KR20130070604A - 기판을 로딩하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20130070604A
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아브라함 소에트호우트
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

기판 테이블(WT) 상으로 기판(W)을 로딩한 후, 상기 기판 테이블을 이동시켜, 상기 기판의 기준 프레임에서 상기 기판 테이블이 중력으로 인한 가속도의 적어도 10 %인 가속도로 아래쪽을 향해 가속되게 함에 따라, 상기 기판과 상기 기판 테이블 사이의 마찰력을 감소시켜, 상기 기판의 변형이 상기 기판으로부터 적어도 부분적으로 소멸될 수 있다.

Description

기판을 로딩하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR LOADING A SUBSTRATE}
본 출원은 2010년 4월 23일에 출원된 미국 가출원 61/327,160의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조 된다.
본 발명은 리소그래피와 연계하여 사용될 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상으로, 통상적으로는 기판의 타겟부 상으로 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)의 (예를 들어, 다이의 일부분, 한 개 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다.
IC(또는 다른 디바이스)를 형성할 때 기판에 수개의 패턴 층들을 제공할 필요가 있으며, 패턴들은 IC의 기능성 소자들을 형성하도록 조합된다. 패턴들이 함께 올바르게(correctly) 조합되어 기능성 소자들을 형성하도록 보장하기 위하여, 패턴들은 서로 정확히 정렬되어야만 한다. 패턴들이 충분히 정확하게 정렬되지 않으면, 기능성 소자들은 올바르게 형성되지 않을 것이며 또한 작동하지 않을 것이다. 연속한 패턴들이 리소그래피 장치에 의해 서로에 대하여 정렬되는 정확성은 통상적으로 리소그래피 장치의 오버레이로서 칭해진다.
기판 상으로 패턴을 투영할 때 원하는 오버레이를 달성하기 위하여, 패턴의 투영 이전에 기판의 타겟부들의 위치들이 측정된다. 이 공정은 통상적으로 정렬 공정이라 칭해진다. 몇몇 경우에서, 각각의 타겟부의 위치는 각 타겟부와 연계된 정렬 마크들을 이용하여 별도로 측정된다. 이는 때때로 국부적 정렬이라고 칭해진다. 이와 다른 경우에서는, 기판 주위에 분산된 수 개의 정렬 마크들의 위치들이 측정되며, 타겟부들의 위치들은 이러한 측정들에 기초하여 계산된다. 이는 때때로 전체 정렬(global alignment)이라고 칭해진다.
정렬이 달성되는 정확성은 기판이 변형되었을 경우에 감소될 수 있으며, 이에 따라 리소그래피 장치의 오버레이의 저하를 초래한다. 기판의 변형으로 인한 이 오버레이의 저하는 전체 정렬이 사용될 때 특히 두드러질 수 있다.
기판의 변형을 감소시키는 장치 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 기판 테이블 상으로 기판을 로딩한 후, 상기 기판 테이블을 이동시켜, 상기 기판의 기준 프레임에서 상기 기판 테이블이 중력으로 인한 가속도의 적어도 10 %인 가속도로 아래쪽을 향해 가속되게 함에 따라, 상기 기판과 상기 기판 테이블 사이의 마찰력을 감소시켜, 상기 기판의 변형이 상기 기판으로부터 적어도 부분적으로 소멸(dissipate)될 수 있게 하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 기판 테이블 및 위치설정기를 포함하는 장치가 제공되고, 상기 위치설정기는 상기 기판 테이블을 이동시키도록 구성되어, 상기 기판의 기준 프레임에서 상기 기판 테이블이 중력으로 인한 가속도의 적어도 10 %인 가속도로 아래쪽을 향해 가속되게 함에 따라, 상기 기판과 상기 기판 테이블 사이의 마찰력을 감소시켜, 상기 기판의 변형이 상기 기판으로부터 적어도 부분적으로 소멸될 수 있다.
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 도시한 도면;
도 2는 LPP 소스 컬렉터 모듈(SO)을 포함하는 리소그래피 장치를 더 자세히 도시한 개략도; 및
도 3은 기판과 함께 리소그래피 장치의 위치설정기 및 기판 테이블을 확대 도시한 개략도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고, 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, 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, 반사 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 그리고 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 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.
