KR20120140194A - 파면 수정 장치, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

파면 수정 장치는 복수의 음향 방출기를 가지며, 음향 방출기는 적어도 부분적으로 방사선 빔 콘딧을 가로질러 진행하는 음파를 방출하도록 구성된다. 음향 방출기는 적어도 부분적으로 방사선 빔 콘딧을 가로질러 연장하는 정재 음파를 구축하도록 구성될 수 있다. 파면 수정 장치는 리소그래피 장치에 제공되며, 패턴을 기판 상에 투영하기 위해 리소그래피 장치에 의해 이용되는 방사선 빔의 파면을 수정하기 위해 이용될 수 있다.

Description

파면 수정 장치, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{WAVEFRONT MODIFICATION APPARATUS, LITHOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 리소그래피 장치, 디바이스 제조 방법 및 파면 수정 장치에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 장치가 집적회로의 개개의 층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선-감응재(레지스트)의 층을 갖는 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 하나의 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함) 상으로 이미징(imaging)될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 노광되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지의 리소그래피 장치는, 타겟 영역 상에 전체 패턴을 한번에 노광함으로써 각각의 타겟 영역을 조사(照射)하는 소위 스테퍼(stepper), 및 소정의 방향("스캐닝"-방향)의 빔을 통해 패턴을 스캐닝하는 동시에, 이 방향과 평행한 방향 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 스캐닝함으로써 각각의 타겟 영역을 조사하는 소위 스캐너를 포함한다.

패터닝 장치로부터의 패턴을 기판 상에 높은 정확도로 투영하는 것이 바람직하다. 패턴을 기판 상에 투영하는 정확도는 부분적으로는 패턴을 투영하기 위해 이용되는 방사선의 광학 파면에 좌우된다. 광학 파면이 광학 파면의 이상적인 형상으로부터 벗어나는 정도는 하나 이상의 파면 수차(wavefront aberration)에 의해 특징지워질 수 있다. 파면 수차는 리소그래피 장치에 의해 패턴을 투영하는 정확도에 대하여 커다란 영향을 가질 수 있다.

리소그래피 장치에서는 예컨대 광학 요소(예컨대, 렌즈)의 이상적이지 않은 제조, 시간 경과에 따른 광학 요소 특성의 변동(drift), 및 광학 요소 가열을 포함한 여러 요인에 의하여 파면 수차가 발생한다. 리소그래피 장치에서는 파면 수차가 존재하는 경우가 있을 것이므로, 하나 이상의 파면 수차를 제어된 방식으로 감소시킴으로써, 리소그래피 장치에 의해 패턴을 투영하는 정확도를 증가시키는 것이 바람직하다.

예컨대, 본 명세서 또는 그외의 다른 곳에서 인식된 종래 기술과 관련된 문제점을 해소하거나 경감시키는 신규의 파면 수정 장치를 제공하는 것이 요망된다.

본 발명의 실시예에 따라, 적어도 부분적으로 방사선 빔 콘딧을 가로질러 진행하는 음파를 방출하도록 구성된 복수의 음향 방출기(acoustic emitter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파면 수정 장치가 제공된다.

상기 음향 방출기는 적어도 부분적으로 상기 방사선 빔 콘딧을 연장하는 정재 음파(standing acoustic wave)를 구축하도록 구성될 수 있다.

상기 음향 방출기는 쌍으로 제공될 수 있으며, 각각의 쌍의 음향 방출기는 서로를 향해 바라보고 있다.

음향 방출기는 다른 음향 방출기를 향하여 바라보는 대신 또는 다른 음향 방출기를 향하여 바라보는 것에 추가하여 반사기를 향하여 바라볼 수도 있다.

한 쌍의 음향 방출기의 제1 음향 방출기는 그 쌍의 음향 방출기의 제2 음향 방출기에 의해 방출된 음파와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 음파를 방출하도록 구성될 수 있다.

제1 음향 방출기와 제2 음향 방출기는 상이한 주파수를 갖는 음파를 방출하여, 이들 사이에 진행파가 구축되도록 할 수도 있다.

상기 음향 방출기는 상기 방사선 빔 콘딧의 횡단면을 정재 음파로 실질적으로 채우도록 구성될 수 있다. 음향 방출기는 방사선 빔 콘딧의 횡단면의 일부분을 정재 음파로 실질적으로 채우도록 구성될 수도 있다.

상기 파면 수정 장치는 상기 음향 방출기에 의해 방출된 음파의 주파수 및 위상을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러는 한 쌍의 음향 방출기를 제어하여 이들 모두가 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 음파를 방출하도록 할 수 있다.

상기 컨트롤러는 선택된 음향 방출기를 온 또는 오프로 스위치하여 상기 방사선 빔 콘딧 내의 요구된 지점에 정재 음파를 제공하도록 구성될 수 있다.

음향 방출기 중의 하나 이상은 조정 가능한 배향을 가질 수 있다. 컨트롤러는 하나 이상의 음향 방출기의 배향을 제어하도록 구성될 수 있다.

하나 이상의 음향 방출기는 조정 가능한 위치를 갖는다. 컨트롤러는 하나 이상의 음향 방출기의 위치를 제어하도록 구성될 수 있다.

복수의 상기 음향 방출기는 실질적으로 동일한 평면으로 제공될 수 있다.

본 발명의 특징에 따라, 방사선 빔의 단면에 패턴을 제공하는 패터닝 장치를 지지하기 위한 지지 구조체; 기판을 유지하기 위한 기판 테이블; 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟 영역 상으로 투영하기 위한 투영 시스템; 및 본 명세서에 설명된 바와 같은 파면 수정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치가 제공된다.

상기 파면 수정 장치의 음향 방출기가 상기 리소그래피 장치의 상기 투영 시스템 및/또는 조명 시스템에 제공될 수 있으며, 상기 조명 시스템은 방사선 빔을 조절하고 방사선 빔을 상기 지지 구조체 쪽으로 보내도록 구성될 수 있다.

상기 음향 방출기는 상기 리소그래피 장치의 퓨필 평면(pupil plane) 및/또는 필드 평면(field plane)에 놓여질 수 있다.

상기 음향 방출기는 상기 리소그래피 장치의 광학축에 실질적으로 직각을 이루는 평면에 놓여질 수 있다.

상기 음향 방출기는 상기 리소그래피 장치의 소스에 의해 발생된 방사선 펄스의 반복률(repetition rate)에 대응하거나 이 반복률의 배수가 되는 주파수를 갖는 음파를 방출하도록 구성될 수 있다.

상기 음향 방출기는 상기 리소그래피 장치의 소스에 의해 발생되거나 상기 리소그래피 장치에 관련된 방사선 펄스의 반복률에 관련되거나 이 반복률에 의해 결정되는 주파수를 갖는 음파를 방출하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 상이한 방사선 펄스에 대하여 상이한 요구된 지점에서 음파의 안티-노드(anti-node)를 제공하는 주파수가 선택될 수 있다.

상기 컨트롤러는, 방사선 빔의 파면 수차의 측정치 또는 예측치를 수신하고, 방사선 빔의 파면 수차를 감소시키거나 제거할 정재 음파 구성을 결정하도록 구성될 수 있다.

상기 음향 방출기는 가스 내에서 정재 음파를 구축하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 특징에 따라, 패터닝 장치를 이용하여 방사선 빔의 단면에 패턴을 제공하는 단계; 투영 시스템을 이용하여 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟 영역 상에 투영하는 단계; 및 음파를 방출하는 음향 방출기를 이용하여, 패터닝되거나 또는 패터닝되지 않은 방사선 빔이 기판에 입사되기 전에 통과하는 방사선 빔 콘딧을 적어도 부분적으로 가로질러 진행하는 음파를 구축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파면 수정 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파면 수정 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파면 수정 장치를 개략적으로 도시하고 있다.

