KR20210148328A - 리소그래피 장치, 기판 테이블, 및 불균일 코팅 방법 - Google Patents

리소그래피 장치, 기판 테이블, 및 불균일 코팅 방법 Download PDF

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KR20210148328A
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브루스 티리
핑 저우
엘리자벳 마리 스톤
데이비드 하르트 페터슨
메흐메트 알리 아크바스
라이언 메이어
리처드 브라이언 루이스
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에이에스엠엘 홀딩 엔.브이.
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Abstract

기판 테이블을 제조하는 방법은 코팅을 받아들이기 위한 테이블 베이스를 지지하는 것 및 상기 테이블 베이스의 표면 상에 코팅을 배치하는 것을 포함한다. 테이블 베이스의 표면은 실질적으로 평탄하다. 코팅은 불균일한 두께를 갖는다. 코팅은 테이블 상에 응력을 가하여 테이블 베이스를 만곡시킨다. 불균일한 두께로 인해 코팅의 표면은 만곡 후에 실질적으로 평탄하게 된다.

Description

리소그래피 장치, 기판 테이블, 및 불균일 코팅 방법
관련출원의 상호참조
본 출원은 2019년 5월 7일에 출원된 미국 가특허출원 제 62/844,384 호의 우선권을 주장하며, 이것은 원용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
본 개시는 기판 테이블 및 테이블 코팅, 및 리소그래피 장치 및 시스템용 기판 테이블 상에 불균일한 두께를 가진 코팅을 사용하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟 부분 상에 원하는 패턴을 적용하는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들면, 집적 회로(IC)의 제조에서 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클로 지칭되는 패터닝 디바이스를 사용하여 IC의 개별 층 상에 형성되는 회로 패턴을 생성할 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들면, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 부분(예를 들면, 일부의, 하나의, 또는 복수의 다이를 포함함) 상에 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 전형적으로 기판 상에 제공된 방사선 감응성 물질(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통해 달성된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패턴화되는 인접한 타겟 부분의 네트워크를 포함한다. 공지된 리소그래피 장치에는 패턴 전체를 한번에 타겟 부분 상에 노광시킴으로써 각각의 타겟 부분이 조사되는 이른바 스테퍼(stepper), 및 스캐닝 방향과 평행하거나 평행하지 않은 타겟 부분을 동기적으로 스캐닝하면서, 주어진 방향("스캐닝" 방향)으로 방사 빔을 통해 패턴을 스캐닝함으로써 각각의 타겟 부분이 조사되는 이른바 스캐너가 포함된다. 패턴을 기판 상에 인쇄함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사하는 것도 가능하다.
또 하나의 리소그래피 시스템은 패터닝 디바이스가 없고, 오히려 광빔이 2 개의 빔으로 분할되고, 이 2 개의 빔은 반사 시스템의 사용을 통해 기판의 타겟 부분에서 간섭을 일으킨다. 이 간섭은 기판의 타겟 부분에 선들을 형성한다.
리소그래피 작업 중에, 상이한 처리 단계에서 기판 상에 상이한 층을 순차적으로 형성할 필요가 있을 수 있다. 따라서, 기판 상에 형성된 이전의 패턴에 대하여 높은 정확도로 기판을 배치하는 것이 필요할 수 있다. 일반적으로, 정렬 마크는 정렬될 기판 상에 배치되고, 제 2 물체를 기준으로 하여 배치된다. 리소그래피 장치는 정렬 마크의 위치를 검출하기 위한, 그리고 마스크로부터 정확한 노광을 보장하기 위해 정렬 마크를 사용하여 기판을 정렬하기 위한 정렬 장치를 사용할 수 있다. 2 개의 상이한 층에 있는 정렬 마크들 사이의 오정렬은 오버레이 오류로서 측정된다.
리소그래피 프로세스를 모니터링하기 위해, 패턴화된 기판의 리소그래피 프로세스가 측정된다. 파라미터에는, 예를 들면, 패턴화된 기판 내에 또는 그 위에 형성된 연속 층들 사이의 오버레이 오류, 및 현상된 감광성 레지스트의 임계 선폭이 포함될 수 있다. 이 측정은 제품 기판 상에서 및/또는 전용의 계측 타겟 상에서 수행될 수 있다. 주사 전자 현미경 및 다양한 특수 도구의 사용 등의 리소그래피 프로세스에서 형성되는 미세 구조의 측정을 행하기 위한 다양한 기법이 있다. 신속한 비침습 형태의 특수 검사 도구는 산란계이며, 여기서 방사 빔은 기판의 표면 상의 타겟으로 지향되고, 산란되거나 반사된 빔의 특성이 측정된다. 빔이 기판에 의해 반사 또는 산란되기 전후의 빔의 특성을 비교함으로써 기판의 특성을 결정할 수 있다. 이는, 예를 들면, 반사된 빔을 기지의 기판 특성과 관련된 기지의 측정치의 라이브러리에 저장된 데이터와 비교함으로써 행해진다. 분광 산란계는 광대역 방사 빔을 기판 상에 지향하고, 특정의 좁은 각도 범위 내로 산란되는 방사선의 스펙트럼(파장의 함수로서의 강도)을 측정한다. 대조적으로, 각도 분해식 산란계는 단색성 방사 빔을 사용하고, 산란된 방사선의 강도를 각도의 함수로서 측정한다.
이러한 광학 산란계는 현상된 감광성 레지스트의 임계 치수 또는 패턴화된 기판 내에 또는 그 위에 형성된 2 개의 층 사이의 오버레이 오류(OV) 등의 파라미터를 측정하는 데 사용될 수 있다. 기판의 특성은 빔이 기판에 의해 반사되거나 산란되기 전후의 조명 빔의 특성을 비교함으로써 결정할 수 있다.
리소그래피 프로세스 및 계측 프로세스 중에 기판을 지지하는 기판 테이블은 충족되기 어려울 수 있는 평탄도 허용범위를 필요로 한다. 그 표면 영역의 너비(예를 들면, > 100 mm)에 비해 비교적 얇은 (예를 들면, < 1 mm 두께) 웨이퍼(예를 들면, 반도체 기판)는 기판 테이블의 불균일성에 특히 민감하다. 1 마이크론의 몇 분의 1이라도 기판 테이블의 뒤틀림은 기판 테이블을 사용하는 동안에 수행되는 후속 리소그래피 프로세스 및 계측 프로세스에 악영향을 미칠 수 있다. 기판 테이블의 뒤틀림에 대처할 수 있고, 다른 폴리싱 또는 영역 평탄화 기법보다 빠르고 효율적인 제조 방법을 개발하는 것이 요망된다.
일부의 구현형태에서, 기판 테이블을 제조하기 위한 방법은 코팅을 받아들이기 위해 테이블 베이스를 지지하는 것 및 테이블 베이스의 표면 상에 코팅을 배치하는 것을 포함한다. 테이블 베이스의 표면은 실질적으로 평탄하다. 코팅은 불균일한 두께를 갖는다. 코팅은 테이블 상에 응력을 가하여 테이블 베이스를 만곡시킨다. 불균일한 두께로 인해 코팅의 표면은 만곡 후에 실질적으로 평탄하게 된다.
일부의 구현형태에서, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블은 테이블 베이스 및 코팅을 포함한다. 코팅은 불균일 두께를 가지며, 테이블 베이스의 표면 상에 배치된다. 공칭 평탄도로부터 테이블 베이스의 편향은 코팅에 의해 유발되는 응력의 함수이다. 코팅의 단면 프로파일은 적어도 응력과 불균일 두께에 기초한다. 코팅의 표면은 실질적으로 평탄하다. 코팅의 표면은, 기판 테이블이 기판을 지지할 때, 기판과 접촉하도록 구성된다.
일부의 구현형태에서, 리소그래피 장치는 조사 시스템, 지지체, 투영 시스템, 및 기판 테이블을 포함한다. 기판 테이블은 테이블 베이스를 포함한다. 테이블 베이스는 표면 및 코팅을 포함한다. 조명 시스템은 방사 빔을 생성하도록 구성된다. 지지체는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된다. 패터닝 디바이스는 빔에 패턴을 부여하도록 구성된다. 투영 시스템은 기판 상에 패턴화된 빔을 투영하도록 구성된다. 기판 테이블은 기판을 지지하도록 구성된다. 코팅은 테이블 베이스의 표면 상에 배치된다. 코팅은 불균일한 두께를 갖는다. 공칭 평탄도로부터 테이블 베이스의 편향은 코팅에 의해 유발되는 응력의 함수이다. 코팅의 단면 프로파일은 적어도 응력과 불균일 두께에 기초한다. 코팅의 표면은 실질적으로 평탄하다. 코팅의 표면은, 기판 테이블이 기판을 지지할 때, 기판과 접촉하도록 구성된다.
