KR20150097715A - 리소그래피 장치를 위한 기판 지지체 및 리소그래피 장치 - Google Patents

리소그래피 장치를 위한 기판 지지체 및 리소그래피 장치 Download PDF

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KR20150097715A
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에릭 알레마르크
아드리아누스 코에보에츠
레이몬드 라파레
니콜라스 텐 카테
카를로 라위텐
한-광 니엔후이스
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

기판의 타겟부 상으로 EUV 방사선 빔을 투영하는 타입의 장치를 위한 기판 지지체가 개시된다. 기판 지지체는 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블, 기판 테이블을 지지하는 지지 블록 및 기판 테이블 주위에 배치된 커버 플레이트를 포함한다. 커버 플레이트의 최상면 및 기판 테이블에 장착된 기판의 최상면은 모두 실질적으로 동일한 레벨에 있다. 기판 지지체에 적어도 하나의 센서 유닛이 위치되며, 그 최상면 또한 커버 플레이트 및 기판의 레벨과 동일한 레벨에 있다. 또한, 이러한 기판 지지체를 포함하는 EUV 리소그래피 장치가 개시된다.

Description

리소그래피 장치를 위한 기판 지지체 및 리소그래피 장치{SUBSTRATE SUPPORT FOR A LITHOGRAPHIC APPARATUS AND LITHOGRAPHIC APPARATUS}
본 출원은 2012년 12월 17일에 출원된 미국 가출원 61/738,344 및 2013년 9월 4일에 출원된 미국 가출원 61/873,806의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
본 발명은 리소그래피 장치 및 리소그래피 장치를 위한 기판 지지체에 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.
리소그래피는 IC 및 다른 디바이스들 및/또는 구조체들을 제조하는데 있어서 핵심 단계들 중 하나로서 널리 인식되어 있다. 하지만, 리소그래피를 이용하여 만들어지는 피처들의 치수가 더 작아짐에 따라, 리소그래피는 소형 IC 또는 다른 디바이스들 및/또는 구조체들이 제조될 수 있게 하는 더 결정적인 인자가 되고 있다.
패턴 프린팅의 한계들의 이론적 추정은 수학식 (1)로 나타낸 바와 같은 분해능(resolution)에 대한 레일리 기준(Rayleigh criterion)에 의해 설명될 수 있다:
Figure pct00001
(1)
여기서, λ는 사용되는 방사선의 파장이고, NA는 패턴을 프린트하는데 사용되는 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)이며, k1은 레일리 상수라고도 칭하는 공정 의존성 조정 인자이고, CD는 프린트된 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식 (1)에 따르면, 피처들의 프린트가능한 최소 크기의 감소는 세 가지 방식으로, 즉 노광 파장 λ를 단축시키거나, 개구수 NA를 증가시키거나, k1의 값을 감소시킴으로써 얻어질 수 있다.
노광 파장을 단축시키고, 이에 따라 프린트가능한 최소 크기를 감소시키기 위해, 극자외(EUV) 방사선 소스를 사용하는 것이 제안되었다. EUV 방사선은 5 내지 20 nm의 범위, 예를 들어 13 내지 14 nm의 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 또한, 10 nm 미만, 예를 들어 5 내지 10 nm의 범위, 예컨대 6.7 nm 또는 6.8 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선이 사용될 수 있음이 제안되었다. 이러한 방사선은 극자외 방사선 또는 연질 x-선 방사선(soft x-ray radiation)이라 칭해진다. 가능한 소스들로는, 예를 들어 레이저-생성 플라즈마 소스들(laser-produced plasma sources), 방전 플라즈마 소스들(discharge plasma sources), 또는 전자 저장 링(electron storage ring)에 의해 제공된 싱크로트론 방사선(synchrotron radiation)에 기초한 소스들을 포함한다.
EUV 방사선은 플라즈마를 이용하여 생성될 수 있다. EUV 방사선을 생성하는 방사선 시스템은 플라즈마를 제공하는 연료를 여기(excite)시키기 위한 레이저, 및 플라즈마를 수용하기 위한 소스 컬렉터 장치를 포함할 수 있다. 플라즈마는, 예를 들어 적합한 재료(예를 들어, 주석)의 입자와 같은 연료, 또는 Xe 가스 또는 Li 증기와 같은 적합한 가스 또는 증기의 스트림에 레이저 빔을 지향시킴으로써 생성될 수 있다. 이로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 방사선 컬렉터는, 방사선을 수용하고 방사선을 빔으로 포커싱하는 거울 수직 입사 방사선 컬렉터(mirrored normal incidence radiation collector)일 수 있다. 소스 컬렉터 장치는 플라즈마를 지지하기 위한 진공 환경을 제공하도록 배치된 인클로징 구조체(enclosing structure) 또는 챔버를 포함할 수 있다. 이러한 방사선 시스템은 통상적으로 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스라고 칭해진다.
웨이퍼 테이블 및 지지체를 수용하는 환경 및 투영 광학기를 수용하는 챔버는, 웨이퍼 테이블 환경으로부터의 오염물들이 투영 광학기 챔버에 들어가는 것을 방지하는 가스 록 메커니즘(gas lock mechanism)에 의해 분리될 수 있다. 가스 유동이 가스 록 메커니즘으로부터 아래의 웨이퍼 스테이지 상으로 방출되며, 이는 웨이퍼 스테이지에 열 부하를 유도한다. 이 열 부하는 웨이퍼 스테이지에 걸쳐 항상 일정하지 않을 수 있으며, 웨이퍼 스테이지의 위치에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 가스 록 메커니즘이 센서[예를 들어, 투과 이미지 센서(TIS) 플레이트] 위에 있을 때, 열 부하는 더 높게 나타날 수 있다.
센서 및/또는 웨이퍼 그 자체와 같은 웨이퍼 스테이지의 요소들 상에 가스 록 메커니즘으로부터 방출된 가스들에 기인하는 열 부하를 감소시키는 것이 바람직하다.
제 1 실시예는 기판의 타겟부 상으로 EUV 범위 또는 더 작은 파장을 갖는 방사선 빔을 투영하는 타입의 장치를 위한 기판 지지체를 제공하며, 상기 기판 지지체는 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블, 기판 테이블을 지지하는 지지 블록(support block), 적어도 하나의 센서 유닛, 및 기판 테이블 및 센서 유닛(들) 주위에 배치된 커버 플레이트 - 커버 플레이트의 최상면, 센서 유닛(들)의 최상면, 및 기판 테이블에 장착될 때의 기판의 최상면은, 모두 실질적으로 동일한 레벨에 있음 - 를 포함한다. 본 명세서에서 EUV 범위라는 것은, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선을 의미한다.
또 다른 실시예는 리소그래피 장치를 제공하며, 상기 리소그래피 장치는: 제 1 실시형태의 기판 지지체, 기판 지지체에 의해 지지된 기판의 타겟부 상으로 EUV 방사선 빔을 투영하도록 구성되고 투영 챔버 내에 배치된 투영 시스템, 투영 챔버로부터 EUV 방사선 빔을 투과시키면서, 오염물들이 투영 챔버에 들어가는 것을 막는 가스 록 메커니즘을 포함한다.
또 다른 실시예는,
기판 지지체 - 상기 기판 지지체는:
기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
기판 테이블을 지지하도록 구성된 지지 블록;
적어도 하나의 센서 유닛; 및
기판 테이블 및 적어도 하나의 센서 유닛 주위에 배치된 커버 플레이트를 포함하고, 커버 플레이트는 기판 테이블 상에서의 가스 유동에 대한 증가된 저항을 유도하도록 구성되고 위치됨 -;
챔버 내의 광학 시스템; 및
오염물들이 챔버에 들어가는 것을 막는 가스 록 메커니즘을 포함하는 장치를 제공한다.
본 명세서의 리소그래피 장치는, 예를 들어 메트롤로지/검사에 사용되는 장치들을 포함하여, 리소그래피 공정에 사용되는 여하한의 장치이다.
첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들이 아래에 자세히 설명된다. 본 발명은 여기에 설명된 특정 실시예들로 제한되지 않음을 유의한다. 이러한 실시예들은 본 명세서에서 단지 예시의 목적으로만 제시된다. 관련 기술(들)의 당업자라면, 본 명세서에 담긴 기술적 내용에 기초하여 추가 실시예들이 행해질 수 있음을 알 수 있을 것이다.
본 명세서에 포함되며 명세서의 일부분을 형성하는 첨부된 도면들은 본 발명을 예시하며, 또한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하고, 관련 기술(들)의 당업자가 본 발명을 실시 및 이용할 수 있게 하는 역할을 한다. 첨부된 도면들을 참조하여, 단지 예시로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 투영 광학기를 갖는 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 도 1의 장치의 상세도;
도 3은 도 2에 도시된 소스 구성부(source arrangement)에 대한 대안적인 소스 구성부를 개략적으로 도시한 도면;
도 4a는 알려진 기판 지지 구성부(substrate support arrangement)의 일 예시를 나타낸 도면;
도 4b는 도 4a의 기판 지지 구성부를 이용한 가스 유동을 예시한 도면;
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 지지 구성부를 나타낸 도면;
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 기판 지지 구성부들을 나타낸 도면;
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 기판 지지 구성부들을 나타낸 도면;
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 지지 구성부들을 나타낸 도면; 및
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 기판 지지 구성부들을 나타낸 도면이다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 도면들과 연계될 때 아래에 설명된 상세한 설명으로부터 더 잘 이해할 수 있을 것이며, 동일한 참조 부호들은 전반에 걸쳐 대응하는 요소들과 동일하게 취급된다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다.
