KR100891501B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

침지 유체 리소그래피 장치 내에서 침지 액체를 리사이클링하는 시스템이 설명된다. 각각이 그 자체로 그것을 통해 지향되는 유체를 처리하도록 최적화된 병렬식 액체 처리 유닛을 갖는 복수의 병렬식 경로들을 포함한 리사이클링 경로가 개시된다.

Description

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

본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 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 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝" - 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행한 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스에서 기판으로 패턴을 전사하는 것이 가능하다.

투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 리소그래피 투영 장치 내의 기판을 침치시키는 것이 제안되었다. 이것의 요점은, 노광 방사선이 액체 내에서 더 짧은 파장을 가질 것이기 때문에 더 작은 피처들의 이미징을 가능하게 한다는 것이다(또한, 액체의 효과는 시스템의 유효 NA를 증가시키는 것으로 간주될 수 있으며, 초점 심도(depth of focus)를 증가시키는 것으로 간주될 수도 있다). 그 안에 고체 입자(예를 들어, 석영)가 부유(suspend)하고 있는 물을 포함한 다른 침지 액체들이 제안되었다.

하지만, 기판 또는 기판 및 기판 테이블을 액체 배스(bath of liquid) 내에 담근다는 것(예를 들어, 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 미국 특허 US 4,509,852 참조)은, 스캐닝 노광시 대량의 액체(large body of liquid)가 가속화된다는 것을 의미한다. 이는 강력한 추가 또는 더 많은 모터들을 필요로 하며, 액체 내의 난류(turbulence)는 바람직하지 않고 예측 불가능한 영향들을 초래할 수 있다.

제시된 해결책들 중 하나는, 액체 공급 시스템이 액체 한정 시스템(liquid confinement system)을 이용하여 기판의 국부화된 영역 및 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에만 액체를 제공하는 것이다(일반적으로, 기판은 투영 시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이처럼 배치하기 위해 제안된 한가지 방식이 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된 PCT 특허 출원 공개공보 WO 99/49504에 개시된다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 액체는 1 이상의 유입구(IN)에 의해 기판 상으로, 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 공급되고, 투영 시스템 아래로 통과한 이후에 1 이상의 유출구(OUT)에 의해 제거된다. 즉, 기판이 -X 방향으로 요소 밑에서 스캐닝됨에 따라, 액체는 요소의 +X 측에 공급되고 -X 측에서 흡수(taken up)된다. 도 2는 액체가 유입구(IN)를 통해 공급되고, 저압 소스에 연결되어 있는 유출구(OUT)에 의해 요소의 다른 측에서 흡수되는 장치를 개략적으로 도시한다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대해 기판의 이동 방향을 따라 공급되지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 최종 요소 주변에 위치되는 다양한 방위 및 개수의 유입구 및 유출구가 가능하며, 어느 한 쪽에 유출구와 함께 유입구의 4 개의 세트가 최종 요소 주변에 규칙적인 패턴으로 제공되는 일 예시가 도 3에서 설명된다.

국부화된 액체 공급 시스템을 갖는 또 다른 침지 리소그래피 해결책이 도 4에 도시된다. 투영 시스템(PL)의 양쪽에서 2 개의 홈형 유입구(groove inlet: IN)에 의해 액체가 공급되고, 유입구들(IN)의 방사상 바깥쪽으로(radially outwardly) 배치된 복수의 개별 유출구들(OUT)에 의해 제거된다. 유입구(IN) 및 유출구(OUT)는 그 중심에 홀(hole)을 갖고, 그것을 통해 투영 빔이 투영되는 플레이트(plate) 내에 배치될 수 있다. 투영 시스템(PL)의 한쪽에서 하나의 홈형 유입구(IN)에 의해 액체가 공급되고, 투영 시스템(PL)과 기판(W) 사이에서 박막의 액체 흐름(flow of a thin film of liquid)을 야기하여, 투영 시스템(PL)의 다른 쪽에서 복수의 개별 유출구(OUT)에 의해 제거된다. 사용할 유입구(IN) 및 유출구(OUT)의 어떠한 조합을 선택하는가는, 기판(W)의 이동 방향에 의존할 수 있다(유입구(IN) 및 유출구(OUT)의 다른 조합은 활동하지 않음).

제안된 국부화된 액체 공급 시스템 해결책을 갖는 또 다른 침지 리소그래피 해결책은, 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 사이의 공간의 경계의 전체 또는 일부분을 따라 연장되는 방벽 부재(barrier member)를 액체 공급 시스템에 제공하는 것이다. 이러한 해결책은 도 5에 예시되어 있다. 방벽 부재는 Z 방향(광학 축선의 방향)으로 약간의 상대 이동이 있을 수 있지만, XY 평면에서는 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 일 실시예에서, 방벽 부재와 기판의 표면 사이에 시일(seal)이 형성되고, 시일은 가스 시일과 같은 무접촉 시일(contactless seal)일 수 있다.

방벽 부재(12)는, 전체적으로 또는 부분적으로 투영 시스템(PL)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)에 액체를 포함한다. 기판에 대한 무접촉 시일(16)은, 기판 표면과 투영 시스템의 최종 요소 사이의 공간 내에 액체가 한정되도록 투영 시스템의 이미지 필드 주위에 형성될 수 있다. 상기 공간은 투영 시스템(PL)의 최종 요소 아래에, 그리고 그것을 둘러싸서 위치된 방벽 부재(12)에 의해 전체 또는 부분적으로 형성된다. 액체 유입구(13)에 의해 투영 시스템 밑의 공간 및 방벽 부재(12) 내의 공간으로 액체가 유입된다. 방벽 부재(12)는 투영 시스템의 최종 요소 위로 약간 연장될 수 있으며, 액체 레벨이 상기 최종 요소 위로 솟아올라 액체의 버퍼(buffer)가 제공된다. 방벽 부재(12)는, 상단부(upper end)에서 일 실시예에서 의 투영 시스템 또는 그 최종 요소의 형상에 꼭 일치하고(conform), 예를 들어 원형일 수 있는 내부 주변부(inner periphery)를 갖는다. 저부에서, 내부 주변부는 이미지 필드의 형상, 예를 들어 직사각형에 꼭 일치하지만, 반드시 그러한 경우인 것은 아니다.