아래에서 본 발명의 추가의 특징 및 장점 뿐만 아니라 본 발명의 다양한 실시형태의 구조 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 본 명세서에 기재된 특정의 실시형태에 한정되지 않는다는 것에 주의한다. 본 명세서에서 이러한 실시형태는 설명의 목적을 위해서만 제공된다. 추가의 실시형태는 본 명세서에 포함된 가르침에 기초하여 당업자에게 명백해질 것이다.
본 명세서에 포함되어 명세서의 일부를 형성하는 첨부한 도면은 본 발명을 예시하며, 상세한 설명과 더불어 본 발명의 원리를 설명하는 역할 및 당업자로 하여금 본 발명을 수행 및 사용할 수 있게 하는 역할을 한다.
도 1a는 일부의 실시형태에 따른 반사식 리소그래피 장치의 개략도를 도시한다.
도 1b는 일부의 실시형태에 따른 투과식 리소그래피 장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 일부의 실시형태에 따른 반사식 리소그래피 장치의 보다 상세한 개략도를 도시한다.
도 3은 일부의 실시형태에 따른 리소그래피 셀의 개략도를 도시한다.
도 4는 일부의 실시형태에 따른 기판 스테이지의 개략도를 도시한다.
도 5는 일부의 실시형태에 따른 기판 테이블에 코팅을 퇴적하기 위한 프로세스의 개략도를 도시한다.
도 6a, 도 6b, 및 도 7은 하나 이상의 실시형태에 따른 기판 테이블의 개략도를 도시한다.
본 발명의 특징 및 이점은 도면과 연결하여 설명될 때 아래의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 여기서 유사한 참조 부호는 전체를 통해 대응하는 요소를 식별한다. 도면에서, 유사한 참조 번호는 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소를 표시한다. 또한, 일반적으로, 도면에서, 참조 번호의 가장 좌측의 숫자는 이 참조 번호가 최초로 나타나는 도면을 나타낸다. 발리 표시되지 않는 한, 본 개시의 전체를 통해 제공되는 도면은 축척 도면으로 해석되어서는 안된다.
본 명세서는 본 발명의 특징을 포함하는 하나 이상의 실시형태를 개시한다. 개시된 실시형태(들)은 본 발명을 단지 예시하는 것이다. 본 발명의 범위는 개시된 실시형태(들)에 한정되지 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구범위에 의해 정의된다.
기재된 실시형태(들) 및 본 명세서에서 언급된 "일 실시형태", "실시형태", "예시적 실시형태" 등은 기재된 실시형태(들)이 특정의 특징, 구조, 또는 특성을 포함할 수 있으나 모든 실시형태가 반드시 특정의 특징, 구조, 또는 특성을 포함하는 것은 아닐 수도 있다는 것을 나타낸다. 더욱이, 이러한 어구가 반드시 동일한 실시형태를 지칭하는 것은 아니다. 더 나아가, 특정의 특징, 구조, 또는 특성이 일 실시형태와 관련하여 설명될 때, 타 실시형태와 관련하여 이와 같은 특징, 구조, 또는 특성을 달성하는 것은 명시적으로 설명되었는지의 여부에 무관하게 당업자의 지식의 범위 내에 있다는 것이 이해된다.
"직하", "아래", "하부", "위" "상", "상부" 등과 같은 공간적인 상대적 용어는 설명을 용이하게 하기 위해 도면에 도시된 바와 같은 일 요소 또는 특징과 다른 요소(들) 또는 특징(들)과의 관계를 설명하기 위해 사용될 수 있다. 공간적인 상대적 용어는 도면에 도시된 배향에 더하여 사용되거나 작동 중인 디바이스의 다른 배향을 포함하도록 의도된다. 이 장치는 달리 배향(90도 회전 또는 기타 배향)될 수 있고, 본 명세서에서 사용되는 공간적인 상대적 설명도 이에 따라 유사하게 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "약"이라는 용어는 특정 기술에 기초하여 달라질 수 있는 주어진 양의 값을 나타낸다. 특정 기술에 따라, "약"이라는 용어는, 예를 들면, 값의 10-30%(예를 들면, 값의 ± 10%, ± 20%, 또는 ± 30%) 내에서 변화하는 주어진 양의 값을 나타낼 수 있다.
본 개시의 실시형태는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 개시의 실시형태는 또한 하나 이상의 프로세서에 의해 판독 및 실행될 수 있는 기계 판독가능 매체에 저장된 명령어로서 구현될 수 있다. 기계 판독가능 매체는 기계(예를 들면, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기계 판독가능 매체에는 리드 온리 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 장치; 전기, 광학, 음향 또는 기타 형태의 전파 신호(예를 들면, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 및 기타가 포함될 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 및/또는 명령어는 본 명세서에서 특정 행위를 수행하는 것으로서 설명될 수 있다. 그러나, 이와 같은 설명은 편의를 위한 것일 뿐이라는 것을 이해해야 하며, 이러한 작용은 실제로는 컴퓨팅 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 기타 디바이스로부터 기인하는 것이다.
그러나, 이와 같은 실시형태를 더 상세히 설명하기 전에, 본 개시의 실시형태가 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
예시적인 리소그래피 시스템
도 1a 및 도 1b는 각각 본 개시의 실시형태가 구현될 수 있는 리소그래피 장치(100) 및 리소그래피 장치(100')의 개략도를 도시한다. 리소그래피 장치(100) 및 리소그래피 장치(100')는 각각 방사 빔(B)(예를 들면, 심자외선 또는 극자외선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크, 레티클, 또는 다이나믹 패터닝 디바이스)(MA)를 지지하도록 구성되고, 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치시키도록 구성된 제 1 포지셔너(PM)에 연결되는 지지 구조(예를 들면, 마스크 테이블)(MT); 및 기판 테이블(예를 들면, 웨이퍼 테이블)(WT) 구성d to hold a 기판(예를 들면, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 파지하도록 구성되고, 기판(W)을 정확하게 위치시키도록 구성된 제 2 포지셔너(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들면, 웨이퍼 테이블)(WT)을 포함한다. 리소그래피 장치(100, 100')는 또한 기판(W)의 (예를 들면, 하나 이상의 다이를 포함하는) 타겟 부분(C) 상에 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(PS)을 갖는다. 리소그래피 장치(100)에서, 패터닝 디바이스(MA) 및 투영 시스템(PS)은 반사식이다. 리소그래피 장치(100')에서, 패터닝 디바이스(MA) 및 투영 시스템(PS)은 투과식이다.
조명 시스템(IL)은 방사 빔(B)을 지향, 셰이핑(shaping), 또는 제어하기 위한 굴절, 반사, 반사굴절, 자기, 전자기, 정전기 또는 기타 유형의 광학 부품, 또는 이들의 임의의 조합 등의 다양한 유형의 광학 부품을 포함할 수 있다.
지지 구조(MT)는 기준 프레임에 대한 패터닝 디바이스(MA)의 배향, 리소그래피 장치(100, 100') 중 적어도 하나의 설계, 및 패터닝 디바이스(MA)가 진공 환경 내에 유지되어 있는지의 여부 등의 기타 조건에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조(MT)는 기계적, 진공식, 정전기식, 또는 기타 클램핑 기법을 사용하여 패터닝 디바이스(MA)를 유지할 수 있다. 지지 구조(MT)는, 예를 들면, 필요에 따라 고정되거나 이동가능한 프레임 또는 테이블일 수 있다. 센서를 사용함으로써, 지지 구조(MT)는 패터닝 디바이스(MA)가, 예를 들면, 투영 시스템(PS)에 대하여 원하는 위치에 있도록 보장할 수 있다.
"패터닝 디바이스"(MA)는 기판(W)의 타겟 부분(C)에 패턴을 생성하는 등의 방사 빔(B)의 단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 방사 빔(B)에 부여된 패턴은 집적 회로를 형성하기 위해 타겟 부분(C)에 생성되고 있는 디바이스 내의 특정의 기능층에 대응하는 것일 수 있다.
