KR20210105415A - 리소그래피 장치에 사용되는 기판 홀더 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

리소그래피 장치에 사용되는 기판 홀더 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20210105415A
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burls
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stiffness
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KR1020217023324A
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요하네스 요세퓌스 마선
헤르만 마르크바르트
안드레 슈뢰더
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

기판 홀더는,
본체 표면을 갖는 본체;
본체 표면으로부터 돌출해 있고 기판을 지지하도록 구성되어 있는 복수의 버얼(burl); 및
본체 표면으로부터 돌출해 있는 가장자리 시일을 포함하고,
가장자리 시일과 복수의 버얼 사이에 틈이 형성되도록 가장자리 시일은 복수의 버얼로부터 이격되어 있고, 틈은 복수의 버얼의 피치의 약 75% 이상인 틈 폭을 가지며,
복수의 버얼은 제 1 그룹의 버얼 및 제 1 그룹의 버얼을 둘러싸는 제 2 그룹의 버얼을 포함하며,
제 2 그룹의 버얼의 단위 면적 당 지지 면에 수직인 방향의 강직도는, 제 1 그룹의 버얼의 단위 면적 당 지지 면에 수직인 방향의 강직도의 약 150% 이상이다.

Description

리소그래피 장치에 사용되는 기판 홀더 및 디바이스 제조 방법
본 출원은 2019년 1월 23일에 출원된 EP 출원 19153181.3의 우선권을 주장하며, 이 유럽 출원은 여기에 전체적으로 참조로 관련되어 있다.
본 발명은 리소그래피 장치에 사용되는 기판 홀더 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 요구되는 패턴을 기판 상에 가하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는 예컨대 패터닝 장치(예컨대, 마스크)의 패턴(또한 종종 "디자인 레이아웃" 또는 "디자인"이라고도 함)을 기판(예컨대, 웨이퍼) 상에 제공되어 있는 방사선 민감성 재료의 층(레지스트) 상에 투영할 수 있다.
반도체 제조 공정은 계속 발전하고 있으며, 일반적으로 "무어(Moore)의 법칙" 이라고 하는 추세에 따라, 수 십년간 디바이스 당 기능 요소(예컨대, 트랜지스터)의 양이 꾸준히 증가하는 동안에 회로 요소의 치수는 계속 감소되었다. 무어의 법칙에 맞춰가기 위해, 반도체 산업에서는 점점 더 적은 피쳐를 생성할 수 있는 기술을 추구하고 있다. 패턴을 기판 상에 투영하기 위해, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 방사선의 파장은 기판 상에 패터닝되는 피쳐의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용되고 있는 전형적인 파장은 365 nm(i-line), 248 nm, 193 nm 및 13.5 nm 이다.
리소그래피 장치에서, 노광되는 기판(제조 기판이라고 할 수 있음)은 기판 홀더(가끔 웨이퍼 홀더라고 함)에 유지된다. 기판 홀더는 투영 시스템에 대해 움직일 수 있다. 기판 홀더는 통상적으로, 강성 재료로 만들어지고 지지될 제조 기판과 유사한 평면 치수를 갖는 중실체를 포함한다. 이 중실체의 기판 대향 표면에는 복수의 돌출부(버얼(burl)이라고 함)가 제공되어 있다. 버얼의 원위 표면은 평평한 면과 부합하고 기판을 지지한다. 버얼은 여러 가지 이점을 제공하는데, 기판 홀더 또는 기판 상의 오염물 입자가 버얼들 사이에 떨어지기 쉽고 그래서 기판의 변형을 초래하지 않으며, 중실체의 표면을 평평하게 만드는 것 보다 버얼의 단부가 평면에 부합하도록 버얼을 기계 가공하는 것이 더 쉽고, 그리고 버얼의 특성을 조절하여 예컨대 기판의 클램핑을 조절할 수 있다.
디바이스를 제조하는 공정 동안에, 특히 상당한 높이를 갖는 구조물, 예컨대 소위 3D-NAND 형성될 때 제조 기판이 왜곡될 수 있다. 종종 기판은 "그릇 형태"로 될 수 있고, 즉 위쪽에서 보면 오목하거나, "우산형"인데, 즉 위에서 보면 볼록할 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, 디바이스 구조물이 형성되는 표면을 정상 표면이라고 한다. 이와 관련하여, "높이"는 기판의 공칭 표면에 수직인 방향으로 측정되며, 이 방향을 Z-방향이라고 한다. 그릇형 또는 우산형 기판은, 기판 홀더 상에 플램핑될 때, 예컨대 그 기판과 기판 홀더 사이의 공간을 부분적으로 배기시킴으로써 어느 정도 평평하게 된다. 그러나, 왜곡(전형적으로 기판 표면 상의 최저점과 기판 표면 상의 최고점 사이의 높이차로 측정됨)의 양이 너무 크면, 다양한 문제가 생길 수 있다. 특히, 기판을 적절히 클램핑하기가 어려울 수 있고, 기판의 로딩 및 언로딩 동안에 버얼의 과도한 마모가 있을 수 있으며, 기판 표면에서의 잔류 높이 변화가 특히 가장자리 가까이에서 기판의 모든 부분 상에서의 정확한 패터닝을 가능하게 하기에는 너무 클 수 있다.