이하에서는, 단지 예시를 목적으로 하는 본 발명의 실시예를 대응하는 부분에 대응하는 도면 부호가 부여되어 있는 첨부된 개략 도면을 참조하여 설명할 것이다.

본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용예에 대해 특정하게 언급하였지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 유도 및 검출 패턴, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 기타 응용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 다른 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟 영역"과 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치), 계측 장비, 및/또는 검사 장치에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 곳에서, 상기한 기판 처리 장치와 여타 기판 처리 장치에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.

본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장 또는 일부 기타 파장을 가짐)을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 장치"라는 용어는, 기판의 타겟 영역에 패턴을 생성하기 위하여 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 모든 장치를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟 영역 내의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같은 타겟 영역 내에 생성되는 디바이스에서의 특정 기능층에 대응할 것이다.

패터닝 장치는 투과형 또는 반사형 모두 가능하다. 패터닝 장치의 예는 마스크, 프로그래머블 미러 어레이, 및 프로그래머블 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상 반전형 및 감쇠 위상 반전형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 타입들을 포함한다. 프로그래머블 미러 어레이의 예는 소형 미러들의 매트릭스 배열을 채용하며, 그 각각의 미러들은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 경사지는 것이 가능하며, 이러한 방식으로 반사 빔이 패터닝된다.

지지 구조체는 패터닝 장치를 지지한다. 지지 구조체는 패터닝 장치의 배향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예컨대 패터닝 장치가 진공 분위기에서 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건들에 좌우되는 방식으로 패터닝 장치를 유지한다. 지지 구조체는 기계식, 진공식, 또는 예컨대 진공 상태 하의 정전 클램핑과 같은 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있고 또한 패터닝 장치가 예컨대 투영 시스템에 대하여 요구된 위치에 있도록 할 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 본 명세서에서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사에 대하여 적합하거나 또는 액침액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합하다면, 굴절식 광학 시스템, 반사식 광학 시스템, 및 반사굴절식(catadioptric) 광학 시스템을 포함하는 다양한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는 "투영 시스템"이라는 좀더 일반적인 용어의 동의어로 간주할 수 있다.

조명 시스템은 방사선 빔을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 굴절식, 반사식, 및 반사굴절식 광학 요소를 포함한 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.

리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 및/또는 2개 이상의 지지 구조체를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "복수 스테이지" 기계에서는, 추가의 테이블이 병행하여 사용될 수 있거나, 또는 하나 이상의 테이블 상에서 예비 단계를 수행하면서 다른 하나 이상의 테이블을 노광용으로 사용하는 것이 가능하다.

리소그래피 장치는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 기판이 예컨대 물과 같은 비교적 굴절률이 높은 액체에 액침되는 유형의 것일 수도 있다. 액침 기술은 투영 시스템의 개구도를 증가시키기 위해 본 기술 분야에 널리 공지되어 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 본 리소그래피 장치는,

- 방사선 빔(PB, 예컨대 UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL)과,

- 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 또한 투영 시스템(PL)에 대하여 패터닝 장치를 정확히 위치시키기 위해 제1 위치 설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)와,

- 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 또한 투영 시스템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키기 위해 제2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT)과,

- 패터닝 장치(MA)에 의해 방사선 빔(PB)에 부여한 패턴을, 기판(W)의 타겟 영역(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함하는) 상에 이미징하도록 구성된 투영 시스템(예컨대, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PL)을 포함한다.

본 명세서에서 설명한 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형의 것(예컨대, 투과형 마스크를 채용함)이다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 반사형의 것(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그래머블 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 채용함)일 수도 있다.

조명기(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수광한다. 예컨대, 방사선 소스가 엑시머 레이저인 경우, 방사선 소스와 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사선 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예컨대 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)을 이용하여 방사선 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사선 소스가 수은 램프인 경우에, 이 방사선 소스는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사선 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템으로 지칭될 수도 있다.

조명기(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하는 조정 수단(AM)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 퓨필 평면(pupil plane) 내의 세기 분포의 적어도 외측 반경 범위 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명기는 방사선 빔의 단면에서 요구된 균일성 및 세기 분포를 갖는 조절된 방사선 빔(PB)을 제공한다.

방사선 빔(PB)은 지지 구조체(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 입사된다. 패터닝 장치(MA)를 종단한 후, 방사선 빔(PB)은 투영 시스템(PL)을 통과하고, 투영 시스템(PL)이 방사선 빔을 기판(W)의 타겟 영역(C) 상에 집속시킨다. 제2 위치 설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스)를 이용하여, 예컨대 상이한 타겟 영역(C)을 방사선 빔(PB)의 경로 내에 위치시키도록 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에 명시되어 도시되어 있지는 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사선 빔(PB)의 경로에 대하여 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키는 것이 가능하다. 일반적으로, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)의 이동은, 제1 위치 설정기(PM) 및 제2 위치 설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 이용하여 실현될 것이다. 그러나, 스테퍼의 경우(스캐너에 반대되는 것으로서의), 지지 구조체(MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 그렇지 않으면 고정될 것이다. 패터닝 장치(MA) 및 기판(W)은 패터닝 장치 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다.

도시된 리소그래피 장치는 다음의 바람직한 모드로 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서는, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)을 기본적으로 정지 상태로 유지한 채로, 방사선 빔(PB)에 부여한 전체 패턴을 한 번에 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 그리고나서, 상이한 타겟 영역(C)이 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT)을 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 정지 노광시에 이미징되는 타겟 영역(C)의 크기가 한정된다.

2. 스캔 모드에서는, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)을 동기적으로 스캐닝하면서, 방사선 빔(PB)에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PL)의 확대율(축소율) 및 상 반전 특성에 의하여 결정된다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해 단일 동적 노광시의 타겟 영역의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 동작의 길이에 의해 타겟 영역의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 결정된다.

3. 또 다른 모드에서는, 프로그래머블 패터닝 장치를 유지한 채로 지지 구조체(MT)를 기본적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT)을 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사선 빔(PB)에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스가 채용되며, 프로그래머블 패터닝 장치는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급한 바와 같은 타입의 프로그래머블 미러 어레이와 같은 프로그래머블 패터닝 장치를 이용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.

투영 시스템(PL)은 전반적으로 원통 형상(다른 형상을 가질 수도 있음)으로 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 투영 시스템(PL)은 직렬로 배열된(예컨대, 세로줄로 배열된) 복수의 광학 요소(예컨대, 렌즈)를 포함할 수 있다. 광학 요소는 예컨대 쿼츠(quartz)로 형성될 수 있다. 광학 요소는 전체적으로 렌즈 또는 다른 투과형 광학 요소만을 포함할 수도 있고, 전체적으로 미러 또는 다른 반사성 광학 요소만을 포함할 수도 있고, 또는 투과형 광학 요소와 반사형 광학 요소의 조합을 포함할 수도 있다. 광학 요소는 예컨대 하우징 내에 유지될 수도 있다. 하우징은 예컨대 알루미늄으로 형성될 수도 있다.

방사선 빔(PB)은 투영 시스템(PL)을 통과하고, 기판(W) 상에 이미징된다. 투영 시스템(PL)은, 방사선 빔이 리소그래피 장치의 작동 동안 투영 시스템을 통과하므로, 방사선 빔 콘딧(radiation beam conduit)의 예가 되는 것으로 간주될 수 있다. 조명 시스템(IL)과 같은 리소그래피 장치의 다른 부분 또한 방사선 빔 콘딧이 되는 것으로 간주될 수 있다.

일실시예에서, 투영 시스템(PL)에는 파면 수정 장치(2)(점선으로 개략적으로 나타낸)가 제공된다. 파면 수정 장치(2)는 파면 수정 장치의 작동을 제어할 수 있는 컨트롤러(CT)에 연결된다. 컨트롤러(CT)는 또한 방사선 소스(SO)에도 연결된다. 이에 의하여 컨트롤러(CT)가 파면 수정 장치(2)의 동작을 방사선 소스(SO)의 동작과 동기화할 수 있게 된다.

