KR102209735B1 - 리소그래피 장치 - Google Patents
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Abstract
클램프(310)와 같은 지지체가 레티클을 고정시키고 레티클의 열-유도 변형을 방지하기 위해 레티클(300)과 같은 패터닝 디바이스를 해제가능하게 유지하도록 구성된다. 예를 들어, 정전기 클램프는 대향하는 제 1 표면(313) 및 제 2 표면(315)을 갖는 제 1 기판(312), 제 1 표면에 위치되고 레티클과 접촉하도록 구성된 복수의 버얼들(316), 대향하는 제 1 표면(317) 및 제 2 표면(319)을 갖는 제 2 기판(314)을 포함한다. 제 2 기판의 제 1 표면은 제 1 기판의 제 2 표면에 커플링된다. 복수의 냉각 요소들(318)이 제 2 기판의 제 1 표면과 제 1 기판의 제 2 표면 사이에 위치된다. 냉각 요소들은 전자들이 제 1 기판의 제 2 표면으로부터 제 2 기판의 제 1 표면으로 이동하게 하도록 구성된다. 각각의 냉각 요소는 각각의 버얼과 실질적으로 정렬된다.
Description
본 출원은 2013년 2월 7일에 출원된 미국 가출원 61/762,047의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
본 발명은 리소그래피 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 패터닝 디바이스를 지지하는 리소그래피 장치의 부분들에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판의 타겟부 상으로 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선-감응재(레지스트) 층을 갖는 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)의 (예를 들어, 다이의 일부분, 한 개 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 이미징될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는, 소위 스테퍼들, 및 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너들을 포함한다. 또한, 기판 상으로 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피는 IC 및 다른 디바이스들 및/또는 구조체들을 제조하는데 있어서 핵심 단계들 중 하나로서 널리 인식되어 있다. 하지만, 리소그래피를 이용하여 만들어지는 피처들의 치수가 더 작아짐에 따라, 리소그래피는 소형 IC 또는 다른 디바이스들 및/또는 구조체들이 제조될 수 있게 하는 더 결정적인 인자가 되고 있다.
패턴 프린팅 한계들의 이론적 추정은 수학식 (1)로 나타낸 바와 같은 분해능(resolution)에 대한 레일리 기준(Rayleigh criterion)에 의해 설명될 수 있다.
여기서, λ는 사용되는 방사선의 파장이고, NA는 패턴을 프린트하는데 사용되는 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)이며, k 1 은 레일리 상수라고도 칭하는 공정 의존성 조정 인자이고, CD는 프린트된 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식 (1)에 따르면, 피처들의 프린트가능한 최소 크기의 감소는 세 가지 방식으로: 즉 노광 파장 λ를 단축시키거나, 개구수 NA를 증가시키거나, k 1 의 값을 감소시킴으로써 얻어질 수 있다.
노광 파장을 단축시키고, 이에 따라 프린트가능한 최소 크기를 감소시키기 위해, 극자외(EUV) 방사선 소스를 사용하는 것이 제안되었다. EUV 방사선은 5 내지 20 nm의 범위 내의, 예를 들어 13 내지 14 nm의 범위 내의, 예를 들어 5 내지 10 nm의 범위 내의, 예컨대 6.7 nm 또는 6.8 nm의 파장을 전자기 방사선이다. 가능한 소스들로는, 예를 들어 레이저-생성 플라즈마 소스(laser-produced plasma source), 방전 플라즈마 소스(discharge plasma source), 또는 전자 저장 링(electron storage ring)에 의해 제공되는 싱크로트론 방사선(synchrotron radiation)에 기초한 소스들을 포함한다.
EUV 방사선은 플라즈마를 이용하여 생성될 수 있다. EUV 방사선을 생성하는 방사선 시스템은 플라즈마를 제공하는 연료를 여기(excite)시키기 위한 레이저, 및 플라즈마를 수용하기 위한 소스 컬렉터 모듈을 포함할 수 있다. 플라즈마는, 예를 들어 적합한 재료(예를 들어, 주석)의 액적(droplet)과 같은 연료, 또는 Xe 가스 또는 Li 증기와 같은 적합한 가스 또는 증기의 스트림에 레이저 빔을 지향시킴으로써 생성될 수 있다. 이로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 방사선 컬렉터는 방사선을 수용하고 방사선을 빔으로 포커싱하는 거울 수직 입사 방사선 컬렉터(mirrored normal incidence radiation collector)일 수 있다. 소스 컬렉터 모듈은 플라즈마를 지지하기 위한 진공 환경을 제공하도록 배치된 인클로징 구조체(enclosing structure) 또는 챔버를 포함할 수 있다. 이러한 방사선 시스템은 통상적으로 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스라 칭해진다.
EUV 방사선을 생성하는 또 다른 알려진 방법은 듀얼 레이저 펄싱(dual laser pulsing: DLP)으로서 알려져 있다. DLP 방법에서는, 액적이 Nd:YAG 레이저에 의해 예비-가열되어 액적(예를 들어, 주석 액적)이 증기 및 작은 입자들로 분해되게 하며, 이후 이는 CO2 레이저에 의해 매우 높은 온도로 가열된다.
하지만, 이러한 소스들에 의해 생성되는 방사선은 EUV 방사선만이 존재하지 않을 것이며, 소스는 적외(IR) 방사선 및 DUV(deep ultra-violet) 방사선을 포함하는 다른 파장들에서 방출할 수도 있다. DUV 방사선은 리소그래피 시스템에 유해할 수 있는데, 이는 콘트라스트의 손실을 가져올 수 있기 때문이다. 또한, 의도하지 않은(unwanted) IR 방사선은 시스템 내의 구성요소들에 열 손상을 야기할 수 있다. 그러므로, 투과된 방사선의 EUV의 비율을 증가시키고, DUV 및 IR 방사선과 같은 의도하지 않은 비-EUV 방사선을 감소시키거나 심지어 제거하기 위해, 스펙트럼 퓨리티 필터(spectral purity filter)를 이용하는 것이 알려져 있다.
방사선이 레티클 또는 마스크에 부딪힐 때, 방사선으로부터 흡수된 열로 인해 레티클 또는 마스크가 변형될 수 있다. 이러한 변형은 방사선이 비교적 높은 에너지를 갖는 EUV 방사선일 때 특히 문제가 될 수 있다. 변형을 감소시키기 위해, 리소그래피 장치의 잔여부[예를 들어, 척(chuck) 및/또는 클램프]에 대해 레티클 또는 마스크를 고정시키는데 사용되는 디바이스들을 통해 냉각수가 순환될 수 있다. 하지만, 이러한 냉각수는 디바이스의 균열부(crack)들을 통해 누설될 수 있다. 또한, 이러한 냉각수-기반 냉각 시스템은 디바이스의 열 전도 특성들에 의존적일 수 있으며, 이는 좋지 않을 수 있다.
그러므로, 레티클을 고정시킬 수 있고, 패터닝 디바이스의 열-유도 변형을 방지할 수 있는 디바이스가 요구된다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치가 제공된다. 리소그래피 장치는 레티클 및 레티클을 해제가능하게(releasably) 유지하도록 구성된 정전기 클램프를 포함한다. 정전기 클램프는 대향하는 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 1 기판, 제 1 표면에 위치되고 레티클과 접촉하도록 구성된 복수의 버얼(burl)들, 대향하는 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 2 기판을 포함한다. 제 2 기판의 제 1 표면은 제 1 기판의 제 2 표면에 커플링된다. 제 2 기판의 제 1 표면과 제 1 기판의 제 2 표면 사이에 복수의 냉각 요소들이 위치된다. 냉각 요소들은 전자들이 제 1 기판의 제 2 표면으로부터 제 2 기판의 제 1 표면으로 이동하게 하도록 구성된다. 각각의 냉각 요소는 각각의 버얼과 실질적으로 정렬된다.
제 2 실시형태에 따르면, 정전기 클램프가 제공된다. 정전기 클램프는 대향하는 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 1 기판, 제 1 표면에 위치되고 레티클과 접촉하도록 구성된 복수의 버얼들, 대향하는 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 2 기판 - 제 2 기판의 제 1 표면은 제 1 기판의 제 2 표면에 커플링됨 -, 및 제 2 기판의 제 1 표면과 제 1 기판의 제 2 표면 사이에 위치된 복수의 냉각 요소들을 포함한다. 냉각 요소들은 제 1 기판의 제 2 표면으로부터 제 2 기판의 제 1 표면으로 전자들을 전도시키도록 구성된다. 복수의 냉각 요소들의 각각은 각각의 버얼과 실질적으로 정렬된다.
