KR100695553B1

KR100695553B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법

Info

Publication number: KR100695553B1
Application number: KR1020050054233A
Authority: KR
Inventors: 요에리 로프; 요한네스 카타리누스 후베르투스 물켄스; 예뢴 요한네스 소피아 마리아 메르텐스; 데르 네트 안토니우스 요한네스 반; 데르 함 로날드 반; 니콜라스 라르망; 마르첼 베커스
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2007-03-14
Also published as: JP5064979B2; JP2008072139A; CN101916050A; CN101916050B; EP1610183A2; US7057702B2; CN1713075A; TWI277837B; CN1713075B; SG138618A1; EP1610183A3; SG118391A1; KR20060048484A; JP2006013502A; US20050286032A1; TW200612207A

Abstract

리소그래피 투영장치가 개시된다. 상기 장치는, 방사선의 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명시스템, 및 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지구조체를 포함한다. 상기 패터닝 디바이스는 방사선의 빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 한다. 또한, 상기 장치는, 기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블, 상기 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영시키도록 구성된 투영시스템, 및 소정 공간에 유체를 제공하도록 구성된 유체 공급 시스템도 포함한다. 상기 공간은, 상기 투영시스템의 적어도 일부 및/또는 상기 조명시스템의 적어도 일부를 포함한다. 상기 장치는, 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스, 또는 그 조합에 유체 공급 시스템을 커플링하도록 구성된 커플링 디바이스를 더 포함한다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

이하, 대응하는 참조 부호가 대응하는 부분을 나타내는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예를 서술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼징 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 도시하는 도면;

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 퍼징 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 도시하는 도면;

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2 및 도 3의 가스 퍼징 시스템의 상세도;

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 퍼징 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 도시하는 도면;

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 퍼징 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 도시하는 도면;

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 퍼징 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 도시하는 도면; 및

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 퍼징 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 도시하는 도면이다.

본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 마스크와 같은 패터닝 디바이스가 IC의 개별층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선감응재(레지스트)층을 가지는 기판(예를 들어, 실리콘웨이퍼)상의 (예를 들어, 1 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상에 이미징(imaging)될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부상의 전체패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스테퍼, 및 투영빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다.

예를 들어, 기판상의 포토레지스트 층의 가스방출(outgassing)에 의해, 또한 리소그래피 장치로 들어가는 주위 공기(ambient air)에 의해 도입될 수도 있는 오염물들과 조합되어 기판을 조사하는데 사용되는 방사선은, 투영시스템내의 광학 구 성요소들, 예를 들어 렌즈들의 저하를 유도할 수도 있으며, 이는 상기 빔의 전체 투과 손실 및 기판 조명 균일성의 손실을 유도한다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 퍼징 시스템(purging system)들이 개발되었다. 퍼징 시스템, 예컨대 퍼지 후드의 기능은, 투영시스템 및/또는 조명시스템의 소정 요소들의 화학적 오염을 방지하거나 감소시키는 것이다. 통상적으로, 이는 투영시스템내의 요소들의 소정 외측 표면 또는 표면들을 따라 가스를 블로잉(blow)함으로써 행해질 수도 있으므로, 원치않는 화학제(agent)들의 농도가, 예를 들어 통상적으로 1000배 이상의 팩터(factor)로 노광 슬릿에서 희석(dilute)된다. 하지만, 희석 팩터(dilution factor)들은, 예를 들어 리소그래피 장치의 타입, 시스템 스펙(system specification) 및 가스 품질 등에 따라 100배 내지 10000배 사이에서 변할 수도 있다.

퍼지된 시스템에서, 투영시스템 및 조명시스템내의 내부 요소들이 만족스럽게 퍼지될 수도 있지만, 상기 요소들이 에워싸인 격벽들(enclosed compartment)들내에 배치되기 때문에, 특히 투영시스템내의 첫번째와 마지막 광학 요소들, 즉 투영빔이 투영시스템을 통과함에 따라, 투영빔에 직면(encounter)하는 첫번째 광학 요소 및 투영빔에 직면하는 마지막 광학 요소의, 표면들상의 오염의 발생으로 인해, 저하가 계속 문제될 것이다. 광학 요소 성능의 저하를 유도할 수도 있는 광학 요소들의 오염은, 예를 들어 광학 요소 표면들상에 성장하는 덴드리틱 솔트 구조체(dendritic salt structure)들을 포함한다. 예를 들어, 시간의 주기, 통상적으로 수년에 걸쳐 센 방사선(intense radiation)을 겪는 광학 요소들은 솔트 구조체들로 오염된다. 따라서, 종래의 퍼지 후드들은, 통상적으로 렌즈 표면들의 외측 바닥부 및 최상부의 표면을 따라 청정 가스(cleaning gas)를 제공하도록 위치된다. 종래의 퍼지 후드들은, 고정된, 예컨대 투영시스템 또는 메트롤로지 프레임(metrology frame)과 같은 기준 프레임(reference frame)에 고정된 위치에 장착된다. 언급된 바와 같이, 퍼지 후드의 성능은 통상적으로 희석 팩터, 즉 퍼지된 공간(purged volume) 안팎의 오염물들의 비율로서 표현되며, 통상적으로 1000 정도이다.

하지만, 종래의 퍼지 후드들은 몇가지 단점들을 가질 수도 있다. 특히, 퍼지 후드의 성능은, 퍼지 후드와 기판 사이의 갭 및/또는 퍼지 후드와 기판 홀더 사이의 갭에 의해 부정적인 영향을 받을 수도 있다. 그 결과로, 퍼지 후드의 성능은 기판 홀더의 위치에 따라 달라지며, 또한 리소그래피 장치내의 간섭계 측정 구성요소들을 컨디셔닝하도록 제공된 가스 샤워(gas shower)들에 의해 영향을 받는다. 예를 들어, 기판 홀더가 존재하지 않는 경우, 예를 들어, 기판이 교체되고 있는 경우, 희석에 의해 측정된 성능이 떨어질 수도 있다. 또한, 동적 외란(dynamical disturbance)들, 예를 들어, 퍼지 후드로 인한 유동 유도 진동(flow induced vibration)들은 투영시스템의 성능에 영향을 줄 수도 있다. 종래의 희석 팩터들은, 솔트 구조체들의 형성의 방지를 돕는 것으로 알려진, 하나의 단층(monolayer)에 대응하는 것보다 작은 10 ppm(parts per million)보다 훨씬 이하로 광학 요소 표면에서의 습도 레벨을 감소시키기에 충분하지 않을 수도 있다.

또한, 기판과 퍼지 후드 사이의 작은 갭은, 기판테이블과 투영시스템간의 공차들 때문에 만족스럽게 달성되지 않을 수도 있다. 또한, 이와 유사한 상황이 침지 리소그래피 장치에서 직면될 수도 있으며, 여기서 작은 갭은 상기 갭의 적어도 일부분이 액체로 채워진 채로, 액체 공급 시스템과 기판 사이에서 유지될 것이다. 또한, 서보 제어가 안되는 경우, 기판테이블은 위쪽으로 이동할 수도 있으므로, 기판과 퍼지 후드 또는 액체 공급 시스템간의 갭이 작을 경우에 기판을 손상시킬 수도 있다.

이와 유사한 문제들이 일루미네이터와 지지구조체 사이에서 발생될 수도 있다.

본 발명의 일 실시형태는, 예를 들어 리소그래피 장치에서 이용가능한 매우 제한된 공간내에 있는 종래의 퍼지 후드들, 또는 침지 리소그래피 액체 공급 시스템들과 직면된 이러한 문제들을 해결하는 것이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 방사선의 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명시스템, 및 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지구조체를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다. 패터닝 디바이스는 방사선의 빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 한다. 또한, 상기 장치는, 기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블, 상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템, 소정 공간(volume)에 유체(fluid)를 제공하도록 구성된 유체 공급 시스템을 포함한다. 상기 공간은 투영시스템의 적어도 일부 및/또는 조명시스템의 적어도 일부를 포함한다. 또한, 상기 장치는, 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스, 또는 그 조합에 상기 유체 공급 시스템을 커플링하도록 구성된 커플링 디바이스도 포함한다. 이러한 방식으로, 유동 유도 잡음(flow induced noise)으로 인해 발생되는 투영시스템과 조명시스템 중 1이상의 외란들이 감소된다.

일 실시예에서, 유체 공급 시스템은 퍼지 공간으로 가스를 제공하도록 구성된 가스 퍼징 시스템을 포함하며, 상기 퍼지 공간은 상기 투영시스템의 적어도 일부, 상기 조명시스템의 적어도 일부, 또는 양자 모두를 포함한다. 이러한 방식으로, 가스 퍼징 시스템내의 유동 유도 잡음으로 인한 외란들이 감소될 수도 있다.

일 실시예에서, 유체 공급 시스템은 투영시스템과 기판의 국부화된 영역 사이의 공간에 액체를 제공하도록 구성된 액체 공급 시스템을 포함한다. 이러한 방식으로, 액체 공급 시스템내의 유동 유도 잡음으로 인한 외란들이 감소될 수도 있다.

일 실시예에서, 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스, 또는 그 조합은 제1 및 제2방향에 의해 정의된 소정 구역내에 배치되며, 유체 공급 시스템은 상기 구역에 대해 소정 각도로 연장되는 제3방향으로 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스, 또는 그 조합에 커플링된다.

또한, 제1, 제2 및 제3방향들은 실질적으로 서로 수직해 있다. 또 다른 실시예에서, 유체 공급 시스템은, 사용시에, 제3방향으로, 제1방향을 중심으로 한 회전 방향으로, 그리고 제2방향을 중심으로 한 회전 방향으로, 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스 또는 그 조합에 유연성 있게 커플링된다. 이러한 방식으로, 유체 공급 시스템은 제3방향으로 기판 및/또는 패터닝 디바이스 이동을 따르도록 배치될 수도 있다. 또한, 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스 또는 그 조합과 유체 공급 시스템 사이의 충돌을 방지하기 위해 보호막(protection)이 제공될 수도 있다.

