KR20210070995A - 냉각 후드 상에서의 빠른 온도 제어를 위한 가스 혼합 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 물리적 컴포넌트의 열적 조건을 설정-지점으로부터 새로운 설정-지점으로 변경하도록 구성되는 서브-시스템을 포함하는 시스템에 관한 것으로, 상기 서브-시스템은, 제 1 온도를 갖는 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 1 온도와는 상이한 제 2 온도를 갖는 제 2 컨디셔닝 유체를 수용하도록 동작하고 그리고 물리적 컴포넌트로 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체의 혼합물을 공급하도록 동작하는 믹서; 및 새로운 설정-지점에 따라서 믹서를 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다. 또한, 리소그래피 장치 뿐만 아니라 본원에서 설명되는 시스템을 이용하거나 또는 본원에서 설명하는 방법들에 따라서 제조된 디바이스를 동작시키는 방법이 설명된다.
Description
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 출원은 2018년 10월 5일자로 출원된 EP 출원 18198758.7호, 및 2019년 9월 12일자로 출원된 EP 출원 19197024.3호의 우선권을 주장한다. 양자의 출원들은 본원에 전체적으로 참고로 포함된다.
분야
본 발명은 리소그래피 장치에 사용하는데 적합한 시스템 및 리소그래피 장치와 사용하는데 적합한 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판 상으로 적용하도록 구성된 머신이다. 리소그래피 장치는 예를 들어, 집적회로들(ICs)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는 예를 들어, 패터닝 디바이스(예컨대, 마스크)에서의 패턴을 기판 상에 제공된 감방사선성 재료(레지스트)의 층 상으로 투영할 수도 있다.
기판 상에 패턴을 투영하기 위해, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 이용할 수도 있다. 이 방사선의 파장은 기판 상에 형성될 수 있는 피쳐들의 최소 사이즈를 결정한다. 범위 4-20 nm 내의 파장, 예를 들어, 6.7 nm 또는 13.5 nm를 갖는 극 자외선(EUV) 방사선을 이용하는 리소그래피 장치가 예를 들어, 193 nm의 파장을 가진 방사선을 이용하는 리소그래피 장치보다, 기판 상에 더 작은 피쳐들을 형성하는데 이용될 수도 있다.
패턴을 기판 상으로 투영하는데 사용되는 방사선 빔은 그 기판으로 상당한 양의 열을 전달하고, 기판의 국부적인 가열을 초래할 것이다. 가열에 의해 초래되는 기판의 국부적인 확장은 투영된 패턴이 기판 상에 이미 존재하는 패턴들 위에 놓이는 정확도를 감소시킬 것이다.
그 내용들이 그들 전체로 참조로 포함되는 WO2018/041599호는, 기판 상부에 그리고 인접한 노출 영역에 인접하게 위치된 냉각 엘리먼트를 포함하는 리소그래피 장치와 함께 사용하는데 적합한 냉각 장치를 기술하며, 여기서, 냉각 엘리먼트는 기판 테이블 상에 유지된 기판으로부터 열을 제거하도록 구성된다. 기판으로부터 냉각 엘리먼트로 열을 전달하기 위해 가스가 냉각 엘리먼트와 기판 사이에 공급될 수도 있다. 가스의 압력과, 냉각 엘리먼트와 기판 사이의 간격의 조합은 기판의 적응 계수(accommodation coefficient)가 기판으로부터 냉각 엘리먼트로의 열의 전달 시에 상당한 영향을 미치지 않도록 할 수도 있다. 알려진 바와 같이, 적응 계수는 가스와 경계, 예컨대, 기판 사이의 에너지 전송의 효율을 표현하는데 이용되는 양이다. 냉각 장치 자체는 냉각 엘리먼트를 원하는 온도에서 유지하도록 열적으로 컨디셔닝될 수도 있다. 예를 들어, 냉각 장치는 냉각 엘리먼트로부터 열을 제거하도록 구성된 열 제거 시스템을 포함할 수도 있다. 열 제거 시스템의 구현예는 유체 냉각 시스템을 포함할 수도 있다. 유체 냉각 시스템은 컨디셔닝 유체, 예컨대, 가스를 냉각하는 냉각기를 포함할 수도 있으며, 냉각기는 냉각 엘리먼트로부터 원격에 위치된다. 유체 냉각 시스템은 또한 냉각 엘리먼트를 냉각하기 위해 냉각된 컨디셔닝 유체를 냉각 엘리먼트로 전달하도록 구성된 입구 도관, 및 컨디셔닝 유체가 냉각 엘리먼트로부터 열을 흡수한 후 냉각 엘리먼트로부터 컨디셔닝 유체를 제거하도록 구성된 출구 도관을 포함할 수도 있다. WO2018/041599호의 기술요지는 특징들이 기술적으로 호환불가능한 경우를 제외하고는, 본 발명의 임의의 양태의 기술요지와 결합될 수도 있으며, 모든 이러한 결합들은 본원에서 명시적으로 개시되고 포함된다.