제 3 실시형태에 따르면, 방법이 제공된다. 상기 방법은 코디어라이트(cordierite)로 클램프를 형성하는 단계 - 클램프는 대향하는 제 1 및 제 2 표면들을 갖고, 제 1 표면은 대상물에 커플링되도록 구성됨 -, 클램프의 제 1 표면에 중간 층을 제공하는 단계, 및 척에 클램프를 커플링하는 단계를 포함한다. 중간 층은 클램프와 척 사이의 접착성을 향상시킨다.
제 4 실시형태에 따르면, 장치가 제공된다. 상기 장치는 척, 레티클을 해제가능하게 유지하도록 구성된 클램프 - 클램프는 코디어라이트로 형성됨 -, 및 클램프의 표면에 커플링되고 척에 커플링된 중간 층을 포함한다.
첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들이 아래에 자세히 설명된다. 본 발명은 여기에 설명된 특정 실시예들로 제한되지 않음을 유의한다. 이러한 실시예들은 본 명세서에서 단지 예시의 목적으로만 제시된다. 관련 기술(들)의 당업자라면, 본 명세서에 담긴 기술적 내용에 기초하여 추가 실시예들이 행해질 수 있음을 알 수 있을 것이다.
본 명세서에 포함되며 명세서의 일부분을 형성하는 첨부된 도면들은 본 발명을 예시하며, 또한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하고, 관련 기술(들)의 당업자가 본 발명을 실시 및 이용할 수 있게 하는 역할을 한다.
도 1은 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 리소그래피 장치의 개략적 상세도;
도 3은 클램프 및 척을 포함하는 리소그래피 장치의 일부분을 나타낸 도면;
도 4는 클램프 및 척을 포함하는 리소그래피 장치의 일부분의 개략도;
도 5는 열전기 냉각 범프(thermoelectric cooling bump)를 나타낸 도면;
도 6은 클램프 및 척을 포함하는 리소그래피 장치의 일부분의 개략도;
도 7은 열전기 냉각 필름의 단면도;
도 8 및 도 9는 클램프 및 척을 포함하는 리소그래피 장치의 일부분의 개략도;
도 10은 열 터널링 냉각 요소(thermo tunnelling cooling element)의 개략도;
도 11은 코디어라이트로 클램프를 형성하는 방법의 흐름도;
도 12 내지 도 16은 도 11의 흐름도의 중간 단계들을 예시한 도면들;
도 17은 클램프 및 척을 포함하는 리소그래피 장치의 일부분을 나타낸 도면;
도 18은 코디어라이트를 포함하는 상이한 재료들의 전기 전도도를 예시한 플롯; 및
도 19는 코디어라이트 층의 상이한 표면들에 인가되는 전압차에 대한 코디어라이트 층의 반응을 예시한 플롯이다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 도면들과 연계될 때 아래에 설명된 상세한 설명으로부터 더 잘 이해할 수 있을 것이며, 동일한 참조 부호들은 전반에 걸쳐 대응하는 요소들과 동일하게 취급된다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다. 요소가 가장 먼저 나타난 도면은 대응하는 참조 번호의 맨 앞자리 수(들)에 의해 나타내어진다.
도 1은 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 리소그래피 장치의 개략적 상세도;
도 3은 클램프 및 척을 포함하는 리소그래피 장치의 일부분을 나타낸 도면;
도 4는 클램프 및 척을 포함하는 리소그래피 장치의 일부분의 개략도;
도 5는 열전기 냉각 범프(thermoelectric cooling bump)를 나타낸 도면;
도 6은 클램프 및 척을 포함하는 리소그래피 장치의 일부분의 개략도;
도 7은 열전기 냉각 필름의 단면도;
도 8 및 도 9는 클램프 및 척을 포함하는 리소그래피 장치의 일부분의 개략도;
도 10은 열 터널링 냉각 요소(thermo tunnelling cooling element)의 개략도;
도 11은 코디어라이트로 클램프를 형성하는 방법의 흐름도;
도 12 내지 도 16은 도 11의 흐름도의 중간 단계들을 예시한 도면들;
도 17은 클램프 및 척을 포함하는 리소그래피 장치의 일부분을 나타낸 도면;
도 18은 코디어라이트를 포함하는 상이한 재료들의 전기 전도도를 예시한 플롯; 및
도 19는 코디어라이트 층의 상이한 표면들에 인가되는 전압차에 대한 코디어라이트 층의 반응을 예시한 플롯이다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 도면들과 연계될 때 아래에 설명된 상세한 설명으로부터 더 잘 이해할 수 있을 것이며, 동일한 참조 부호들은 전반에 걸쳐 대응하는 요소들과 동일하게 취급된다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다. 요소가 가장 먼저 나타난 도면은 대응하는 참조 번호의 맨 앞자리 수(들)에 의해 나타내어진다.
본 명세서는 본 발명의 특징들을 포함하는 1 이상의 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예(들)는 단지 본 발명을 예시한다. 본 발명의 범위는 개시된 실시예(들)로 제한되지 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.
본 명세서에서, "하나의 실시예", "일 실시예", "예시적인 실시예" 등으로 설명된 실시예(들) 및 이러한 언급들은, 설명된 실시예(들)가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 반드시 포함하는 것은 아닐 수 있음을 나타낸다. 또한, 이러한 어구들이 반드시 동일한 실시예를 칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성이 일 실시예와 연계하여 설명되는 경우, 이러한 특징, 구조 또는 특성의 다른 실시예들에 대한 연계성은 명시적으로 설명되든지 그렇지 않든지 간에 당업자의 지식 내에 있음을 이해한다.
본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이의 여하한의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 1 이상의 프로세서들에 의해 판독 및 실행될 수 있는 기계-판독가능한 매체에 저장된 명령어들로서 구현될 수 있다. 기계-판독가능한 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하는 여하한의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독가능한 매체는 ROM(read only memory); RAM(random access memory); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스; 전기적, 광학적, 음향적 또는 다른 형태의 전파 신호[예를 들어, 반송파(carrier wave), 적외 신호, 디지털 신호 등] 등을 포함할 수 있다. 더욱이, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어들은 본 명세서에서 소정 작업을 수행하는 것으로서 설명될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의를 위한 것이며, 이러한 작업들은 실제로 컴퓨팅 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스들에 기인한다는 것을 이해하여야 한다.
하지만, 이러한 실시예들을 더 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 컬렉터 모듈(SO)을 포함하는 리소그래피 장치(LAP)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는: 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 그리고 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 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.
"패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스의 특정 기능 층에 대응할 수 있다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스들의 예시로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들뿐만 아니라 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 이용하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
조명 시스템과 마찬가지로, 투영 시스템은 사용되는 노광 방사선에 대하여 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 다른 가스들은 너무 많은 방사선을 흡수할 수 있기 때문에 EUV 방사선에 대해 진공을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 진공 벽 및 진공 펌프들의 도움으로 전체 빔 경로에 진공 환경이 제공될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 이용하는) 반사형으로 구성된다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)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 소스 컬렉터 장치(SO)로부터 극자외 방사선 빔을 수용한다. EUV 광을 생성하기 위한 방법들은 EUV 범위에서 1 이상의 방출 라인들을 갖는 적어도 하나의 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 갖는 플라즈마 상태로 재료를 전환시키는 단계를 포함한다(단, 이로 제한되지 않음). 흔히 레이저 생성 플라즈마("LPP")로 칭해지는 이러한 방법에서, 요구되는 플라즈마는 요구되는 라인-방출 요소를 갖는 재료의 액적, 스트림 또는 클러스터와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 컬렉터 장치(SO)는 연료를 여기시키는 레이저 빔을 제공하기 위해 도 1에는 도시되지 않은 레이저를 포함하는 EUV 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 이로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스 컬렉터 장치에 배치된 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 예를 들어, 연료 여기를 위해 레이저 빔을 제공하는데 CO2 레이저가 사용되는 경우, 레이저 및 소스 컬렉터 장치는 별도의 개체일 수 있다.
이러한 경우, 레이저는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 레이저 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로 레이저로부터 소스 컬렉터 장치로 통과된다.