일 실시예에서, 유체 공급 시스템은, 사용시에, 제1방향, 제2방향, 및 제3방향을 중심으로 한 회전 방향으로, 투영시스템, 조명시스템, 기준 프레임 또는 그 조합에 견고하게(rigidly) 커플링된다. 이러한 방식으로, 유체 공급 시스템은, 투영시스템, 조명시스템 또는 양자 모두에 대한 외란들을 감소시키는 한편, 제3방향으로의 유연도를 허용하면서도, 단단히(securely) 장착될 수도 있다.

일 실시예에서, 커플링 디바이스는 가스 베어링을 포함한다. 이러한 방식으로, 높은 공차를 요구하지 않고도 유체 공급 시스템과 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스 또는 그 조합간에 안정한 갭이 달성될 수도 있다. 또한, 가스 베어링은, 유체 공급 시스템이 충돌의 위험 없이 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스 또는 그 조합에 매우 근접하여 위치되게 할 수 있으므로, 리소그래피 장치의 다른 영역들에, 예를 들어 투영시스템 및 조명시스템 주위에 보다 넓은 공간을 제공한다.

일 실시예에서, 가스 베어링은 유체가 유체 공급 시스템으로부터 빠져나오지 못하게 하거나, 또는 대안적으로 주위 가스가 유체 공급 시스템에 들어가지 못하게 하는 시일을 제공하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 유체 공급 시스템과 기판, 기판테이블, 지지구조체, 패터닝 디바이스 또는 그 조합 사이에 최소 갭이 달성될 수 있으므로, 개선된 희석 팩터, 예를 들어 10000보다 큰 희석 팩터를 제공한다.

또한, 가스 퍼징 시스템을 포함하는 유체 공급 시스템의 경우에, 시일은 가스 샤워들에 의하여 공간내에 외란이 존재하지 않을 수도 있다는 것을 보장한다. 또한, 기판테이블 교환시, 시일은 클로징 플레이트(closing plate)가 희석 팩터를 증가시키는데 사용될 수 있게 할 수도 있다. 높은 희석 팩터들은, 투영시스템 및 조명시스템 광학 요소로부터, 종래의 "건조" 리소그래피 시스템에서의 충분히 낮은 레벨, 예를 들어 수 ppm으로 습도를 유지할 수도 있다. 이는 이러한 리소그래피 장치내의 퍼징 시스템의 효율성(effectiveness)을 개선시킬 수도 있다.

일 실시예에서, 가스 베어링은 실질적으로 에워싸인 유체 격벽을 제공하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 희석 팩터가 더욱 개선될 수도 있다.

일 실시예에서, 기판테이블, 지지구조체, 또는 양자 모두에는 기판 및 패터닝 디바이스를 각각 수용하도록 구성된 후퇴부가 제공된다. 또한, 후퇴부는 각각 기판 및 패터닝 디바이스 중 1이상의 두께와 실질적으로 같은 깊이를 가질 수도 있다. 또한, 사용시에, 패터닝된 빔을 수용하도록 배치된 기판의 표면은, 기판테이블의 표면과 실질적으로 같은 높이가 된다. 이러한 방식으로, 스캐닝 중에, 유체 공급 시스템은, 커플링 디바이스에 대해 행해져야만 하는 어떠한 조정도 없이, 기판테이블 및 기판상에서도 매우 균등하게 이동될 수도 있다. 또한, 사용시에, 방사선의 빔을 수용하도록 배치된 패터닝 디바이스의 표면은 지지구조체의 표면과 실질적으로 같은 높이가 된다. 이러한 방식으로, 패터닝 디바이스의 노광 시, 유체 공급 시스템은, 커플링 디바이스에 대해 행해져야만 하는 어떠한 조정도 없이, 지지구조체 및 패터닝 디바이스 상에서 이동될 수도 있다.

일 실시예에서, 가스 베어링은, 사용시에, 유체 공급 시스템과 패터닝된 빔을 수용하도록 구성된 기판의 표면 사이에 안정되고 작은 1이상의 갭을 제공한다. 이러한 방식으로, 유체 공급 시스템과, 특히 기판간의 충돌의 가능성(chance)들이 개선될 수도 있다. 작고 안정된 갭을 제공함으로써, 효과적인 유체 공급이 보다 용이하게 행해질 수도 있다.

일 실시예에서, 가스 베어링은, 사용시에, 유체 공급 시스템과 방사선의 빔을 수용하도록 배치된 패터닝 디바이스의 표면 사이에 안정되고 작은 1이상의 갭을 제공한다. 이러한 방식으로, 유체 공급 시스템과, 특히 패터닝 디바이스간의 충돌의 가능성들이 개선될 수도 있다. 작고 안정된 갭을 제공함으로써, 효과적인 유체 공급이 보다 용이하게 행해질 수도 있다.

일 실시예에서, 가스 베어링은 가스의 유동 및/또는 압력을 조절하도록 구성된 제어 요소를 포함하여, 유체 공급 시스템과 투영빔을 수용하도록 배치된 기판의 표면 사이의 갭의 크기를 제어한다. 이러한 방식으로, 유체 공급 시스템과, 특히 기판 간의 충돌의 가능성들이 개선, 즉 감소될 수도 있다.

일 실시예에서, 가스 베어링은 가스의 유동 및/또는 압력을 조절하도록 구성된 제어 요소를 포함하여, 유체 공급 시스템과 방사선의 빔을 수용하도록 배치된 패터닝 디바이스의 표면 사이의 갭의 크기를 제어한다. 이러한 방식으로, 유체 공급 시스템과, 특히 패터닝 디바이스 간의 충돌의 가능성들이 개선, 즉 감소될 수도 있다.

일 실시예에서, 가스 베어링은 상기 가스 베어링에 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부, 상기 가스 베어링으로부터 가스를 제거하도록 구성된 적어도 부분 진공부(at least a partial vacuum), 및 상기 가스 공급부와 상기 적어도 부분 진 공부를 연계하여 제어하도록 구성된 제어 요소를 포함하므로, 상기 유체 공급 시스템은 기판테이블이 배치되는 제1 및 제2방향에 의해 정의된 구역에 대해 소정 각도로 놓인 제3방향으로 충분한 스티프니스(stiffness)를 가지고 기판, 기판테이블, 또는 양자 모두의 표면상에서 플로팅(float)된다. 이러한 방식으로, 실질적인 조정을 요구하지 않고, 또한 상기 장치를 실질적으로 복잡하게 하지 않고도, 유체 공급 시스템과 기판테이블, 기판, 또는 양자 모두 사이에 안정한 커플링이 제공될 수도 있다.

일 실시예에서, 가스 베어링은 상기 가스 베어링에 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부, 상기 가스 베어링으로부터 가스를 제거하도록 구성된 적어도 부분 진공부, 및 상기 가스 공급부와 상기 적어도 부분 진공부를 연계하여 제어하도록 구성된 제어 요소를 포함하므로, 상기 퍼징 시스템은, 지지구조체가 배치되는 제1 및 제2방향에 의해 정의된 구역에 대해 소정 각도로 놓인 제3방향으로 충분한 스티프니스를 가지고 적어도 패터닝 디바이스 및 지지구조체상에 플로팅된다. 이러한 방식으로, 실질적인 조정을 요구하지 않고, 또한 상기 장치를 실질적으로 복잡하게 하지 않고도, 유체 공급 시스템과 지지구조체, 패터닝 디바이스 또는 양자 모두 사이에 안정된 커플링이 제공될 수도 있다.

일 실시예에서, 퍼징 시스템은 퍼지 후드를 포함하고, 가스 베어링은 제3방향으로 퍼지 후드를 리프팅(lift)하도록 구성된 액추에이터를 포함하며, 상기 제3방향은 기판테이블, 지지구조체, 또는 양자 모두가 배치되는 소정 구역에 대해 소정 각도를 가지고 소정 방향으로 연장된다. 이러한 방식으로, 퍼지 후드는 필요한 경우, 예를 들어 기판테이블 또는 기판 교환이 행해지는 경우에 편리하게 리프팅될 수도 있다.

일 실시예에서, 퍼징 시스템은 퍼지 후드를 포함하고, 상기 장치는 커플링 디바이스와 연계하여 배치된 액추에이터를 더 포함하여, 퍼지 후드가 제3방향으로 리프팅되도록 하며, 상기 제3방향은 기판테이블, 지지구조체, 또는 양자 모두가 배치되는 구역에 대해 소정 각도를 가지고 소정 방향으로 연장된다. 이러한 방식으로, 퍼지 후드는 상기 장치를 실질적으로 복잡하게 하지 않고 편리하게 리프팅될 수도 있다. 일 실시예에서, 액추에이터는 자석을 이용하여 퍼지 후드를 리프팅할 수 있다.

일 실시예에서, 제1, 제2 및 제3방향들은 각각 X, Y 및 Z 방향에 대응한다. 또한, Y 방향은 스캐닝 방향일 수도 있으며, X 방향 및 Y 방향은, 사용시에, 기판테이블, 기판, 또는 양자 모두가 배치되는 소정 평면을 정의할 수도 있으며, 상기 Z 방향은 상기 평면에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수도 있다.