기판으로 전달되는 에너지의 양, 따라서, 적합한 온도를 유지하는데 요구되는 냉각 전력이 변할 수도 있다. 예를 들어, EUV 리소그래피 장치에서, 실리콘 웨이퍼 상의 상이한 층들의 이미징은 상이한 전력 세팅들의 사용을 필요로 할 수도 있다. 이와 유사하게, 상이한 유형들의 레지스트는 또한 상이한 전력들이 사용되도록 요구할 수도 있다. 냉각 엘리먼트의 냉각 전력을 스위칭할 때에 지연이 있으며, 이는 원하는 온도, 따라서 냉각 전력이 달성되는데 시간이 소요되기 때문에 리소그래피 장치의 처리량에 부정적인 영향을 미칠 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 냉각 전력을 스위칭할 때의 지연은 기판이 원하지 않는 온도에 있게 할 수도 있으며, 이는 패턴들이 기판 상으로 투영되는 정확도를 감소시킬 수도 있다.
냉각 엘리먼트를 기판에 더 가깝게 이동시킴으로써 냉각 전력을 변경하는 것이 가능할 수도 있지만, 엘리먼트가 이미징될 웨이퍼와 접촉할 수도 있는 위험이 있으며, 이는 웨이퍼에 손상을 초래할 수도 있다. 게다가, 냉각 엘리먼트가 기판으로부터 너무 멀리 이동되면, 이는 방사선 차단을 초래하여, 처리량을 감소시키거나 또는 패터닝된 방사선 빔에 부정확성들을 도입할 수도 있다.
냉각 엘리먼트와 기판 사이의 가스의 압력을 변경하는 것이 시스템의 냉각 전력을 변경하는데 이용될 수 있다. 그러나, 리소그래피 장치 내의 압력은 특정의 한계들 내에 있어야 하므로, 단지 사용될 수 있는 압력들의 범위가 제한적이며 이 범위는 요구된 냉각 전력의 필요한 변화를 제공하기에 충분하지 않을 수도 있다.
게다가, 리소그래피 장치의 동작 동안 냉각을 제공할 필요가 있지만, 특정의 상황들에서, 예를 들어, 22°C와 같은, 실온과 실질적으로 동일하거나 또는 약간 높은 안정한 온도에서 리소그래피 장치의 하나 이상의 컴포넌트들을 가질 필요가 있을 수도 있다. 이는 교정 목적들을 위한 것일 수도 있다. 기존 시스템들은 단지 냉각만을 제공하며, 따라서 실온과 같은, 0°C보다 높은 안정한 온도를 제공할 수 없을 수도 있다.
또, 컨디셔닝 유체를 냉각하거나 또는 가열하는데 사용되는 냉각기의 전력을 증가시키거나 또는 감소시킴으로써 컨디셔닝 유체의 온도를 변경하는 것이 가능할 수도 있지만, 냉각기가 냉각 장치로부터 원격에 위치되는 결과로서 관심 장소에서의 컨디셔닝 유체의 온도에서의 변화가 지연될 수 있다. 이는 컨디셔닝 유체의 온도가 변경되는 동안 전체적으로 리소그래피 장치의 처리량(시간 당 프로세싱된 기판들의 개수)의 손실을 초래할 수도 있다.
식별된 문제 또는 선행 기술과 연관된 어떤 다른 문제를 해결하는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
본 출원은 일반적으로 EUV 리소그래피 장치를 지칭하지만, 본원에서 설명되는 시스템 및 방법들이 다른 유형들의 리소그래피 장치에도 또한 적용가능함을 명백히 알 수 있을 것이다.
본 발명은 위에서 식별된 문제들을 고려하여 이루어진 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 물리적 컴포넌트의 열적 조건을 설정-지점으로부터 새로운 설정-지점으로 변경하도록 구성되는 서브-시스템을 포함하는 시스템이 제공되며, 여기서, 서브-시스템은 제 1 온도를 갖는 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 1 온도와는 상이한 제 2 온도를 갖는 제 2 컨디셔닝 유체를 수용하도록 동작하고, 그리고 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체의 혼합물을 물리적 컴포넌트로 공급하도록 동작하는 믹서; 및 새로운 설정-지점에 따라서 믹서를 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.
상이한 온도들에 있는 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체를, 관심 장소, 예컨대, 냉각 엘리먼트에 가능한 한 가깝게, 혼합하면, 관심 장소에서의 최종 혼합물의 온도의 빠르고 정확한 제어를 가능하게 하며, 또한 안정한 온도를 갖는 컨디셔닝 유체의 제공을 가능하게 한다. 혼합된 컨디셔닝 유체의 온도가 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체의 비를 조정함으로써 변경될 수 있으므로, 혼합된 유체의 온도가 열 교환기를 통한 능동 가열 또는 능동 냉각을 통해서 그의 온도를 변경할 때까지 기다릴 필요가 없다. 따라서, 본 발명에 따른 서브-시스템은 냉각(또는, 가열) 전력이 컨디셔닝 유체의 온도를 제어하는데 이용되는 냉각기(또는, 히터)의 전력을 조정하여 조정되는 시스템들에서 보다 더 빠른 서브-시스템의 전력의 스위칭을 제공한다. 리소그래피 장치에서, 심지어 기판의 온도에서의 겉보기에는 아주 작은 변동들이 패턴들이 기판 상으로 투영되는 정확도를 감소시키는 에러들을 초래할 수도 있다. 특히, 의도된 범위를 벗어난 기판의 가열은 기판 테이블의 버얼들(burls)에 대해 기판의 슬리피지를 초래할 수도 있다. 기판은 또한 열적으로 유도된 변형으로 인해 형상이 변할 수도 있어, 리소그래피 장치의 동작이 기반하는 기판의 모델에 덜 일치하므로, 감소된 정확도를 초래할 수도 있다
믹서는 예를 들어, -100°C 이하 만큼 낮은 온도들과 같은, 매우 낮은 온도들에서 유체들을 수용하여 혼합할 수 있는 임의의 믹서일 수도 있다. 다른 실시형태에서, 믹서는 -200°C 내지 100°C의 범위인 온도에서 유체들을 수용하여 혼합할 수 있다. 추가적인 실시형태에서, 혼합물, 즉, 믹서로부터의 전달된 혼합물은 -100°C 내지 50°C의 온도를 포함한다.
