로부터 선택된다.
유체 핸들링 구조체 저부의 다른 지오메트리가 가능하다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2004-0207824호에 개시된 구조체들 중 어느 것이 본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있을 것이다.
도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 개구부들(50)의 외부에 어퍼처(61)가 제공된다. 어퍼처(61)는 개구부들(50)을 연결한 라인들에 대해 실질적으로 평행할 수 있다. 상기 어퍼처(61)는 세장형일 수 있으며, 슬릿의 형태로 되어 있을 수도 있다. 일 실시예에서는, 일련의 분리 어퍼처들(61)이 상기 형상의 변(54)을 따라 제공될 수도 있다. 사용 시, 세장형 어퍼처(61)[또는 복수의 어퍼처들(61)]는 과대 압력원에 연결되며, 개구부들(50)에 의해 형성된 메니스커스 고정 시스템을 둘러싸는 가스 나이프(60)를 형성한다. 이 가스 나이프의 기능은 이후에 설명하기로 한다.
앞서 설명되었지만 가스 나이프(60)가 없는 액체 핸들링 디바이스에서, 침지 액체의 메니스커스가 친액성 영역(lyophilic region) 또는 비교적 낮은 소액성(lyophobicity) 영역(즉, 기판 또는 기판 테이블 표면의 다른 부분들보다 침지 액체에 대해 더 낮은 접촉 각도를 가짐)을 가로지르도록(cross) 기판 테이블이 이동할 때, 침지 액체는 낮은 소액성 영역 상에서 막의 형태로 넓게 퍼질 수 있다. 막의 형성은, 기판 또는 기판 테이블과 액체 메니스커스의 상대 이동 속도("스캔 속도")가 임계 속도보다 더 큰지에 따라 달라질 수 있다. 개구부들(50)에 의해 고정된 메니스커스에 대해, 임계 속도는 기판 테이블 및/또는 기판의 대향 표면과 유체 핸들링 구조체(12) 간의 상대 속도이며, 이 위에서 메니스커스는 더 이상 안정하지 않을 수 있다. 임계 속도는 대향 표면의 1 이상의 속성들에 의존할 수 있다. 상기 표면의 접촉 각도가 더 높을수록, 일반적으로 임계 속도도 더 높다. 일단, 막이 형성되기 시작했으면, 기판이 막 이동했을지라도, 메니스커스가 더 높은 접촉 각도를 갖는 영역 위에 존재함에 따라, 상기 영역에 대하여 임계 속도가 그때의 스캔 속도보다 더 높으므로, 상기 막은 계속 성장할 수 있다. 몇몇 경우들에서는, 짧은 지연 후에, 상기 막이 큰 액적(droplet)들로 깨어질 수 있는데, 이는 바람직하지 않을 수 있다. 몇몇 경우들에서, 기판 테이블의 후속 이동들은 액적들이 메니스커스와 충돌하게 할 수 있으며, 이는 침지 액체 내에 기포를 생성할 수 있다. 비교적 낮은 소액성을 갖는 영역들은 기판의 에지, 기판 테이블 상의 제거가능한 특징부(예를 들어, 스티커), 위치설정 특징부(예를 들어, 인코더 그리드), 및 센서(예를 들어, 도즈 센서, 이미지 센서 또는 스폿 센서)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 비교적 낮은 소액성 영역은 코팅 또는 표면 처리의 감성(degradation)에 의해 형성될 수 있다. 상기 코팅 또는 표면 처리는 상기 처리가 제공되는 표면의 친액성을 증가시키기 위해 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 가스 나이프(60)는 기판 또는 기판 테이블 상에 남겨진 여하한의 액체 막의 두께를 감소시키는 기능을 하므로, 상기 막이 액적들로 갈라지는 것이 아니라, 그보다는 액체가 개구부들(50) 쪽으로 흘러가고 추출된다. 일 실시예에서, 가스 나이프(60)는 막의 형성을 방지하는 것을 돕도록 작동한다. 이를 달성하기 위하여, 가스 나이프의 중심 라인들과 메니스커스 고정 개구부들(50) 사이의 거리가 1.5 mm 내지 4 mm 사이의 범위로부터, 바람직하게는 2 mm 내지 3 mm 사이의 범위로부터 선택된다. 일반적으로 라인을 따라 어퍼처들(61)[또는 세장형 어퍼처(61)]이 배치된 상기 라인은, 상기 어퍼처들(61)[또는 세장형 어퍼처(61)]의 인접한 어퍼처들과 개구부들(50) 간의 거리가 상기 언급된 범위 내에 있도록 상기 개구부들(50)의 라인을 따른다. 개구부들의 라인 상의 일 지점에서, 어퍼처들(61)[또는 세장형 어퍼처(61)]의 라인 방향은 개구부들(50)의 라인과 평행하다. 개구부 라인이 직선이면, 개구부들(50)의 라인은 어퍼처들(61)[또는 세장형 어퍼처(61)]의 라인과 평행할 수 있다. 개구부들(50)의 라인이 곡선이면, 어퍼처들(61)[또는 세장형 어퍼처(61)]의 라인도 곡선일 수 있다. 상기 개구부들의 라인, 및 어퍼처들(61)[또는 세장형 어퍼처(61)]의 라인은 크기가 다른 유사한 형상의 외형을 형성할 수 있다. 상기 어퍼처들(61)[또는 세장형 어퍼처(61)]의 인접한 어퍼처들과 개구부들(50) 사이에 일정한 간격을 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 일 실시예에서, 이는 가스 나이프의 각각의 중심 라인의 길이를 따라 요구될 수 있다. 일 실시예에서, 일정한 간격은 유체 핸들링 디바이스의 1 이상의 코너들의 영역 내에 존재할 수 있다.