사용시, 방벽 부재(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이에 형성되는 가스 시일(16)에 의해 액체가 공간(11) 내에 포함된다. 가스 시일은 압력을 받아 유입구(15)를 통해 방벽 부재(12)와 기판 사이의 갭(gap)에 제공되고 유출구(14)를 통해 추출(extract)되는 가스, 예를 들어 공기 또는 합성 공기(synthetic air)에 의해 형성되지만, 일 실시예에서는 N₂ 또는 또 다른 비활성 기체(inert gas)에 의해 형성된다. 가스 유입구(15) 상의 과압력(overpressure), 유출구(14) 상의 진공 레벨 및 갭의 지오메트리(geometry)는, 안쪽에 액체를 한정시키는 고속 가스 흐름(high-velocity gas flow)이 존재하도록 배치된다. 그 유입구/유출구는 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈들일 수 있으며, 가스(16)의 흐름은 공간(11) 내에 액체를 포함하는데 효과적이다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2004-0207824호에 개시되어 있으며, 그 전문은 본 명세서에서 인용참조된다.

유럽 특허 출원 공개공보 제 EP 1420300호 및 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2004-0136494호에, 트윈(twin) 또는 듀얼(dual) 스테이지 침지 리소그래피 장치의 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2 개의 테이블이 제공된다. 침지 액체가 없는 제 1 위치에서의 테이블을 이용하여 레벨링 측정(leveling measurement)들이 수행되며, 침지 액체가 존재하는 제 2 위치에서의 테이블을 이용 하여 노광이 수행된다. 대안적으로, 상기 장치는 하나의 테이블만을 갖는다.

초기 침지 리소그래피 기계들은 투영 시스템과 기판 사이의 액체로서 물을 사용하였다. 물은 약 1.4의 굴절율을 가지며, 비교적 저가이다. 리소그래피 장치의 다음 세대(next generation)는 물보다 높은 굴절율을 갖는 액체를 사용할 것이다. 불행하게도, 후보 액체(candiate liquid)들은 물만큼 풍부하지 않으므로 더 고가이다. 또한, 그것들은 환경에 유해한 경향이 있다.

예를 들어, 단계들이 높은 굴절율의 유체를 이용하는 다른 경우의 환경적 어려움 및/또는 엄청난 비용을 극복하도록 수행되는 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면:

기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템;

투영 시스템과 기판 사이의 공간에 액체를 제공하도록 구성된 액체 공급 시스템; 및

액체 공급 시스템으로부터 나오는 액체를 모으고(collect), 액체 공급 시스템에 액체를 다시 제공하도록 구성된 리사이클링 시스템(recycling system)을 포함하는 리소그래피 장치가 제공되고, 리사이클링 시스템은 액체를 처리하도록 구성된 2 개의 병렬식 액체 처리 유닛(parallel liquid treatment unit)을 포함하며, 병렬식 액체 처리 유닛들은 상이한 액체를 처리하도록 배치되어, 액체 공급 시스템으로부터 리사이클링 시스템을 통해 다시 액체 공급 시스템으로 되돌아가는 액체에 대한 2 개의 리사이클 경로가 존재한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 액체를 통해 기판 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 침지 리소그래피 장치가 제공되고, 상기 장치는 액체가 흐르도록 구성되는 액체 회로(liquid circuit)를 포함하며, 액체 회로는 모든 액체 흐름에 공통된 몇몇 부분들 및 별도의 병렬식 액체 흐름 경로들을 포함한 몇몇 부분들을 포함하고, 별도의 병렬식 액체 흐름 경로들 중 적어도 일부는 개별적인 경로 내의 액체가 통과해야하는 액체 처리 유닛을 가지며, 상이한 경로들의 액체 처리 유닛들은 그것들을 통과하는 액체를 상이하게 처리하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면:

투영 시스템과 기판 사이의 공간에 제공된 액체를 통해 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 투영 시스템을 이용하는 단계;

공간으로부터 액체를 제거하고, 액체가 공간으로부터 제거되었던 방식에 따르거나, 패터닝된 방사선 빔이 그것을 통과했는지의 여부에 따르거나, 또는 둘 모두에 따르는 수 개의 처리 방식들 중 하나로 액체를 처리하는 단계; 및

처리된 액체 중 적어도 일부를 공간에 다시 제공하는 단계를 포함한 디바이스 제조 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:

- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);

- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);

- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및

- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.

조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.

지지 구조체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.

리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 지지 구조체)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 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 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.

상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AM)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.

상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다). 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.

1 이상의 실시예들은 물 이외의 침지 액체에 관하여 설명될 것이지만, 본 발명의 1 이상의 실시예들은 동일하게 물에 적용할 수도 있다. 특히, 본 발명의 1 이상의 실시예들은 더 높은 굴절율의 차세대 액체(next generation higher refractive index liquid)들 중 하나와 같은 물 이외의 침지 액체에 적절하다. 이 유체들은 데칼린(Decaline)과 같은 탄화수소(hydrocarbon) 유체들일 가능성이 크다. 후보 유체(candidate fluid)들로는 Dupont에 의해 생산된 IF131 및 IF132, JSR에 의해 생산된 HIL-1 및 HIL-2, 또는 Mitsui에 의해 생산된 Dolphi를 포함한다. 다른 후보들로는 그것들 또는 인산(phosphoric acid)과 같은 산 내에 나노-입자들이 부유하고 있는 유체들의 혼합물들이 있다. 그것들은 고가이기 때문에, 침지 리소그래피 장치에서의 높은 굴절율의 액체들의 리사이클링이 물의 리사이클링보다 더 끌리기 쉽다.

도 6을 참조하여 설명될 수 있는 바와 같이, 침지 리소그래피 장치에서 투영 시스템(PS)과 기판 사이의 공간으로부터 제거되는 침지 액체(그것이 액체 공급 시스템(IH)에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 포함되는 경우임)는 수 개의 상이한 경로들을 통해 제거될 수 있다는 것이 분명해질 것이다. 침지 액체가 공간으로부터 제거되는 경로에 따라, 그것이 따르는 경로에 따라 개별적으로 공간으로 다시 그것을 리사이클링하기 이전에 침지 액체를 처리하는 것이 유리하다. 이는 그것이 따르는 경로가, 예를 들어 그 안에 있음직한(likely) 오염물들을 결정하여 액체 정화(purification)가 그 특정한 오염물에 맞춰질(customize) 수 있기 때문이다. 침지 액체는 (흔히, 방벽 부재(barrier member: 12)의 형태인) 액체 공급 시스템을 통해 추출될 뿐만 아니라, 또한 또는 대안적으로 침지 액체는 특히 기판(W)의 에지와 기판 테이블(WT) 사이의 갭으로 새어 들어가는 액체의 제거에 의해 테이블(WT)을 통해 제거될 수 있다.

도 6은 액체 공급 시스템(IH)의 일부분인 방벽 부재(12)를 예시한다. 방벽 부재(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소의 경계 주위로 연장되어, 예를 들어 방벽 부재(때때로, 시일 부재(seal member)라 함)는 실질적으로 전체 형상이 환형이다.