제어기는 혼합된 컨디셔닝 유체를 원하는 온도에서 제공하기 위해 결합되는 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체의 양들을 변경하도록 믹서를 제어할 수 있다. 임의의 적합한 제어기가 사용될 수도 있다. 제어기는 하나 이상의 센서들로부터의 정보에 따라서 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체의 혼합물을 조정하도록 구성될 수도 있다. 하나 이상의 센서들은 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체의 온도 또는 혼합물의 온도를 모니터링하는 온도-감지 센서들, 예를 들어, 온도계들 또는 열전대들을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 온도 센서들은 저항 온도계를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 온도 센서들은 PT100 센서들 또는 PT1000 센서들과 같은, 백금 저항(PT) 온도계들일 수도 있다. 제어기는 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체의 온도 및 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체의 혼합물의 원하는 온도에 따라서, 하나 이상의 센서들로부터의 출력을 수신할 수도 있으며, 제어기는 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체의 혼합물에서 제 2 컨디셔닝 유체에 대한 제 1 컨디셔닝 유체의 비를 변경하도록 믹서를 제어할 수도 있다. 따라서, 제어기는 혼합된 컨디셔닝 유체를 제 1 컨디셔닝 유체의 온도와 제 2 컨디셔닝 유체의 온도 사이의 온도에서 제공할 수도 있다. 또한 개개의 제 1 또는 제 2 컨디셔닝 유체들 중 어느 하나가 온도가 변할 때까지 기다리지 않고 이를 행할 수 있다. 게다가, 컨디셔닝 유체의 온도가 컨디셔닝 유체를 가열하거나 또는 냉각시키는데 사용되는 장치의 전력을 조정하여 변경되는 경우에 가능한 것보다, 냉각 엘리먼트 또는 후드일 수도 있는 열적으로 컨디셔닝될 물리적 컴포넌트에 더 가깝게 믹서를 위치시키는 것이 가능하다.
시스템은 리소그래피 장치, 바람직하게는 EUV 리소그래피 장치일 수도 있다.
서브-시스템은 물리적 컴포넌트를 위한 냉각 장치, 예를 들어, 위에서 설명된 WO2018/041599호에 개시된 바와 같은 리소그래피 장치의 냉각 엘리먼트 또는 후드를 포함할 수도 있다. 특정 실시형태들에서, 서브-시스템은 대안적으로 또는 추가적으로 물리적 컴포넌트, 예를 들어, 리소그래피 장치의 냉각 엘리먼트 또는 후드를 가열하는 가열 장치를 포함할 수도 있다. 사용 동안, 그의 지배적인 목적이 냉각, 즉, 열 추출을 제공하는 것이기 때문에, 용어 냉각 엘리먼트 또는 후드가 사용됨을 알 수 있을 것이다. 그럼에도 불구하고, 이는 냉각 엘리먼트 또는 후드가 가열, 즉, 열 공급을 제공하기 위해 사용되는 것을 배제하지는 않는다.
물리적 컴포넌트는 기판, 기판 지지대 또는 기판 테이블, 또는 리소그래피 장치의 임의의 다른 컴포넌트일 수도 있다.
설정-지점들은 온도들일 수도 있다. 더 큰 냉각 전력이 요구되는 경우에, 새로운 설정-지점은 초기 설정 지점의 온도보다 낮은 온도일 수도 있다. 반대로, 더 적은 냉각 전력이 요구되는 경우, 새로운 설정-지점은 초기 설정 지점의 온도보다 높은 온도를 나타낼 수도 있다.
제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체는 동일할 수도 있거나 또는 서로 상이할 수도 있다. 일 양태에서, 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체는 질소를 포함한다. 예를 들어, 수소 또는 헬륨과 같은, -100°C의 온도들에서 유체들인 다른 재료들이 사용될 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 질소가 그의 준비된 이용가능성, 저비용, 및 일반적인 안전성으로 인해 바람직한 컨디셔닝 유체이다. 대안적으로, 상이한 유체들의 혼합물들이 컨디셔닝 유체로서 사용될 수도 있다.
클린-룸 환경에서 공급되는 질소 가스는 일반적으로 클린-룸의 주변 온도에 대해 ±5 K의 온도 안정성 사양을 갖는다. 클린-룸 자체는 대략 20°C 내지 대략 24°C의 온도 안정성 사양을 갖는다. 그 결과, 컨디셔닝되지 않은 형태에서의 질소 가스의 온도는 대략 15°C 내지 대략 29°C의 범위 내에 있을 수도 있다. 이와 같이, 질소의 온도는 특히 잘 제어되지 않는다.
