KR20180050748A - 기판 홀더, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

기판 홀더, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20180050748A
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치 내에서 사용되고, 기판을 지지하도록 구성되는 기판 홀더로서,
본체 표면을 가지는 본체;
상기 본체 표면으로부터 돌출되는 복수 개의 버얼; 및
상기 기판이 상기 기판 홀더 상으로 하강되고 있는 동안, 상기 기판 홀더의 주연부에 인접하여 가스 쿠션을 형성하도록 구성되는 흐름 제어 피쳐를 포함하고,
각각의 버얼은 상기 기판과 맞물리도록 구성되는 원단부를 가지며,
상기 버얼의 원단부는 지지면에 실질적으로 형상부합되어, 상기 기판이 상기 버얼 상에서 실질적으로 평평한 상태로 지지될 수 있게 하는, 기판 홀더.

Description

기판 홀더, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2015 년 9 월 28 일에 출원된 EP 출원 번호 제 15187184.5 의 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.
본 발명은 기판 홀더, 이러한 기판 홀더를 사용하는 리소그래피 장치 및 이러한 기판 홀더를 사용하여 디바이스를 제작하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)이라고도 불리는 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 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각 타겟부가 조사(irradiate)되는 이른바 스텝퍼, 및 주어진 방향("스캐닝" 방향)으로 방사선 빔을 통해 패턴을 스캔하는 동시에 이러한 방향에 평행 또는 반-평행하게 기판을 스캔함으로써 각 타겟부가 조사되는 이른바 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피 장치에서, 투영 시스템의 최종 광학 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 기판이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액체, 예컨대 물에 기판을 침지시키는 것이 제안되어 왔다. 일 실시예에서, 액체는 증류수이지만, 다른 액체가 사용될 수 있다. 이것은, 노광 방사선이 액체 내에서 더 짧은 파장을 가질 것이기 때문에 더 작은 피쳐의 이미징을 가능하게 하기 위한 것이다. (액체의 효과는 시스템의 유효 개구수(NA)를 증가시키고 초점 깊이도 증가시키는 것으로 간주될 수도 있다.)
종래에는 노광 도중에 기판은 기판 홀더에 클램핑된다. 일반적으로 두 가지 클램핑 기법이 사용된다. 진공 클램핑 방식에서는, 예를 들어 기판과의 사이의 공간을 저압에 연결함으로써 기판 양쪽에 압력 차가 생겨서, 기판 상의 고압이 기판을 기판 홀더에 홀딩하게 하는 힘을 인가한다. 정전기 클램핑 방식에서는, 기판과 기판 홀더 사이의 힘을 인가하기 위해서 정전기력이 사용된다. 이를 달성하기 위한 그 외의 여러 구성이 알려져 있다. 한 구성에서는, 기판의 저면에 제 1 전극이 제공되고 기판 홀더의 상면에 제 2 전극이 제공된다. 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 포텐셜 차이가 생긴다. 다른 구성에서는, 두 개의 반-원형 전극이 기판 홀더 상에 제공되고, 도전층이 기판 상에 제공된다. 포텐셜(전압) 차이가 두 개의 반-원형 전극 사이에 인가되어, 두 개의 반-원형 전극과 기판 상의 도전층이 직렬 연결된 두 커패시터와 같은 역할을 한다.
종래에는 기판 홀더가 기판을 지지하기 위한 복수 개의 버얼(burl)을 포함한다. 기판과 접촉하는 버얼의 총 면적은 기판의 총 면적에 비하면 작다. 그러므로, 기판 또는 기판 홀더의 표면에 무작위로 위치되는 오염물 입자가 버얼과 기판 사이에서 포획될 가능성이 적다. 또한, 기판 홀더의 제조 시에, 버얼의 상단부를 정확하게 평평한 큰 표면을 만드는 것보다는, 정확하게 공평면형으로 만드는 것이 더 쉽다.
노광에 대비하여 기판의 기판 홀더 상에 로딩하기 위하여, 기판은 기판 핸들러 로봇에 의해서 기판 홀더를 통과해 돌출하는 소위 e-핀 상에 위치된다. 그러면, e-핀이 수축하여 기판을 기판 홀더 상으로 하강시킨다. 그러면, 기판이 노광 중에 매우 견고하게 홀딩되도록 클램핑력이 인가된다. 클램핑력은, 매우 큰 가속도를 겪는 경우에도 기판을 제 위치에 홀딩하고, 예를 들어 노광 중에 투영 빔으로부터의 에너지 흡수에 기인한 열팽창에도 견디도록 충분히 크다. 기판이, 예를 들어 볼록형이 되도록 뒤틀리면, 클램핑력이 기판 홀더에 반해서 기판을 평평하게 할 것이다.
예를 들어 뒤틀린 기판을 더 양호하게 처리할 수 있는, 개선된 기판 홀더를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 리소그래피 장치 내에서 사용되고, 기판을 지지하도록 구성되는 기판 홀더로서,
본체 표면을 가지는 본체;
상기 본체 표면으로부터 돌출되는 복수 개의 버얼; 및
상기 기판이 상기 기판 홀더 상으로 하강되고 있는 동안, 상기 기판 홀더의 주연부에 인접하여 가스 쿠션을 형성하도록 구성되는 흐름 제어 피쳐를 포함하고,
각각의 버얼은 상기 기판과 맞물리도록 구성되는 원단부를 가지며,
상기 버얼의 원단부는 지지면에 실질적으로 형상부합되어, 상기 기판이 상기 버얼 상에서 실질적으로 평평한 상태로 지지될 수 있게 하는, 기판 홀더가 제공된다.