방벽 부재(12)의 기능은, 투영 빔이 액체를 통과할 수 있도록 전체적으로 또는 부분적으로 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간 내에 액체를 유지하거나 한정시키는 것이다. 액체의 최상부 레벨(top level)은 방벽 부재(12)의 존재에 의해 간단히 포함되고, 공간 내에서의 액체의 레벨은 액체가 방벽 부재(12)의 최상부 위 로 넘치지 않도록 유지된다. 방벽 부재(12)의 저부와 기판(W) 사이에는 시일이 제공된다. 도 6에서, 시일은 무접촉 시일이며, 수 개의 구성요소들로 구성된다. 투영 시스템(PS)의 광학 축선으로부터 방사상 바깥쪽으로 작용하여, (침지 액체가 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 가로질러 흐르도록) 공간을 가로지른 후, 유입구와 맞은편의 유출구(예시되지 않음)를 통해, 그리고 유입구와 동일한 레벨로 유입구(20) 외부로의 침지 액체의 병류(parallel flow)를 유지하게 하는 공간으로 연장되는(그렇지만, 투영 빔의 경로 내로는 아님) (선택적인) 유동 플레이트(flow plate)가 제공된다. 유동 제어 플레이트는, 투영 시스템(PS) 및/또는 기판(W)에 대한 방벽 부재(12)의 광학 축선 방향으로의 움직임에 대한 저항성을 감소시키기 위해, 그 안에 1 이상의 스루홀(through hole: 55)을 갖는다. 그 후, 방벽 부재(12)의 저부를 따라 방사상 바깥쪽으로 이동하여, 광학 축선에 실질적으로 평행한 방향으로 기판을 향해 액체의 흐름을 제공하는 유입구(60)가 제공된다. 이러한 액체의 흐름은 기판(W)의 에지와 기판을 지지하는 기판 테이블(WT) 사이의 여하한의 갭들을 채우도록 돕는데 사용된다. 이 갭이 액체로 채워지지 않은 경우, 기판(W)의 에지가 방벽 부재(12) 아래로 통과할 때 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간에 있는 액체 내에 기포들이 포함되기가 더 쉬울 수 있다. 이는 이미지 품질 저하를 초래할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

유입구(60)의 방사상 바깥쪽으로는 방벽 부재(12)와 기판(W) 사이로부터 액체를 추출하도록 구성된 추출기 조립체(extractor assembly: 70)가 있다. 추출기(70)는 아래에서 더 상세히 설명될 것이며, 방벽 부재(12)와 기판(W) 사이에 생 성되는 무접촉 시일의 일부분을 형성한다.

추출기 조립체의 방사상 바깥쪽으로는 유출구(82)를 통해 대기에 연결되고, 유입구(84)를 통해 저압 소스에 연결되는 후퇴부(recess: 80)가 있다. 후퇴부(80)의 방사상 바깥쪽으로 가스 나이프(gas knife: 90)가 있다. 추출기, 후퇴부 및 가스 나이프의 구성은 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2006-0158627호에 상세히 개시되며, 그 전문이 본 명세서에서 인용참조된다. 하지만, 본 명세서에서 추출기 조립체의 구성은 다르다.

추출기 조립체(70)는, 그 전문이 본 명세서에서 인용참조되는 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2006-0038968호에 개시된 것과 같은 액체 제거 디바이스 또는 추출기 또는 유출구(100)를 포함한다. 여하한 타입의 액체 추출기가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 액체 제거 디바이스(100)는 단일-액상 액체 추출(single-liquid phase liquid extraction)을 가능하게 하기 위해, 가스로부터 액체를 분리하는데 사용되는 다공성 재료(porous material: 110)로 덮이는 유출구를 포함한다. 다공성 재료(110)의 하류(downstream)로의 챔버(chamber: 120)는 약간의 하압력(under pressure)으로 유지되고 액체로 채워진다. 챔버(120) 내의 하압력이 있어서, 다공성 재료의 홀들에 형성된 메니스커스(meniscuse)들이 주변 가스(ambient gas)(예를 들어, 공기)가 액체 제거 디바이스(100)의 챔버(120) 내로 끌려가는 것을 방지한다. 하지만, 다공성 재료(110)가 액체와 접촉하게 되는 경우, 액체의 흐름을 제한하는 메니스커스는 존재하지 않으며, 액체가 액체 제거 디바이스(100)의 챔버(120) 내로 자유롭게 흐를 수 있다. 다공성 재료(110)는 (공간 주위뿐만 아니 라) 방벽 부재(12)를 따라 방사상 안쪽으로 연장되고, 그 추출의 속도는 다공성 재료(110)가 액체에 의해 덮이는 정도에 따라 변한다.

액체 제거 디바이스(100)와 기판(W) 사이에는 플레이트(200)가 제공되어, 액체 추출의 기능 및 메니스커스 제어의 기능이 서로 분리될 수 있으며, 방벽 부재(12)가 서로에 대해 최적화될 수 있다.

플레이트(200)는 디바이더(divider) 또는 액체 제거 디바이스(100)와 기판(W) 사이의 공간을 2 개의 채널인 상부 채널(220) 및 하부 채널(230)로 쪼개는(split) 기능을 갖는 여하한의 다른 요소이며, 상부 채널(220)은 플레이트(200)의 상부면과 액체 제거 디바이스(100) 사이에 있고, 하부 채널(230)은 플레이트(200)의 하부면과 기판(W) 사이에 있다. 각각의 채널은 방사상 가장 안쪽 단부에서 공간에 개방되어 있다.

1 이상의 브리딩 홀(breathing hole: 250)들, 예를 들어 1 이상의 스루홀(250)들을 통해 상부 채널(220)을 대기에 개방된 채로 두기보다는 상부 채널(220)에 하압력이 적용될 수 있다. 이러한 방식으로 상부 채널(220)이 더 폭넓게 구성될 수 있다.