본 발명의 목적은 높은 왜곡도룰 갖는 기판상에 효과적인 패턴 형성을 가능하게 하는 기판 홀더를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 리소그래피 장치에 사용되고 기판을 지지하도록 구성되어 있는 기판 홀더가 제공되며, 이 기판 홀더는,
본체 표면을 갖는 본체;
상기 본체 표면으로부터 돌출해 있고, 지지 면에 실질적으로 부합하고 상기기판을 지지하도록 구성되어 있는 원위 끝면을 갖는 복수의 버얼(burl); 및
상기 본체 표면으로부터 돌출해 있고, 기판이 기판 홀더에 의해 유지될 때 가스 유동을 제한하도록 상기 복수의 버얼 주위에 연장되어 있는 가장자리 시일을 포함하고,
상기 가장자리 시일과 복수의 버얼 사이에 틈이 형성되도록 상기 가장자리 시일은 복수의 버얼로부터 이격되어 있고, 상기 틈은 복수의 버얼의 피치의 약 75% 이상인 틈 폭을 가지며,
상기 복수의 버얼은 제 1 그룹의 버얼 및 제 2 그룹의 버얼을 포함하며, 제 2 그룹의 버얼은 제 1 그룹의 버얼을 둘러싸고,
상기 제 2 그룹의 버얼의 단위 면적 당 상기 지지 면에 수직인 방향의 강직도는, 상기 제 1 그룹의 버얼의 단위 면적 당 상기 지지 면에 수직인 방향의 강직도의 약 150% 이상이다.
본 발명의 일 실시 형태는 디바이스 제조 방법을 제공하며, 이 방법은,
본체 표면과 기판 사이의 압력을 줄여 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 기판 홀더 상에 기판을 유지시키는 단계; 및
상기 기판에 패턴을 가하는 단계를 포함한다.
이제 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 본 발명을 단지 예로서 설명할 것이며, 도면에서 대응하는 참조 번호는 대응하는 부분을 나타낸다.
도 1은 리소그래피 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 그릇형 기판을 클램핑하는 종래의 기판 홀더의 일부분을 나타낸다.
도 3은 우산형 기판을 클램핑하는 종래의 기판 홀더의 일부분을 나타낸다.
도 4는 그릇형 기판을 클램핑하는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 홀더의 일부분을 나타낸다.
도 5는 우산형 기판을 클램핑하는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 홀더의 일부분을 나타낸다.
도 6은 도 4 및 5의 기판 홀더를 평면도로 나타낸다.
도 7은 다양한 양의 뒤틀림을 갖는 기판을 종래의 기판 홀더 및 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 홀더에 클램핑하는 효과의 유한 요소 분석의 결과를 나타내는 그패프이다.
본 문헌에서, "방사선" 및 "비임"은 자외선(예컨대, 436, 405, 365, 248, 193, 157, 126 또는 13.5 nm의 파장을 가짐)을 포함하여 모든 종류의 전자기 방사선을 포함하도록 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "레티클", "마스크" 또는 "패터닝 장치"는, 기판의 타겟 부분에 생성될 패턴에 대응하여, 패터닝된 단면을 입사 방사선 비임에 부여하기 위해 사용될 수 있는 일반적인 패터닝 장치를 말하는 것으로 넓게 해석될 수 있다. 이와 관련하여 "광 밸브" 라는 용어가 또한 사용될 수 있다. 전통적인 마스크(투과형 또는 반사형, 이진형, 위상 변이형, 하이브리드 등) 외에, 다른 그러한 패터닝 장치의 예는 프로그램 가능한 미러 어레이 및 프로그램 가능한 LCD 어레이를 포함한다.
도 1은 리소그래피 장치(LAP)를 개략적으로 나타낸다. 이 리소그래피 장치는, 방사선 비임(B)(예컨대, EUV 방사선 또는 DUV 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기라고도 함)(IL), 패터닝 장치(MA)(예컨대, 마스크)를 지지하도록 구성되어 있고, 특정한 파라미터에 따라 그 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치 설정기(PM)에 연결되는 마스크 지지부(예컨대, 마스크 테이블)(MT), 기판(예컨대, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되어 있고, 특정한 파라미터에 따라 기판 지지부(WT)를 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 설정기(PW)에 연결되는 기판 지지부(예컨대, 기판 홀더)(WT), 및 패터닝 장치(MA)에 의해 방사선 비임(B)에 부여되는 패턴을 기판(W)의 타겟 부분(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함함) 상에 투영하도록 구성되어 있는 투영 시스템(예컨대, 굴절형 투영 렌즈)(PS)을 포함한다.