본 발명의 실시예가 오직 예시를 통하여, 대응하는 참조 심벌들이 대응하는 부분을 표시하는 첨부된 개략도를 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1 은 리소그래피 장치를 개략적으로 묘사한다;
도 2 는 일 실시예에 따르는 기판 홀더를 평면도로 도시한다;
도 3 은 일 실시예에 따른 기판 홀더의 표면의 높이를 그 반경에 따라서 표시하는 그래프이다;
도 4 는 도 3 의 그래프 중 일부의 확대도이다;
도 5 는 두 가지 상이한 타입의 기판이 종래의 기판 홀더 상에 홀딩될 경우에 발생하는 뒤틀림을 나타내는 그래프이다;
도 6 은 두 가지 상이한 타입의 기판이 종래의 기판 홀더 상에 홀딩될 경우에 발생하는 기판-기판 뒤틀림을 나타내는 그래프이다;
도 7 은 두 가지 상이한 타입의 기판이 일 실시예에 따르는 기판 홀더 상에 홀딩될 경우에 발생하는 뒤틀림을 나타내는 그래프이다; 그리고
도 8 은 두 가지 상이한 타입의 기판이 일 실시예에 따르는 기판 홀더 상에 홀딩될 경우에 발생하는 기판-기판 뒤틀림을 나타내는 그래프이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 이 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)을 조절하도록 구성되는 조명 시스템(조명기)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크; MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라서 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 포지셔닝하도록 구성되는 제 1 포지셔너(positioner; PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블; MT);
- 테이블의 표면, 예를 들어 기판(W)의 표면을, 특정 파라미터에 따라서 정확하게 포지셔닝하도록 구성되는 제 2 포지셔너(PW)에 연결되는, 지지 테이블, 예를 들어 하나 이상의 센서를 지지하기 위한 센서 테이블 또는 기판(예를 들어 레지스트-코팅된 생산 기판)(W)을 홀딩하도고 구성되는 기판 지지 장치(60); 및
- 방사 빔(B)에 부여된 패턴을 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어 다이의 일부, 또는 하나 이상의 다이를 포함함)로 투영하도록 구성되는 투영 시스템(예를 들어 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템(IL)은 방사선을 디렉팅하고, 성형(shaping)하고, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광 컴포넌트, 예컨대 굴절형, 반사형, 자기적, 전자기, 정전기 또는 다른 유형의 광 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)를 홀딩한다. 이것은 패터닝 디바이스(MA)를, 패터닝 디바이스(MA)의 지향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스(MA)가 진공 환경에서 유지되는지 여부와 같은 다른 조건에 의존하는 방식으로 홀딩한다. 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 디바이스(MA)가 예를 들어 투영 시스템(PS)에 대하여 원하는 위치에 있다는 것을 보장할 수도 있다. 본 명세서에서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부 내에 패턴을 생성하는 것과 같이, 자신의 단면 내에 패턴을 가지는 방사선 빔을 부여하기 위하여 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 페이즈 천이 피처(phase shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟부에서의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 타겟부, 예컨대 집적 회로 내에 생성되는 중인 디바이스 내의 특정한 기능성 층에 대응할 것이다.
패터닝 디바이스(MA)는 투과형 또는 반사형일 수도 있다. 패터닝 장치의 예는 마스크, 프로그램가능 미러 어레이, 및 프로그램가능(LCD) 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 주지되며, 이진, 교번 페이즈-천이, 감쇄 페이즈-천이, 및 다양한 하이브리드 마스크 타입과 같은 마스크 타입을 포함한다. 프로그램가능 미러 어레이의 일 예는 소형 미러들의 매트릭스 정렬을 채용하는데, 이들 각각은 인입하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사하기 위하여 개별적으로 틸팅될 수 있다. 틸팅된 미러는 미러 매트릭스에 의하여 반사된 방사선 빔 내에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사선(exposure radiation)에 대해 적합하거나 또는 침지액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대해 적합한, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어가 임의로 사용되면 더 일반적인 용어인 "투영 시스템"과 같은 의미인 것으로 간주될 수도 있다.
도시된 것처럼, 리소그래피 장치는 투과형이다(예를 들어, 투과형 마스크를 채용). 또는, 리소그래피 장치는 반사형 타입(예를 들어, 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능 미러 어레이를 채용하거나, 반사 마스크를 채용함)일 수도 있다.
리소그래피 장치는 두 개 이상의 테이블(또는 스테이지(들) 또는 지지체(들)), 예를 들어 두 개 이상의 기판 테이블 또는 하나 이상의 기판 테이블 및 하나 이상의 세정, 센서 또는 측정 테이블의 조합을 가지는 타입일 수 있다. 그러한 "다중 스테이지" 머신에서, 다수의 테이블은 평행하게 사용될 수 있으며, 또한 하나 이상의 다른 테이블들이 노광을 위해 사용되고 있는 동안 준비 단계들이 하나 이상의 테이블 상에 수행될 수 있다. 리소그래피 장치는 기판, 세정, 센서 및 측정 테이블과 유사한 방식으로 병렬적으로 사용될 수 있는 두 개 이상의 패터닝 디바이스 테이블(또는 스테이지(들) 또는 지지체(들))을 포함할 수 있다. 리소그래피 장치는, 노광 이전에 생산 기판의 특징을 결정하기 위한 다양한 센서가 존재하는 측정 스테이션 및 노광이 수행되는 노광 스테이션을 가지는 타입일 수 있다.
리소그래피 장치는, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 침지 공간(11)을 채우기 위해 기판(W)의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 가진 액침액(10), 예를 들어 초순수(ultra pure water; UPW)와 같은 물에 의해 커버될 수 있는 유형이다. 액침액(10)은 또한 예컨대 패터닝 디바이스(MA)와 투영 시스템(PS) 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(NA)를 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "침지"라는 용어는, 기판(W)과 같은 구조체가 액침액(10)에 잠겨져야 하는 것을 의미하지 않고, 오히려 "침지"는 노광 동안에 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이에 액침액(10)이 위치된다는 것을 의미한다. 투영 시스템(PS)으로부터 기판(W)까지의 패터닝된 방사선 빔(B)의 경로는 전체적으로 액침액(10)을 관통한다.
도 1 을 참조하면, 조명기(IL)는 방사선 빔을 방사원(SO)으로부터 수광한다. 예를 들어, 방사원(SO)이 엑시머 레이저인 경우, 소스(SO) 및 리소그래피 장치는 별도의 엔티티일 수 있다. 이러한 경우들에서, 소스(SO)는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않고, 방사선 빔은, 예를 들어 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사원(SO)이 수은 램프인 경우에, 이러한 소스(SO)는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수 있다. 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요할 경우 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 지칭될 수도 있다.