따라서, 플레이트(200)와 함께 2 개의 메니스커스(310 및 320)가 존재한다. 제 1 메니스커스(310)는 플레이트(200)의 위에 위치되고 다공성 재료(110)와 플레이트(200)의 최상면 사이에서 연장되며, 제 2 메니스커스(320)는 플레이트(200) 밑에 위치되고 플레이트(200)와 기판(W) 사이에서 연장된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 액체의 최적 추출에 대한 제 1 메니스커스의 제어를 위해, 그리고 제 2 메니 스커스(320)의 위치를 제어하여 제 2 메니스커스(320)에 대한 점성 드래그 길이(viscous drag length)를 감소시키기 위해 추출기 조립체(70)가 구성될 수 있다. 예를 들어, 방벽 부재(10) 밑에서의 기판(W)의 스캔 속력이 증가될 수 있도록 플레이트(200)에 부착된 채로 있는 메니스커스(320)에 그것을 효과적으로 적합하게 하기 위해, 특히 플레이트(200)의 특성이 최적화될 수 있다. 제 2 메니스커스(320)에 작용하는 모세관 현상(capillary force)이 바깥쪽으로 있으며, 하압력에 의해 메니스커스에 인접한 액체 내에서 균형을 이루어(balance) 여전히 메니스커스가 유지된다. 예를 들어, 점성 드래그 및 관성에 의한 메니스커스 상의 더 높은 로딩(loading)은 메니스커스의 표면과의 접촉 각도를 더 낮춘다.

앞서 명시된 바와 같이, 1 이상의 브리딩 홀(250)이 플레이트(200)의 방사상 가장 바깥쪽 단부에 제공되어 제 1 메니스커스(310)가 다공성 재료(110) 밑에서 안팎으로 이동하기에 자유로울 수 있으므로, 다공성 재료(110)가 물에 덮이는 정도에 따라 액체 제거 디바이스(100)의 추출 속도가 변할 수 있다. 도 6에 예시된 바와 같이, 제 2 메니스커스(320)는 플레이트(200)의 하부 가장 안쪽 에지에 부착된다. 도 6에서, 플레이트(200)의 가장 안쪽 하부 에지에는 제 2 메니스커스(320)를 제 자리에 고정시키기 위해 날카로운 에지(sharp edge)가 제공된다.

도 6에 명확하게 예시되지는 않았지만, 액체 공급 시스템은 액체의 레벨의 변동들을 처리(deal with)하는 수단들을 갖는다. 이는 투영 시스템(PS)과 방벽 부재(12) 사이에 형성되는 액체가 처리될 수 있어 흘러나오지 않기 위한 것이다. 이러한 액체의 형성은 아래 설명되는 투영 시스템(PS)에 대한 방벽 부재(12)의 상대 이동시 일어날 수 있다. 이 액체를 처리하는 한가지 방식은, 투영 시스템(PS)에 대한 방벽 부재(12)의 이동시 방벽 부재(12)의 주변부에 걸친 압력차(pressure gradient)가 거의 없도록 매우 큰 방벽 부재(12)를 제공하는 것이다. 대안적인 또는 추가적은 구성에서, 예를 들어 추출기(110)와 유사한 단상 추출기(single phase extractor)와 같은 추출기를 이용하여, 방벽 부재(12)의 최상부로부터 액체가 제거될 수 있다.

따라서, 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간으로부터 침지 액체가 제거되는 수 개의 방식들이 존재한다는 것을 알 수 있다. 이것들은 공간을 가로질러 유입구(20) 외부로, 그리고 유입구(20) 맞은편의 유출구 내로 흐르는 침지 액체를 포함한다(유출구는 도시되지 않음). 이 침지 액체는 투영 빔(PB)이 활성인 경우에 따라 조사되거나 조사되지 않을 수 있다. 침지 액체는 추출기(70)에 의해 제거되며, 이 침지 액체는 단상으로서 추출되기 쉽다. 추출기(70)로부터 벗어나는(escape) 다른 침지 액체는 후퇴부(80) 및 가스(또는 유체-비활성 기체) 나이프(90) 조합에 의해 모을 수 있다. 추출된 이러한 여하한의 침지 액체는 액체 및 가스의 조합이기 쉽다. 또한, 최종적으로 액체는 기판(W)의 에지와 기판 테이블(WT) 사이로부터 기판 테이블(WT)을 통해 공간으로부터 제거되기 쉽다. 또한, 이는 많은 양의 가스를 갖기 쉽다. 또한, 기판의 최상면(즉, 레지스트)과 접촉한 액체는, 여과(leach)에 의하여 오염될 수도 있어서, 아래에서 설명되는 바와 같이 다른 액체와는 상이한 특정 방식으로 가장 훌륭하게 처리될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 리사이클링 경로 또는 회로 내에서 침지 액체의 2 이 상의 소스를 분리하여 처리하도록 지향된다. 상이한 소스들은 상이한 레벨들의 오염을 가지며, 오염이 많을수록 더 어려워지며, 리사이클링은 고가가 된다.

본 발명의 1 이상의 실시예들은 어떠한 타입의 액체 공급 시스템(IH)에도 적용가능하다. 아래 실시예들에서, 액체 공급 시스템은 제거되는 3 가지 주된 형태의 액체를 갖는다고 가정된다. 이것들은 액체 공급 시스템과 접촉하였고, 조사되었거나 조사되지 않았을 수 있는 단상 침지 액체; 액체 공급 시스템과 접촉하였던 2 위상 침지 액체(즉, 가스 나이프 추출기에 의해 추출된 침지 액체); 및 기판 테이블(WT)과 접촉하였던 침지 액체이고, 2 위상이기 쉽다. 도면들에서, 이 흐름들은 1006, 1004 및 1002로 각각 표시된다.

본 발명의 1 이상의 실시예들 또는 예시들의 1 이상의 측면들 또는 특징들이 사용될 수 있으며, 또는 본 발명의 1 이상의 다른 실시예들 또는 예시들과 조합될 수 있다.

제 1 실시예

제 1 실시예는 도 7을 참조하여 설명될 것이다. 도 7에서, 기판(W)이 지지되는 기판 테이블(WT)과 같이, 액체 공급 시스템(IH)이 개략적으로 예시된다. 실선의 화살표들은 액체 회로(1000) 내에서의 침지 액체의 다양한 흐름 경로들을 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 액체는 액체 준비 모듈(liquid preparation module: 1150)에서 준비되며, 라인(1050)을 통해 액체 공급 시스템(IH)에 공급된다. 액체 공급 시스템(IH)은 투영 시스템(PB)과 기판(W) 사이의 공간을 액체로 채운다.

이 실시예 및 다른 실시예에서, 그 공간으로부터 제거되는 3 가지 형태의 침 지 액체가 도시되지만, 3 가지보다 적거나 많을 수 있다. 3 가지 형태의 액체는 기판 테이블(WT)을 통해 공간으로부터 추출되는 액체(1002), 예를 들어 가스 나이프 추출기를 통해 공간으로부터 추출되는 액체(1004), 및 방벽 부재(12)의 측면에서 예를 들어 유출구를 통해 추출되는 액체(1006)이다. 이러한 타입의 액체 각각은 리사이클링 시스템 내에 그 자신의 병렬식 액체 처리 유닛들(1102, 1104 및 1106)을 갖는다. 병렬식 액체 처리 유닛들(1102, 1104 및 1106)은 존재하기 쉬운 오염물들의 형태들에 대해 침지 액체의 각각의 흐름을 처리하도록 최적화된다.