흔히 방전 생성 플라즈마("DPP")로 칭해지는 대안적인 방법에서, EUV 방출 플라즈마는 전기 방전을 이용하여 연료를 기화시킴으로써 생성된다. 이러한 연료는 EUV 범위에서 1 이상의 방출 라인들을 갖는 크세논, 리튬 또는 주석과 같은 원소일 수 있다. 전기 방전은 소스 컬렉터 장치의 일부분을 형성할 수 있거나 전기적 연결을 통해 소스 컬렉터 장치에 연결된 별도의 개체일 수 있는 전력 공급부에 의해 생성될 수 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 패싯 필드 및 퓨필 거울 디바이스(facetted field and pupil mirror device)들과 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)로부터 반사된 후, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(PS2)[예를 들어, 간섭계 디바이스(interferometric device), 리니어 인코더(linear encoder) 또는 용량성 센서(capacitive sensor)]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부들(C)을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(PS1)는 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 하나에 사용될 수 있다:
스텝 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 본질적으로 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.
스캔 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상으로 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다.
또 다른 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 본질적으로 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 이용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 매 이동 후에, 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.
도 2는 소스 컬렉터 장치(SO), 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 리소그래피 장치(100)를 더 자세하게 도시한다. 소스 컬렉터 장치(SO)는 소스 컬렉터 장치(SO)의 인클로징 구조체(enclosing structure; 220)에 진공 환경이 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)는 방전 생성 플라즈마 소스에 의해 형성될 수 있다. EUV 방사선은 전자기 스펙트럼의 EUV 범위의 방사선을 방출하기 위해 초고온 플라즈마(very hot plasma: 210)가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기, 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수 있다. 초고온 플라즈마(210)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 유도하는 전기 방전에 의해 생성된다. 방사선의 효율적인 생성을 위해서는 Xe, Li, Sn 증기 또는 여타 적합한 가스 또는 증기의, 예를 들어 10 Pa의 분압이 요구될 수 있다. 일 실시예에서는, EUV 방사선을 생성하기 위해 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
초고온 플라즈마(210)에 의해 방출되는 방사선은 소스 챔버(211)의 개구부 안이나 뒤에 위치되는 선택적 가스 방벽 또는 오염물 트랩(optional gas barrier or contaminant trap: 230)[몇몇 경우에는, 오염물 방벽 또는 포일 트랩(foil trap)이라 지칭되기도 함]을 통해 소스 챔버(211)로부터 컬렉터 챔버(212) 내로 전달된다. 오염물 트랩(230)은 채널 구조체를 포함할 수 있다. 또한, 오염물 트랩(230)은 가스 방벽, 또는 가스 방벽과 채널 구조체의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 오염물 트랩 또는 오염물 방벽(230)은 적어도 당업계에 알려진 바와 같은 채널 구조체를 포함한다.
컬렉터 챔버(212)는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있으며, 이는 소위 스침 입사 컬렉터(grazing incidence collector)일 수 있다. 방사선 컬렉터(CO)는 상류 방사선 컬렉터 측(251) 및 하류 방사선 컬렉터 측(253)을 갖는다. 컬렉터(CO)를 가로지르는(traverse) 방사선은 격자 스펙트럼 필터(240)에 의해 반사되어 가상 소스 지점(IF)에 포커싱될 수 있다. 가상 소스 지점(IF)은 통상적으로 중간 포커스라고도 칭해지며, 소스 컬렉터 장치는 중간 포커스(IF)가 인클로징 구조체(220)의 개구부(221)에 또는 그 부근에 배치되도록 구성된다. 가상 소스 지점(IF)은 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다. 특히, 적외(IR) 방사선을 억제하기 위해 격자 스펙트럼 필터(240)가 사용된다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 상기 조명 시스템은 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 세기의 원하는 균일성뿐만 아니라, 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 빔(221)의 원하는 각도 분포를 제공하도록 배치된 패싯 퓨필 거울 디바이스(facetted pupil mirror device: 224) 및 패싯 필드 거울 디바이스(facetted field mirror device: 222)를 포함할 수 있다. 지지 구조체(MT)에 의해 유지된 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 빔(221)이 반사될 때, 패터닝된 빔(226)이 형성되며, 패터닝된 빔(226)은 투영 시스템(PS)에 의해 반사 요소들(228, 230)을 거쳐 웨이퍼 스테이지 또는 기판 테이블(WT)에 의해 유지된 기판(W) 상으로 이미징된다.
일반적으로, 조명 광학 유닛(IL) 및 투영 시스템(PS)에는 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수 있다. 리소그래피 장치의 타입에 따라, 선택적으로 격자 스펙트럼 필터(240)가 존재할 수 있다. 또한, 도면들에 도시된 것보다 더 많은 거울들이 존재할 수 있으며, 예를 들어 투영 시스템(PS)에는 추가 반사 요소들이 도 2에 도시된 것보다 1 내지 6 개 더 많이 존재할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같은 컬렉터 광학기(CO)는 컬렉터(또는 컬렉터 거울)의 단지 일 예시로서 스침 입사 반사기들(253, 254 및 255)을 갖는 네스티드 컬렉터(nested collector)로서 도시된다. 스침 입사 반사기들(253 254 및 255)은 광축(O)을 중심으로 축방향 대칭으로 배치되며, 이 타입의 컬렉터 광학기(CO)는 흔히 DPP 소스라 칭해지는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합하여 사용되는 것이 바람직하다.
레티클을 냉각시키는 방법들 및 시스템들
도 3은 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부분의 단면도이다. 구체적으로, 도 3은 클램프(310)에 커플링된 레티클(300)을 나타낸다. 클램프(310)는 척(320)에 커플링, 예를 들어 결합된다. 앞서 설명된 바와 같이, 레티클은 방사선의 입사 빔 상으로 패턴을 부여하는 디바이스이다. 예를 들어, 레티클(300)은 패터닝된 반사면(예를 들어, 어레이로 배열되고, 입사 빔에 부여되는 패턴을 결정하기 위해 상태가 제어될 수 있는 복수의 거울들)을 포함할 수 있다. [방사선의 입사 빔은 도 3에 화살표(350)를 이용하여 도시되어 있다.]
일 실시예에서, 클램프(310)는 정전기 클램프일 수 있다. 예를 들어, 클램프(310)는 레티클(300)을 제 자리에 유지하기 위해 정전기장을 생성할 수 있다. 아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 정전기 클램프(310)는 이러한 정전기장을 생성하는 전극들을 포함할 수 있다.
일 예시에서, 클램프(310)는 제 1 기판(312) 및 제 2 기판(314)을 포함한다. 제 1 기판(312)은 대향 표면들(313 및 315)을 갖고, 제 2 기판(314)은 대향 표면들(317 및 319)을 갖는다. 제 1 기판(312)의 표면(313)은 그 표면에 위치된 버얼들(316)을 갖는다. 도 3에 도시된 바와 같이, 버얼들(316)은 레티클(300)과 접촉한다.
레티클(300)이 방사선의 입사 빔을 수용할 때, 이는 입사 빔으로부터 전력을 흡수할 수 있고 가열될 수 있다. 예를 들어, 입사 빔은 28 Watt의 전력을 전달할 수 있다. 가열되면, 레티클(300)의 일부가 변형될 수 있다. 예를 들어, 레티클(300)이 반사면을 포함하는 실시예에서는 그 표면의 일부가 변형될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 변형을 방지하기 위해, 레티클(300)을 실질적으로 실온(약 22 ℃)으로 유지하는 것이 요구된다.
레티클(300)의 이러한 온도 제어를 달성하기 위하여, 클램프(310)가 실온보다 낮은 온도(예를 들어, 14 ℃)로 유지될 수 있다. [예를 들어, 버얼들(316)을 통한] 클램프(310)와 레티클(300) 간의 접촉을 통해, 레티클(300)로부터 클램프(310)로 열이 전달될 수 있다. 냉각수가 채워진 채널들을 사용하는 종래의 클램프들과 대조적으로, 클램프(310)는 냉각을 제공하는데 사용되는 냉각 요소들(318)을 포함한다. 관련 기술분야(들)의 당업자라면 본 명세서의 설명에 기초하여 이해할 수 있듯이, 클램프 내의 냉각수가 채워진 채널들은 여러 가지 문제들(예를 들어, 채널들의 균열, 이는 냉각수의 누설을 야기할 수 있음)을 도입할 수 있다.
도시된 예시에서는, 냉각 요소들(318)이 제 1 및 제 2 기판들(312 및 314) 사이에 위치된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 요소들(318)은 제 1 기판(312)의 표면(315)과 제 2 기판(314)의 표면(317) 사이에 위치된다. 냉각 요소들(318)은 전자들이 제 1 기판(312)의 표면(315)으로부터 제 2 기판(314)의 표면(317)으로 이동하게 하도록 구성될 수 있다. 전자들이 제 1 기판(312)으로부터 제 2 기판(314)으로 이동하여 제 1 기판(312)을 냉각시킴에 따라, 열이 소실되거나 이동한다. 아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 냉각 요소들(318)은 다양한 기술들(예를 들어, 열전기 냉각 또는 열-터널링 냉각)을 이용하여 구현될 수 있다.