패터닝 디바이스(MA)는 (도 1b의 리소그래피 장치(100')에서와 같은) 투과식이거나 (도 1a의 리소그래피 장치(100)에서와 같은) 반사식일 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)의 예에는 레티클, 마스크, 프로그램가능 미러 어레이, 또는 프로그램가능 LCD 패널이 포함된다. 마스크는 리소그래피에서 주지되어 있으며, 바이너리, 교번 위상 시프트, 및 감쇄 위상 시프트 등의 마스크 유형 뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 유형을 포함한다. 프로그램가능 미러 어레이의 일 실시례는 소형 미러의 매트릭스 배열을 사용하며, 각각의 미러는 입사하는 방사 빔을 상이한 방향으로 반사하도록 개별적으로 틸팅될 수 있다. 틸팅된 미러는 방사 빔(B)에 패턴을 부여하며, 이것은 소형 미러의 매트릭스에 의해 반사된다.
"투영 시스템"(PS)이라는 용어는 사용되는 노광 방사선에 적합하거나 기판(W) 상의 침지액의 사용 또는 진공의 사용 등의 다른 요인에 적합한 굴절, 반사, 반사굴절, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 이들의 조합을 포함하는 임의의 유형의 투영 시스템을 포함할 수 있다. EUV 또는 전자 빔 방사선의 경우에 진공이 사용될 수 있는데, 이는 다른 가스는 지나치게 많은 방사선 또는 전자를 흡수할 수 있기 때문이다. 따라서 진공 벽 및 진공 펌프를 사용하여 빔 경로 전체에 진공 환경을 제공할 수 있다.
리소그래피 장치(100) 및/또는 리소그래피 장치(100')는 2 개(이중 스테이지) 이상의 기판 테이블(WT)(및/또는 2 개 이상의 마스크 테이블)을 갖는 유형일 수 있다. 이러한 "다중 스테이지"의 기계에서, 추가의 기판 테이블(WT)은 병렬로 사용될 수 있고, 또는 하나 이상의 다른 기판 테이블(WT)이 노광용으로 사용되고 있는 동안에 하나 이상의 테이블 상에서는 예비 단계가 실행될 수 있다. 상황에 따라, 추가의 테이블은 기판 테이블(WT)이 아닐 수 있다.
리소그래피 장치는 기판의 적어도 일부가 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우도록 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들면, 물로 피복될 수 있는 유형일 수도 있다. 침지액은 리소그래피 장치의 다르 공간에, 예를 들면, 마스크와 투영 시스템 사이에 가해질 수도 있다. 침지 기법은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)을 증가시키기 위해 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판 등의 구조가 액체 내에 잠겨야 함을 의미하는 것이 아니라 노광 중에 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 배치되는 것을 의미할 뿐이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 조명기(IL)는 방사선원(SO)으로부터 방사 빔을 수광한다. 방사선원(SO) 및 리소그래피 장치(100, 100')는, 예를 들면, 방사선원(SO)이 엑시머 레이저인 경우에 개별의 물리적 실체일 수 있다. 이러한 경우, 방사선원(SO)은 리소그래피 장치(100 또는 100')의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않고, 방사 빔(B)은, 예를 들면, 적절한 지향성 미러 및/또는 빔 확장기를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)(도 1b)을 사용하여 방사선원(SO)으로부터 조명기(IL)로 진행한다. 다른 경우, 방사선원(SO)은, 예를 들면, 방사선원(SO)이 수은 램프인 경우, 리소그래피 장치(100, 100')의 일체식 부품일 수 있다. 방사선원(SO) 및 조명기(IL)는, 필요시, 빔 전달 시스템(BD)와 함께 방사선 시스템으로 부를 수 있다.
조명기(IL)는 방사 빔의 각도 강도 분포를 조정하기 위한 조정기(AD)(도 1b)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 퓨필 평면에서 강도 분포의 적어도 외측 및/또는 내측 반경방향 치수(일반적으로 각각 "σ-아우터" 및 "σ-이너"라고 부름)는 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(IN) 및 집광기(CO) 등의 다양한 다른 컴포넌트(도 1b)를 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 방사 빔(B)의 횡단면에서 원하는 균일성 및 강도 분포를 갖도록 방사 빔(B)을 컨디셔닝하기 위해 사용될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 방사 빔(B)은 지지 구조물(예를 들면, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되는 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크)(MA) 상에 입사되고, 패터닝 디바이스(MA) 의해 패턴화된다. 리소그래피 장치(100), 방사 빔(B)은 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크)(MA)로부터 반사된다. 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크)(MA)로부터 반사된 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 이 투영 시스템(PS)은 방사 빔(B)을 기판(W)의 타겟 부분(C) 상에 집속시킨다. 제 2 포지셔너(PW) 및 위치 센서(IF2)(예를 들면, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량성 센서)를 사용하여, 기판 테이블(WT)은 (예를 들면, 방사 빔(B)의 경로에 다른 타겟 부분(C)을 위치시키도록) 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, 제 1 포지셔너(PM) 및 다른 위치 센서(IF1)를 사용하여 방사 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크)(MA)를 정확하게 위치시킬 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 방사 빔(B)은 지지 구조물(예를 들면, 마스크 테이블(MT)) 상에 유지되는 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크(MA) 상에 입사되고, 패터닝 디바이스에 의해 패턴화된다. 마스크(MA)를 통과한 후에 이 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 이 투영 시스템은 빔을 기판(W)의 표적 부분(C) 상으로 집속시킨다. 투영 시스템은 조명 시스템 퓨필(IPU)에의 퓨필 켤레(pupil conjugate; PPU)이 있다. 방사선의 일부는 조명 시스템 퓨필(IPU)에서의 강도 분포로부터 출발하고, 마스크 패턴에서의 회절에 의해 영향을 받지 않고 마스크 패턴을 통과하고, 조명 시스템 퓨필(IPU)에서의 강도 분포의 이미지를 생성한다.
투영 시스템(PS)은 마스크 패턴(MP)의 이미지(MP')를 투영하고, 이미지(MP')는 강성 부품으로부터의 방사선에 의해 마스크 패턴(MP)으로부터 생성되는 회절 빔에 의해 기판(W) 상에 코팅된 포토레지스트 층 상에 형성된다. 예를 들면, 마스크 패턴(MP)에는 선과 공간의 어레이가 포함될 수 있다. 0차 회절과 다른 이 어레이에서의 방사선의 회절은 선에 수직인 방향으로 방향이 변경되는 편향된 회절 빔을 생성한다. 회절되지 않은 빔(즉, 소위 0차 회절 빔)은 전파 방향으로 어떤 변화도 없이 패턴을 통과한다. 0차 회절 빔은 투영 시스템(PS)의 퓨필 켤레(PPU)의 상류에서 튜브 시트(250)의 상부 렌즈 또는 상부 렌즈 그룹을 통과하여 퓨필 켤레(PPU)에 도달한다. 0차 회절 빔과 관련되는 퓨필 켤레(PPU)의 평면 내의 강도 분포의 일부는 조명 시스템(IL)의 조명 시스템 퓨필(IPU) 내의 강도 분포의 이미지이다. 예를 들면, 개구 디바이스(PD)는 투영 시스템(PS)의 퓨필 켤레(PPU)를 포함하는 평면에 배치되거나 또는 이 평면에 실질적으로 배치된다.
투영 시스템(PS)은, 렌즈 또는 렌즈 그룹(L)을 이용하여, 0차 회절 빔 뿐만 아니라 1차 회절 빔 또는 1차 및 더 높은 차수의 회절 빔(미도시)을 포착하도록 구성된다. 일부의 구현형태에서, 선에 수직인 방향으로 연장하는 선 패턴을 이미징하기 위한 쌍극자 조명을 사용하여 쌍극자 조명의 해상도 향상 효과를 활용할 수 있다. 예를 들면, 제 1차 회절 빔은 웨이퍼(W)의 레벨에서 대응하는 0차 회절 빔과 간섭하여 가능한 최고 해상도 및 프로세스 윈도우(즉 허용가능한 선량 편차와 조합된 사용가능한 초점 깊이)에서 선 패턴(MP)의 이미지를 생성한다. 일부의 구현형태에서, 비점 수차(astigmatism aberration)는 조명 시스템 퓨필(IPU)의 반대측 사분면에 방사극(radiation pole)을 제공함으로써 저감될 수 있다. 더 나아가, 일부의 구현형태에서, 비점 수차는 반대측 사분면 내의 방사극과 관련된 투영 시스템의 퓨필 켤레(PPU)에서 0차 빔을 차단함으로써 저감될 수 있다. 이는 2009년 3월 31일에 발행된 US 7,511,799 B2에 더 상세하게 기술되어 있으며, 이것은 원용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
제 2 포지셔너(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들면, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량성 센서)를 사용하여, 기판 테이블(WT)은 (예를 들면, 방사 빔(B)의 경로에 다른 타겟 부분(C)을 위치시키도록) 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, 제 1 포지셔너(PM) 및 다른 위치 센서(도 1b에 미도시)를 사용하여 (예를 들면, 마스크 라이브러리로부터 기계적 회수 후에 또는 스캔 중에) 방사 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확하게 배치할 수 있다.