"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 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스의 특정 기능 층에 대응할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스들의 예시로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들뿐만 아니라 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 이용하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
조명 시스템과 같이 투영 시스템은 사용되는 노광 방사선에 대하여 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 다른 가스들이 너무 많은 방사선을 흡수할 수 있기 때문에 EUV 방사선에 대해 진공을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 진공 벽 및 진공 펌프들의 도움으로 전체 빔 경로에 진공 환경이 제공될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 이용하는) 반사형으로 구성된다. 하지만, 대안적인 실시예에서 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크 및 투과 광학기를 포함하는) 투과형으로 구성될 수도 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 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 소스 컬렉터 모듈(SO)로부터 극자외(EUV) 방사선 빔을 수용한다. EUV 방사선을 생성하기 위한 방법들은 EUV 범위에서 1 이상의 방출 라인들을 갖는 적어도 하나의 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 갖는 플라즈마 상태로 재료를 전환시키는 단계를 포함한다(단, 이로 제한되지 않음). 흔히 레이저 생성 플라즈마("LPP")로 칭해지는 이러한 방법에서, 요구되는 플라즈마는 요구되는 라인-방출 요소를 갖는 재료의 액적, 스트림 또는 클러스터와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 연료를 활성화시키는 레이저 빔을 제공하기 위해 도 1에는 도시되지 않은 레이저를 포함하는 EUV 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 이로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스 컬렉터 모듈에 배치된 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 예를 들어, 연료 활성화를 위해 레이저 빔을 제공하는데 CO2 레이저가 사용되는 경우, 레이저 및 소스 컬렉터 모듈은 별도의 개체들일 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 패싯 필드(facetted field) 및 퓨필 거울 디바이스(pupil mirror device)들과 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)로부터 반사된 후, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW)(이후, 기판 테이블 위치설정기라고 칭해짐) 및 위치 센서(PS2)[예를 들어, 간섭계 디바이스(interferometric device), 리니어 인코더(linear encoder) 또는 용량성 센서(capacitive sensor)]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(PS1)는 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 하나에 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 본질적으로 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 기판의 평면에서 시프트된다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상으로 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 본질적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2는 소스 컬렉터 모듈(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 장치(100)를 더 상세히 나타낸다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 소스 컬렉터 모듈(SO)의 인클로징 구조체(220)에 진공 환경이 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다.
레이저(LA)가 레이저 빔(205)을 통해, 연료 공급부(200)로부터 제공되는 크세논(Xe), 주석(Sn) 또는 리튬(Li)과 같은 연료에 레이저 에너지를 축적(deposit)하도록 배치되어, 수십 eV의 전자 온도를 갖는 고이온화 플라즈마(highly ionized plasma: 210)를 생성한다. 이러한 이온들의 탈-여기 및 재조합(de-excitation and recombination) 동안 생성된 활성 방사선(energetic radiation)은 플라즈마로부터 방출되고, 거의 수직 입사 컬렉터 광학기(near normal incidence collector optic: CO)에 의해 수집되며 포커스된다.
컬렉터(CO)에 의해 반사되는 방사선은 가상 소스 지점(virtual source point: IF)에 포커스된다. 가상 소스 지점(IF)은 통상적으로 중간 포커스라고 칭해지며, 소스 컬렉터 모듈(SO)은 중간 포커스(IF)가 인클로징 구조체(220)의 개구부(221)에 또는 그 부근에 위치되도록 배치된다. 가상 소스 지점(IF)은 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 이는 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 세기의 원하는 균일성뿐 아니라, 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 빔(21)의 원하는 각도 분포를 제공하도록 배치된 패싯 필드 거울 디바이스(22) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(24)를 포함할 수 있다. 지지 구조체(MT)에 의해 유지되어 있는 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 빔(21)의 반사 시, 패터닝된 빔(26)이 형성되고, 이 패터닝된 빔(26)은 투영 시스템(PS)에 의하여 반사 요소들(28, 30)을 통해 기판 테이블(WT)에 의해 유지되어 있는 기판(W) 상으로 이미징된다.