일 예시에서, 도 3의 예시에 나타낸 바와 같이, 냉각 요소들(318)의 각각이 실질적으로 그 각각의 버얼들(316)에 대해 정렬된다. 일 실시예에서, 이러한 정렬은 레티클(300) 및 클램프(310)의 구조적 안정성을 유지함에 따라, 레티클(300)의 변형을 더욱 감소시킨다.
일 예시에서, 클램프(310)는 척(320)에 결합된다. 일 실시예에서, 클램프(310)는 척(320)에 광학적으로(optically) 결합된다. 관련 기술분야(들)의 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 다른 타입의 결합 또는 커플링이 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 척(320)은 클램프(310)에 대한 히트 싱크(heat sink)로서 역할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 냉각 요소들(318)은 제 1 기판(312)으로부터 열을 전달하는데 사용될 수 있다. 열이 클램프(310)에 축적되는 것을 방지하기 위해, 척(320)은 시스템으로부터 이 열을 제거하는 히트 싱크로서 역할할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 척(320)은 채널들(322)을 포함한다. 채널들(322)은 냉각수(예를 들어, 물)의 유동을 수용하도록 구성될 수 있다. 냉각수는 척(320)의 온도를 일정하게 유지하는데 사용될 수 있음에 따라, 시스템으로부터 열을 제거할 수 있다. 예를 들어, 냉각수는 22 ℃로 유지되는 물일 수 있다.
제 1 및 제 2 기판들(312 및 314) 그리고 척(320)은 리소그래피 장치에 클램프를 형성하는데 사용되는 다양하고 상이한 재료들로 만들어질 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(312)은 레티클(300)과 접촉하고, 제 2 기판(314)은 제 1 기판(312)과 접촉하며, 척(320)은 제 2 기판(314)과 접촉해 있다. 그러므로, 제 1 기판(312), 제 2 기판(314) 또는 척(320)의 여하한의 변형이 레티클(300)의 변형을 유발할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 제 1 기판(312), 제 2 기판(314), 및/또는 척(320)은 0의(또는 실질적으로 0의) 열 팽창 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실리콘-계 유리 세라믹 재료들 및 다층 유리 재료들은 흔히 0의(또는 실질적으로 0의) 열 팽창 재료가 가지는 특성을 갖는다. 예를 들어, 사용될 수 있는 일 재료는 (SCHOTT 사에 의해 생성되는) Zerodur®이다. 제 1 기판(312), 제 2 기판(314) 및 척(320)은 동일한 재료로 또는 상이한 재료들로 형성될 수 있다.
따라서, 냉각 요소들(318)의 사용을 통하여, 클램프(310)의 제 1 기판(312)은 약 14 ℃의 온도로 유지될 수 있음에 따라, 레티클(300)의 열-유도 변형을 감소시키거나 제거할 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부분의 단면도이다. 구체적으로, 도 17은 클램프(1710)에 커플링된 레티클(300)을 나타낸다. 클램프(1710)가 추가적으로 제 3 기판(1702)을 포함하는 것을 제외하고, 클램프(1710)는 클램프(310)와 실질적으로 유사하다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 제 3 기판(1702)은 제 1 기판(312)의 제 1 표면(313)에 커플링되며, 버얼들(316)은 제 3 기판(1702)의 최상면에 형성된다. 일 실시예에서, 제 3 기판(1702)은 제 1 및 제 2 기판(312 및 314)을 형성하는데 사용되는 재료(예를 들어, 다층 재료 또는 유리-세라믹 재료와 같이, 0 또는 실질적으로 0의 열 팽창 계수의 재료)와 유사한 재료로 형성될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부분의 기능적 단면도이다. 구체적으로, 도 4는 클램프(410) 및 척(320)의 일 실시예를 나타낸다. 도 4에 도시된 실시예에서, 냉각 요소들은 열 전기 냉각(TEC) 범프들(406)로서 구현된다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, TEC 범프들(406)은 제 1 기판(312)의 표면(315)과 제 2 기판(314)의 표면(317) 사이에 위치된다. TEC 범프들(406)의 각각은 그 각각의 버얼들(316)에 대해 정렬된다.
일 예시에서, TEC 요소들은 펠티에 효과(Peltier Effect)를 이용하여 작동된다. 2 개의 비유사 재료들 사이로 전자들이 유동할 때, 하나의 재료는 더 차가워지고, 다른 하나는 더 뜨거워지게 된다. 특히, 전자들이 제 1 재료로부터 제 2 재료로 이동함에 따라, 전자들은 이들과 함께 열을 수반한다. 예를 들어, 도 4의 실시예에서, TEC 범프들(406)의 각각의 대향 단부들 사이에 전압차가 조성될 수 있어, 거기를 지나는 전류가 생성된다. 이 전류는 제 1 기판(312)으로부터 제 2 기판(314)으로 열을 전달하는데 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어기(450)가 척(320)에 커플링된다. 일 실시예에서, 제어기(450)는 가변적 냉각을 제공하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제어기(450)는 TEC 범프들(406)의 각각을 통과하는 전류의 양을 제어하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제어기(450)는 레티클(300)의 상이한 부분들에 대한 변동적 냉각 필요성에 반응할 수 있다. 예를 들어, 제어기(450)는 제 1 기판(312)의 전부가 약 14 ℃로 유지되도록 전류 유동을 조정하는데 사용될 수 있다.
또한, 제 1 기판(312)으로부터 전달된 열의 양을 제어할 수 있는 능력은, 제 1 기판(312)의 아마도 좋지 않을 열 전도 특성들을 상쇄(offset)하는데 사용될 수 있다. 특히, 제어기(450)는 제 1 기판(312)의 아마도 좋지 않을 열 전도 특성들을 수용하기 위해 제 1 기판(312)으로부터 제 2 기판(314)으로 유동하는 전류의 양을 증가시키는데 사용될 수 있다. 대조적으로, 냉각수-기반 정전기 클램프들에서는, 클램프가 좋지 않은 열 전도 특성들을 갖는 경우, 냉각수 채널들이 레티클에 가능한 한 가깝게 배치되어야만 한다.
일 실시예에서, 제어기(450)는 TEC 범프들(406)의 각각과의 전기적 연결을 통해 가변적 냉각을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(450)는 제 1 및 제 2 기판들(312 및 314) 그리고 척(320)에 형성된 배선 층(wiring layer)들을 통해 TEC 범프들(406)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 전기적 연결을 통하여, 제어기(450)는 TEC 범프들(406)의 각각에 걸쳐 전압차를 제어할 수 있음에 따라, TEC 범프들(406)의 각각을 통과하는 전류를 제어할 수 있다.
관련 기술분야(들)의 당업자라면 본 명세서의 설명에 기초하여 이해할 수 있듯이, 제어기(450)와 TEC 범프들(406) 사이에 전기적 연결을 조성하기 위해 다른 구성들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 대신 제어기(450)가 제 1 기판(312)에 직접적으로 커플링될 수 있음에 따라, 제 2 기판(314) 및 척(320)에 배선 층들에 대한 필요성을 없앨 수 있다.