도 2는 일실시예에 따른 파면 수정 장치(2)를 위에서 본 도면을 개략적으로 도시하고 있다. 파면 수정 장치(2)는 복수의 음향 방출기(6a?6p)를 포함한다. 음향 방출기(6a?6p)는 방사선 빔(PB)의 외주 둘레에 연장하는 프레임(4)에 탑재된다. 각각의 음향 방출기(6a?6p)는 관련 에미터를 향하여 음파를 방출하도록 구성된다. 예컨대, 음향 방출기 6a는 음향 방출기 6d를 향하여 음파를 방출하도록 구성되고, 음향 방출기 6d는 음향 방출기 6a를 향하여 음파를 방출하도록 구성된다. 이들 음향 방출기(6a, 6d)는 서로를 향하고 있는 한 쌍의 음향 방출기가 되도록 고려될 수 있다. 음향 방출기(6a, 6d)에 의해 방출된 음파는 동일한 주파수(또는 실질적으로 동일한 주파수)를 갖는다. 음파는 서로 간섭하며, 이에 의해 정재 음파의 발생을 초래한다. 정재 음파의 노드 및 안티-노드의 위치는 한 쌍의 음향 방출기(6a, 6d)에 의해 방출된 음파의 상대 위상에 좌우된다. 노드 및 안티-노드의 위치는 음파의 상대 위상을 수정함으로써 조정될 수 있다. 한 쌍의 음향 방출기(6a, 6d)에 의해 방출된 음파의 주파수 및 위상은 컨트롤러(CT)(도 1을 참조)에 의해 제어될 수 있다.

음향 방출기(6a, 6d)에 의해 발생된 정재 음파는 방사선 빔(PB)의 일부분을 가로질러 연장하는 압력 프로파일을 제공한다. 투영 시스템(PL) 내의 가스(예컨대, 공기)의 굴절률은 가스 압력의 함수이다. 그러므로, 압력 프로파일은 가스 내에서의 굴절률 프로파일을 상승시킨다. 굴절률 프로파일의 최대치와 최소치는 정재 음파의 안티-노드에서 발생한다. 굴절률은 정재 음파의 노드에서는 실질적으로 변경되지 않는다. 정재 음파에 의해 발생된 굴절률 프로파일은 방사선 빔(PB)의 수정을 야기한다.

방사선 빔(PB)의 소정의 부분에 대한 정재 음파에 의해 가해지는 영향은 방사선 빔(PB)의 그 부분이 정재 음파를 통과할 때에 정재 음파의 위상에 좌우될 것이다. 예컨대, 안티-노드가 최대치에 있을 때에 정재 음파의 안티-노드를 방사선 빔의 일부분이 통과하면, 방사선 빔의 그 부분은 높은 압력 및 그에 따라 높은 굴절률을 체험하게 될 것이다. 따라서, 방사선 빔의 일부분에 의해 진행된 광경로 길이가 증가될 것이다(노드를 통과하는 방사선 빔의 일부분에 의해 진행되는 광경로 길이에 비하여). 반대로, 안티-노드가 최소치에 있을 때에 정재 음파의 안티-노드를 방사선 빔의 일부분이 통과하면, 방사선 빔의 그 부분은 낮은 압력 및 그에 따라 낮은 굴절률을 체험하게 될 것이다. 따라서, 방사선 빔의 일부분에 의해 진행된 광경로 길이가 감소될 것이다(노드를 통과하는 방사선 빔의 일부분에 의해 진행되는 광경로 길이에 비하여). 진행 동안에 정재 음파의 안티-노드와 노드 사이를 통과하는 방사선 빔의 일부분에 동일한 상황이 적용되지만, 이 경우에는 음파에 의해 가해지는 영향의 크기는 더 작게 될 것이다.

리소그래피 장치에 의해 패터닝 장치(MA)로부터 기판(W) 상으로 패턴을 투영하는(도 1을 참조) 정확도는 부분적으로는 패턴을 투영하기 위해 이용되는 방사선 빔(PB)의 광학 파면에 좌우된다. 방사선 빔(PB)의 광학 파면이 이 광학 파면의 이상적인 형상으로부터 벗어나는 것은 리소그래피 장치에 의해 패턴을 투영하는 정확도에 대하여 상당히 해롭게 작용할 수도 있다. 방사선 빔(PB)의 광학 파면을 수정하고, 이에 의해 방사선 빔의 광학 파면이 광학 파면의 이상적인 형상으로부터 벗어나는 것을 감소시키거나 제거하기 위해, 파면 수정 장치(2)가 이용될 수 있다. 이것은 리소그래피 장치에 의해 기판(W) 상에 패턴을 투영하는 정확도의 향상을 촉진할 수 있다.

음향 방출기(6a?6p) 중의 한 쌍에 의해 발생된 각각의 정재 음파는 한정된 직경을 가질 것이며, 이 직경은 예컨대 음파를 방출하기 위해 사용된 음향 방출기의 크기 및/또는 구성에 의해 결정될 수 있다. 방사선 빔(PB)의 단면의 상당한 부분 또는 전부를 가로지르는 음파를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 마찬가지로, 방사선 빔 콘딧(예컨대, 방사선 빔(PB)이 통과하는 투영 시스템(PL) 및/또는 조명 시스템(IL)의 일부분)의 단면의 상당한 부분 또는 전부를 가로지르는 음파를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 방사선 빔 콘딧의 외측 부분 주위에(예컨대, 프레임(4) 주위에) 복수의 음향 방출기를 제공함으로써 달성될 수 있다.

일실시예에서, 음향 방출기는 방사선 빔 콘딧의 외측 부분 주위에 분포될 수 있다(예컨대, 프레임(4) 상에 제공될 수 있다). 음향 방출기는 예컨대 이들 사이의 실질적으로 동일한 분리 간격으로 위치될 수도 있고 또는 상이한 분리 간격으로 위치될 수도 있다. 음향 방출기는 이들의 음파 모두가 중심점을 통과하도록(예컨대, 부분적으로는 음향 방출기(6a?6f)에 의해 개략적으로 나타낸 바와 같이) 음파를 지향시키도록 구성될 수 있다. 예컨대, 중심점은 리소그래피 장치의 광축에 대응할 수도 있다. 이와 달리, 음향 방출기의 일부 또는 전부는 이들의 음파가 전혀 중심점을 통과하지 않도록(예컨대, 음향 방출기(6g?6p)에 의해 개략적으로 나타낸 바와 같이) 음파를 지향시키도록 구성될 수 있다. 음향 방출기는 이들의 음파가 방사선 빔 콘딧의 횡단면을 채우는(또는 횡단면의 상당 부분을 채우는) 그리드를 구축하도록 음파를 지향시키도록 구성될 수 있다. 음향 방출기(6g?6p)에 의한 이러한 그리드의 일부분의 생성은 도 2에 개략적으로 나타내어져 있다. 음향 방출기는 음파를 임의의 요구된 방향으로 지향시키도록 구성될 수 있다. 음향 방출기는 방사선 빔의 단면을 정재 음파로 실질적으로 채우도록 구성될 수 있다. 음향 방출기는 어떠한 적합한 개수로도 제공될 수 있다.

각각의 음향 방출기는 한 쌍의 음향 방출기 중의 하나일 수도 있다. 한 쌍의 각각의 음향 방출기는 음파를 그 쌍의 반대측 음향 방출기로 지향시키도록 구성된다. 한 쌍의 각각의 음향 방출기에 의해 방출된 음파는 실질적으로 동일한 주파수를 갖는다(복수의 실질적으로 동일한 주파수를 포함한다). 이와 같이 음파가 실질적으로 동일한 주파수로 반대 방향으로 진행하도록 하는 것은, 정재 음파의 발생을 야기한다. 다른 쌍의 음향 방출기는 음파를 다른 주파수로 방출할 수도 있다.