본 출원의 장치는 비컨디셔닝될 수도 있는 제 1 컨디셔닝 유체와, 컨디셔닝될 수도 있는 제 2 컨디셔닝 유체를 혼합함으로써 이 문제를 극복할 수 있다. 컨디셔닝이란, 컨디셔닝 유체의 온도가 가열 또는 냉각에 의해, 사전-선택된 레벨로 조정되었음을 의미한다. 비컨디셔닝이란, 컨디셔닝 유체의 온도가 조정되지 않았으며 그의 온도에서의 변동들을 겪는다는 것을 의미한다.
냉각 엘리먼트 또는 후드는 본체를 포함할 수도 있으며, 본체의 최하부면에 개방된 캐비티가 제공되며, 가스를 캐비티로 전달하도록 구성된 가스 전달 도관을 더 포함한다. 가스 도관은 냉각 엘리먼트의 캐비티 내 압력을 제어하는 것이 가능하다.
캐비티는 기판의 상부 표면과 함께, 가스 전달 도관에 의해 전달되는 가스를 수용하는 체적을 형성하도록 구성될 수도 있다. 캐비티는 사용중인 기판의 상부 표면으로부터 1 mm 미만인 지붕을 가질 수도 있다.
본체는 가스 전달 도관에 연결된 챔버를 더 포함할 수도 있으며, 챔버의 바닥에는 개구들이 제공된다. 다른 실시형태에서, 냉각 엘리먼트는 가스 전달 도관에 연결된 챔버를 가진 추가적인 본체를 포함할 수도 있으며, 챔버의 바닥에는 개구들이 제공된다.
챔버의 바닥에서의 개구들은 홀들의 로우 또는 홀들의 어레이를 포함할 수도 있다.
냉각 엘리먼트는 챔버의 양 측면에 제공되는 추가적인 챔버들을 포함할 수도 있으며, 추가적인 챔버들이 상이한 가스 전달 도관 또는 도관들에 연결된다.
냉각 엘리먼트의 본체는 3mm 이하의 두께를 가질 수도 있다.
냉각 엘리먼트는 200 파스칼 이상의 압력에서 가스를 전달하도록 구성된 가스 공급장치를 포함할 수도 있다. 가스 공급장치는 100 kPa 이상의 압력에서 가스를 전달하도록 구성될 수도 있다. 가스 공급장치는 대략 500 kPa 이상의 압력에서 가스를 전달하도록 구성될 수도 있다. 임의의 압력이 열 제거에 적합할 수도 있지만, 가스 압력을 증가시키면, 그에 따라서 가스 밀도가 증가될 것이며, 더 높은 가스 밀도에서 열이 좀더 효율적으로 제거될 수 있다.
냉각 엘리먼트는 냉각 엘리먼트와 기판 사이의 간격을 설정하도록 구성된 운반 수단을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 냉각 엘리먼트는 사용 동안 기판으로부터 20 마이크론 이상의 간격을 갖도록 구성될 수도 있다.
냉각 엘리먼트는 사용 동안 기판으로부터 200 마이크론 이하의 간격을 갖도록 구성될 수도 있다.
냉각 엘리먼트는 냉각 엘리먼트와 기판 사이에 일어나는 접촉을 방지하거나 또는 억제하는 쿠션으로서 기능하는 냉각 엘리먼트 아래로부터의 가스의 외부 유동을 제공하도록 구성될 수도 있다.
냉각 엘리먼트는 예상치 못한 이동들이 검출되면 냉각 엘리먼트를 기판으로부터 멀리 당기도록 구성되는 수축 메커니즘을 포함하는 지지대 상에 제공될 수도 있다.
냉각 엘리먼트는 액체의 방울들을 기판 상으로 지향시키도록 배열된 노즐들의 어레이를 포함할 수도 있다.
냉각 엘리먼트는 사용 동안 기판으로부터 50 마이크론 이상의 간격을 갖도록 구성될 수도 있다.
냉각 엘리먼트는 1 밀리미터 이상의 간격을 갖도록 구성될 수도 있다.
일 실시형태에서, 가스는 압력 1,000 파스칼에서의 수소이며, 레지스트 표면과 캐비티의 지붕 사이의 간격은 대략 0.5mm이다. 이 실시형태에서, 레지스트 표면과 캐비티 지붕 사이의 열 전달 적응 계수는 대략 300 W/m2K일 수도 있다.
일 실시형태에서, 서브-시스템은 냉각 장치, 및 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체의 혼합물을 믹서로부터 냉각 엘리먼트 또는 후드로 보내도록 구성된 혼합된 컨디셔닝 유체 도관을 포함하며, 혼합된 컨디셔닝 유체 도관은 냉각 장치에 추가로 내장된다. 예를 들어, 냉각 장치는 상기 실시형태들의 냉각 엘리먼트 또는 후드일 수도 있다. 추가적인 일반적인 실시형태에서, 서브-시스템은 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체의 혼합물을 믹서로부터 물리적 컴포넌트로 보내도록 구성된 혼합된 컨디셔닝 유체 도관을 포함하며, 혼합된 컨디셔닝 유체 도관은 물리적 컴포넌트에 내장된다.