가스 나이프는 개구부들 사이의 공간에 걸쳐 압력 구배를 생성하도록 개구부들(50)에 충분히 가까운 것이 바람직하다. 액체의 층 또는 액체 액적들이 축적될 수 있는 고여 있는 구역이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 방벽 부재(12)의 연속적인 하부면은 댐퍼(67)를 형성하며, 이는 압력 구배를 생성하는 것을 돕는다. 상기 하부면은 기판 또는 기판 테이블의 대향하는 표면에 실질적으로 평행한 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 댐퍼의 존재는 개구부들(50)이 가스 나이프 어퍼처들(61)[또는 세장형 어퍼처(61)]의 형상과 상이하거나 비유사한 형상으로 배치되게 한다. 예를 들어, 개구부들(50)에 의해 형성된 형상은 별형일 수 있으며, 가스 나이프의 어퍼처들(61)[또는 세장형 어퍼처(61)]은 정사각형을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 가스 나이프 어퍼처들(61)[또는 세장형 어퍼처(61)]은 주축과 종축이 상이한 길이를 갖는 타원형을 형성할 수 있으며, 개구부들(50)은 원형을 형성할 수 있다.
일 실시예에서는, 200 mm 내지 400 mm 사이의 범위로부터 선택된 길이의 가스 나이프에 대해, 가스 나이프(60)를 통한 가스 유동 속도가 100 l/min 내지 200 l/min 사이의 범위로부터 선택되도록 보장하는 것을 돕기 위해 제어기(63)가 제공된다. 또한, 일 실시예에서, 제어기는 개구부들(50)을 통한 가스의 유속을, 가스 나이프(60)를 통한 가스 유속과 실질적으로 동일하게 제어한다. 가스 나이프(60)로부터의 가스 유속은 개구부들(50)을 통해 가스 유동에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 가스 나이프를 통한 가스 유속은 개구부들(50)을 통한 전체 유속과 최대 20 % 또는 최대 10 % 상이하다. 일 실시예에서, 가스 나이프를 통한 가스 유속은 개구부들(50)을 통한 전체 유속보다 약 10 % 더 크다. 이는 가스 나이프로부터 유동하는 실질적으로 모든 가스가 개구부(50) 안으로 유입된다는 것을 의미한다. 양 방향으로의 가스 유동이 피크로부터 멀어짐에 따라, 격리된 가스 나이프가 실질적으로 대칭인 압력 피크를 생성하는 반면(일 실시예에서 가스 유동이 밸런싱되기 때문임), 가스 나이프(60)는 그 대신 가스 나이프(60)와 메니스커스 고정 개구부들(50) 간의 압력 구배를 형성한다. 가스 나이프(60)의 바깥방향으로(도 7의 오른쪽 방향으로) 가스 유동이 거의 존재하지 않거나 전혀 존재하지 않는다. 제어기는 원하는 유속을 달성하기 위해 과대 압력원(예를 들어, 펌프) 및/또는 과소 압력원(예를 들어, 펌프, 가능하게는 과대압력을 제공한 것과 동일한 펌프)을 제어한다.
일 실시예에서, 제어기는 가스 나이프(60)의 활성화를 제어하여, 이것이 요구되거나 요구될 수 있을 때에, 이는 활성이다. 부연하면, 스캔 속도가 안전하게 임계 속도 아래일 때에는 가스 나이프(60)가 꺼지며, 스캔 속도가 메니스커스에 다가가거나 현재 메니스커스 아래의 표면에 대한 임계 속도 이상이거나, 그 이상으로 가기 쉬울 때에는 가스 나이프(60)가 켜진다.
유체 핸들링 시스템의 메니스커스 고정 디바이스 외부의 종래의 가스 나이프는, 가스 나이프를 뚫을 수 있거나 메니스커스와 충돌할 수 있는 큰 액적들을 형성할 때까지 기판 및 기판 테이블 상에 남아 있는 액체를 수집하는 "불도저"로서 기능할 수 있다. 이러한 큰 액적들은 메니스커스와 충돌할 때에 기포를 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예의 가스 나이프 구성은 이러한 방식으로 기능하지 않는다. 그 대신, 이는 액체 핸들링 디바이스의 후단 에지에서 기판 상에 남겨진 여하한의 막이 액적들로 쪼개지기에 충분히 두껍게 성장하는 것을 방지한다. 과도한 액체는 개구부들(50) 쪽으로 다시 흘러간다. 이와 유사하게, 액체 핸들링 구조체의 선단 에지에서, 기판 또는 기판 테이블 상에 남겨진 여하한의 액체 막들 또는 액적들이 개구부들(50) 쪽으로 흘러간다. 이 액체는 메니스커스와의 충돌에 의한 기포를 생성하지 않고 개구부들(50)을 통해 추출될 수 있다. 그러므로, 높은 스캐닝 속도가 유지될 수 있다. 가스 나이프의 출구에 대향하는 압력 피크라기보다는, 가스 나이프와 개구부들(50) 사이의 연속적인 압력 구배가 생성되기 때문에, 개선된 효과가 나타난다고 여겨진다.
개구부들(50)과 어퍼처(61) 사이의 방벽 부재(12)의 하부측에는 개구부들이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 방벽 부재의 저부 표면은 개구부들(50)과 어퍼처(61) 사이에서 매끄럽고 및/또는 연속적인 것이 바람직하다.
이하, 도 8 내지 도 15를 참조하여 메니스커스 고정 개구부들의 여러 다양한 구성들이 설명된다. 또한, 개구부들(50)은 다른 형상들, 예를 들어 정사각형, 직사각형 또는 원형으로 배치될 수도 있다. 각각의 경우에서, 개구부들(50)과 가스 나이프(60) 사이의 간격이 앞서 언급된 범위들 내에 있고 바람직하게는 일정하도록, 가스 나이프 디바이스(60)는 개구부들(50)의 구성과 실질적으로 또는 정확히 동일한 형상을 갖는다.
도 8은 본 발명의 실제 실시예를 평면도로 나타낸다. 도 8에서, 개구부들(50)은 도 6과 유사한 코너진 형상에 제공된다. 하지만, 도 8에서는 다소 상이한 지오메트리가 존재한다. 부연하면, 개구부들(50)이 더 조밀하고 직경이 더 작다. 도 8의 실시예에서는 에지당 27 개의 개구부들이 존재한다. 일 실시예에서, 각각의 에지의 길이는 50 내지 90 mm 사이의 범위로부터 선택된다. 각각의 개구부들(50)은 거의 정사각형 형상이며, 각 변의 길이는 0.5 mm이다.