일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은 제 1 포지셔너(PM)의 일부를 형성하는 롱 스트로크 모듈(조대한 위치결정) 및 숏 스트로크 모듈(미세한 위치결정)을 사용하여 실현될 수 있다. 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 제 2 포지셔너(PW)의 일부를 형성하는 롱 스트로크 모듈 및 숏 스트로크 모듈을 사용하여 실현될 수 있다. (스캐너와 달리) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 숏 스트로크 액츄에이터만 연결될 수 있거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 사용하여 정렬될 수 있다. (예시된 바와 같은) 기판 정렬 마크는 전용의 타겟 부분을 점유하지만, 이들은 타겟 부분 들 사이의 공간 내에 배치될 수 있다(스크라이브 레인 정렬 마크로 알려짐). 유사하게, 마스크(MA) 상에 2 개 이상의 다이가 제공된 상황에서, 마스크 정렬 마크는 다이들 사이에 배치될 수 있다.
마스크 테이블(MT) 및 패터닝 디바이스(MA)는 진공 체임버(V) 내에 위치할 수 있으며, 여기서 진공내 로봇(in-vacuum robot; IVR)을 사용하여 마스크 등의 패터닝 디바이스를 진공 체임버의 내외로 이동시킬 수 있다. 대안적으로, 마스크 테이블(MT) 및 패터닝 디바이스(MA)가 진공 체임버의 외측에 있는 경우, 진공내 로봇(IVR)과 유사하게 다양한 수송 작업을 위해 진공외 로봇(out-of-vacuum robot)이 사용된다. 진공내 로봇 및 진공외 로봇의 둘 모두는 임의의 페이로드(payload)(예를 들면, 마스크)를 수송 스테이션의 고정된 운동학적 마운트에 원활하게 이송하기 위해 보정되어야 한다.
리소그래피 장치(100, 100')는 다음의 모드 중 적어도 하나에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조(예를 들면, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 본질적으로 정지상태에 유지되고, 방사 빔(B)에 부여된 전체 패턴은 한번에 (즉, 단일의 정적 노광으로) 타겟 부분(C) 상에 투영된다. 다음에 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟 부분(C)이 노광될 수 있도록 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동된다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조(예를 들면, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사 빔(B)에 부여된 패턴이 타겟 부분(C) 상에 투영(즉, 단일 다이나믹 노광)되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다. 지지대 구조(예를 들면, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 (축소)확대 및 이미지 반전 특성에 의해 결정될 수 있다.
3. 다른 모드에서, 지지 구조(예를 들면, 마스크 테이블)(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 홀딩하여 실질적으로 정지상태에 유지되고, 기판 테이블(WT)은 방사 빔(B)에 부여된 패턴이 타겟 부분(C) 상에 투영되는 동안에 이동되거나 스캐닝된다. 펄스형 방사선원(SO)이 사용될 수 있고, 프로그램가능 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 중에 연속 방사선 펄스들 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 프로그램가능 미러 어레이 등의 프로그램가능 패터닝 디바이스를 사용하는 마스크리스 리소그래피에 쉽게 적용될 수 있다.
설명된 사용 모드 또는 완전히 다른 사용 모드의 조합 및/또는 변동이 사용될 수도 있다.
추가의 실시형태에서, 리소그래피 장치(100)는 극자외선(EUV) 광원을 포함하며, 이것은 EUV 리소그래피용 EUV 방사 빔을 생성하도록 구성된다. 일반적으로, EUV 광원은 방사선 시스템 내에 구성되며, 대응하는 조명 시스템은 EUV 광원의 EUV 방사 빔을 컨디셔닝하도록 구성된다.
도 2는 소스 콜렉터 장치(SO), 조명 시스템(IL), 및 the 투영 시스템(PS)을 포함하는 리소그래피 장치(100)를 더 상세히 도시한다. 소스 콜렉터 장치(SO)는 소스 콜렉터 장치(SO)의 인클로저 구조(220) 내에 진공 환경이 유지될 수 있도록 구축 및 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)는 방전 생성 플라즈마 소스에 의해 형성될 수 있다. EUV 방사선은 가스 또는 증기, 예를 들면, Xe 가스, Li 증기, 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수 있고, 여기서 매우 고온의 플라즈마(210)가 생성되어 전자기 스펙트럼의 EUV 범위의 방사선을 방출한다. 매우 고온의 플라즈마(210)는, 예를 들면, 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 일으키는 방전에 의해 생성된다. 방사선의 효율적으로 생성하기 위해, 예를 들면, 10 Pa의 Xe, Li, Sn 증기, 또는 임의의 다른 적절한 가스 또는 증기의 분압이 필요하다. 일부의 구현형태에서, EUV 방사선을 생성하기 위해 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
고온 플라즈마(210)에 의해 방출된 방사선은 임의선택적인 가스 장벽 또는 오염물질 트랩(230)(경우에 따라 오염물질 장벽 또는 포일 트랩이라고도 부름)을 통해 소스 체임버(211)로부터 콜렉터 체임버(212) 내로 진행하여, 이것은 소스 체임버(211) 내의 개구 중에 또는 개구 뒤에 배치된다. 오염 트랩(230)은 채널 구조를 포함할 수 있다. 오염 트랩(230)은 또한 가스 장벽 또는 가스 장벽과 채널 구조의 조합을 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 더 표시되는 오염 트랩(230)(또는 오염물질 장벽)은 적어도 채널 구조를 포함한다.
집광기 체임버(212)는 방사선 집광기(CO)를 포함할 수 있고, 이것은 소위 그레이징 입사 집광기(grazing incidence collector)일 수 있다. 방사선 집광기(CO)는 상류의 방사선 집광기 측(251) 및 하류의 방사선 집광기 측(252)을 갖는다. 집광기(CO)를 통과하는 방사선은 격자 스펙트럼 필터(240)에서 반사되어 가상 소스 포인트(virtual source point; IF)에 집속될 수 있다. 가상 소스 포인트(IF)는 일반적으로 중간 초점이라고 불리며, 소스 콜렉터 장치는 인클로저 구조(220) 내의 개구(219)에 또는 그 부근에 중간 초점(IF)이 위치되도록 배치된다. 가상 소스 포인트(IF)는 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다. 격자 스펙트럼 필터(240)는 특히 적외선(IR) 방사를 억제하기 위해 사용된다.
이어서, 방사선은 조명 시스템(IL)을 통과하고, 이 조명 시스템(IL)은 패터닝 디바이스(MA)에서 방사 빔(221)의 원하는 각도 분포 및 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 강도의 원하는 균일성을 제공하도록 배치되는 다면형 필드 미러 디바이스(222) 및 다면형 퓨필 미러 디바이스(224)를 포함할 수 있다. 지지 구조(MT)에 의해 유지되는 패터닝 디바이스(MA)에서 방사 빔(221)이 반사되면, 패턴화된 빔(226)이 형성되고, 이 패턴화된 226)은 투영 시스템(PS)에 의해 반사 요소(228, 229)를 경유하여 웨이퍼 스테이지 또는 기판 테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 상에 이미징된다.
일반적으로 도시된 것보다 많은 요소들이 조명 광학 유닛(IL) 및 투영 시스템(PS)에 제공될 수 있다. 임의선택적으로 격자 스펙트럼 필터(240)는 리소그래피 장치의 유형에 따라 제공될 수 있다. 더 나아가, 도 2에 도시된 것보다 많은 미러가 제공될 수 있고, 예를 들면, 도 2에 도시된 것보다 투영 시스템(PS) 내에 1 개 내지 6 개의 추가의 반사 요소가 제공될 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같이 집광기 광학계(CO)는 집광기(또는 집광기 미러)의 단지 일례로서 그레이징 입사 반사기(253, 254, 255)를 구비한 네스팅(nesting)된 집광기로서 도시되어 있다. 그레이징 입사 반사기(253, 254, 255)는 광축(O)을 중심으로 축대칭으로 배치되고, 이러한 유형의 집광기 광학계(CO)는, 바람직하게는, 종종 DPP 소스라고 부르는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합되어 사용된다.