도 4에 도시된 실시예에서는, 표면들(315 및 317)이 각각 DLC(diamond like carbon) 코팅(402 및 404)으로 코팅된다. 일 실시예에서, DLC 코팅(402 및 404)은 제 1 기판(312)과 제 2 기판(314) 사이의 열 전도도를 증가시킬 수 있다. DLC 코팅(402 및 404)의 존재는 선택적이다: 하나 또는 둘 모두가 생략될 수 있다. 다른 실시예들에서, DLC 코팅(402 및 404) 대신에 또는 이에 추가하여 열 전달을 촉진시키는 다른 코팅이 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 기판(314)은 실리콘 층(408)을 포함한다. 일 실시예에서, 실리콘 층(408)은 TEC 범프들(406)의 형성을 용이하게 하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, TEC 범프들(406)은 제 2 기판(314)의 표면(317) 상으로의 직접적인 증착 공정에 의하여 생성될 수 있다. 이 증착 공정은 실리콘 층(408)을 포함함으로서 도움을 받을 수 있다. 특히, 실리콘 상으로 재료들을 증착하는데 흔히 표준 증착 공정들이 설계된다. 따라서, 실리콘 층(408)을 포함함으로써, 이러한 표준 공정들을 이용하여 TEC 범프들(406)이 생성될 수 있다. 하지만, 실리콘 층(408)의 존재는 요구되지 않는다. 예를 들어, TEC 범프들(406)은 제 2 기판(314) 상으로의 직접적인 증착에 의해 생성될 수 있다. 대안적으로, TEC 범프들(406)의 생성을 용이하게 하기 위해 실리콘 층(408) 대신에 또는 이에 추가하여 다른 층들이 사용될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 TEC 범프(500)의 일 실시예를 예시하는 단면도이다. 도 5에 예시된 바와 같이, 범프(500)는 금속 패드(502), 땜납 범프(solder bump: 504), 포스트(post: 506), 금속 패드(508), 열전기 층(510), 금속 트레이스(metal trace: 512) 및 금속 트레이스(514)를 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(312)으로부터 제 2 기판(314)으로 열을 전달하기 위해, 금속 트레이스(512)로부터, 열전기 층(510), 땜납 층(508), 포스트(506), 범프(524), 패드(502) 및 금속 트레이스(514)를 거쳐 전자들이 유동한다. 일 실시예에서, 금속 트레이스들(512 및 514) 및 패드들(502 및 512)이 전기 전도성 재료, 예를 들어 구리 또는 알루미늄으로 형성될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 포스트(506)는 제 1 및 제 2 기판들(312 및 314) 사이에 전기적 상호연결을 조성하기 위해 땜납 리플로우 공정(solder reflow process) 동안 땜납 범프(506)와 합치(mate)하도록 구성될 수 있다. 포스트(506)는 전기 전도성 재료, 예를 들어 구리 또는 알루미늄으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 열전기 층(510)은 제 1 기판(312)으로부터 제 2 기판(314)으로의 전자들의 활성 이동을 허용하기 위해 n-도핑 또는 p-도핑될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 상이한 범프들(500)이 상이하게 도핑된 열전기 층들(510)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 범프들(500)의 도핑은 완전한 회로 루프가 제 1 및 제 2 기판들(312 및 314) 사이에 형성되도록 하기 위해 인접한 범프들(500)에서 교번할 수 있다(전류는 n-도핑 열전기 층을 갖는 범프를 통해 일 방향으로 이동하고, p-도핑 열전기 층을 갖는 범프를 통해 반대 방향으로 이동함).
패드들(502 및 508) 및 금속 트레이스들(512 및 514)은 제어기, 예를 들어 제어기(450)에 의해 제어되는 루프에 포함될 수 있다. 제어기는 제 1 및 제 2 기판들(312 및 314) 사이로 통과하는 전류의 양을 조정하여, 제 1 기판(312)으로부터 제 2 기판(314)으로 전달되는 열의 양을 제어할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 레티클(300) 및 클램프(410)의 구조적 무결성(structural integrity)을 향상시키기 위해, TEC 범프들(500)과 같은 냉각 요소들이 그 각각의 버얼들(316)과 실질적으로 정렬될 수 있다. 일 실시예에서, TEC 범프들로서 구현되는 TEC 요소들의 사용은 버얼들(316)과 각각의 냉각 요소들 간의 정렬을 향상시킨다. 특히, 비교적 작은 크기(예를 들어, 길이, 폭 및 두께가 약 100 ㎛)의 TEC 범프(500)는 버얼들(316)과의 더 큰 정렬을 허용하는 TEC 범프(500)의 분해능(resolution)을 향상시킨다.
앞서 설명된 바와 같이, TEC 범프(500)는 제 1 기판(312)으로부터 제 2 기판(314)으로 열을 전달하는데 사용될 수 있다. 열이 제 2 기판(314)으로 전달되면, 열은 척(320)으로 전달되며, 척은 히트 싱크로서 작용할 수 있다. 제 2 기판(314)으로부터 척(320)으로 열 전달을 용이하게 하기 위해, 제 2 기판(314)은 열 비아(thermal via: 520)를 포함할 수 있다. 열 비아(520)는, 제 2 기판(314)으로부터 척(320)으로 열 전달을 용이하게 하기 위해, 열 전도성 재료, 예를 들어 구리 또는 알루미늄으로 채워질 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부분의 단면도이다. 더 구체적으로, 도 6은 척(320) 및 클램프(610)를 포함하는 단면도를 나타낸다. TEC 범프들(406)이 TEC 필름(602)으로 대체되는 것을 제외하고, 클램프(610)는 도 4에 도시된 클램프(410)와 실질적으로 유사하다. 일 실시예에서, TEC 필름(602)은 비교적 얇을 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, TEC 필름(602)은 약 100 ㎛ 두께일 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 TEC 필름(602)의 단면도이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, TEC 필름(602)은 금속 평면(702), 전도성 요소들(704) 및 금속 플레이트들(706)을 포함한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 금속 플레이트들(706)은 인접한 전도성 요소들(704)과 전기적으로 커플링한다. 전도성 요소들(704)은 n-도핑 또는 p-도핑될 수 있으며, 제 1 기판(312)으로부터 제 2 기판(314)으로 전자들의 유동을 용이하게 하는데 사용될 수 있음에 따라, 제 1 기판(312)을 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 도 7의 실시예에 나타낸 바와 같이, 전도성 요소들(704)은 제 1 및 제 2 기판들(312 및 314) 사이로 통과하는 전류의 루프를 생성하기 위해 교번하여 n-도핑 및 p-도핑될 수 있다.
도 8은 척(320) 및 정전기 클램프(810)를 포함하는 리소그래피 장치의 일부분의 단면도이다. TEC 범프들(406)이 TEC 모듈들(802)로 대체되는 것을 제외하고, 클램프(810)는 도 4에 도시된 클램프(410)와 실질적으로 유사하다. 일 실시예에서, TEC 모듈들(802)의 각각은 제 1 기판(312)으로부터 제 2 기판(314)으로 전자들의 유동을 용이하게 하기 위해 표면들(315 및 317)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, TEC 모듈들(802)은 두께가 약 0.6 mm일 수 있고, 길이와 폭이 모두 약 1 mm일 수 있다. 일 실시예에서, TEC 모듈들(802)은 접착제를 이용하여 표면들(315 및 317)에 결합될 수 있다. 대안적인 실시예에서는, 다른 접착 방법들, 예를 들어, 땜납 또는 나노포일 땜납(nanofoil solder)이 사용될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 척(320) 및 클램프(910)를 포함하는 리소그래피 장치의 단면도이다. TEC 범프들(406)이 열 터널 냉각(TTC) 어레이(902)로 대체되는 것을 제외하고, 클램프(910)는 도 4에 도시된 바와 같은 클램프(410)와 실질적으로 유사하다.
TTC 요소들은 TEC 요소들과 유사한 방식으로 작동한다. 특히, 일 재료로부터 다른 재료로[예를 들어, 도 9에서 제 1 기판(312)으로부터 제 2 기판(314)으로] 열을 전달하는데 전자들이 사용된다. 하지만, TEC 요소들과 달리, TTC 요소들은 2 개의 재료들 사이에 전도체를 포함하지 않는다. 더 정확하게는, TTC 요소들은 2 개의 재료들 사이로 전자들을 통과시키는 양자 터널링(quantum tunnelling)에 의존한다. 예를 들어, 도 9에서 TTC 어레이(902)는 TTC 요소들의 어레이를 포함할 수 있으며, 그 각각은 약 5 nm의 거리만큼 이격된 2 개의 금속 플레이트들을 포함한다. 2 개의 상이한 플레이트들 상에서 전압을 제어함으로써, 제어기(450)는 2 개의 플레이트들 사이에서 터널링하는 전자들의 유동의 방향 및 크기를 제어할 수 있음에 따라, 제 1 기판(312)으로부터 제 2 기판(314)으로 전달되는 열의 양을 제어할 수 있다. 또한, TEC 범프들(406)과 마찬가지로, TTC 어레이(902)의 요소들은 각각의 버얼들(316)과 실질적으로 정렬될 수 있다. 각각의 버얼(316)과 냉각 요소들을 정렬시키는 것은, 클램프(910)의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있음에 따라, 클램프에 부착되는 레티클의 변형을 감소시킬 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 TTC 요소(1000)의 기능성 도면을 나타낸다. TTC 요소(1000)는 금속 플레이트들(1002 및 1004)을 포함한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 금속 플레이트(1002)는 컬렉터 플레이트(collector plate)이고, 금속 플레이트(1004)는 이미터 플레이트(emitter plate)이다. 플레이트들(1002 및 1004)은 거리(d)만큼 이격된다. 일 실시예에서, 거리(d)는 약 5 nm일 수 있다. 일 실시예에서, TTC 요소(1000)는 플레이트들(1002 및 1004) 사이에서 거리(d)를 유지할 수 있는 스페이서(spacer: 1006)를 포함할 수 있다. 스페이서(1006)는 적합한 유전 재료로 형성될 수 있다. 이 실시예에서, TTC 요소(1000)는 반도체 재료들과 이미터-컬렉터 금속들의 특별한 개재(special sandwich)에 의해 제작된다. 스페이서(1006)는 화학적으로 제거되며, 플레이트들(1002 및 1004) 사이에서 거리(d)를 유지하는 비교적 작은 압전 액추에이터(piezoelectric actuator)들을 남기고 진공으로 밀봉된다. 진공 갭은 전도성 열 손실로부터 격리시켜, 높은 카르노 효율(Carnot efficiency)을 유도한다.