이 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 파면 수정 장치(2')는 쌍을 이루는 음향 방출기 대신에 또는 쌍을 이루는 음향 방출기에 추가하여 일련의 단일 음향 방출기(6a?6c)를 포함할 수도 있다. 음파를 반사할 수 있는 표면이 각각의 음향 방출기(6a?6c)의 반대측에 제공될 수 있다. 반사 표면(8a?8c)은 예컨대 단일 음향 방출기에 의해 방출된 음파의 전파의 방향에 실질적으로 직각을 이루는 실질적으로 평탄한 표면이어도 된다. 단일 음향 방출기가 이용되는 곳에서, 파면 수정 장치는 전반적으로 전술한 파면 수정 장치와 동일한 방식으로 동작할 것이다. 그러나, 단일 음향 방출기가 반사 표면과만 조합되어 이용되는 곳에서는, 단일 음향 방출기만이 이러한 조합으로 제공되었으므로, 정재 음파의 노드 및 안티-노드의 위치는 음향 방출기 간의 위상을 제어하는 것에 의해 제어될 수 없게 된다. 도 3에는 3개의 음향 방출기(6a?6c) 및 3개의 반사 요소(8a?8c)가 도시되어 있지만, 음향 방출기 및 반사 표면은 어떠한 적합한 개수로도 제공될 수 있다.

컨트롤러(CT)는 방사선 빔 콘딧의 원하는 지점에 정재 음파를 제공하기 위해 선택된 음향 방출기를 온으로 스위치하거나 또는 오프로 스위치하도록 구성될 수 있다.

일실시예에서, 음향 방출기(6a?6p) 중의 하나 이상은 조정 가능한 배향을 가질 수 있다. 예컨대, 음향 방출기는 회전 방식으로 조정 가능한 탑재부(도시하지 않음) 상에 유지될 수 있다. 회전 방식으로 조정 가능한 탑재부는 예컨대 음향 방출기의 배향이 하나 이상의 회전축 주위에서 수정되도록 할 수 있다. 음향 방출기의 배향은 예컨대 컨트롤러(CT)(도 1을 참조)에 의해 제어될 수 있다. 음향 방출기의 배향은 정재 음파를 발생하기 위해 요구되는 방사선 빔 콘딧의 일부분을 가로질러 음파를 지향하기 위해 컨트롤러(CT)에 의해 제어될 수 있다.

일실시예에서, 음향 방출기(6a?6p) 중의 하나 이상은 조정 가능한 위치를 가질 수 있다. 예컨대, 음향 방출기는 음향 방출기의 위치가 조정될 수 있도록 하는 탑재부 상에 유지될 수 있다. 조정 가능한 탑재부는 예컨대 음향 방출기의 위치가 하나 이상의 방향으로 변경될 수 있도록 할 수 있다. 음향 방출기의 위치는 예컨대 컨트롤러(CT)(도 1을 참조)에 의해 제어될 수 있다. 음향 방출기의 위치는 정재 음파를 발생하기 위해 요구되는 방사선 빔 콘딧의 일부분을 가로질러 음파를 지향시키기 위해 컨트롤러(CT)에 의해 제어될 수 있다.

도 2에는 음향 방출기(6a?6p)가 프레임(4) 상에 탑재되는 것으로 도시되어 있지만, 음향 방출기는 어떠한 적합한 방식으로도 고정될 수 있다(프레임(4)이 필수적이지는 않음). 예컨대, 음향 방출기는 투영 시스템(PL)의 벽부 상에 탑재될 수도 있다(또는 조명 시스템(IL)의 벽부 상에 탑재될 수도 있다).

일실시예에서, 방사선 빔 콘딧의 특정 지점에 파면 수정 장치를 제공하는 것이 바람직할 수도 있다(예컨대, 방사선 빔의 특징 지점에서의 파면을 조정하기 위해). 이것은 예컨대 그 지점을 통과하는 음파를 발생하는 이들 음향 방출기만을 작동시킴으로써 또한 정재 음파의 안티-노드가 그 지점에 제공되도록 음향 방출기의 상대 위상을 선택함으로써 달성될 수 있다.

정재 음파가 공간에서는 실질적으로 고정되지만, 정재 음파에 의해 야기된 압력 프로파일은 시간에 따라 변화한다. 구체적으로, 정재 음파의 안티-노드에서의 압력은 정재 음파의 주파수에 의해 결정되는 주기로 최대치에서 최소치로 변화할 수 있다. 광의 속도가 사운드의 속도보다 훨씬 빠르기 때문에, 방사선 빔의 방사선 펄스에 의해 체험된 압력 프로파일은 방사선 펄스가 정재 음파를 통과하는 동안 크게 변경되지 않는다. 그러나, 방사선 빔의 연속 방사선 펄스가 실질적으로 동일한 압력 프로파일을 체험하도록 하는데 도움을 주기 위해, 정재 음파와 방사선 펄스가 동기될 수 있다.

정재 음파가 방사선 빔의 방사선 펄스에 동기하게 되면, 정재 음파의 최대 파장이 제한될 수 있다. 예컨대, 리소그래피 장치가 2㎑의 방사선 빔 펄스 반복률(radiation beam repetition rate)을 갖도록 되면, 방사선 펄스와의 동기화가 제공되는 동안 정재 음파가 가질 수도 있는 최소 주파수 또한 2㎑이다. 음파의 파장은 사운드의 속도를 음파의 주파수로 나눈 것과 동등하다. 이 경우, 방사선 펄스와의 동기화를 제공할 수 있는 음파의 최대 파장은 350ms^-1/2㎑ = ~17cm이다. 전형적인 리소그래피 장치에서, 방사선 빔(또는 동등하게는 방사선 콘딧)은 10cm 정도의 직경을 가질 수 있다. 그러므로, 음파의 최대 파장은 방사선 빔의 직경보다 훨씬 크며, 그 결과 정재 음파가 방사선 빔의 낮은 오더의 수차에 대해 파면 수정을 제공할 수 있다.

정재 음파는 방사선 펄스 반복률과 동일한 주파수를 가질 필요는 없지만, 예컨대 그 대신에 방사선 펄스 반복률의 배수가 되는 주파수를 가질 수 있다. 이 경우에, 연속 방사선 펄스는 정재 음파의 연속적인 최대치를 만나지 않을 것이며, 그 대신 정재 음파의 매 두 번째마다의, 매 세 번째마다의, 또는 매 n 번째마다의 최대치를 체험할 것이다. 이것은 더 짧은 파장을 갖는 정재 음파가 이용될 수 있도록 하면서 연속 방사선 펄스가 실질적으로 동일한 압력 프로파일을 체험하도록 할 수 있다. 더 짧은 파장의 정재 음파는 더 많은 최대치를 갖는 압력 프로파일을 제공할 것이다(최대치의 개수는 정재 음파의 파장에 의해 결정됨).

일실시예에서, 정재 음파는 방사선 펄스 반복률의 배수와 동일하지 않거나 또는 방사선 펄스 반복률의 배수인 주파수를 가질 수 있다. 이 경우에, 연속적인 방사 펄스는 상이한 진폭을 갖는 정재 음파의 안티-노드를 경험할 수 있다. 이로써, 방사선 빔에 시간 변화 파면 수정(time-varying wavefront modification)이 적용될 수 있다. 파면 수정의 시간 변화는 음파의 주파수와 방사선 펄스의 주파수 간의 주파수 부정합에 의해 결정될 수 있다.

정재 음파의 고압 안티-노드들 간의 분리 간격은 정재 음파를 발생하기 위해 이용된 음향 방출기에 의해 방출된 음파의 적합한 파장의 선택을 통해 선택될 수 있다. 소정의 정재 음파의 고압 안티-노드의 위치는 정재 음파를 발생하기 위해 이용된 음향 방출기간의 상대 위상의 조정을 통해 선택될 수 있다.