예시적인 리소그래피 셀
도 3은 일부의 실시형태에 따라 때때로 리소셀 또는 클러스터이라고도 부르는 리소그래피 셀(300)을 도시한다. 리소그래피 장치(100 또는 100')는 리소그래피 셀(300)의 일부를 형성할 수 있다. 리소그래피 셀(300)은 기판 상에 노광전 프로세스 및 노광후 프로세스를 수행하기 위한 하나 이상의 장치를 포함할 수도 있다. 전통적으로 이 장치에는 레지스트 층을 퇴적하기 위한 스핀 코터(SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 현상기(DE), 칠 플레이트(CH), 및 베이크 플레이트(bake plate; BK)가 포함된다. 기판 조작기(또는 로봇)(RO)은 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 기판을 픽업하고, 이들을 상이한 프로세스 장치들 사이에서 이동시키고, 이들을 리소그래피 장치(100, 100')의 로딩 베이(loading bay; LB)에 전달한다. 총괄하여 종종 트랙이라고 불리는 이들 디바이스는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있고, 이 트랙 제어 유닛(TCU) 자체는 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어하는 감시 제어 시스템(SCS)에 의해 제어된다. 따라서, 다양한 장치들이 처리능력 및 처리 효율을 최대화하도록 작동될 수 있다.
예시적인 기판 스테이지 및 테이블
도 4는 일부의 실시형태에 따른 기판 스테이지(400)의 개략도를 도시한다. 일부의 구현형태에서, 기판 스테이지는 기판 테이블(402), 지지 블록(404), 및 하나 이상의 센서 구조(406)를 포함한다. 일부의 구현형태에서, 기판 테이블(402)은 기판(408)을 파지하기 위한 클램프(예를 들면, 정전기 클램프)를 포함한다. 일부의 구현형태에서, 하나 이상의 센서 구조(406)의 각각은 투과 이미지 센서(TIS) 플레이트를 포함한다. TIS 플레이트는 투영 시스템(예를 들면, 투영 시스템(PS), 도 1)의 위치 및 리소그래피 장치(예를 들면, 리소그래피 장치(100), 도 1)의 마스크(예를 들면, 마스크(MA), 도 1)에 대한 웨이퍼의 정확한 위치결정에 사용되는 TIS 감지 시스템에서 하용하기 위한 하나 이상의 센서 및/또는 마커를 포함하는 센서 유닛이다. 여기서는 TIS 플레이트가 예시로서 도시되어 있으나, 본 명세서의 실시형태는 임의의 특정의 센서에 한정되지 않는다. 기판 테이블(402)은 지지 블록(404) 상에 배치된다. 지지 블록(404) 상에는 하나 이상의 센서 구조(406)가 배치된다.
일부의 구현형태에서, 기판 스테이지(400)가 기판(408)을 지지할 때 기판 테이블(402) 상에 기판(408)이 배치된다.
예시적인 불균일 코팅 및 방법
위에서 언급한 테이블(예를 들면, 도 1a 및 도 1b의 웨이퍼 테이블(WT) 및 도 4의 기판 테이블(402))은 1 마이크론의 몇 분의 1에 접근하는 평탄도 허용범위를 가질 수 있다. 그 직경(예를 들면, 100 mm 초과)에 비해 비교적 얇은 (예를 들면, 1 mm 미만의 두께) 웨이퍼는 기판 테이블의 불균일성에 특히 민감하다. 1 마이크론의 몇 분의 1이라도 기판 테이블의 뒤틀림은 기판 테이블을 사용하는 동안에 수행되는 후속 리소그래피 프로세스 및 계측 프로세스에 악영향을 미칠 수 있고, 결국 반도체 디바이스의 피처의 임계 치수는 나노미터 범위 미만에 접근할 수 있다.
기판 테이블은 전형적으로 경질 합금(예를 들면, 크로뮴 질화물, 타이타늄 질화물 등)으로 코팅된다. 기판이 리소그래피 프로세스 하에 있을 때, 기판은 기판 테이블의 코팅된 면 상에 배치되어 지지된다. 코팅은 많은 유리한 마찰학적 특성, 예를 들면, 마찰, 마모의 저감, 및 경도를 위해 유리하다. 코팅은 기판 테이블의 유지보수 요건을 감소시키고 /또는 수명을 연장함으로써 판 테이블의 성능을 향상시킬 수 있다. 그러나, 코팅은 또한 기판 테이블을 굴곡시킬 수 있는 고유 응력을 생성한다. 기판 테이블의 굴곡에 대처하는 방법 중 하나는 기판 테이블을 평탄한 지지 블록(예를 들면, 지지 블록(404), 도 4)에 클램핑하는 것이다. 그러나, 지지 블록 클램핑 방법은 기판 테이블의 굴곡 문제에 대한 부분적인 해결책을 제공할 뿐이다. 리소그래피 프로세스 및 계측 프로세스에 의해 요구되는 평탄도 허용범위를 달성하기 위해, 기판 테이블은 하나 이상의 평탄화/폴리싱 프로세스를 거쳐야 한다. 평탄화 프로시저의 일례는 이온 빔 평탄화(IBF)이며, 이 프로세스는 수시간 내지 수일이 걸릴 수 있다. 하나 이상의 평탄화/폴리싱 프로시저를 생략하는 것이 바람직하며, 이는 시간을 절약하고 대량 생산을 개선할 수 있다. 본 개시의 실시형태는 기판 테이블의 코팅 응력 및 굴곡(또는 뒤틀림, 편향, 왜곡)의 문제를 해결하는 것을 목적으로 하는 구조 및 작업을 제공한다.
도 5는 일부의 실시형태에 따른 테이블 베이스(502) 상에 코팅(504)을 퇴적하기 위한 프로세스의 개략도를 도시한다. 일부의 구현형태에서, 테이블 베이스(502)는 코팅(504)을 받아들이기 위해 지지된다. 일부의 구현형태에서, 가스 플룸(506)을 사용하여 테이블 베이스(502)의 표면 상에 코팅(504)을 배치할 수 있다. 재료 퇴적 프로세스는, 예를 들면, 화학 기상 증착(CVD), 전자빔 퇴적, 또는 열 퇴적 프로세스일 수 있다. 재료 퇴적 프로세스는 가스 플룸(506)을 사용하여 테이블 베이스(502)의 표면 상에 코팅(504)을 퇴적할 수 있다. 일부의 구현형태에서, CVD 프로세스는 플라즈마 지원식일 수 있다. 코팅(504)을 수반하거나 수반하지 않는 테이블 베이스(502)의 조합은 기판 테이블(예를 들면, 기판 테이블(402), 도 4)로서 간주될 수 있다. 테이블 베이스(502)는 코팅(504)을 받아들이기 전에 원래 실질적으로 평탄하다. 특히, 테이블 베이스(502)는 코팅(504)을 받아들이기 전에 실질적으로 평탄한 표면을 포함한다. 일부의 구현형태에서, 테이블 베이스(502)는 실질적으로 균일한 두께를 포함한다.
전술한 바와 같이, 코팅(504)은 테이블 베이스(502) 상에 응력을 가하여 테이블 베이스(502)를 만곡시킬 수 있고, 코팅(504) 자체도 결과적으로 굴곡된다. 굴곡의 보다 명확한 묘사는 도 6b 및 도 7에 제공되어 있으며, 굴곡된 형상은 이후에 더 상세히 논의될 것이다. 굴곡의 영향을 회피하기 위해, 일부의 구현형태에서, 코팅(504)은 테이블 베이스(502)의 표면 상에 불균일한 두께로 배치될 수 있다. 일부의 구현형태에서, 불균일한 두께는 가스 플룸(506)의 가스 조성 또는 분포를 조정함으로써 조정될 수 있다. 가스 플룸(506) 내의 재료의 분포를 코팅(504)의 퇴적 중에 조정하여 원하는 불균일한 두께의 프로파일을 달성할 수 있다. 일부의 구현형태에서, 불균일은 하나 이상의 차단 요소(508)를 조정하여 가스 플룸(506)의 일부를 선택적으로 마스킹함으로써 조정될 수 있다. 차단 요소(508)는 코팅(504)의 퇴적 중에 작동되어 원하는 불균일한 두께의 프로파일을 달성할 수 있다. 차단 요소(508)의 작동은, 예를 들면, 코팅(504)을 받아들이기 위한 테이블 베이스(502)의 표면에 평행한 평면 상에서 반경방향의 운동 및/또는 회전 운동일 수 있다. 따라서, 코팅(504)의 불균일한 두께의 변동은 가스 플룸(506)의 조정을 통해 제어될 수 있다.