일반적으로, 나타낸 것보다 더 많은 요소들이 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)에 존재할 수 있다. 또한, 도면들에 나타낸 것보다 더 많은 거울들이 존재할 수 있으며, 예를 들어 도 2에 나타낸 것보다 1 내지 6 개의 추가 반사 요소들이 투영 시스템(PS)에 존재할 수 있다.
사용 시, 패터닝 디바이스(MA)에 제공된 패턴은 투영 시스템(PS)에 의해 기판(W)의 타겟부들(C) 상으로 투영된다. 기판(W)이 패터닝되었으면, 기판 테이블 위치설정기(PW)는 리소그래피 장치의 기판 로더(substrate loader: 도시되지 않음)로 기판 테이블(WT)을 이동시키며, 이는 기판 테이블로부터 기판(W)을 제거하고 또 다른 기판으로 교체한다. 그 후, 기판 테이블 위치설정기(PW)는 투영 시스템(PS) 밑에서 기판 테이블(WT)을 그 위치로 복귀시킨다. 그 후, 패터닝 디바이스(MA)의 패턴이 투영 시스템(PS)에 의해 기판(W)의 타겟 영역들(C) 상으로 투영된다.
몇몇 경우, 기판이 기판 테이블(WT) 상으로 로딩될 때, 기판이 변형될 수 있다. 기판(W)의 변형은, 예를 들어 기판이 기판 로더에 의해 기판 테이블(WT) 상으로 로딩되는 방식의 결과로 발생할 수 있다. 예를 들어, 기판(W)이 진공으로 기판 테이블(WT) 상에 로딩되는 경우, 통상적으로 공기의 존재로 인해 발생하는 기판과 기판 테이블 사이의 자연적 윤활(natural lubrication)이 생기지 않는다. 이러한 이유로, 기판의 변형은 DUV 리소그래피 장치에서보다 EUV 리소그래피 장치에서 더 두드러질 수 있다. 기판(W)의 변형은 리소그래피 장치에 의해 기판 상으로 패턴이 투영되는 정확성을 감소시킬 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 예를 들어, 기판의 변형은 리소그래피 장치의 오버레이(즉, 기판 상으로 투영된 패턴이 기판에 이미 제공된 패턴과 정렬되는 정확성)에 치명적일 수 있다. 전체 정렬이 사용될 때(즉, 정렬이 기판 주위에 분산된 수 개의 정렬 마크들의 위치들을 측정하고 이러한 측정값들에 기초하여 타겟부들의 위치들을 계산하는 것을 포함할 때), 기판의 변형으로 인한 오버레이의 저하가 특히 두드러질 수 있다.
도 3은 기판 및 기판 홀더의 일부분의 확대도를 포함하여, 기판(W), 기판 테이블(WT) 및 기판 테이블 위치설정기(PW)를 나타낸다. 확대도로부터 알 수 있는 바와 같이, 기판(W)은 기판 테이블(WT)의 표면으로부터 연장된 돌출부들(10)에 놓인다. 돌출부들(10)은 통상적으로 버얼(burl)들이라 칭해진다. 버얼들(10)은, 예를 들어 10 ㎛ 내지 1mm의 높이를 가질 수 있다. 버얼들(10)은 기판(W)을 지지함과 동시에, 기판의 저부면의 잔해 입자들이 기판으로부터 떨어지게 하고 버얼들 사이에 놓이도록 한다.
상기에도 언급된 바와 같이, 기판이 기판 테이블(WT) 상으로 로딩될 때 발생하는 기판(W)의 변형은 패턴이 기판 상으로 투영되는 정확성을 감소시킬 수 있다. 버얼들(10)과 기판(W)의 저부면 사이에 마찰력이 발생하며, 이 마찰력은 기판이 버얼들에 대해 이동하는 것을 억제한다. 기판이 버얼들에 대해 자유롭게 이동할 수 있다면, 기판이 기판 테이블(WT) 상으로 로딩될 때 기판에 발생하는 변형은 기판 내의 응력의 균등화(equalisation of stresses)를 통해 소멸될 것이다. 하지만, 기판(W)과 버얼들(10) 사이의 마찰력은 이러한 현상이 일어나는 것을 저해함에 따라, 기판의 변형이 일어나게 한다.