특정의 수차를 보상하기 위한 방사선 빔 파면의 수정은 적합하게 위치되고 배향된 음향 방출기에 의해 방출된 음파의 적절한 파장(또는 주파수) 및 위상의 선택을 통해 달성될 수 있다.

일실시예에서, 방사선 펄스와 음파 최대치 간의 일대일 대응을 유지하면서 정재 음파의 파장을 감소(및 그에 대응하여 정재 음파의 주파수를 증가)시키는 것이 바람직할 것이다. 이 경우, 정재 음파의 파장이 감소될 수 있도록 하기 위해 방사선 펄스의 반복률이 증가될 수 있다. 실제로, 방사선 펄스의 반복률은 고정될 수도 있고, 또는 용이하게 수정될 수 없는 리소그래피 장치의 파라미터에 좌우될 수도 있다. 이러한 이유로, 펄스 반복률을 증가시키는 것보다 정재 음파의 주파수를 펄스 반복률의 배수로 증가시키는 것이 보다 간편할 것이다.

파면 수정 장치의 음향 방출기는 투영 시스템(PL)의 퓨필 평면(또는 리소그래피 장치의 일부 다른 적합한 부분의 퓨필 평면)에 위치될 수 있다. 이 경우, 파면 수정 장치는 퓨필 평면에서의 방사선 빔에 수정을 가할 것이며, 그에 따라 퓨필 이펙트를 발생할 것이다. 파면 수정 장치는 예컨대 수차 오프셋(abberation offset)을 가하기 위해 이용될 수도 있다. "수차 오프셋"이라는 표현은 필드 평면에서의 이미지에 걸쳐 동일하게 가해질 수차 수정을 의미한다. 그러므로, 파면 수정은 방사선 빔의 전체 파면에 가로지르는 방사선 빔에서의 수차를 감소시키거나 정정하기 위해 이용될 수 있다. 예컨대, 파면 수정 장치에 의해 퓨필 평면에 디포커스(defocus)가 도입되면, 이미지의 각각의 지점으로부터의 방사선이 동일한 퓨필 평면을 통과하기 때문에, 이미지의 모든 지점이 실질적으로 동일하게 디포커스될 것이다. 파면 수정 장치는 방사선 빔에 필드 평면 수정을 도입하지 않고서도 퓨필 평면에서의 방사선 빔의 파면을 수정할 수 있다. 파면 수정 장치는 투영 시스템(PL)에 의해(또는 리소그래피 장치의 다른 부분에 의해) 방사선 빔에 도입되는 원하지 않은 수차 오프셋을 감소시키거나 제거하기 위해 이용될 수 있다.

파면 수정 장치의 음향 방출기는 투영 시스템(PL)의 필드 평면에(또는 리소그래피 장치의 일부 다른 부분의 필드 평면에) 위치될 수 있다. 이 경우, 파면 수정 장치는 필드 평면의 방사선 빔에 수정을 가할 것이며, 그에 따라 방사선 빔에 필드 이펙트를 도입할 것이다. 파면 수정 장치는 방사선 빔의 특정한 공간적 지점에 존재하는 수차를 감소시키거나 정정하기 위해 이용될 수 있다. 방사선 빔의 특정한 공간적 지점에 존재하는 수차의 제거 또는 정정은 와이어 그리드 기반 장치(wire grid based apparatus)를 이용하여서는 가능하지 않을 수도 있는데(후술되는 바와 같이), 그 이유는 와이어 그리드의 와이어가 리소그래피 장치의 동작 동안 기판 상에 이미징될 것이기 때문이다.

전술한 바와 같이, 파면 수정 장치를 퓨필 평면에 위치시키는 것은 동일한 수차 수정이 전체 방사선 빔에 걸쳐 가해질 수 있도록 하는 반면, 파면 수정 장치를 필드 평면에 위치시키는 것은 수차 수정이 방사선 빔의 특정한 공간적 지점에 가해질 수 있도록 한다. 2개의 파면 수정 장치가 제공될 수도 있으며, 이때 첫 번째 파면 수정 장치는 퓨필 평면에 있게 되고, 두 번째 파면 수정 장치는 필드 평면에 있게 된다. 이들 파면 수정 장치는 전체 방사선 빔에 걸쳐 수차 수정이 수행될 수 있도록 하고, 또한 방사선 빔의 특정한 공간적 지점에서 수차 수정이 수행될 수 있도록 한다.

파면 수정 장치의 음향 방출기는 투영 시스템(PL)(또는 리소그래피 장치의 일부 다른 부분)의 필드 평면과 퓨필 평면 사이에 위치될 수도 있다. 이 경우, 파면 수정 장치는 방사선 빔의 혼합된 퓨필-필드 수정을 제공할 것이다.

파면 수정 장치의 음향 방출기는 리소그래피 장치의 광학축에 실질적으로 직각을 이루는 평면에 제공될 수 있다. 이 경우, 도 2에 도시된 파면 수정 장치는 방사선 빔 파면의 2차원 수정을 제공할 것이다.

도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 파면 수정 장치(2")는 방사선 빔 파면의 3차원 수정을 제공하도록 구성될 수 있다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 파면 수정 장치의 음향 방출기(16a?16d)는 방사선 빔의 광학축(OA)에 직각을 이루는 음파를 방출하도록 구성되지 않고, 그 대신에 이들 음파가 광학축에 비직각 방향으로 교차하도록 음파를 방출하도록 구성된다. 도 4에는 4개의 음향 방출기(16a?16d)가 도시되어 있지만, 음향 방출기는 어떠한 적합한 개수로도 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 2개의 음향 방출기(16a, 16c)가 리소그래피 장치의 퓨필 평면(PP) 내에 제공되거나 또는 퓨필 평면에 제공되며, 2개의 음향 방출기(16b, 16d)가 리소그래피 장치의 필드 평면(FP) 내에 제공되거나 또는 필드 평면에 제공된다. 파면 수정 장치(2")에 의해 발생된 정재 음파는 퓨필 평면과 필드 평면 사이에서 연장하며, 그에 따라서 방사선 빔에 혼합된 퓨필-필드 파면 수정을 가한다.

도 4에 도시된 파면 수정 장치(2")는 예컨대 리소그래피 장치의 투영 시스템, 리소그래피 장치의 조명 시스템, 및/또는 리소그래피 장치의 임의의 다른 적합한 지점에 제공될 수도 있다. 도 4의 파면 수정 장치(2")가 퓨필 평면(PP) 내에 있거나 또는 퓨필 평면에 있는 음향 방출기(16a, 16c) 및 필드 평면(FP) 내에 있거나 또는 필드 평면에 있는 음향 방출기(16b, 16d)를 포함하지만, 음향 방출기는 임의의 다른 적합한 평면에 추가로 또는 대안으로 제공될 수도 있다.

하나보다 많은 파면 수정 장치가 하나의 리소그래피 장치에 제공될 수도 있다.

파면 수정 장치는 다른 파면 수정 장치에 비하여 하나 이상의 장점을 제공할 수 있다. 하나의 다른 파면 수정 장치는 투영 시스템의 렌즈의 둘레 주위에 위치된 액추에이터를 포함하며, 이 액추에이터는 렌즈의 형상 및/또는 위치를 수정하고 이에 의해 파면 수정을 가하기 위해 이용된다. 이들 액추에이터의 단점은 이들 액추에이터가 렌즈의 형상을 수정하는 속도가 비교적 느리다는 것이다. 또 다른 단점은 액추에이터가 렌즈 형상에 제한된 범위의 수정만을 가할 수도 있으며, 그러므로 방사선 빔에 제한된 범위의 파면 수정을 가할 수 있다는 것이다.

