KR20110100586A - 리소그래피 장치 및 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
리소그래피 장치용 액체 핸들링 구조는 액침액의 드롭플릿이 액체 핸들링 구조로부터 손실되어 제한된 액침액의 메니스커스와 충돌하는 것을 방지할 수 있도록 구성된 드롭플릿 컨트롤러를 포함한다. 드롭플릿 컨트롤러는 인입 드롭플릿을 차단하기 위해 중첩하도록 배치된 가스 나이프를 포함할 수 있다. 갭을 통과하는 액체를 추출하기 위해 가스 나이프 사이의 갭과 라인업되는 추출 구멍이 존재할 수 있다. 드롭플릿은 이 갭을 통해 벗어나도록 허용된다.
Description
본 발명은 리소그래피 장치 및 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 장치가 집적회로의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 하나의 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함) 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 위에의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 타겟 영역 상에 패턴 전체를 한번에 노광함으로써 각각의 타겟 영역을 조사(照射)하는 소위 스테퍼(stepper), 및 소정의 방향("스캐닝"-방향)의 방사 빔을 통해 패턴을 스캐닝하는 동시에, 이 방향과 평행한 방향(동일 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 스캐닝함으로써 각각의 타겟 영역을 조사하는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수 있다.
리소그래피 투영 장치 내의 기판을 물과 같은 비교적 굴절률이 높은 액체에 액침(immersion)시켜 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우도록 하는 것이 제안되어 있다. 구현예에서, 액체로는 증류수가 가능하지만, 다른 액체가 사용될 수도 있다. 본 발명의 실시예는 액체를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 또 다른 유체, 구체적으로는 습윤 유체(wetting fluid), 압축할 수 없는 유체, 및/또는 공기보다 높은 굴절률을 갖는, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적합할 수도 있다. 가스를 배출시키는 유체가 특히 바람직하다. 이와 같이 하는 요지는, 노광 방사선이 액체 내에서는 더 짧은 파장을 가질 것이기 때문에, 더 작은 특징부(smaller features)의 이미징을 가능하게 하기 위해서이다(액체의 영향은 시스템의 유효 개구도(NA)를 증가시키고 또한 초점 심도를 증가시키는 것으로서도 고려될 것이다). 고체 입자(예컨대, 석영)가 그 안에 부유되어 있는 물 또는 나노 입자 부유물(예컨대, 최대 직경이 10 ㎚인 입자)을 갖는 액체를 포함한 다른 액침액도 제안되어 있다. 부유 상태의 입자의 굴절률은 이들이 부유 상태로 존재하고 있는 액체의 굴절률과 유사하거나 동일하여도 되고, 유사하거나 동일하지 않아도 된다. 적합할 수도 있는 다른 액체로는, 방향족 탄화수소 등의 탄화수소, 불화탄화수소, 및/또는 수용성 용액 등이 있다.
기판 또는 기판과 기판 테이블을 액체의 수조(bath)에 담그는 것(예컨대, 미국 특허 번호 4,509,852호를 참조)은, 스캐닝 노광 동안에 상당한 부피의 액체가 가속되어야 한다는 것을 의미한다. 이와 같이 하기 위해서는 모터를 추가하거나 더 강력한 모터를 사용할 필요가 있으며, 액체 내에서의 요동이 바람직하지 않은 동시에 예측 가능하지 않은 영향을 야기할 수도 있다.
액침 장치에서, 액침 유체는 액체 핸들링 시스템, 액체 핸들링 디바이스, 액체 핸들링 구조 또는 액체 핸들링 장치에 의해 핸들링된다. 일구현예에서, 액체 핸들링 구조는 액침 유체를 공급할 수도 있으며, 그에 따라 유체 공급 시스템이 될 수도 있다. 일구현예에서, 액체 핸들링 구조는 적어도 부분적으로는 액침 유체를 제한할 수도 있으며, 이에 의해 유체 제한 시스템(fluid confinement system)이 될 수도 있다. 일구현예에서, 액체 핸들링 구조는 액침 유체에 대한 장벽을 제공할 수도 있으며, 이에 의해 유체 제한 구조체와 같은 장벽 부재가 될 수도 있다. 일구현예에서, 액체 핸들링 구조는 예컨대 액침 유체의 흐름 및/또는 위치를 조절하는데 도움을 주기 위해 가스의 흐름을 생성하거나 이용할 수도 있다. 가스의 흐름은 액침 유체를 제한하기 위한 밀봉(seal)을 형성할 수도 있으므로, 액체 핸들링 구조가 밀봉 부재로 지칭될 수도 있으며, 이러한 밀봉 부재는 유체 제한 구조가 될 수도 있다. 일구현예에서, 액침액이 액침 유체로서 사용된다. 전술한 설명을 참조하여, 유체에 대하여 정의된 특징에 대한 이 단락에서의 언급은 액체에 대해 정의된 특징을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
액침 리소그래피에서는 일부 액체가 공간으로부터 노광되고 있는 기판 또는 기판을 지지하는 기판 테이블 상으로 손실될 수도 있다. 손실된 액체는 결함 위험을 야기할 수도 있다. 예컨대, 기판 또는 기판 테이블과 같은 표면 상에 존재하고 추후에 예컨대 액체의 메니스커스(meniscuse)와 같은 공간 내의 액체와 충돌하는 액체의 드롭플릿은 공간 내의 버블과 같은 대량의 가스 형성을 초래할 수도 있다. 이 버블은 기판의 타겟 영역을 향하여 지향된 이미징 방사선과 간섭하여 기판 상에 이미징되는 패턴에 영향을 줄 수도 있다.
예컨대, 이러한 이미징 결함 또는 다른 이미징 결함의 위험을 감소시키거나 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 처리량을 유지하거나 증가시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 특징에 따라, 액체 핸들링 구조 및 드롭플릿 컨트롤러(droplet controller)를 포함하며, 상기 액체 핸들링 구조는, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성되며, 상기 드롭플릿 컨트롤러는, 액침액의 드롭플릿이 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로부터 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로 통과할 수 있도록 하고, 드롭플릿이 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로부터 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로 통과하는 것을 방지하도록 구성되어, 상기 공간의 방사상 외측에 위치하는, 액침 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 액체 핸들링 구조 및 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구를 포함하며, 상기 액체 핸들링 구조는, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성되며, 상기 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구는 가스 흐름을 상기 대향 표면을 향하여 지향하도록 구성되어 상기 공간의 방사상 외측에 위치하며, 상기 가늘고 긴 가스 배출 개구의 인접한 쌍이 상기 대향 표면의 스캐닝 방향에서 볼 때에 및/또는 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향에서 볼 때에 중첩하는, 액침 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 액체 핸들링 구조 및 드롭플릿 컨트롤러를 포함하며, 상기 액체 핸들링 구조는, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성되며, 상기 드롭플릿 컨트롤러는 상기 공간의 방사상 외측에 위치하며, 가스 흐름을 상기 대향 표면을 향하여 지향하도록 구성된 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구와, 상기 대향 표면의 스캐닝 방향 및/또는 스텝핑 방향에 대하여, 인접한 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이의 각각의 갭과 라인업되는 복수의 액체 추출 개구를 포함하는, 액침 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조 방법이 제공되며, 상기 디바이스 제조 방법은, 제한 구조(confinement structure)를 이용하여 액체를, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 공간에 제한하는 단계; 상기 대향 표면을 상기 투영 시스템에 관련하여 스캐닝 방향으로 이동시키는 단계; 및 드롭플릿이 상기 공간의 방사상 외측에 있는 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로부터 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로 통과할 수 있도록 하고, 드롭플릿이 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로부터 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로 통과하는 것을 방지함으로써, 액침액의 드롭플릿을 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조 방법이 제공되며, 상기 다비이스 제조 방법은, 제한 구조를 이용하여 액체를, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 제한하는 단계; 상기 대향 표면을 상기 투영 시스템에 관련하여 스캐닝 방향으로 이동시키는 단계; 및 가스 흐름을 상기 공간의 방사상 외측에 있는 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구를 통해 상기 대향 표면을 향하여 지향시키는 단계를 포함하며, 상기 가늘고 긴 가스 배출 개구의 인접한 쌍은 상기 대향 표면의 스캐닝 방향에서 볼 때에 및/또는 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향에서 볼 때에 중첩한다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조 방법이 제공되며, 상기 다비이스 제조 방법은, 제한 구조를 이용하여 액체를, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 공간에 제한하는 단계; 상기 대향 표면을 상기 투영 시스템에 관련하여 스캐닝 방향으로 이동시키는 단계; 및 가스 흐름을, 사이에 갭을 갖고 있는 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구로부터 대향 표면을 향하여 지향시킴으로써, 또한 복수의 액체 추출 개구를 통해 드롭플릿 중의 적어도 일부를 추출함으로써, 액침액의 디롭플릿을 처리하는 단계를 포함하며, 여기서 각각의 액체 추출 개구는, 스캐닝 방향에 대하여, 인접한 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이의 각각의 갭과 라인업될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 액침 리소그래피 장치를 위한 유체 핸들링 구조가 제공되며, 상기 유체 핸들링 구조는, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성되며, 액침액이 상기 유체 핸들링 구조의 표면과 상기 대향 표면 사이에 메니스커스를 형성하며, 상기 유체 핸들링 구조는 상기 대향 표면 상의 액체가 메니스커스에 도달하는 것을 방지하기 위한 드롭플릿 컨트롤러를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2 및 도 3은 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
도 4는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
도 5는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조의 일부분을 평면도로 도시하고 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
도 2 및 도 3은 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
도 4는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
도 5는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조의 일부분을 평면도로 도시하고 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액체 핸들링 구조를 평면도로 도시하고 있다.
이하에서는, 단지 예시를 목적으로 하는 본 발명의 실시예를 대응하는 부분에 대응하는 도면 부호가 부여되어 있는 첨부된 개략 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 본 리소그래피 장치는 이하의 구성요소를 포함한다:
- 방사 빔(B, 예컨대 UV 방사 또는 DUV 방사)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL);
- 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 또한 특정 파라미터에 따라 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 기판)(W)을 유지하도록 구성되고, 특정 파라미터에 따라 기판(W)을 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 패터닝 장치(MA)에 의해 방사 빔(B)에 부여한 패턴을, 기판(W)의 타겟 영역(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함하는) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예컨대, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS).
조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식, 또는 다른 형태의 광학 요소들 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)를 유지한다. 구체적으로, 지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)의 배향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예컨대 패터닝 장치(MA)가 진공 분위기에서 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건들에 좌우되는 방식으로 패터닝 장치(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)가 예컨대 투영 시스템(PS)에 대하여 요구된 위치에 있도록 할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 장치"라는 용어는, 기판의 타겟 영역에 패턴을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 어떠한 디바이스도 포함되는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 반전 피처(phase shifting feature) 또는 이른바 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟 영역 내의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같은 타겟 영역 내에 생성되는 디바이스에서의 특정 기능층에 대응할 것이다.
패터닝 장치(MA)는 투과형 또는 반사형 모두 가능하다. 패터닝 장치의 예로는 마스크, 프로그래머블 미러 어레이, 및 프로그래머블 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상 반전형 및 감쇠 위상 반전형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 타입들을 포함한다. 프로그래머블 미러 어레이의 예는 소형 미러들의 매트릭스 배열을 채용하며, 그 각각의 미러들은 입사하는 방사 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 경사지는 것이 가능하다. 경사진 미러들은 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선에 대하여 적합하거나 또는 액침액의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합한, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는 "투영 시스템"이라는 좀더 일반적인 용어의 동의어로 간주할 수 있다.
본 명세서에서 설명한 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형의 것(예컨대, 투과형 마스크를 채용함)이다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 반사형의 것(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그래머블 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 채용함)일 수도 있다.
리소그래피 장치는 예컨대 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2개 이상의 패터닝 장치 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "복수 스테이지" 기계에서는, 추가의 테이블을 병행하여 사용하거나, 또는 하나 이상의 테이블 상에서 예비 공정을 수행하면서 다른 하나 이상의 테이블을 노광용으로 사용하는 것이 가능하다.