전자들은 플레이트들(1004 및 1002) 간의 전압차(V)에 기초하여 플레이트(1004)로부터 플레이트(1002)로 터널링할 수 있다. 일 실시예에서, 제어기, 예를 들어 제어기(450)는 맞춤 냉각(tailored cooling)을 제공하기 위해 어레이로 있는 각 TTC 요소에 대해 전압(V)을 제어하도록 구성될 수 있다. [예를 들어, 페르미 준위(Fermi level) 부근의] 낮은 에너지 레벨의 전자들과 높은 에너지 준위의 전자들 모두가 플레이트들(1004 및 1002) 사이의 전위 장벽을 통과하는 터널링에 관여함에 따라, 이미터로부터 컬렉터로 열을 전달한다. 그렇게 함으로써, 넓은 범위의 이미터 전기장에서 효율이 높게 유지된다.
관련 기술분야(들)의 당업자라면 본 명세서의 설명에 기초하여 이해할 수 있듯이, TTC 요소들은 흔히 최저 냉각 온도가 약 600 ℃인 상황들에서 사용될 수 있다. 이 온도는 리소그래피 장치의 정상 작동 온도보다 한참 벗어나 있다. 하지만, 플레이트들(1004 및 1002)이 나노미터 범위의 거리에 있게 함으로써, 전자들이 이 짧은 거리에 걸쳐 터널링할 수 있어, 전자들로 열을 운반할 수 있음에 따라, 약 22 ℃의 온도로 냉각이 제공될 수 있다. 이미터 플레이트(1004)는 특수 금속을 이용한다. 일 실시예에서, 특수 금속은 그 표면에 공진 터널링 구조체 또는 초격자(superlattices)를 가지며, 이 중 하나는 이미터 플레이트(1004)에 효과적으로 들어 있다(indent). 이러한 나노구조체들은 이미터 솔리드(emitter solid)의 전자들의 파 특성과 상호작용할 수 있어, 이들의 동작을 변화시키고, 재료의 일 함수를 낮출 수 있다. 일 함수는 이미터의 표면을 떠나기 위해 전자에 요구되는 에너지의 양으로서 정의된다. 넓은 스펙트럼의 전자 에너지들이 진공 열전자 방출 열 펌핑(vacuum thermionic emission heat pumping)에 관여한다.
일 실시예에서, TTC 요소들은 TEC 요소들에 비해 비교적 효율적일 수 있다. 예를 들어, TTC 요소들의 카르노 효율은 40 % 내지 55 %일 수 있는 한편, TEC 요소들의 카르노 효율은 5 % 내지 7 %일 수 있다.
코디어라이트로 클램프를 형성하는 방법들 및 시스템들
코디어라이트는 마그네슘 및 철-기반 결정이다. 이는 클램프를 만드는데 사용되는 다수의 재료들보다 더 높은 열 전도도를 가지며, 또한 비교적 높은 강성(stiffness)을 갖는다. 또한, 코디어라이트는 실온 또는 거의 실온에서 실질적으로 0의 열 팽창을 나타낸다.
도 11은 일 실시예에 따른 코디어라이트로 클램프를 형성하는 방법(1100)을 나타낸다. 방법(1100)의 모든 단계들이 요구되지 않을 수 있으며, 또한 도 11에 나타낸 모든 단계들이 반드시 나타낸 순서대로 행해져야 하는 것은 아니다.
단계(1102)에서, 코디어라이트의 제 1 층이 형성된다. 예를 들어, 도 12에 도시된 코디어라이트 층(1202)이 형성될 수 있다. 층(1202)은 채널들(1204)을 포함한다. 일 실시예에서, 채널들(1204)은 클램프를 통해 냉각수(예를 들어, 물)의 유동을 수용하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 층(1202)이 "녹색(green)" 상태에 있는 동안, 채널들(1204)이 형성될 수 있다. "녹색" 상태에서, 층(1202)은 다공성이며, 조작될 수 있다. 예를 들어, 채널들(1204)은 기계가공 또는 드릴링에 의해 형성될 수 있다.
단계(1104)에서, 코디어라이트의 제 1 층이 코디어라이트의 제 2 층으로 신터링된다(sintered). 예를 들어, 도 12에 나타낸 바와 같이, 층(1202)이 코디어라이트의 층(1206)으로 신터링될 수 있다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 층(1206)은 실질적으로 평면일 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 층(1206)은 다른 형상들을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 층들(1202 및 1206)을 신터링하면, 용융 결합(fusion bond)이 생성된다. 층들(1202 및 1206)이 결합되었으면, 코디어라이트의 결과적인 조합된 층이 조밀한 상태로 어닐링된다. 이 조밀한 상태에서는, 코디어라이트가 조작되기 어려울 수 있다. 일 실시예에서, 층들(1202 및 1206)은 동시-소성 결합(co-fired bond)을 이용하여 합쳐질 수 있다. 동시-소성 결합을 생성하기 위해, 층들(1202 및 1206)은, 각각의 층이 "녹색" 상태에서, 함께 가압될 수 있으며, 약 1,300 ℃로 가열된 오븐에 배치될 수 있다.
대안적으로, 층들(1202 및 1206)은 직접 결합을 이용하여 합쳐질 수 있다. 직접적인 결합을 생성하기 위해, 각 층이 이미 조밀한 상태로 개별적으로 신터링된 층들(1202 및 1206)이 약 1,200 ℃로 가열된 오븐에 함께 가압될 수 있다.
하지만, 조합된 층의 표면들을 평탄화하기 위해, 코디어라이트 층이 폴리싱 및/또는 연삭될 수 있다.
단계(1106)에서, 예를 들어 박막 증착(TFD)을 이용하여 복수의 전극들이 코디어라이트의 제 3 층에 형성된다. 예를 들어, 도 13a는 코디어라이트 층(1302)의 평면도이다. 도 13a에 나타낸 바와 같이, 층(1302)은 층 내에 형성된 트렌치들(1304)을 갖는다. 또한, 층(1302)은 트렌치들 내에 형성된 범프들(1306)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 트렌치들(1304)은 IBF(ion beam figuring)를 이용하여 형성될 수 있다. 범프들(1306)은 결과적인 클램프에 대한 구조적 지지를 제공하기 위해 제 자리에 남겨질 수 있다. 도 13b에 나타낸 바와 같이, 트렌치들(1304)은 전기 전도성 재료(1308)로 채워질 수 있다. 일 실시예에서, 전기 전도성 재료(1308)는 알루미늄(Al)이다. 경화되었으면, 전기 전도성 재료는 전극들로서 역할할 수 있다.
일 실시예에서는, 트렌치들(1304)이 전기 전도성 재료(1308)로 채워지기 전에, 평탄화를 위해 유전 재료가 트렌치들(1304)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 전기 전도성 재료(1308)가 적용될 표면을 평탄화하기 위해 벤조사이클로부텐(BCB) 층이 적용될 수 있다. 또한, BCB 층은 전기 전도성 재료(1308)를 위한 접착부로서 작용할 수 있다.