본 발명의 실시예는 액추에이터에 의해 달성될 수 있는 것보다 큰 속도로 방사선 빔에 파면 수정을 가할 수 있을 것이다. 한 쌍의 음향 방출기에 의해 방출된 음파가 이들 음향 방출기 사이의 공간을 가로질러 진행하므로, 정재 음파가 구축된다. 음향 방출기의 쌍(예컨대, 도 2에서의 음향 방출기 6a 및 6d) 간의 분리 간격은 예컨대 약 10cm(이것은 방사선 빔의 폭 또는 방사선 콘딧의 폭일 수도 있음)이어도 된다. 음향 방출기에 의해 방출된 음파가 음속, 즉 350m/s으로 진행하는 것으로 가정하면, 음향 방출기에 의해 방출된 음파는 방사선 콘딧을 가로질러 대략 0.3ms로 진행할 수 있다. 그러므로, 요구된 정재 음파는 방사선 콘딧에서 약 0.3ms로 구축될 수 있다. 방사선 콘딧이 더 큰 폭을 갖는다면, 음파가 방사선 콘딧을 가로질러 진행하기 위해 추가로 진행할 필요가 있을 것이므로, 정재 음파를 구축하는 것이 더 오래 걸릴 것이다. 유사하게, 방사선 콘딧이 더 작은 폭을 갖는다면, 정재 음파를 구축하는데 더 적은 시간이 소요될 것이다.

이에 추가하여 또는 이와 달리, 파면 수정 장치는 정재 음파를 신속하게 수정할 수 있다. 정재 음파가 수정될 수 있는 속도는 정재 음파가 구축될 수 있는 속도(음파에 의해 진행되는 거리 및 사운드의 속도에 좌우됨)와 동일하다. 정재 음파의 수정은 예컨대 정재 음파의 노드 및 안티-노드의 위치에 대한 조정을 포함하며, 이 조정은 정재 음파를 발생하기 위해 이용되는 음향 방출기의 상대 위상을 수정함으로써 수행된다.

본 발명의 실시예는 액추에이터에 의해 가해질 수 있는 것보다 방사선 빔에 넓은 범위의 수정을 가할 수 있다는 추가의 장점이 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 방사선 빔에 대한 수정을 액추에이터를 이용하여 가해질 수 있는 것보다 더 높은 공간 분해능으로 가할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 액추에이터를 이용하여 가해질 수 있는 가장 높은 공간 주파수보다 높은 공간 주파수를 갖는 방사선 빔에서의 수차 오프셋(장치가 퓨필 평면 내에 또는 퓨필 평면에 위치될 때의)을 감소시키거나 제거할 수 있다. 본 발명의 실시예는 방사선 빔에서의 공간적 위치를 함수로 하여 변경되는 방사선 빔에서의 필드 수차 오프셋(장치가 퓨필 평면으로부터 떨어져 위치된 때의)를 감소시키거나 제거할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 액추에이터를 이용하여 가해질 수 없는 레이트(rate)로 공간적 위치에 대해 변화하는 방사선 빔에서의 필드 평면 수차를 감소시키거나 제거할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 방사선 빔에서의 위상 리플(phase ripple)을 감소시키거나 제거할 수 있다. 본 발명의 실시예는 방사선 빔에서의 국소적인 필드 평면 수차(즉, 횡단면으로 볼 때에 단지 방사선 빔의 일부분에만 존재하는 필드 평면 수차)를 감소시키거나 제거할 수 있다. 액추에이터를 이용하여 이것을 효과적으로 행하는 것은 가능하지 않을 것이다.

또 다른 파면 수정 장치는 와이어 그리드 및 가스 냉각 장치가 제공된 투과성 플레이트를 포함한다. 와이어 그리드는 투과성 플레이트 상의 요구된 지점의 온도를 수정하고 이에 의해 투과성 플레이트에 의해 방사선 빔에 가해지는 광학 효과를 수정하기 위해 이용될 수 있다. 플레이트 및 와이어 그리드 구성은 액추에이터를 이용하여 가해질 수 있는 것보다 높은 공간적 분해능으로 방사선 빔에 수정이 가해질 있도록 한다. 이 플레이트 및 와이어 그리드 구성의 단점은 투과성 플레이트가 요구된 온도에 도달하기 위해서는 시간이 소요되기 때문에 비교적 느릴 수 있다는 것이다. 또 다른 단점으로는, 와이어 그리드의 와이어가 방사선 빔을 블록킹하고, 그 결과 리소그래피 장치의 필드 평면에 또는 필드 평면에 근접하게 제공될 수 없다는 것이다(이것은 와이어에 의해 형성된 그림자가 기판 상에 이미징될 수 있도록 할 것임). 이들 단점들 중의 하나 이상은 본 발명의 실시예에 의해 해소될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 대략 0.3ms 내에서 요구된 정재 음파를 구축할 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예가 방사선 빔 내에 와이어 또는 다른 구조물을 이용하지 않으므로, 방사선 빔 내에 그림자를 발생하지 않으며, 그에 따라 리소그래피 장치의 필드 평면에 이용될 수 있다. 또한, 방사선 빔 내에 와이어 또는 다른 구조물이 이용되지 않으므로, 본 발명의 실시예는 방사선 빔의 산란을 통한 스트레이 방사(stray radiation)를 발생하지 않을 것이다.

본 발명의 실시예의 추가의 장점은 가스 냉각이 요구되지 않을 것이며, 이에 의해 가스 냉각을 제공하기 위한 비교적 복잡한 공학 기술을 방지한다는 점이다. 본 발명의 실시예의 또 다른 장점은 리소그래피 장치의 투영 시스템에 매칭되는 투과성 플레이트를 제공하지 않아도 된다는 점이다. 이것은 투과성 플레이트를 리소그래피 장치의 투영 시스템에 매칭시키는 것이 시간과 비용이 많이 소요되므로 실질적인 장점이 되며, 이들 투과성 플레이트가 임의의 다른 리소그래피 장치에 사용되는 것을 방지한다. 본 발명의 실시예는 리소그래피 장치에 매칭하지 않고서도 리소그래피 장치에 적합화될 수 있다. 이것은 본 발명의 동일한 실시예들이 상이한 리소그래피 장치 또는 기타 장치에 대해 구성되어 적합화될 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예의 추가의 장점은 파면 수정 장치가 오프로 스위치되는 때에 방사선 빔의 파면에 어떠한 수정도 가하지 않는다는 점이다(와이어 그리드 및 플레이트 장치와는 달리).

본 발명의 실시예의 파면 수정 장치는 방사선 빔에 파면 수정을 충분히 신속하게 가할 수 있으며, 파면 수정은 기판(W)(도 1을 참조) 상의 패턴의 스캐닝 노광 동안에 변화될 수 있다. 예컨대, 스캐닝 노광 동안 변경되는 파면 수정은, 이러한 파면 수정이 스캐닝 노광 동안의 패터닝 장치 가열의 이미지 왜곡 작용을 상쇄하는(또는 다른 원하지 않은 작용을 보상하는) 수차를 도입함으로써 이 작용을 보상하도록, 이 방사선 빔(PB)에 가해질 수 있다. 스캐닝 노광은 리소그래피 장치에 의해 대략 40ms로 수행될 수 있으며, 스캐닝 노광 동안의 패터닝 장치 가열에 의해 야기되는 이미지 왜곡은 대략 20nm일 것이다. 이것은 약 0.5nm/ms의 변화에 해당한다. 파장 수정 장치는 대략 0.3ms 내에서 정재 음파를 구축하거나 및/또는 수정할 수 있다. 그러므로, 파면 수정 장치는 스캐닝 노광 동안의 패터닝 장치 가열에 의해 야기된 이미지 왜곡의 정정을 용이하게 하기에 충분한 정도로 빠르다.