도 6의 실시예와 마찬가지로, 도 8의 실시예에서는 각각의 코너 선단에 개구부가 존재한다. 이는 코너의 최상부 개구부(50)가 스캔 또는 스텝 방향에 대해 수직이 아닌 방향으로 있는 각 변 상에서 인접한 개구부를 갖도록 보장한다. 만일, 2 개의 개구부들(50)이 코너 선단의 각 변 상에서 동일하게 이격된다면, 이 2 개의 개구부들(50) 사이의 라인은 스캔 또는 스텝 방향에 대해 수직일 것이므로, 상기 2 개의 개구부들(50) 사이의 액체 메니스커스 상에 전체 힘(full force)을 유도하게 된다. 일 실시예에서, 각각의 코너는 0.05 내지 4.0 mm 사이의 범위로부터 선택된다. 일 실시예에서, 상기 반경은 0.5 내지 4.0 mm 사이의 범위로부터 선택된다. 일 실시예에서, 상기 반경은 1 내지 3 mm 사이의 범위로부터 선택되거나, 또는 1.5 내지 2.5 mm 사이의 범위로부터 선택된다. 상기 반경이 너무 크면, 이는 액체 봉쇄 성능을 감소시킬 수 있는데, 이는 메니스커스의 불안정성이 생겨 누설을 초래할 수 있기 때문이다. (전혀 반경을 갖지 않는) 뾰족한 코너는 봉쇄 성능의 감소를 갖지 않지만, 매우 작은 코너 반경은 덜 안정한 메니스커스를 유도할 수 있다. 코너진 형상은 적어도 1 이상의 이러한 완만하게 곡선화된 코너를 갖는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 상기 코너는 반경을 갖지 않거나 0 mm 내지 4.0 mm 사이의 범위로부터 선택된 반경을 가질 수 있다.
각각의 에지의 음의 반경은 0 또는 그 이하인 것이 바람직하다. 음의 반경은 코너에서의 원하는 각도(60 내지 90°) 및 코너들 간의 거리(일 실시예에서, 50 mm 내지 150 mm)에 의존하여 선택된다. 그러므로, 음의 반경을 갖는 변들은 연속적인 방식으로 그들의 길이의 전체 또는 일부분을 따라 방향이 변한다. 부연하면, 스텝 방향 변화는 존재하지 않는다. 이를 알 수 있는 대안적인 방식은 개구부들(50)과 교차하는 라인이 완만하다는 것이다. 이는 요구되는 범위 내의 코너 각도의 장점이 달성될 수 있도록 보장하는 것을 돕는다. 너무 작은 반경이 사용되는 경우, 이동 방향으로 정렬되지 않은 코너에 가까운 2 개의 개구부들(50) 간의 접선(tangent)은 직선 에지의 경우에 대해서보다 이동 방향에 대해 수직으로 더 가까울 것이라는 것을 이해할 것이다. 하지만, 뾰족한 코너의 효과는 이 단점을 훨씬 더 보상한다.
일 실시예에서, 개구부들의 코너진 형상은 4 개의 코너들과 4 개의 변들을 가지며, 각각의 변은 음의 곡률 반경을 갖는다. 하지만, 다른 코너진 형상들을 갖는 것이 적절할 수 있다. 예를 들어, 제한된 레이아웃 공간에서 스캔 속도를 개선하기 위해서는, 예를 들어 8 개의 변을 갖는 형상이 유익할 수 있다. 도 13 및 도 15의 실시예들은 8 개의 변을 갖는 것으로 간주될 수 있다.
도 8에서는 중심 개구부(200)가 도시된다. 상기 중심 개구부(200)는 침지 액체가 한정된 공간(11)을 정의한다. 도 8의 실시예에서, 중심 개구부는 평면에서 원형이다. 하지만, 다른 형상들, 예를 들어 개구부들(50)에 의해 형성된 폐쇄된 형상과 동일한 형상이 사용될 수도 있다. 일 실시예에서, 중심 개구부의 형상은 평면에서 또 다른 개구부(190)와 동일한 형상을 가질 수 있으며, 이를 통해 액체가 유체 핸들링 구조체 밑에 공급된다. 또한, 다른 형상들이 적합할 수 있다. 이는 모든 실시예들에 적용된다.
또 다른 개구부들(190)은 개구부들(50), 가스 나이프 어퍼처(들)(61), 또는 둘 모두에 의해 형성된 폐쇄된 형상과 유사한 선형 구성을 가질 수 있다. 또 다른 가스 개구부들(190)은 개구부들(50)에 의해 형성된 형상 내에 위치될 수 있다. 인접한 또 다른 개구부들(190)과 가스 나이프 어퍼처(들)(61)의 중심 라인들 간의 거리는 가스 나이프 어퍼처(들)(61)의 중심 라인을 따라 실질적으로 일정한 간격으로 유지된다. 일 실시예에서, 일정한 간격은, 예를 들어 코너들의 영역에서 가스 나이프 중심 라인의 일부분을 따라 유지된다. 일 실시예에서, 예를 들어 가스 나이프 어퍼처(들)(61)의 라인 상의 일 지점에서, 가스 나이프 어퍼처(들)(61)의 라인은 개구부들(190)의 라인과 실질적으로 평행하다.
도 9 내지 도 12는 개구부들(50)의 코너진 형상의 몇몇 상이한 실시예들을 도시한다. 각각의 코너진 형상은 음의 곡률 반경을 갖는 적어도 1 이상의 에지의 전체 또는 일부분을 갖는다. 하지만, 각각의 에지는 양의 곡률 반경을 갖는 일부분도 갖는다. 양의 반경을 갖는 일부분들의 선단은 코너들이라고 볼 수 있으므로, 상기 형상들은 8 개의 변을 갖는 또는 코너진 형상들이다. 이는 각각의 에지를 따라 중심 부분 또는 코너(59)를 갖는 각각의 형상들을 유도한다. 중심 위치 또는 코너(59)는 에지의 다른 부분들보다 2 개의 코너들(52)을 연결한 직선 라인(58)에 더 가까울 수 있다. 상기 중심 위치 또는 코너(59)는 직선 라인들로부터 다른 부분들보다 더 많이 반경 방향 바깥쪽으로 존재할 수 있다. 상기 직선 라인(58)은 존재하지 않지만, 2 개의 인접한 코너들(52)을 연결하기 위해 배치된 라인인, 가상 라인으로 고려될 수 있다.