작동시에, 조명 시스템(IL)은 방사선 소스(SO)로부터 예컨대 비임 전달 시스템(BD)을 통해 방사선 비임(B)을 받는다. 조명 시스템(IL)은 방사선의 안내, 성형 또는 제어를 위한 굴절형, 반사형, 자기식, 전자기식, 정전기식 및/또는 다른 종류의 광학 요소 또는 이의 임의의 조합과 같은 다양한 종류의 광학 요소를 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 방사선 비임(B)을 패터닝 장치(MA)의 평면에서 단면에서 요구되는 공간적 및 각도 세기 분포를 갖도록 조절하기 위해 사용될 수 있다.
여기서 사용되는 "투영 시스템"(PS) 이라는 용어는, 사용되고 있는 노광 방사선에 적절한 그리고/또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인에 적절한, 굴절형, 반사형, 카타디옵트릭, 왜상(anamorphic), 자기적, 전자기적 및/또는 정전기적 광학 시스템 또는 이의 임의의 조합을 포함하여 다양한 종류의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 여기서 "투영 렌즈" 라는 용어의 사용은 더 일반적인 용어인 "투영 시스템"(PS)과 동의어로 생각될 수 있다.
리소그래피 장치는, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 침지 공간을 채우기 위해 기판(W)의 적어도 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 침지 액체(예컨대, 물)로 덮일 수 있는 종류일 수 있다(침지 리소그래피라고도 함). 침지 기술에 대한 더 많은 정보는 여기에 참조로 관련되어 있는 US 6,952,253에 주어져 있다.
리소그래피 장치는 2개 이상의 기판 지지부(WT)("이중 스테이지"라고도 함)를 갖는 종류일 수 있다. 이러한 "다중 스테이지" 기계에서, 기판 지지부(WT)는 병렬적으로 사용될 수 있고, 그리고/또는 기판(W)의 다음 노광의 준비시의 단계가 한 기판 지지부(WT) 상에 위치되어 있는 기판(W)에 대해 수행될 수 있고 이때 다른 기판 지지부(WT) 상의 다른 기판(W)은 다른 기판(W) 상의 패턴을 노광하기 위해 사용된다.
기판 지지부(WT)에 추가로, 리소그래피 장치는 측정 스테이지(도 1에는 나타나 있지 않음)를 포함할 수 있다. 이 측정 스테이지는 센서 및/또는 청결 장치를 유지하도록 배치된다. 센서는 투영 시스템(PS)의 특성 또는 방사선 비임(B)의 특성을 측정하도록 배치된다. 측정 스테이지는 복수의 센서를 유지할 수 있다. 청결 장치는 리소그래피 장치의 일부분, 예컨대 투영 시스템(PS)의 일부분 또는 침지 액체를 재공하는 시스템의 일부분을 청결하게 하기 위해 사용될 수 있다. 기판 지지부(WT)가 투영 시스템(PS)으로부터 떨어져 있을 때 측정 스테이지는 투영 시스템(PS) 아래에서 움직일 수 있다.
작업시, 방사선 비임(B)은 패터닝 장치, 예컨대 마스크 지지부(MT) 상에 유지되는 마스크(MA)에 입사하고, 패터닝 장치(MA)에 존재하는 패턴(디자인 레이아웃)에 의해 패터닝된다. 방사선 비임(B)은 마스크(MA)를 횡단하여 투영 시스템(PS)을 통과하고, 그 투영 시스템은 비임을 기판(W)의 타겟 부분(C) 상에 집속시킨다. 제 2 위치 설정기(PW) 및 위치 측정 시스템(PMS)의 도움으로, 기판 지지부(WT)는 예컨대 상이한 타겟 부분(C)을 방사선 비임(B)의 경로 내에서 집속 및 정렬된 위치에 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, 제 1 위치 설정기(PM) 및 혹시 다른 위치 센서(도 1에는 명확히 나타나 있지 않음)를 사용하여 패터닝 장치(MA)를 방사선 비임(B)의 경로에 대해 정확하게 위치시킬 수 있다. 패터닝 장치(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다. 도시되어 있는 바와 같은 기판 정렬 마크(P1, P2)가 전용의 타겟 부분을 차지하고 있지만, 타겟 부분들 사이의 공간에 위치될 수 있다. 기판 정렬 마크(P1, P2)는 타겟 부분(C) 사이에 위치될 때 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다.