일 실시예에서, 퍼징 시스템은 퍼지 후드를 포함하고, 커플링 디바이스는 기판테이블 또는 지지구조체에 퍼징 후드를 커플링하도록 구성되므로, 기판테이블 및 지지구조체가 각각 배치되는 상기 구역에 대해 소정 각도로 놓인 제 3방향으로의 각각 기판테이블 및 기판, 또는 지지구조체 및 패터닝 디바이스의 이동은, 퍼지 후드에 후속된다. 이러한 방식으로 충돌이 회피될 수도 있다.

일 실시예에서, 가스 베어링은 가압된 가스(pressurized gas)가 커플링 영역에 제공될 수 있는 가스 유출구를 포함한다. 이러한 방식으로, 충분한 커플링이 달 성될 수도 있다.

일 실시예에서, 가스 베어링은 가압된 가스가 커플링 영역으로부터 제거될 수 있는 부분 진공부를 포함한다. 이러한 방식으로, 커플링이 개선될 수도 있다.

일 실시예에서, 커플링 디바이스는 가스 베어링을 포함하고, 제어 요소가 제공되어, 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스, 또는 그 조합과 퍼징 시스템간의 최소 가스 갭을 제공함으로써, 주위 환경으로부터 퍼지 공간을 격리(isolate)시킨다. 이러한 방식으로, 주위 환경으로부터의 퍼지 공간의 오염과, 퍼지 공간으로부터의 주위 환경의 오염이 감소되거나 방지될 수도 있다.

일 실시예에서, 액체 공급 시스템은 적어도 투영시스템 아래로부터의 액체의 누설을 감소시키도록 구성된 시일 부재를 포함한다. 일 실시예에서, 시일 부재는 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스 또는 그 조합에 커플링된다.

본 발명의 제2실시형태에 따르면, 리소그래피 장치의 투영시스템을 이용하여 기판의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및 유체 공급 시스템을 이용하여 소정 공간에 유체를 제공하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다. 상기 공간은 투영시스템의 적어도 일부, 조명시스템의 적어도 일부, 또는 양자 모두를 포함한다. 또한, 상기 방법은, 기판, 상기 기판을 잡아주는 기판테이블, 패터닝된 빔을 형성하는데 사용되는 패터닝 디바이스, 상기 패터닝 디바이스를 잡아주는 지지구조체, 또는 그 조합에 상기 유체 공급 시스템을 커플링하는 단계를 포함한다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용례에 대하 여 언급하였으나, 상기 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출패턴, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 여타의 응용예를 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용되는 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 여타의 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수도 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 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는, (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어 파장이 5 내지 20nm 범위인) 극자외(EUV)방사선 뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.

여기서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 투영빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의한다. 일반 적으로, 투영빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정 기능층에 해당할 것이다.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크 형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향들로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다; 이러한 방식으로, 반사된 빔이 패터닝된다. 패터닝 디바이스의 각각의 예시에서, 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 이동할 수 있으며, 패터닝 디바이스는 예를 들어 투영시스템에 대하여 원하는 위치에 있을 것을 확실히 보장할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지 유체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자에 대하여 적절하다면, 굴절 광학시스템, 반사 광학시스템 및 카타디옵트릭 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서으 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있다.

또한, 조명시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어를 위하여 굴절, 반사 및 카타디옵트릭 광학 구성요소를 포함하는 다양한 종류의 광학 구성요소를 포괄할 수도 있으며, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고도 언급될 수 있다.

리소그래피 장치는 2(듀얼스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수도 있거나, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

또한, 리소그래피 장치는 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체(예를 들어, 물)에 기판이 침지되는 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치의 다른 공간, 예를 들어 마스크와 투영시스템의 제1요소 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 잘 알려져 있다.

도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는: 방사선(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 제공하는 조명시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하고, 아이템 PL에 대하여 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키는 제1위치설정 디바이스(PM)에 연결된 제1지지구조체(예를 들어, 마스크테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 잡아주고, 아이템 PL에 대하여 기판을 정 확히 위치시키는 제2위치설정 디바이스(PW)에 연결된 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼테이블)(WT); 및 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 투영빔(PB)에 부여된 패턴을 이미징하는 투영시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈)(PL)을 포함한다.

본 명세서에서 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과마스크를 채택하는) 투과형이다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하는) 반사형으로 구성될 수도 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체들일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예를 들어, 적절한 지향거울 및/또는 빔 익스팬더를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 상기 장치의 통합부일 수도 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.

일루미네이터(IL)는 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정 수단(AM)을 포함할 수도 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면내의 세기분 포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는, 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이 다양한 다른 구성요소들을 포함한다. 일루미네이터(IL)는 그 단면에 원하 는 균일성과 세기 분포를 가지는, 투영빔(PB)이라 칭하는 컨디셔닝된 방사선의 빔을 제공한다.

상기 투영빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 유지되어 있는 마스크(MA)상에 입사된다. 마스크(MA)를 가로지르면, 상기 투영빔(PB)은 시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제2위치설정 디바이스(PW) 및 위치센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스)의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정 디바이스 및 또 다른 위치센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 긴 행정 모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 위치설정 디바이스(PM, PW)들의 일부분을 형성한다. 하지만, (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 마스크테이블(MT)은 단지 짧은 행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수도 있다.

상술된 장치는 다음의 바람직한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드에서, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은 본질적으로 정지상태로 유지되며, 투영빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그런 후, 기판테이블(WT)은 X 및/ 또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징된 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서, 마스크테이블(MT)과 기판테이블(WT)은 투영빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PL)의 이미지 반전 특성에 의하여 결정된다. 스캔 모드에서, 노광필드의 최대 크기는 단일 동적노광시 타켓부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서, 마스크테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 본질적으로 정지된 상태로 유지되며, 투영빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 상기 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 상기 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들을 채용할 수 있다. 또한, 도 1에는, 유체 공급 시스템, 예를 들어 가스 퍼 징 시스템(10), 또는 도 2 내지 도 8을 참조하여 보다 상세히 서술되는 액체 공급 시스템이 도시되어 있다. 본 발명의 1이상의 실시예들은, 특히 가스 퍼징 시스템(10)을 포함하는 종래의 "건식" 리소그래피 장치를 참조하여 이하에 서술된다. 하지만, 본 발명의 1이상의 실시예들은 액체 공급 시스템을 포함하는 침지 리소그래피 장치에도 동일하게 이용할 수 있다. 특히, 액체 공급 시스템은 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 적어도 부분적으로 담도록 구성된 시일 부재를 포함할 수도 있다. 또한, 시일 부재는 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스 또는 그 조합에 커플링될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼징 시스템(10)을 포함하는 리소그래피 장치를 도시한다. 특히, 도 2는 퍼지 후드(11)를 포함하는 퍼징 시스템(10)을 도시한다. 퍼징 시스템(10)은 퍼지 공간(20)내에 실질적으로 박층형(laminar)인 가스의 퍼지 유동을 제공하도록 구성된다. 퍼징 시스템(10), 특히 퍼지 후드(11)는 견고한 커플링 디바이스(18)에 의해 투영시스템(PL)에 견고하게 커플링되므로, 투영시스템(PL)에 대한 퍼지 후드(11)의 이동은 통상적으로 X, Y 및 Rz 방향들로 제한된다. 대안적인 실시예에서, 퍼지 후드(11)는 기준 또는 메트롤로지 프레임(미도시됨)과 같은, 리소그래피 장치내의 또 다른 구성요소에 견고하게 연결될 수도 있다. Z 방향은 도 2에 도시되어 있으며, X 및 Y 축선에 의해 정의된 평면에 대해 수직한 축선이다. 또한, 이는 실질적으로 투영빔의 평균 전파 방향에 대응한다. Rz 방향은 Z 축선을 중심으로 한 회전 방향을 나타내는 통상적인 표시이다. 또한, 퍼징 시스템(10)은 유연성 있는 커플링 디바이스(16)에 의해 Z, Rx 및 Ry 방향들로 투영시스템(PL)에 유연성 있게 커플링되고, Rx 및 Ry 방향들은 도 2에 도시되어 있으며 각각 X 및 Y 축선을 중심으로 한 회전 방향에 대한 통상적인 표시에 대응한다. 대안적인 실시예에서, 유연성 있는 커플링 디바이스(16)는 기준 또는 메트롤로지 프레임(미도시됨)과 같은 리소그래피 장치내의 또 다른 구성요소에 커플링될 수도 있다.

또한, 일 구현예에서, 퍼지 후드(11)를 기판(W), 기판테이블(WT), 또는 양자 모두에 커플링하기 위해서, 가스 베어링(12)과, 선택적으로는, 커플링 디바이스가 적어도 부분 진공부(14)의 형태로 제공된다. 하기에 보다 상세히 서술되는 바와 같이, 도 2에 도시된 실시예에서, 가스 베어링은 참조 번호(12)로, 진공부(14)는 참조 번호(14)로 도시되어 있다. 하지만, 특정 실시예에 따라, 가스 베어링 및 진공부의 각각의 위치들이 교환될 수도 있다. 예를 들어, 대안적인 실시예에서, 퍼지 후드(11)의 퍼지 공간(20) 쪽상에 진공부를 배치시키고 퍼지 후드(11)의 주위 환경(25) 쪽상에 가스 베어링을 배치시킴으로써, 퍼지 가스가 주위 환경(25)으로 배출되는 것을 감소시키거나 방지할 수도 있다. 이는, 리소그래피 장치내의 상기 환경내로 배출된 퍼지 가스가 측정 시스템들, 예컨대 도 1에 도시된 간섭계 측정 시스템(IF)에 영향을 미칠 수도 있다는 것이 밝혀졌기 때문에 유익하다. 일 실시예에서, 퍼지 후드의 내측 에지, 즉 공간(20)에 가장 근접해 있는 에지를 시일링하기 위해 진공 링이 제공된다. 이러한 방식으로, 가스 베어링으로부터의 가스가 퍼지 공간(20)에 들어가는 것을 방지 또는 감소시키면서, 퍼지 가스가 제거될 수 있다. 또한, 주위 환경(25)으로부터 퍼지 후드의 외측 에지를 시일링하기 위해서 외측 진공 링이 제공될 수도 있다. 이러한 방식으로, 가스 베어링 가스로부터의 거의 모든 또는 모든 퍼지 가스 또는 가스가, 간섭계 측정 디바이스(IF)들과 같은 민감한 구성요소들이 위치되어 있는 주위 환경(25)내에 배출될 수 없다. 따라서, 일 실시예에서는, 퍼지 후드의 내측 에지를 시일링하도록 구성된 진공 커플링 디바이스 및 퍼지 후드의 외측 에지를 시일링하도록 구성된 진공 커플링 디바이스가 진공 링들로서 배치 및 구축된다.