조명기(IL)는 방사선 빔(B)의 각 세기 분포(angular intensity distribution)를 조절하기 위한 조절기(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 조명기(IL)의 퓨필 평면(pupil plane)에서의 세기 분포의 적어도 외측 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 σ-외측 및 σ-내측이라 함)는 조절될 수 있다. 부가적으로, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(confiner)(CO)와 같은 다양한 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 조명기(IL)는 방사선 빔(B)이 자신의 단면에서 원하는 균일성 및 세기기 분포를 가지도록 조정하기 위하여 사용될 수도 있다. 소스(SO)와 유사하게, 조명기(IL)는 리소그래피 장치의 일부를 구성한다고 간주될 수도, 간주되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 조명기(IL)는 리소그래피 장치의 내장 부품일 수도 있고, 또는 리소그래피 장치와 별개의 엔티티일 수도 있다. 후자의 경우에, 리소그래피 장치는 조명기(IL)가 그 위에 탑재되게 하도록 구성될 수 있다. 또는, 조명기(IL)는 탈부착가능하고, 별개로 제공될 수도 있다(예를 들어, 리소그래피 장치 제조사 또는 다른 공급자에 의하여).
방사선 빔(B)은 지지 구조(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 홀딩되는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사하고, 그리고 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 패터닝된다. 패터닝 디바이스(MA)를 가로지르면, 방사선 빔(B)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커싱하는 투영 시스템(PS)을 통과한다. 제 2 포지셔너(PW) 및 포지션 센서(IF)(예를 들어 간섭측정 측정 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움을 받아, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부들(C)을 포지셔닝하기 위하여, 기판 지지 장치(60)가 정확하게 이동될 수 있다.
이와 유사하게, 제 1 포지셔너 및 다른 위치 센서(도 1 에는 명확하게 묘사되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적 탐색 이후에, 또는 스캔 동안에, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 포지셔닝하기 위하여 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은, 제 1 포지셔너(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 정밀 위치 설정)을 이용하여 실현될 수도 있다. 마찬가지로, 기판 지지 장치(60)의 이동은 제 2 포지셔너(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수도 있다.
스테퍼의 경우(스캐너와 반대로) 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. 비록 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들(P1, P2)이 전용 타겟 영역(C)을 점유하지만, 이들은 타겟 영역 사이의 공간(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려짐)에 위치될 수도 있다. 마찬가지로, 마스크(MA)에 두 개 이상의 다이가 제공되는 경우, 마스크 정렬 마크들(M1, M2)은 다이들 사이에 위치될 수도 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서는, 지지 구조체(MT) 및 기판 지지 장치(60)가 본질적으로 정지 상태로 유지되는 동안, 방사선 빔(B)에 부여된 전체 패턴이 한 번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광). 그러면, 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 기판 지지 장치(60)가 X 방향 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기가 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서는, 지지 구조체(MT) 및 기판 지지 장치(60)가 동기되어 스캐닝되는 동안, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(MT)에 상대적인 기판 지지 장치(60)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수도 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기가 단일 동적 노광 시의 타겟부(C)의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의)을 한정하는 한편, 스캐닝 모션의 길이(및 노광 필드의 크기)는 타겟부의 높이(스캐닝 방향에서의)를 결정한다.
3. 다른 모드에서는, 프로그램가능 패터닝 디바이스를 홀딩하면서 지지 구조체(MT)는 본질적으로 정지 상태로 유지되고, 기판 지지 장치(60)는 방사선 빔(B)에 부여된 패턴이 타겟 영역(C) 상에 투영되는 동안에 이동되거나 스캐닝된다. 이러한 모드에서, 일반적으로 펄스화된(pulsed) 방사선 소스가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 요구될 때, 기판 지지 장치(60)의 각 이동 이후에 또는 스캔 도중의 연속적인 방사선 펄스들 사이에서 업데이트된다. 동작의 이러한 모드는 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 미러 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크 없는 리소그래피에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.
콘트롤러(500)는 리소그래피 장치의 전체 동작을 제어하고, 특히 아래에서 설명되는 동작 공정을 수행한다. 콘트롤러(500)는, 중앙 처리 유닛, 휘발성 및 비-휘발성 스토리지 수단, 키보드 및 스크린과 같은 하나 이상의 입력 및 출력 디바이스, 하나 이상의 네트워크 연결부 및 리소그래피 장치의 다양한 부분와의 하나 이상의 인터페이스를 포함하는, 적절하게-프로그래밍된 범용 컴퓨터로서 구현될 수 있다. 제어 컴퓨터와 리소그래피 장치 사이의 일-대-일 관련성은 필요하지 않다는 것이 이해될 것이다. 하나의 컴퓨터가 여러 리소그래피 노광 장치를 제어할 수 있다. 여러 네트워크형 컴퓨터가 하나의 리소그래피 또는 노광 장치를 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 콘트롤러(500)는 리소그래피 노광 장치가 그의 일부를 형성하는 리토셀(lithocell) 또는 클러스터 내의 하나 이상의 연관된 처리 디바이스 및 기판 처리 디바이스를 제어하도록 구성될 수도 있다. 콘트롤러(500)는 리토셀 또는 클러스터 및/또는 팹(fab)의 전체 제어 시스템에 종속이 되도록 구성될 수도 있다.
투영 시스템(PS)의 최종 광학 요소와 기판(W) 사이에 액침액을 제공하기 위한 장치는 3 개의 일반적 카테고리로 분류될 수 있다. 이것들은 배쓰(bath) 타입 장치, 소위 국지화된 침지 시스템 및 전습식(all-wet) 침지 시스템이다. 본 발명의 일 실시예는 특히 국지화된 침지 시스템에 관한 것이다.
노광을 위하여 기판 지지 장치(60) 상에 기판을 로딩하기 위하여, 기판은 기판 핸들러 로봇에 의해서 픽업된 후, 기판 홀더를 통과해 돌출하는 소위 e-핀들의 세트 위로 하강된다. e-핀은 연장과 수축할 수 있도록 작동되고, 그들의 상단부에 기판을 파지하기 위한 흡입 개구가 제공될 수 있다. 기판 홀더의 중심 주위에 3 개의 e-핀들이 이격되어 존재한다. 기판이 e-핀 상에 정착하면, e-핀은 기판이 기판 홀더의 버얼 위로 하강되고 그에 의해 지지되도록 수축된다. 클램프 시스템이 활성화되어 기판을 기판 홀더에 클램핑한다. 클램프 시스템은 기판이 기판 홀더에 접촉하기 전에 활성화될 수 있다. 종래에는 이러한 단계들이 로딩/언로딩 스테이션에서 수행된다.