본 명세서는 본 발명의 특징부들을 포함하는 1 이상의 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예(들)는 단지 본 발명을 예시한다. 본 발명의 범위는 개시된 실시예(들)로 제한되지 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.
본 명세서에서, "하나의 실시예", "일 실시예", "예시적인 실시예" 등으로 설명된 실시예(들) 및 이러한 언급들은, 설명된 실시예(들)가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 반드시 포함하는 것은 아닐 수 있음을 나타낸다. 또한, 이러한 어구들이 반드시 동일한 실시예를 칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성이 일 실시예와 연계하여 설명되는 경우, 이러한 특징, 구조 또는 특성의 다른 실시예들에 대한 연계성은 명시적으로 설명되든지 그렇지 않든지 간에 당업자의 지식 내에 있음을 이해한다.
본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이의 여하한의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 1 이상의 프로세서들에 의해 판독 및 실행될 수 있는 기계-판독가능한 매체에 저장된 명령어들로서 구현될 수 있다. 기계-판독가능한 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하는 여하한의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독가능한 매체는 ROM(read only memory); RAM(random access memory); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스; 전기적, 광학적, 음향적 또는 다른 형태의 전파 신호 등을 포함할 수 있다. 더욱이, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어들은 본 명세서에서 소정 작업을 수행하는 것으로서 설명될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의를 위한 것이며, 이러한 작업들은 실제로 컴퓨팅 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스들에 기인한다는 것을 이해하여야 한다.
하지만, 이러한 실시예들을 더 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 컬렉터 모듈(SO)을 포함하는 리소그래피 장치(LAP)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는: 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 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 여하한의 그 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 부여하는 데 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, 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 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 가스들은 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.
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 있거나, 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 방사선 빔을 수용한다. EUV 광을 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 여기시키는 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 여기를 위해 레이저 빔을 제공하는 데 CO2 레이저가 사용되는 경우, 레이저 및 소스 컬렉터 모듈은 별도의 개체들일 수 있다.
이러한 경우, 레이저는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로 레이저로부터 소스 컬렉터 모듈로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 소스가 흔히 DPP 소스라고 칭해지는 방전 생성 플라즈마 EUV 생성기인 경우, 소스는 소스 컬렉터 모듈의 통합부일 수 있다.
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 및 퓨필 거울 디바이스(facetted field and 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) 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 타겟부들(C)을 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, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, 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 X 및/또는 Y 방향으로 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)는 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 이용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 매 이동 후에, 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 이용될 수도 있다.
도 2는 소스 컬렉터 모듈(SO), 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 장치(100)를 더 자세하게 도시한다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 소스 컬렉터 모듈(SO)의 인클로징 구조체(220)에 진공 환경이 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. 마찬가지로, 시스템들(IL 및 PS)도 그들 자신의 진공 환경들 내에 수용된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(2)는 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스에 의해 형성될 수 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)의 기능은, 플라즈마(2)로부터의 EUV 방사선 빔(20)이 가상 소스 지점에 포커싱되도록 플라즈마(2)로부터의 EUV 방사선 빔(20)을 전달하는 것이다. 가상 소스 지점은 통상적으로 중간 포커스(IF)라고 칭해지며, 소스 컬렉터 모듈은 중간 포커스(IF)가 인클로징 구조체(220)의 개구부(221)에 또는 그 부근에 위치되도록 구성된다. 가상 소스 지점(IF)은 방사선 방출 플라즈마(2)의 이미지이다.
중간 포커스(IF)의 어퍼처(221)로부터, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 이는 이 예시에서 패싯 필드 거울 디바이스(22) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(24)를 포함한다. 이러한 디바이스들은 소위 "플라이 아이(fly's eye)" 일루미네이터를 형성하며, 이는 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 세기의 원하는 균일성뿐만 아니라, 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 빔(21)의 원하는 각도 분포를 제공하도록 배치된다. 지지 구조체(마스크 테이블)(MT)에 의해 유지되는 패터닝 디바이스(MA)에서 빔(21)이 반사될 때, 패터닝된 빔(26)이 형성되며, 패터닝된 빔(26)은 투영 시스템(PS)에 의해 반사 요소들(28, 30)을 거쳐 웨이퍼 스테이지 또는 기판 테이블(WT)에 의해 유지된 기판(W) 상으로 이미징된다. 기판(W)의 타겟부(C)를 노광시키기 위해, 방사선의 펄스들이 기판 테이블(WT)에 생성되며, 마스크 테이블(MT)은 동기화된 이동들(266, 268)을 수행하여 조명 슬릿을 통해 패터닝 디바이스(MA)의 패턴을 스캐닝한다.
각각의 시스템(IL 및 PS)은 인클로징 구조체(220)와 유사한 인클로징 구조체들에 의해 정의된 그 자신의 진공 또는 거의-진공 환경 내에 배치된다. 일반적으로, 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)에는 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수 있다. 또한, 도면들에 도시된 것보다 더 많은 거울들이 존재할 수 있다. 예를 들어, 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에는 도 2에 도시된 요소들 외에도 1 개 내지 6 개의 추가 반사 요소들이 존재할 수 있다.
소스 컬렉터 모듈(SO)을 더 자세히 고찰하면, 레이저(223)를 포함하는 레이저 에너지 소스가 크세논(Xe), 주석(Sn) 또는 리튬(Li)과 같은 연료 내로 레이저 에너지(224)를 축적(deposit)하도록 배치되어, 수십 eV의 전자 온도를 갖는 고도로 이온화된 플라즈마(2)를 생성한다. 더 높은 에너지의 EUV 방사선이 다른 연료 재료, 예를 들어 Tb 및 Gd로 생성될 수 있다. 이러한 이온들의 탈-여기(de-excitation) 및 재조합(recombination) 동안 생성된 활성 방사선(energetic radiation)이 플라즈마로부터 방출되고, 근-수직 입사 컬렉터(near-normal incidence collector: 3)에 의해 수집되며, 어퍼처(221)에 포커싱된다. 플라즈마(2) 및 어퍼처(221)는 각각 컬렉터(CO)의 제 1 및 제 2 초점들에 위치된다.
도 2에 도시된 컬렉터(3)는 단일 곡선형 거울이지만, 컬렉터는 여타의 형태들을 취할 수 있다. 예를 들어, 컬렉터는 2 개의 방사선 수집면들을 갖는 슈바르츠실트 컬렉터(Schwarzschild collector)일 수 있다. 일 실시예에서, 컬렉터는 서로 포개지는(nested within one another) 실질적으로 원통형의 복수의 반사기들을 포함하는 스침 입사 컬렉터(grazing incidence collector)일 수 있다. 스침 입사 컬렉터는 DPP 소스의 사용에 적합할 수 있다.
예를 들어, 액체 주석인 연료를 전달하기 위해, 액적 생성기(226)가 인클로저(220) 내에 배치되며, 플라즈마(2)의 원하는 위치를 향해 액적들의 고주파수 스트림(228)을 발사하도록 배치된다. 작동 시, 방사선의 임펄스들을 전달하여 각각의 연료 액적을 플라즈마(2)로 전환하기 위해, 레이저 에너지(224)가 액적 생성기(226)의 작동과 동기(synchronism)로 전달된다. 액적들의 전달의 주파수는 수 킬로헤르츠, 예컨대 50 kHz일 수 있다. 레이저 에너지(224)는 전환 효율을 향상시키기 위해 적어도 2 개의 펄스들로 전달될 수 있다: 연료 재료를 작은 클라우드(cloud)로 기화시키기 위해 액적이 플라즈마 위치에 도달하기 전에 제한된 에너지를 갖는 예비 펄스(pre pulse)가 액적에 전달되고, 이후 플라즈마(2)를 생성하기 위해 레이저 에너지(224)의 메인 펄스가 원하는 위치에서 클라우드로 전달된다. 예비 펄스 및 메인 펄스는 동일한 레이저 소스로부터 또는 상이한 레이저 소스들로부터 전달될 수 있다. 어떠한 이유로 플라즈마로 전환되지 않은 연료를 포획하기 위해, 트랩(230)이 인클로징 구조체(220)의 반대쪽에 제공된다.
대안적인 구성(예시되지 않음)에서는, (예를 들어, 핀치 효과를 통해) 전기 방전의 부분적으로 이온화된 플라즈마를 광축 상에서 붕괴시킴으로써 EUV 방사선이 생성될 수 있다. 이러한 소스는 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스라고도 칭해질 수 있다. EUV 방사선 방출 플라즈마를 생성하기 위해, Xe, Li, Sn 증기 또는 여타의 적합한 가스 또는 증기의, 예를 들어 10 Pa의 분압이 사용될 수 있다.