본 명세서에서, 카르테시안 좌표계가 사용된다. 이 카르테시안 좌표계는 3개의 축, 즉 x-축, y-축 및 z-축을 갖는다. 3개의 축 각각은 다른 두 축에 직교한다. x-축 주위의 회전을 Rx-회전이라고 한다. y-축 주위의 회전을 Ry-회전이라고 한다. z-축 주위의 회전을 Rz-회전이라고 한다. x-축과 y-축은 수평면을 규정하고, z-축은 수직 방향이다. 카르테시안 좌표계는 본 발명을 한정하지 않고 명료성을 위해서만 사용된다. 대신에, 원통 좌표계와 같은 다른 좌표계를 사용하여 본 발명을 명료하게 할 수 있다. 카르테시안 좌표계의 방향은 다를 수 있는데, 예컨대 z-축이 수평면을 따른 성분을 갖는다.
리소그래피 장치에서, 기판의 상측 표면을 투영 시스템에 의해 투영되는 패턴의 공중 이미지의 최선 초점 면에 노출되도록 매우 정확하게 위치시키는 것이 필요하다. 이를 달성하기 위해, 기판은 기판 홀더에 유지된다. 기판을 지지하는 기판 홀더의 표면에는 복수의 버얼이 제공되고, 이 버얼의 원위 단부는 공칭 지지면 내에서 공면적이다. 버얼은 많지만 지지 면에 평행한 단면적은 작으며, 그래서 원위 단부의 총 단면적은 기판 표면적의 몇 퍼센트, 예컨대, 5% 미만이다. 버얼은 통상적으로 원추형이지만 그럴 필요는 없다. 기판 홀더와 기판 사이의 공간 내의 가스 압력은 기판 위쪽의 압력에 대해 감소되어, 기판을 기판 홀더에 클램핑시키는 힘이 생성된다. 대안적으로, 기판 홀더에는, 정전기적 압력을 사용하여 전도성 기판을 클램핑할 수 있는 다수의 전극이 제공된다.
버얼은 여러 가지 목적의 역할을 한다. 예컨대, 오염물 입자가 기판 홀더 또는 기판에 존재하면, 그 오염물 입자는 버얼의 위치에 위치되지 않고 그래서 기판을 왜곡시키지 않을 수 있다. 추가로, 매우 낮은 평평도를 갖는 큰 영역을 제조하는 것 보다 버얼의 원위 단부가 평평한 면에 정확히 부합하도록 버얼을 만드는 것이 더 쉽다. 또한, 버얼의 특성은 예컨대 코팅을 가하여 또는 버얼의 치수를 변화시켜 변화될 수 있다.
도 2 및 3은 그릇형 및 우산형 기판(W)을 각각 클램핑할 때 종래의 기판 홀더(WH)의 가장자리에서의 상황을 단면으로 나타낸다. 기판(W)의 왜곡은 설명을 위해 도 2 및 3에서 크게 과장되어 있음을 유의해야 한다. 디바이스를 제조할 때, 기판 당 가능한 한 많은 수의 디바이스를 제조하는 것이 바람직한데, 이는 기판(W)의 가장자리에 가능한 한 가깝게 이미징을 하는 것이 바람직함을 의미한다. 많은 경우에, 기판(W)의 가장자리로부터 수 mm, 예컨대 3 mm 이하로 가깝게 패턴을 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 기판 홀더(WH)의 성능은 패턴이 형성될 최외측 위치를 포함하는 관심 대상 영역(AoI)에서 클램핑된 기판(W)의 표면의 형상을 고려하여 판단될 수 있다. 특히, 기판 홀더(WH)의 성능은 기판(W)의 평균 높이에 대한 최대 높이차에 근거하여 판단될 수 있다.
도 2와 도 3을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 그릇형 기판이 클램핑될 때 기판(W)의 가장자리는 최외측 버얼(20)과 접촉하지 못할 수 있다. 가장자리 시일(85)(진공 가장자리 시일이라고도 함)이, 기판(W)을 클램핑시키기 위해 압력차를 제공하기 위해 기판(W) 아래의 공간이 배기될 때 가스가 그 공간 안으로 유입하는 것을 줄여준다. 클램핑되지 않은(스트레스 받지 않은) 기판의 왜곡량이 유사하더라도, 클램핑될 때 관심 대상 영역(AoI)에서의 왜곡은 우산형 기판의 경우 보다 그릇형 기판의 경우에 더 높다. 따라서, 그릇형 기판을 클램핑하는 데 있어 개선된 성능을 제공할 수 있고 그럼에도 바람직하게 우산형 기판을 클램핑하는 데 있어서의 성능을 거의 또는 전혀 저해시키지 않는 기판 홀더를 제공하는 것이 바람직하다.