이상적으로는 기판이 완벽하게 평평하지만, 필연적으로 어느 정도의 뒤틀림이 발생할 수 있고, 리소그래피 장치가 뒤틀린 기판에 대해서도 수락가능한 성능을 달성하는 것이 바람직하다. 어떤 경우에는, 뒤틀린 기판이 노광될 때에는 덜 엄격한 성능 척도가 적용된다. 예를 들어, 기판 곡률이 규정된 양보다 큰 경우에는 더 큰 오버레이 오차가 허용될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 뒤틀린 기판에 대해서도 리소그래피 장치의 성능을 개선하는 것이 바람직하다.
뒤틀린 기판은 일반적으로, 가끔 "그릇형 기판" 및 "우산형 기판"이라고 불리는 두 가지 타입으로 분류된다. 그릇형 기판은 에지에서 상향으로 휘어지며, 노광이 수행될 표면이 그릇과 같이 오목하다. 우산형 기판은 에지에서 하향으로 휘어지며, 노광이 수행될 표면이 우산과 같이 볼록하다. 기판이 양측 모두에서 노광될 수 있다면, 리소그래피 장치 내에 로딩될 때 그 배향이 이것이 그릇형인지 우산형 기판인지를 결정한다. 평평한 기판은 e-핀에 의해 홀딩되는 동안에 최초에는 그 자체의 무게 때문에 아래로 뒤틀릴 수 있고, 예를 들어 우산형 기판이 될 수 있지만, 하강되는 동안에는 다르게 뒤틀릴 수도 있다.
본 발명의 발명자들이 검사 및 시뮬레이션을 수행한 결과, 상이하게 뒤틀린 기판과 평평한 기판은 기판 홀더 상에 로딩되고 클램핑된 경우에 다르게 동작하여, 노광될 때 바람직하지 않은 차이가 생기게 된다는 것을 알 수 있었다. 예를 들어, 기판들에 따라 오버레이 오차가 크게 달라질 수 있다. 이러한 기판-기판 변동은 예측하고 보상하기가 어렵기 때문에 특히 바람직하지 않다. 기판들 모두에 일관적인 오버레이 오차는, 예를 들어 노광 중에 기판의 위치를 조절함으로써 흔히 보상될 수 있다.
발명자들의 검사한 결과, 우산형 기판이 기판의 버얼 상으로 하강될 때, 중심에 가까운 버얼에 접촉하기 전에 에지에 가까운 버얼에 접촉할 것이라는 것이 밝혀졌다. 그러면, 버얼과 기판의 저면 사이의 마찰이, 기판이 평평한 무스트레스 상태로 완전하게 이완되는 것을 방해한다. 기판 클램핑 시스템이 활성화되기 전에 기판이 완전히 이완하게 하기 위해서 지연이 도입된다면, 쓰루풋이 감소된다. 그러므로, 우산형 기판은 인-플레인(in-plane)으로 압축된다. 인-플레인 압축의 양은 절대적인 크기로는 작을 수 있지만, 고해상도 리소그래피를 위해서 오버레이 오차 여유가 극도로 타이트한 경우에는 중요해진다.
또한, 발명자들의 검사한 결과, 평평한 기판 또는 그릇형 기판이 기판의 버얼 상으로 하강될 때, 에지에 가까운 버얼에 접촉하기 전에 중심에 가까운 버얼에 접촉할 것이라는 것이 밝혀졌다. 클램핑력이 인가됨에 따라, 기판은 인-플레인으로 팽창되는 경향이 있다. 팽창의 양은 절대적인 크기로는 작을 수 있지만, 고해상도 리소그래피를 위해서 오버레이 오차 여유가 극도로 타이트한 경우에는 중요해진다. 처음에는 평평한 기판 역시 인-플레인 팽창을 경험하게 될 것이다. 따라서 압축된 우산형 기판 및 팽창된 평평한 기판에서 발생되는 뒤틀림이 누적되어 기판-기판 변동이 더 커지게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 리소그래피 장치 내에서 사용되고, 기판을 지지하도록 구성되는 기판 홀더로서,
본체 표면을 가지는 본체;
상기 본체 표면으로부터 돌출되는 복수 개의 버얼; 및
상기 기판이 상기 기판 홀더 상으로 하강되고 있는 동안, 상기 기판 홀더의 주연부에 인접하여 가스 쿠션을 형성하도록 구성되는 흐름 제어 피쳐를 포함하고,
각각의 버얼은 상기 기판과 맞물리도록 구성되는 원단부를 가지며,
상기 버얼의 원단부는 지지면에 실질적으로 형상부합되어, 상기 기판이 상기 버얼 상에서 실질적으로 평평한 상태로 지지될 수 있게 하는, 기판 홀더가 제안된다.
기판이 기판 홀더 상으로 하강되는 동안에, 흐름 제어 피쳐는 기판의 주연부에 인접한 가스가 축적(build-up)되게 한다. 다르게 말하면, 기판의 주연부 아래의 압력이 증가한다. 이러한 압력 증가가, 특히 기판이 우산형 기판이라면 기판의 주연부가 내려가는 것을 지연시켜서, 기판의 전체 영역에 걸쳐서 거의 동시에 버얼들 상에 터치다운하게 한다. 그러면, 우산형 기판이 기판 홀더에 클램핑될 때에 발생하는 압축 효과를 감소시키거나 없앤다. 본 발명에 따른 기판 홀더가 있으면, 우산형 기판이 평평한 기판에 더 유사하게 거동하게 되고, 적어도 기판-기판 오버레이 차이가 감소된다.
본 발명의 추가적인 장점은, 흐름 제어 피쳐가 주변 지역에서의 기판과 기판 홀더 사이의 열적 커플링을 개선시킨다는 것이다. 그러면 기판의 온도 제어가 개선된다.
일 실시예에서, 흐름 제어 피쳐는 기판 홀더의 주연부에 인접하여 융기된 영역을 포함한다.
융기된 영역은 기판 홀더의 제조 시에 쉽게 제공될 수 있고, 요구되는 효과를 가지도록 성형될 수 있다.