가스는 가스 공급부(52)에 의해 커플링 디바이스에 제공되며 배기구(exhaust; 53)에 의해 제거된다. 커플링 디바이스는 제어 요소(26), 통상적으로 조절기에 의해 제어된다. 제어 요소(26)는 퍼징 시스템(10)으로, 선택적으로는 퍼징 시스템(10)으로부터 가스 유동의 압력 및/또는 유동을 제어하도록 배치된다. 통상적으로, 제어 요소는 퍼징 시스템과 기판테이블, 기판, 지지구조체, 패터닝 디바이스, 또는 그 조합간의 커플링을 제어한다. 일 실시예에서, 제어 요소는 기판테이블(WT), 기판(W), 지지구조체(MT), 패터닝 디바이스(MA), 또는 그 조합과 퍼징 시스템(10)간의 최소 가스 갭을 제공하도록 배치되어, 주위 환경으로부터 퍼지 공간을 격리시킨다.

또한, 제어 요소(26)는 가스 베어링에 의해 상기 커플링에 제공된 가스 압력 및/또는 진공을 제어함으로써, 퍼징 시스템(10)과 기판테이블(WT), 기판(W), 지지구조체(MT), 패터닝 디바이스(MA), 또는 그 조합간에 사전설정된 가스 갭을 제공하도록 가스 베어링(12)을 제어할 수도 있다.

일 실시예에서, 퍼지 후드(11)가 제공되는데, 여기서 적어도 부분 진공부 또 는 배기구가 가스 베어링(12)의 양쪽상에, 부연하면 퍼지 후드(11)의 퍼지 공간(20) 쪽으로 배치된 제1배기구 및 퍼지 후드(11)의 환경(25) 쪽으로 배치된 제2배기구상에 제공되며, 제1배기구와 제2배기구 사이에는 가스 베어링(12)이 제공된다. 이러한 방식으로, 퍼지 가스가 환경(25) 안으로 배출되는 것이 방지되거나 감소될 수도 있으면서, 가스 베어링에 사용되는 어떠한 가스도 투영시스템의 1이상의 광학 요소들과 접촉하게 되는 것이 방지된다. 따라서, 가스 베어링(12)에 고도로 정화된 가스(highly purified gas)를 사용하지 않아도 된다. 또한, 오염물들과 같은 환경적 인자(environment influence)들이 퍼지 공간(20)에 들어가는 것이 방지되거나 감소될 수도 있다.

일 실시예에서, 커플링 디바이스는 퍼지 후드(11)와 기판(W), 기판테이블(WT), 또는 양자 모두 사이에서 방향(Z, Rx, Ry)들 중 1이상으로 유연한 커플링을 제공한다. 이러한 유연한 커플링을 제공함으로써, Z 방향으로의 기판(W) 또는 기판테이블(WT)의 어떠한 이동도 퍼지 후드(11)에 후속될 수 있다. 즉, 퍼지 후드(11)는 Z-방향으로 충분한 스티프니스를 가지고 기판테이블(WT)의 최상부상에서 플로팅되므로, 기판테이블(WT) 및 특히, 기판(W)과의 여하한의 유해한 충돌들을 회피할 수 있다. 하기에 상세히 서술되는 바와 같이, 기판(W)과 퍼지 후드(11) 사이의 가스 베어링으로서, 가스, 예컨대 퍼지 가스를 이용함으로써 안정된 갭(22)이 제공된다. 또한, 유연한 커플링의 견고성을 증가시키기 위해서, 적어도 부분 진공부(14)가 제공될 수도 있다. 이러한 방식으로, 상기 커플링의 안정성이 증가될 수도 있으며, 안정된 갭(22)은 높은 디자인 공차 없이도, 퍼지 후드와 기판(W), 기판테이블(WT), 또는 양자 모두 사이에서 달성될 수도 있다. 또한, 적어도 부분 진공부(14)는, 예를 들어 그것이 환경 안으로 배출될 수 없을 때에 퍼지 가스를 배기시키는데 사용될 수도 있는데, 그 이유는 그것이 리소그래피 장치내의 측정 시스템들, 예컨대 도 1에 도시된 간섭계 측정 시스템(IF)에 영향을 미칠 수도 있기 때문이다.

도 2에서, 투영시스템(PL)의 일부분의 부근에 있는 소정 영역내에 퍼지 공간(20)이 제공된다. 투영빔(PB)이 투영시스템(PL)을 빠져나가는 데, 이 투영시스템(PL)의 표면(21)은 투영시스템(PL)의 표면(21)을 통해서 퍼징 가스가 제공되는 투영시스템(PL)의 특정한 부분이다. 이러한 방식으로, 투영시스템(PL)의 출구 표면(21)의 영역내에서 생성될 수 있는 오염물들의 농도가 감소됨에 따라, 투영시스템(PL)의 오염이 회피된다. 통상적으로, 퍼지 후드(11)와 투영시스템(PL)간의 자유 공간(free space)은 수 밀리미터 정도이다. 도 5에 더욱 상세히 서술되는 바와 같이, 퍼지 가스는 노즐(52)을 통해 퍼지 후드(11) 안쪽으로 분사(inject)된다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 퍼징 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 도시한다. 특히, 도 3에서는, 도 2에 도시된 견고한 커플링(18)이 또 다른 가스 베어링(30, 31, 32, 33)으로 교체된다. 가스 유출구(32)는 가스 베어링을 제공하도록 가압된 가스(33)의 유동을 제공한다. 또한, 적어도 부분 진공부(30)가 가스(31)를 배기시키도록 제공됨에 따라, 유출구(32)에 의해 제공된 베어링의 견고성을 증가시키게 된다. 따라서, 견고한 가스 베어링(30, 31, 32, 33)은 X, Y 및 Rz 방향으로 투영시스템(PL)에 대한 퍼지 후드(11)의 견고한 커플링을 제공한 다. 또한 하기에 보다 상세히 서술되는 바와 같이, 이는 퍼지 공간(20) 및 환경(25) 사이에 시일을 제공한다. 또한, 퍼지 공간(20)과 가압된 가스(33) 사이에도 시일을 제공한다. 이러한 구성예는, 가압된 가스, 예컨대 청정 건식 공기(clean dry air; CDA)의 청정도가 퍼징 가스, 예컨대 정화된 CDA의 청정도에 비해 떨어지는 일 실시예에서 유익할 수도 있다. 따라서, 이 특정 실시예에서는, 보다 덜 청정한 가압된 가스가 퍼지 공간(20)을 오염시키는 것을 방지하거나 감소시킬 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 가스는 특정 용도 및 요구되는 베어링에 따라 챔버(30)를 통해 제공되고 챔버(32)를 통해 배기될 수 있다.

가스 유출구(34)는 퍼지 공간(20) 안으로 퍼지 가스(35)를 제공한다. 적어도 부분 진공부(36)는 퍼지 공간(20)으로부터 퍼지 가스(37)를 배기시킨다. 도 2에서는, 가스 베어링(12)이 단일 가스 유출구(12') 및 적어도 부분 진공부(14)를 포함하는 반면, 도 3에 도시된 또 다른 실시예에서는, 복수의 가스 유출구(12')들 및 적어도 부분 진공부(14)들이 제공된다. 이러한 방식으로, 가스 베어링의 안정성 및 유연성이 더욱 제어될 수 있다. 또한, 퍼지 후드(11)의 부근에 위치된 측정 시스템들의 외란이 최소화될 수 있으며, 퍼지 공간(20)에 사용되는 가스의 청정도의 제어가 보다 양호하게 유지될 수도 있다. 도시된 실시예에서, 가스 유출구(12')는 갭(22) 안으로 가압된 가스 유동(13)을 제공하는 한편, 인접한 적어도 부분 진공 가스 유입구(14')는 가스 유동의 적어도 일부분을 배기시킨다(15). 이와 유사하게, 후속한 가스 유출구(12')들은 또 다른 가스 유동들을 제공하며, 후속한 인접한 적어도 부분 진공 가스 유입구(14')들은 가스 흐름의 적어도 일부분을 배기시킨다(15). 도시된 예시에서는, 2개의 가스 유출구들(12') 및 2개의 가스 유입구들(14')이 존재하지만, 가스 베어링(12)은 1이상의 가스 유입구들 및/또는 가스 유출구들을 포함할 수도 있다. 유출구(들)/유입구(들)의 위치는, 주위 가스(17) 또는 가스(13)가 퍼지 공간(20)으로 취입되고, 또한 측정 시스템들에 영향을 미칠 수도 있는 환경 안으로 배출되는 것을 방지하거나 감소시키기 위해 최적화될 수도 있다.