테이블 베이스(502)가 겪는 굴곡량은 테이블 베이스(502) 상의 코팅(504)에 의해 유발되는 응력의 함수일 수 있다. 응력은 압축 응력(예를 들면, 테이블 베이스(502)의 중심으로부터 외측으로 미는 것) 또는 인장 응력(예를 들면, 테이블 베이스(502)의 중심으로부터 내측으로 당기는 것)일 수 있다. 압축 응력에 의해 코팅이 베이스의 볼록면 상에 위치하는 굴곡 프로파일이 얻어진다(예를 들면, 코팅이 산의 정상에 있음). 인장 응력에 의해 코팅이 테이블 베이스의 오목면 상에 위치하는 굴곡 프로파일이 얻어진다(예를 들면, 코팅이 보울(bowl) 내에 있음).
도 6a는 하나 이상의 실시형태에 따른 기판 테이블(600)의 개략 단면도를 도시한다. 특히, 도 6a는 설명의 명확성을 위해 코팅 응력이 없는 경우의 기판 테이블(600)을 도시한다. 일부의 구현형태에서, 기판 테이블(600)은 테이블 베이스(602) 및 코팅(604)을 포함한다. 중심선(606)은 도 1b에 도시된 Z 축과 유사한 방향을 따라 기판 테이블의 중심을 표시한다. 코팅(604)은 도 5를 참조하여 설명하는 프로세스 단계 중 임의의 단계를 사용하여 테이블 베이스(602) 상에 배치된다. 테이블 베이스(602)는 실질적으로 균일한 두께로 구성된다(예를 들면, 도면 상에서 중심선(606)의 평행선에 수직으로 측정됨) 코팅(604)은 불균일한 두께로 구성된다.
일부의 구현형태에서, 테이블 베이스(602)의 두께는 약 5-15 mm이다. (중심선(606)에 수직인 평면에서) 테이블 베이스(602)의 직경 또는 폭은, 예를 들면, 약 310, 210, 또는 110 mm이다. 당업자는 반도체 업계의 웨이퍼 크기 표준에 따라 다른 직경을 고려할 수 있다. 테이블 베이스(602)는 세라믹(예를 들면, 실리콘 탄화물), 반도체(예를 들면, 실리콘), 또는 유리(예를 들면, 용융 실리카, XG 글래스) 등의 재료로 구성될 수 있다.
코팅(604)의 불균일한 두께를 묘사하기 위해 코팅(604)의 표면(608)이 표시되어 있다. 표면(608)은 코팅(604) 불균일한 두께로 퇴적되는 방식으로 인해 만곡된다. 도 6a에 도시된 실시례에서, 불균일한 두께(또는 코팅(604)의 단면 프로파일)는 코팅(604)의 두께가 중심선(606)으로부터 거리를 기준으로 증가하도록 변화되었다. 일부의 구현형태에서, 불균일한 두께는 자유형태이다. 일부의 구현형태에서, 코팅(604)의 평균 두께는 약 0.5-1.0 마이크론이다. 코팅(604)은 크로뮴 질화물, 타이타늄 질화물, 다이아몬드-유사 탄소, 다이아몬드 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 코팅(604)의 재료는 위에서 설명한 유리한 특성(예를 들면, 경도, 마찰, 마모 등)을 위해 선택된다.
도 6a에 도시된 코팅(604)의 불균일한 두께의 프로파일은 코팅(604)으로부터 압축 응력을 예측할 때 선택되고, 이는 테이블 베이스(602)의 코팅된 표면에서 볼록한 유형의 굴곡을 유발한다. 응력과 굴곡의 유형은, 전형적으로, 적용된 코팅의 재료 특성에 고유한 것이다. 예를 들면, 압축 응력을 생성하는 경향이 있는 코팅 재료는 다이아몬드-유사 탄소이다.
도 6b는 물리적 효과가 포함된 (응력이 가해진) 기판 테이블(600)의 개략적 단면도를 도시한다. 일부의 구현형태에서, 기판 테이블(600)은 편향(610)를 갖는다. 전술한 바와 같이, 편향(610)은 테이블 베이스(602)의 코팅된 표면의 볼록한 형상을 유발한다. 즉, 코팅(604)은 테이블 베이스(602)의 코팅된 표면에 편향을 부여한다. 편향(610)은 기판 테이블(600)의 중심으로부터 이격된 연부에서 측정된다. 편향(610)은 중심선(606)에 평행한 공칭 평탄도를 기준으로 측정된다. 일부의 구현형태에서, 편향(610)은 약 0.01-0.05, 0.05-0.1, 또는 0.1-0.2 마이크론이다. 일부의 구현형태에서, 편향(610)은 약 0.05 마이크론 이하, 0.1 마이크론 이하, 또는 0.2 마이크론 이하이다. 일부의 구현형태에서, 편향(610)의 크기는 기판 테이블(600)의 직경 또는 폭의 함수이다. 당업자는 편향의 양이, 다른 제조 파라미터들이 실질적으로 동일하다고 가정할 경우, 기판 테이블이 작을 수록 더 작아지는 경향이 있음을 이해할 것이다.
일부의 구현형태에서, 코팅(604)의 불균일한 두께는, 표면(608)이 굴곡된 후에, 즉 편향(610)을 고려했을 때, 표면(608)이 실질적으로 평탄하도록 선택(또는 조정, 제어, 변경)된다. 이러한 방식으로, 그 후의 비용이 드는 평탄화/폴리싱 단계를 회피할 수 있다. 표면(608)은, 예를 들면, 리소그래피 프로세스 중에 기판 테이블이 기판을 지지할 때, 기판과 접촉하도록 구성된다. 평탄한 표면에 지지된 기판은 코팅이 기판과 기판 테이블을 보호하는 동안에 리소그래피된 디바이스의 정확도를 보장한다.
도 7은 하나 이상의 실시형태에 따른 기판 테이블(700)의 개략 단면도를 도시한다. 도 7은 물리적 효과가 포함된 (응력이 가해진) 기판 테이블(700)을 도시한다. 도 7의 구조는 굴곡의 응력의 유형 및 방향을 제외하고는 도 6a 및 도 6b에서 유사하게 번호가 부여된 요소와 일치하도록 라벨이 부여되어 있다(요소 번호의 좌단의 숫자는 이들이 속하는 도면을 나타냄).
코팅(704)의 불균일한 두께를 묘사하기 위해 코팅(704)의 표면(708)이 표시되어 있다. 표면(708)은 코팅(704) 불균일한 두께로 퇴적되는 방식으로 인해 만곡된다. 도 7에 도시된 실시례에서, 불균일한 두께(또는 코팅(704)의 단면 프로파일)는 코팅(704)의 두께가 중심선(706)으로부터 거리를 기준으로 감소하도록 변화되었다. 일부의 구현형태에서, 불균일한 두께는 자유형태이다. 일부의 구현형태에서, 코팅(704)의 평균 두께는 약 0.5-1.0 마이크론이다. 코팅(704)은 크로뮴 질화물, 타이타늄 질화물, 다이아몬드-유사 탄소 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 코팅(704)의 재료는 위에서 설명한 유리한 특성(예를 들면, 경도, 마찰, 마모 등)을 위해 선택된다.
도 7에 도시된 코팅(704)의 불균일한 두께의 프로파일은 코팅(704)으로부터 인장 응력을 예측할 때 선택되고, 이는 테이블 베이스(702)의 코팅된 표면에서 오목한 유형의 굴곡을 유발한다.