일 실시예에서, 기판 테이블(WT)은 기판(W)의 자유 낙하 시기를 생성하는 하향 가속(downward acceleration)을 겪는다. 기판 테이블(WT)의 기준 프레임에서, 이것이 행해질 때 기판(W)은 더 이상 어떠한 무게도 갖지 않는다. 따라서, 기판 테이블(WT)은 기판(W)에 반작용력(reaction force)을 가한다. 단순화된 예시에서는, 기판과 기판 테이블 사이에 반 데르 발스의 힘(Van der Waals forces)이 존재하지 않는다고 가정될 수 있다. 버얼들(10)과 기판(W) 사이의 마찰력은 기판의 무게 그리고 기판 테이블(WT)에 의해 가해진 연계된 반작용력으로 인해 발생한다. 따라서, 기판 테이블(WT)의 기준 프레임의 기판(W)의 무게가 0으로 감소되었을 때, 마찰력은 더 이상 발생하지 않는다. 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이에 마찰력이 발생하지 않기 때문에, 기판은 버얼들에 대해 이동할 수 있으며, 기판의 변형은 기판 내의 응력의 균등화를 통해 소멸될 수 있다.
기판 테이블(WT)의 하향 가속도는 중력으로 인한 가속도와 같거나 그보다 클 수 있다. 기판 테이블(WT)의 하향 가속도는, 예를 들어 중력으로 인한 가속도의 2 배 또는 이상일 수 있다.
기판 테이블 위치설정기(PW)는 모터를 포함할 수 있으며, 이는 원하는 하향 가속도로 위치설정기를 이동시키도록 구성된다. 다시 말해, 기판 테이블은 기판으로부터 멀어지는 방향으로, 예를 들어 기판(W)의 대향면(즉, 저부면)에 대해 거의 수직인 방향으로 가속된다.
일 실시예에서, 기판 테이블(WT)은 기판(W)에 대해 자유 낙하 시기를 생성하는 것이 아니라 기판과 기판 테이블 사이에서 발생하는 마찰력을 감소시키는 하향 가속을 겪는다. 예를 들어, 기판 테이블(WT)의 하향 가속도는 중력으로 인한 가속도의 50 %일 수 있다. 기판 테이블(WT)의 기준 프레임에서, 이것이 행해질 때 기판(W)은 그 보통 무게의 50 %를 갖는다. 따라서, 기판 테이블(WT)은 기판(W)에 보통 반작용력의 50 %를 가한다. 그러므로, 버얼들(10)과 기판(W) 사이의 마찰력이 감소된다. 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이의 마찰력이 감소되기 때문에, 기판이 버얼들에 대해 더 많이 이동할 수 있음에 따라, (기판 테이블이 이동하지 않는 경우에 비해) 기판의 변형이 더 많이 소멸되게 한다
기판 테이블(WT)의 하향 가속도는 예를 들어 중력으로 인한 가속도의 10 % 또는 이상, 예를 들어 중력으로 인한 가속도의 50 % 또는 이상, 예를 들어 중력으로 인한 가속도의 70 % 또는 이상, 예를 들어 중력으로 인한 가속도의 90 % 또는 이상일 수 있다. 일반적으로, 기판의 더 높은 하향 가속도는 변형이 기판으로부터 더 완전히 소멸되게 할 것이다. 하지만, 이는 비교적 작은 하향 가속도, 예를 들어 중력으로 인한 가속도의 10 %는 기판으로부터의 변형의 유용한 소멸을 발생시킬 경우일 수 있다.