가스 베어링(12)은 퍼지 가스(35)에 의해 퍼지되는 퍼지 공간(20)과 환경(25) 사이에 시일(44)을 형성할 수도 있다. 또한, 이와 유사하게, 가스 베어링(30, 31, 32, 33)은 퍼지 공간(20)과 환경(25) 사이에 시일을 제공할 수도 있다. 이러한 방식으로, 리소그래피 장치내의 다른 구성요소상으로의, 또는 일반적으로는 환경으로의 퍼지 가스들의 충돌로 인해, 그 이외에 달리 사용될 수 없을 것 같은 퍼지 가스들이 퍼지 가스로서 사용될 수도 있는데, 그 이유는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 퍼지 공간(20)은 실질적으로 에워싸인 퍼징 격벽을 제공하도록 시일링되기 때문이다. 이들 퍼지 가스들은, 예를 들어 유독 가스들 또는 간섭계 시스템(IF)의 성능을 방해할 수도 있는 가스들일 수도 있다.

선택적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 퍼지 가스들이 가스 베어링 진공 유입구(14')에 들어가기 이전에, 퍼지 가스들의 대부분을 제거하기 위해, 여분의 진공 챔버(36)가 제공된다. 또한, 배기된 가스들은 재생(recycle)될 수도 있다.

일 실시예에서, 오버 프레셔(over pressure) 및 진공으로 각각 공급된 1개 또는 2개의 챔버들을 이용하는 대신에, 가스 베어링의 여러 가지 기능, 부연하면 퍼지 가스의 시일링 및 추가/제거를 제공하기 위해, 압력 및 진공을 갖는 챔버들의 임의의 어레이가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 어레이는 유동의 방향이 반전되도록, 특히, 유동이 퍼지 공간(20)의 내부로부터 환경(25) 쪽으로 지향되도록 배치될 수도 있다. 일 실시예에서, 유동 방향들의 조합이 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어 퍼징 가스 및 가스 베어링 가스들의 각각과, 환경의 성질에 의해 결정될 수도 있는, 사용자의 요구에 따라, 선택된 유동 방향에 따라, 환경으로부터 퍼징 환경으로 진행되는 가스의 시일링 또는 퍼징 환경으로부터 환경으로 진행되는 가스의 시일링이 효율적으로 제어될 수 있다.

또한, 챔버들은 균일하고 안정된 가스의 유동을 제공하기 위해, 기판(W), 기판테이블(WT), 또는 양자 모두에 인접한 퍼지 후드의 표면(19)내에 제공된 다공성 물질(porous material)의 영역들에 의해 교체될 수도 있다. 또한, 통상적으로, 가스의 유동은 잘 혼합된다. 이러한 방식으로, 가스 베어링이 더욱 조절될 수 있으며, 상기 베어링의 상대 견고성 및/또는 유연성이 제어된다. 일 실시예에서, 챔버들은 작은 구멍들을 가진 링일 수도 있다. 이러한 구성예는, 가압된 가스에 사용하기에 적합할 수 있다. 또한, 가스 베어링(30, 31, 32, 33)이 도 2에 도시된 바와 같은 견고한 커플링(18)으로 교체되는 일 실시예에서, 퍼지 공간(20)과 환경(25) 사이의 시일을 더욱 개선하기 위해, 유연한 시일(46)이 제공될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼징 시스템의 상세도이다. 특히, 도 4는 기판(W), 기판테이블(WT), 또는 양자 모두를 향해 있는, 도 2에 도시된 퍼지 후드(11)의 표면(19)을 도시한다. 특히, 가압된 가스를 제공하는 표면(19)내에는 영역(42)들이 제공되고, 적어도 부분 진공을 제공하는 표면내에는 영역(40)들이 제공된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 영역(40, 42)들은 링 형상일 수도 있다. 따라서, 원하는 위치들에 퍼지 후드를 시일링하고 커플링하기 위해서, 진공 링들 및 가스 공급 링들이 각각 제공될 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 진공 링(40)들은 각각 퍼지 후드의 내측 및 외측 에지를 시일링하도록 제공될 수도 있다. 가스 공급 링(42)들은 퍼지 후드와 기판(W), 기판테이블, 또는 양자 모두 사이에 갭을 형성한다. 상기 링들은 동심으로(concentrically) 배치될 수도 있다. 일 실시예에서, 퍼지 가스는 퍼지 공간(20) 안쪽으로 분사되고, 배기 및/또는 진공을 통해 제거된다. 특정한 실시예에서는, 퍼지 가스에 대한 배기구로서 최내각 진공 링(40)이 특히 적합하다. 이러한 방식으로, 퍼지 가스가 환경 안으로 빠져나오는 것이 방지되거나 감소된다. 또한, 진공 링을 통해 인가된 진공에 따라 유동 패턴이 제어될 수 있기 때문에, 그 성능이 향상될 수도 있다.

가압된 가스를 제공하는 영역(42)들은, 위에서 가스 챔버들이라고도 언급된 복수의 가스 유출구(12')들을 포함하며, 그를 통해 가압된 가스가 공급된다. 적어도 부분 진공을 제공하는 영역(40)들은, 위에서 진공 챔버라고도 언급된 복수의 유입구(14')들을 포함하며, 그를 통해 갭(22)으로부터 가스가 배기된다. 이와 유사하게, 영역(41)은 퍼지 가스 배기구에 해당하고, 위에서 진공 챔버들이라고도 언급된 복수의 유입구(36)들을 포함하며, 그를 통해 퍼지 공간(20)으로부터 가스가 배기된다. 상기에 언급된 바와 같이, 상기 영역(40, 42)들은 다공성 물질로 된 영역들도 포함할 수 있거나 또는 대안적으로 포함할 수도 있다. 원하는 가스 베어링에 따라 다공도(degree of porosity)가 좌우될 것이다. 예를 들어, 가압 가스 공급 영역(42)들의 다공성은 진공 영역(40)들의 다공성보다 더 높을 수도 있다. 도시된 실시예에서, 가스 유출구(12')들은, 통상적으로 가스 유입구(14')들보다 더 작은 단면적을 가진다. 이러한 방식으로, 공급된 가스의 압력이 정확히 제어될 수 있다. 또한, 이와 유사하게, 유입구(14')들에 대한 유출구(12')들의 분포가 변동될 수도 있다. 예를 들면, 베어링에 의해 공급된 가스의 압력을 조절하기 위해서, 유입구(14')들에 비해 유출구(12')에 보다 높은 밀도가 제공될 수도 있다. 도시된 예시에서, 가스 유출구(12')들의 분포는 가스 유입구(14')들의 분포와 거의 동일하다. 도시된 실시예에서는, 기판(W), 기판테이블(WT), 또는 양자 모두에 인접한 퍼지 후드(11)의 표면(19)이 실질적으로 원형이다. 하지만, 상기 표면(19)의 형상은 특정한 퍼지 후드(11)의 디자인에 따라 변동될 수도 있다. 상기 표면(19)의 중심부에는, 기판(W)상에 입사되기 이전에 투영빔(PB)이 통과되는 어퍼처(45)가 제공된다. 도시된 예시에서, 어퍼처(45)는 실질적으로 원형이다. 하지만, 상기 어퍼처(45)는, 예를 들어 퍼지 후드(11)의 디자인 및 투영시스템(PL)에 의해 전달되는 투영빔에 따라 상이한 형상을 가질 수도 있다. 도 4에는, 2개의 챔버들 사이에 있는 영역(49)이 도시된다. 이 영역(49)내에는, 퍼지 후드(11) 및 기판/기판테이블이 그들을 분리시키는 작은 갭(22)과 함께 근접하여 배치되어 있다. 이러한 방식으로, 상기 영역(49)에 높은 유동 속도가 생기게 된다. 이 높은 유동 속도 영역(49)은 퍼지 후드(11)와 환경(25)간의 시일링 효과를 더욱 개선시킬 수도 있다.

도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예들에 따른 가스 퍼징 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 도시한다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 예를 들 어 스캐닝 동안에, 퍼지 후드(11)는, 사용 시에, 상기 퍼지 후드가 기판테이블(WT)에 부분적으로 인접해 있고 기판(W)에 부분적으로 인접해 있도록 배치될 수도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 일 실시예에서는, 퍼지 후드(11)에 인접한 기판테이블(WT)의 표면(51)이 평탄(flat)하다. 또한, 일 실시예에서, 기판테이블(WT)의 표면(51)의 높이는, 그것이 퍼지 후드(11)에 인접해 있는 경우, 기판(W)의 표면(54)과 실질적으로 같은 높이에 있다. 다시 말해, 기판테이블(WT)의 표면 높이와 기판(W)의 표면 높이가 실질적으로 같다. 이는, 도 5 내지 도 7에 도시된 실시예들에서, 기판테이블(WT)에 배치된, 기판(W)을 수용하도록 배치된 후퇴부(50)를 제공함으로써 달성된다. 후퇴부(50)는 Z 방향으로 기판(W)의 크기와 실질적으로 같은 깊이를 가진다. 즉, 기판(W)의 두께가 실질적으로 같다. 기판(W)은 후퇴부내에 배치된다. 후퇴부(50)가 제공되어 기판(W)이 후퇴부(50)의 상당한 부분을 채울지라도, 기판은 후퇴부(50)를 완전히 채울 필요는 없다. 기판(W) 주위의 갭(55)이 허용가능하여 상이한 크기들을 갖는 기판들이 동일한 후퇴부(50)에 수용되도록 할 수 있다. 후퇴부(50) 측과 기판 또는 기판테이블간에 누설(leak)이 생길 수도 있다. 이러한 누설로 인해, 예를 들어, 퍼지 후드(11)가 기판(W)의 에지상에서 이동하고 있는 때에, 환경의 분위기가 퍼지 공간에 들어가거나, 또는 퍼지 가스가 퍼지 공간에서부터 환경 쪽으로 누설될 수도 있다. 이러한 문제는 후퇴부(50) 쪽 주위의 가스 유입구들/유출구들의 어레이를 제공함으로써 해결될 수도 있으며, 퍼지 가스는 상기 후퇴부(50) 쪽 주위의 유입구들/유출구들의 어레이를 통해 안으로 블로잉되거나 바깥쪽으로 흡입될 수도 있다. 또한, 도 5에는 퍼지 가스, 가스 베어링 가스, 또는 양자 모두가 제공되는 가스 공급부(52)가 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, 퍼지 가스와 가스 베어링 가스 양자 모두는 동일한 공급부(52)를 통해 제공된다.