도 9에서, 중심 부분(59)은 상기 부분이 2 개의 코너들(52) 사이의 직선 라인(58) 상에 놓이도록 돌출되어 있다.
도 10에서, 중심 부분(59)은 2 개의 코너들(52) 사이의 직선 라인(58) 바깥으로 연장되므로, 직선 라인(58)보다 중심 축선으로부터 반경 방향으로 더 멀리 있다. 도 11에서, 모든 에지는 직선 라인(58)보다 중심 축선으로부터 반경 방향으로 더 멀리 있다. 도 11의 실시예는 최소 음의 반경 크기, 즉 실질적으로 0인 형상이다. 이 실시예는 형상으로 인해 공간이 제한된 경우에 유용하다. 도 12에서, 중심 부분(59)이 매우 충분하게 돌출되지 않아서 2 개의 코너들(52) 사이의 가상 직선 라인(58)보다 중심 축선에 더 가까운 것을 제외하고는, 도 9의 실시예와 유사하다. 이는 큰 음의 반경 크기를 나타낸다.
도 13은 도 8의 실시예와 유사한 실시예를 도시한다. 각각의 코너들(52)은 2 개의 인접한 코너들(52) 사이의 직선 라인으로부터 반경 방향 안쪽으로 돌출된 에지들을 갖는다. 하지만, 도 13에서 에지들은 각각 (곡선화된 부분들 없이) 2 개의 직선 부분들을 갖는다. 상기 직선 부분들은 2 개의 코너들(52) 사이의 직선 라인의 반경 방향 안쪽에 있는 지점으로 모인다. 그러므로, 에지의 방향 변화는 방향 변화가 연속적인 도 8의 실시예에 비해 급격하다(즉, 급격한 일 지점이 존재한다). 이 형상은, 특히 직선 라인의 반경 방향 안쪽의 일 지점에서 메니스커스를 가지며, 이는 완만하게 곡선화된 에지를 갖는 형상에 의해 고정된 메니스커스보다 덜 안정하다.
도 14 및 도 15는 각각의 코너의 각도가 75°가 아닌 60°인 것을 제외하고는 각각 도 8 및 도 13의 실시예와 유사한 실시예를 도시한다. 이는 본 발명의 일 실시예가 코너에서 상이한 각도를 가질 수 있다는 것을 나타낸다. 약 60°내지 90°사이의 범위로부터 선택된, 또는 75°내지 90°사이의 범위로부터 선택된, 또는 75°내지 85°사이의 범위로부터 선택된 각도를 갖는 코너로, 최적의 성능이 달성될 수 있다.
앞서 설명된 설명에서, 가스 나이프(60)는 불연속적인 어퍼처(61)를 가질 수 있다. 가스 나이프는 복수의 어퍼처들(61)을 가질 수 있다. 어퍼처(61)는 작은, 가능하다면 최소 곡률을 갖는 직선 경로를 따를 수 있다. 그러므로, 방향 변화를 수용하기 위해, 가스 나이프에 불연속부가 존재하고, 이는 적어도 2 개의 개구부들을 가지며, 그 각각은 가스 나이프가 방향을 변화시키는 위치의 어느 한 변에서, 예를 들어 코너(44)에서 상이한 방향으로 정렬된다. 하지만, 도 16에 도시된 바와 같이, 가스 나이프는 코너에서 연속적인 어퍼처를 가질 수도 있다. 그러므로, 가스 나이프(60)가 방향을 변화시키면, 어퍼처 코너(44)를 갖는 곡선화된 선형 어퍼처와 함께 단일 어퍼처(61)가 사용될 수 있다. 연속적인 어퍼처는 첨형의(pointed) 뾰족한 및/또는 둥근 코너들(44)을 갖는 여하한의 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 가스 나이프 어퍼처(61)는 도 17에 도시된 바와 같이 정사각형 또는 4 개의 꼭짓점을 갖는 별과 같은 폐쇄된 형상을 형성할 수 있다. 연속적인 가스 나이프 어퍼처는 도 6 내지 도 15를 참조하여 설명된 실시예들 중 어느 것에 존재할 수 있다.
유체 핸들링 구조체(12)의 일 실시예에서, 가스 나이프(60)는 도 18에 도시된 바와 같이 평면에서 개구부들(50)에 의해 형성된 형상과 유사하거나 이보다 큰 형상을 갖는다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 가스 나이프들(61) 형상, 및 개구부들(50)에 의해 형성된 형상은 1 이상의 취약부(weak section)(64)를 가질 수 있다. 취약부(64)는 상기 형상의 주변부의 다른 부분들에 비해 더 낮은 임계 스캔 속도를 갖는다. 상기 주변부는 가스 나이프 어퍼처(들)(61) 및/또는 개구부들(50)에 의해 정의된 코너진 형상에 대응할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 전문이 인용 참조되는 2009년 7월 21에 출원된 미국 특허 출원 제 12/506,565호를 참조한다. 각각의 취약부들에서, 일단 대응하는 임계 스캔 속도가 달성되면, 메니스커스 불안정성과 액적 손실의 위험이 존재한다. 메니스커스로부터의 액적 손실은 본 명세서에서 설명된 바와 같이 1 이상의 영향을 가질 수 있다.
취약부의 위치는 가스 나이프(60)의 코너(44)에 있을 수 있거나, 개구부들(50)에 의해 정의된 형상의 코너(52)에 있을 수 있다. 취약부(64)는 개구부들(50)에 의해 형성된 형상 주변부의 일부분 인근에 형성되거나(formed by), 각각의 코너들(44, 52) 사이에서 가스 나이프 어퍼처(들)(61)에 의해 형성된 형상의 주변부의 일부분이다. 이러한 위치는: 가스 나이프(60)의 에지(71)의 일부분; 또는 개구부들(50)에 의해 정의된 형상의 에지(54)의 일부분일 수 있다. 상기 에지(54, 71)의 일부분은 적어도 음의 곡률 반경을 갖는 부분, 또는 에지(54, 71)에서 둔각에 대응할 수 있는 코너(66)를 가질 수 있다. 상기 음의 곡률 반경은 2 개의 인접한 코너들(44, 52) 사이의 에지(54, 71)의 중간점에 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 음의 곡률 반경을 갖는 부분은 크고 및/또는 완만하게 변화하여, 코너(66)가 거의 지각될 수 없는 곡률을 갖는다. 이러한 경우, 본 명세서에서 코너(66)에 대한 언급은 에지(54, 71) 및/또는 음의 곡률 반경의 일부분의 중간점에 관한 언급을 포함할 수 있다.