종래 기술의 단점 중의 적어도 일부를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태는 버얼과 가장자리 시일(85) 사이에 틈이 제공되는 기판 홀더(WH)를 제공한다. 그 틈은 지지 면에 도달하는 버얼 및 다른 돌출부가 없고, 버얼의 피치의 적어도 75%인 폭을 갖는다. 버얼은 2개의 그룹, 즉 제 1 그룹 및 제 1 그룹을 둘러싸는 제 2 그룹으로 분할된다. 그러므로 제 2 그룹은 가장자리 시일(85)에 가장 가까운 버얼(20b)이다. 제 2 그룹의 버얼(20b)은, 주어진 영역에서의 총 수직 강직도(지지 면에 수직 방향으로의 강직도)가 동일한 크기의 비교할 만한 영역에 있는 제 1 그룹의 버얼(20a)의 총 강직도의 적어도 150%가 되도록 구성된다.
실험 및 시뮬레이션에 의하면, 위와 같이 구성된 기판 홀더(WH)는 우산형 기판을 클램핑할 때 성능에 대한 허용 불가능한 저해 없이 그릇형 기판을 클램핑할 때 더 양호한 성능을 제공할 수 있다. 예컨대 진공 가장자리 시일(85)을 기판 홀더(WH)의 가장자리에 더 가깝게 위치시킴으로써 최외측 버얼(20b)과 진공 가장자리 시일(85) 사이의 틈을 증가시켜, 더 큰 힘이 기판(W)의 외측 부분에 가해지며, 그래서 그릇형 기판이 더 평평하게 된다. 따라서, 각 최외측 버얼(20b)에 의해 저항받는 힘은 증가되며 그래서 보상할 최외측 버얼(20b)의 강직도가 증가된다. 최외측 버얼(20b)(제 2 그룹)은 과도하게 압축되지 않는다.
그릇형 기판이 클램핑될 때, 그의 가장자리는 지지되지 않아 기판(W)의 외측 부분이 최외측 버얼(20b)에서 캔틸레버(cantilever)를 형성한다. 우산형 기판이 클램핑될 때, 최외측 버얼(20b)에 가해지는 힘이 또한 증가되며 이는 최외측 버얼(20b)의 더 큰 압축을 일으킬 수 있지만 최외측 버얼(20b)의 증가된 강직도가 이 효과를 억제하게 된다. 그러므로 우산형 버얼을 갖는 기판 홀더(WH)의 성능은 부정적인 영향을 받지 않으며, 또는 적어도 불리한 영향이 허용된다.
실시 형태에서, 기판 홀더(WH)는 평면도에서 볼 때 원형이고 버얼은 동심 링으로 배치된다. 어떤 버얼은 동심 링으로 배치되지 않는데, 예컨대 기판 홀더(WH)에 있는 관통공(89)의 근처에 배치될 수 있다. 가장자리 시일(85)은 또한 환형이고 버얼의 링과 동심이다. 제 2 그룹의 버얼(20b)은 최외측 링일 수 있다. 틈의 폭(D)은 제 2 그룹의 최내측 링과 다음 링(즉, 제 1 그룹의 최외측 링) 사이의 반경 방향 거리(P)에 대해 결정된다.
버얼이 동심 링으로 배치되지 않는 실시 형태에서, 틈 폭은 바람직하게는 제 1 그룹의 버얼의 평균(예컨대, 중간, 모드 또는 중앙값) 피치에 대해 결정된다. 피치는 서로 인접하는 버얼의 중심간 거리로 정의된다. 대부분의 경우에 버얼의 피치는 기판 홀더(WH)를 가로질러 일정할 것이다. 그러나, e-핀 또는 진공 포트를 위한 구멍과 같은 기판 홀더(WH)의 다른 피쳐 근처에서 가끔 변화가 있을 수 있다. 버얼의 피치에 변화가 있는 경우에, 중간, 모드 또는 중앙값은 매우 유사할 수 있다.
버얼이 동심 링으로 배치되지 않는 실시 형태에서, 제 2 그룹의 버얼은 평균 피치 보다 작은 가장자리 시일로부터의 거리 내에 있는 버얼로 이루어진다.
당업자는 이해하는 바와 같이, 버얼의 수직 강직도는 버얼의 원위 단부에 가해지는 수직 압축력의 크기의, 결과적인 압축의 양(원래 높이의 비율로서 높이의 변화)에 대한 비이다. 일 군의 버얼의 면적 강직도(단위 면적 당 강직도)는 개별 버얼의 강직도 및 버얼의 밀도(단위 면적 당 버얼의 수)로 결정된다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 개별 버얼의 강직도 또는 버얼의 밀도 또는 둘 모두는 제 1 그룹에 비해 제 2 그룹에서 변할 수 있다. 버얼의 제 2 그룹이 버얼의 단일 최외측 링으로 이루어지는 실시 형태에서, 버얼(20b)의 제 2 그룹의 밀도는 버얼의 원주 방향 간격으로 결정된다.
개별 버얼의 강직도는 다양한 수단에 의해, 예컨대, 단면적을 변화시키거나 그의 형상(예컨대, 다소 테이퍼진 형상)을 변화시키거나 또는 그의 조성을 변화시켜 변화될 수 있다.