일 실시예에서, 융기된 영역은 기판 홀더의 실질적으로 전체 주연부 둘레로 링의 형태이다.
링의 형태인 융기된 영역을 제공함으로써, 실질적으로 균일하고 회전 대칭적인 효과가 얻어질 수 있다.
일 실시예에서, 융기된 영역은 기판 홀더의 반경 방향으로 2 mm 내지 80 mm, 바람직하게는 10 mm 내지 50 mm의 범위에 속하는 폭을 가진다.
폭이 이러한 범위에 속하면, 일반적으로 발생하는 정도의 뒤틀림을 가진 우산형 기판에 대해서 적합한 가스 쿠션 효과가 얻어질 수 있다. 융기된 영역이 분명하게 규정되는 경계를 가지지 않으면, 융기된 영역의 폭은, 지지면 아래 50 μm 이하에 위치된, 융기된 영역의 반경방향으로 가장 안쪽 부분과 지지면 아래 50 μm 이하에 위치된, 융기된 영역의 반경방향으로 가장 바깥쪽 부분 사이의 반경방향으로 간주되어야 한다.
일 실시예에서, 융기된 영역은 원위면을 가지고, 원위면과 지지면 사이의 거리는 적어도 3 μm이다.
융기된 영역의 상단부와 지지면 사이의 간격이 3 μm 이상이면, 오염물 입자가 융기된 영역에 떨어져도 기판에는 뒤틀림이 생기지 않게 보장된다.
일 실시예에서, 융기된 영역은 원위면을 가지고, 원위면과 지지면 사이의 거리는 50 μm 이하이다.
융기된 영역의 상단과 지지면 사이의 간격이 50 μm 이하이면, 가스 쿠션 효과가 효과적이 되도록 보장하는 것을 돕는다.
일 실시예에서, 융기된 영역은 원위면을 가지고, 원위면은 지지면에 실질적으로 평행이다.
원위면이 지지면에 평행하면, 가스 쿠션이 효과적이다.
일 실시예에서, 융기된 영역은 원위면을 가지고, 원위면은 지지면에 대해서 그 반경방향 안쪽 부분에서의 원위면과 지지면 사이의 거리가 반경방향 바깥쪽 부분에서의 원위면과 지지면 사이의 거리보다 짧아지도록 기울어진다.
원위면이 바깥쪽을 향해서 기울어지면, 가스를 진공 클램프 시스템을 통해 뽑아냄으로써 생기는 가스의 내향 흐름이 가스 쿠션을 쉽게 생성한다. 원위면이 안쪽을 향해서 기울어지는 것도 가능하다.
일 실시예에서, 융기된 영역은 원위면을 가지고, 원위면은 오목하다.
원위면이 오목하면 가스 쿠션을 형성하기 위해 가스를 보유하는 것을 돕는다.
일 실시예에서, 흐름 제어 구조체의 반경방향 외향으로 시일 구조체도 역시 존재한다.
클램핑을 위해서 기판 아래에 저압을 유지하기 위해서 요구되는 가스 흐름을 감소시키기 위해서, 흐름 제어 구조체 외부의 시일 구조체는 기판이 로드될 때 기판까지 좁은 갭을 형성한다.
일 실시예에서, 시일 구조체의 원위의 시일면과 지지면 사이의 거리는, 흐름 제어 구조체의 원위면과 지지면 사이의 거리보다 적다.
포획되는 오염물 입자가 수락불가능한 위험을 야기하지 않으면서 원위의 시일면과 지지면 사이의 갭이 작아질 수 있게 하기 위해서, 시일 구조체는 흐름 제어 구조체보다 훨씬 좁을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 상에 이미지를 투영하기 위한 리소그래피 장치로서,
전술된 바와 같은 기판 홀더; 및
기판을 상기 기판 홀더에 클램핑하기 위한 클램프 시스템을 포함하는, 리소그래피 장치도 역시 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술된 바와 같은 기판 홀더 및 기판을 기판 홀더에 클램핑하기 위한 클램프 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법으로서,
기판을 기판 홀더 상에 로딩하는 단계;
클램프 시스템을 결속시키는 단계; 및
패턴을 기판 상에 노광하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법도 역시 제공된다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더(WT)를 도시한다. 기판 홀더(WT)는 평면도에서 개략적으로 원형인 본체(20)를 포함한다. 본체(20)는 지지돼야 하는 기판의 직경과 동일한 직경을 가지는 것이 바람직하다. 본체(20)의 직경은, 예를 들어 300 mm 또는 450 mm일 수 있다. 본체(20)는 후술되는 바와 같이 개략적으로 평평한 본체 상면(20a)을 가지고, 본체 상면(20a)에는 그로부터 돌출되는 복수 개의 버얼(21)이 제공된다. 버얼(21)의 원단면은 기판을 지지하기 위해서 지지면(SP)에 정확하게 형상부합된다. 다르게 말하면, 버얼(21)의 원단면은 공평면형이다.
기판 홀더(WT)의 주연부 주위에, 상세히 후술되는 흐름 제어 구조체(22)가 있다. 흐름 제어 구조체(22) 밖에는 시일 구조체(23)가 있다. 흐름 제어 구조체 및 시일 구조체는 서로 이격되거나, 기판 홀더의 표면의 반경에 따른 높이를 나타내는 도 3 에 도시된 바와 같이 연접할 수 있다. 시일 구조체(23)는, 기판 홀더(WT)의 상면(20a)으로부터 상향 돌출되는 한 쌍의 동심벽(23a, 23b)을 포함한다(도 3 의 그래프의 일부의 확대도인 도 4 를 참조). 벽(23a, 23b)의 상부 시일면들 사이에는, 예를 들어 약 3 내지 10 μm의 작은 갭이 남아 있다. 시일 구조체(23)의 목적은 이중이다. 우선, 기판(W)을 기판 홀더(WT)에 홀딩하기 위해서 진공 클램프가 사용되면, 시일 구조체는 기판(W) 아래의 공간으로 들어가는 가스 흐름을 감소시키고, 따라서 저압 상태를 유지하기 위해 요구되는 에너지를 감소시킨다. 둘째로, 침지 리소그래피 장치에서는, 시일 구조체(23)는 액침액이 기판(W) 아래의 공간으로 유입되는 것을 감소시키는 역할도 수행할 수 있다. 시일 구조체는 두 개의 벽을 가져야 하는 것은 아니고, 어떤 경우에는 단일 벽으로도 충분할 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 시일 구조체는 생략된다.