본 발명의 제 1 양태에 따른 시스템의 제어기는 물리적 컴포넌트로 향하는 혼합물의 질량 유량의 크기를 설정-지점 및 새로운 설정-지점에 독립적으로 유지하도록 믹서를 제어하도록 동작할 수도 있다. 즉, 온도가 변하더라도 혼합물의 질량 유량이 실질적으로 안정한 양으로 유지된다. 안정한 질량-유량을 유지하는 것은 서브-시스템을 통과하는 컨디셔닝 유체의 열 질량이 일정하게 유지되도록 보장하며, 이는 서브-시스템의 냉각 전력의 정확한 제어를 가능하게 한다. 안정한 질량-유량은 또한 유동-유도된 진동들에 대한 가능성을 감소시킨다.
서브-시스템은 믹서로의 제 1 컨디셔닝 유체의 제 1 질량-유동을 제어하도록 동작하는 제 1 질량-유동 제어기, 및 믹서로의 제 2 컨디셔닝 유체의 제 2 질량-유동을 제어하도록 동작하는 제 2 질량-유동 제어기를 포함할 수도 있으며; 제어기는 새로운 설정 지점에 따라서 제 1 질량-유동 제어기 및 제 2 질량-유동 제어기를 제어하도록 동작한다.
이러한 방법으로, 제 1 및 제 2 질량-유동 제어기들은 믹서로 통과하는 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체의 질량을 조정하고 이에 따라 결과적인 혼합된 컨디셔닝 유체의 온도를 제어하는 동시에 컨디셔닝 유체의 안정한 질량 유량을 유지하도록 동작가능하다.
서브-시스템은 제 1 온도의 크기를 제어하도록 구성된 제어가능한 냉각기, 및 제 2 온도의 크기를 제어하도록 구성된 제어가능한 히터 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
제 1 컨디셔닝 유체의 온도와 제 2 컨디셔닝 유체의 온도 사이의 온도를 달성하기 위해 혼합되는 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체의 양을 제어하는 것이 가능하지만, 혼합된 컨디셔닝 유체에 대한 온도들의 원하는 범위를 달성하기 위해, 제 1 및/또는 제 2 컨디셔닝 유체는 가열되거나 또는 냉각될 필요가 있다. 제 1 및/또는 제 2 컨디셔닝 유체들은 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체가 혼합될 때 원하는 온도가 달성될 수 있도록, 혼합된 컨디셔닝 유체의 원하는 온도 미만으로 또는 초과로 가열되거나 또는 냉각될 필요가 있다.
시스템은 기판 지지대 상에 유지된 반도체 기판 상으로 투영 광학계를 통해서 패턴을 이미징하는데 전자기 방사선을 이용하도록 구성되는 리소그래피 장치를 포함할 수도 있으며; 물리적 컴포넌트는 리소그래피 장치 내에 수용되며 투영 광학계와 기판 지지대 사이의 냉각 후드를 포함하고; 냉각 후드는 반도체 기판 상에 입사하는 방사선에 의해 발생되는 열을 반도체 기판으로부터 추출하도록 동작한다.
믹서는 리소그래피 장치 내에 수용될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 믹서는 리소그래피 장치의 노출 챔버 내에 위치될 수도 있다.
리소그래피 장치는 제 1 컨디셔닝 유체의 수용을 위한 제 1 입구; 제 1 컨디셔닝 유체를 제 1 입구로부터 믹서로 보내도록 구성된 제 1 도관; 제 2 컨디셔닝 유체의 수용을 위한 제 2 입구; 및 제 2 컨디셔닝 유체를 제 2 입구로부터 믹서로 보내도록 구성된 제 2 도관을 포함할 수도 있다.
제 1 및/또는 제 2 도관들은 진공 절연될 수도 있다. 알려진 바와 같이, 진공 절연된 도관은 공기 또는 임의의 다른 가스가 배출되는 기밀 인클로저에 수용된다. 진공 절연체는 전도를 통한 그리고 대류를 통한 열 손실이 가능한 한 최소화되므로 컨디셔닝 유체들이 온도가 이들의 유동 통로들을 따라 변하는 양을 제한한다.
서브-시스템은 제 1 온도의 크기를 제어하도록 구성되고 리소그래피 장치의 외부에 수용되는 제어가능한 냉각기; 및 제 2 온도의 크기를 제어하도록 구성되고 리소그래피 장치의 외부에 수용되는 제어가능한 히터 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
제어가능한 냉각기 및 제어가능한 히터는 바람직하게는 유지보수를 위해 냉각기 또는 히터에의 더욱 용이한 접근을 가능하게 하기 위해, 리소그래피 장치의 외부에 수용된다. 게다가, 리소그래피 장치 내에 냉각기 또는 히터를 위치시키는 것은 리소그래피 장치의 하나 이상의 다른 컴포넌트들과의 열적 간섭을 초래할 수 있다.
서브-시스템은 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체의 혼합물을 믹서로부터 물리적 컴포넌트로 보내도록 구성된 혼합된 컨디셔닝 유체 도관을 포함할 수도 있으며, 믹서 및 혼합된 컨디셔닝 유체 도관은 물리적 컴포넌트의 열적 조건을 미리 결정된 시간 기간 내에서 제어하기 위해 혼합물을 물리적 컴포넌트로 제공하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 혼합된 컨디셔닝 유체 도관은 물리적 컴포넌트에 내장된다.