틈 폭(D)은 피치의 적어도 75%이고 바람직하게는 피치(P)의 적어도 80%이다. 틈 폭(D)은 바람직하게는 피치(P)의 적어도 90%이다. 일 실시 형태에서, 그 틈 폭은 피치(P)의 약 100%이다. 더 넓은 틈은 더 큰 뒤틀림량을 갖는 기판을 유지할 수 있다. 바람직하게는, 틈 폭(D)은 피치(P)의 125% 이하이다.
일 실시 형태에서, 버얼(20b)의 제 2 그룹의 단위 면적 당 수직 강직도는 제 1 그룹의 것의 적어도 150%, 바람직하게는 제 1 그룹의 것의 적어도 160%이다. 일 실시 형태에서, 버얼(20b)의 제 2 그룹의 단위 면적 당 수직 강직도는 제 1 그룹의 것의 적어도 180% 이다. 일 실시 형태에서, 버얼(20b)의 제 2 그룹의 단위 면적 당 수직 강직도는 제 1 그룹의 것의 200% 이하이다.
일 실시 형태에 따른 기판 홀더(WH)의 일부분이 도 4 및 5에 단면으로 나타나 있다. 도 4에서, 기판 홀더(WH)는 그릇형 기판을 클램핑하는 것으로 나타나 있고, 도 5에서는 우산형 기판을 클램핑하는 것으로 나타나 있다. 도 2 및 3의 경우 처럼, 기판(W)의 왜곡은 도 4 및 5에서 크게 과장되어 있다. 도 4 및 5에서 외측 버얼(20b)는 다른 햇칭으로 표시되어 있고, 다른 버얼과 시각적으로 구별하는 것을 도와주기 위해 다른 버얼 보다 크게 나타나 있으며, 이는 외측 버얼(20b)은 다른 버얼과는 상이한 재료 또는 크기로 되어 있어야 함을 나타내는 것으로 생각되어서는 안된다. 전체 기판 홀더(WH)가 도 6에서 평면도로 나타나 있다. 도 6에서, 버얼의 크기는 과장되어 있고 수는 명료성을 위해 많이 감소되어 있다.
기판 홀더(WH)는 기판 지지부(WT)에 장착된다. 기판 홀더(WH)는 본체(21)를 포함하고, 이 본체는 본체 상측 표면(22) 및 이 본체 상측 표면(22)으로부터 돌출해 있는 복수의 버얼(20)을 갖는다. 기판(W)은 버얼(20)의 원위 단부 표면으로 지지될 수 있고, 그 원위 단부 표면은 기판(W)을 평평한 상태로 지지하기 위해 실질적으로 평평한 지지 면에 부합한다. 본체(21) 및 버얼(20)은 SiSiC로 형성될 수 있고, 이는 규소 매트릭스에 탄화규소(SiC) 입자를 갖는 세라믹 재료이다. 버얼(20)은 본체(21)와 일체적일 수 있고 부가 또는 절삭 기술로 형성될 수 있다. 대안적으로 버얼(20)은 본체(21) 상에 증착될 수 있고 본체(21)와는 다른 재료로 형성될 수 있다. 제 2 그룹의 버얼(20b)은 제 1 그룹의 버얼(20a)과는 다른 기술 및/또는 다른 재료로 형성될 수 있다. 기판 홀더(WH)를 제조하기 위한 적절한 재료 및 기술은 당업계에 알려져 있다.
복수의 관통 구멍(89)이 본체(21)에 형성되어 있다. 이들 관통 구멍(89)은 e-핀이 기판 홀더(WH)를 통해 돌출하여 기판(W)을 받을 수 있게 해주고 또한 기판(W)과 기판 홀더(WH) 사이의 공간이 배기될 수 있게 해준다. 기판(W)과 기판 홀더(WH) 사이의 공간을 배기시키기 위한 개별적인 관통 구멍이 또한 제공될 수 있다. 기판(W)과 기판 홀더(WH) 사이의 공간의 배기는, 기판(W) 위쪽의 공간과 압력차를 생성하여 기판(W)을 제자리에 유지시키는 클램핑력을 제공할 수 있다. EUV 방사선을 사용하는 리소그래피 장치에서, 기판(W) 위쪽의 공간은 낮은 압력으로 있어, 적절한 압력차가 생성될 수 없다. 그러므로, 정전기 클램프를 형성하기 위해 전극이 기판 홀더(WH)에 제공될 수 있다. 예컨대 기판 홀더(WH)와 기판(W) 사이의 가스 유동 및/또는 열전도율 제어하는 다른 구조가 제공될 수 있다. 기판 홀더(WH)에는, 기판 홀더(WH)와 기판(W)의 온도를 제어하는 전자 부품, 예컨대 가열기와 센서가 또한 제공될 수 있다.