일부의 구현형태에서, 기판 테이블(700)은 편향(710)를 갖는다. 전술한 바와 같이, 편향(710)은 테이블 베이스(702)의 코팅된 표면의 오목한 형상을 유발한다. 즉, 코팅(704)은 테이블 베이스(702)의 코팅된 표면에 편향을 부여한다. 편향(710)은 기판 테이블(700)의 중심으로부터 이격된 연부에서 측정된다. 편향(710)은 중심선(706)에 평행한 공칭 평탄도를 기준으로 측정된다. 일부의 구현형태에서, 편향(710)은 약 0.01-0.05, 0.05-0.1, 또는 0.1-0.2 마이크론이다. 일부의 구현형태에서, 편향(710)은 약 0.05 마이크론 이하, 0.1 마이크론 이하, 또는 0.2 마이크론 이하이다. 일부의 구현형태에서, 편향(710)의 크기는 기판 테이블(700)의 직경 또는 폭의 함수이다. 당업자는 편향의 양이, 다른 제조 파라미터들이 실질적으로 동일하다고 가정할 경우, 기판 테이블이 작을 수록 더 작아지는 경향이 있음을 이해할 것이다.
일부의 구현형태에서, 코팅(704)의 불균일한 두께는, 표면(708)이 굴곡된 후에, 즉 편향(710)을 고려했을 때, 표면(708)이 실질적으로 평탄하도록 선택(또는 조정, 제어, 변경)된다. 이러한 방식으로, 그 후의 비용이 드는 평탄화/폴리싱 단계를 회피할 수 있다. 표면(708)은, 예를 들면, 리소그래피 프로세스 중에 기판 테이블이 기판을 지지할 때, 기판과 접촉하도록 구성된다. 평탄한 표면에 지지된 기판은 코팅이 기판과 기판 테이블을 보호하는 동안에 리소그래피된 디바이스의 정확도를 보장한다.
이 실시형태들은 다음의 절을 이용하여 더 설명될 수 있다.
1. 기판 테이블의 제조 방법으로서,
코팅을 받아들이기 위해 테이블 베이스를 지지하는 것 - 상기 테이블 베이스는 실질적으로 평탄한 표면을 포함함 -; 및
불균일한 두께로 상기 표면 상에 상기 코팅을 배치하는 것을 포함하고,
상기 코팅은 상기 테이블 베이스 상에 응력을 가하여 상기 테이블 베이스를 만곡시키고,
상기 불균일한 두께로 인해 상기 코팅의 표면은 상기 만곡 후에 실질적으로 평탄하게 되는, 기판 테이블의 제조 방법.
2. 제 1 절에 있어서, 상기 배치하는 것은, 상기 테이블 베이스의 중심으로부터의 거리의 함수인, 상기 불균일한 두께에 대한 변동을 수반하여 상기 코팅을 퇴적하는 것을 포함하는, 기판 테이블의 제조 방법.
3. 제 1 절 또는 제 2 절에 있어서, 상기 배치하는 것은 화학 기상 증착 프로세스를 통해 상기 코팅을 퇴적하는 것을 포함하는, 기판 테이블의 제조 방법.
4. 제 3 절에 있어서, 상기 화학 기상 증착 프로세스는 플라즈마 강화되는, 기판 테이블의 제조 방법.
5. 제 1 절 내지 제 4 절 중 어느 한 절에 있어서, 상기 기판 테이블의 제조 방법은 상기 불균일한 두께의 변동을 제어하기 위해 상기 배치 중에 가스 분포를 조정하는 것을 더 포함하는, 기판 테이블의 제조 방법.
6. 제 1 절 내지 제 5 절 중 어느 한 절에 있어서, 상기 불균일한 두께의 변동을 제어하기 위해 상기 배치 중에 차단 요소가 사용되는, 기판 테이블의 제조 방법.
7. 제 1 절 내지 제 6 절 중 어느 한 절에 있어서, 상기 코팅은 상기 테이블 베이스의 표면에 오목한 형상을 부여하는, 기판 테이블의 제조 방법.
8. 제 1 절 내지 제 6 절 중 어느 한 절에 있어서, 상기 코팅은 상기 테이블 베이스의 표면에 볼록한 형상을 부여하는, 기판 테이블의 제조 방법.
9. 제 1 절 내지 제 8 절 중 어느 한 절에 있어서, 상기 코팅은 상기 테이블 베이스의 표면에 약 0.1 마이크론 이하의 편향(deflection)을 부여하는, 기판 테이블의 제조 방법.
10. 제 1 절 내지 제 9 절 중 어느 한 절에 있어서, 상기 코팅을 배치하는 것은 크로뮴 질화물, 타이타늄 질화물, 다이아몬드-유사 탄소, 다이아몬드, 실리콘, 또는 실리콘 탄화물을 퇴적하는 것을 포함하는, 기판 테이블의 제조 방법.
11. 기판을 지지하기 위한 기판 테이블로서,
표면을 포함하는 테이블 베이스; 및
상기 테이블 베이스의 표면 상에 배치되는 불균일한 두께를 갖는 코팅을 포함하고,
공칭 평탄도로부터 상기 테이블 베이스의 편향은 상기 코팅에 의해 유발되는 응력의 함수이고,
상기 코팅의 단면 프로파일은 적어도 상기 응력과 상기 불균일한 두께에 기초하고,
상기 코팅의 표면은 실질적으로 평탄하고,
상기 코팅의 표면은, 상기 기판 테이블이 상기 기판을 지지할 때, 상기 기판과 접촉하도록 구성되는, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
12. 제 11 절에 있어서, 상기 불균일한 두께는 상기 테이블 베이스의 중심으로부터의 거리의 함수인 변동을 포함하는, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
13. 제 11 절 또는 제 12 절에 있어서, 상기 테이블 베이스의 표면은 오목한 형상을 갖는, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
14. 제 11 절 내지 제 13 절 중 어느 한 절에 있어서, 상기 테이블 베이스의 표면은 볼록한 형상을 갖는, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
15. 제 11 절 내지 제 14 절 중 어느 한 절에 있어서, 상기 편향은 상기 공칭 평탄도로부터 약 0.1 마이크론 이하인, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
16. 제 11 절 내지 제 15 절 중 어느 한 절에 있어서, 상기 코팅은 크로뮴 질화물, 타이타늄 질화물, 다이아몬드-유사 탄소, 실리콘, 또는 실리콘 탄화물을 포함하는, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
17. 리소그래피 장치로서:
방사 빔을 생성하도록 구성된 조명 시스템;
빔 상에 패턴을 부여하도록 구성된 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체;
기판 상에 패턴화된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및
기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블을 포함하고, 상기 기판 테이블은:
표면을 포함하는 테이블 베이스; 및
상기 테이블 베이스의 표면 상에 배치되는 불균일한 두께를 갖는 코팅을 포함하고,
공칭 평탄도로부터 상기 테이블 베이스의 편향은 상기 코팅에 의해 유발되는 응력의 함수이고,
상기 코팅의 단면 프로파일은 적어도 상기 응력과 상기 불균일한 두께에 기초하고,
상기 코팅의 표면은 실질적으로 평탄하고,
상기 코팅의 표면은, 상기 기판 테이블이 상기 기판을 지지할 때, 상기 기판과 접촉하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
18. 제 17 절에 있어서, 상기 불균일한 두께는 상기 테이블 베이스의 중심으로부터의 거리의 함수인 변동을 포함하는, 리소그래피 장치.
19. 제 17 절 또는 제 18 절에 있어서, 상기 테이블 베이스의 표면은 오목한 형상을 갖는, 리소그래피 장치.
20. 제 17 절 내지 제 19 절 중 어느 한 절에 있어서, 상기 편향은 상기 공칭 평탄도로부터 약 0.1 마이크론 이하인, 리소그래피 장치.
많은 경우, 기판 테이블의 편향의 양 및 유형은 상당히 예측가능하다. 그러나, 계측은 코팅의 원하는 불균일한 두께의 프로파일의 퇴적 화학식/레시피를 결정하기 위해 수행될 수 있으며, 이는 특히 예측가능한 굴곡이 보장되지 않는 경우에 또는 보다 정확한 편향의 결정이 필요한 것으로 생각되는 경우에 유용하다. 계측 방법은 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 기판 상에 코팅을 퇴적시키는 것, 편향의 양을 측정하는 것, 및 측정된 편향의 양에 기초하여 코팅 퇴적 파라미터의 조정을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 편향의 양을 측정하는 것은 토포그래피를 측정하는 도구, 예를 들면, 샘플의 높이를 측정할 수 있는 프로필로미터 또는 광학 현미경을 사용하여 수행될 수 있다. 부가적으로, 응력 정보는 측정된 편향(예를 들면, 응력 텐서)으로부터 결정될 수 있다. 코팅 퇴적 파라미터의 조정은 기판 테이블의 굴곡 후에 보다 정확하게 평탄한 표면을 생성하기 위해 응력 정보에 기초할 수 있다.