도 3은 도 2에 예시된 소스 구성부 대신에 사용될 수 있는 대안적인 LPP 소스 구성부를 나타낸다. 가장 큰 차이는, 메인 펄스 레이저 빔이 중간 포커스 지점(IF)의 방향으로부터 연료 액적 상으로 지향되어, 수집된 EUV 방사선이 일반적으로 메인 레이저 펄스가 수용된 방향으로 방출된다는 점이다. 도 3은 [렌즈 또는 폴딩 거울(folding mirror)과 같은] 적어도 하나의 광학 요소(33)를 통해 플라즈마 생성 장소(32)로 전달되는 메인 펄스 빔(31)을 방출하는 메인 레이저(30)를 나타낸다. EUV 방사선(34)은 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스들에 사용되는 컬렉터들과 같은 스침 입사 컬렉터(35)에 의해 수집된다. 또한, 예비 펄스 레이저 빔(38)을 방출하도록 작동가능한 예비 펄스 레이저(37), 및 1 이상의 정지 포일 트랩들 및/또는 회전 포일 트랩을 포함할 수 있는 잔해물 트랩(debris trap: 36)이 도시되어 있다.
당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 기준 축들(X, Y 및 Z)은 장치, 이의 다양한 구성요소들 및 방사선 빔들(20, 21, 26)의 지오메트리 및 동작(behavior)을 측정하고 설명하기 위해 정의될 수 있다. 장치의 각 부분에서, X, Y 및 Z 축들의 국부적인 기준 프레임이 정의될 수 있다. Z 축은 시스템의 주어진 지점에서 방향 광축(O)과 대체로 일치하고(broadly coincides), 일반적으로 패터닝 디바이스(레티클)(MA)의 평면에 대해 수직이며 기판(W)의 평면에 대해 수직이다. 소스 컬렉터 모듈에서, X 축은 연료 스트림(228)의 방향과 대체로 일치하는 한편, Y 축은 이와 직교하며, 도 2에 예시된 바와 같이 페이지로부터 나오는 방향이다. 한편, 레티클(MA)을 유지하는 지지 구조체(MT)의 부근에서, X 축은 일반적으로 Y 축으로 정렬되는 스캐닝 방향에 대해 횡방향(transverse)이다. 편의상, 개략적인 도 2의 이 영역에서, X 축은 마찬가지로 표시된 바와 같이 페이지로부터 나오는 방향이다. 이러한 지정(designation)들은 당업계에서 통상적이며, 편의를 위해 본 명세서에 채택될 것이다. 원칙적으로는, 장치 및 이의 동작을 설명하기 위해 여하한의 기준 프레임이 선택될 수 있다.
본 명세서에는 예시되어 있지 않지만, 전체적으로 리소그래피 장치 및 소스 컬렉터 모듈의 작동에 중요한 다수의 추가 구성요소들이 통상적인 장치에 존재한다. 이러한 구성요소들은, 예를 들어 연료 재료의 침적물들이 컬렉터(3) 및 다른 광학기의 성능을 저하 또는 손상시키는 것을 방지하기 위해, 에워싸인 진공 내에서 오염의 영향들을 감소 또는 경감시키는 구성부들을 포함한다. 자세히 설명되지는 않지만 존재하는 다른 특징부들은 모두 리소그래피 장치의 다양한 구성요소들 및 서브-시스템들의 제어에 관여하는 센서들, 제어기들 및 액추에이터들이다.
레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스 또는 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스를 이용할 때, 빠른 이온들 및/또는 중성 입자들[예를 들어, Sn(주석)]과 같은 잔해물의 형태로 오염물이 생성될 수 있다. 이러한 잔해물은 컬렉터(3)의 반사면(들)에 축적될 수 있어, 컬렉터가 반사율을 잃게 됨에 따라, 컬렉터의 효율성을 감소시킬 수 있다. 또한, 잔해물에 의한 오염은 리소그래피 장치의 다른 반사 구성요소들[예를 들어, 거울들(22, 24, 28, 30) 또는 패터닝 디바이스(MA)]이 시간이 지남에 따라 반사율을 잃게 한다. 리소그래피 장치의 스루풋은 노광되는 기판에 입사하는 EUV 방사선의 세기에 의존한다. 리소그래피 장치의 컬렉터 또는 다른 반사면들 상의 잔해물의 축적으로 인해 발생하는 반사율의 여하한의 감소는 리소그래피 장치의 스루풋을 감소시킬 수 있다.
동적 가스 록(Dynamic Gas Lock :DGL)과 같은 가스 록 메커니즘은, 다르게 분리된 투영 광학기(PO) 챔버 환경[이는 도 2의 투영 시스템(PS)의 광학기를 포함하는 챔버임]과 웨이퍼 스테이지(WS) 환경 사이의 공유된 개구부이다. 또한, DGL이라고도 하는 가스 록 메커니즘은 제 1 및 제 2 단부를 포함하는 중공의 몸체(hollow body)를 가질 수 있으며, 상기 몸체는 제 1 단부로부터 제 2 단부로 EUV 방사선 빔의 경로 주위로 실질적으로 연장된다. 중공의 몸체는 상기 몸체 내에 가스 유동을 생성하도록 구성된 가스 유동 유닛과 연통(communication)할 수 있다. 이러한 가스 유동 유닛을 이용하면, 가스 유동이 중공의 몸체에 제공될 수 있으며, 가스 유동은 제 1 및 제 2 단부 둘 모두를 통해, 즉 PO 챔버 환경 및 WS 환경 둘 모두를 향해 중공의 몸체를 빠져나간다. 그 결과, 중공의 몸체 내부의 가스는 PO 챔버 환경과 WS 환경 사이에 가스-타입 방벽을 제공한다.
투영 시스템은 원자 레벨로 제어되는 표면 평탄도를 갖는 반사 광학기(예를 들어, 거울)로 구성될 수 있다. 이러한 광학기는 투영 광학기 챔버에 들어가 광학기의 표면을 오염시키는 분자들에 의해 쉽게 손상될 수 있다. 그러므로, PO 챔버와 웨이퍼 스테이지 환경 둘 모두는 작동 시 매우 높은 진공 레벨(예를 들어 2 내지 15 Pa의 범위) 하에 있을 수 있지만, 투영 광학기(PO) 챔버는 투영 광학기 챔버에 들어가는 웨이퍼 스테이지[예를 들어, 레지스트로부터의 아웃-개싱(out-gassing)]로부터의 오염물들을 방지하기 위해 웨이퍼 스테이지 환경보다 높은 압력으로 유지될 수 있다. 대안적으로, DGL 내로 가스를 주입함으로써, 오염물들이 웨이퍼 스테이지 환경에 들어가는 것이 방지될 수 있다. DGL에 이용되는 가스는, 투영 빔(예를 들어, EUV)의 방사선을 실질적으로 흡수하지 않는 한편, 오염물들에 대해 실질적으로 낮은 확산 계수를 갖도록 해야 한다. DGL에 이용될 수 있는 이러한 가스들의 예시로는 수소, 아르곤, 크립톤 및 헬륨을 포함한다.
DGL은 웨이퍼(및 웨이퍼 테이블 - 흔히 클램프라고도 함) 및 투과 이미지 센서(TIS) 플레이트와 같은 여하한의 이웃하는 센서 지지체/플레이트 둘 모두에 - 둘 중 어느 것이 DGL 개구부 아래에 위치되는지에 따라 - 열 부하를 생성한다. TIS 플레이트는, 리소그래피 시스템의 마스크(MA) 및 투영 렌즈 시스템(PS)의 위치에 대한 웨이퍼의 정확한 위치설정에 이용되는, 투과 이미지 감지 시스템에 사용하기 위한 1 이상의 센서들 및 마커들을 포함하는 센서 유닛이다. 이 열부하의 근본적인 원인은 표면 상으로의 가스의 충돌, 즉 WS 환경을 향한 가스 유동 유닛의 앞서 언급된 가스 유동이다. 이 가스에 의해 생성된 절대 열 부하는 각각 웨이퍼 또는 TIS 플레이트와 충돌하는 가스의 유량(flow rate) 및 온도에 의존한다. 이 유량은 투영 광학기 측을 향하는 유동(통상적으로, 상향 유동)과 웨이퍼 스테이지 측을 향하는 유동(통상적으로, 하향 유동) 간의 DGL 유동의 분배에 의존한다.
도 1의 위치설정기(PW) 및 웨이퍼 테이블(WT) 구성부는, 지지 블록 및 웨이퍼 테이블을 이동시키기 위해 지지 블록 밑에 액추에이터들을 갖는, 지지 블록에 의해 지지되는 웨이퍼 테이블을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 지지 블록은 위치 감지를 위한 레이저 빔을 반사시키는 반사 코팅을 갖는 유리의 블록을 포함할 수 있으며, 통상적으로 거울 블록이라고 칭해진다. "f-팩터(factor)"는, DGL 내로 주입된 유량과 비교되는, DGL에서 웨이퍼 스테이지로의 유량의 비이다. 이 f-팩터 및 이에 따른 투영 광학기 측과 웨이퍼 스테이지 측 간의 유동 분배는 하향(WS 측) 유동에 의해 겪게 되는 유동 저항 및 결과적으로 지지 블록 위치에 의존한다.