도 6에는 리소그래피 장치가 스캐닝 및/또는 노광 작동에 관계되는 또 다른 시예가 도시되어 있다. 스캐닝 중에, 퍼지 후드(11)는 기판(W) 상에서 이동된다. 기판(W)이 방사선에 노출되었다면, 기판테이블(WT)의 교환(swap)이 행해지는데, 여기서, 기판이 배치되는 기판테이블은 또 다른 기판(W)이 배치되는 또 다른 기판테이블(WT)로 교체된다. 이 과정은, 예를 들어 듀얼 스테이지 리소그래피 장치에서 수행된다. 대안적으로, 기판(W)에 대한 스캐닝이 완료되었으면, 후퇴부(50)로부터 제거될 수도 있다. 그런 다음, 후속하여, 스캐닝을 위한 후속 기판(W)이 후퇴부(50)내에 배치된다.

도 6 내지 도 8에는, 기판테이블(WT)의 교환의 일례가 도시되어 있다. 기판테이블(WT)을 교환하기 위해서, 퍼지 후드(11)의 진공이 선택적으로 제거될 수도 있다; 하지만, 이는 필수적인 것은 아니다. 하기에 서술되는 바와 같이, 클로징 플레이트가 사용되는 일 실시예의 경우, 기판테이블(WT)이 교환되는 동안에, 통상적으로 진공이 유지된다. 또한, 또는 대안적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 1이상의 액추에이터(60)들이 제공된다. 액추에이터(60)들은, 커플링 디바이스(62)에 의해 투영시스템(PL)에 커플링되고, 또 다른 커플링 디바이스(64)에 의해 퍼지 후드(11)에 커플링된다. 기판테이블(WT) 교환이 행해져야 하는 경우, 액추에이터(60)들의 작동으로 인해, 퍼지 후드(11)가 리프팅될 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터는, 필요한 경우, 기판테이블(WT) 또는 기판(W)의 교환을 허용하도록, 자석의 배치를 이용하여 퍼지 후드(11)를 선택적으로 리프팅할 수도 있다.

도 7은 인계(take over)되는 리소그래피 장치, 부연하면, 기판테이블(WT)들의 교환이 이루어지도록 투영시스템(PL)과 퍼징 시스템(10)에 대해 기판테이블(WT)이 이동되는 것에 관련된 리소그래피 장치를 도시한다. 기판테이블(WT) 교환 시, 오염으로부터 투영시스템(PL)을 보호하기 위해서, 퍼지 후드(11)와 투영시스템(PL) 사이의 어퍼처(45)를 커버하는 클로징 플레이트(CD)가 제공된다. 특히, 기판테이블(WT) 교환 시, 투영시스템을 습식 상태로 유지하기 위해 클로징 플레이트가 침지 리소그래피에 제공된다. 클로징 플레이트를 이용하면, 기판테이블(WT) 교환 시, 액체, 예를 들어 물을 담을 수 있거나, 또는 계속 유동하게 할 수 있다. 통상적으로, 클로징 플레이트(CD)는 기판테이블(WT)내에 배치된 또 다른 후퇴부(70)내에 제공된다. 기판(W)과 마찬가지로, 후퇴부(70)는 클로징 플레이트(CD)의 두께와 실질적으로 같은 깊이를 가지므로, 클로징 플레이트(CD)가, 사용시에, 후퇴부(70)에 배치되는 경우, 기판테이블(WT)의 표면은 클로징 플레이트(CD)의 표면과 같은 높이가 된다. 일 실시예에서는, 도 6과 같이 일단 진공이 해제되고, 선택적으로 액추에이터(60)들이 작동되면, 기판테이블(WT)은 퍼징 시스템(10)이 커플링된 투영시스템(PL)에 대해, 도 7에 도시된 바와 같이, 투영시스템(PL)이 후퇴부(70)내에 배치된 클로징 플레이트(CD)에 인접하도록 소정 위치로 이동된다. 일 실시예에서, 클로징 플레이트로 이동하기 위해서 진공을 반드시 해제할 필요는 없으며, 또한 퍼지 후드를 리프팅하기 위해서 반드시 액추에이터들을 사용할 필요도 없다. 특히, 클로징 플레이트 및 기판이 기판테이블 표면과 같은 높이가 되도록 배치되는 일 실시예에서, 그들은 한쪽에서 다른 한쪽으로 간단하게 이동될 수 있다. 클로징 플레이트를 들어 올리기 위해(pick up), 통상적으로 가압된 가스가 턴 오프(turn off)된다. 이것이 클로징 플레이트를 제 자리에 클램핑하는 동안에, 통상적으로 진공이 유지된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 클로징 플레이트에 인접한 제 위치에 있으면, 클로징 플레이트(CD)가 어퍼처(45) 상으로 흡입되도록 적어도 부분 진공부(14)가 작동된다. 상기 진공부는 기판테이블(WT)내의 그 저장 위치로부터 디스크(CD)를 리프팅하고 그것을 퍼지 후드(11)에 고정시키는데 사용된다. 클로징되었으면, 도 8에 도시된 바와 같이, 기판테이블(WT)이 제거된다. 후속하여, 또 다른 기판테이블(WT)이 제공된다. 클로징 플레이트(CD)가 퍼지 후드(11)를 클로징함에 따라, 기판테이블(WT)이 존재하지 않을 때에도, 높은 희석 팩터를 보장하게 된다. 이는, 기판테이블(WT) 또는 기판(W)의 교환 시에, 투영시스템이 청정 상태 및/또는 건식 상태로 유지되게 하는데 유용하다.

본 발명은 상술된 모든 실시예에서 사용되는 퍼지 가스에 대해 제한하려는 것은 아니지만, 퍼지 가스는, 예를 들어, 고순수 질소(N₂) 또는 He, Ne, Ar, Kr 및 Xe 족으로부터 선택된 가스, 또는 그들 가스의 2이상의 혼합물을 포함할 수도 있다. 사용되는 가스 조성(composition)은, 투영빔의 파장의 UV방사선에 대해 실질적으로 투명한(transparent) 조성이며, 또한, 일 실시예에서, 온도 및 압력이 동일한 조건(예를 들어, 표준 클린 룸 조건) 하에서 측정되고 또한 동일한 파장의 방사선을 이용하는 경우, 공기와 실질적으로 같은 굴절률을 가진다. 일 실시예에서, 굴절 률은 간섭계 변위 측정 디바이스(IF; 도 1에 미도시됨)에 사용되는 방사선 빔의 파장에서 공기의 굴절률과 같다. 마스크 및/또는 기판 스테이지들에 있어 퍼지 가스의 압력은 대기압일 수도 있거나, 대기압 이상일 수도 있으므로, 어떠한 누설도 들어오는 공기에 의해 시스템을 오염시킨다기 보다는 가스의 외부유동을 초래하게 된다. 가스들의 혼합물은 공기, 필터링 공기, 압축된 필터링 공기, 질소, 및 정화된 CDA를 포함하나, 이것으로 제한되지 않는다.

가스 베어링에 사용되는 가스 또는 가스들의 조성은, 퍼징 가스들의 그것과 동일하거나 유사할 수도 있다. 가스 베어링이 동일한 가스 조성을 이용할 필요는 없다. 하지만, 동일한 가스가 사용되는 경우, 퍼지 가스 및 가스 베어링 가스에 대한 별도의 가스 공급부가 요구되지 않을 수도 있기 때문에, 퍼징 가스 및 가스 베어링 가스용 가스 공급부가 단순해진다. 특히, 여하한의 종류의 가스, 예컨대, 질소, 압축 공기, 또는 필터링된 압축 공기가 가스 베어링에 사용될 수도 있다. 가스가 공급되는 압력은 원하는 갭(22)의 크기, 퍼징 시스템, 특히 퍼지 후드의 질량 및 가스 유출구들의 면적에 따라 달라질 것이다. 통상적으로, 가스 압력은 6 바아(bar) 미만의 영역내에 존재할 수도 있다. 다른 팩터들이 실질적으로 일정하게 유지되는 경우, 가스 베어링 유출구들을 통해 전달되는 가스의 압력이 보다 클수록, 갭(22)의 크기가 보다 크다. 충분히 정확한 크기들의 갭(22)을 유지하도록 가스 베어링을 통해 가스 유동을 조절하는 조절기가 제공된다. 이러한 방식으로, 가스 베어링은 유연한 커플링을 제공한다. 일 실시예에서, 가스 유출구들 앞의 가스 공간은, 보다 안정된 베어링을 얻기 위해 각각의 가스 유출구에서 동일한 압력 분포를 보장하도록 증가된다. 통상적으로, 갭(22)의 크기는 100 마이크로미터 보다 작은 정도이다. 비-침지 리소그래피에서, Z 방향으로의 갭의 통상적인 크기는 30 내지 200 마이크로미터 정도이다. 침지 리소그래피에서, Z 방향으로의 갭(22)의 통상적인 크기는 30 마이크로미터 정도이다. 특히, 10 내지 50 마이크로미터 정도이다. 하지만, 조절기를 이용하면, 예를 들어, 1개의 기판내의 또는 두께가 다른 상이한 기판들간의 기판의 표면 평탄도에 의해 결정될 수도 있는 원하는 작동 조건들에 따라 갭의 크기가 변동될 수 있다. 종래의 공기 베어링에서 갭의 통상적인 크기는 8 내지 15 미크론 정도이다.