도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사 소스(SO)로부터 방사 빔을 수광한다. 예컨대, 방사 소스(SO)가 엑시머 레이저인 경우, 방사 소스(SO) 및 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사 빔은 예컨대 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)을 이용하여 방사 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사 소스(SO)가 수은 램프인 경우에, 이 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사 시스템으로 지칭될 수도 있다.
조명기(IL)는 방사 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 퓨필 평면(pupil plane) 내의 세기 분포의 적어도 외측 반경 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 방사 빔의 단면에서 요구된 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사 빔을 조절하는데 사용될 수 있다. 방사 소스(SO)와 마찬가지로, 조명기(IL)는 리소그래피 장치의 일부를 형성할 수도 있고 또는 리소그래피 장치의 일부를 형성하지 않을 수도 있다. 예컨대, 조명기(IL)는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있고, 또는 리소그래피 장치와 별개의 구성요소일 수도 있다. 조명기(IL)가 리소그래피 장치와 별개의 구성요소인 경우, 리소그래피 장치는 조명기(IL)가 그 위에 탑재될 수 있도록 구성될 수 있다. 필요한 경우, 조명기(IL)는 분리 가능하며, 별도로 제공될 수도 있다(예컨대, 리소그래피 장치 제조업체 또는 다른 공급자에 의해).
방사 빔(B)은 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 장치(MA)에 의해 패터닝된다. 패터닝 장치(MA)를 종단한 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)은 방사 빔을 기판(W)의 타겟 영역(C) 상에 집속시킨다. 제2 위치 설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 상이한 타겟 영역(C)을 방사 빔(B)의 경로 내에 위치시키도록 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에 명시되어 도시되어 있지는 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키는 것이 가능하다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은, 제1 위치 설정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 이용하여 실현될 것이다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 제2 위치 설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수 있다. 스테퍼의 경우(스캐너와 반대되는 것으로서의), 지지 구조체(MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 또는 고정될 수도 있다. 패터닝 장치(MA) 및 기판(W)은 패터닝 장치 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용의 타겟 영역에 위치하고 있지만, 이들 마크들은 타겟 영역 사이의 공간 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다). 마찬가지로, 패터닝 장치(MA) 상에 하나 이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 패터닝 장치 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서는, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)을 기본적으로 정지 상태로 유지한 채로, 방사 빔(B)에 부여한 패턴 전체를 한 번에 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 그리고나서, 상이한 타겟 영역(C)이 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT)을 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 정지 노광시에 이미징되는 타겟 영역(C)의 크기가 한정된다.
2. 스캔 모드에서는, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)을 동기적으로 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 상 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 동적 노광시의 타겟 영역의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 동작의 길이에 의해 타겟 영역(C)의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 결정된다.
3. 또 다른 모드에서는, 프로그래머블 패터닝 장치를 유지한 채로 지지 구조체(MT)를 기본적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT)을 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사 소스가 채용되며, 프로그래머블 패터닝 장치는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급한 바와 같은 타입의 프로그래머블 미러 어레이와 같은 프로그래머블 패터닝 장치를 이용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.
투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 구성은 2개 이상의 일반적인 카테고리로 분류될 수 있다. 이러한 카테고리는 수조 타입 구성(the bath type arrangement) 및 소위 국소 액침 시스템(the so-called localized immersion system)이다. 수조 타입 구성에서는, 기판(W)의 전체 및 필요한 경우에는 기판 테이블(WT)의 일부가 액체의 수조에 침수된다. 소위 국소 액침 시스템은 기판의 국소 영역에만 액체를 제공하는 액체 공급 시스템을 이용한다. 국소 액침 시스템에서는, 액체에 의해 채워진 공간이 평면적으로 기판의 상면보다 작으며, 액체로 채워진 영역은 기판이 그 영역 아래를 이동하는 동안 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지 상태로 유지된다. 도 2 내지 도 5는 4가지 상이한 타입의 국속 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
제안된 구성 중의 하나는 액체 제한 시스템을 이용하여 기판의 국소 영역 상에만 또한 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 액체 공급 시스템에 대한 것이다(기판은 일반적으로 투영 시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이를 달성하기 위해 제안된 한 가지 방식은 PCT 특허 출원 공개 번호 WO 99/49504에 개시되어 있다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 액체는 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 하나 이상의 유입구에 의해 기판 상에 공급되고, 투영 시스템 아래를 통과한 후에 하나 이상의 배출구에 의해 제거된다. 즉, 기판이 최종 요소 아래에서 -X 방향으로 스캔될 때, 액체는 최종 요소의 +X 측에서 공급되고, -X 측에서 흡수된다. 도 2에는, 액체가 유입구를 통해 공급되고, 저압 소스에 연결되는 배출구에 의해 최종 요소의 다른 측면에서 흡수되는 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 기판(W) 위의 화살표는 액체 흐름의 방향을 나타내고, 기판(W) 아래의 화살표는 기판 테이블의 이동 방향을 나타낸다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 공급되고 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 최종 요소 주위에 위치된 유입구 및 배출구의 방향과 개수는 다양하게 변화될 수 있으며, 양측면에 4개 세트의 유입구 및 배출구가 최종 요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되어 있는 도 3에 그 일례가 예시되어 있다. 액체 공급 및 액체 복구 장치에서의 화살표는 액체 흐름의 방향을 나타낸다.
국소 액체 공급 시스템을 이용한 또 다른 액침 리소그래피 해법이 도 4에 도시되어 있다. 액체는 투영 시스템(PS)의 양측면 상의 2개의 홈형 유입구에 의해 공급되며, 유입구의 방사상 외측에 배열된 복수의 불연속 배출구에 의해 제거된다. 유입구 및 배출구는 중앙에 구멍이 형성되어 있는 플레이트 내에 배치될 수 있고, 그 구멍을 통해 투영 빔이 투영된다. 액체는 투영 시스템(PS)의 한 측면 상의 하나의 홈형 유입구에 의해 공급되고, 투영 시스템(PS)의 다른 측면 상의 복수의 불연속 배출구에 의해 제거되어, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이에 얇은 액체막의 흐름을 발생시킨다. 어느 유입구와 배출구의 조합을 사용할지에 대한 선택은 기판(W)의 이동 방향에 따라 정해질 수 있다(다른 조합의 유입구와 배출구는 비작동 상태로 된다). 도 4의 횡단면도에서, 화살표는 유입구 내로의 액체 흐름의 방향과 배출구 밖으로의 액체 흐름의 방향을 나타낸다.
본 명세서에 그 전체 내용이 참고자료로 원용되어 있는 유럽 특허 출원 공개 번호 EP 1420300 및 미국 특허 공개 번호 US 2004-0136494에는, 트윈 또는 듀얼 스테이지 액침 리소그래피 장치에 대한 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치는 기판을 지지하기 위한 2개의 테이블이 제공된다. 액침액 없이 제1 위치에서의 테이블에 대해 레벨링 측정이 수행되며, 액침액이 존재하는 제2 위치에서의 테이블에 대해 노광이 수행된다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 단지 하나의 테이블을 가질 수도 있다.
PCT 특허 출원 WO 2005/064405는 액침액이 제한되지 않는 전체 습식 구성을 개시하고 있다. 이러한 시스템에서, 기판의 상면 전체가 액체로 덮여진다. 이것은 기판의 상면 전체가 실질적으로 동일한 상태에 노출되기 때문에 이로울 것이다. 이것은 기판의 온도 제어 및 처리에 대한 장점을 갖는다. WO 2005/064405에서는, 액체 공급 시스템이 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 영역에 액체를 제공한다. 그 액체는 기판의 나머지 부분 위에서 누설하도록(또는 흐르도록) 허용된다. 기판 테이블의 에지에 있는 장벽이 액체가 벗어나는 것을 방지하여, 이 액체가 제어된 방식으로 기판 테이블의 상면으로부터 제거될 수 있도록 된다. 이러한 시스템이 기판의 온도 제어 및 처리를 향상시키지만, 여전히 액침액의 기화가 발생할 것이다. 이 문제점을 경감시키는데 도움을 주는 한 가지 방식이 미국 특허 공개 번호 US 2006/0119809에 개시되어 있다. 기판을 모든 위치에서 덮는 부재가 제공되며, 이 부재는 액침액이 이 부재와 기판의 상면 및/또는 기판을 유지하는 기판 테이블의 상면 사이에서 연장하도록 배치된다.
제안되어 있는 또 다른 구성은, 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 간의 공간의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장할 수 있는 액체 제한 구조를 갖는 액체 공급 시스템을 제공하는 것이다. 이러한 구성은 도 5에 예시되어 있다. 액체 제한 구조는 Z 방향(광축 방향)으로의 약간의 상대적인 이동이 있을 수도 있지만 XY 평면으로는 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 일실시예에서, 밀봉은 액체 제한 구조와 기판의 표면 사이에 형성되고, 가스 밀봉과 같은 비접촉식 밀봉이 될 수 있다. 이러한 시스템은 미국 특허 공개 번호 US 2004-0207824에 개시되어 있다. 다른 실시예에서, 유체 제한 구조는 비가스성 밀봉(non-gaseous seal)을 가지므로, 액체 제한 구조로서 지칭될 수도 있다.
도 5는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판 테이블(WT) 또는 기판(W) 사이의 공간(11)의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장하는 장벽 부재 또는 유체 제한 구조를 형성하는 몸체를 갖는 국소 액체 공급 시스템 또는 액체 핸들링 구조(12) 또는 액체 핸들링 디바이스를 개략적으로 도시하고 있다(다른 설명이 없는 경우에는, 이하의 설명에서의 기판(W)의 표면에 대한 언급은 기판 테이블(WT)의 표면을 포함하여 지칭하거나 또는 기판 테이블의 표면에 대한 대안으로 지칭된다는 것에 유의하기 바란다). 액체 핸들링 구조는 Z 방향(광축 방향)으로의 약간의 상대적인 이동이 있을 수도 있지만 XY 평면으로는 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 일실시예에서, 밀봉은 액체 핸들링 구조(12)와 기판(W)의 표면 사이에 형성되며, 가스 밀봉 또는 유체 밀봉과 같은 비접촉식 밀봉이 될 수 있다.
액체 핸들링 구조(12)는 적어도 부분적으로는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)에 액체를 포함한다. 가스 밀봉(16)과 같은 기판(W)에 대한 비접촉 밀봉이 투영 시스템(PS)의 이미지 필드 주변에 형성되어, 액체가 기판(W)의 표면과 투영 시스템(PS)의 최종 요소 사이의 공간(11) 내에 제한되도록 한다. 이 공간(11)은 적어도 부분적으로는 투영 시스템(PS)의 최종 요소 아래에 위치되어 둘러싸고 있는 액체 핸들링 구조(12)에 의해 형성된다. 액체가 액체 유입구(13)에 의해 투영 시스템(PS) 아래의 공간(11)과 액체 핸들링 구조(12) 내에 유입된다. 이 액체는 액체 배출구(13)에 의해 제거될 수도 있다. 액체 핸들링 구조(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소보다 약간 위쪽으로 약간 연장할 수 있다. 액체 레벨이 최종 요소보다 위쪽으로 상승하여, 액체의 버퍼가 제공된다. 일실시예에서, 액체 핸들링 구조(12)는, 상단이 투영 시스템(PS) 또는 투영 시스템(PS)의 최종 요소의 형상에 밀접하게 부합하는 내측 둘레를 가지며, 이 내측 둘레는 예컨대 라운드 형상으로 될 것이다. 저부에서는, 내측 둘레가 예컨대 직사각형과 같은 이미지 필드의 형상에 밀접하게 부합할 것이지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 내측 둘레는 어떠한 형상으로도 될 수 있으며, 예컨대 투영 시스템의 최종 요소의 형상에 부합하도록 될 수도 있고, 라운드 형상으로 될 수도 있다.