음향 방출기에 의해 발생된 음파는 투영 시스템의 벽부 또는 리소그래피 장치의 다른 부분에 전파하는 성분을 포함할 수 있다. 그러나, 음파는 상당히 신속하게 쇠퇴하여야 하며, 따라서 리소그래피 장치에 대해 무시할 수 있는 부정적인 영향을 가질 수 있다. 현저한 부정적인 영향이 보여진다면, 음파의 전파를 방지하거나 제한하기 위해 리소그래피 장치 내의 적합한 지점에 흡수재가 위치될 수 있다. 예컨대, 음향 방출기의 뒤쪽에 흡수재가 위치될 수 있다. 흡수재는 모든 음향 방출기(또는 음향 방출기의 거의 모두)의 뒤쪽에 연장하는 링으로 제공될 수 있다.

음향 방출기에 의해 방출된 음파는 예컨대 약 1cm의 두께(이 설명에서 "두께"라는 표현은 음파의 전파 방향에 교차하는 음파의 크기를 지칭함)를 가질 수 있다. 약 1cm의 두께를 갖는 한 쌍의 음파가 약 1cm의 두께를 갖는 정재 음파를 발생하기 위해 이용될 수 있다. 정재 음파가 1Pa의 진폭을 갖는다면, 이것은 10nm 수차 보상이 가해질 수 있도록 할 것이다. 즉, 정재 음파의 최대 압력 안티-노드를 통과하는 방사선 빔의 부분에 의해 체험되는 경로 길이는 정재 음파의 노드를 통과하는 방사선 빔의 부분에 의해 체험되는 경로 길이보다 10nm 더 길 것이다. 더 큰 진폭은 방사선 빔에 더 큰 수차 효과를 가할 것이다. 유사하게, 더 두꺼운 정재 음파는 방사선 빔에 더 큰 수차 효과를 가할 것이다.

파면 수정 장치에 의해 발생된 정재 음파의 두께는 음향 방출기의 구성 및/또는 크기와 음파의 파장에 좌우될 것이다. 파면 수정 장치를 제조할 때에, 달성될 요구된 공간 분해능에 따라 두께가 선택될 수 있다. 더 얇은 음파는 더 두꺼운 음파보다 더 정확하게 지향될 필요가 있으며, 이것은 이들 음파가 서로 중첩하지 않도록 하거나 및/또는 이들 음파의 중첩이 제어되도록 하는데 도움을 준다. 더 두꺼운 음파는 아래에 설명되는 바와 같이 방사선 빔에 대한 평면 외측 수정(out of plane modification)이 발생할 수 있도록 할 수 있다.

리소그래피 장치의 요구된 평면(예컨대, 퓨필 평면)에 정재 음파가 제공되는 실시예에서, 정재 음파가 방사선 빔에 대한 원하지 않은 평면 외측 수정(undesired out of plane modification)을 가하기에 충분하게 큰 그 평면 외측의 성분을 포함하지 않도록 정재 음파의 두께를 제한하는 것이 바람직할 수 있다. 정재 음파의 두께를 약 1cm 이하로 제한하는 것은 정재 음파가 방사선 빔에 대한 원하지 않은 평면 외측 수정을 가하는 것을 방지하기에 충분할 수 있다. 예컨대, 정재 음파의 두께를 약 1cm로 되도록 제한하는 것은 퓨필 평면 외부에 현저한 수정을 가하지 않고서도 퓨필 평면에서의 방사선 빔의 수정이 가해질 수 있도록 할 수 있다. 약 1cm의 정재 음파의 두께는 투영 시스템(PS) 내의 하나 이상의 지점에 적용할 수 있다(이것은 투영 시스템에 사용된 광학 요소의 구성에 좌우될 수 있다). 다른 정재 음파 두께가 적용될 수도 있다. 현저한 넌-퓨필 평면 이펙트(significant non-pupil plane effects)를 도입하지 않고서도 퓨필 평면에서 이용될 수 있는 정재 음파의 최대 두께는, 투영 시스템의 구성에 좌우될 것이며, 구체적으로 투영 시스템에서의 퓨필 평면과 필드 평면 간의 간격에 좌우될 수 있다. 현저한 넌-필드 평면 이펙트(significant non-field plane effects)를 도입하지 않고서도 필드 평면에 사용될 수 있는 정재 음파의 최대 두께를 결정할 때에, 유사한 고려가 적용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 파면 수정 장치의 음향 방출기는 컨트롤러(CT)(도 1을 참조)에 의해 제어될 수 있다. 컨트롤러(CT)는 방사선 빔의 하나 이상의 측정된 파면 수차(예컨대, 기판 테이블(WT)에 위치된 센서를 이용하여 측정된)를 모니터하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(CT)는 방사선 빔의 측정된 파면 수차를 감소시키거나 제거할 파면 수정 장치에 의해 발생될 정재 음파 구성을 결정하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(CT)는 측정된 파면 수차를 수신하고, 수차를 보상하기 위해 파면에 추가의 위상이 가산되거나 감산되어야 하는 곳을 결정할 수 있다. 컨트롤러는 적합한 추가의 위상차를 가산하거나 감산할 압력 프로파일을 발생하기 위해 음향 방출기를 제어한다. 예컨대, 기판 테이블(WT)의 센서에 의해 디포커스가 측정될 수 있다. 컨트롤러는 디포커스를 제거하거나 감소시킬 파면 수정 장치에 의해 발생될 정재 음파 구성을 결정할 수 있으며, 선택된 음향 방출기를 작동시켜 이들이 상기한 정재 음파 구성을 발생하도록 할 수 있다.

방사선 빔의 측정된 파면 수차를 모니터하도록 구성되는 것 대신 또는 방사선 빔의 측정된 파면 수차를 모니터하도록 구성되는 것에 추가하여, 컨트롤러(CT)는 메모리로부터 방사선 빔의 하나 이상의 예측된 파면 수차를 수신, 발생 또는 검색하도록 구성될 수 있다. 파면 수차의 예측은 리소그래피 장치의 교정 동안에 관찰된 파면 수차를 기반으로 할 수 있으며, 예컨대 시간 기반으로 될 수도 있다(예컨대, 수차는 시간이 지남에 따라 가열되는 리소그래피 장치의 광학 요소에 의해 발생할 수 있음). 컨트롤러는 방사선 빔의 계산된 또는 예측된 파면 수차를 감소시키거나 제거할 파면 수정 장치에 의해 발생될 정재 음파 구성을 결정하도록 구성될 수 있다.

방사선 빔의 소정의 파면 수차를 감소시키거나 제거하기 위해 사용되는 정재 음파 구성의 결정은 예컨대 기억된 데이터를 참조하는 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다. 기억된 데이터는 예컨대 하나 이상의 파면 수차를 감소시키거나 제거할 정재 음파 구성을 나타내는 탐색표(또는 일부 다른 포맷의 데이터)를 포함할 수 있다. 탐색표(또는 다른 데이터 포맷)에 기억된 음파 구성들 간의 보간(interpolation)이 수행될 수도 있다.

본 발명의 특징은 어떠한 편리한 포맷으로도 구현될 수 있다. 예컨대, 본 명세서에 개시된 방법 중의 임의의 방법을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램이 제공될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 어떠한 적합한 실존하는 저장 장치(예컨대, 디스크, ROM 또는 RAM)도 포함하는 적합한 컴퓨터 판독 가능 매체를 통해 운반될 수 있다. 본 발명의 특징은 적합하게 프로그래밍된 컴퓨터를 통해 구현될 수 있다. 컴퓨터 및/또는 컴퓨터 프로그램은 예컨대 컨트롤러(CT)에 구현될 수도 있다.