본문에서는 IC의 제조에서 리소그래피 장치(100, 100')의 사용에 대해 구체적으로 언급할 수 있으나, 본 명세서에서 설명하는 리소그래피 장치(100, 100')는 통합 광학 시스템, 자기 도메인 메모리의 가이던스 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, LCD, 박박 자기 헤드 등 다른 용도를 가질 수 있다. 당업자는 이러한 대체적인 용도와 관련하여 본 명세서에서 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 임의의 사용은 각각"기판" 또는 "타겟 부분"이라는 보다 일반적인 용어의 동의어로 간주될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 예를 들면, 트랙 유닛(레지스트의 층을 기판에 적용하여 노광된 레지스트를 현상하는 도구), 계측 유닛 및/또는 검사 유닛에서 노광 전후에 처리될 수 있다. 해당되는 경우, 본 명세서의 개시내용은 이러한 또는 기타의 기판 처리 도구에 적용될 수 있다. 더 나아가, 기판은, 예를 들면, 다층 IC를 제조하기 위해 2 회 이상 처리될 수 있으므로 본 명세서에서 사용되는 기판이라는 용어는 복수의 처리된 층을 이미 포함하는 기판을 지칭할 수도 있다.
본 발명의 실시형태의 사용에 관련하여 광 리소그래피가 구체적으로 언급되었으나 본 발명은 다른 용도, 예를 들면, 임프린트 리소그래피에서 사용될 수 있으며, 문맥이 허용하는 경우 본 발명은 광 리소그래피에 한정되지 않는 다는 것이 이해될 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판 상에 생성되는 패턴을 규정한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급되는 레지스트의 층 내에 압입될 수 있고, 그 후에 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 경화된다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 레지스트로부터 이동하고 패턴을 남긴다.
본 명세서 내의 술어 또는 용어는 설명의 목적을 위한 것이고 한정을 목적으로 하는 것이 아님을 이해해야 하며, 관련 기술분야의 당업자는 본 개시의 용어 또는 술어를 본 명세서의 가르침에 비추어 해석해야 한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "기판"은 어떤 재료로서 그 위에 재료 층이 추가되는 재료를 기술한다. 일부의 구현형태에서, 기판 자체는 패턴화될 수 있고, 그것의 상면에 추가된 재료도 패턴화되거나 패턴화되지 않은 상태로 유지될 수 있다.
본문에서 본 발명에 따른 장치 및/또는 시스템의 IC의 제조에서의 사용이 언급될 수 있으나, 이러한 장치 및/또는 시스템은 많은 다른 가능한 용도를 가질 수 있다는 것을 명확하게 이해해야 한다. 예를 들면, 이것은 통합 광학 시스템, 자기 도메인 메모리의 가이던스 및 검출 패턴, LCD 패널, 박막 자기 헤드 등의 제조에서 사용될 수 있다. 당업자는, 이러한 대체적인 용도와 관련하여, 본분에서 "레티클", "웨이퍼", 또는 "다이"이라는 용어의 임의의 사용은 각각 보다 일반적인 용어인 "마스크", "기판", 및 "타겟 부분"으로 대체될 수 있는 것으로 간주되어야 함을 이해할 것이다.
위에서 본 발명의 구체적인 실시형태가 기술되었으나, 본 발명은 기술된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 설명은 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다.
개요 및 요약란이 아니고 상세한 설명란은 청구범위를 해석하기 위해 사용되도록 의도된 것임을 이해해야 한다. 개요 및 요약란은 본 발명자에 의해 고찰되는 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시형태의 전체가 아닌 하나 이상의 예시적 실시형태를 기술할 수 있으므로 본 발명 및 첨부한 청구범위를 어떤 방식으로든 한정하는 것을 의도하지 않는다.
본 발명은 특정의 기능 및 이들의 관계의 구현형태를 예시하는 기능적 구성 요소를 사용하여 설명되었다. 이들 기능적 구성 요소의 경계는 설명의 편의를 위해 본 명세서에서 임의로 규정되었다. 지정된 기능 및 이들의 관계가 적절히 수행되는 한 대안적인 경계가 규정될 수 있다.
특정의 실시형태의 전술한 설명은 본 발명의 일반적인 성질을 완전히 드러낼 것이고, 당업자는 과도한 실험을 수반하지 않고 본 발명의 일반적인 개념으로 벗어나지 않으면서 당업자의 기술의 범위 내의 지식을 적용함으로써 다양한 용도를 위해 이러한 특정의 실시형태를 용이하게 수정 및/또는 적응할 수 있다. 그러므로, 이러한 적응 및 수정은 본 명세서에 제공된 가르침 및 안내에 기초하여 개시된 실시형태의 등가물의 의미 및 범위 내에 있다는 것이 의도된다.
본 발명의 폭 및 범위는 위에서 설명한 임의의 예시적 실시형태에 한정되어서는 안되며, 다음의 청구범위 및 그 등가물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (16)

  1. 기판 테이블의 제조 방법으로서,
    코팅을 받아들이기 위해 테이블 베이스를 지지하는 것 - 상기 테이블 베이스는 실질적으로 평탄한 표면을 포함함 -; 및
    불균일한 두께로 상기 표면 상에 상기 코팅을 배치하는 것을 포함하고,
    상기 코팅은 상기 테이블 베이스 상에 응력을 가하여 상기 테이블 베이스를 만곡시키고,
    상기 불균일한 두께로 인해 상기 코팅의 표면은 상기 만곡 후에 실질적으로 평탄하게 되는, 기판 테이블의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배치하는 것은, 상기 테이블 베이스의 중심으로부터의 거리의 함수인, 상기 불균일한 두께에 대한 변동을 수반하여 상기 코팅을 퇴적하는 것을 포함하는, 기판 테이블의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배치하는 것은 화학 기상 증착 프로세스를 통해 상기 코팅을 퇴적하는 것을 포함하는, 기판 테이블의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 화학 기상 증착 프로세스는 플라즈마 강화되는, 기판 테이블의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 테이블의 제조 방법은 상기 불균일한 두께의 변동을 제어하기 위해 상기 배치 중에 가스 분포를 조정하는 것을 더 포함하는, 기판 테이블의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불균일한 두께의 변동을 제어하기 위해 상기 배치 중에 차단 요소가 사용되는, 기판 테이블의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 테이블 베이스의 표면에 오목한 형상을 부여하는, 기판 테이블의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 테이블 베이스의 표면에 볼록한 형상을 부여하는, 기판 테이블의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 테이블 베이스의 표면에 약 0.1 마이크론 이하의 편향(deflection)을 부여하는, 기판 테이블의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅을 배치하는 것은 크로뮴 질화물, 타이타늄 질화물, 다이아몬드-유사 탄소, 다이아몬드, 실리콘, 또는 실리콘 탄화물을 퇴적하는 것을 포함하는, 기판 테이블의 제조 방법.
  11. 기판을 지지하기 위한 기판 테이블로서,
    표면을 포함하는 테이블 베이스; 및
    상기 테이블 베이스의 표면 상에 배치되는 불균일한 두께를 갖는 코팅을 포함하고,
    공칭 평탄도로부터 상기 테이블 베이스의 편향은 상기 코팅에 의해 유발되는 응력의 함수이고,
    상기 코팅의 단면 프로파일은 적어도 상기 응력과 상기 불균일한 두께에 기초하고,
    상기 코팅의 표면은 실질적으로 평탄하고,
    상기 코팅의 표면은, 상기 기판 테이블이 상기 기판을 지지할 때, 상기 기판과 접촉하도록 구성되는, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 불균일한 두께는 상기 테이블 베이스의 중심으로부터의 거리의 함수인 변동을 포함하는, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 테이블 베이스의 표면은 오목한 형상을 갖는, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테이블 베이스의 표면은 볼록한 형상을 갖는, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편향은 상기 공칭 평탄도로부터 약 0.1 마이크론 이하인, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 크로뮴 질화물, 타이타늄 질화물, 다이아몬드-유사 탄소, 실리콘, 또는 실리콘 탄화물을 포함하는, 기판을 지지하기 위한 기판 테이블.
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