따라서, 기판 테이블(WT)로부터의 침지 액체를 처리하는 병렬식 액체 처리 유닛(1102)은, 그것을 통과하는 침지 액체에서 가스를 제거하는 가스 방출 유닛(degassing unit)을 가지며, 침지 액체를 정화하기 위한 정화기(purifier)를 갖는다. 정화기는 기판 테이블(WT)과 접촉하게 되었던 침지 액체를 정화하기 위해 최적화될 것이다. 또한, 병렬식 액체 처리 유닛(1102)은 기판 테이블(WT) 내에서 침지 액체를 오염시키기 쉬운 입자들을 추출하도록 최적화되는 1 이상의 입자 필터(particle filter)들을 갖는다. 병렬식 액체 처리 유닛들에서, 입자 필터(들)는 상당히 성긴(coarse) 입자들에 대한 것이다.

예를 들어, 액체 공급 시스템의 가스 나이프 추출기를 통해 나가는 액체(1004)에 대한 병렬식 액체 처리 유닛(1104)은 동등하게 가스 방출 유닛, 정화기 및 1 이상의 입자 필터들을 갖는다. 병렬식 액체 처리 유닛(1104)의 정화기 및 1 이상의 입자 필터들은 액체 공급 시스템(IH)(예를 들어, 방벽 부재(12))과 접촉하였던 침지 액체에 대해 최적화될 것이다. 상기 유닛(1104)은 입자들을 제거하고, 예를 들어 그 자신의 특정한 형태의 불순물들 및 입자들을 발생시킬 수 있는 가스 나이프에 의해 작용되었던 침지 액체를 정화하도록 최적화될 것이다.

이해할 수 있는 바와 같이, 액체 1002는 액체 공급 시스템(IH)과 접촉하였을 수도 있으며, 액체 1004는 기판 테이블(WT)의 최상면과 접촉하였을 수 있다.

최종적으로, 공간을 가로질러 간단히 통과하므로 단상으로서 공간으로부터 제거되기 쉬운 액체 1006은, (가스가 그 액체로 도입될 기회가 없기 때문에 액체 내에 가스가 존재하지 않을 것이므로) 가스 방출 유닛을 포함하지 않을 수 있고, 정화기 및 액체 공급 시스템에 존재하기 쉬운 입자들을 제거하도록 최적화된 1 이상의 입자 필터들을 포함할 액체 처리 유닛 1106에 의해 처리될 것이다.

단지 3 개의 흐름만이 예시된다. 다른 흐름들, 예를 들어 추출기(70)와 같은 액체 공급 시스템(IH)과 기판(W) 사이의 추출기를 통해 추출된 단상 흐름이 존재할 수 있다.

병렬식 액체 처리 유닛들(1102, 1104 및 1106) 외부로의 액체의 흐름들은 유체 사이클링 인티그레이터(fluid cycling integrator: 1110)에 의해 조합되고, 또 다른 흐름 1010으로서 액체가 유체 준비 유닛(1150)에 의해 사용될 때까지 저장되는 컨테이너(container) 또는 버퍼(1120)에 공급된다. 유체 준비 유닛(1150)은 자체로 액체 공급 시스템(IH)에 공급되기 이전에 액체를 처리하는 수 개의 유닛들을 포함할 수 있다. 유체 준비 유닛(1150)은, 흐름 1020을 통해 컨테이너(1120)로부터 사이클링된 침지 액체가 모두 통과할 직렬식 액체 처리 유닛(serial liquid treatment unit)으로서 간주될 수 있다. 유체 준비 유닛(1150)은 가스 방출 유닛, 온도 제어 유닛, 흐름 제어 유닛 및 굴절율 제어 유닛을 포함할 수 있다. 도 7에 예시된 실시예에서, 유체 준비 유닛(1150)은 병렬식 액체 처리 유닛들(1102, 1104 및 1106)의 1 이상의 성긴 필터들 이후에 최종적인 여과(filtration)를 위한 미세한(fine) 입자 필터 유닛을 갖는다. 물론, 유체 준비 유닛(1150)의 이러한 부분들 중 여하한은 흐름 경로들(1010 또는 1020) 내에서 분리하여 위치될 수 있다.

유체 준비 유닛(1150)의 요소들은 센서들(1212 및 1214)을 이용하여 기판 테이블(WT)에서 수행된 측정들에 기초하여 피드백 방식(feed-back manner)으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 센서 1212는 파면 센서(wavefront sensor)일 수 있고, 센서 1214는 세기 (흡수) 센서(intensity (absorption) sensor)일 수 있다. 이 센서들의 측정 결과들에 기초하여, 올바른 파면 위치 및 도즈(dose)를 달성하도록 유체 준비 유닛(1150) 및 나머지 리소그래피 장치가 제어될 수 있다. 이는 제어 신호들(2212 및 2214)을 통해 달성된다. 최종적인 준비 유닛(1150)은 액체 공급 시스템(IH)으로 들어가기 이전에 침지 액체가 준비되는 방식을 변화시킬 수 있으며, 그로 인해 (예를 들어, 온도 변동에 의해) 굴절율을 제어할 수 있다. 또한, 이 센서들 중 하나 또는 둘 모두는 회로(1000) 내에서 침지 액체를 새롭게 하는데(renew) 필요한 경우를 결정하는데 사용될 수 있다. 명백하게, 사전설정된 최대 허용가능 레벨 아래에서 흡수가 유지되고, 굴절율은 안정적으로 유지되며 그렇지 않은 경우에는 굴절율이 알려져서 필요한 최적 보정들이 수행될 것을 보장하는 것이 바람직하다. 대안적으로 또는 추가적으로, 회로(1000) 내에서 액체의 주기적인 교체를 위해 적절한 규칙적인 프로그램이 존재할 수 있다.

회로(1000)의 부분들에는 침지 리소그래피 장치의 주 벌크(main bulk)가 공급될 수 있으며, 다른 부분들 특히 병렬식 처리 유닛들은 침지 리소그래피 장치의 벌크로부터 별도 유닛(separate unit)으로서 제공될 수 있다.