복수 개의 스루홀(24)이 기판 홀더(WT)의 중앙 지역에 내에 제공된다. 스루홀(24)은 두 가지 기능을 수행할 수 있다. 우선, 스루홀은, 기판(W)을 수용하기 위하여 e-핀(미도시)이 기판 홀더(WT)를 통과하여 돌출하게 한다. 둘째로, 스루홀은 전술된 바와 같은 진공 클램프가 작용하게 하기 위하여, 기판(W)과 기판 홀더(WT) 사이의 공간이 저압에 연결될 수 있게 한다. 스루홀(24)의 개수와 배치는 위의 기능들을 수행하기 위해서, 특히 e-핀을 위하여 그리고 저압에 연결되기 위하여 별개의 홀들이 사용되는지 여부에 따라서 필요에 따라 바뀔 수 있다.
일 실시예에서, 버얼(21)은 100 μm 내지 500 μm의 범위에 속하는, 예를 들어 약 150 μm의 높이를 가진다. 버얼(21)의 원단면은 직경은 100 μm 내지 300 μm의 범위에 속할 수 있고, 예를 들어 약 200 μm일 수 있다. 버얼의 피치, 즉 두 개의 인접한 버얼들 사이의 거리는, 약 0.5 mm to 3 mm의 범위에 속해서, 예를 들어 약 1.5 mm일 수 있다. 일 실시예에서, 모든 버얼(21)의 원단면의 총면적은 기판(W) 또는 기판 홀더(WT)의 총면적의 1% 내지 3% 의 범위에 속한다. 버얼(21)은 그 형상이, 측벽이 약간 경사져 있는 잘린 원추형일 수 있다. 일 실시예에서, 제작하기가 더 편하다면, 측벽은 수직이거나 심지어 돌출형(overhanging)일 수 있다. 일 실시예에서, 버얼(21)은 평면이 원형이다. 또한, 버얼(21)은 원할 경우 다른 형상으로도 형성될 수 있다. 예를 들어, 코팅 또는 구조체가 제공되어, 버얼(21)은 마찰을 감소시키고 및/또는 마모에 대한 내성을 증가시키도록 처리될 수 있다.
버얼(21)은 시일 구조체(23)에 이르기까지 본체 상면(20a)의 실질적으로 전체 영역에 걸쳐서 제공된다. 버얼(21)은 흐름 제어 구조체 상면(20a)의 상단에 제공된다. 일 실시예에서, 버얼(21)의 패턴은 상면(20a)의 전체 영역에 걸쳐서 실질적으로 균일하고, 즉 버얼은 균일한 피치를 가진다. 일 실시예에서, 버얼(21)의 패턴은 상면(20a)의 적어도 일부 부분에서, 예를 들어 스루홀(24) 근방 또는 웨이퍼의 에지에서 변한다. 버얼의 패턴은 기판의 지지의 파라미터, 예를 들어 기판이 경험하는 기판 홀더의 국부 강성 및/또는 기판과 기판 홀더 사이의 마찰을 제어하기 위하여 변할 수 있다.
흐름 제어 구조체(22)는 기판 홀더(WT)의 본체 상면(20a) 상에서, 그 주변 지역에서 융기된 영역을 포함한다. 흐름 제어 구조체(22)의 윤곽선이, 반경 위치의 함수로서 지지면(SP)에 대한 높이의 그래프인 도 3 에 도시된다. 도 4 는 흐름 제어 구조체 및 시일 구조체의 형상을 더 잘 도시하기 위한, 도 3 의 그래프의 일부의 확대도이다. 도 4 에서 수평 축은 수직 축보다 더 많이 확대된다. 도 3 및 도 4 에서 두 가지에 주의하는 것이 중요하다. 첫째로, 수평 축(r)과 수직 축(z)은 임의의 단위로 도시되지만 매우 상이한 스케일을 가진다. z에 대한 임의의 단위는 r에 대한 임의의 단위보다 약 1000 의 인수만큼 작다. 둘째로, 흐름 제어 구조체의 형태를 불분명하게 하는 것을 피하기 위하여, 그 원단부 전체가 지지면(SP)에 형상부합되는 버얼은 도 4 에서 생략되었다.
기능적인 관점에서, 흐름 제어 구조체(22)의 가장 중요한 부분은 상부 흐름 제어면(22a)이다. 상부 흐름 제어면(22a)은 실질적으로 평면형이고 지지면(SP)과 평행하게 배치된다. 상부 흐름 제어면(22a)과 지지면(SP) 사이의 거리는 약 3 또는 10 μm 내지 약 50 μm의 범위 안, 예를 들어 20 μm이다. 일 실시예에서, 상부 흐름 제어면은 시일 구조체(23)의 상단보다 낮다. 일 실시예에서, 상부 흐름 제어면(22a)은 오목하고, 예를 들어 토러스(torus)의 표면의 일부에 형상부합된다. 일 실시예에서, 상부 흐름 제어면(22a)은 지지면(SP)에 평행하지 않다. 일 실시예에서, 상부 흐름 제어면(22a)은, 상부 흐름 제어면(22a)과 지지면(SP) 사이의 거리가 반경 거리가 증가함에 따라 증가하도록 기울어진다. 일 실시예에서, 상부 흐름 제어면(22a)은, 상부 흐름 제어면(22a)과 지지면(SP) 사이의 거리가 반경 거리가 증가함에 따라 감소하도록 기울어진다. 상부 흐름 제어면(22a)의 기능은, 기판 홀더(WT) 위로 하강되는 중인 기판이 지지면에 가까워짐에 따라 가스 쿠션, 즉 압력 누적(buildup)을 생성하는 것이다.