리소그래피 장치의 아이들링을 최소화하는 것이 바람직하며, 따라서, 냉각 후드 또는 엘리먼트와 같은 물리적 컴포넌트의 냉각 전력을, 가능한 한 빨리 변경할 수 있는 것이 바람직하다. 리소그래피 장치에서, 냉각 전력은 사용되는 방사선의 전력에 의존할 것이며, 높은 전력 동작에는 더 큰 냉각 전력이 요구된다. 리소그래피 장치의 레티클은 각각의 상이한 웨이퍼 층 마다 변경될 수도 있다. 알려진 바와 같이, 레티클, 또는 마스크는 이미징될 패턴을 반도체 기판 상으로 전달한다. 상이한 레티클들은 일반적으로 반도체 기판에서 상이한 방사선의 양들 또는 상이한 공간 밀도들을 발생한다. 따라서, 노출이 재개될 때 물리적 컴포넌트가 원하는 온도에 있도록 레티클들이 변경되는데 소요되는 시간보다 짧은 시간에 물리적 컴포넌트의 냉각 전력이 변경되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 미리 결정된 시간 기간은 시스템의 전력을 변경하는데 요구되는 시간 기간보다 작거나 또는 같다. 이러한 방법으로, 리소그래피 장치일 수도 있는 시스템이 새로운 전력에서 동작하기 시작할 때 물리적 컴포넌트는 올바른 전력에 있다. 바람직하게는, 혼합된 컨디셔닝 유체 도관, 및 냉각 후드 또는 엘리먼트일 수도 있는 물리적 컴포넌트의 체적은 믹서로부터 물리적 컴포넌트 측으로 미리 결정된 시간 기간 내에 통과되는 혼합된 컨디셔닝 유체의 체적보다 작거나 또는 동일하다. 이러한 방법으로, 혼합된 컨디셔닝 유체 도관 및 물리적 컴포넌트가 사용된 전력에서의 변화에 대비하여 원하는 냉각 전력을 제공하기 위해, 필요한 온도에서 컨디셔닝 유체로 플러싱된다. 미리 결정된 시간 기간은 리소그래피 장치에서 레티클 변경에 요구되는 시간일 수도 있다.
일 실시형태에서, 시스템은 물리적 컴포넌트의 열적 조건을 설정-지점으로부터 새로운 설정-지점으로 미리 결정된 시간 기간 내에, 바람직하게는, 30 초 이하로 변경하도록 구성된다. 다른 실시형태에서, 시스템은 물리적 컴포넌트의 열적 조건을 설정-지점으로부터 연속된 웨이퍼들 사이의 새로운 설정-지점으로 변경하도록 구성된다. 다른 실시형태에서, 미리 결정된 시간 기간은 레티클들이 변경되는데 소요되는 시간보다 짧다. 바람직하게는, 이는 리소그래피 장치의 노출 챔버 내에 믹서를 수용함으로써 달성될 수도 있다, 즉, 믹서가 노출 챔버 내부에 위치된다.
일 실시형태에서, 서브-시스템은 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체의 혼합물을 믹서로부터 물리적 컴포넌트로 보내도록 구성된 혼합된 컨디셔닝 유체 도관을 포함하며, 혼합된 컨디셔닝 유체 도관은 냉각 장치 내로 추가로 내장된다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 리소그래피 장치 내 기판 지지대 상에 유지된 반도체 기판 상에 노출 영역을 형성하도록 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계, 및 반도체 기판을 냉각하기 위해 냉각 장치를 이용하는 단계를 포함하는 방법이 제공되며, 냉각 장치는 기판 지지대 상부에 그리고 노출 영역에 인접하게 위치된 냉각 엘리먼트를 포함하며, 냉각 엘리먼트는 반도체 기판으로부터 열을 제거하도록 기능하며, 상기 방법은 제 1 온도를 갖는 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 온도를 갖는 제 2 컨디셔닝 유체를 믹서로 제공하는 단계, 및 냉각 장치에 제공되는 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체의 비를 제어하도록 믹서를 제어하는 단계를 더 포함한다.
제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체를 상이한 온도들에서 제공함으로써, 그리고 제 2 컨디셔닝 유체에 대한 제 1 컨디셔닝 유체의 비를 제어함으로써, 혼합된 컨디셔닝 유체를 원하는 온도에서 빠르고 정확하게 제공하는 것이 가능하다. 이는 비가 매우 빨리 변경될 수 있기 때문에 컨디셔닝 유체의 온도가 가열 또는 냉각 장치에 의해 변경되는 시스템들보다 더 빠르다.
본 방법은 믹서로의 제 1 컨디셔닝 유체의 제 1 질량-유동을 제어하도록 제 1 질량-유동 제어기를 동작시키는 단계, 및 믹서로의 제 2 컨디셔닝 유체의 제 2 질량-유동을 제어하도록 제 2 질량-유동 제어기를 동작시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.
제 1 및 제 2 질량-유동 제어기들은 바람직하게는 믹서로부터 냉각 엘리먼트로의 실질적으로 일정한 질량-유동을 유지하도록 동작된다.
따라서, 질량-유동 제어기들이 제 2 컨디셔닝 유체에 대한 제 1 컨디셔닝 유체의 비를 변경하여 혼합된 컨디셔닝 유체의 온도를 제어하는데 사용될 수 있으며, 또한 냉각 엘리먼트로의 컨디셔닝 유체의 일정한 질량-유동을 유지할 수 있다.
제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체 중 적어도 하나의 온도는 제 1 및/또는 제 2 컨디셔닝 유체들의 온도를 제어하기 위해 제어가능한 히터 또는 제어가능한 냉각기에 의해 변경될 수도 있다.