이 실시예 및 다른 실시예의 상기 장치는 폐쇄 시스템(closed system) 또는 부분적으로 폐쇄된 시스템의 일부분일 수 있다. 이는 리소그래피 장치로부터 제거되는 침지 액체가 오프라인(offline)으로 배치되거나 다시 작용되고, 이후 리소그래피 장치에 다시 공급되는 개방 시스템(open system)과는 대조적이다. 폐쇄 시스템에서, 상기 장치 내의 액체는 연속하여 리사이클링되고, 상기 액체는 사용 중에 새로운 액체로 보충되지 않는다. 어떤 이유로 리사이클링 시스템의 일부분이 작동하지 않게 되는 경우에 (부분적으로 폐쇄된 시스템 내에서뿐 아니라) 폐쇄 시스템 내에서 유체가 리사이클링될 수 있는 2 개의 경로를 포함할 필요가 있다. 따라서, 예를 들어 액체 처리 유닛들(1102, 1104 및 1106), 유체 사이클링 인티그레이터(1110), 컨테이너(1120) 및 유체 준비 유닛(1150) 중 1 이상으로부터 동일한 구성요소들을 포함한 별도 회로로 액체를 우회(divert)시키는 1 이상의 밸브가 존재하는 것이 효과적이다. 밸브(들)는 그 디바이스들 중 1 이상의 일부분이거나, 적절하다면 그 디바이스들 중 1 이상의 이전 또는 이후의 흐름 경로 내에 있을 수 있다. 부분적으로 폐쇄된 회로에서는, (예를 들어, 리사이클링 시스템의 작동중인 컨테이너(1120)에) 새로운 액체가 추가될 수 있다. 액체 공급 시스템(IH) 또는 기판 테이블(WT)을 나가는 액체는 컨테이너(1120)에 다시 공급되기 이전에 오프라인으로 배치되거나 다시 작용되도록 우회될 수 있다. 이 시스템을 이용하여, 침지 액체의 흐름을 방해하지 않고 새로운 침지 액체가 회로(1000) 내에 추가되어, 전체 장치의 어떠한 정지 시간(downtime)도 필요없이 새로운 침지 액체가 추가될 수 있다.

제 2 실시예

제 2 실시예는 도 8에 예시되며, 아래 설명되는 바를 제외하고는 제 1 실시예와 동일하다.

제 2 실시예에서, 상기 장치는 유체 준비 유닛(1150)으로부터 압력 제어 유닛(1115)으로의 또 다른 제어 신호(2115)를 갖는다. 이는 유체 준비 유닛(1150)이 올바른 속도로 침지 액체를 수용할 것을 보장한다. 이 구성은, 특히 유체 사이클링 인티그레이터(1110) 및 병렬식 처리 유닛들(1102, 1104 및 1106)이 회로(1000)의 잔여부에 대해 별도 기계의 일부분인 경우에 유용하다.

또한, 컨테이너(1120)로부터 유체 준비 유닛(1150)으로의 경로(1020) 내에 2 개의 센서(1216 및 1218)가 제공된다. 이 센서들은 직접 침지 액체의 굴절율 및/또는 침지 액체의 흡수를 측정한다.

센서들의 출력(2216 및 2218)은 유체 리사이클링 인티그레이터(및/또는 병렬식 처리 유닛들(1102, 1104 및 1106) 중 1 이상)에 제공되어, 유체 준비 유닛(1150)으로 들어가는 침지 액체의 원하는 굴절율 및/또는 흡수에 도달하도록 여하한의 필요한 조정이 직접적으로 수행될 수 있다. 유체 준비 유닛(1150)으로 침지 액체가 들어가기 이전의 이 여분의 제어는 액체 공급 시스템(IH)으로 들어가는 침지 액체의 특성들(properties)의 제어를 증가시킬 수 있다.

제 3 실시예

제 3 실시예는 도 9에 예시되며, 아래 설명되는 바를 제외하고는 제 1 또는 제 2 실시예와 동일하다.

리소그래피 장치의 잔여부로부터 병렬식 처리 유닛들(1102, 1104 및 1106)을 용이하게 쪼개기 위해서, 제 3 실시예에서 그 안에 가스가 통합되게 할 수 있는 침지 액체를 처리하는데 사용된 병렬식 액체 처리 유닛들(1102, 1104 및 1106)은 가스 방출 유닛들을 갖지 않는다. 그 대신에, 침지 액체 경로(1002 및 1004) 내에서 그 침지 액체 경로들이 그 각각의 병렬식 처리 유닛들(1102 및 1104)에 도달하기 이전에, 별도의 가스 방출 유닛들(1014 및 1012)이 제공된다. 이러한 방식으로, 아주 복잡해질 수 있는 가스 방출 유닛들이 리소그래피 장치의 일부분으로서 형성되고, 그로 인해 2 개의 경로로 유닛이 쉽게 쪼개질 수 있다.

제 4 실시예

제 4 실시예는 도 10에 예시된다. 제 4 실시예는 아래 설명되는 바를 제외하고는 제 1 실시예와 동일하다.

제 4 실시예에서는, 제 4 병렬식 처리 유닛(1108)이 제공된다. 공간을 가로질러 통과된 단상 침지 액체를 포함하는 흐름 경로(1006)는 경로 1016을 통해 병렬식 처리 유닛 1106으로 지향되거나, 대안적으로 경로 1026을 통해 병렬식 처리 유닛 1108로 지향된다. 흐름 경로 1006에서의 침지 액체의 목적지는, 밸브(1101) 상류(upstream)로의 경로(1006) 내의 침지 액체가 조사되었는지의 여부를 확립하는 계산을 수행하는 도즈 제어 시스템(1160)으로부터의 신호(2160)에 의해 제어되는 밸브(1101)에 의해 선택된다. 침지 액체가 조사된 경우, 밸브는 침지 액체가 병렬 식 처리 유닛 1108로의 경로 1026을 통과하도록 스위칭되고, 밸브(1101) 상류의 침지 액체가 조사되지 않은 경우에는 병렬식 처리 유닛 1106으로의 경로 1016을 통과하도록 스위칭된다. 이러한 방식으로, 한편으로 (그러한 경우, 아주 적은 처리를 필요로 할 수 있는) 조사되지 않았던 침지 액체의 처리를 위해, 그리고 다른 한편으로는 조사되었던 침지 액체의 처리를 위해 병렬식 처리 유닛들(1106 및 1108)이 최적화될 수 있다.

제 5 실시예

제 5 실시예는 도 11에 예시된다. 제 5 실시예는 아래 설명되는 바를 제외하고는 제 4 실시예와 동일하다.