반 데르 발스의 힘은 기판(W)과 버얼들(10) 사이에 작용할 수 있으며, 기판이 더 이상 어떠한 무게도 갖지 않고 기판 테이블(WT)이 기판(W)에 반작용력을 가하지 않는 때조차도 기판(W)의 완화를 억제한다. 이는 반 데르 발스의 힘이 기판과 버얼들 사이에 마찰력을 발생시키기 때문이다. 반 데르 발스의 힘은 기판 테이블(WT)의 하향 가속을 제공함으로써 일시적으로 제거될 수 있으며, 이는 기판(W)과 버얼들(10) 사이에 갭을 도입하기에 충분하다. 갭을 도입하는 것은 반 데르 발스의 힘을 감소 또는 제거할 것이며, 따라서 기판이 버얼들에 대해 이동하게 한다. 하향 가속도는, 예를 들어 중력으로 인한 가속도보다 클 수 있고, 예를 들어 중력으로 인한 가속도의 2 배 이상 클 수 있으며, 예를 들어 중력으로 인한 가속도보다 3 배 이상 클 수 있다. 하향 가속도는, 예를 들어 중력으로 인한 가속도의 10 배 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 하향 가속은 정지 위치로부터 시작할 수 있다.
기판 테이블(WT)의 하향 가속은 기판으로부터의 변형의 적어도 부분적인 소멸을 허용하기에 충분한 시간 주기 동안 일어날 수 있다. 이 시간은 기판의 재료 특성들로 인해 발생하며, 실리콘 웨이퍼의 경우, 예를 들어 1 내지 10 ms의 범위일 수 있다. 일 실시예에서, 하향 가속도는 중력으로 인한 가속도와 같을 수 있으며, 정지 위치로부터 시작할 수 있다. 이 경우, 기판 테이블에 의해 이동되는 거리는 예를 들어 50 내지 500 ㎛의 범위일 수 있다.
기판 테이블(WT)의 하향 가속은, 예를 들어 기판 테이블의 상하 이동으로(예를 들어, 시작 위치로부터 최고 위치로, 그리고 그 후 아래의 정지 위치로) 통합될 수 있다. 이러한 점에서, (리소그래피 장치의 기준 프레임에서) 기판 테이블(WT)이 위쪽을 향해 이동하더라도, 기판 테이블(WT)의 하향 가속은 기판(W)의 기준 프레임에 생길 수 있다.
기판 테이블(WT)의 하향 가속은 여러 번 반복될 수 있다. 이는 [기판 테이블(WT)의 하향 이동이 단 한 번만 수행된 경우에 비해] 기판의 변형이 더 많이 소멸되게 할 수 있다. 하향 가속은 (예를 들어, 시작 위치로부터 최저 위치로, 그리고 그 후 다시 시작 위치로) 기판 테이블(WT)의 주기적인 이동(cyclical movement)의 일부분을 포함할 수 있다. 주기적인 이동은, 예를 들어 진동일 수 있다. 진동은 작은 진폭으로 시작해, 진폭이 커질 수 있으며, 그 후 이동이 멈출 때까지 진폭이 감소될 수 있다. 진동은, 예를 들어 기판 테이블 위치설정기(PW)의 일부분을 형성하는 모터에 의해 가해질 수 있다. 진동이 기판 테이블(WT)에 가해질 때, (리소그래피 장치의 기준 프레임에서) 기판 테이블(WT)이 위쪽을 향해 이동하고 있더라도, 기판 테이블(WT)의 하향 가속이 기판(W)의 기준 프레임에 생길 수 있다.
진동이 기판 테이블(WT)에 인가될 때, 기판 테이블에 의해 이동된 거리는 진동 주파수에 따라 달라질 것이다. 예를 들어, 중력으로 인한 가속도와 같은 가속도(여기서는 1g라고 칭해짐)가 50 ㎐의 진동으로 인가되는 경우, 기판 테이블에 의해 이동된 거리는 약 300 ㎛일 것이다. 1g의 가속도가 100 ㎐의 진동으로 인가되는 경우, 기판 테이블에 의해 이동된 거리는 단지 80 ㎛일 것이다. 진동은 어떠한 적절한 주파수로도 인가될 수 있다. 주파수는, 예를 들어 50 ㎐ 또는 이상일 수 있으며, 예를 들어 100 ㎐ 또는 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예들은 기판의 기준 프레임에서 기판 테이블이 아래쪽을 향해 가속되는 공통점을 갖는다고 말할 수 있다.