액체는 사용 동안에 액체 핸들링 구조(12)의 저면과 기판(W)의 표면 사이에 형성되는 가스 밀봉(16)에 의해 공간(11) 내에 제한된다. 가스 밀봉(16)은 공기 또는 합성 공기 등의 가스에 의해 형성되지만, 본 실시예서는 N2 또는 다른 불활성 가스에 의해 형성된다. 가스 밀봉(16) 내의 가스는 유입구(15)를 통해 압력 하에서 액체 핸들링 구조(12)와 기판(W) 사이의 영역에 제공된다. 가스는 배출구(14)를 통해 추출된다. 가스 유입구(15) 상의 과압력(overpressure), 배출구(14) 상의 진공 레벨, 및 이 영역의 기하학적 형상은, 액체를 제한하는 내측으로의 고속의 가스 흐름이 이루어지도록 배치된다. 액체 핸들링 구조(12)와 기판(W) 사이의 액체에 미치는 가스의 힘은 액체를 공간(11) 내에 제한한다. 유입구/배출구는 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈일 것이다. 환형의 홈은 연속적일 수도 있고, 또는 불연속적일 수도 있다. 가스 흐름은 공간(11)에 액체를 담아두도록 작용한다. 이러한 시스템은 미국 특허 공개 번호 US 2004-0207824에 개시되어 있다.
도 5의 예는 항상 기판(W)의 상면의 국소 영역에만 액체를 제공하는 소위 국소 영역 구성이다. 예컨대 미국 특허 공개 번호 US 2006-0038968에 개시된 바와 같은 단상 추출기(single-phase extractor) 또는 2상 추출기(two-phase extractor)를 이용하는 액체 핸들링 구조를 포함한 다른 구성도 가능하다. 일구현예에서, 단상 추출기 또는 2상 추출기는 다공성 재료로 덮여지는 유입구를 포함할 수 있다. 단상 추출기의 구현예에서, 다공성 재료는 단일 액상 액체 추출(single-liquid phase liquid extraction)을 가능하게 하기 위해 가스와 액체를 분리하기 위해 이용된다. 다공성 재료의 하류측에 있는 챔버는 약간의 저압으로 유지되고, 액체로 채워진다. 다공성 재료의 구멍에 형성된 메니스커스가 주변 가스의 챔버 내로의 인입을 방지하도록 하기 위해 챔버 내의 압력은 낮게 설정된다. 그러나, 다공성의 표면이 액체와 접촉하게 될 때에는, 흐름을 제한하기 위한 메니스커스가 없으므로, 액체가 챔버 내로 자유롭게 흐를 수 있게 된다. 다공성 재료는 예컨대 5 내지 300 ㎛, 바람직하게는 5 내지 50 ㎛ 범위의 직경을 갖는 다수의 소형 구멍을 갖는다. 일구현예에서, 다공성 재료는 적어도 약간은 친액체성(친수성)을 나타낸다. 즉, 물과 같은 액침액에 대해 90°미만의 접촉 각도를 갖는다.
다수의 다른 타입의 액체 공급 시스템이 가능하다. 본 발명은 어떠한 특정 타입의 액체 공급 시스템으로 제한되지 않는다. 본 발명은 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 액체가 예컨대 사용을 최적화함에 있어서 그 안에 제한되는 제한 액침 시스템과 함께 사용하는 것이 이로울 것이다. 그러나, 본 발명은 어떠한 다른 타입의 액체 공급 시스템과도 사용될 수 있다.
도 6은 예컨대 도 5의 밀봉 구성(14, 15, 16)을 대체할 수도 있는 본 발명의 실시예의 메니스커스 피닝 장치(meniscus pinning device)를 예시하고 있다. 도 6의 메니스커스 피닝 장치는 복수의 개구(추출 개구)(50)를 포함한다. 각각의 개구는 불연속적으로 이루어져 있다. 각각의 개구(50)는 원형인 것으로 예시되어 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 실제로, 개구(50) 중의 하나 이상의 개구의 형상은 정사각형, 원형, 직선 형상(rectilinear shape), 직사각형, 타원형, 삼각형, 슬릿 등의 가늘고 긴 형상 중에서 선택된 하나 이상의 형상일 수도 있다. 각각의 개구(50)는, 평면적으로는, 최대 치수가 0.5 mm 보다 크고 바람직하게는 1 mm 보다 큰 직경과 같은 커다란 최대 횡단면 치수를 갖는다. 바람직하게는, 개구(50)는 오염에 의해 훨씬 더 영향을 받지 않을 것이다.
도 6의 메니스커스 피닝 장치의 각각의 개구(50)는 별도의 저압 소스에 연결될 수 있다. 이와 달리 또는 이에 추가하여, 각각의 개구 또는 복수의 개구(50)는 자체가 저압으로 유지되는 공통 챔버(환형의 것일 수도 있음)에 연결될 수 있다. 이로써, 각각의 개구 또는 복수의 개구(50)에서의 균일한 저압이 달성될 수 있다. 개구(50)는 진공 소스에 연결될 수도 있고, 및/또는 액체 공급 시스템을 둘러싸는 대기가 압력이 증가되어 저압을 발생할 수도 있다.
각각의 개구(50)는 액체와 가스의 혼합물을 예컨대 2상 흐름으로 추출하도록 구성된다. 액체는 공간(11)으로부터 추출되는 반면, 가스는 액체에 대한 개구(50)의 타측의 대기로부터 추출된다. 이것은 화살표(16)로 예시된 바와 같이 가스 흐름을 생성한다. 이 가스 흐름은 개구(50) 사이의 메니스커스(90)를 도 6에 예시된 바와 같이 실질적으로 제위치에, 예컨대 이웃하고 있는 개구(50) 사이에 피닝하도록 작용한다. 가스 흐름은 모멘텀 블로킹에 의해, 가스 흐름 유도 압력 구배에 의해, 및/또는 액체에 대한 가스 흐름의 드래그(전단)에 의해 제한된 액체를 유지하는데 도움을 준다.
도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 개구(50)는 평면적으로 다각형 형상을 형성하도록 위치된다. 도 6의 경우에, 이것은 투영 시스템(PS) 아래의 기판(W)의 주요 이동 방향으로 정렬된 주요 축(110, 120)을 갖는 마름모꼴 형상이다. 이것은 개구(50)가 원형 형상으로 배열되는 것보다 최대 스캔 속도가 더 빠르도록 하는데 도움을 준다. 그 이유는 2개의 개구(50) 사이의 메니스커스에 미치는 힘이 계수 cosθ로 감소되며, 여기서 θ는 기판(W)이 움직이고 있는 방향에 관련하여 2개의 개구(50)를 연결하는 라인의 각도이다. 그러므로, 기판의 주요 이동 방향(일반적으로 스캔 방향)으로 정렬된 개구(50)의 형상의 주축(110)과 기판의 다른 주요 이동 방향(일반적으로 스텝 방향)으로 정렬된 부축(120)을 가짐으로써 처리량이 최적화될 수 있다. 최대 스캔 속도는 메니스커스(90)가 그 안정성을 유지하는 기판(W)에 관련한 액체 핸들링 구조(12)의 최대 속도가 된다. 최대 스캔 속도 이상에서는, 메니스커스는 더 이상 안정하지 않으며, 최악의 액체 손실이 발생할 수 있다. 도 11은 추가의 외측 가스(예컨대, 공기) 나이프(111)를 갖는 구성을 도시하고 있다. 이 가스 나이프는 액체 손실을 방지하는데 도움을 준다. 이와 같이 하여, 도 11에 도시된 구성은 최대 스캔 속도보다 더 큰 속도로 이용될 수 있다.
개구(50) 및 액체 핸들링 구조(12)의 추가의 세부 구조는 미국 특허 공개 번호 US 2008/0212046, US 2009-0279060, 및 US 2009-0279062에 개시되어 있으며, 이들 공개 특허의 전체 내용이 본 명세서에 원용되어 있다.
일실시예에서 하부면(40)에는 추가의 개구(70)가 형성되어 있다. 추가의 개구(70)는 사용 시에 액체 핸들링 구조(12)로부터 액체를 공급하도록 배치되어 있다. 추가의 개구(70)는 액체 핸들링 구조(12)로부터 액침액과 같은 액체를 공급하기 위한 배출구로 간주될 수도 있다. 추가의 개구(70)는 액체를 공간(11)에 공급하기 위해 유입구로서 지칭될 수도 있다. 추가의 개구(70)는 투영 시스템(PS)의 광축에 대하여 추출 개구(50)의 방사상 내측에 위치한다. 액체 핸들링 구조(12)의 추가의 개구(70)를 빠져나오는 액체는 기판(W)을 향하게 된다. 이러한 타입의 추가의 개구(70)는 액침액 내에서 버블이 생성되는 가능성을 감소시키기 위해 제공된다. 기판(W)의 에지와 기판 테이블(WT) 사이의 영역에 가스가 포획(trap)될 수 있다. 기판/기판 테이블에 관련한 액체 핸들링 구조(12)의 하부면의 앞쪽 부분에서는, 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)의 대향 표면이 액체 핸들링 구조(12)에 관련하여 충분히 신속하게 이동할 수 있어, 액체가 공간(11)으로부터 개구(50)로 흐르지 못하도록 할 수 있다. 액체 핸들링 구조(12)의 하부면의 일부분은 디웨팅(dewetting)되어, 개구(50)의 메니스커스 피닝의 유효성에 영향을 줄 수 있다. 바람직하게는 개구(50) 부근에서 추가의 개구(70)를 통해 액체를 공급하는 것은 버블 내포 및 디웨팅의 위험을 감소시킨다.
추가의 개구(70)의 지오메트리는 액체를 담아둠에 있어서의 액체 핸들링 구조(12)의 유효성에 영향을 준다. 추가의 개구(70)는 모서리져 있는(cornered) 평면에서는 평면적으로 개구(50)의 형상과 유사한 형상을 갖는 것이 바람직하다. 실제로, 추가의 개구(70) 및 개구(50)의 모서리진 형상은 실질적으로 유사한 것이 바람직하다. 실시예에서, 각각의 형상은 각각의 모서리의 정점에서 추가의 개구(70) 또는 개구(50)를 갖는다. 바람직하게는, 실시예에서, 추가의 개구(70)가 개구(50)의 10 mm 이내, 바람직하게는 5 mm 이내에 있다. 즉, 개구(50)에 의해 이루어진 형상의 모든 부분이 추가의 개구(70)에 의해 이루어진 형상의 부분의 10 mm 이내에 있다. 실시예에서, 추가의 개구(70)는 복수의 추가의 개구(70)를 포함한다.
추출 개구(50) 및 추가의 개구(70)에 관한 추가의 세부 구성은 미국 특허 공개 번호 US 2009-0279060에 개시되어 있으며, 이 공개 특허의 전체 내용이 본 명세서에 원용되어 있다.
공간(11)으로부터 일부 액체가 노광되고 있는 기판(W) 및/또는 기판을 지지하는 기판 테이블(WT) 상으로 손실될 수도 있다. 액체 핸들링 구조(12)와 기판 테이블(및 그에 따라 기판(W)) 간의 상대 이동이 존재하므로, 기판(W) 또는 기판 테이블(WT) 상에 위치된 드롭플릿은 액체 핸들링 구조(12)(액체 제한 구조) 아래를 통과할 수도 있다. 제한된 액체의 메니스커스(90)가 액체 핸들링 구조(12)와 기판(W) 또는 기판 테이블(WT) 사이에 있기 때문에, 드롭플릿은 메니스커스(90)와 충돌할 것이다. 충돌의 결과, 버블이 액침 공간(11)에 형성되어, 결함 문제(defectivity problem)를 야기할 수도 있다.
예컨대, 제한 액침 시스템에서, 드롭플릿은 액체 제한 구조(12)와 기판(W) 사이에 연장하는 액체 메니스커스(90)와 충돌할 수도 있다. 이러한 충돌은 액체로 하여금 예컨대 직경이 5∼10 ㎛이지만 1∼500 ㎛일 수도 있는 버블로서의 가스(예컨대, 공기)를 둘러싸도록 할 수 있다. 버블은 액침액을 통하여 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간(11) 내로 이동하거나, 또는 기판(W) 상에 정지 상태로 되고 기판(W)과 공간(11) 간의 상대 움직임에 의해 공간(11) 내로 이동될 수도 있다. 이 지점에서 존재하는 버블은 이미징에 영향을 줄 수도 있다. 즉, 버블이 레지스트 내로 노출되어 이미징 결함을 초래할 수도 있다. 버블은 생성된 후에는 기판(W) 또는 기판 테이블(WT)에 대하여 실질적으로 정지 상태로 유지된다. 그러므로, 투영 시스템(PS)이 방사 빔(B)을 버블 상으로 투영할 때에는 결함이 초래된다.