도 4a에서 알 수 있는 바와 같이, TIS 플레이트(430) 및 웨이퍼/웨이퍼 클램프는 지지 블록 표면으로부터 돌출되어 있다. 이것이 바람직하게 보일 수 있는 다수의 이유들이 존재한다. 이러한 설계는, 더 낮은 유동 저항 및 이에 따른 DGL로부터 아래로의 더 높은 가스 유량을 유도하고, 결과적으로 오염의 더 양호한 거절(rejection)을 유도한다. 또한, 모듈들[센서들, 케이블류(cabling) 및 튜브류(tubing)]의 접근 및 서비스가 용이하다. 하지만, TIS 플레이트 및 웨이퍼/웨이퍼 클램프 둘 모두가 지지 블록 표면으로부터 돌출되어 있고, TIS 플레이트가 웨이퍼 테이블보다 작기 때문에, 아래쪽으로 지향되는 DGL 유동은 웨이퍼가 DGL 아래에 위치될 때보다 TIS가 DGL 아래에 위치될 때 훨씬 더 클 것이다. 이는, DGL이 TIS 플레이트 위에 있는 동안 유동에 의해 겪게 되는 더 작은 유동 저항 때문이다. 결과적으로, 이는 TIS 플레이트에 더 큰 열 부하를 유도하며, 이는 정렬 및 로트 보정(lot correction)을 방해한다.
도 4a 및 도 4b는 이러한 문제점을 예시한다. 도 4a는 알려진 EUV 웨이퍼 스테이지 구성부의 일 예시를 나타낸다. 이는 웨이퍼 테이블(410) 상의 웨이퍼(400)를 포함하며, 웨이퍼 테이블은 지지 블록(또는 지지 블록)(420)에 장착된다. 또한, TIS 플레이트(430)가 지지 블록(420) 상에 도시되어 있다. 여기서는 예시를 위해 TIS 센서 플레이트들이 도시되어 있지만, 본 명세서의 개념들은 어떤 특정한 센서 타입으로 제한되지 않으며, TIS 플레이트들(430) 중 하나 또는 둘 모두 대신 상이한 센서 유닛들을 갖는 구성부들을 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 센서 유닛들은 지지 블록(420)에 커플링될 수 있으며, 심지어는 지지 블록에 통합될 수도 있다.
도 4b는, 웨이퍼(400) 상의 제 1 위치(실선)에 DGL(440)을 갖고, TIS 플레이트(430) 상의 제 2 위치(점선)에 DGL(440')을 갖는 도 4a의 구성부를 (AA를 따른 단면으로) 나타낸다. 화살표들(445)은 DGL이 웨이퍼(400) 상에 위치될 때 DGL로부터의 하향(WS 측) 유동을 나타낸다. 화살표들(445')은 DGL이 TIS 플레이트(430) 상에 위치될 때 DGL로부터의 하향(WS 측) 유동을 나타낸다. 유동 패턴(445)이 유동 패턴(445')과 상이함을 알 수 있다. 이는, DGL이 TIS 플레이트(430) 상에 있을 때에 비해 DGL(440)이 웨이퍼(400) 상에 있을 때 더 큰 유동 저항을 유도한다.
웨이퍼 에지가 DGL 아래에 있을 때 유사한 상황이 발생한다. 웨이퍼 에지에서의 유동 저항이 웨이퍼의 중심에 비해 감소되며, 따라서 열 부하를 증가시킨다. 실제로, 웨이퍼 스테이지에 대한 질량 유량(mass flow) 및 이에 따른 웨이퍼 상의 열 부하는 '다이' 의존적이며, 이는 노광 시 동적 비-균일 열 부하(dynamic non-uniform heat loads)를 유도한다.
도 5a 및 도 5b는 상기의 문제점을 해결하기 위해 시도한 척 구성부(chuck arrangement)를 나타낸다. 이러한 구성부는 도 1의 위치설정기(PW) 및 지지 구조체(WT)에 의해 나타내어진다. 이는 지지 블록(420) 상에 커버 플레이트(450)를 추가한 척 구성부를 나타낸다. 커버 플레이트(450)는 웨이퍼 테이블(410) 및 TIS 플레이트들(430)을 위한 개구부들을 포함한다. 커버 플레이트(450)의 최상면은 지지 블록 조립체의 최상면과 수평을 유지하기 위해 웨이퍼(400) 및 TIS 플레이트들(430)과 대등할 수 있다. 커버 플레이트(450)는 지지 블록(420)과 별도로 형성되며, 지지 블록(420)에 의해 지지된다. 도 5b의 도시된 화살표들은 통상적인 DGL(440)의 가스 유동을 예시한다. 따라서, 본 명세서에서 커버 플레이트(450)의 "커버"라는 용어는, 웨이퍼 스테이지 요소들(존재한다면 웨이퍼, 센서들)을 둘러싸도록 웨이퍼 스테이지의 부분들을 덮는다는 의미를 갖는다.
커버 플레이트(450)의 추가는, TIS가 DGL(440) 아래에 있을 때 그리고 (중심 또는 에지이든지 간에) 웨이퍼가 DGL(440) 아래에 있을 때 겪게 되는 유동 저항을 같게 하는데 도움을 준다. 이는, 도 4b의 구성부에 비해, TIS 플레이트(430)가 DGL(440) 아래에 있을 때 겪게 되는 유동 저항을 증가시켜, 지지 블록 조립체의 전체 최상면에 걸쳐 더 균질한 f-팩터가 유도되게 한다. 그 결과로서, TIS에서의 유동이 감소하여, TIS 플레이트(430)에 더 작은 열 부하 효과를 유도하며, 이는 개선된 정렬 정확성(이에 따른 유익한 오버레이)을 가져온다.
또한, 커버 플레이트는, DGL(440)이 웨이퍼(400)로부터 TIS 플레이트(430)로 이동될 때 웨이퍼 테이블(410) 및 TIS 플레이트(430)의 측벽들 및 지지 블록(420)의 최상면에 DGL(440)의 가스 유동이 바로 닿는 것을 방지한다. 이는, 다수의 동적 에지 효과들을 방지하고, 이러한 에지들을 향하는 열 전달을 감소시키는데 도움을 준다.
또한, 더 안정한 하향 유동은 투영 광학기 챔버를 향하는 더 안정한 유동을 유도하며, 이는 투영 광학기 챔버 온도를 안정화하고 오염을 감소시킬 수 있다(유동 변화가 일어날 때 오염물들이 표면들로부터 떨어져 나온다). 또한, 유동이 더욱 예측가능할 수 있어, 개선된 설계를 유도할 수 있다.
또한, 평탄한 커버 플레이트를 추가하는 것 이외에도, 커버 플레이트의 최상면에 또 다른 구조체들을 추가하는 것도 가능하다. 이러한 구조체들은, 예를 들어 열 적응 계수(thermal accommodation coefficient)와 관련하여 유동에 영향을 주는 표면 마이크로구조체(surface microstructure)(거칠기)를 포함할 수 있다. 이러한 마이크로구조체들은 여하한의 개수의 상이한 형상 또는 치수를 가질 수 있다. 이러한 표면 마이크로구조체는 일 특정 예시에서 홈이 파인 표면(grooved surface)을 포함할 수 있다. 일 예시에서, 구조체들의 높이는 약 마이크로미터 크기일 수 있다. 또 다른 예시에서, 구조체들은 가스 분자들의 평균 자유 경로의 치수(order), 즉 수 mm 이하일 수 있다. 또는, 구조체들은 여타의 적합한 치수일 수 있다. 도 6a는 이러한 표면 프로파일을 갖는 커버 플레이트(450')를 갖는 척 구성부를 도시한다.
또한, 예를 들어 TIS(또는 여타의 센서) 주위에 높이 단차(height step) 또는 프로파일을 갖는 림(rim)과 같은 매크로-구조체(macro-structure)들을 추가하여, DGL이 TIS 위에 있는 동안 f-팩터를 더욱 감소시킬 수 있다. 이는, DGL이 TIS 위에 있을 때 레지스트 오염이 관련되지 않게 할 수 있으며, 결과적으로 f-팩터가 안전하게 감소될 수 있다. 이는 DGL이 여하한의 센서 위에 있을 때의 경우이며, 따라서 어떠한 센서라도 이러한 림이 유익할 수 있다. 도 6b는 각각의 TIS 플레이트(430) 주위에 림(455)을 갖는 척 구성부를 도시한다.
커버 플레이트의 도입은 또 다른 기능에 대한 기회를 제공한다. 도 7a 내지 도 7c는 이러한 추가 기능이 제공된 세 가지 예시를 나타낸다.
도 7a는 추가 센서들(460)이 커버 플레이트(450) 내에 포함된 일 예시를 나타낸다. 이러한 센서들은 캘리브레이션 센서(calibration sensors), 온도 센서, 압력 센서, 열 플럭스 센서(heat flux sensors) 및/또는 오염 센서["스니퍼(sniffers)"]를 포함할 수 있다. 이러한 센서들은 단지 예시로만 언급되며, 이러한 나열이 전부가 아님을 이해하여야 한다.