취약부(64)에서 액적 손실의 가능성을 감소시키기 위해, 상기 부분에 대한 작동적인 임계 스캔 속도가 증가될 수 있다. 이는 댐퍼(67)의 치수, 예를 들어 댐퍼 폭(68)을 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 댐퍼 폭(68)은 임계 스캔 속도가 가장 낮은 이동 방향에 대해 정의될 수 있다. 댐퍼 폭을 증가시킨다는 것은, 특정한 스캔 속도에서, 액체가 댐퍼 아래로 지나가는데 걸리는 기간을 증가시킨다는 것을 의미한다. 가스 나이프(60)로부터 개구부들(50)로의 가스 유동이 댐퍼 아래로 지나감에 따라, 가스 유동은 액적을 멈추게 하기 위해 (더 짧은 댐퍼에 비해) 더 긴 시간을 갖는다. 아니면, 액적은 가스 나이프 어퍼처(들)(61) 및 댐퍼를 지나 이동 방향(예를 들어, 스캔 방향)으로 이동할 수 있다. 더 넓은 댐퍼는 가스 나이프 유동에 액적의 노출 시간을 증가시킨다.
도 19는 코너진 형상의 에지 상에 위치된 코너(66) 영역에서 댐퍼 폭(68)이 증가된 유체 핸들링 시스템(12)을 도시한다. 가스 나이프 어퍼처(들)(61)는 정사각 형상을 갖고, 개구부들(50)의 코너진 형상은 마름모형(rhomboidal), 예를 들어 정사각형이다. 이러한 구성은, 예를 들어 스캐닝 및 스탭핑의 주요 이동 방향들로 정렬되지 않는 방향으로 임계 스캔 속도를 증가시킬 수 있다. 스캐닝, 스텝핑 또는 둘 모두에 대해 각도화된 방향으로 스캔 속도가 증가될 수 있다. 상기 구성은, 취약부(64)에 대해, 전체 유체 핸들링 구조체(12)의 임계 스캔 속도의 상당한 증가를 제공할 수 있기 때문에 바람직하다.
댐퍼 폭이 코너(66)에서 증가되더라도, 주요 이동 방향, 예를 들어 스캐닝 및 스탭핑 방향으로 정렬된 코너들(44, 52)은 댐퍼 폭(69)을 가질 수 있으며, 이는 (부연하면, 실질적으로 여하한의 액적 손실이 없는) 안정한 메니스커스로 달성될 수 있는 최대 스캔 속도를 제한할 수 있다. 부연하면, 코너들(44, 52)에서의 작은 댐퍼 폭(69)은, 예를 들어 주요 이동 방향들로 임계 스캔 속도를 제한할 수 있다. 개구부들(50)에 의해 형성된 코너진 형상의 코너들(54) 및 가스 나이프 코너들(44) 상의 연계된 취약부(들)(64)에 대한 이 바람직하지 않은 기능에 대처하는 것이 바람직할 수 있다.
도 20은 댐퍼 폭(69)이 도 19에 도시된 것보다 큰 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 중간점 코너(66)에서 개구부들(50)에 의해 형성된 코너진 형상의 취약부(64)는, 코너진 형상이 마름모, 예를 들어 정사각형이기 때문에 더 강하며, 여기서 코너(66)는 실질적으로 180°가 되도록 각도화된다. 그러므로, 중간점 코너(66)와 연계된 더 큰 댐퍼 폭(68)을 가질 필요가 없는데, 이는 고유한 메니스커스 불안정성이 더 이상 존재하지 않기 때문이다.
가스 나이프(60) 형상은 4 개의 꼭짓점을 갖는 별형이며, 각각의 예각(44)은 주요 이동 방향으로 정렬된다. 각각의 예각(44)은 취약부(64)에 대응한다. 이와 유사하게, 개구부들(50)에 의해 형성된 코너진 형상의 코너들(52)은 각각의 취약부들(64)이다. 댐퍼는 예각(44) 및 코너들(52)에 대응하는 댐퍼 폭(69)에서 최대이다. 이러한 구성을 갖는데 있어서, 임계 스캔 속도는 실질적으로 일정한 댐퍼 폭을 갖는 구성에 대해 모든 방향으로 증가될 수 있다. 이 구성의 최적에서, 코너진 형상의 외주 주위의 댐퍼(67) 폭은 임계 스캔 속도가 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 표면과 같은 유체 핸들링 구조체(12)의 하부면을 향하는 표면에 대해 여하한의 이동 방향으로 동일하도록 선택된다.
도 20에 도시된 구성은, 유체 핸들링 구조체(12)의 습윤화된 풋프린트(wet footprint), 즉 어느 한 순간에 습윤화된 대향 표면의 국부화된 표면의 크기가 개구부들(50)에 의해 형성된 형상에 정의되기 때문에 바람직하다. 동일한 크기의 유체 핸들링 구조체(12)에 대해, 개구부들(50)에 의해 형성된 코너진 형상은 도 18 및 도 19에 비해 도 20의 실시예에서 가장 작은데, 이는 도 20의 정사각형 형상이 도 18 및 도 19의 별 형상보다 작은 영역을 가질 것이기 때문이다. 이는 각각의 실시예에서 4 개의 가스 나이프 코너들(44) 각각 사이의 거리가 동일한 것으로 가정할 수 있다.