구체적으로, 액체 핸들링 구조(12)와 기판(W) 또는 기판 테이블(WT) 간의 상대 이동이 임계 스캔 속도 이상이거나, 및/또는 액체 핸들링 구조(12)와 기판(W)/기판 테이블(WT) 간의 상대 이동이 있는 동안에 액체 핸들링 구조(12)가 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이의 위치 위에 있을 때에는, 액체의 드롭플릿이 손실될 수 있다. 이 드롭플릿이 제한된 액침액의 메니스커스(90)와 충돌할 때, 기판(W) 또는 기판 테이블(WT)의 표면에 버블이 생성될 수 있다. 이 버블은 투영 시스템(PS)이 방사 빔(B)을 지향시키는 노광 영역(64)을 가로지를 때에 결함을 초래할 수 있다.
일실시예에서, 개구(50)의 방사상 외측에는 연속 가스 나이프가 있다. 연속 가스 나이프는 연속 가스 나이프가 양방향(즉, 방사상 내측 및 방사상 외측)으로 이동하는 드롭플릿을 만나는 것을 차단한다는 점에서 드롭플릿 컨트롤러의 가스 나이프 구성과는 상이하다. 반대로, 드롭플릿 컨트롤러의 가스 나이프 구성은 연속적이지 않다. 이러한 불연속성은 드롭플릿으로 하여금 한 방향(즉, 방사상 외측)으로의 가스 나이프 구성의 가스 흐름을 통과하도록 한다. 연속 가스 나이프는 액체 핸들링 구조(12)의 하부면에 있는 애퍼처를 포함한다. 이 애퍼처는 과압력 소스에 연결된다. 연속 가스 나이프는 폐쇄된 모양(closed figure)의 형태로 될 수도 있다. 작동 동안, 가스 흐름은 연속 가스 나이프를 통해 제공된다. 이 연속 가스 나이프의 용도는 액체 핸들링 구조(12)로부터 액체 드롭플릿이 손실되는 것을 방지하는데 도움을 주기 위한 것이다. 연속 가스 나이프의 제공에 관련된 다른 특징은 도 11에 도시된 구성과 관련하여 설명되어 있다. 이들 특징은 연속 가스 나이프를 갖도록 수정된 도 6에 예시된 구성에 적용 가능하다.
이러한 가스 나이프를 갖는 액체 핸들링 구조(12)의 실시예에서, 액침액은 개구(50)와 가스 나이프(111, 61 또는 73) 사이의 영역에 모아질 수도 있다. 이것은 구체적으로 액체 핸들링 구조(12)와 기판(W)/기판 테이블(WT) 간의 상대 움직임이 있는 동안 액체 핸들링 구조(12)가 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이의 위치 위에 위치되는 때의 경우이다. 이러한 수집된 액침액은 그 후 기판(W)/기판 테이블(WT)이 예컨대 액체 핸들링 구조(12)의 표면에 대하여 스텝핑 방향으로 이동할 때에 메니스커스(90)와 충돌할 수도 있다. 이 경우, 스텝핑 이동 동안 대형 버블이 생성될 수 있다.
폐쇄된 모양의 형태의 가스 나이프를 갖지 않는 실시예에서, 액침액의 드롭플릿은 액체 핸들링 구조(12)에 의해 손실된다. 이 드롭플릿은 기판(W), 기판 테이블(WT) 또는 다른 표면 상에 잔류된다. 후속하여, 기판(W)/기판 테이블(WT)의 스캐닝 방향이 반대도 되는 때에는, 손실된 드롭플릿이 메니스커스(90) 내로 충돌하여 버블을 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예는 적어도 부분적으로는 메니스커스(90)와 손실된 액침액의 드롭플릿 간의 충돌을 방지함으로써 이러한 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다. 실시예에서, 이것은 액체 핸들링 구조(12)에 드롭플릿 컨트롤러(60)를 제공함으로써 달성된다. 드롭플릿 컨트롤러(60)는 액침액이 제한되는 공간(11)의 방사상 외측에 위치된다.
드롭플릿 컨트롤러(60)는 액침액의 드롭플릿이 드롭플릿 컨트롤러(60)의 방사상 내측으로부터 드롭플릿 컨트롤러(60)의 방사상 외측으로 통과할 수 있도록 구성된다. 메니스커스(90)로부터 벗어나는 액침액의 드롭플릿은 가스 흐름을 통해 드롭플릿 컨트롤러(60)로부터 벗어날 수 있도록 된다. 드롭플릿 컨트롤러(60)는 또한 드롭플릿이 드롭플릿 컨트롤러(60)의 방사상 외측을 통과하여 드롭플릿 컨트롤러(60)의 방사상 내측으로 오는 것을 방지하도록 구성된다. 드롭플릿 컨트롤러(60)는 기판 또는 기판 테이블 상에 위치되는 드롭플릿이 메니스커스(90) 및/또는 메니스커스 피닝 개구(50)의 라인으로부터 떨어져 이동(기판 또는 기판 테이블과 함께)할 수 있도록 구성된다. 드롭플릿 컨트롤러는 드롭플릿이 메니스커스(90)에 접근(및 도달)하는 것을 방지하도록 구성된다.
드롭플릿 컨트롤러(60)의 방사상 외측의 대향 표면 상에 위치된 드롭플릿은 메니스커스(90)와 충돌하는 것이 방지된다. 스캐닝 방향이 반대로 되었을 때 또는 스텝핑 이동 동안 메니스커스(90)와 충돌할 액체의 확률이 감소된다. 드롭플릿 컨트롤러(60)는 액침액의 드롭플릿이 방사상 내측에서 방사상 외측으로 한 방향으로만 통과할 수 있도록 하는 "다이오드" 가스 나이프로서 동작한다. 드롭플릿 컨트롤러(60)는 가스 나이프(61, 62)의 배열에 의해 액체가 메니스커스(90)와 충돌하는 것을 방지하는데 도움을 준다. 가스 나이프(61, 62)는 액체가 벗어날 수 있도록 배치된다. 이것은 액체가 축적되어 예컨대 그 후 스캐닝 방향이 반대로 되었을 때에 액체가 메니스커스(90)와 충돌하는 것을 방지한다. 가스 나이프는 인입 드롭플릿(메니스커스에 대한)이 메니스커스(90)에 도달하는 것을 차단하는 것을 지원하도록 배치된다.
도 6에 예시된 바와 같이, 드롭플릿 컨트롤러(60)는 공간(11)의 방사상 외측에 복수의 가늘고 긴 가스 배출 개구(61, 62)를 포함할 수 있다. 이 가스 배출 개구(61, 62)는 가스 흐름이 대향 표면을 향하게 되도록 구성된다. 가스 배출 개구(61, 62)의 각각은 가스 나이프 개구를 형성한다.
가늘고 긴 가스 배출 개구(61, 62)의 인접한 쌍은 액체 핸들링 구조의 스텝핑 방향(120) 및/또는 스캐닝 방향(110)에서 볼 때에 중첩한다. 스캐닝 방향은 스텝핑 방향에 직각을 이룰 수 있다. 중첩의 목적은 버블이 노광 영역(64)에 형성되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이러한 중첩의 결과로, 스텝핑 방향(120)으로 이동하는 드롭플릿이 가늘고 긴 가스 배출 개구(61, 62) 중의 하나 이상에 의해 차단된다. 드롭플릿은 메니스커스(90)에 도달하는 것이 방지된다. 따라서, 버블 형성 충돌이 방지된다. 드롭플릿은 노광 영역(64)에 의해 점유되지 않는 기판(W)의 부분으로 방향 전환된다.
가늘고 긴 가스 배출 개구(61, 62)는 공간(11) 및 메니스커스 피닝 개구(50)의 방사상 외측에 라인 형상으로 배치될 수 있다. 가스 배출 개구(61, 62)가 후속되는 형상은 메니스커스 피닝 개구(50)가 후속되는 형상과 동일할 수도 있다. 이 형상은 예컨대 모서리가 마름모꼴로 될 수도 있다. 이 형상은 원형 또는 모서리를 갖지 않는 타원형일 수도 있다. 가늘고 긴 가스 배출 개구는 외측 개구(62) 및 내측 개구(61)를 포함한다. 드롭플릿 컨트롤러(60)의 가스 나이프 구성의 부분에서, 2개의 내측 개구(61) 사이에 갭(63)이 위치된다. 외측 개구(62)는 2개의 내측 개구(61)의 방사상 외측에 위치된다. 외측 개구(62)는 스캐닝 방향(110) 또는 스텝핑 방향(120)에서 볼 때에 각각 이 부분이 노광 영역(64)으로부터 스텝핑 방향에 있는지 또는 스캐닝 방향에 있는지에 따라 2개의 내측 개구(61)와 중첩한다. 도 6에 예시된 구성에서, 드롭플릿 컨트롤러(60)가 후속되는 형상은 모서리진 형상이다. 이 모서리는 노광 영역(64)에 대하여 스캐닝 및 스텝핑 방향(110, 120)을 나타내도록 배치된다. 외측 개구(62) 및 갭(63)은 형상의 모서리에 위치될 수도 있다. 중첩 구성을 갖는 외측 개구와 2개의 내측 개구의 조합은 "코너 다이오드"로서 지칭될 수도 있다. 외측 개구(62)가 내측 개구(61)의 방사상 외측에 있다는 사실과 갭(63)에 의하여, 가늘고 긴 가스 배출 개구(61, 62)의 배치에 의해 정해지는 형상이 메니스커스(90)의 형상과 상이하게 된다.
충첩의 목적은 스캐닝 방향 또는 스텝핑 방향 중의 한 방향에서 액체 핸들링 구조(12)에 접근하는 드롭플릿이 가늘고 긴 가스 배출 개구(61, 62) 중의 하나에 의해 차단된다는 점이다. 이것은 드롭플릿과 메니스커스(90) 간의 충돌을 방지하는데 도움을 주며, 이에 의해 결함을 초래할 수 있는 버블의 생성을 방지한다. 충돌이 발생할 때, 버블이 형성될 수도 있다. 버블은 기판 표면에 대하여 정지 상태로 유지된다. 기판(W)이 액체 핸들링 구조(12)에 대하여 이동을 지속할 때, 버블이 노광 영역(64)에 진입하여, 결함을 초래할 수 있다. 갭(63)의 목적은 드롭플릿이 드롭플릿 컨트롤러(60)의 방사상 내측의 영역으로부터 드롭플릿 컨트롤러(60)의 방사상 외측의 영역으로 빠져나올 수 있도록 하는 것이다. 이것은 대향 표면에 대한 액체 핸들링 구조(12)의 이동 방향이 변경될 때에 추후에 메니스커스(90)와 충돌할 수도 있는 드롭플릿의 축적을 방지하는데 도움을 준다.
가늘고 긴 가스 배출 개구(61, 62)는 동일한 과압력 소스에 연결되는 것이 바람직하다. 이와 달리, 가스 배출 개구(61, 62)는 별도의 과압력 소스에 연결될 수도 있다. 이것은 하나의 과압력 소스를 이용하는 것보다 더욱 복잡한 구조를 필요로 할 것이다. 그러나, 가스 흐름의 파라미터가 가스 배출 개구 간에 개별적으로 변화될 수도 있다는 장점을 갖는다. 예컨대, 가스 유량 또는 가스 속도가 변화될 수도 있다.
일구성예에서, 외측 개구(62)는 액체 핸들링 구조(12)의 스캐닝 방향 및 스텝핑 방향으로부터 멀어지도록 각을 이룬다. 이 목적은 드롭플릿이 외측 개구(62)에 대해 법선 방향으로 외측 개구(62)에 접근한 경우에 발생하는 것보다 낮은 가스 힘으로 인입 드롭플릿이 외측 개구(62)에 의해 편향될 수 있도록 하기 위해서이다. 외측 개구(62)는 스캐닝 방향 또는 스텝핑 방향에 대하여 시계 방향 또는 반시계 방향 중의 하나로 각을 이룰 수도 있다(비스듬하게 될 수도 있다). 도 6에서, 도면의 상단에 있는 외측 개구(62)는 스캐닝 방향(110)에 대하여 시계 방향의 회전 방향으로 각을 이루고 있다. 각각의 외측 개구(62)는 2개의 가능한 비스듬한(skew) 방향을 갖는다. 각각의 외측 개구(62)에 대한 비스듬한 방향의 각각의 순열(permutation)에 대응하는 다양한 구성이 가능하다. 4개의 외측 개구를 갖는 구성에서는, 16개의 가능한 변형이 있으며, 각각의 변형은 외측 개구(62)의 비스듬한 방향의 상이한 조합을 갖는다.