도 7b는 커버 플레이트(450)가 열 제어, 예를 들어 1 이상의 컨디셔닝 도관( conditioning conduit: 470)을 제공하도록 배치된 컨디셔닝 요소들을 포함하는 일 예시를 나타낸다. 이러한 컨디셔닝 도관들은 가열 파이프들 또는 냉각 파이프들을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 커버 플레이트(450)는 국부 온도를 조정하는 국부 가열기들 또는 [펠티에(Peltier)] 냉각기들을 포함할 수 있다.
도 7c는 커버 플레이트(450)가 가스 추출을 제공하는 일 예시를 나타낸다. 커버 플레이트는 가스를 추출하는 가스 추출 채널들(475)을 포함한다(화살표들은 추출 시 가스 방향을 나타낸다). (아웃개싱 및 WS 둘 모두로부터의) 오염물들 및 (웨이퍼 테이블로부터의) 입자들을 제거하도록, 가스가 플레이트 내에서 추출될 수 있다. 또한, 열을 제거하고, 커버 플레이트(450)와 웨이퍼(400) 사이의 여하한의 온도 차이를 감소시키기 위해, 가스가 추출될 수도 있다. 가스를 추출하는 또 다른 이유는, 가스 유동을 원하는 방향들로 규제하기 위한 것일 수 있다.
가스 추출에 대한 대안으로서, 채널들(475)을 갖는 동일한 커버 플레이트가 분출(blow)을 위해 사용될 수 있다(즉, 화살표들이 반전될 수 있다). 이는, 낮은 압력으로 인해 웨이퍼 테이블 환경으로부터 추출하는 것이 어려울 때 구현이 더 단순할 수 있다. 이러한 분출은 지지 블록 조립체 표면의[예를 들어, 커버 플레이트(450)와 TIS 플레이트(430)/웨이퍼(400) 사이의] 갭들을 완충(buffer)시킬 수 있다.
웨이퍼들을 노광하지 않는 동안 DGL(440)로부터의 하향유동의 열적 효과들을 완화시키기 위해, 예를 들어 TIS 플레이트(430) 주위에 또는 다른 어느 곳에 커버 플레이트(450)를 통해 의도한 가스 유동이 제공될 수 있다.
웨이퍼 위치에서 DUV(deep ultraviolet) 또는 다른 대역-외 방사선(EUV 이외의 방사선)을 필터링하기 위해, 필터 멤브레인(filter membrane)과 같이 DGL 조립체 상에서의 DUV 및/또는 대역-외 방사선을 필터링하는 필터 요소를 통합하는 것이 제안된다. 이러한 멤브레인들은 매우 얇으며, 기계의 통기 작업들(venting actions)(즉, 장치가 대기 압력이 되게 하기 위해 공기 또는 다른 타입의 가스를 기계 내로 도입하는 작업들)에 의해 잠재적으로 손상될 수 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 탈착가능한 멤브레인이 제안되었다. 탈착가능한 멤브레인을 구현하기 위해서는, 멤브레인 및 멤브레인 홀더를 위한 저장 위치(storage location)가 제공되어야 한다.
도 8a는 DGL(440)에 위치된 (홀더를 갖는) 이러한 탈착가능한 필터 멤브레인(485) 및 필터 멤브레인(485)을 위한 커버 플레이트(450) 내의 저장 인클로저(480)를 갖는 지지 블록 조립체 구성부를 도시한다. 인클로저(480) 내부에 멤브레인(485)을 저장하면, 통기 상태에서 웨이퍼 스테이지 이동 시 멤브레인을 차폐함에 따라, 통기 및 다른 서비스 작업 동안 그리고 멤브레인이 그 홀더에 클램핑되는 동안 멤브레인(485)을 보호한다. 도 8b는 인클로저(480) 내부에 저장되어 있는 멤브레인(485)을 자세히 나타낸다.
멤브레인 및 홀더(485)는, 예를 들어 자석(전자석)들에 의해 정상 작동 시 DGL(440)에 부착될 수 있다; 이후 홀더에 저장된다. 이는, 웨이퍼 로딩/언로딩에 도움을 주기 위해 일부 웨이퍼 테이블들에 사용되는 e-핀(e-pin)과 유사한 "e-핀" 구조체의 사용에 의해 DGL에 설치될 수 있다. 여기서는, 예를 들어 대상물 테이블로의 그리고 대상물 테이블로부터의 대상물의 로딩/언로딩 작동에 도움을 주는 리프팅 구조체를 나타내기 위해 e-핀 또는 e-핀 구조가 사용된다. 이러한 리프팅 구조체는, 웨이퍼 또는 대상물의 언로딩 이에 따른 리프팅 시 웨이퍼 테이블 또는 대상물 테이블의 상부면으로부터 선택적으로 연장될 수 있고, 다른 때에는 웨이퍼 테이블의 상부면과 동일 평면으로 또는 그 아래로 들어갈 수 있는 핀들과 같은 1 이상의 세장형 요소(elongated element)들을 포함할 수 있다.
도 8c는 e-핀들(490)을 이용하여 DGL(440)에 멤브레인(485)을 부착하는 특정 예시를 나타낸다. 이 예시에서는, 3 개의 e-핀들이 제공된다(하지만, 다른 개수도 가능함). e-핀들(490)은 멤브레인 홀더의 주변과 등각으로(conformal) 링("e-링") 내에 포함된다. e-핀들(490)은, DGL(440) 쪽으로 멤브레인(485)을 밀어, [예를 들어 자기적으로, DGL 또는 멤브레인 홀더 중 하나가 DGL 또는 멤브레인 홀더의 다른 하나를 끌어당기기 위해 하나의 또는 자석들(전자석들)을 포함하도록] 이를 배치시키기 위해 연장된다.
선택적으로, 고장이 난 경우에 적용가능한 예비 멤브레인(485)이 존재함에 따라 다음 서비스 작업까지 물리적인 교체가 연기될 수 있도록 커버 플레이트에 여분의(redundant)(예를 들어, 2 이상) 인클로저들(480)을 갖는 것이 고려된다.
상기의 실시예들은 커버 플레이트가 지지된 지지 블록과 별도인 커버 플레이트를 도시하였지만, 커버 플레이트 및 지지 블록은 단일 일체형 유닛일 수 있다.
또한, DGL로부터의 하향 유동의 열적 효과가 웨이퍼 스테이지 상의 열 부하의 주요 구성요소들 중 하나이지만, 다른 열 부하 구성요소들과 균형을 이루어 전체 웨이퍼 스테이지를 따라 더 양호한 열적 균일성을 달성하는 것이 바람직하다.
도 9a 및 도 9b는 상기에 도시된 EUV 웨이퍼 스테이지 구성부들의 또 다른 실시예를 도시한다. 상기 도면들은 웨이퍼(400) 위에 냉각 디스크(900)와 같은 냉각 요소를 도시한다. 냉각 디스크(900)는 가열 파이프(920) 및 펠티에 냉각기(910)에 의해 낮은 온도로 유지된다[냉각 디스크(900)의 냉각은 대안적인 수단에 의해 수행될 수 있다]. 또한, 국부화된 가열을 제공하기 위해 빠른 스위칭의 활성 가열 디바이스(fast switching active heating device)들이 도시된다. 도 9a에 도시된 특정 예시에서, 가열 디바이스들은 방사선(940)을 방출하는 LED 소스들(930)을 포함한다. 하지만, 충분히 빨리 스위칭된다면, 다른 디바이스들이 사용될 수 있다. 예를 들어, MEMS 디바이스가 대신 사용될 수 있다. 도 9b는 빠른 스위칭의 박막 가열기들(950)이 사용되는 대안적인 가열 구성부를 도시한다. 박막 가열기들(950)과 냉각 디스크(900) 사이에 절연 재료(960)가 배치된다.
웨이퍼는 웨이퍼 변형을 유도하는 열 부하를 겪게 된다. 이러한 열 부하는 웨이퍼에 걸쳐 균일하지 않으며, 오히려 연속한 영역들이 번갈아 더 높고 낮은 열 부하를 겪게 되는 것으로 나타났다. 이 효과는 주로 열 부하의 스위칭 온 및 오프 그리고 스캔 패턴에 의해 발생된다. 그 결과, 상이한 측정 오버레이 모양들 사이에 교번하는 웨이퍼 상의 특정적 "바둑판" 패턴이 생긴다. 예를 들어, 약 +2 nm 측정 오버레이를 나타내는 영역들은 약 -2 nm 측정 오버레이를 나타내는 영역들과 교번함을 알 수 있다.