기판이 기판 홀더(WT) 위로 하강될 때, 기판(W)과 기판 홀더(WT) 사이에 존재하는 가스는 압축되고, 충분히 빨리 빠져나올 수 없으면, 압력 누적이 발생한다. 가스는 하강하는 기판(W)과 기판 홀더(WT) 사이의 공간으로부터 두 개의 루트를 통해 빠져나올 수 있다: 기판 홀더(WT)에 있는 스루홀(24)을 통해서 또는 기판 홀더의 주연부 주위에 있는 시일 구조체(23)와 기판(W) 사이의 갭 사이로. 기판(W)이 하강하면, 이러한 루트에 의한 가스 유출 속도가 감소되도록 이러한 갭이 감소한다. 진공 펌프 또는 저압의 다른 소스를 활성화시키고, 이것을 스루홀(24)에 연결함으로써, 하강하는 기판(W)과 기판 홀더(WT) 사이의 공간으로부터, 그렇지 않으면 기판이 기판 홀더 상으로 하강될 수 있는 속도를 한정했을 압력 누적을 방지하고, 따라서 쓰루풋에 부정적 영향이 가해지는 것을 방지하기에 충분할 만큼 빠르게 가스가 추출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 흐름 제어 구조체가 존재하면 기판(W)이 기판 홀더 위로 하강되고 있을 때에 기판 홀더의 주변 지역에 국지적 압력 누적이 생기게 된다. 이러한 압력 누적이 기판(W)의 주변 지역에 상향하는 힘을 생성시키고, 따라서 기판(W)의 에지를 상향으로 편향시키게 된다. 흐름 제어 구조체(22)의 파라미터 - 특히 반경 방향으로의 그 폭, 지지면(SP)으로부터의 간격 및 그 형상 -는 하강하는 기판의 주연부에 원하는 효과를 미치게 하도록 선택될 수 있다. 흐름 제어 구조체의 파라미터는, 기판 에지의 편향과 기판을 로딩의 지연 사이에서 요구되는 절충이 생기도록 선택될 수 있다.
흐름 제어 구조체(22)는 상부 흐름 제어면(22a)을 기판 홀더(WT)의 본체 상면(21a)에 연결하는 경사 섹션(22b)도 포함한다. 경사 섹션(22b) 및, 경사 섹션(22b)을 상부 흐름 제어면(22a)에 연결하는 코너(22c 및 22d)의 형상은 흐름 제어 구조체의 기능에는 중요한 것이 아니고, 따라서 제작하기 편하도록 원하는 바에 따라 선택될 수 있다. 경사된 섹션은 오목 또는 볼록일 수 있다. 융기된 영역의 높이가 계단식으로 감소하는 것도 역시 가능하다. 이와 유사하게, 상부 흐름 제어면(22a)을 벽(23a)에 연결하는 코너(22e)의 정확한 형태는 제조가 쉽도록 원하는 바에 따라 선택될 수 있다.
기판 홀더(WT)는 SiSiC 또는 다른 세라믹 재료로 제조될 수 있다. 버얼, 흐름 제어 구조체 및 시일 구조체는 종래의 기법에 의해 본체(20) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판 홀더는, 예를 들어 전기방전 머시닝에 의해서 블랭크로부터 재료를 제거함으로써 제작된다. 버얼이 정확한 높이라는 것을 보장하기 위하여 최종 래핑(lapping) 프로세스가 사용될 수 있다. 종래의 전기방전 머시닝 프로세스는 흐름 제어 구조체를 형성하기 위해서, 필요한 곳에는 추가적인 재료를 남겨두도록 변경될 수 있다. 그러나, 흐름 제어 구조체는 임의의 특정한 구조적 특성을 가져야 하는 것은 아니고, 그 치수 공차도 특히 엄격하지 않다. 그러므로, 흐름 제어 구조체는, 예를 들어 3D 인쇄와 같은 첨가식 제조 기법에 의하여 현존하는 기판 홀더에 재료를 추가함으로써 형성될 수 있다. 흐름 제어 구조체는 현존 기판 홀더에 맞게 개장(retrofit)될 수 있다.
발명자들이 연구한 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더는 로딩된 기판의 거동을 개선시키고, 특히 상이한 타입의 뒤틀린 기판의 거동이 더욱 일관적으로 된다는 것이 밝혀졌다. 이것이 도 5 및 도 8 에 예시된다.
도 5 는 처음에는 평평한 기판(연속선) 및 처음에 우산형으로 뒤틀린 기판에 대한, 임의의 단위(수평 축)의 반경의 함수로서의 인-플레인 변형을 임의의 단위(수직 축)로 표시한다. 평평한 기판이 양의 인-플레인 변형, 즉 팽창을 겪는 반면에, 우산형 기판은 음의 인-플레인 변형, 즉 압축을 겪는다는 것을 알 수 있게 될 것이다. 도 6 은 기판-기판 변동, 즉 평평한 기판의 변형과 우산형 기판의 변형 사이의 차이를 보여준다. 평평한 기판과 우산형 기판이 다른 방식으로 변형되기 때문에, 기판-기판 변동은 임의의 개개의 기판에 의해 경험되는 변형보다 더 크다.
도 7 및 도 8 은 도 5 및 도 6 에 대응하는 그래프들이지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더를 사용한다. 인-플레인 변형에 대해서 동일한 임의의 단위가 사용된다. 평평한 기판(연속선) 및 우산형-기판(점선) 양자 모두가 양의 인-플레인 변형, 즉 팽창을 겪는다는 것을 도 7 로부터 알 수 있게 될 것이다. 비록 평평한 기판에 의해 경험되는 인-플레인 변형이, 종래의 기판 홀더를 사용할 경우보다 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더를 사용할 경우 더 크지만, 기판-기판 변화가 크게 감소된다는 것을 도 8 로부터 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 홀더가 상이한 타입의 뒤틀린 기판들 사이에서 더 일관적인 거동을 일으킨다는 것이 이해될 것이다. 일관적인 변형은 노광 프로세스의 다른 곳에서, 예를 들어 노광 도중의 기판에 대한 포지셔닝 세트 포인트를 조절함으로써 보상될 수 있다. 변형을 최소화하기 위해서, 상이한 타입의 뒤틀린 기판에 대하여 상이한 기판 홀더가 사용될 수 있다는 생각도 할 수 있지만, 기판 홀더는 그렇게 쉽게 교환될 수 없다.
비록 본 발명이 진공 클램핑 시스템을 채용하는 예시적인 실시예에 관해서 설명되었지만, 정전기 클램프도 사용될 수 있다. 가스 쿠션이 형성되게 하기에 충분한 가스 압력을 가지는 환경에서 기판이 기판 홀더 상에 로딩된다면, 본 발명은 빔 경로가 고진공 상태에 있는 리소그래피 장치, 예를 들어 EUV 리소그래피 장치에 채용될 수 있다.