각을 이루고 있는(또는 더욱 정확하게는 비스듬하게 되어 있는) 외측 개구(62)는 드롭플릿을 2개의 인접한 내측 개구(61) 사이의 갭(63)으로부터 멀어지도록 하는 것을 지원한다. 드롭플릿은 액체 핸들링 구조(12)와 대향 표면(예컨대, 기판(W)/기판 테이블(WT)) 간의 상대 움직임으로부터 직각을 이루는 성분을 갖는 방향으로 지향된다. 따라서, 드롭플릿이 상대적으로 메니스커스 내지 액침 공간(11)에 접근할 때, 이 드롭플릿은 외측 개구(62)로 형성된 가스 나이프를 향해 이동한다. 외측 개구(62)가 스캐닝 방향 또는 스텝핑 방향과 정렬되지 않도록 각을 이루고 있기 때문에, 드롭플릿은 가스 나이프의 길이를 따라 이동한다. 움직임의 방향, 예컨대 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향에서 볼 때, 드롭플릿은 움직임의 방향에 수직을 이루는 방향, 즉 이전의 예에서는 화살표 "120"으로 나타낸 바와 같은 스텝핑 방향으로 이동한다. 외측 개구(62)가 비스듬하게 되어 있는 것과 유사한 방식으로, 내측 개구(61) 중의 하나 이상이 비스듬하게 하게 될 수도 있다.
도 7에 예시된 바와 같이, 가늘고 긴 가스 배출 개구(61) 사이의 불연속 갭(63)에 대한 대안으로서, 드롭플릿 컨트롤러(72)는 그 대신에 또는 그에 추가하여 연속 가스 배출 개구(73, 74)의 통과부(74)를 가질 수도 있다. 이 경우, 통과부(74)는 드롭플릿이 연속 가스 배출 개구의 다른 차단부(73)의 가스 흐름을 통과하는 것보다 통과부(74)의 가스 흐름을 통과하는 것이 더 용이하도록 되어 있다. 그러므로, 드롭플릿은 통과부(74)의 가스 흐름을 통해 벗어날 수 있지만, 차단부(73)에 의해 메니스커스(90)에 도달하는 것이 차단될 것이다. 일구성예에서, 드롭플릿 컨트롤러의 일부분은 갭(63)을 포함하고, 드롭플릿 컨트롤러의 다른 부분은 통과부(74)를 포함할 수 있다.
일구성예에서, 통과부(74)는 가스 흐름을 대향 표면의 법선에 대한 예각으로 지향시키도록 구성된 가스 배출 개구에 의해 수행된다. 가스 흐름은 대향 표면을 향해 지행되고, 방사상 외측으로 각을 이룬다. 방사상 내측으로 이동하는 드롭플릿은 가스 흐름에 의해 차단된다. 방사상 외측으로 이동하는 드롭플릿은 가스 흐름 개구 아래를 통과할 수도 있다. 각을 이루는 가스 흐름을 제공하는 가스 나이프는 단지 한 방향으로의 드롭플릿의 통과를 허용한다.
통과부(74)는 예컨대 차단부(73)에 비하여 통과부(74)의 가스 흐름을 통한 더 낮은 유량 또는 더 낮은 가스 속도를 갖는 가스 흐름을 지향시키도록 연속 가스 배출 개구를 구성함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(71)는 가스 나이프의 차단부(73)의 가스 흐름을 통한 유량 및/또는 가스 속도가 통과부(74)의 가스 흐름을 통한 것보다 크도록 연속 가스 배출 개구(즉, 가스 나이프)(73, 74)의 가스 흐름을 통한 가스 흐름을 제어하도록 구성된다. 도 7에 예시된 실시예의 다른 특징은 도 6에 예시된 실시예에 관련하여 전술된 특징과 동일하다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 예시하고 있다. 도 8에 예시된 실시예는 도 6 및 도 7에 예시된 실시예와 관련하여 전술한 각각의 특징을 포함할 수 있다. 드롭플릿 컨트롤러(80)의 형상의 모서리(또는 다른 위치)에 위치된 "코너 다이오드" 가스 나이프에 추가하여 또는 이러한 나이프에 대한 대안으로, 도 8에 예시된 실시예는 아래에 설명되는 바와 같은 "사이드 다이오드" 가스 나이프 구성을 포함한다. "사이드 다이오드" 가스 나이프는 "코너 다이오드" 가스 나이프와 함께 사용되거나 또는 "코너 다이오드"의 대안으로서 사용될 수 있다. "코너 다이오드"는 액체 핸들링 구조(12)와 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT) 간의 선형적인 상대 이동 동안에 드롭플릿을 제어하는데 효과적이다. "사이드 다이오드"는 선형 이동 동안뿐만 아니라 액체 핸들링 구조(12)에 대하여 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT)이 회전할 때에 드롭플릿을 제어하는데 효과적이다.
도 8에 예시된 바와 같이, 드롭플릿 컨트롤러(80)는 메니스커스(90)의 방사상 외측에 형상을 이루며 배치된 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구(61, 62, 81)의 형태를 취할 수도 있다. 이 형상은 예컨대 모서리진 형태일 수도 있고 또는 원형일 수도 있다. 차단 개구(81)로서도 지칭될 수 있는 일련의 가늘고 긴 가스 배출 개구가 그 형상의 측면에 대응하는 라인을 따라 배치된다. 차단 개구(81)의 인접한 쌍은 액체 핸들링 구조(12)의 스텝핑 방향에서 볼 때에 중첩한다.
차단 개구(81)는 스텝핑 방향에 대하여 중첩된다. 이것은 드롭플릿이 스텝핑 방향으로 드롭플릿 컨트롤러(80)에 접근하는 경우에 차단 개구(81) 중의 하나를 만나게 될 수도 있다는 것을 의미한다. 그 이유는 스텝핑 방향으로 연장하는 라인이 드롭플릿 컨트롤러(80)에서 차단 개구(81) 중의 적어도 하나를 가로지르기 때문이다. 드롭플릿이 차단 개구(81) 중의 하나를 만나지 않고 통과할 수 있도록 하는 갭은 존재하지 않는다. 액체 핸들링 구조와 기판/기판 테이블 간의 상대 이동은 2개의 직교 방향으로 한정되지 않을 수도 있다. 액체 핸들링 구조가 스캔의 종료점에 도달할 때, 액체 핸들링 구조는 스캔 방향이 반대로 되기 전에 예컨대 곡선 경로로 전환할 수도 있다. 코너 다이오드 및 사이드 다이오드 구성은 전환 동작 동안 메니스커스에 접근하는 드롭플릿이 메니스커스(90)에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주도록 배치될 수 있다.
전술한 바와 같은 드롭플릿 컨트롤러의 기능은 드롭플릿 컨트롤러(80)의 방사상 외측의 드롭플릿이 메니스커스(90)에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 준다. 드롭플릿 컨트롤러의 기능을 행하는데 도움을 주기 위해, 전술한 특징에 추가하여, 차단 개구(81)는 스캐닝 방향을 향하여 라인에 대한 접선(즉, 형상의 측면)에 대하여 경사져 있는 각각의 신장 방향을 갖는다.
도 8에 예시된 액체 핸들링 구조(12)의 상단 좌측 사분면(즉, 도면의 상단에 도시된 모서리와 도면의 좌측에 도시된 모서리 사이의 사분면)에 있는 차단 개구(81)는 도 6 및 도 7에서의 가스 배출 개구의 대응하는 부분에 대하여 반시계 방향으로 회전된다. 상단 우측 사분면은 스캐닝 방향(110)을 따라 액체 핸들링 구조의 중심을 통과하는 수직선에서의 대칭 라인으로 상단 좌측 사분면에 실질적으로 대칭을 이루는 구성을 갖는다. 이것은, 도 8에 예시된 액체 핸들링 구조(12)의 상단 우측 사분면에서, "사이드 다이오드" 가스 나이프를 형성하는 차단 개구(81)가 라인의 접선에 대하여 시계 방향으로 회전된다는 것을 의미한다. 하반부는 스텝핑 방향(120)을 따라 도면의 중심을 통과하는 대칭 수평 라인으로 상반부에 대하여 실질적으로 대칭을 이루는 구성을 갖는다.
차단 개구(81)는 단일의 직선 라인이 될 필요는 없다. 도 8에 예시된 바와 같이, 차단 개구(81)는 서로 각도를 이루고 있는 적어도 2개의 부분을 포함할 수도 있다. 차단 개구(81)는 곡선 형상을 가질 수도 있다.
차단 개구(81)를 스텝핑 방향(120)에 대하여 중첩함으로써, 스텝핑 방향(120)에서 차단 개구(81)에 접근하는 드롭플릿은 메니스커스(90)에 도달하는 것이 차단된다. 바람직하게는, 차단 개구(81)는 스캐닝 방향(120)에서 볼 때에 중첩하도록 배치된다. 이와 같이 하는 목적은 스캐닝 방향으로부터 접근하는 드롭플릿이 인접한 차단 개구(81) 사이의 갭을 통과하는 것을 방지하는데 도움을 주기 위해서이다.
액침액의 드롭플릿이 도면 위에서부터 도 8에 도시된 드롭플릿 컨트롤러(80)의 차단 개구(81) 중의 하나에 접근하는 경우, 차단 개구(81)는 드롭플릿을 도면의 중심선에서 멀어지도록(즉, 액체 핸들링 구조(12)의 중심으로부터 멀어지도록) 편향시킬 것이다. 그러나, 드롭플릿은 인접한 차단 개구(81)의 방사상 내측을 통과할 것이다. 따라서, 차단 개구(81)의 경사 방향으로 인해, 드롭플릿은 인접한 차단 개구(81) 사이를 통과할 수 있다.
드롭플릿이 메니스커스(90)에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 주기 위해, 별도의 부분(82) 또는 이와 달리 별도의 가스 배출 개구(82)가 제공된다. 이 가스 배출 개구(82)는 포획 개구(82)로 지칭될 수도 있다. 포획 개구(82)는 각각의 차단 개구(81)의 방사상 내측 단부로부터 각을 이루며 연장하고 있다. 이 각도(또는 방향)는 액체 핸들링 구조(12)의 스텝핑 방향과 각각의 차단 개구(81)의 주요 신장 방향 사이인 것이 바람직하다. 포획 개구(82)는 차단 개구(81)를 따라 이동하는 드롭플릿에 대한 장벽이 되는 가스 흐름을 제공한다. 그 결과, 드롭플릿은 차단 개구(81)와 포획 개구(82) 사이의 접합부에 축적된다.
일실시예에서, 추출기(83)는 차단 개구(81)와 포획 개구(82) 간의 교차부(접합부)의 내측에 위치된다. 이 추출기(83)는 교차부에 모아진 액체 드롭플릿의 적어도 일부를 추출하도록 구성된다. 이것은 드롭플릿 컨트롤러(80)의 방사상 내측에 도달하여 메니스커스(90)와 충돌하는 액체의 오버플로우를 초래할 수 있는 교차부의 오버플로우를 방지하는데 도움을 준다.