어느 한 순간에, 유체 핸들링 구조체(12) 아래로 이동한 후 기판 표면으로부터 증발한 액체에 의해 열 부하가 인가된다. 그러므로, 유체 핸들링 구조체의 풋프린트는 풋프린트의 영역에 의존하는 기판에 특징적인 열 부하를 인가한다. 도 20에 도시된 실시예의 습윤화된 풋프린트가 작기 때문에, 도 18 및 도 19에 도시된 것과 동일한 크기의 유체 핸들링 구조체의 실시예들에 비해 열 부하가 작을 수 있다. 더 작은 풋프린트는 더 낮은 액체 공급 속도를 필요로 할 수 있으며, 유체 핸들링 구조체(12)에 도입된 침지 액체의 양을 감소시킴에 따라, 인가될 수 있는 최대 열 부하를 감소시킨다. 습윤화된 풋프린트가 비교적 작기 때문에, 추가적인 가능한 이점들 - 유체 핸들링 구조체에 의해 기판 상에 인가된 힘들이 감소될 수 있음 - 이 존재한다. 앞서 언급된 바와 같이, 상기 구성의 작동은 임계 스캔 성능 또한 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체이다. 상기 유체 핸들링 구조체는 복수의 개구부들을 갖는다. 상기 유체 핸들링 구조체는 사용 시 개구부들이 기판 및/또는 기판 테이블 쪽으로 지향되도록 구성된다. 상기 기판 테이블은 상기 기판을 지지하도록 구성된다. 상기 유체 핸들링 구조체는 세장형 어퍼처 또는 일 라인으로 배치된 복수의 어퍼처들을 갖는 가스 나이프 디바이스를 포함한다. 상기 어퍼처 또는 상기 복수의 어퍼처들은 1 mm 내지 5 mm 사이의 범위로부터 선택된 개구부들로부터 소정 거리에 배치된다.
일 실시예에서, 상기 거리는 1.5 mm 내지 4 mm 사이의 범위로부터 선택된, 바람직하게는 2 mm 내지 3 mm 사이의 범위로부터 선택된다.
일 실시예에서, 상기 개구부들은 평면에서 코너진 형상 또는 타원형 형상과 같은 폐쇄된 형상으로 배치된다.
일 실시예에서, 상기 세장형 어퍼처 또는 상기 복수의 어퍼처들은 상기 개구부들을 실질적으로 둘러싼다.
일 실시예에서, 상기 코너진 형상은 4 개의 코너들 및 4 개의 변들을 가지며, 각각의 변은 음의 곡률 반경을 갖는다.
일 실시예에서, 코너진 형상은 완만하게 곡선화된 코너를 갖는다.
일 실시예에서, 상기 완만하게 곡선화된 코너는 0.5 내지 4.0 mm 사이의 범위로부터 선택된, 바람직하게는 1 내지 3 mm 사이의 범위로부터 선택된, 또는 1.5 내지 2.5 mm 사이의 범위로부터 선택된 반경을 갖는다.
일 실시예에서, 상기 어퍼처의 전체 또는 일부분 또는 상기 복수의 어퍼처들의 라인은 상기 개구부들의 중심을 연결한 라인과 실질적으로 평행하다.
일 실시예에서, 상기 개구부들의 중심을 연결한 라인과 실질적으로 평행한 상기 어퍼처의 일부분 또는 상기 복수의 어퍼처들의 라인은 각각의 코너에 인접한 코너진 형상의 각 변의 길이의 적어도 10 %을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 개구부들은 상기 유체 핸들링 구조체 안으로 가스 및/또는 액체의 통행을 위한 개구부들이다.
일 실시예에서, 상기 개구부들 및 상기 어퍼처 또는 어퍼처들은 펌프에 연결된다. 상기 장치는, 상기 개구부들을 통한 상기 유체 핸들링 구조체로의 가스 유속이 가스 나이프를 형성하는 상기 어퍼처 또는 어퍼처들로부터의 가스 유속과 같거나 이보다 크도록, 상기 펌프에 연결되고 상기 펌프를 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들 및 상기 어퍼처 또는 어퍼처들이 형성되는 표면을 갖고, 상기 개구부들과 상기 어퍼처 또는 어퍼처들 사이에는 상기 표면 내에 다른 개구부 또는 어퍼처가 존재하지 않는다.
일 실시예에서, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들 및 상기 어퍼처 또는 어퍼처들이 형성되는 표면을 갖고, 상기 표면은 상기 개구부들과 상기 어퍼처 또는 어퍼처들 사이에서 연속적이다.
본 발명의 일 실시예는 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체를 포함하는 리소그래피 장치이다. 상기 유체 핸들링 구조체는 복수의 개구부들을 갖는다. 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용 시 기판 및/또는 기판 테이블 쪽으로 지향되도록 구성된다. 상기 기판 테이블은 상기 기판을 지지하도록 구성된다. 상기 유체 핸들링 구조체는 세장형 어퍼처 또는 일 라인으로 배치된 복수의 어퍼처들을 갖는 가스 나이프 디바이스를 포함한다. 상기 어퍼처 또는 복수의 어퍼처들은 1 mm 내지 5 mm 사이의 범위로부터 선택된 상기 개구부들로부터 소정 거리에 배치된다.
본 발명의 일 실시예는 유체 핸들링 구조체 및 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블을 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다. 상기 유체 핸들링 구조체는 2-상 유체 유동의 통행을 위해 구성된 복수의 개구부들을 가지며, 상기 개구부들로부터 소정 거리에 위치된 어퍼처를 포함하는 가스 나이프 디바이스를 포함한다. 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용 시 상기 기판 및/또는 상기 기판 테이블 쪽으로 지향되어, 상기 개구부들이 상기 유체 핸들링 구조체와 상기 기판, 상기 기판 테이블 또는 둘 모두 사이로부터 액체를 제거하도록 구성되고, 상기 가스 나이프 디바이스로부터 대부분의 가스 유동이 상기 개구부들을 통해 유동하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 개구부들 및 상기 가스 나이프 디바이스는 상기 개구부들 및 가스 나이프 어퍼처를 통한 가스 유동이 밸런싱되도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 리소그래피 장치는 상기 어퍼처 또는 어퍼처들에 연결된 과대 압력원, 및 상기 개구부들에 연결된 과소 압력원을 더 포함하고, 상기 과대 압력 및 상기 과소 압력은 상기 어퍼처 또는 어퍼처들을 통한 전체 가스 유속이 상기 개구부들을 통한 전체 가스 유속의 80 % 내지 120 % 사이의 범위로부터 선택되도록 되어 있다.