도 9a 및 도 9b 구성부들은, 웨이퍼 스테이지를 통해 웨이퍼 온도를 컨디셔닝하는 것이 아니라, 웨이퍼 온도를 직접적으로 컨디셔닝함으로써 웨이퍼 변형을 감소시킨다. 냉각 디스크(900)가 웨이퍼(400) 위에 위치되며, 웨이퍼는 낮은 온도로(예를 들어 10 ℃ 미만, 가능하게는 5 ℃ 미만) 유지된다. 결과적으로, 냉각 디스크(900)는 웨이퍼에 (일정한) 음의 열 부하(negative heat load)를 부여한다. 이 음의 열 부하는 웨이퍼(400)로부터 멀리 그리고 냉각 디스크(900)를 향해 열 유동을 유도하여, 웨이퍼(400)로부터 에너지를 제거한다. 하나의 열 전달 메커니즘은 냉각 디스크와 웨이퍼 표면 간의 가스 매질을 통한 대류(convection)이며, 이는 DGL 가스 유동에 기인한다. 다른 열 전달 메커니즘은 방사선이다. 후자와 관련하여서는, 냉각 디스크(900)의 방사율(emissivity)이 고려되어야 한다. 냉각 디스크(900)에 높은 방사율 코팅을 제공하면, 열 전달 및 이에 따른 음의 열 부하의 크기가 증가한다. 하지만, 이는, 웨이퍼의 방사율이 상이한 노광 층들에 대해 다를 수 있음에 따라, 온도 센서들이 디스크의 온도를 적응(adapt)하도록 요구됨을 의미한다. 대안적으로, 낮은 방사율 코팅이 냉각 디스크(900)에 사용될 수 있다. 이는 이러한 구성이 웨이퍼 층들의 변동적 방사율에 대해 견실(robust)하도록 돕는다.
이 냉각 디스크(900)는 '퍼스트-웨이퍼-효과들('first-wafer-effects')을 방지하도록 돕는다. 이러한 효과들은 휴지(rest) 후 제 1 측정-노광 사이클 동안 그리고 후속 측정-노광 사이클들 동안 겪게 될 수 있는 상이한 열적 조건들에 기인한 효과들이다. 제 1 사이클 이후의 각각의 측정-노광 사이클에 대해, 이전의 사이클로부터의 잔열은 제 1 사이클 동안 겪게 되는 웨이퍼 온도에 비해 상이하게 웨이퍼 온도에 영향을 줄 수 있다. 이는, 3τ가 노광들 사이의 시간보다 클 때 일어날 수 있으며, 열 시간 상수(τ)는 시스템의 스텝 응답(step response)이 그 최종 [점근(asymptotic)] 값의 1-1/e ~ 63.2 %에 도달하는데 걸리는 시간을 나타낸다. 이는, 오버레이 페널티(overlay penalty)를 유도하는 제 1 층과 다른 층들 간의 상이한 클램프 동작(different clamp behavior)의 가능성이 존재함을 의미한다. 냉각 디스크는 테이블 상의 순 에너지를 감소시키며, 이는 (냉각 매질 유동으로부터의 유동-유도된 진동을 유발할 수 있는) 클램프의 적극적 냉각, 또는 심지어는 클램프의 활성 제어 세그먼트(active control segments)에 대한 필요성을 없앤다.
하지만, EUV 노광 부하의 스위칭 동작 및 음의 열 부하의 일정한 (DC) 동작은, 냉각 디스크(900)를 단독으로 이용할 때에만 바둑판 패턴이 유지될 것임을 의미한다. 이러한 문제점은, 노광 열 부하가 낮거나 없는(off) 시간 동안 웨이퍼의 활성의 빠른 스위칭과 직접적 가열을 제공하는 LED 스위칭가능한 가열 소스들(930, 950)에 의해 해결된다. 또한, 웨이퍼의 직접적 가열의 제공에 대한 대안으로서, LED 스위칭 가열 소스들이 냉각 디스크(900)의 국부적 가열을 제공하도록 구성될 수 있음을 유의한다. 이러한 추가적인 양의 열 부하(positive heat load)를 보상하기 위해, 냉각 디스크(900)는 활성 가열 없이 사용되는 경우에 요구되는 음의 부하에 비해 더 큰 음의 부하를 부여해야 한다. 이는, (예를 들어) 디스크(900) 영역을 증가시키거나, 디스크(900)를 더 낮은 온도로 유지하거나, DGL 가스 유동[및 이에 따른 디스크(900)와 웨이퍼(400) 간의 가스 압력]을 증가시킴으로써 행해질 수 있다. 박막 가열 소스들(950)의 예시에서, 이러한 음의 열 부하는 절연부(960)의 (꽤 작은) 효과를 보상하기 위해 LED 가열 소스들(930)의 예시에 대한 것보다 더 크게 만들어질 수 있다. 또한, 스위칭가능한 열 부하는 대응하는 효과를 위해 커버 플레이트에도 적용될 수 있다.
LED 가열 디바이스들(930)에 의해 방출되는 파장은 광이 물에 흡수되도록 선택되어야 한다. LED 가열 디바이스들(930)은 도 9a의 냉각 디스크(900) 위에 도시되어 있다. 이 예시에서, 냉각 디스크(900)는 방사선(940)이 통과하게 하면서 가열-파이프(920)에 디스크 표면을 열적으로 연결하기에 충분한 전도성을 갖는 얇은 실리콘 디스크를 포함한다. 대안예로서, 방사선 빔은 측면으로부터 제공되는 것와 같이 상이한 각도로부터 제공될 수 있다. 또 다른 대안예는, 방사선이 척 상의 소스로부터 방출되고 투영 광학기 박스에 위치된 거울들로부터 반사되게 하는 것이다.
냉각 디스크(900) 실시예들은 (도 7b에 예시된 바와 같은) 커버 플레이트(450)의 냉각을 위한 컨디셔닝 도관들(470)을 갖는 커버 플레이트(450)와 연계한 구현으로부터 이점을 갖는다. 지지 블록(420)의 커버 플레이트(450)와 웨이퍼 위의 냉각 디스크(900) 간의 온도 차이는 커버 플레이트(450)으로부터 냉각 디스크(900)로 열 유동을 도입한다. 커버 플레이트(450)가 냉각되지 않는다면, 커버 플레이트는 그 온도에 서서히 적응할 것이다. 이는 잠재적으로 커버 플레이트(450)의 팽창에 의해 또는 방사선을 통해 지지 블록(420)의 응력을 유도할 수 있다.
다른 실시예들에서는, 커버 플레이트(450) 없이 냉각 디스크(900) 및 활성 가열 소스(930)가 제공된다.
본 명세서에 개시된 개념들은 LPP 소스들과 조합하여 특정적으로 설명되었지만, 상기의 개념들은 DPP 소스들과 같은 다른 타입의 소스들에도 적용가능하다. 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 이해하여야 한다. 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 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.
또한, 본 발명의 다양한 실시예들은 다음의 조항들에 의해 정의될 수 있다:
1. 기판의 타겟부 상으로 EUV 범위 또는 더 작은 파장을 갖는 방사선 빔을 투영하는 타입의 장치를 위한 기판 지지체에서, 상기 기판 지지체는:
기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
상기 기판 테이블을 지지하는 지지 블록;
적어도 하나의 센서 유닛; 및
상기 기판 테이블 및 상기 센서 유닛(들) 주위에 배치된 커버 플레이트 - 상기 커버 플레이트는 기판 테이블 상에서의 가스 유동에 대한 증가된 저항을 유도하도록 구성되고 위치된다.
2. 조항 1에서, 커버 플레이트의 최상면, 상기 센서 유닛(들)의 최상면, 및 상기 기판 테이블에 장착될 때의 기판의 최상면은, 모두 실질적으로 동일한 레벨에 있도록 구성된다.
3. 조항 1 또는 2에서, 적어도 하나의 센서 유닛들 중 1 이상은 지지 블록에 의해 지지된다.
4. 조항 1 또는 2에서, 적어도 하나의 센서 유닛들 중 1 이상은 커버 플레이트 내에 장착된다.
5. 조항 1 내지 4 중 어느 한 조항에서, 커버 플레이트는 상기 기판 테이블 및 상기 센서 유닛(들)에 대한 그 최상면에 어퍼처들을 포함한다.
6. 조항 1 내지 5 중 어느 한 조항에서, 커버 플레이트는 센서 유닛(들) 주위에 상승형 또는 단차형 프로파일(raised or stepped profile)을 갖는 림을 포함한다.
7. 조항 1 내지 6 중 어느 한 조항에서, 상기 센서 유닛(들)은 위치설정 센서 유닛들, 정렬 센서 유닛들, 캘리브레이션 센서 유닛들, 온도 센서 유닛들, 압력 센서 유닛들, 열 플럭스 센서 유닛들 및/또는 오염 센서 유닛들 중 1 이상을 포함한다.
8. 조항 1 내지 7 중 어느 한 조항에서, 커버 플레이트는 지지 블록과 별도이며, 지지 블록에 의해 지지된다.
9. 조항 1 내지 7 중 어느 한 조항에서, 커버 플레이트 및 지지 블록은 단일 일체형 유닛을 포함한다.
10. 조항 1 내지 9 중 어느 한 조항에서, 상기 커버 플레이트는 컨디셔닝 요소들을 포함한다.
11. 조항 10에서, 상기 컨디셔닝 요소들은 열 교환 유체를 수송하는 1 이상의 도관들을 포함한다.
12. 조항 1 내지 11 중 어느 한 조항에서, 상기 커버 플레이트는 상기 커버 플레이트 바로 위의 영역과 커버 플레이트 내의 또는 밑의 1 이상의 도관들 사이에 가스 유동을 조성하는 수단을 포함한다.