차단 개구(81)는 스캐닝 방향(110) 및 스텝핑 방향(120) 양자에 대하여 반드시 중첩할 필요는 없다. 스캐닝 방향(110) 또는 스텝핑 방향(120) 중의 하나의 방향에서 차단 개구(81) 사이에 갭이 존재하는 경우, 드롭플릿 컨트롤러(80)는 스캐닝 방향 또는 스텝핑 방향 중의 하나에 대하여 각각의 갭과 라인업된(lined up) 추출 개구(도 8에 도시되지 않음)를 포함한다. 그 목적은 드롭플릿 컨트롤러(80)의 차단 개구(81) 간의 갭을 통과하는 어떠한 액체 드롭플릿이 메니스커스(90)에 도달하기 전에 추출되도록 하기 위해서이다. 차단 개구(81)는 스캐닝 방향(110)과 스텝핑 방향(120) 사이의 중간의 방향에서 볼 때에 중첩할 수도 있다. 이러한 구성의 목적은 어떠한 드롭플릿이 스캐닝 방향과 스텝핑 방향 사이의 방향에서 접근하는 것을 차단하기 위해서이다. 이것은 스캐닝 방향(110)과 스텝핑 방향(120) 사이의 방향에서 액체 핸들링 구조와 기판/기판 테이블 간의 상대 이동이 존재할 수도 있는 터닝 동작 동안 드롭플릿이 메니스커스(90)에 도달하는 것을 방지하는데 도움을 준다.
도 9는 가스 나이프(91, 92)의 차단부와 추출기(93) 사이의 전술한 바와 같은 갭을 특징으로 하는 본 발명의 실시예를 예시하고 있다. 이 실시예의 개념은 드롭플릿과 메니스커스(90) 간의 충돌로 발생되는 버블의 확률이 충돌 전에 가능한 최대의 드롭플릿을 추출함으로써 감소된다는 것이다.
도 9에 예시된 실시예에서, 공간(11)의 방사상 외측의 드롭플릿 컨트롤러(95)는 복수의 가늘고 긴 가스 배출 개구(91, 92) 및 복수의 액체 추출 개구(93)를 포함한다. 드롭플릿 컨트롤러(95)는 메니스커스(90)의 방사상 외측에 위치된다. 액체 추출 개구(93)는, 액체 핸들링 구조의 스캐닝 방향에 대하여, 인접한 가늘고 긴 가스 배출 개구(91, 92) 사이의 각각의 갭과 라인업된다. 이에 추가하여 또는 이와 달리, 액체 추출 개구(93)는 액체 핸들링 구조(12)의 스텝핑 방향에 대하여 갭과 라인업될 수도 있다. 액체 추출 개구(93)는 저압 소스에 연결된다. 개구(93)는 동일한 저압 소스 또는 별도의 저압 소스에 연결될 수도 있다.
도 9에 예시된 실시예에서, 액체 추출 개구(93)는 가늘고 긴 배출 개구(91, 92)의 방사상 내측에 위치된다. 일실시예에서, 이와 달리 또는 이에 추가하여 액체 추출 개구가 가늘고 긴 가스 배출 개구(91, 92)의 방사상 외측에 위치된다. 방사상 외측의 액체 추출 개구는 액체 핸들링 구조(12)의 후퇴측(receding side)에 특히 이롭다. 즉, 드롭플릿 컨트롤러(95)의 방사상 내측의 드롭플릿이 방사상 외측의 방향으로 이동하고 있을 때, 이 드롭플릿은 가늘고 긴 가스 배출 개구(91, 92) 중의 하나에 의해 차단된다. 그 결과, 이 드롭플릿은 가늘고 긴 가스 배출 개구(91, 92) 간의 갭 중의 하나를 향해 안내된다. 이 경우, 액체 핸들링 구조(12)의 움직임 방향(즉, 스캐닝 방향 또는 스텝핑 방향)에 대하여, 갭과 라인업된 액체 추출 개구(93)가 존재하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 드롭플릿의 적어도 일부가 액체 추출 개구를 통해 추출될 수 있게 되며, 이로써 대향 표면 상에 남겨지는 드롭플릿이 없거나 더 적게 된다.
일실시예에서, 액체 추출 개구(93)는 가늘고 긴 가스 배출 개구(91, 92)의 방사상 내측과 방사상 외측 모두에 위치된다.
일실시예에서, 액체 추출 개구(93)는 메니스커스 피닝 개구(50)에 추가하여 제공되지는 않는다. 이 실시예에서, 메니스커스 피닝 개구(50)는 액체 핸들링 구조(12)와 대향 표면 간의 상대 이동의 방향에 대하여 인접한 가늘고 긴 가스 배출 개구(91, 92) 간의 갭과 라인업된다. 이와 같이 하는 목적은, 드롭플릿이 메니스커스 피닝 개구(50)에서 메니스커스(90)와 충돌하는 경우, 드롭플릿이 메니스커스 피닝 개구(50) 사이의 메니스커스(90)와 충돌하는 상황에 비하여 버블 생성의 확률이 감소되기 때문이다. 이 실시예에서, 메니스커스 피닝 개구(50)의 방사상 외측 에지는 드롭플릿 컨트롤러(95)에 포함된다. 일실시예에서, 메니스커스 피닝 개구(50)는 드롭플릿 컨트롤러(95)의 일부이다.
바람직하게는, 가늘고 긴 가스 배출 개구(91, 92)는 공간(11)의 방사상 외측에 모서리진 형상의 형태로 배치된다. 일실시예에서, 모서리진 형상의 모서리에는, 그 모서리에 갭이 존재하지 않도록 가스 배출 개구(92)의 연속 차단부가 제공된다. 즉, 그 형상의 모서리에서, 액체 추출 개구는 V자 형상 가스 배출 개구의 포인트(point)가 방사상 외측을 가리키는 상태로 V자 형상 가스 배출 개구의 방사상 내측에 위치된다.
이 실시예에서, 드롭플릿 컨트롤러(95)의 방사상 내측의 드롭플릿은 모서리진 형상의 모서리를 향해 안내될 수 있다. 제한된 액침액의 메니스커스와 접촉하는 액체 추출 개구는 액체 핸들링 구조의 스캐닝 방향에 대하여 V자 형상 가스 배출 개구의 포인트와 일직선을 이룬다. 액체 추출 개구(94)는 모서리에서 모아지는 액체 드롭플릿의 적어도 일부를 추출하도록 구성된다.
모서리진 형상의 모서리는, 스캐닝 방향 또는 스텝핑 방향에 대하여, 메니스커스 피닝 추출 개구(50)와 정렬되는 것이 바람직하다. 액체 핸들링 구조(12)와 대향 표면 간의 상대 이동의 방향이 반대로 되면, 모서리에 모아진 나머지 액체는 그 메니스커스 피닝 추출 개구(50)에서 메니스커스(90)와 출돌한다. 그 결과, 버블 생성의 가능성이 감소된다.
도 10은 도 9에 도시된 실시예의 변형 실시예의 일부를 도시하고 있다. 도 10에서는 일련의 전환 가스 배출 개구(diverting gas outlet opening)(101)가 제공되어 있다. 이들 전환 가스 배출 개구(101)는 일련의 배출 개구 내의 인접한 쌍이 액체 핸들링 구조의 스캐닝 방향(110)에서 볼 때에 중첩하도록 배치된다. 일실시예에서, 전환 가스 배출 개구(101)의 인접한 쌍은 스텝핑 방향(110)에서 볼 때에 중첩한다. 전환 가스 배출 개구(101)는, 가늘고 긴 가스 배출 개구(91, 92) 사이의 갭을 통과하고, 액체 추출 개구(93)에 의해 공간(11) 내의 중요 영역으로부터 멀어지도록 완전하게 추출되지 않은 어떠한 잔여 드롭플릿을 편향시킨다. 이 중요 영역은 투영 시스템(PS)으로부터 지향된 방사선에 의해 노출될 지역이다. 이 지역은 메니스커스(90)와 충돌하는 드롭플릿으로부터 기인하는 버블이 방사선에 의해 노출될 때에 결함을 발생하기 때문에 중요하다.
일련의 전환 가스 배출 개구(101)가 라인을 따라 배치되고, 전환 가스 배출 개구(101)의 각각의 신장 방향이 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향(120)을 향하여 라인의 접선에 대해 경사지는 것이 바람직하다. 가스 배출 개구(91, 101)는 2개의 부분(102, 103)으로 구성되는 것이 바람직하다. 제1 부분(102)은 제2 부분(103)에 대하여 각을 이루고 있다. 제2 부분의 용도는 스텝핑 방향(120)에서 볼 때에 인접한 가스 배출 개구와의 중첩을 발생하도록 하는 것이다. 제1 부분의 용도는 인입 액체 드롭플릿을 인접한 가스 배출 개구 또는 추출 구멍으로 전환시켜 이 액체 드롭플릿이 메니스커스에 도달하게 하지 않게 하기 위한 것이다.
가늘고 긴 가스 배출 개구의 길이를 증가시키면, 만나게 되는 드롭플릿이 가늘고 긴 가스 배출 개구의 가스 흐름을 통과할 가능성이 증가한다. 이러한 이유로, 가스 배출 개구의 하나의 연속부가 아닌 일련의 전환 가스 배출 개구(101)를 이용하는 것이 바람직하다.
도 6 내지 도 10에 예시된 실시예에 관련하여 전술한 바와 같이, 유출 드롭플릿(outgoing droplet)이 갭 또는 통과부를 통해 벗어날 수 있도록 하면서 인입 드롭플릿을 차단하기 위해 불연속적인 가스 배출 개구(예컨대, 가스 나이프)가 사용될 수 있다. 이에 추가하여 또는 이와 달리, 불연속적인 가스 배출 개구 사이의 갭과 라인업되는 추출 개구가 사용되어 드롭플릿(인입 드롭플릿 또는 유출 드롭플릿 중의 하나)을 추출할 수도 있다. 이러한 2가지의 원리가 임의의 실시예에서 조합될 수도 있다.
예컨대, 가스 배출 개구는, 인접한 쌍이 스캐닝 방향(110) 또는 스텝핑 방향(120)에서 중첩하도록, 액체 추출 개구가 가스 배출 개구 사이의 갭과 라인업되는 상태로, 스캐닝 방향 또는 스텝핑 방향 중의 다른 한 방향에 대하여 배치될 수 있다.
전술한 실시예 중의 어떠한 것도 연속적인 가스 배출 개구를 공간(11)의 방사상 외측에 폐쇄된 모양의 형태로 통합함으로써 수정될 수 있다. 예컨대, 도 11은 이러한 주변 가스 배출 개구(111)를 갖는, 도 8에 예시된 실시예의 변형 실시예를 도시하고 있다. 연속적인 가스 배출 개구(111)는 가늘고 긴 가스 배출 개구(61, 81)의 방사상 내측에 있을 수도 있다. 이와 달리 또는 이에 추가하여, 도 11에 예시된 바와 같이, 연속적인 가스 배출 개구(111)는 가늘고 긴 가스 배출 개구(61, 81)의 방사상 외측에 있을 수도 있다. 연속적인 가스 배출 개구(111)는 가늘고 긴 가스 배출 개구(61, 81)에 연결된 저압 소스에 연결될 수도 있고 또는 상이한 저압 소스에 연결될 수도 있다.
액체는 공간(11)으로부터 개구(50) 내로 통과한다. 개구(50)는 환형 흐름 모드에서 2상 추출(즉, 가스 및 액체)이 발생하도록 설계될 수 있다. 환형 흐름 모드에서, 가스는 실질적으로 개구(50)의 중심을 통해 흐를 수 있으며, 액체는 실질적으로 개구(50)의 벽부를 따라 흐를 수 있다. 파동(pulsation)을 적게 생성하는 매끄러운 흐름이 발생한다.
도 11에서, 메니스커스 피닝 개구(50)는 직선 형상으로 배치된다. 도 12는 메니스커스 피닝 개구(50)가 원으로 배치되는 구성을 도시하고 있다. 이 경우, 드롭플릿 컨트롤러의 가스 배출 개구는 메니스커스 피닝 개구(50)의 방사상 외측과 공간(11)의 방사상 외측에 원형으로 배치될 수 있다. 도 12에서, 드롭플릿 컨트롤러(122, 123)의 개개의 가스 배출 개구는 도시되어 있지 않다. 드롭플릿 컨트롤러는 사이드 다이오드부(122) 및 코너 다이오드부(123)를 포함한다. 사이드 다이오드부(122) 및 코너 다이오드부(123)는 임의의 다른 실시예와 관련하여 전술한 바와 같은 형태를 취할 수 있다. 일실시예에서, 드롭플릿 컨트롤러는 사이드 다이오드부(122)만을 포함하거나, 코너 다이오드부(123)만을 포함하거나, 또는 사이드 다이오드부(122)와 코너 다이오드부(123)의 조합을 포함할 수 있다. 2개 이상의 사이드 다이오드부 및/또는 코너 다이오드부가 존재할 수도 있다. 도 12에서는 4개의 사이드 다이오드부(122)와 4개의 코너 다이오드부(123)가 존재한다.