또한, 약 6 바아의 가스 압력에 대해, 적어도 부분 진공부가 가스 베어링(12, 14)내의 가압된 가스에도 제공되는 실시예들에서, 약 -0.4 내지 -0.8 바아의 범위를 갖는 진공부이 제공된다. 상기 요구되는 진공부는, 퍼지 후드와 기판테이블(WT), 기판(W), 또는 양자 모두 사이에서 유지되도록, 특정 퍼지 후드(11)와 갭(22)에 대해 요구되는 가스 베어링에 따라 달라진다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

상기 도면들에 도시된 실시예들에서는, 기판 스테이지 부근에서 사용되는 퍼징 시스템이 도시되고 서술되었다. 하지만, 본 발명의 실시예들은, 레티클 스테이지(MT), 즉 패터닝 디바이스(MA)용 지지구조체(MT)에도 적용될 수 있다. 따라서, 또 다른 실시예에서, 가스 퍼징 시스템(10)은 퍼지 공간(20)에 가스를 제공하기 위해 제공되며, 상기 퍼지 공간(20)은 조명시스템(IL)의 적어도 일부분을 포함한다. 지지구조체(MT) 및/또는 패터닝 디바이스(MA)에 퍼징 시스템(10)을 커플링하기 위 해 커플링 디바이스가 제공될 수도 있다. 이러한 방식으로, 기판 스테이지에 대해 서술된 장점들이 마스크 스테이지(MT)에 의해서도 공유될 수도 있다.

일 실시예에서, 지지구조체(MT) 및/또는 패터닝 디바이스(MA)는 상이한 제1 및 제2방향에 의해 정의된 소정 구역내에 배치된다. 퍼징 시스템(10)은 상기 구역에 대해 소정 각도로 연장되는 제3방향으로 지지구조체(MT) 및/또는 패터닝 디바이스(MA)에 커플링된다. 일 실시에에서, 퍼징 시스템은, 제3방향으로, 제1방향을 중심으로 한 회전 방향으로, 그리고 제2방향을 중심으로 한 회전 방향으로, 또는 그 조합된 방향으로, 지지구조체(MT) 및/또는 패터닝 디바이스(MA)에 유연성 있게 커플링된다. 일 실시예에서, 퍼징 시스템(10)은, 제1방향으로, 제2방향으로, 제3방향을 중심으로 한 회전 방향으로, 또는 그 조합된 방향으로, 조명시스템(IL)에 견고하게 커플링된다.

일 실시에에서, 지지구조체(MT)에는 패터닝 디바이스를 수용하도록 배치된 후퇴부가 제공되며, 예를 들어, 상기 후퇴부는 패터닝 디바이스의 두께와 실질적으로 같은 깊이를 가진다. 일 실시예에서, 상기 후퇴부는 상기 후퇴부 외주 주위로 연장되는 에지를 가지며, 상기 장치는, 상기 후퇴부의 에지 주위에 제공된 가스 유입구들 및/또는 가스 유출구들의 어레이를 더 포함하여, 퍼지 후드가 패터닝 디바이스의 에지 상에서 이동되는 때에, 퍼지 공간으로 또는 퍼지 공간으로부터 가스가 누설되는 것을 방지한다. 일 실시예에서, 투영빔을 수용하도록 배치된 패터닝 디바이스(MA)의 표면은 지지구조체(MT)의 표면과 실질적으로 같은 높이에 있다. 일 실시예에서, 가스 베어링은, 사용시에, 퍼징 시스템과 투영빔을 수용하도록 배치된 패터닝 디바이스의 표면 사이에 안정된 갭을 제공한다. 일 실시예에서, 가스 베어링은 제어 요소, 통상적으로 가스의 압력 및/또는 유동을 조절하는 조절기를 포함하여, 퍼징 시스템과 투영빔을 수용하도록 배치된 패터닝 디바이스의 표면 사이의 갭의 크기를 제어한다. 특히, 가스 베어링은 커플링부에 가스를 공급하는 가스 공급부, 상기 커플링부로부터 가스를 제거하는 적어도 부분 진공부, 및 상기 가스 공급부 및 상기 적어도 부분 진공부를 연계하여 제어하도록 배치된 제어 요소를 포함하여, 지지구조체가 배치된 제1 및 제2방향에 의해 정의된 구역에 대해 소정 각도로 놓인 제3방향으로 충분한 스티프니스를 가지고, 패터닝 디바이스, 지지구조체, 또는 양자 모두의 표면상에서 퍼징 시스템이 플로팅하게 된다.

일 실시예에서, 퍼징 시스템은 퍼지 후드를 포함하고, 상기 퍼지 후드는 지지구조체 및/또는 패터닝 디바이스에 커플링된다. 일 실시예에서, 퍼징 시스템은 퍼지 후드를 포함하고, 상기 가스 베어링은 제3방향으로 상기 퍼지 후드를 리프팅하도록 배치된 액추에이터를 포함하며, 상기 제3방향은 지지구조체가 배치된 소정 구역에 대해 소정 각도를 가지고 소정 방향으로 연장된다. 상기 장치는, 커플링 디바이스와 연계하여 배치된 액추에이터를 더 포함하여, 퍼지 후드가 제3방향으로 리프팅될 수 있도록 할 수도 있으며, 상기 제3방향은 지지구조체가 배치된 소정 구역에 대해 소정 각도를 가지고 소정 방향으로 연장된다. 상기 액추에이터는 자석 또는 자석들을 이용하여 퍼지 후드(11)를 리프팅하도록 할 수도 있다. 또한, 퍼징 시스템과 지지구조체 및/또는 패터닝 디바이스 사이의 커플링을 제어하기 위해 제어 요소가 제공될 수도 있다. 특히, 커플링 디바이스는 가스 베어링 및 퍼징 시스템과 지지구조체 및/또는 패터닝 디바이스간에 최소 가스 갭을 제공하도록 배치된 제어 요소를 포함할 수도 있으므로, 주위 환경으로부터 퍼지 공간을 격리시킨다.

이상, 본 발명의 특정 실시예들이 서술되었지만, 본 발명은 서술된 바와 다르게 실시될 수도 있다. 상기 서술내용은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 투영시스템 및 조명시스템내의 여러가지 요소의 화학적 오염을 방지하거나 감소시키는 퍼징 시스템 및 안정된 갭을 제공하는 가스 베어링을 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.

Claims

리소그래피 장치에 있어서,

방사선의 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명시스템;

상기 방사선의 빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝 디바이스를 잡아주도록 구성된 지지구조체;

기판을 잡아주도록 구성된 기판테이블;

상기 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템;

상기 투영시스템의 적어도 일부, 상기 조명시스템의 적어도 일부, 또는 양자 모두를 포함하여 이루어지는 소정 공간에 유체를 제공하도록 구성된 유체 공급 시스템; 및

상기 기판테이블, 상기 기판, 상기 지지구조체, 상기 패터닝 디바이스, 또는 그 조합에 상기 유체 공급 시스템을 커플링하도록 구성된 커플링 디바이스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제1항에 있어서,

상기 유체 공급 시스템은 퍼지 공간에 가스를 제공하도록 구성된 가스 퍼징 시스템을 포함하여 이루어지며, 상기 퍼지 공간은 상기 투영시스템의 일부, 상기 조명시스템의 일부, 또는 양자 모두를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제1항에 있어서,

상기 유체 공급 시스템은 상기 투영시스템과 상기 기판의 국부화된 영역 사이의 공간에 액체를 제공하도록 구성된 액체 공급 시스템을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제1항에 있어서,

사용시에, 상기 기판테이블, 상기 기판, 상기 지지구조체, 상기 패터닝 디바이스, 또는 그 조합은, 상이한 제1방향 및 제2방향에 의해 정의된 소정 구역내에 배치되며, 상기 유체 공급 시스템은, 상기 구역에 대해 소정 각도로 연장되는 제3방향으로, 상기 기판테이블, 상기 기판, 상기 지지구조체, 상기 패터닝 디바이스, 또는 그 조합에 커플링되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제4항에 있어서,

상기 제1방향, 상기 제2방향 및 상기 제3방향들은 실질적으로 서로 수직한 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제4항에 있어서,

상기 유체 공급 시스템은, 사용시에, 상기 제3방향으로, 상기 제1방향을 중심으로 한 회전 방향으로, 그리고 상기 제2방향을 중심으로 한 회전 방향으로, 상 기 기판테이블, 상기 기판, 상기 지지구조체, 상기 패터닝 디바이스, 또는 그 조합에 유연성 있게 커플링되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제4항에 있어서,

상기 유체 공급 시스템은, 사용시에, 상기 제1방향, 상기 제2방향, 및 상기 제3방향을 중심으로 한 회전 방향으로, 상기 투영시스템, 상기 조명시스템, 기준 프레임 또는 그 조합에 견고하게 커플링되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제1항에 있어서,

상기 커플링 디바이스는 가스 베어링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제8항에 있어서,

상기 가스 베어링은 상기 유체 공급 시스템으로부터 빠져나오는 유체를 적어도 감소시키는 시일을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제8항에 있어서,

상기 가스 베어링은 실질적으로 에워싸는 유체 격벽을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제8항에 있어서,

상기 가스 베어링은, 사용시에, 상기 유체 공급 시스템과 패터닝된 빔을 수용하도록 구성된 상기 기판의 표면간에 1이상의 안정되고 작은 갭을 제공하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제8항에 있어서,