제 5 실시예는 상기 장치의 휴지 시간(idle time) 동안 액체 공급 시스템을 통과하는 침지 액체를 리사이클하기 위해 최적화된다. 휴지 시간은 액체 공급 시스템(IH)을 통해 액체가 흐르고 있지만, 기판의 조사가 존재하지 않으며 기판이 액체 공급 시스템(IH) 아래에서 스캐닝되지 않는 경우이다. 상기 시스템은 이미징 및 노광을 시작할 준비가 되어 있다. 이 경우, 여하한의 병렬식 액체 처리 유닛들(1102, 1104, 1106 및 1108)을 통과하지 않고 액체 공급 시스템(IH)으로부터 버퍼(1170)로, 그리고 그로 인해 컨테이너(1120)로 침지 액체를 지향하는 밸브(1171)로 시스템 제어기(1180)에 의해 신호(2180)가 제공된다. 이러한 방식으로, 병렬식 액체 처리 유닛의 불필요한 사용이 회피된다.

본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도 메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.

본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다. 본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절 및 반사 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.

본 발명의 1 이상의 실시예는 여하한의 침지 리소그래피 장치, 특히 앞서 언급된 타입들 및 침지 액체가 배스의 형태인지, 기판의 국부화된 표면적에만 제공되는지의 여부에 적용될 수 있지만 전적인 것은 아니다. 본 명세서에서 고려되는 액체 공급 시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 소정 실시예들에서, 그것은 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 액체를 제공하는 구조체들의 메카니즘 또는 조합일 수 있다. 그것은 1 이상의 구조체, 1 이상의 액체 유입구, 1 이상의 가스 유입구, 1 이상의 가스 유출구 및/또는 공간에 액체를 제공하는 1 이상의 액체 유출구의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분일 수 있고, 또는 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전히 덮을 수 있으며, 또는 공간이 기판 및/또는 기판 테이블을 감쌀 수 있다. 액체 공급 시스템은, 선택적으로 위치, 양(quantity), 질, 형상, 유속(flow rate) 또는 액체의 여하한의 다른 특징들을 제어하는 1 이상의 요소들을 더 포함할 수 있다.

앞선 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면, 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:

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

도 2 및 도 3은 리소그래피 투영 장치에서 사용하는 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;

도 4는 리소그래피 투영 장치에서 사용하는 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;

도 5는 리소그래피 투영 장치에서 사용하는 또 다른 액체 공급 시스템의 단면도;

도 6은 리소그래피 투영 장치에서 사용하는 또 다른 형태의 액체 공급 시스템의 단면도;

도 7은 본 발명의 제 1 실시예를 개략적으로 예시하는 도면;

도 8은 본 발명의 제 2 실시예를 개략적으로 예시하는 도면;

도 9는 본 발명의 제 3 실시예를 개략적으로 예시하는 도면;

도 10은 본 발명의 제 4 실시예를 개략적으로 예시하는 도면; 및

도 11은 본 발명의 제 5 실시예를 개략적으로 예시하는 도면이다.

Claims (21)

1. 리소그래피 장치에 있어서:

   기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템;

   상기 투영 시스템과 기판 사이의 공간에 액체를 제공하도록 구성된 액체 공급 시스템; 및

   상기 액체 공급 시스템으로부터 나오는 액체를 모으고(collect), 상기 액체 공급 시스템에 상기 액체를 다시 제공하도록 구성된 리사이클링 시스템(recycling system)을 포함하여 이루어지고,

   상기 리사이클링 시스템은 상기 액체를 처리하도록 구성된 2 개의 병렬식 액체 처리 유닛(parallel liquid treatment unit)을 포함하여 이루어지며, 상기 병렬식 액체 처리 유닛들은 상이한 액체를 처리하도록 배치되어, 상기 액체 공급 시스템으로부터 상기 리사이클링 시스템을 통해 다시 상기 액체 공급 시스템으로 되돌아가는 액체에 대한 2 개의 리사이클 경로가 존재하며,

   상기 각각의 병렬식 액체 처리 유닛들은 상이한 소스로부터 추출된 액체를 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 2 개의 병렬식 액체 처리 유닛들은 상기 각각의 액체에 대해 상이한 처리들을 적용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 병렬식 액체 처리 유닛들 중 1 이상으로 들어가기 이전에, 또는 그로부터 나온 이후에 액체를 처리하도록 구성된 직렬식 액체 처리 유닛(serial liquid treatment unit)을 더 포함하여 이루어지는 리소그래피 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 직렬식 액체 처리 유닛은 리스트로부터 선택된 하나의 유닛 또는 그로부터 선택된 유닛들의 조합을 포함하여 이루어지고, 상기 리스트는:

   가스 방출 유닛(degassing unit)을 통과하는 액체에서 가스를 제거하도록 구성된 가스 방출 유닛,

   온도 제어 유닛을 통과하는 액체의 온도를 조절(regulate)하도록 구성된 온도 제어 유닛,

   인덱스 제어 유닛(index control unit)을 통과하는 액체의 굴절율을 제어하도록 구성된 인덱스 제어 유닛,

   입자 필터 유닛(particle filter unit)을 통과하는 액체로부터 입자들을 필터링하도록 구성된 입자 필터 유닛, 또는

   흐름 제어 유닛을 통과하는 액체의 유속(flow rate)을 조절하도록 구성된 흐름 제어 유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 각각의 병렬식 액체 처리 유닛들은 리스트로부터 선택된 하나의 유닛 또는 그로부터 선택된 유닛들의 조합을 포함하여 이루어지고, 상기 리스트는:

   가스 방출 유닛을 통과하는 액체에서 가스를 제거하도록 구성된 가스 방출 유닛,

   온도 제어 유닛을 통과하는 액체의 온도를 조절하도록 구성된 온도 제어 유닛,

   인덱스 제어 유닛을 통과하는 액체의 굴절율을 제어하도록 구성된 인덱스 제어 유닛, 또는

   입자 필터 유닛을 통과하는 액체로부터 입자들을 필터링하도록 구성된 입자 필터 유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   다음의 액체 그룹으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 액체에 대하여 분리된(separate) 리사이클링 경로가 존재하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.

   - 상기 투영 시스템으로부터 방사선에 노광되었던 액체,

   - 상기 기판이 지지되기 위한 기판 테이블을 통과하였던 액체,

   - 상기 액체 공급 시스템을 통과하였던 액체,

   - 가스 나이프(gas knife)와 상호작용하였던 액체, 또는

   - 상기 투영 시스템으로부터 방사선에 노광되지 않았거나, 상기 기판의 최상면에 노출되지 않았던, 또는 둘 모두인 액체.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 병렬식 액체 처리 유닛들 중 하나를 통한 경로로부터, 대신에 상기 병렬식 액체 처리 유닛들 중 다른 하나를 통한 경로로 흐름 경로를 스위칭하도록 구성된 밸브(valve)를 더 포함하여 이루어지는 리소그래피 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 밸브의 상류(upstream)의 액체가 상기 투영 시스템으로부터 방사선에 의해 조사되었는지의 여부에 대한 계산의 결과에 따라 상기 밸브를 제어하도록 구성된 흐름 제어기를 더 포함하여 이루어지는 리소그래피 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 액체의 특성들(properties of liquid)을 측정하도록 구성된 센서를 더 포함하여 이루어지는 리소그래피 장치.
11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 10 항에 있어서,

    상기 센서는 다음 중 하나 또는 그 이상을 측정하도록 구성되는 것에 의하여 상기 액체의 특성들을 측정하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.