도 12에 예시된 바와 같이, 외측 가스 배출 개구(111)는 원형의 형태를 취할 수도 있다. 드롭플릿 컨트롤러의 가스 배출 개구와 외측 가스 배출 개구(111) 사이에 위치된 액체를 추출하기 위해 복수의 외측 추출기(121)가 존재하는 것이 바람직하다. 외측 추출기(121)는 액체와 가스를 추출하기 위해 2상 추출기가 될 수도 있다. 외측 추출기(121)는 원형으로 배치될 수 있다. 외측 추출기(121)는 드롭플릿 컨트롤러(122, 123)의 방사상 외측 및 외측 가스 배출 개구(111)의 방사상 내측에 위치되는 액체 드롭플릿의 적어도 일부를 추출할 수 있다. 이러한 드롭플릿은 드롭플릿 컨트롤러(122, 123)의 방사상 내측으로부터 벗어나 외측 가스 배출 개구(111)에 의해 포획되도록 될 수 있다. 드롭플릿을 적어도 부분적으로 추출함으로써, 예컨대 스캐닝 방향이 변경될 때에 드롭플릿이 메니스커스와 충돌할 가능성이 감소된다.
전술한 실시예는 소위 듀얼 스테이지 리소그래피 장치에 대해 구현될 수 있다. 일부 듀얼 스테이지 리소그래피 장치에서, 액침액의 드롭플릿은 둘러싸고 있는 가스 나이프(액체 손실을 방지하기 위한 것과 동일한)에 의해 모아질 수 있다. 모아진 드롭플릿은 그 후에 메니스커스(90)와 충돌할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 이러한 드롭플릿은 제어된 방식으로 액체 핸들링 구조(12) 아래로부터 벗어나게 되거나, 및/또는 액체 추출 개구(93)를 통해 추출된다. 예컨대, 도 6에서, 각을 이루는 가스 나이프(62)가 인입 드롭플릿을 차단하기 위해 2개의 추가 가스 나이프(61) 사이의 갭의 방사상 외측에 위치된다. 전술한 바와 같은 이러한 가스 배출 개구(또는 가스 나이프)에서, 액침액의 드롭플릿을 차단하기 위해 비교적 큰 과압력이 요구된다.
본 발명의 임의의 실시예는 액체 핸들링 구조(12)의 가스 배출 개구를 통해 가스 흐름을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다. 이러한 컨트롤러(112)는 도 11에 예시되어 있다. 컨트롤러는 액체 핸들링 구조(12)에 관련한 대향 표면의 위치에 기초하여 대향 표면을 향하는 가늘고 긴 가스 배출 개구(61, 81)로부터의 가스 흐름을 제어하도록 구성될 수 있다. 이에 추가하여 또는 이와 달리, 컨트롤러(112)는 액체 핸들링 구조(12)와 대향 표면 간의 상대 이동의 방향 또는 속도에 기초하여 가스 흐름을 제어할 수도 있다.
구체적으로, 컨트롤러(112)는 각각의 가스 배출 개구가 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이의 위치에 걸쳐 위치될 때에 가스 흐름이 가스 배출 개구로부터 지향되도록 가스 배출 개구를 제어하기 위해 구성될 수 있다. 가스 배출 개구가 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이에 위치되지 않을 때, 가스 배출 개구는 컨트롤러(112)에 의해 오프로 스위칭될 수 있다. 이와 같이 하는 목적은 액체 핸들링 구조가 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이의 위치에 걸쳐 위치될 때에 메니스커스(90)로부터의 액침액 손실이 특히 발생하기 쉽기 때문이다. 그러므로, 기판(W)으로부터 기판 테이블(WT)로의 크로스오버 또는 그 반대로의 크로스오버에 대응하는 시간은 드롭플릿이 메니스커스(90)와 충돌하는 것을 방지하게 하는데 중요할 것이다.
일실시예에서, 액체 핸들링 구조 및 드롭플릿 컨트롤러를 포함하는 액침 리소그래피 장치가 제공된다. 액체 핸들링 구조는, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하고 제한하도록 구성된다. 드롭플릿 컨트롤러는 액침액의 드롭플릿이 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로부터 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로 통과할 수 있도록 구성되어 상기 공간의 방사상 외측에 위치한다. 드롭플릿 컨트롤러는 또한 드롭플릿이 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로부터 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로 통과하는 것을 방지할 것이다.
드롭플릿 컨트롤러는 가스 흐름을 대향 표면을 향하여 지향시키도록 구성된 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구를 포함할 수 있다.
실시예에서, 액체 핸들링 구조 및 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구를 포함하는 액침 리소그래피 장치가 제공된다. 액체 핸들링 구조는, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하고 제한하도록 구성된다. 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구는 가스 흐름을 대향 표면을 향하여 지향하도록 구성되어 상기 공간의 방사상 외측에 위치한다. 가늘고 긴 가스 배출 개구의 인접한 쌍은 대향 표면의 스캐닝 방향에서 볼 때에 및/또는 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향에서 볼 때에 중첩한다.
액침 리소그래피 장치는, 대향 표면의 스캐닝 방향으로부터 볼 때에, 인접한 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이의 각각의 갭과 라인업되는 액체 추출 개구를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 액체 핸들링 구조 및 드롭플릿 컨트롤러를 포함하는 액침 리소그래피 장치가 제공된다. 액체 핸들링 구조는, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하고 제한하도록 구성된다. 드롭플릿 컨트롤러는 공간의 방사상 외측에 위치하며, 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구 및 복수의 액체 추출 개구를 포함한다. 상기 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구는 가스 흐름을 대향 표면을 향하여 지향하도록 구성된다. 상기 복수의 액체 추출 개구는, 대향 표면의 스캐닝 방향 및/또는 스텝핑 방향에 대하여, 인접한 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이의 각각의 갭과 라인업된다.
복수의 액체 추출 개구 중의 하나 이상이 제한된 액침액의 메니스커스와 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이에 위치될 수 있다. 복수의 액체 추출 개구 중의 하나 이상이 가늘고 긴 가스 배출 개구의 방사상 외측에 위치될 수 있다. 복수의 액체 추출 개구 중의 하나 이상이 액침액을 공간 내에 제한하도록 배치될 수 있다.
가늘고 긴 가스 배출 개구의 인접한 쌍이 대향 표면의 스캐닝 방향에서 볼 때에 중첩할 수 있다.
가늘고 긴 가스 배출 개구가 정렬되어 배치될 수 있으며, 하나 이상의 가늘고 긴 가스 배출 개구의 신장 방향이 대향 표면의 스캐닝 방향을 향하여 각각의 가늘고 긴 가스 배출 개구에서의 라인의 접선에 대해 경사져 있다.
액침 리소그래피 장치는 또한 포획(trapping) 가스 배출 개구를 포함할 수 있다. 이 개구는 대향 표면의 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향과 각각의 가늘고 긴 가스 배출 개구의 신장 방향 사이의 각도로 각각의 가늘고 긴 가스 배출 개구의 방사상 내측으로부터 연장할 수 있다.
액침 리소그래피 장치는 일련의 전환 가스 배출 개구 내의 인접한 쌍이 대향 표면의 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향에서 볼 때에 중첩하도록 배치된 일련의 전환 가스 배출 개구를 추가로 포함할 수 있다. 일련의 전환 가스 배출 개구는 라인을 따라 배치될 수 있다. 전환 가스 배출 개구의 각각의 신장 방향은, 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향을 향하여 각각의 전환 가스 배출 개구에서의 라인의 접선에 대해 경사질 수도 있다.
가늘고 긴 가스 배출 개구는 공간의 방사상 외측에 모서리진 형상의 라인으로 배치될 수 있다. 그 형상의 모서리에서, 액체 추출 개구는 V자 형상 가스 배출 개구의 포인트(point)가 방사상 외측을 가리키는 상태로 V자 형상 가스 배출 개구의 방사상 내측에 위치될 수 있다.
제한된 액침액의 메니스커스와 접촉하는 액체 추출 개구는 대향 표면의 스캐닝 방향에 대하여 V자형 가스 배출 개구의 포인트와 정렬될 수 있다.
가늘고 긴 가스 배출 개구는 공간의 방사상 외측에 모서리진 형상의 라인으로 배치될 수 있다. 이 형상의 모서리에서, 가늘고 긴 가스 배출 개구 중의 하나 이상이 2개의 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이의 갭의 방사상 외측에 위치될 수 있다. 가늘고 긴 가스 배출 개구 중의 하나 이상은 대향 표면의 스캐닝 방향 또는 스텝핑 방향에 직각을 이루는 방향에서 볼 때에 2개의 가늘고 긴 가스 배출 개구와 중첩할 수도 있다.
가늘고 긴 가스 배출 개구 중의 하나 이상이 스캐닝 방향 또는 스텝핑 방향에 직각을 이루지 않을 수도 있다.
액침 리소그래피 장치는 액체 핸들링 구조에 관련하여 대향 표면의 위치 및/또는 이동에 기초하여 대향 표면을 향하는 가늘고 긴 가스 배출 개구로부터의 가스 흐름을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 추가로 포함할 수도 있다.
가늘고 긴 가스 배출 개구는 가스 흐름을 대향 표면의 법선에 대해 예각으로 지향시키도록 구성될 수 있다.
액체 핸들링 구조는 가스 흐름을 공간의 방사상 외측에 있는 대향 표면을 향하여 지향시키도록 구성된 폐쇄된 모양의 형태의 연속 가스 배출 개구를 포함할 수 있다.
연속 가스 배출 개구는 가늘고 긴 가스 배출 개구의 방사상 내측에 위치될 수 있다. 연속 가스 배출 개구는 가늘고 긴 가스 배출 개구의 방사상 외측에 위치될 수도 있다.
일실시예에서, 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조 방법이 제공된다. 이 방법은, 제한 구조를 이용하여 액체를, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 제한하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 대향 표면을 투영 시스템에 관련하여 스캐닝 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함한다. 이 방법은, 드롭플릿이 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로부터 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로 통과할 수 있도록 함으로써 액침액의 드롭플릿을 처리하는 단계를 더 포함한다. 상기 드롭플릿 컨트롤러는 공간의 방사상 외측에 위치될 수 있다. 이 방법은, 드롭플릿이 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로부터 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로 통과하는 것을 방지하는 단계를 더 포함한다.
일실시예에서, 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조 방법이 제공된다. 이 방법은, 제한 구조를 이용하여 액체를, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 제한하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 대향 표면을 투영 시스템에 관련하여 스캐닝 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함한다. 이 방법은, 가스 흐름을 공간의 방사상 외측에 있는 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구를 통해 대향 표면을 향하여 지향시키는 단계를 더 포함한다. 가늘고 긴 가스 배출 개구의 인접한 쌍은 대향 표면의 스캐닝 방향에서 볼 때에 및/또는 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향에서 볼 때에 중첩할 수 있다.
일실시예에서, 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조 방법이 제공된다. 이 방법은, 제한 구조를 이용하여 액체를, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 제한하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 대향 표면을 투영 시스템에 관련하여 스캐닝 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함한다. 이 방법은, 가스 흐름을, 사이에 갭을 갖고 있는 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구로부터 대향 표면을 향하여 지향시킴으로써 액침액의 디롭플릿을 처리하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 복수의 액체 추출 개구를 통해 드롭플릿 중의 적어도 일부를 추출하는 단계를 더 포함한다. 각각의 액체 추출 개구는, 스캐닝 방향에 대하여, 인접한 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이의 각각의 갭과 라인업될 수 있다.
일실시예에서, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성된 액체 핸들링 구조가 제공된다. 이 액체 핸들링 구조는, 액침액의 드롭플릿을 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로부터 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로 통과시킬 수 있고, 드롭플릿이 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로부터 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로 통과하는 것을 방지하도록 구성된 드롭플릿 컨트롤러를 포함한다.