일 실시예에서, 상기 유체 핸들링 구조체는 평면에서 상기 유체 핸들링 구조체와 상기 기판 테이블 사이의 상대 이동 방향으로 정렬된 코너를 갖는 형상을 갖는다.
일 실시예에서, 상기 상대 이동 방향은 스캐닝 및/또는 스텝핑 방향이다.
일 실시예에서, 상기 형상은 적어도 4 개 이상의 코너를 갖는다.
일 실시예에서, 상기 리소그래피 장치는 상기 기판의 타겟부 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 더 포함하고, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 투영 시스템과, 상기 기판 테이블, 상기 기판, 또는 둘 모두 사이의 공간에 침지 액체를 공급하고 한정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 개구부들은 액체의 메니스커스를 한정하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예는 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체이다. 상기 유체 핸들링 구조체는 복수의 메니스커스 고정 개구부들을 갖는다. 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용 시 기판 및/또는 기판 테이블 쪽으로 지향되도록 구성된다. 상기 기판 테이블은 상기 기판을 지지하도록 구성된다. 상기 유체 핸들링 구조체는 세장형 어퍼처 또는 일 라인으로 배치된 복수의 어퍼처들을 갖는 가스 나이프 디바이스, 및 상기 어퍼처 또는 상기 복수의 어퍼처들과 상기 개구부들 사이에 배치된 댐퍼를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 댐퍼는 사용 시 상기 기판 및/또는 기판 테이블에 대향하는 연속적인 표면을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 표면은 사용 시 상기 기판 및/또는 기판 테이블에 실질적으로 평행하다.
일 실시예에서, 상기 개구부들은 평면에서 상기 유체 핸들링 구조체의 하부측에 코너진 형상을 형성한다. 상기 라인은 상기 유체 핸들링 구조체의 하부측에 코너진 형상을 형성할 수 있다. 상기 형상들 중 적어도 1 이상은 적어도 4 개 이상의 코너들을 가질 수 있다. 상기 형상들 중 적어도 1 이상은 음의 곡률 반경을 갖는 에지를 가질 수 있다. 상기 형상들 중 적어도 1 이상은 둔각의 코너를 가질 수 있다. 상기 형상들 중 적어도 1 이상은 마름모형, 4 개의 꼭짓점을 갖는 별형 또는 둘 모두일 수 있다. 상기 개구부들 및 상기 라인의 코너진 형상들은 실질적으로 유사할 수 있다.
상기 댐퍼는 상기 세장형 어퍼처를 따라 또는 어퍼처들의 라인을 따라 실질적으로 폭이 일정할 수 있다.
상기 댐퍼는 가변하는 폭을 가질 수 있다. 상기 댐퍼의 폭은 상기 세장형 어퍼처의 코너 또는 어퍼처들의 라인을 향해 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 유체를 제공하는 단계, 액체를 회수하는 단계, 및 액체를 강제하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이다. 유체를 제공하는 단계에서, 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 유체가 제공된다. 액체를 회수하는 단계에서, 유체 핸들링 구조체 내의 복수의 개구부들에 과소 압력부를 부착시킴으로써, 상기 최종 요소와 상기 투영 시스템 사이로부터 액체가 회수된다. 액체를 강제하는 단계에서, 복수의 어퍼처들을 통해 가스를 공급함으로써, 상기 복수의 어퍼처들 쪽으로 액체가 강제된다. 상기 어퍼처들과 상기 개구부들 사이의 거리는 1 mm 내지 5 mm 사이의 범위로부터 선택된다.
일 실시예에서, 상기 거리는 2 mm 내지 3 mm 사이의 범위로부터 선택된다.
일 실시예에서, 가스를 공급하는 것은 100 l/min 내지 200 l/min 사이의 범위로부터 선택된 속도로 가스를 공급하는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 과소 압력부는 상기 개구부들을 통한 상기 유체 핸들링 구조체로의 가스 유속이 상기 가스 나이프를 형성하는 상기 어퍼처들로부터의 가스 유속과 동일하거나 이보다 크도록 선택된다.
일 실시예에서, 유체 핸들링 구조체를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다. 상기 유체 핸들링 구조체는 복수의 개구부들을 갖는다. 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용시 기판 및/또는 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블 쪽으로 지향되도록 구성된다. 상기 유체 핸들링 구조체는 적어도 1 이상의 세장형 어퍼처를 갖는 가스 나이프 디바이스를 더 포함하며, 상기 세장형 어퍼처는 코너를 갖는다.
상기 세장형 어퍼처는 폐쇄된 형상을 형성할 수 있다. 상기 폐쇄된 형상은 코너진 형상일 수 있다.
이해되는 바와 같이, 앞서 설명된 특징부들 중 어느 것도 여하한의 다른 특징부들과 함께 사용될 수 있으며, 본 명세서에서 다루어지는 명시적으로 설명된 이러한 조합들에만 한정되는 것은 아니다.
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, 약 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 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다. 또한, 기계 판독 가능한 명령어가 2 이상의 컴퓨터 프로그램들에서 구현될 수 있다. 2 이상의 컴퓨터 프로그램들은 1 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다.
1 이상의 컴퓨터 프로그램들이 리소그래피 장치의 적어도 1 이상의 구성요소 내에 위치된 1 이상의 컴퓨터 프로세서들에 의해 판독될 때, 본 명세서에 설명된 제어기들은 각각 또는 조합하여 작동될 수 있다. 상기 제어기들은 각각 또는 조합하여 신호들을 수신하고, 처리하며, 보내는 여하한의 적절한 구성을 가질 수 있다. 1 이상의 프로세서들은 상기 제어기들 중 적어도 1 이상과 통신하도록 구성된다. 예를 들어, 각각의 제어기는 상기 설명된 방법들을 위해 기계-판독가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 1 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 또한, 제어기들은 이러한 컴퓨터 프로그램들을 저장하는 데이터 저장 매체, 및/또는 이러한 매체를 수용하는 하드웨어를 포함할 수 있다. 그러므로, 제어기(들)는 1 이상의 컴퓨터 프로그램들의 기계-판독가능한 명령어들에 따라 작동할 수 있다.