기판 테이블 위치설정기(PW)는 앞서 설명된 방식으로 기판 테이블(WT)을 이동시키도록 구성될 수 있다. 기판 테이블 위치설정기(PW)는 기판 테이블 위치설정기(PW)에 연결된 제어기(CT)에 의해 제어될 수 있다. 제어기는 기판 테이블 위치설정기가 앞서 설명된 바와 같이 이동하게 하는 제어 신호들을 기판 테이블 제어기(PW)에 보내도록 구성될 수 있다.
기판의 변형이 소멸되었으면, 기판은 기판 테이블(WT)에 대해 클램핑될 수 있다. 시일(12)이 기판 테이블(WT)에 위치되며, 기판(W)이 기판 테이블 상으로 로딩될 때 기판(W)과 접촉하게 된다. 시일은 기판(W)의 외주에 인접하게 위치된다. 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이의 공간으로부터 가스를 펌핑하여, 기판(W)과 기판 테이블 사이에 진공을 조성하기 위해, 펌프(도시되지 않음)가 사용될 수 있다. 시일(12)은 기판과 기판 테이블 사이의 공간 내로 가스가 유입되어 진공 상태가 깨져 버리는 것을 방지한다. 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이에 조성된 진공은 기판(W)을 기판 테이블(WT) 쪽으로 끌어당김에 따라, 기판 테이블에 대해 기판을 클램핑한다.
대안적인 실시예(도시되지 않음)에서는, 진공을 이용하는 대신 기판 테이블(WT)에 대해 기판(W)을 클램핑하기 위해 정전기 인력이 사용된다.
일 실시예에서, 기판(W)의 일부분은 기판 테이블의 하향 가속 동안 기판 테이블(WT)에 대해 클램핑될 수 있다. 이는, 예를 들어 기판 테이블 상의 기판의 횡방향 이동(lateral movement) 또는 기판 테이블 상의 기판의 회전이 기판 테이블(WT)의 하향 가속 동안 발생하는 경우에 일어날 수 있다. 기판 테이블에 대해 기판의 일부분을 국부적으로 클램핑하는 것은 이러한 이동을 제거 또는 감소시킬 수 있다. 이러한 방식으로 기판 테이블(WT)에 대한 기판(W)의 일부분의 국부적 클램핑은, 예를 들어 국부적으로 인가된 정전기 인력, 국부적으로 인가된 진공, 또는 여타의 적절한 국부적 클램핑 장치를 이용하여 달성될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(W)은 기판 테이블의 하향 가속 동안 2 개의 위치들에서 기판 테이블(WT)에 대해 국부적으로 클램핑될 수 있다. 그 후, 기판(W)은 기판 테이블의 후속하는 하향 가속 동안 2 개의 상이한 위치들에서 기판 테이블(WT)에 대해 국부적으로 클램핑될 수 있다. 기판(W)이 국부적으로 클램핑되는 위치들은 이러한 방식으로 기판 테이블(WT)의 수 개의 하향 가속들에 대해 교번(alternate)될 수 있으며, 이러한 교번은 기판의 변형이 클램핑되지 않은 위치들에서 소멸되게 할 수 있다.
일 실시예에서, 정전기 클램핑 또는 진공을 이용하여 기판 테이블(WT)에 대해 기판(W)의 일부분을 국부적으로 클램핑하는 대신에, 기판 테이블의 일부분을 아래쪽을 향해 더 느린 가속도로 이동시킴으로써 기판의 일부분이 기판 테이블에 대해 고정될 수 있다. 예를 들어, 기판 테이블(WT)의 일 측면이 중력으로 인한 가속도의 90 %(여기서는 0.9g라고 칭해짐)인 가속도로 아래쪽을 향해 이동될 수 있으며, 기판 테이블의 잔여부는 중력으로 인한 가속도의 110 %(여기서는 1.1g라고 칭해짐)인 가속도로 아래쪽을 향해 이동될 수 있다. 이는 기판 테이블이 아래쪽을 향해 이동함에 따라 기판 테이블(WT)이 기울어지게 할 것이다. 0.9g의 가속도로 아래쪽을 향해 이동하는 기판(W)의 부분은 기판의 잔여부보다 더 단단히 기판 테이블(WT)에 유지될 것이며, 따라서 기판의 횡방향 이동 또는 회전에 대해 어느 정도 저항을 제공할 수 있다.