13. 조항 12에서, 상기 가스 유동은 커버 플레이트와 기판 테이블에 장착된 상기 기판 사이의 갭 및/또는 커버 플레이트와 여하한의 센서 유닛(들) 사이의 갭을 통해 가스를 분출하도록 작동가능하여, 버퍼로서 작용한다.
14. 조항 12에서, 상기 가스 유동은, 커버 플레이트와 기판 테이블에 장착된 상기 기판 사이의 갭 및/또는 커버 플레이트와 여하한의 센서 유닛(들) 사이의 갭을 통해, 상기 커버 플레이트 바로 위의 영역으로부터 상기 1 이상의 도관들 내로 가스를 추출하도록 작동가능하다.
15. 조항 1 내지 14 중 어느 한 조항에서, 커버 플레이트의 최상면은 표면 마이크로구조체를 포함한다.
16. 조항 15에서, 표면 마이크로구조체는 홈이 파인 표면을 포함한다.
17. 조항 1 내지 16 중 어느 한 조항에서, 커버 플레이트의 최상면은 1 이상의 매크로-크기의 구조체들을 포함한다.
18. 기판 지지 구성부에서, 상기 기판 지지 구성부는:
조항 1 내지 17 중 어느 한 항에 따른 기판 지지체; 및
상기 기판 지지체 위에 위치되고, 상기 기판 지지체에 의해 지지된 기판에 직접적인 음의 열 부하를 부여하도록 작동가능한 냉각 요소를 포함한다.
19. 조항 18에서, 냉각 요소는 냉각 요소와 기판 표면 사이에 가스를 적어도 부분적으로 한정하도록 위치되며, 상기 가스는 기판으로부터 냉각 요소로의 열 전달을 위한 매질로서 작용한다.
20. 조항 18 또는 19에서, 냉각 요소는 실리콘 디스크를 포함한다.
21. 조항 18 내지 20 중 어느 한 조항에서, 상기 기판 지지체에 의해 지지된 기판에 국부화된 스위칭가능한 열 부하를 제공하도록 작동가능한 1 이상의 스위칭가능한 가열 소스들을 포함한다.
22. 조항 21에서, 가열 소스는 상기 가열 소스에 의해 방출된 방사선이 냉각 요소를 통해 투과되도록 상기 냉각 요소 위에 위치된다.
23. 조항 21 또는 22에서, 가열 소스는 상기 기판을 국부적으로 가열하는 빔을 방출하도록 작동가능한 발광 다이오드 디바이스를 포함한다.
24. 조항 21 또는 22에서, 가열 소스는 상기 기판을 국부적으로 가열하는 빔을 방출하도록 작동가능한 미세전자기계(microelectromechanical: MEMS) 디바이스를 포함한다.
25. 조항 21에서, 상기 가열 소스는 박막 가열기를 포함한다.
26. 조항 21 내지 25 중 어느 한 조항에서, EUV 범위 또는 더 작은 파장을 갖는 상기 방사선 빔이 상기 기판 상으로 투영되지 않는 주기 동안, 가열 소스는 상기 기판의 부분들을 국부적으로 가열하도록 작동가능하다.
27. 기판의 타겟부 상으로 EUV 범위 또는 더 작은 파장을 갖는 방사선 빔을 투영하는 타입의 장치를 위한 기판 지지 구성부에서, 상기 기판 지지 구성부는:
기판을 유지하도록 구성된 기판 지지체;
상기 기판 지지체 위에 위치되고, 상기 기판 지지체에 의해 지지된 기판에 직접적인 음의 열 부하를 부여하도록 작동가능한 냉각 요소; 및
상기 기판 지지체에 의해 지지된 기판에 국부화된 스위칭가능한 열 부하를 제공하도록 작동가능한 1 이상의 스위칭가능한 가열 소스들을 포함한다.
28. 조항 27에서, 냉각 요소는 냉각 요소와 기판 표면 사이에 가스를 한정하도록 위치되며, 상기 가스는 기판으로부터 냉각 요소로의 열 전달을 위한 매질로서 작용한다.
29. 조항 27 또는 28에서, 냉각 요소는 실리콘 디스크를 포함한다.
30. 조항 29에서, 가열 소스는 상기 가열 소스에 의해 방출된 방사선이 냉각 요소를 통해 투과되도록 상기 냉각 요소 위에 위치된다.
31. 조항 27 내지 30 중 어느 한 조항에서, 가열 소스는 상기 기판을 국부적으로 가열하는 빔을 방출하도록 작동가능한 발광 다이오드 디바이스를 포함한다.
32. 조항 27 내지 30 중 어느 한 조항에서, 가열 소스는 상기 기판을 국부적으로 가열하는 빔을 방출하도록 작동가능한 미세전자기계(MEMS) 디바이스를 포함한다.
33. 조항 27 내지 29 중 어느 한 조항에서, 상기 가열 소스는 박막 가열기를 포함한다.
34. 조항 27 내지 33 중 어느 한 조항에서, EUV 범위 또는 더 작은 파장을 갖는 상기 방사선 빔이 상기 기판 상으로 투영되지 않는 주기 동안, 가열 소스는 상기 기판의 부분들을 국부적으로 가열하도록 작동가능하다.
35. 리소그래피 장치에서, 상기 리소그래피 장치는:
조항 1 내지 17 중 어느 한 조항에 따른 기판 지지체 또는 조항 18 내지 34 중 어느 한 조항에 따른 기판 지지 구성부;
상기 기판 지지체에 의해 지지된 기판의 타겟부 상으로 EUV 방사선 빔을 투영하도록 구성되고 투영 챔버 내에 배치된 투영 시스템; 및
상기 투영 챔버로부터 상기 EUV 방사선 빔을 투과시키면서, 오염물들이 상기 투영 챔버에 들어가는 것을 막는 가스 록 메커니즘을 포함한다.
36. 조항 35에서, 상기 가스 록 메커니즘은:
제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하는 중공의 몸체 - 상기 몸체는 상기 제 1 단부로부터 상기 제 2 단부로 상기 EUV 방사선 빔의 경로 주위로 실질적으로 연장됨 -; 및
상기 몸체 내에 가스 유동을 생성하도록 구성되고 상기 몸체와 연통하는 가스 유동 유닛 - 상기 가스 유동은 상기 투영 챔버에 들어가는 오염물들을 막고, 상기 가스는 EUV 방사선의 적어도 일부분에 대해 실질적으로 투과성임 - 을 포함한다.
37. 조항 35 또는 36에서, 상기 가스 록 메커니즘은 필터 요소를 포함하고, 상기 커버 플레이트는, 배치되지 않을 때, 상기 필터 요소를 저장하는 적어도 하나의 인클로저를 포함한다.
38. 조항 37에서, 상기 인클로저는 상기 가스 록 메커니즘 상에 상기 필터 요소의 배치를 위한 연장가능한 핀들을 포함한다.
39. 조항 37 또는 38에서, 상기 커버 플레이트는 복수의 필터 요소 인클로저들을 포함한다.
40. 조항 35 내지 39 중 어느 한 조항에서, 상기 커버 플레이트는, 지지체가 가스 록 메커니즘 바로 아래에 위치될 때 커버 플레이트 없이 겪게 되는 유동 저항에 비해, 커버 플레이트가 가스 록 메커니즘 바로 아래에 위치되도록 지지체가 위치될 때 가스 록 메커니즘으로부터 방출된 가스에 대한 유동 저항을 증가시킨다.
41. 조항 35 내지 40 중 어느 한 조항에서, 가스 록 메커니즘으로부터 방출된 가스에 대한 유동 저항은 주변부로부터 멀리 기판 지지체의 최상면에 걸쳐 실질적으로 일정하다.