가장자리 시일(85)이 기판 홀더(WH)의 주변부 근처에 제공된다. 가장자리 시일(85)은 기판 홀더(WH)의 외측면 주위에 있는 돌출 리지이다. 이 돌출 리지는 버얼(20) 보다 약간 짧은 높이를 가지며, 그래서, 왜곡되지 않은 기판(W)과 접촉하지 않지만, 기판(W)과 기판 홀더(WH) 사이의 공간 안으로 유입하는 가스 유동을 감소시켜 진공 클램핑을 개선한다. 진공 클램핑이 가해지면, 가장자리 시일(85) 외부의 가스 압력은 그 내부의 가스 압력 보다 클 것이다. 가장자리 시일(85)의 직경이 기판(W) 보다 작으면, 기판(W) 중에서 가장자리 시일(85)의 반경 방향 외측에 있는 부분은 클램핑력을 받지 않을 것이거나, 또는 가장자리 시일(85)의 내측에 있는 부분과 비교하여 감소된 클램핑력을 받을 것이다.
일 실시 형태에서, 버얼(20)은 100 ㎛ 내지 500 ㎛, 예컨대 약 150 ㎛ 의 높이를 갖는다. 버얼(20)의 원위 끝면의 직경은 100 ㎛ 내지 500 ㎛, 예컨대 200 ㎛, 210 ㎛, 270 ㎛ 또는 350 ㎛일 수 있다. 버얼(20)의 피치, 즉 두 인접하는 버얼(20)의 중심간 거리는 0.5 mm 내지 3 mm, 예컨대 약 1.5 mm, 2 mm 또는 2.5 mm일 수 있다. 일 실시 형태에서, 모든 버얼(20)의 원위 끝면의 총 면적은 기판(W) 또는 기판 홀더(WH)의 총 면적의 1% 내지 3%이다. 버얼(20)은 절두 원추형일 수 있고, 약간 경사진 측벽을 갖는다. 일 실시 형태에서, 측벽은 수직일 수 있고 또는 제조하기가 더 편리하다면 심지어 오버행될 수 있다. 일 실시 형태에서 버얼(20)은 평면도에서 볼 때 원형이다. 버얼(20)은 또한 원하는 경우 다른 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시 형태에서, 하나 이상의 코팅이 버얼(20)의 전부 또는 일부분에 가해져, 버얼(20)과 기판(W) 사이의 마찰과 같은 버얼의 특성을 제어할 수 있다. 예컨대, 다이아몬드형 탄소(DLC)의 층이 버얼(20)의 원위 끝면에 제공되어 해제 구조를 형성할 수 있다.
도 7은 상이한 양의 뒤틀림을 갖는 기판(W)을 상이한 설계의 기판 홀더(WH)로 클램핑하는 FEM 시뮬레이션의 결과를 나타낸다. 수평축은 로딩되지 않은 기판의 뒤틀림(정점 - 골(valley))의 양을 ㎛ 단위로 나타내며, 수직축은 관심 대상 영역(AoI)(이 경우 300 mm 기판의 가장자리로부터 3 mm에 있음)에서 기판(W)의 평균 높이로부터 높이 변화를 nm 단위로 나타낸다. 중실 삼각형(Ⅰ)은, 피치의 75% 미만인 버얼의 최외측 링과 가장자리 시일 사이의 틈 및 모두 동일한 강직도와 밀도를 갖는 버얼을 갖는 기판 홀더의 결과를 나타낸다. 개방된 다이아몬드(Ⅱ)는 예 Ⅰ와 유사하지만 버얼 및 본 발명의 실시 형태에 따라 배치되는 가장자리 시일을 갖는 기판 홀더의 결과를 나타낸다.
예 Ⅰ의 기판 홀더는 우산형 웨이퍼로 잘 기능하지만 그릇형 웨이퍼로는 덜 잘 기능함을 알 것이다. 본 발명의 실시 형태(홀더 Ⅱ)는 다른 한편으로 그릇형 웨이퍼를 사용할 때 매우 실질적인 성능 개선을 제공하지만 우산형 기판을 사용할 때 성능의 큰 악화를 보이지 않는다. 본 발명의 실시 형태는 본 발명에 따르지 않은 동등한 기판 홀더 보다 더 넓은 범위의 기판을 유지할 수 있다.