혼합된 컨디셔닝 유체의 원하는 온도를 달성하기 위해서는, 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체 중 하나의 온도가 혼합된 컨디셔닝 유체의 원하는 온도보다 낮고 제 1 및 제 2 컨디셔닝 유체 중 다른 하나의 온도가 혼합된 컨디셔닝 유체의 원하는 온도보다 높을 필요가 있다.
제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체는 리소그래피 장치 내에서 혼합될 수도 있다. 리소그래피 장치 내에서 제 1 및 제 2 컨디셔닝 유체를 혼합하는 것은 혼합된 컨디셔닝 유체가 냉각 엘리먼트로 이동해야 하는 거리를 최소화한다. 이는 냉각 엘리먼트에 도달하기 전에 혼합된 컨디셔닝 유체의 온도가 변하는 양을 최소화하며, 또한 혼합된 컨디셔닝 유체가 냉각 엘리먼트에 도달하여 냉각 엘리먼트의 냉각 전력을 변경하는데 소요되는 시간을 최소화한다. 특정의 실시형태에서, 본 방법은 냉각 장치의 열적 조건을 설정-지점으로부터 새로운 설정-지점으로, 레티클들이 변경되는데 소요되는 시간보다 짧은 시간에, 및/또는 연속된 웨이퍼들 사이에 및/또는, 리소그래피 장치의 노출 챔버 내에서 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체를 혼합함으로써 30 초 이하로 변경하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 본 발명의 제 1 양태에 따른 장치를 포함하는 리소그래피 장치를 이용하거나 또는 본 발명의 제 2 양태에 따른 방법에 따라서 제조된 디바이스가 제공된다.
냉각 후드 또는 엘리먼트의 전력을 더 빠르고 정확하게 제어하는 능력은 반도체 웨이퍼와 같은, 디바이스가 이미징될 수 있는 정확도가 향상된다는 것을 의미한다.
본 발명의 임의의 양태와 관련하여 개시된 특징들은 본 발명의 임의의 다른 특징의 특징들과 결합될 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시형태들을, 첨부 개략도들을 참조하여, 단지 일 예로서, 설명한다.
도 1은 리소그래피 장치 및 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 서브-시스템의 일 실시형태의 개략도이다.
도 3은 본 발명에서의 서브-시스템의 다른 실시형태의 개략도이다.
도 1은 리소그래피 장치 및 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 서브-시스템의 일 실시형태의 개략도이다.
도 3은 본 발명에서의 서브-시스템의 다른 실시형태의 개략도이다.
도 1은 방사선 소스(SO) 및 리소그래피 장치(LA)를 포함하는 리소그래피 시스템을 나타낸다. 방사선 소스(SO)는 EUV 방사선 빔(B)을 발생하여 EUV 방사선 빔(B)을 리소그래피 장치(LA)에 공급하도록 구성된다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예컨대, 마스크)를 지지하도록 구성된 지지 구조체 MT, 투영 시스템(PS), 및 기판(W)를 지지하도록 구성된 기판 테이블(WT)을 포함한다.
조명 시스템(IL)은 EUV 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA) 상에 입사하기 전에 EUV 방사선 빔(B)을 컨디셔닝하도록 구성된다. 이에, 조명 시스템(IL)은 패싯된 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯된 동공(pupil) 거울 디바이스(11)를 포함할 수도 있다. 패싯된 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯된 동공 거울 디바이스(11)는 함께 원하는 단면 형상 및 원하는 강도 분포를 갖는 EUV 방사선 빔(B)을 제공한다. 조명 시스템(IL)은 패싯된 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯된 동공 거울 디바이스(11)에 추가하여, 또는 대신에, 다른 거울들 또는 디바이스들을 포함할 수도 있다.
이와 같이 컨디셔닝된 후, EUV 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스(MA)와 상호작용한다. 이 상호작용의 결과로서, 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')이 발생된다. 투영 시스템(PS)은 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')을 기판(W) 상으로 투영하도록 구성된다. 그 목적을 위해, 투영 시스템(PS)은 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')을 기판 테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 상으로 투영하도록 구성되는 복수의 거울들(13, 14)을 포함할 수도 있다. 투영 시스템(PS)은 감소 인자를 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')에 적용하여, 패터닝 디바이스(MA) 상에 대응하는 피쳐들보다 더 작은 피쳐들을 가진 이미지를 형성할 수도 있다. 예를 들어, 4 또는 8의 감소 인자가 적용될 수도 있다. 투영 시스템(PS)이 도 1에 단지 2개의 거울들(13, 14)을 갖는 것으로 예시되지만, 투영 시스템(PS)은 상이한 개수의 거울들(예컨대, 6개 또는 8개의 거울들)을 포함할 수도 있다.
기판(W)은 이전에 형성된 패턴들을 포함할 수도 있다. 이 경우, 리소그래피 장치(LA)는 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')에 의해 형성된 이미지를 기판(W) 상에 이전에 형성된 패턴과 정렬한다.
상대 진공, 즉 대기압보다 휠씬 낮은 압력에서 적은 양의 가스(예컨대, 수소)가 방사선 소스(SO)에, 조명 시스템(IL)에, 및/또는 투영 시스템(PS)에 제공될 수도 있다.