본 발명의 1 이상의 실시예들은 여하한의 침지 리소그래피 장치, 특히 배타적인 것은 아니지만, 앞서 언급된 타입들에 적용될 수 있으며, 침지 액체가 배스의 형태로 기판의 국부화된 표면 영역 상에만 제공되는지 또는 한정되지 않는지에 따라 적용될 수 있다. 한정되지 않는 구성에서는, 실질적으로 기판 및/또는 기판 테이블의 덮이지 않은 전체 표면이 습식 상태가 되도록, 침지 액체는 기판 및 기판 테이블의 표면상에서 유동할 수 있다. 이러한 한정되지 않은 침지 시스템에서, 액체 공급 시스템은 침지 액체를 한정하지 않을 수 있으며, 또는 침지 액체의 일부분을 한정하지만, 실질적으로 침지 액체를 완전하게 한정하지 않을 수도 있다.
본 명세서에서 고려되는 액체 공급 시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 소정 실시예들에서, 이는 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 액체를 제공하는 구조체들의 메커니즘 또는 조합일 수 있다. 이는 1 이상의 구조체, 1 이상의 액체 개구부를 포함하는 1 이상의 유체 개구부, 1 이상의 가스 개구부, 또는 2 개의 상 유동에 대한 1 이상의 개구부의 조합을 포함할 수 있다. 상기 개구부들은 각각 침지 공간 안으로의 유입구(또는 유체 핸들링 구조체로부터의 유출구)일 수 있거나, 침지 공간으로부터의 유출구(또는 유체 핸들링 구조체 안으로의 유입구)일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분일 수 있고, 또는 상기 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전히 덮을 수 있으며, 또는 상기 공간은 기판 및/또는 기판 테이블을 에워쌀 수 있다. 액체 공급 시스템은, 선택적으로 위치, 양, 질, 형상, 유속 또는 액체의 여타의 특징들을 제어하는 1 이상의 요소들을 더 포함할 수 있다.
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.
Claims (15)
- 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체에 있어서,
상기 유체 핸들링 구조체는 복수의 메니스커스 고정 개구부(meniscus pinning opening)들을 가지며, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용 시 기판 및/또는 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블 쪽으로 지향되도록 구성되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 세장형 어퍼처(elongate aperture) 또는 일 라인으로 배치된 복수의 어퍼처들을 갖는 가스 나이프 디바이스, 및 상기 어퍼처 또는 상기 복수의 어퍼처들과 상기 개구부들 사이에 배치된 댐퍼(damper)를 더 포함하는 유체 핸들링 구조체. - 제 1 항에 있어서,
상기 댐퍼는 사용 시 상기 기판 및/또는 기판 테이블과 대향하는 연속적인 표면을 포함하는 유체 핸들링 구조체. - 제 2 항에 있어서,
상기 연속적인 표면은 사용 시 상기 기판 및/또는 기판 테이블에 실질적으로 평행한 유체 핸들링 구조체. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개구부들은 평면에서 상기 유체 핸들링 구조체의 하부측에 코너진 형상(cornered shape)을 형성하는 유체 핸들링 구조체. - 제 4 항에 있어서,
상기 라인은 상기 유체 핸들링 구조체의 하부측에 코너진 형상을 형성하는 유체 핸들링 구조체. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 형상들의 적어도 1 이상은 적어도 4 개의 코너들을 갖는 유체 핸들링 구조체. - 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형상들의 적어도 1 이상은 음의 곡률 반경을 갖는 에지를 갖는 유체 핸들링 구조체. - 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형상들의 적어도 1 이상은 둔각의 코너를 갖는 유체 핸들링 구조체. - 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 라인의 코너진 형상은 상기 개구부들의 코너진 형상과 실질적으로 유사한 유체 핸들링 구조체. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 댐퍼는 상기 세장형 어퍼처를 따라 또는 상기 어퍼처들의 라인을 따라 실질적으로 폭이 일정한 유체 핸들링 구조체. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 댐퍼는 가변하는 폭을 갖는 유체 핸들링 구조체. - 제 11 항에 있어서,
상기 댐퍼의 폭은 상기 세장형 어퍼처의 코너 또는 어퍼처들의 라인을 향해 확장되는 유체 핸들링 구조체. - 리소그래피 장치용 유체 핸들링 구조체에 있어서,
상기 유체 핸들링 구조체는 복수의 개구부들을 가지며, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용 시 기판 및/또는 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블 쪽으로 지향되도록 구성되고, 상기 유체 핸들링 구조체는 세장형 어퍼처 또는 일 라인으로 배치된 복수의 어퍼처들을 갖는 가스 나이프 디바이스를 더 포함하며, 상기 어퍼처 또는 복수의 어퍼처들은 1 mm 내지 5 mm 사이의 범위로부터 선택된 상기 개구부들로부터 소정 거리에 배치되는 유체 핸들링 구조체. - 유체 핸들링 구조체 및 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블을 포함하는 리소그래피 장치에 있어서,
상기 유체 핸들링 구조체는 2-상(two phase) 유체 유동의 통행을 위해 구성된 복수의 개구부들을 가지며, 상기 개구부들로부터 소정 거리에 위치된 어퍼처를 포함하는 가스 나이프 디바이스를 포함하며, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용 시 상기 기판 및/또는 상기 기판 테이블 쪽으로 지향되어, 상기 개구부들이 상기 유체 핸들링 구조체와 상기 기판, 상기 기판 테이블 또는 둘 모두 사이로부터 액체를 제거하도록 구성되고, 상기 가스 나이프 디바이스로부터 대부분의 가스 유동이 상기 개구부들을 통해 유동하도록 구성되는 리소그래피 장치. - 유체 핸들링 시스템을 포함하는 리소그래피 장치에 있어서,
상기 유체 핸들링 구조체는 복수의 개구부들을 갖고, 상기 유체 핸들링 구조체는 상기 개구부들이 사용 시 기판 및/또는 기판 테이블 쪽으로 지향되도록 구성되며, 상기 유체 핸들링 구조체는 적어도 1 이상의 세장형 어퍼처를 갖는 가스 나이프 디바이스를 더 포함하고, 상기 세장형 어퍼처는 코너를 갖는 리소그래피 장치.
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