또한, 유전 격리 층[예를 들어, 실리콘 이산화물(SiO2)]이 전기 전도성 재료(1308)에 적용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유전 층은 비교적 얇으며, 예를 들어 10 ㎛ 미만이다. 얇은 유전 층이 클램프와 레티클 사이의 갭을 감소시키기 때문에, 얇은 유전 층을 이용하면, 주어진 전압에 대하여 클램핑력이 증대될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 전극들을 형성하기 위해 박막 전달(TFD) 공정이 사용될 수 있다. TFD 공정에서, 질소(N)가 실리콘(Si) 웨이퍼에 적용된다. 그 후, 전기 전도성 재료(예를 들어, Al)가 웨이퍼에 적용되며, 유전 격리 층(예를 들어, SiO2 층)이 전기 전도성 재료에 적용될 수 있다. 그 후, 웨이퍼의 실리콘 부분이 (예를 들어, 에칭 또는 연삭을 통하여) 제거될 수 있어, 전극들을 남길 수 있다. 이러한 전극들은 트렌치들(1304)에 삽입될 수 있다.
단계(1108)에서, 코디어라이트의 제 3 층이 코디어라이트의 조합된 제 1 및 제 2 층들에 결합된다. 예를 들어, 도 14에 나타낸 바와 같이, 층(1302)이 코디어라이트 층(1402)에 결합된다. 일 실시예에서, 층(1402)은 도 12에 도시된 층들(1202 및 1206)의 조합이다. 일 실시예에서, 층들(1302 및 1402)은 둘 모두가 조밀한 상태에 있을 때 조합된다. 예를 들어, 두 층들의 치수가 이 결합 공정을 통해 일정하게 유지되어야 하기 때문에, 조밀한 상태에서 결합이 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 층들(1302 및 1402)의 결합은 높은 압력에서 높은 온도를 이용하여 이루어질 수 있다.
선택적 단계(1110)에서, 버얼들이 코디어라이트의 조합된 층에 형성된다. 예를 들어, 도 15에 나타낸 바와 같이, 버얼들(1504)이 조합된 코디어라이트 층(1502)에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 조합된 코디어라이트 층(1502)은 층들(1302 및 1402)의 조합이다. 일 실시예에서, 버얼들은, 포토레지스트를 도포하고, 포토레지스트를 패터닝하며, 코디어라이트의 보호되지 않은 영역들을, 예를 들어 염산으로 용해함으로써 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 코팅이 버얼들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 15에 나타낸 바와 같이, 코팅(1506)이 버얼들(1504) 및 코디어라이트 층(1502)의 최상면에 적용된다. 코팅(1506)은 전기 전도성 코팅, 예를 들어 티타늄 질화물(TiN) 코팅일 수 있다. 코팅(1506)은 잔여 전하들이 버얼들(1504)의 표면에 축적되는 것을 방지할 수 있음에 따라, 점착 효과(sticking effect)들 감소시킬 수 있으며, 버얼들(1504)의 마모의 효과들을 감소시킬 수 있다. 또한, 코팅(1506)은 [예를 들어, 코팅(1506)의 두께를 제어함으로써] 버얼들(1504)의 표면 특성을 제어하는데에도 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 단계(1110)는 생략될 수 있다. 예를 들어, 아래에 설명되는 바와 같이, 코디어라이트 클램프 표면이 자체적으로 레티클과 같은 대상물과 접촉하는데 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 코디어라이트 클램프의 표면이 자체적으로 사용되는 경우, 코디어라이트 클램프의 표면을 평탄화하는데 사용되는 여하한의 유전 재료, 예를 들어 BCB 재료가 (예를 들어, 연삭에 의해) 버얼들로부터 제거될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 예를 들어 IBF를 이용하여 버얼들(또는 코디어라이트 클램프의 표면)의 표면 거칠기가 제어될 수 있다.
선택적 단계(1111)에서, 코디어라이트 클램프의 표면은 대상물(예를 들어, 레티클)과 접촉하도록(예를 들어, 닿도록) 구성된다. 예를 들어, 도 14를 참조하면, 층(1302)의 최상면이 레티클과 접촉하게 하거나 닿도록 하기 위해 폴리싱될 수 있다. 일 실시예에서, 폴리싱은 다이아몬드 폴리싱일 수 있다. 예를 들어, 다이아몬드 폴리싱은 범프들이 약 20 내지 30 nm의 높이로 유지될 때까지 층(1302)의 최상면을 폴리싱하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 코디어라이트는, 폴리싱 후에도 층의 표면에 범프들의 네트워크를 제공하는 경도 또는 혼합된 화합물의 구조를 포함할 수 있다. 이러한 범프들은 클램프 레티클 부하 수명 요건들을 만족하기에 충분히 강할 수 있다. 따라서, 코디어라이트의 표면에 유지되는 범프들은 버얼들로서 효과적으로 사용될 수 있다.
층(1302)의 표면에 버얼들을 생략하면, 상당한 장점들을 가질 수 있다. 예를 들어, 버얼들을 생략하고, 대신 코디어라이트의 표면에 범프들을 이용하면, 클램프의 제조에 대한 스루풋(throughput)을 증가시킬 수 있다. 또한, 코디어라이트의 표면 거칠기는 클램프와 클램프가 유지하는 대상물(예를 들어, 레티클) 사이의 점착 효과들을 감소시킬 수 있다.
단계(1112)에서, 중간 층이 제공된다. 예를 들어, 도 16에 나타낸 바와 같이, 중간 층(1602)이 클램프(1502)에 제공된다. 일 실시예에서, 중간 층(1602)은 클램프(1502)에 양극 결합된 실리콘계 유리(예를 들어, Zerodur®)이다. 또 다른 실시예에서, 층(1602)은 실리콘 이산화물 층이다. 이러한 실시예에서, 실리콘 이산화물 층이 클램프(1502)에 성장될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 중간 층(1602)은 대신 금속 층일 수 있다. 이러한 실시예에서, 중간 층(1602)은, 클램프(1502)에 금속 층을 성장시키거나 클램프(1502)에 미리-형성된 금속 층을 결합시킴으로써 제공될 수 있다.
중간 층(1602)은 클램프(1502)와 척(1604) 사이의 접착성을 향상시킬 수 있다. 관련 기술분야(들)의 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 흔히 다른 구조체들과 코디어라이트를 접착시키는데 어려움이 존재한다. 예를 들어, 다른 재료들과의 접촉을 허용하기 위해 코디어라이트를 충분히 매끄럽게 폴리싱하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 중간 층(1602)을 제공하고 중간 층을 폴리싱함으로써, 클램프(1502)와 척(1604) 간의 결합이 강화될 수 있다.
단계(1114)에서, 클램프가 척에 커플링된다. 예를 들어, 일 실시예에서 클램프는 척에 광학적으로 결합된다. 예를 들어, 도 16에 나타낸 바와 같이, 클램프(1502)는 중간 층(1602)의 사용을 통해 척(1604)에 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 클램프(1502)는 300 ℃로 가열된 오븐에서 척(1604)에 대해 가압될 수 있다. 일 실시예에서는, 단계(1112)가 생략될 수 있다. 이러한 실시예에서, 클램프(1502)는 척(1604)에 바로 결합될 수 있다. 예를 들어, 클램프(1502)는 300 ℃로 가열된 오븐에서 척(1604)에 대해 가압될 수 있다.
도 18은 코디어라이트, BF 유리 및 Clearceram® 유리의 전기 전도도를 나타내는 플롯(1800)이다. 특히, 플롯(1800)은 주어진 시간에 걸친 재료의 표면 전하의 보유를 예시한다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 코디어라이트는 BF 유리 및 Clearceram® 유리에 비해 비교적 양호하게 표면 전하들을 보유한다. 따라서, 코디어라이트는 BF 유리 또는 Clearceram® 유리보다 더 양호한 절연체이다.
도 19는 층의 상이한 표면들에 인가되는 전압차에 대한 코디어라이트 층의 반응을 예시한 플롯이다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 코디어라이트 층은 상이한 표면들이 시간에 걸쳐 전압차를 유지함에 따른 이력(hysteresis)을 나타내며, 이에 의해 코디어라이트가 높은 전기적 절연 특성들을 가짐을 나타낸다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용과 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.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 이용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스의 토포그래피(topography)는 기판에 생성되는 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트로부터 이동되며, 레지스트는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남긴다.