비록 본문에서 IC의 제조에서 리소그래피 장치를 사용하는 것에 대해서 특별히 언급하였지만, 본 명세서에서 설명되는 리소그래피 장치는 다른 응용 분야, 예컨대 집적 광 시스템의 제조, 자기장 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드, 등을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 당업자는, 이러한 다른 응용예의 문맥에서, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 기판은, 예를 들어 트랙(통상적으로 레지스트 층을 기판에 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 계측 툴 및/또는 검사 툴에서, 노광 전 또는 노광 후에 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 본 명세서에서의 개시물은 이러한 기판 처리 툴 및 다른 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 처리된 층들을 하나 이상 포함하는 기판을 지칭할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 자외선(UV) 방사선을 포함하는, 예를 들어 436, 405, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm이거나 거의 그 값인 파장을 가지는 모든 타입의 전자기 방사선을 망라한다. 본 명세서에 사용된 "렌즈"라는 용어는, 문맥이 허용한다면, 굴절형 및 반사형 광학 컴포넌트를 포함하는 다양한 타입의 광학 컴포넌트 중 임의의 것 또는 조합을 가리킬 수 있다.
비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 하나 이상의 실시예는 임의의 침지 리소그래피 장치에 적용될 수 있고, 특히 전술된 타입 및 액침액이 배스(bath)의 형태 내에 제공되거나, 기판의 국지화된 표면적에만 제공되거나, 또는 비구속 타입에 적용될 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 비구속 구성에서, 기판 테이블 및/또는 기판의 덮여있지 않은 표면의 실질적으로 전부가 젖게 되도록, 액침액은 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 넘어서까지 흐를 수 있다. 이와 같이 한정되지 않는 침지 시스템에서, 액체 공급 시스템은 액침액을 구속하지 않을 수 있고, 또는 액침액을 일부분 구속할 수 있지만 실질적으로 액침액을 전부 구속하지는 않을 수 있다.
본 명세서에서에서 고찰되는 액체 공급 시스템은 넓게 해석되어야 한다. 특정 실시예들에서, 이것은 액침액을 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간으로 제공하는 구조체들의 메커니즘 또는 조합일 수 있다. 이것은 하나 이상의 구조체, 하나 이상의 액체 개구를 포함하는 하나 이상의 유체 개구, 하나 이상의 가스 개구 또는 두 개의 위상 흐름을 위한 하나 이상의 개구의 조합을 포함할 수 있다. 개구들은 각각, 침지 공간으로 들어가는 입구(또는 유체 처리 구조체로부터 나오는 출구)이거나 침지 공간에서 나오는 출구(또는 유체 처리 구조체로 들어가는 입구)일 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부일 수 있고, 또는 이러한 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전히 덮을 수 있고, 또는 이러한 공간은 기판 및/또는 기판 테이블을 둘러쌀 수 있다(envelop). 액체 공급 시스템은 선택적으로, 액침액의 위치, 양, 품질, 형상, 유량 또는 임의의 다른 특징을 제어하기 위한 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다.
위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (14)

  1. 리소그래피 장치 내에서 사용되고, 기판을 지지하도록 구성되는 기판 홀더로서,
    본체 표면을 가지는 본체;
    상기 본체 표면으로부터 돌출되는 복수 개의 버얼; 및
    상기 기판이 상기 기판 홀더 상으로 하강되고 있는 동안, 상기 기판 홀더의 주연부에 인접하여 가스 쿠션을 형성하도록 구성되는 흐름 제어 피쳐를 포함하고,
    각각의 버얼은 상기 기판과 맞물리도록 구성되는 원단부를 가지며,
    상기 버얼의 원단부는 지지면에 실질적으로 형상부합되어, 상기 기판이 상기 버얼 상에서 실질적으로 평평한 상태로 지지될 수 있게 하는, 기판 홀더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흐름 제어 피쳐는 상기 기판 홀더의 주연부에 인접하여 융기된 영역을 포함하는, 기판 홀더.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 융기된 영역은 상기 기판 홀더의 실질적으로 전체 주연부 둘레로 링의 형태인, 기판 홀더.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 융기된 영역은 기판 홀더의 반경 방향으로 3 mm 내지 80 mm, 바람직하게는 10 mm 내지 50 mm의 범위에 속하는 폭을 가지는, 기판 홀더.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 융기된 영역은 원위면을 가지고, 상기 원위면은 상기 지지면에 실질적으로 평행한, 기판 홀더.
  6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 융기된 영역은 원위면을 가지고, 상기 원위면은, 상기 원위면의 내부와 상기 지지면 사이의 거리가 상기 원위면의 외부와 상기 지지면 사이의 거리보다 짧도록, 상기 지지면에 대해 기울어지는, 기판 홀더.
  7. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 융기된 영역은 원위면을 가지고, 상기 원위면은 오목한, 기판 홀더.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원위면과 상기 지지면 사이의 거리는 적어도 3 μm, 바람직하게는 10 μm인, 기판 홀더.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원위면과 상기 지지면 사이의 거리는 50 μm 이하인, 기판 홀더.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 홀더는, 상기 기판 홀더의 중앙 지역 내에 복수 개의 스루홀을 더 포함하는, 기판 홀더.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 홀더는, 상기 흐름 제어 구조체의 반경방향 외향으로 제공되는 시일 구조체를 더 포함하는, 기판 홀더.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 시일 구조체의 원위의 시일면과 상기 지지면 사이의 거리는, 상기 흐름 제어 구조체의 원위면과 상기 지지면 사이의 거리보다 짧은, 기판 홀더.
  13. 기판 상에 이미지를 투영하기 위한 리소그래피 장치로서,
    제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 기판 홀더; 및
    기판을 상기 기판 홀더에 클램핑하기 위한 클램프 시스템을 포함하는, 리소그래피 장치.
  14. 제 13 항에 따른 리소그래피 장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법으로서,
    기판을 기판 홀더 상에 로딩하는 단계;
    클램프 시스템을 결합하는 단계; 및
    상기 기판 상에 패턴을 노광하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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