일실시예에서, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성된 액체 핸들링 구조가 제공된다. 이 액체 핸들링 구조는, 가스 흐름을 대향 표면을 향하여 지향시키도록 구성된 공간의 방사상 외측에 위치된 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구를 포함한다. 가늘고 긴 가스 배출 개구의 인접한 쌍은 대향 표면의 스캐닝 방향에서 볼 때에 및/또는 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향에서 볼 때에 중첩할 수 있다.
일실시예에서, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성된 액체 핸들링 구조가 제공된다. 이 액체 핸들링 구조는, 상기 공간의 방사상 외측에 드롭플릿 컨트롤러를 포함한다. 상기 드롭플릿 컨트롤러는, 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구 및 복수의 액체 추출 개구를 포함할 수 있다. 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구는 가스 흐름을 대향 표면을 향하여 지향시키도록 구성된다. 각각의 액체 추출 개구는, 대향 표면의 스캐닝 방향 및/또는 스텝핑 방향에 대하여, 인접한 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이의 각각의 갭과 라인업된다.
일실시예에서, 액침 리소그래피 장치를 위한 액체 핸들링 구조가 제공된다. 액체 핸들링 구조는, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성된다. 액체는 액체 핸들링 구조의 표면과 대향 표면 사이에 메니스커스를 형성할 수 있다. 액체 핸들링 구조는 대향 표면 상의 액체가 메니스커스에 도달하는 것을 방지하기 위한 드롭플릿 컨트롤러를 포함할 수 있다.
이해할 수 있는 바와 같이, 전술한 특징 중의 어떠한 것도 다른 특징과 함께 이용될 수 있으며, 앞에서 명시적으로 설명한 이들 조합만이 본 발명에 포함되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서의 드롭플릿이라는 표현은 액체막을 포함할 수 있다.
본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용예에 대해 특정하게 언급하였지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 기타 응용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 다른 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟 영역"과 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치), 계측 장비, 및/또는 검사 장치에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기 기판 처리 장치와 여타 기판 처리 장치에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.
본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장 또는 그 부근의 파장을 가짐)을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다. 문맥이 허용하는 곳에서의 "렌즈"라는 용어는 굴절성 및 반사성 광학 요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다. 본 명세서에 걸쳐 스테핑 방향 및 스캐닝 방향이 언급되어 있다. 본 명세서에서 언급된 스캐닝 방향 및 스텝핑 방향은 주요 직교축이다. 바람직한 실시예에서, 이들 주축은 스캐닝 방향 및 스텝핑 방향과 정렬될 수 있지만, 다른 실시예에서 이들은 스캐닝 방향 및 스텝핑 방향에 독립적일 수도 있다.
이상에서 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 위에서 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다. 또한, 기계 판독 가능한 명령어들은 2개 이상의 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수도 있으며, 이들 2개 이상의 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다.
본 명세서에 설명된 컨트롤러는, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램이 리소그래피 장치의 적어도 하나의 구성요소 내에 위치된 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 판독될 때에, 각각 또는 조합하여 동작할 수도 있다. 컨트롤러는 각각 또는 조합하여 신호를 수신, 처리 및 전송하기에 적합한 구성을 가질 수 있다. 하나 이상의 프로세서가 하나 이상의 컨트롤러와 통신하도록 구성된다. 예컨대, 각각의 컨트롤러는 전술한 방법을 위한 기계 판독 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 실행하기 위한 하나 이상의 프로세서를 포함할 수도 있다. 컨트롤러는 이러한 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위한 데이터 저장 매체 및/또는 이러한 저장 매체를 수용하기 위한 하드웨어를 포함할 수도 있다. 따라서, 컨트롤러는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램의 기계 판독 가능한 명령어에 따라 동작할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예는 전술한 것과 같은 유형 및 기타 다른 유형의 어떠한 액침 리소그래피 장치에도 적용될 수 있으며, 액침액이 수조의 형태로 기판의 국소 표면 영역에만 제공되는지의 여부는 제한되지 않는다. 비제한적 구성에서, 액침액은 기판 및/또는 기판 테이블의 표면 위에 흐를 수 있으며, 이로써 기판 테이블 및/또는 기판의 덮여있지 않은 전체 표면이 습윤된다. 이러한 비제한적 액침 시스템에서, 액체 공급 시스템은 액침액을 제한하지 않을 수도 있거나, 또는 실질적으로 액침액의 완전한 제한이 아닌 액침액의 일부분의 제한을 제공할 수도 있다.
본 명세서에서 고려된 액체 공급 시스템은 광범위하게 이해되어야 한다. 특정 실시예에서, 액체 공급 시스템은 액체를 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 제공하는 기구 또는 구조체의 조합일 수도 있다. 액체 공급 시스템은 하나 이상의 구조체, 하나 이상의 액체 개구부를 포함한 하나 이상의 유체 개구부, 하나 이상의 가스 개구부, 또는 2상(two phase) 흐름을 위한 하나 이상의 개구부의 조합을 포함할 수 있다. 이들 개구부는 액침 공간 내로의 유입구(또는 액체 핸들링 구조체로부터의 배출구) 또는 액침 공간 외부로의 배출구(또는 액체 핸들링 구조체 내로의 유입구)가 될 수 있다. 실시예에서, 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분이 되거나, 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전하게 덮거나, 또는 공간이 기판 및/또는 기판 테이블을 감쌀 수도 있다. 액체 공급 시스템은 필요한 경우 액체의 위치, 양, 품질, 형상, 유량 또는 어떠한 다른 특징을 제어하기 위한 하나 이상의 요소를 추가로 포함할 수 있다.
전술한 내용은 예시를 위한 것으로, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 하기 청구항들의 범위를 벗어나지 않고서도 전술한 본 발명에 대한 변형예가 이루어질 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (15)
- 액침 리소그래피 장치에 있어서,
액체 핸들링 구조 및 드롭플릿 컨트롤러(droplet controller)를 포함하며,
상기 액체 핸들링 구조는, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성되며,
상기 드롭플릿 컨트롤러는, 액침액의 드롭플릿이 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로부터 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로 통과할 수 있도록 하고, 드롭플릿이 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로부터 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로 통과하는 것을 방지하도록 구성되어, 상기 공간의 방사상 외측에 위치하는,
액침 리소그래피 장치. - 제1항에 있어서,
상기 드롭플릿 컨트롤러는, 가스 흐름을 상기 대향 표면을 향하여 지향시키도록 구성된 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구(a plurality of elongate gas outlet controller)를 포함하는, 액침 리소그래피 장치. - 액침 리소그래피 장치에 있어서,
액체 핸들링 구조 및 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구를 포함하며,
상기 액체 핸들링 구조는, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성되며,
상기 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구는 가스 흐름을 상기 대향 표면을 향하여 지향하도록 구성되어 상기 공간의 방사상 외측에 위치하며, 상기 가늘고 긴 가스 배출 개구의 인접한 쌍은 상기 대향 표면의 스캐닝 방향에서 볼 때에 및/또는 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향에서 볼 때에 중첩하는,
액침 리소그래피 장치. - 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 대향 표면의 스캐닝 방향으로부터 볼 때에, 인접한 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이의 각각의 갭과 라인업되는(lined up) 액체 추출 개구를 더 포함하는, 액침 리소그래피 장치. - 액침 리소그래피 장치에 있어서,
액체 핸들링 구조 및 드롭플릿 컨트롤러를 포함하며,
상기 액체 핸들링 구조는, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성되며,
상기 드롭플릿 컨트롤러는 상기 공간의 방사상 외측에 위치하며,
가스 흐름을 상기 대향 표면을 향하여 지향하도록 구성된 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구와,
상기 대향 표면의 스캐닝 방향 및/또는 스텝핑 방향에 대하여, 인접한 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이의 각각의 갭과 라인업되는 복수의 액체 추출 개구를 포함하는,
액침 리소그래피 장치. - 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 복수의 액체 추출 개구 중의 하나 이상이, 제한된 액침액의 메니스커스(meniscus)와 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이에 위치되는, 액침 리소그래피 장치. - 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대향 표면의 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향과 각각의 상기 가늘고 긴 배출 개구의 신장 방향 사이의 각도로 각각의 상기 가늘고 긴 가스 배출 개구의 방사상 내측으로부터 연장하는 포획(trapping) 가스 배출 개구를 더 포함하는, 액침 리소그래피 장치. - 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가늘고 긴 가스 배출 개구는 상기 공간의 방사상 외측에 모서리진 형상의 라인으로 배치되며, 그 형상의 모서리에서, 액체 추출 개구는 V자 형상 가스 배출 개구의 포인트(point)가 방사상 외측을 가리키는 상태로 V자 형상 가스 배출 개구의 방사상 내측에 위치되는, 액침 리소그래피 장치. - 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가늘고 긴 가스 배출 개구는 가스 흐름을 상기 대향 표면의 법선에 대해 예각으로 지향시키도록 구성되는, 액침 리소그래피 장치. - 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체 핸들링 구조는, 가스 흐름을 상기 공간의 방사상 외측에 있는 상기 대향 표면을 향하여 지향시키도록 구성된 폐쇄된 모양의 형태의 연속 가스 배출 개구를 포함하는, 액침 리소그래피 장치. - 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조 방법에 있어서,
제한 구조(confinement structure)를 이용하여 액체를, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 공간에 제한하는 단계;
상기 대향 표면을 상기 투영 시스템에 관련하여 스캐닝 방향으로 이동시키는 단계; 및
드롭플릿이 상기 공간의 방사상 외측에 있는 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로부터 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로 통과할 수 있도록 하고, 드롭플릿이 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로부터 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로 통과하는 것을 방지함으로써, 액침액의 드롭플릿을 처리하는 단계
를 포함하는 디바이스 제조 방법. - 리소그래피 장치를 이용한 디바이스 제조 방법에 있어서,
제한 구조를 이용하여 액체를, 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 제한하는 단계;
상기 대향 표면을 상기 투영 시스템에 관련하여 스캐닝 방향으로 이동시키는 단계; 및
가스 흐름을 상기 공간의 방사상 외측에 있는 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구를 통해 상기 대향 표면을 향하여 지향시키는 단계
를 포함하며,
상기 가늘고 긴 가스 배출 개구의 인접한 쌍은 상기 대향 표면의 스캐닝 방향에서 볼 때에 및/또는 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향에서 볼 때에 중첩하는,
디바이스 제조 방법. - 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성되는 액체 핸들링 구조로서, 상기 액체 핸들링 구조는 드롭플릿 컨트롤러를 포함하며, 상기 드롭플릿 컨트롤러는, 액침액의 드롭플릿을 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로부터 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로 통과시킬 수 있고, 드롭플릿이 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 외측으로부터 상기 드롭플릿 컨트롤러의 방사상 내측으로 통과하는 것을 방지하도록 구성되는, 액체 핸들링 구조.
- 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성된 액체 핸들링 구조로서, 상기 액체 핸들링 구조는, 가스 흐름을 상기 대향 표면을 향하여 지향시키도록 구성되어, 상기 공간의 방사상 외측에 위치된 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구를 포함하며, 상기 가늘고 긴 가스 배출 개구의 인접한 쌍은 상기 대향 표면의 스캐닝 방향에서 볼 때에 및/또는 스캐닝 방향에 직각을 이루는 방향에서 볼 때에 중첩하는, 액체 핸들링 구조.
- 투영 시스템과, 테이블 또는 상기 테이블에 의해 지지된 기판 또는 상기 테이블과 상기 기판 양자로 이루어진 대향 표면과의, 사이의 공간에 액침액을 공급하여 제한하도록 구성된 액체 핸들링 구조로서, 상기 액체 핸들링 구조는 상기 공간의 방사상 외측에 드롭플릿 컨트롤러를 포함하며, 상기 드롭플릿 컨트롤러는,
가스 흐름을 상기 대향 표면을 향하여 지향시키도록 구성된 가늘고 긴 복수의 가스 배출 개구와,
상기 대향 표면의 스캐닝 방향 및/또는 스텝핑 방향에 대하여, 인접한 가늘고 긴 가스 배출 개구 사이의 각각의 갭과 각각이 라인업되는 복수의 액체 추출 개구
를 포함하는, 액체 핸들링 구조.
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