42. 조항 35 내지 41 중 어느 한 조항에서,
EUV 방사선 빔을 생성하도록 구성된 방사선 소스;
방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템; 및
패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체 - 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있음 - 를 더 포함한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고, 설명된 바와 같이 본 발명에 대한 변형이 이루어질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims (43)

  1. 기판의 타겟부 상으로 EUV 범위 또는 더 작은 파장을 갖는 방사선 빔을 투영하는 타입의 장치를 위한 기판 지지체에 있어서,
    기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
    상기 기판 테이블을 지지하도록 구성된 지지 블록(support block);
    적어도 하나의 센서 유닛; 및
    상기 기판 테이블 및 상기 적어도 하나의 센서 유닛 주위에 배치된 커버 플레이트 - 상기 커버 플레이트는 상기 기판 테이블 상에서의 가스 유동에 대한 증가된 저항을 유도하도록 구성되고 위치되는 기판 지지체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트의 최상면, 상기 적어도 하나의 센서 유닛의 최상면, 및 상기 기판 테이블에 장착될 때의 기판의 최상면은, 모두 실질적으로 동일한 레벨에 있는 기판 지지체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서 유닛 중 1 이상은 상기 지지 블록에 의해 지지되는 기판 지지체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서 유닛 중 1 이상은 상기 커버 플레이트 내에 장착되는 기판 지지체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트는 상기 기판 테이블 및 상기 적어도 하나의 센서 유닛에 대한 최상면에 어퍼처들을 포함하는 기판 지지체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트는 상기 적어도 하나의 센서 유닛 주위에 상승형 또는 단차형 프로파일(raised or stepped profile)을 갖는 림(rim)을 포함하는 기판 지지체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서 유닛은 위치설정 센서 유닛들, 정렬 센서 유닛들, 캘리브레이션 센서 유닛들, 온도 센서 유닛들, 압력 센서 유닛들, 열 플럭스 센서 유닛들 및/또는 오염 센서 유닛들 중 1 이상을 포함하는 기판 지지체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트는 상기 지지 블록과 별도이며, 상기 지지 블록에 의해 지지되는 기판 지지체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트 및 지지 블록은 단일 일체형 유닛을 포함하는 기판 지지체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트는 컨디셔닝 요소들을 포함하는 기판 지지체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 요소들은 열 교환 유체를 수송하는 1 이상의 도관들을 포함하는 기판 지지체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트는, 상기 커버 플레이트 바로 위의 영역과 상기 커버 플레이트 내의 또는 밑의 1 이상의 도관들 사이에 가스 유동을 조성하도록 구성된 디바이스를 포함하는 기판 지지체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 유동은, 상기 커버 플레이트와 상기 기판 테이블에 장착된 상기 기판 사이의 갭, 또는 상기 커버 플레이트와 상기 적어도 하나의 센서 유닛 사이의 갭을 통해 가스를 분출(blow)하도록 작동가능하여, 버퍼로서 작용하는 기판 지지체.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 유동은, 상기 커버 플레이트와 상기 기판 테이블에 장착된 상기 기판 사이의 갭 또는 상기 커버 플레이트와 상기 적어도 하나의 센서 유닛 사이의 갭을 통해, 상기 커버 플레이트 바로 위의 영역으로부터 상기 1 이상의 도관들 내로 가스를 추출하도록 작동가능한 기판 지지체.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트의 최상면은 표면 마이크로구조체(surface microstructure)를 포함하는 기판 지지체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 표면 마이크로구조체는 홈이 파인 표면을 포함하는 기판 지지체.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트의 최상면은 1 이상의 매크로-크기의 구조체(macro-sized structure)들을 포함하는 기판 지지체.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지체 위에 위치되고, 상기 기판 지지체에 의해 지지된 상기 기판에 직접적인 음의 열 부하를 부여하도록 작동가능한 냉각 요소를 더 포함하는 기판 지지체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 냉각 요소는 상기 냉각 요소와 기판 표면 사이에 가스를 적어도 부분적으로 한정하도록 위치되며, 상기 가스는 기판으로부터 냉각 요소로의 열 전달을 위한 매질로서 작용하는 기판 지지체.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 냉각 요소는 실리콘 디스크를 포함하는 기판 지지체.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 기판 지지체에 의해 지지된 상기 기판에 국부화된 스위칭가능한 열 부하를 제공하도록 작동가능한 1 이상의 스위칭가능한 가열 소스들을 포함하는 기판 지지체.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 가열 소스는, 상기 가열 소스에 의해 방출된 방사선이 상기 냉각 요소를 통해 투과되도록 상기 냉각 요소 위에 위치되는 기판 지지체.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 가열 소스는 상기 기판을 국부적으로 가열하는 빔을 방출하도록 작동가능한 발광 다이오드 디바이스를 포함하는 기판 지지체.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 가열 소스는 상기 기판을 국부적으로 가열하는 빔을 방출하도록 작동가능한 미세전자기계(microelectromechanical: MEMS) 디바이스를 포함하는 기판 지지체.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 가열 소스는 박막 가열기를 포함하는 기판 지지체.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 가열 소스는, EUV 범위 또는 더 작은 파장을 갖는 방사선 빔이 상기 기판 상으로 투영되지 않는 주기 동안, 상기 기판의 부분들을 국부적으로 가열하도록 작동가능한 기판 지지체.
  27. 기판의 타겟부 상으로 EUV 범위 또는 더 작은 파장을 갖는 방사선 빔을 투영하는 타입의 장치를 위한 기판 지지 구성부(substrate support arrangement)에 있어서,
    기판을 유지하도록 구성된 기판 지지체;
    상기 기판 지지체 위에 위치되고, 상기 기판 지지체에 의해 지지된 상기 기판에 직접적인 음의 열 부하를 부여하도록 작동가능한 냉각 요소; 및
    상기 기판 지지체에 의해 지지된 상기 기판에 국부화된 스위칭가능한 열 부하를 제공하도록 작동가능한 1 이상의 스위칭가능한 가열 소스들을 포함하는 기판 지지 구성부.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 냉각 요소는 상기 냉각 요소와 기판 표면 사이에 가스를 한정하도록 위치되며, 상기 가스는 기판으로부터 냉각 요소로의 열 전달을 위한 매질로서 작용하는 기판 지지 구성부.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 냉각 요소는 실리콘 디스크를 포함하는 기판 지지 구성부.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 가열 소스는, 상기 가열 소스에 의해 방출된 방사선이 상기 냉각 요소를 통해 투과되도록 상기 냉각 요소 위에 위치되는 기판 지지 구성부.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 가열 소스는 상기 기판을 국부적으로 가열하는 빔을 방출하도록 작동가능한 발광 다이오드 디바이스를 포함하는 기판 지지 구성부.
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 가열 소스는 상기 기판을 국부적으로 가열하는 빔을 방출하도록 작동가능한 미세전자기계(MEMS) 디바이스를 포함하는 기판 지지 구성부.
  33. 제 27 항에 있어서,
    상기 가열 소스는 박막 가열기를 포함하는 기판 지지 구성부.
  34. 제 27 항에 있어서,
    상기 가열 소스는, EUV 범위 또는 더 작은 파장을 갖는 방사선 빔이 상기 기판 상으로 투영되지 않는 주기 동안, 상기 기판의 부분들을 국부적으로 가열하도록 작동가능한 기판 지지 구성부.
  35. 장치에 있어서,
    기판 지지체 - 상기 기판 지지체는:
    기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
    상기 기판 테이블을 지지하도록 구성된 지지 블록;
    적어도 하나의 센서 유닛; 및
    상기 기판 테이블 및 상기 적어도 하나의 센서 유닛 주위에 배치된 커버 플레이트 - 상기 커버 플레이트는 상기 기판 테이블 상에서의 가스 유동에 대한 증가된 저항을 유도하도록 구성되고 위치됨 -;
    챔버 내의 광학 시스템; 및
    오염물들이 상기 챔버에 들어가는 것을 막는 가스 록 메커니즘(gas lock mechanism)을 포함하는 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 장치는 리소그래피 장치이고,
    상기 챔버 내의 광학 시스템은 투영 챔버 내의 투영 시스템이며 - 상기 투영 시스템은 상기 기판 지지체에 의해 지지된 상기 기판의 타겟부 상으로 EUV 방사선 빔을 투영하도록 구성됨 -,
    상기 가스 록 메커니즘은, 상기 투영 챔버로부터 상기 EUV 방사선 빔을 투과시키면서, 오염물들이 상기 투영 챔버에 들어가는 것을 막도록 구성되는 장치.
  37. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서,
    상기 가스 록 메커니즘은:
    제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하는 중공의 몸체(hollow body) - 상기 몸체는 상기 제 1 단부로부터 상기 제 2 단부로 상기 EUV 방사선 빔의 경로 주위로 실질적으로 연장됨 -; 및
    상기 몸체 내에 가스 유동을 생성하도록 구성되고 상기 몸체와 연통(communication)하는 가스 유동 유닛 - 상기 가스 유동은 상기 투영 챔버에 들어가는 오염물들을 막고, 상기 가스는 EUV 방사선의 적어도 일부분에 대해 실질적으로 투과성임 - 을 포함하는 리소그래피 장치.
  38. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서,
    상기 가스 록 메커니즘은 멤브레인과 같은 필터 요소를 포함하고, 상기 커버 플레이트는, 배치되지 않을 때, 상기 필터 요소를 저장하는 적어도 하나의 인클로저(enclosure)를 포함하는 리소그래피 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 인클로저는 상기 가스 록 메커니즘 상에 상기 필터 요소의 배치를 위한 연장가능한 핀들을 포함하는 리소그래피 장치.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트는 복수의 필터 요소 인클로저들을 포함하는 리소그래피 장치.
  41. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트는, 지지체가 상기 가스 록 메커니즘 바로 아래에 위치될 때 상기 커버 플레이트 없이 겪게 되는 유동 저항에 비해, 상기 커버 플레이트가 상기 가스 록 메커니즘 바로 아래에 위치되도록 지지체가 위치될 때 상기 가스 록 메커니즘으로부터 방출된 가스에 대한 유동 저항을 증가시키는 리소그래피 장치.
  42. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서,
    상기 가스 록 메커니즘으로부터 방출된 가스에 대한 유동 저항은 주변부로부터 멀리 상기 기판 지지체의 최상면에 걸쳐 실질적으로 일정한 리소그래피 장치.
  43. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서,
    EUV 방사선 빔을 생성하도록 구성된 방사선 소스;
    방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템; 및
    패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체 - 상기 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있음 - 를 더 포함하는 리소그래피 장치.
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