파면 수정 장치는 리소그래피 장치에 존재하는 공기(또는 기타 가스)에서 정재 음파를 발생하기 위해 이용될 수 있다. 일실시예에서, 파면 수정 장치는 리소그래피 장치에 존재하는 물(또는 다른 액체)에서 정재 음파를 발생하기 위해 이용될 수 있다. 예컨대, 정재 음파는 리소그래피 장치의 작동 동안 리소그래피 장치의 투영 시스템과 기판 사이에 위치되는 액침액에서 발생될 수도 있다(액침 리소그래피에서 이용되는 바와 같이). 일실시예에서, 파면 수정 장치는 리소그래피 장치에 존재하는 쿼츠(또는 일부 다른 고체)에서 정재 음파를 발생하기 위해 이용될 수 있다. 예컨대, 정재 음파는 리소그래피 장치의 광학 요소(예컨대, 렌즈)에서 발생될 수도 있다.

액체 또는 고체에서 발생된 정재 음파는 가스에서 발생된 정재 음파와 동일한 방식으로 방사선 빔의 파면을 수정할 것이다. 그러나, 액체 또는 고체의 더 높은 굴절률 때문에, 방사선 빔 펄스의 소정의 반복률에 대해 발생될 수 있는 정재 음파의 최대 파장은 감소된다. 액체 또는 고체가 감소된 파장을 갖는 정재 음파가 발생될 수 있도록 하므로, 이들은 예컨대 더 짧은 파장(가스에서 발생된 정재 음파에 비하여)을 갖는 정재 음파를 발생하는 것이 요구되는 때에 이용될 수 있다.

일실시예에서, 파면 수정 장치의 한 쌍의 음향 방출기는 음파를 상이한 주파수로 방출할 수 있다. 이 경우, 이들 음향 방출기가 함께 발생하는 음파는 고정되지 않을 것이며, 방출된 음파의 주파수들 간의 차이에 좌우되는 변화 위상을 가질 것이다. 음파는 그에 따라 음향 방출기 중의 하나를 향하여 진행할 것이다. 음파는 그러므로 정재 음파라기보다는 진행 음파(travelling acoustic wave)로서 설명될 수 있다. 컨트롤러(CT)는 진행 음파를 방사선 소스(SO)에 의한 방사선 펄스의 발생에 동기화하여, 방사선 펄스가 파면 수정 장치를 통과할 때 이들 방사선 펄스가 실질적으로 동일한 압력 프로파일을 체험할 수 있게 할 수 있다. 진행 음파는 정재 음파에 관련하여 전술한 것과 동일한 방식으로 방사선 빔(PB)의 파면을 수정하기 위해 이용될 수 있다.

일실시예에서, 진행 음파를 발생하기 위해 한 쌍의 음향 방출기를 이용하는 것 대신 또는 진행 음파를 발생하기 위해 한 쌍의 음향 방출기를 이용하는 것에 추가하여, 진행 음파를 발생하기 위해 하나의 음향 방출기가 이용될 수도 있다. 이러한 것이 행해지는 곳에서, 음향 방출기의 반대쪽에 흡수체가 제공될 수 있으며, 흡수체는 음향 방출기쪽으로의 음파의 역반사를 감소시키거나 제거하도록 작용한다. 도 3에 도시된 것과 유사한 구성이 이용될 수 있으며, 예컨대 반사기(8a?8c)가 흡수체로 대체될 수 있다. 흡수체는 예컨대 흡수재를 포함할 수도 있고, 또는 예컨대 작동하지 않는 음향 방출기를 포함할 수도 있다. 진행 음파는 음향 방출기로부터 먼 쪽으로 이동할 때에 쇠퇴하는 진폭을 가질 수 있다. 이것은 예컨대 방사선 빔 양단에서 진폭이 쇠퇴하는 방사선 빔에 수정을 가하는 것이 요망되는 때에는 이로울 것이다. 컨트롤러(CT)는 진행 음파를 방사선 소스(SO)에 의한 방사선 펄스의 발생에 동기화하여, 방사선 펄스가 파면 수정 장치를 통과할 때 이들 방사선 펄스가 실질적으로 동일한 압력 프로파일을 체험할 수 있게 할 수 있다.

본 명세서에서 설명한 음향 방출기는 시준되거나 또는 실질적으로 시준된 음파를 방출할 수 있는 종래의 음향 방출기이어도 된다(예컨대, 전자기 음향 트랜스듀서가 이용될 수 있다).

본 발명의 실시예를 위에서 설명하였지만, 본 발명은 개시된 것과 다르게 실시될 수도 있다. 이러한 본 발명에 대한 설명은 본 발명을 한정하려는 것은 아니다.

Claims (15)

1. 파면 수정 장치에 있어서,
   적어도 부분적으로 방사선 빔 콘딧을 가로질러 진행하는 음파를 방출하도록 구성된 복수의 음향 방출기(acoustic emitter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파면 수정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 음향 방출기는 적어도 부분적으로 상기 방사선 빔 콘딧을 연장하는 정재 음파(standing acoustic wave)를 구축하도록 구성되는, 파면 수정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 음향 방출기는 쌍으로 제공되며, 각각의 쌍의 음향 방출기는 서로를 향해 바라보고 있는, 파면 수정 장치.
4. 제3항에 있어서,
   한 쌍의 음향 방출기의 제1 음향 방출기는 그 쌍의 음향 방출기의 제2 음향 방출기에 의해 방출된 음파와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 음파를 방출하도록 구성되는, 파면 수정 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 음향 방출기는 상기 방사선 빔 콘딧의 횡단면을 정재 음파로 실질적으로 채우도록 구성되는, 파면 수정 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 음향 방출기에 의해 방출된 음파의 주파수 및 위상을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하는, 파면 수정 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 선택된 음향 방출기를 온 또는 오프로 스위치하여 상기 방사선 빔 콘딧 내의 요구된 지점에 정재 음파를 제공하도록 구성되는, 파면 수정 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   복수의 상기 음향 방출기는 실질적으로 동일한 평면으로 제공되는, 파면 수정 장치.
9. 리소그래피 장치에 있어서,
   방사선 빔의 단면에 패턴을 제공하는 패터닝 장치를 지지하기 위한 지지 구조체;
   기판을 유지하기 위한 기판 테이블;
   패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟 영역 상으로 투영하기 위한 투영 시스템; 및
   전술한 청구항들 중의 하나에 따른 파면 수정 장치
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 파면 수정 장치의 음향 방출기가 상기 리소그래피 장치의 상기 투영 시스템 및/또는 조명 시스템에 제공될 수 있으며, 상기 조명 시스템은 방사선 빔을 조절하고 방사선 빔을 상기 지지 구조체 쪽으로 보내도록 구성되는, 리소그래피 장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 음향 방출기는 상기 리소그래피 장치의 퓨필 평면(pupil plane) 및/또는 필드 평면(field plane)에 놓여지는, 리소그래피 장치.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음향 방출기는 상기 리소그래피 장치의 광학축에 실질적으로 직각을 이루는 평면에 놓여지는, 리소그래피 장치.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음향 방출기는 상기 리소그래피 장치의 소스에 의해 발생되거나 상기 리소그래피 장치에 관련된 방사선 펄스의 반복률(repetition rate)에 대응하거나 이 반복률의 배수가 되는 주파수를 갖는 음파를 방출하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
14. 제6항에 종속되는 바와 같은 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 방사선 빔의 파면 수차의 측정치 또는 예측치를 수신하고, 방사선 빔의 파면 수차를 감소시키거나 제거할 정재 음파 구성을 결정하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
15. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    패터닝 장치를 이용하여 방사선 빔의 단면에 패턴을 제공하는 단계;
    투영 시스템을 이용하여 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟 영역 상에 투영하는 단계; 및
    음파를 방출하는 음향 방출기를 이용하여, 패터닝되거나 또는 패터닝되지 않은 방사선 빔이 기판에 입사되기 전에 통과하는 방사선 빔 콘딧을 적어도 부분적으로 가로질러 진행하는 음파를 구축하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.

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