본 명세서에서는, 리소그래피 장치의 정전기 클램프의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 설명된 정전기 클램프는 마스크 검사 장치, 웨이퍼 검사 장치, 에어리얼 이미지 메트롤로지 장치에서, 그리고 더 일반적으로는, 예를 들어 플라즈마 에칭 장치 또는 증착 장치에서와 같이, 진공 또는 대기(비-진공) 조건들에서 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정하거나 처리하는 여하한의 장치에서 사용하기 위한 다른 적용들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 하전 입자 빔뿐만 아니라, (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상기 서술내용은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
요약 및 초록 부분(Summary and Abstract sectons)이 아닌, 발명의 상세한 설명 부분(Detailed Description section)이 청구항들을 해석하는데 사용되도록 의도된다는 것을 이해하여야 한다. 요약 및 초록 부분은 본 발명의 1 이상의 실시예들을 설명할 수 있지만, 발명자(들)에 의해 의도된(contemplated) 본 발명의 모든 예시적인 실시예를 설명하지는 않으므로, 어떠한 방식으로도 본 발명 및 첨부된 조항을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 이상, 본 발명은 특정화된 기능들 및 그 관계들의 구현을 예시하는 기능 구성 요소(functional building block)들의 도움으로 설명되었다. 본 명세서에서, 이 기능 구성 요소들의 경계들은 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 특정화된 기능들 및 그 관계들이 적절히 수행되는 한, 대안적인 경계들이 정의될 수 있다.
특정 실시예들의 앞선 설명은, 당업계의 지식을 적용함으로써, 다양한 적용들을 위해 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고 지나친 실험 없이 이러한 특정 실시예들을 쉽게 변형하고, 및/또는 구성할 수 있도록 본 발명의 일반적인 성질을 전부 드러낼 것이다. 그러므로, 이러한 응용예 및 변형예들은 본 명세서에 제시된 기술내용 및 지침에 기초하여, 개시된 실시예들의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본 명세서에서, 어구 또는 전문 용어는 설명을 위한 것이며 제한하려는 것이 아니므로, 당업자라면 본 명세서의 전문 용어 또는 어구가 기술내용 및 지침을 고려하여 해석되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 범위와 폭은 상술된 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않아야 하며, 다음의 청구항 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.
Claims (48)
- 리소그래피 장치에 있어서,
레티클을 해제가능하게(releasably) 유지하도록 구성된 정전기 클램프를 포함하고, 상기 정전기 클램프는:
대향하는 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 1 기판;
상기 제 1 표면에 위치되고, 상기 레티클과 접촉하도록 구성된 복수의 버얼(burl)들;
대향하는 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 2 기판 - 상기 제 2 기판의 제 1 표면은 상기 제 1 기판의 제 2 표면에 커플링됨 -; 및
상기 제 2 기판의 제 1 표면과 상기 제 1 기판의 제 2 표면 사이에 위치된 복수의 냉각 요소들 - 상기 냉각 요소들은 전자들이 상기 제 1 기판의 제 2 표면으로부터 상기 제 2 기판의 제 1 표면으로 이동하게 하도록 구성되며, 상기 복수의 냉각 요소들 중 1 이상은 각각의 버얼에 대해 정렬되는 리소그래피 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 기판의 제 2 표면에 커플링된 척(chuck)을 더 포함하고, 상기 척은 상기 복수의 냉각 요소들에 대한 히트 싱크(heat sink)로서 작용하도록 구성되는 리소그래피 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 척은 냉각수 순환을 제공하도록 구성된 복수의 냉각 채널들을 포함하는 리소그래피 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 냉각 요소들은 복수의 열-터널링 냉각(thermo-tunneling cooling: TTC) 요소들 또는 복수의 열전기 냉각 요소(thermoelectric cooling element: TEC)들 중 하나를 포함하고, 각각은 전류가 기판의 제 2 표면으로부터 멀어지게 유동하게 하도록 구성되는 리소그래피 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 복수의 TEC들의 각각은 상기 제 2 기판의 제 1 표면에 커플링된 땜납 범프(solder bump)를 포함하는 리소그래피 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 복수의 TEC들의 각각은, 상기 제 1 기판의 제 2 표면에 커플링되고 각각의 땜납 범프와 합치(mate)하도록 구성된 포스트(post)를 더 포함하는 리소그래피 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 기판의 제 1 표면에 배치된 실리콘 층을 더 포함하는 리소그래피 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 복수의 TEC들은 열전기 필름에 포함되는 리소그래피 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 기판들 중 적어도 하나는 열 전도성 재료로 코팅된 0의 열 팽창 재료를 포함하는 리소그래피 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 정전기 클램프는 코디어라이트(cordierite)를 포함하는 리소그래피 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 복수의 TTC 요소들의 각각은 제 1 및 제 2 금속 플레이트들을 포함하고, 상기 제 1 금속 플레이트는 상기 제 1 기판의 제 2 표면에 커플링되며, 상기 제 2 금속 플레이트는 상기 제 2 기판의 제 1 표면에 커플링되는 리소그래피 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 복수의 TTC 요소들의 각각은, 제 1 및 제 2 플레이트들 사이에 위치되고 상기 제 1 및 제 2 플레이트들 사이에 일정 거리를 유지하도록 구성된 스페이서(spacer)를 더 포함하는 리소그래피 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 TEC들의 각각을 통해 유동하는 전류를 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함하는 리소그래피 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 복수의 TEC들의 각각을 개별적으로 제어하도록 구성되는 리소그래피 장치. - 정전기 클램프에 있어서,
대향하는 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 1 기판;
상기 제 1 표면에 위치되고, 레티클과 접촉하도록 구성된 복수의 버얼들;
대향하는 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 2 기판 - 상기 제 2 기판의 제 1 표면은 상기 제 1 기판의 제 2 표면에 커플링됨 -; 및
상기 제 2 기판의 제 1 표면과 상기 제 1 기판의 제 2 표면 사이에 위치된 복수의 냉각 요소들 - 상기 냉각 요소들은 상기 제 1 기판의 제 2 표면으로부터 상기 제 2 기판의 제 1 표면으로 전자들을 전도시키도록 구성되며, 상기 복수의 냉각 요소들 중 1 이상은 각각의 버얼과 정렬되는 정전기 클램프. - 삭제
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- 리소그래피 장치에서 레티클을 해제가능하게 유지하도록 구성된 정전기 클램프에 있어서,
대향하는 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 1 기판 - 상기 제 1 기판의 제 2 표면은 열 확산 재료의 제 1 코팅을 가짐 -;
대향하는 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 2 기판 - 상기 제 2 기판의 제 1 표면은 열 확산 재료의 제 2 코팅을 가지며, 상기 제 1 기판의 제 2 표면에 커플링됨 -;
상기 제 2 기판의 제 1 표면과 상기 제 1 기판의 제 2 표면 사이에 위치된 열-터널링 냉각(TTC) 요소들의 어레이 - 상기 TTC 요소들의 어레이는 전자들을 상기 제 1 기판의 제 2 표면으로부터 상기 제 2 기판의 제 1 표면으로 전도하도록 구성됨 -; 및
복수의 버얼들을 갖는 제 3 기판 - 상기 제 3 기판은 상기 제 1 기판의 제 1 표면에 위치되며, 상기 복수의 버얼들은 상기 레티클과 접촉하도록 구성되는 정전기 클램프. - 제 27 항에 있어서,
상기 제 2 기판의 제 2 표면은 광학적으로(optically) 척에 접촉되고, 상기 척은 냉각수를 순환시키도록 구성된 복수의 채널들을 갖는 정전기 클램프. - 제 28 항에 있어서,
상기 척과 제 1 및 제 2 기판들의 각각은 유리-세라믹 재료를 포함하고, 상기 제 3 기판은 다층 재료로 만들어진 유리를 포함하며, 상기 유리-세라믹 재료 및 상기 다층 재료는 0의 열 팽창 계수(coefficient of thermal expansion: CTE) 재료들인 정전기 클램프. - 제 27 항에 있어서,
상기 제 1, 제 2 또는 제 3 기판들 중 적어도 하나는 코디어라이트를 포함하는 정전기 클램프. - 제 27 항에 있어서,
상기 열 확산 재료의 제 1 및 제 2 코팅들은 DLC(diamond-like-carbon) 코팅을 포함하는 정전기 클램프. - 제 27 항에 있어서,
상기 TTC 요소들의 어레이의 각 TTC 요소는 제 1 및 제 2 금속 플레이트들을 포함하고, 상기 제 1 금속 플레이트는 상기 제 1 기판의 제 2 표면에 커플링되며, 상기 제 2 금속 플레이트는 상기 제 2 기판의 제 1 표면에 커플링되는 정전기 클램프. - 제 32 항에 있어서,
상기 TTC 요소들의 어레이의 각 TTC 요소는, 상기 제 1 및 제 2 금속 플레이트들 사이에 위치되고 상기 제 1 및 제 2 금속 플레이트들 사이에 일정 거리를 유지하도록 구성된 스페이서를 더 포함하는 정전기 클램프. - 삭제
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