    (ⅰ) 상기 액체를 통과한 방사선 빔의 세기, 또는

    (ⅱ) 상기 액체에 의하여 흡수된 방사량, 또는

    (ⅲ) 상기 액체의 굴절율, 또는

    (ⅳ) 상기 액체를 통과한 방사선 빔에서의 파면 위치 오차(wavefront position error)
12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 10 항에 있어서,

    상기 센서의 출력은, (ⅰ) 원하는 액체의 특성을 달성하도록 상기 리사이클링 시스템의 파라미터를 조정하는데 사용되거나, 또는 (ⅱ) 상기 리소그래피 장치의 이미징 파라미터를 조정하는데 사용되거나, 또는 (ⅲ) (ⅰ) 및 (ⅱ) 모두에 사용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 액체의 특성들을 제어하기 위해 상기 센서의 출력에 기초하여, (ⅰ) 상기 병렬식 액체 처리 유닛들 중 1 이상, (ⅱ) 상기 병렬식 액체 처리 유닛들 중 1 이상에 들어가기 이전에, 또는 그로부터 나온 이후에 액체를 처리하도록 구성된 직렬식 액체 처리 유닛, (ⅲ) 별도의 액체 흐름들을 하나로 통합하도록 구성된 유체 리사이클링 인티그레이터(fluid recycling integrator), 또는 (ⅳ) (ⅰ) 내지 (ⅲ)의 여하한의 조합을 제어하도록 구성된 액체 제어기를 더 포함하여 이루어지는 리소그래피 장치.
14. 삭제
15. 투영 시스템을 사용하여 액체를 통해 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 침지 리소그래피 장치에 있어서,

    상기 장치는 상기 액체가 흐르도록 구성되는 액체 회로(liquid circuit)를 포함하여 이루어지고, 상기 액체 회로는 모든 액체가 공통적으로 흐르는 부분과 일부 액체가 서로 분리되어 병렬적으로 흐르는 부분으로 구성되며, 상기 액체가 분리되어 병렬적으로 흐르는 액체 흐름 경로들 중 일부 또는 전체는 개별적인 경로 내의 액체가 통과해야하는 액체 처리 유닛을 갖고, 상이한 경로들의 상기 액체 처리 유닛들은 그것들을 통과하는 액체를 상이하게 처리하도록 구성되며,

    상기 각각의 액체 처리 유닛들은 상이한 소스로부터 추출된 액체를 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 침지 리소그래피 장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 각각의 액체 처리 유닛들은 리스트로부터 선택된 하나의 유닛 또는 그로부터 선택된 유닛들의 조합을 포함하여 이루어지고, 상기 리스트는:

    가스 방출 유닛을 통과하는 액체에서 가스를 제거하도록 구성된 가스 방출 유닛,

    온도 제어 유닛을 통과하는 액체의 온도를 조절하도록 구성된 온도 제어 유닛,

    인덱스 제어 유닛을 통과하는 액체의 굴절율을 제어하도록 구성된 인덱스 제어 유닛, 또는

    입자 필터 유닛을 통과하는 액체로부터 입자들을 필터링하도록 구성된 입자 필터 유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 침지 리소그래피 장치.
17. 제 15 항에 있어서,

    다음의 액체 그룹으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 액체에 대하여 별도의(separate) 액체 흐름 경로가 존재하는 것을 특징으로 하는 침지 리소그래피 장치.

    - 상기 투영 시스템으로부터 방사선에 노광되었던 액체,

    - 상기 기판이 지지되기 위한 기판 테이블을 통과하였던 액체,

    - 상기 투영 시스템과 상기 기판 사이의 공간에 상기 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급 시스템을 통과하였던 액체,

    - 가스 나이프와 상호작용하였던 액체, 또는

    - 상기 투영 시스템으로부터 방사선에 노광되지 않았거나, 상기 기판의 최상면에 노출되지 않았던, 또는 둘 모두인 액체.
18. 제 15 항에 있어서,

    상기 액체의 특성들(properties of liquid)을 측정하도록 구성된 센서를 더 포함하여 이루어지는 침지 리소그래피 장치.
19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 18 항에 있어서,

    상기 센서의 출력은, (ⅰ) 원하는 액체의 특성을 달성하도록 상기 액체 회로의 파라미터를 조정하는데 사용되거나, 또는 (ⅱ) 상기 리소그래피 장치의 이미징 파라미터를 조정하는데 사용되거나, 또는 (ⅲ) (ⅰ) 및 (ⅱ) 모두에 사용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 침지 리소그래피 장치.
20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 18 항에 있어서,

    상기 액체의 특성들을 제어하기 위해 상기 센서의 출력에 기초하여, (ⅰ) 상기 액체 처리 유닛들 중 1 이상, (ⅱ) 상기 액체 처리 유닛들 중 1 이상에 들어가기 이전에, 또는 그로부터 나온 이후에 액체를 처리하도록 구성된 직렬식 액체 처리 유닛, (ⅲ) 별도의 액체 흐름들을 하나로 통합하도록 구성된 유체 리사이클링 인티그레이터, 또는 (ⅳ) (ⅰ) 내지 (ⅲ)의 여하한의 조합을 제어하도록 구성된 액체 제어기를 더 포함하여 이루어지는 침지 리소그래피 장치.
21. 디바이스 제조 방법에 있어서:

    투영 시스템과 기판 사이의 공간에 제공된 액체를 통해 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 투영 시스템을 이용하는 단계;

    상기 공간으로부터 액체를 제거하고, i) 상기 액체가 상기 공간으로부터 제거되었던 방식에 따라서, 또는 ii) 상기 패터닝된 방사선 빔이 액체를 통과했는지의 여부에 따라서, 또는 iii) 위 i) 및 ii) 모두에 따르는 액체 처리 방식들 중 하나로 상기 액체를 처리하는 단계; 및

    상기 처리된 액체 중 일부 또는 전체를 상기 공간에 다시 제공하는 단계를 포함하여 이루어지는 디바이스 제조 방법.

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