본 발명의 앞서 설명된 실시예들에서, "기판의 기준 프레임"이라는 용어는 물리적으로 종래적인 의미를 갖는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명과 관련하여, 이는 기판 테이블의 이동이 기판의 여하한의 이동에 대해 정의된 의미로서 해석될 수 있다. 예시적인 예시로서, 기판이 위쪽을 향해 이동하고 기판 테이블이 동일한 속도로 위쪽을 향해 이동하는 경우, 기판 테이블은 기판의 기준 프레임에 정지해 있다. 또 다른 예시에서, 기판이 속도 Vs로 위쪽을 향해 이동하고 기판 테이블이 더 느린 속도 VST로 위쪽을 향해 이동하는 경우, 기판 테이블은 기판의 기준 프레임에서 아래쪽을 향해 이동한다.
본 발명의 실시예들은 EUV 방사선을 이용하도록 구성된 리소그래피 장치와 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 예를 들어 DUV 방사선을 이용하도록 구성된 리소그래피 장치에 사용될 수도 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스의 토포그래피(topography)는 기판에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
본 발명의 실시예들은 리소그래피 장치와 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 다른 상황에 적용될 수 있다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것으로, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 바와 같은 본 발명에 대한 변형이 행해질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (16)

  1. 기판 테이블 상으로 기판을 로딩한 후, 상기 기판 테이블을 이동시켜, 상기 기판의 기준 프레임에서 상기 기판 테이블이 중력으로 인한 가속도의 적어도 10 %인 가속도로 아래쪽을 향해 가속되게 함에 따라, 상기 기판과 상기 기판 테이블 사이의 마찰력을 감소시켜, 상기 기판의 변형이 상기 기판으로부터 적어도 부분적으로 소멸(dissipate)될 수 있게 하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가속도는 중력으로 인한 가속도의 적어도 50 %인 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가속도는 중력으로 인한 가속도와 같거나 그 이상인 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가속도는 중력으로 인한 가속도의 2 배 또는 이상인 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 기판 테이블의 하향 이동 동안 상기 기판 테이블에 대해 클램핑되지 않는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 일부분은 상기 기판 테이블의 하향 이동 동안 상기 기판 테이블에 대해 클램핑되는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 테이블의 일부분을 아래쪽을 향해 더 느린 가속도로 이동시킴으로써 상기 기판의 일부분은 상기 기판 테이블의 하향 이동 동안 상기 기판 테이블에 대해 고정되는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 테이블에 대해 상기 기판을 후속하여 클램핑하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 리소그래피 장치에서 수행되는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치의 투영 시스템을 이용하여 상기 기판 상으로 패턴을 투영하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 기판 테이블 및 위치설정기를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 기판 테이블은 기판을 지지하도록 구성되고, 상기 위치설정기는 상기 기판 테이블을 이동시키도록 구성되어, 상기 기판의 기준 프레임에서 상기 기판 테이블이 중력으로 인한 가속도의 적어도 10 %인 가속도로 아래쪽을 향해 가속되게 함에 따라, 상기 기판과 상기 기판 테이블 사이의 마찰력을 감소시켜, 상기 기판의 변형이 상기 기판으로부터 적어도 부분적으로 소멸될 수 있는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치설정기는 중력으로 인한 가속도의 적어도 50 %인 가속도로 아래쪽을 향해 상기 기판 테이블을 이동시키도록 구성되는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 위치설정기는 중력으로 인한 가속도와 같거나 그 이상인 가속도로 아래쪽을 향해 상기 기판 테이블을 이동시키도록 구성되는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 위치설정기는 중력으로 인한 가속도의 2 배 또는 이상인 가속도로 아래쪽을 향해 상기 기판 테이블을 이동하도록 구성되는 장치.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는,
    방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템;
    패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체 - 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있음 -;
    상기 기판 테이블; 및
    상기 기판의 타겟부 상으로 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하는 장치.
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