상기 가스 베어링은, 사용시에, 상기 유체 공급 시스템과 방사선의 빔을 수용하도록 배치된 패터닝 디바이스의 표면간에 1이상의 안정되고 작은 갭을 제공하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제8항에 있어서,

상기 가스 베어링은, 가스의 유동 및/또는 압력을 조절하도록 구성된 제어 요소를 포함하여, 상기 유체 공급 시스템과 패터닝된 빔을 수용하도록 배치된 기판의 표면간의 갭의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제8항에 있어서,

상기 가스 베어링은, 가스의 유동 및/또는 압력을 조절하도록 구성된 제어 요소를 포함하여, 상기 유체 공급 시스템과 방사선의 빔을 수용하도록 배치된 패터닝 디바이스의 표면간의 갭의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제8항에 있어서,

상기 가스 베어링에 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부, 상기 가스 베어링으로부터 가스를 제거하도록 구성된 적어도 부분 진공부, 및 상기 가스 공급부와 상기 적어도 부분 진공부를 연계하여 제어하도록 구성된 제어 요소를 더 포함하여 , 상기 유체 공급 시스템이, 기판테이블이 배치되는 제1 및 제2방향에 의해 정의된 소정 구역에 대해 소정 각도로 연장되는 제3방향으로, 충분한 스티프니스를 가지고, 상기 기판, 상기 기판테이블, 또는 양자 모두의 표면상에서 플로팅되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제8항에 있어서,

상기 가스 베어링에 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부, 상기 가스 베어링으로부터 가스를 제거하도록 구성된 적어도 부분 진공부, 및 상기 가스 공급부와 상기 적어도 부분 진공부를 연계하여 제어하도록 구성된 제어 요소를 더 포함하여, 상기 유체 공급 시스템이, 지지구조체가 배치되는 제1 및 제2방향에 의해 정의된 소정 영역에 대해 소정 각도로 연장되는 제3방향으로, 충분한 스티프니스를 가지고, 상기 패터닝 디바이스, 상기 지지구조체, 또는 양자 모두상에서 플로팅되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제8항에 있어서,

상기 유체 공급 시스템은 퍼지 공간에 가스를 제공하도록 구성된 가스 퍼징 시스템을 포함하여 이루어지며, 상기 퍼지 공간은 상기 투영시스템의 적어도 일부, 상기 조명시스템의 적어도 일부, 또는 양자 모두를 포함하며, 상기 퍼징 시스템은 퍼지 후드를 포함하여 이루어지며, 또한 제3방향으로 상기 퍼지 후드를 리프팅하도록 배치된 액추에이터를 포함하여 이루어지고, 상기 제3방향은 상기 기판테이블, 상기 지지구조체, 또는 양자 모두가 배치되는 소정 구역에 대해 소정 각도를 가지고 소정 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제17항에 있어서,

상기 액추에이터는, 사용시에, 상기 기판테이블이 제2기판테이블로 교환되는 경우에, 상기 퍼지 후드를 리프팅하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제8항에 있어서,

상기 가스 베어링은, 가압된 가스가 커플링 영역에 제공될 수 있는 가스 유출구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제19항에 있어서,

상기 가스 베어링은, 상기 가압된 가스가 상기 커플링 영역으로부터 제거될 수 있는 부분 진공부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제8항에 있어서,

상기 유체 공급 시스템과 상기 기판테이블, 상기 기판, 상기 지지구조체, 상기 패터닝 디바이스, 또는 그 조합간에 상기 가스 베어링을 제어하도록 구성된 제어 요소를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제21항에 있어서,

상기 제어 요소는, 상기 가스 베어링에 의해 상기 커플링에 제공된 압력, 진공, 또는 양자 모두를 제어하여, 상기 유체 공급 시스템과 상기 기판테이블, 상기 기판, 상기 지지구조체, 상기 패터닝 디바이스, 또는 그 조합간의 사정설정된 가스 갭을 제공하기 위해서 상기 가스 베어링을 제어하도록 구성되는 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제21항에 있어서,

상기 제어 요소는, 상기 유체 공급 시스템과 상기 기판테이블, 상기 기판, 상기 지지구조체, 상기 패터닝 디바이스, 또는 그 조합간에 최소 가스 갭을 제공하도록 구성되어, 주위 환경으로부터 상기 공간을 격리시키는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제1항에 있어서,

상기 기판테이블, 상기 지지구조체, 또는 양자 모두에는, 상기 기판 및 상기 패터닝 디바이스를 각각 수용하도록 구성된 후퇴부가 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제24항에 있어서,

상기 후퇴부는 각각 기판 및/또는 패터닝 디바이스의 두께와 실질적으로 같은 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제24항에 있어서,

상기 후퇴부는, 상기 후퇴부의 외주 주위로 연장되는 에지를 가지며, 상기 장치는, 상기 후퇴부의 에지 주위에 제공된 가스 유입구들 및/또는 가스 유출구들의 어레이를 더 포함하여, 상기 액체 공급 시스템이 각각 기판 및/또는 패터닝 디바이스의 에지 상에서 이동되는 때에, 상기 공간으로 또는 상기 공간으로부터 누설되는 유체를 적어도 감소시키는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제24항에 있어서,

사용시에, 패터닝된 빔을 수용하도록 배치된 상기 기판의 표면은, 상기 기판테이블의 표면과 실질적으로 같은 높이가 되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제24항에 있어서,

사용시에, 방사선의 빔을 수용하도록 배치된 상기 패터닝 디바이스의 표면은, 상기 지지구조체의 표면과 실질적으로 같은 높이가 되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제2항에 있어서,

상기 퍼징 시스템은, 사용시에, 상기 기판테이블, 상기 기판, 상기 지지구조체, 상기 패터닝 디바이스, 또는 그 조합에 커플링되는 퍼지 후드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제2항에 있어서,

상기 퍼징 시스템은 퍼지 후드를 포함하여 이루어지고, 상기 장치는 상기 커플링 디바이스와 연계하여 배치되는 액추에이터를 더 포함하여, 상기 퍼지 후드가 제3방향으로 리프팅되도록 하며, 상기 제3방향은 상기 기판테이블, 상기 지지구조체, 또는 양자 모두가 배치되는 소정 영역에 대해 소정 각도를 가지고 소정 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제30항에 있어서,

상기 액추에이터는 자석을 이용하여 상기 퍼지 후드를 리프팅하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제4항에 있어서,

상기 제1방향, 상기 제2방향, 상기 제3방향들은 각각 X, Y 및 Z 방향에 대응하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제32항에 있어서,

상기 유체 공급 시스템은 퍼지 공간에 가스를 제공하도록 구성된 가스 퍼징 시스템을 포함하여 이루어지며, 상기 퍼지 공간은 상기 투영시스템의 적어도 일부, 상기 조명시스템의 적어도 일부, 또는 양자 모두를 포함하여 이루어지고, 상기 퍼징 시스템은 퍼지 후드를 포함하며 X 및 Y 방향들 및 그들 각자의 회전 방향들로의 상기 퍼지 후드의 위치는, 사용시에, Z 방향으로의 상기 기판, 상기 기판테이블, 상기 지지구조체, 상기 패터닝 디바이스, 또는 그 조합에 대한 상기 퍼지 후드의 커플링이 유연성 있으면서, 상기 투영시스템, 기준 프레임, 또는 양자 모두에 상기 퍼지 후드를 견고하게 커플링함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제32항에 있어서,

상기 Y 방향은 스캐닝 방향이고, 상기 X 방향 및 상기 Y 방향은, 사용시에, 상기 기판테이블, 상기 기판, 상기 지지구조체, 상기 패터닝 디바이스, 또는 그 조합이 배치되는 소정 평면을 정의하며, 상기 Z 방향은 상기 평면에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제2항에 있어서,

상기 퍼징 시스템은 퍼지 후드를 포함하여 이루어지고, 상기 커플링 디바이스는, 사용시에, 상기 기판테이블, 또는 상기 지지구조체에 대해 상기 퍼지 후드를 커플링하도록 배치되어, 상기 기판테이블 및 상기 지지구조체가 각각 배치되는 상기 구역에 대해 소정 각도로 연장되는 제3방향으로의 상기 기판테이블 및 상기 기판의 이동, 또는 상기 지지구조체 및 상기 패터닝 디바이스의 이동이, 각각 상기 퍼지 후드에 후속되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제2항에 있어서,

상기 퍼징 가스는 상기 커플링 디바이스의 가스 베어링내의 가스로서 사용되고, 또는 그 역으로 사용되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제3항에 있어서,

상기 액체 공급 시스템은, 상기 투영시스템 아래로부터 상기 액체의 누설을 적어도 감소시키도록 구성된 시일 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제37항에 있어서,

상기 시일 부재는 상기 기판테이블, 상기 기판, 상기 지지구조체, 상기 패터닝 디바이스, 또는 그 조합에 커플링되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제2항에 있어서,

상기 가스 퍼징 시스템은, 상기 퍼지 공간 외부의 환경으로부터 상기 퍼지 공간 내부를 격리시키도록 구성되는 시일 부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
디바이스 제조방법에 있어서,

리소그래피 장치의 투영시스템을 이용하여, 기판의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 제공하는 단계;

유체 공급 시스템을 이용하여, 상기 투영시스템의 적어도 일부, 조명시스템의 적어도 일부, 또는 양자 모두를 포함하여 이루어지는 소정 공간에 유체를 제공하는 단계; 및

기판, 상기 기판을 잡아주는 기판테이블, 패터닝된 빔을 형성하는데 사용되는 패터닝 디바이스, 상기 패터닝 디바이스를 잡아주는 지지구조체, 또는 그 조합에 상기 유체 공급 시스템을 커플링하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.