본 명세서에서 IC의 제조시에 리소그래피 장치의 사용을 특별히 참조했지만, 여기서 설명되는 리소그래피 장치는 예컨대 통합 광학 시스템, 자기 도메인 메모리를 위한 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등과 같은 다른 용례도 가질 수 있다. 당업자는, 그러한 대안적인 용례와 관련하여, 여기서 "웨이퍼" 또는 "다이" 라는 용어의 사용은 더 일반적인 용어인 "기판" 또는 "타겟 부분"과 각각 동의어인 것으로 생각될 수 있음을 알 것이다. 여기서 언급되는 기판은 노광 전 또는 후에 예컨대 트랙(전형적으로 레지스트 층을 기판에 가하고 노광된 레지스트를 현상하는 도구), 계측 도구 및/또는 검사 도구로 처리될 수 있다. 적용 가능하다면, 여기서의 개시는 그러한 그리고 다른 기판 처리 도구에 적용될 수 있다. 또한, 기판은 예컨대 다층 IC를 만들기 위해 일회 보다 많게 처리될 수 있으며, 그래서 여기서 사용되는 기판이라는 용어는 이미 하나 또는 복수의 처리된 층을 포함하는 기판을 말하는 것일 수 있다.
광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시 형태의 사용을 위에서 구체적으로 참조했지만, 본 발명은 다른 용례에도 사용될 수 있음을 알 것이다.
본 발명의 특정한 실시 형태를 위에서 설명했지만, 본 발명은 전술한 바와 다르게 실행될 수 있음을 알 것이다.
위의 설명은 한정적이지 않은 실례적인 것이다. 따라서, 이하의 청구 범위에서 벗어남이 없이, 전술한 바와 같은 본 발명에 대한 수정이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (12)

  1. 리소그래피 장치에 사용되고 기판을 지지하도록 구성되어 있는 기판 홀더로서,
    본체 표면을 갖는 본체;
    상기 본체 표면으로부터 돌출해 있고, 지지 면에 실질적으로 부합하고 상기기판을 지지하도록 구성되어 있는 원위 끝면을 갖는 복수의 버얼(burl); 및
    상기 본체 표면으로부터 돌출해 있고, 기판이 기판 홀더에 의해 유지될 때 가스 유동을 제한하도록 상기 복수의 버얼 주위에 연장되어 있는 가장자리 시일을 포함하고,
    상기 가장자리 시일과 복수의 버얼 사이에 틈이 형성되도록 상기 가장자리 시일은 복수의 버얼로부터 이격되어 있고, 상기 틈은 복수의 버얼의 피치의 약 75% 이상인 틈 폭을 가지며,
    상기 복수의 버얼은 제 1 그룹의 버얼 및 제 2 그룹의 버얼을 포함하며, 제 2 그룹의 버얼은 제 1 그룹의 버얼을 둘러싸고,
    상기 제 2 그룹의 버얼의 단위 면적 당 상기 지지 면에 수직인 방향의 강직도는, 상기 제 1 그룹의 버얼의 단위 면적 당 상기 지지 면에 수직인 방향의 강직도의 약 150% 이상인, 기판 홀더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 틈 폭은 상기 복수의 버얼의 피치의 약 80% 이상이거나 복수의 버얼의 피치의 약 90% 이상, 바람직하게는 복수의 버얼의 피치의 약 100% 인, 기판 홀더.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 틈 폭은 상기 복수의 버얼의 피치의 약 125% 이하인, 기판 홀더.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 그룹의 버얼의 단위 면적 당 상기 지지 면에 수직인 방향의 강직도는, 상기 제 1 그룹의 버얼의 단위 면적 당 상기 지지 면에 수직인 방향의 강직도의 약 160% 이상, 바람직하게는 상기 제 1 그룹의 버얼의 단위 면적 당 상기 지지 면에 수직인 방향의 강직도의 약 180% 보다 큰, 기판 홀더.
  5. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 그룹의 버얼의 단위 면적 당 상기 지지 면에 수직인 방향의 강직도는, 상기 제 1 그룹의 버얼의 단위 면적 당 상기 지지 면에 수직인 방향의 강직도의 약 200% 이하인, 기판 홀더.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 그룹의 버얼의 각 버얼의 지지 면에 수직인 방향의 강직도는, 상기 제 1 그룹의 버얼의 지지 면에 수직인 방향의 평균 강직도 보다 큰, 기판 홀더.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 그룹의 버얼의 밀도는 상기 제 1 그룹의 버얼의 밀도 보다 큰, 기판 홀더.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 그룹의 버얼 각각은, 상기 지지 면에 평행한 면 내에서의 단면적이, 상기 제 1 그룹의 버얼의 단면적 보다 큰, 기판 홀더.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 그룹의 버얼, 및 제 1 그룹의 버얼 중의 적어도 일부는 동심 링으로 배치되며, 제 2 그룹이 동심 링의 최외측을 형성하는, 기판 홀더.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 피치는 제 2 그룹의 버얼과 제 1 그룹의 버얼 중의 최외측 링의 버얼 사이의 간격인, 기판 홀더.
  11. 패턴을 기판에 가하기 위한 리소그래피 장치로서, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 기판 홀더를 포함하는 리소그래피 장치.
  12. 디바이스 제조 방법으로서,
    본체 표면과 기판 사이의 압력을 줄여 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 기판 홀더 상에 기판을 유지시키는 단계; 및
    상기 기판에 패턴을 가하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
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