방사선 소스(SO)는 레이저 발생 플라즈마(LPP) 소스, 방전 발생 플라즈마(DPP) 소스, 자유 전자 레이저(FEL) 또는 EUV 방사선을 발생시키는 것이 가능한 임의의 다른 방사선 소스일 수도 있다.
도 1의 다이어그램에서, 냉각 장치 CH는 투영 시스템(PS)와 기판(W) 사이에 수용되는 것으로 도시된다. 냉각 장치 CH에 관한 좀더 상세한 정보에 관해서는, 위에서 간단히 설명된 WO2018/041599호를 참조한다.
도 2는 본 발명의 제 1 양태에 따른 서브-시스템의 일 실시형태를 도시한다. 서브-시스템은 컨디셔닝 유체 입구 도관(16)을 포함한다. 컨디셔닝 유체 도관(16)은 제 1 질량 유량 제어기(17) 및 제 2 질량 유량 제어기(18)에 연결된다. 도 2는 컨디셔닝 유체 입구 도관(16)이 2개의 별개의 도관들로 분할되는 것으로 도시되지만, 2개 이상의 별개의 컨디셔닝 유체 입구 도관들이 있을 수도 있음을 명백히 알 수 있을 것이다. 제 2 질량 유량 제어기(18)는 열 교환기(19)에 연결된다. 열 교환기(19)는 또한 냉각 후드(21)를 빠져 나가는 컨디셔닝 유체를 복귀시키는 복귀 도관(20)에 연결된다. 열 교환기(19)는 컨디셔닝 유체로부터의 열을 제 2 질량 유량 제어기(18)로부터 복귀 도관(20) 내의 컨디셔닝 유체로 전달하여, 서브-시스템의 열적 효율을 증가시키도록 구성된다. 열 교환기(19)가 옵션적인 특징임을 알 수 있을 것이다.
극저온 냉각기와 같은 냉각 디바이스(22)는 열 교환기(19)에 연결된다. 냉각 디바이스(22)는 제 2 질량 유량 제어기(18)로부터의 컨디셔닝 유체를 냉각시키도록 기능한다. 제 2 컨디셔닝 유체 도관(24) 및 제 1 컨디셔닝 유체 도관(23)이 제공되고 믹서(25)에서 결합되도록 배열된다. 제 2 컨디셔닝 유체 도관(24) 및 제 1 컨디셔닝 유체 도관(23)은 진공 절연된 파이프들을 포함할 수도 있다. 믹서(25)는 박스 26로서 개략적으로 나타낸 리소그래피 장치 내에 위치된다. 혼합된 컨디셔닝 유체 도관(27)은 믹서(25) 뿐만 아니라 냉각 후드(21)와 유체 연결된다. 복귀 도관(20)은 냉각 후드(21)와 유체 연결되며, 배기 또는 재순환을 위해 컨디셔닝 유체를, 냉각 후드(21)를 떠나, 열 교환기(19)를 경유하여, 운반하도록 구성된다.
사용 시, 컨디셔닝 유체, 예를 들어, 질소가 2개의 별개의 스트림들로 분할되는 컨디셔닝 유체 도관(16)에 제공된다. 스트림들 중 하나는 제 1 질량 유량 제어기(17)에 제공되며 다른 스트림은 제 2 질량 유량 제어기(18)에 제공된다. 제 1 및 제 2 질량 유량 제어기들(17, 18)은 이를 통과하여 흐르는 컨디셔닝 유체의 질량을 조정하여, 최종 혼합된 컨디셔닝 유체에서의 제 2 컨디셔닝 유체에 대한 제 1 컨디셔닝 유체의 비를 조정하도록 기능한다. 열 교환기(19)를 포함하는 실시형태들에서, 제 2 질량 유량 제어기(18)로부터의 컨디셔닝 유체가 열 교환기(19)로 전달되며, 여기서, 냉각 디바이스(22)로 전달되기 전에 컨디셔닝 유체를 사전에 냉각시키기 위해 컨디셔닝 유체로부터의 열이 복귀 도관(20) 내의 컨디셔닝 유체에 전달된다. 냉각 디바이스(22)는 컨디셔닝 유체를 혼합된 컨디셔닝 유체의 원하는 온도보다 낮은 온도로 냉각시킨다. 일 예에서, 냉각 디바이스(22)는 컨디셔닝 유체를 약 -100°C까지 아래로 냉각하지만, 더 높거나 또는 낮은 온도들이 또한 고려된다는 것을 명백히 알 수 있을 것이다.
제 1 컨디셔닝 유체 도관(23)에서의 컨디셔닝 유체는 비컨디셔닝되며, 따라서, 컨디셔닝 유체의 온도는 대략 15°C와 29°C 사이에서 변동을 겪는다. 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체는 믹서(25)에서 혼합되며 제 2 컨디셔닝 유체에 대한 제 1 컨디셔닝 유체의 비가 혼합된 컨디셔닝 유체 스트림을 원하는 온도에서 달성하기 위해 조정된다. 예를 들어, 제 1 컨디셔닝 유체가 20°C에 있고 제 2 컨디셔닝 유체가 -100°C에 있으면, 혼합된 냉각 유체의 원하는 온도가 -40°C이면, 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 컨디셔닝 유체는 50/50 비로 혼합될 것이다. 제 1 컨디셔닝 유체의 온도 및 제 2 컨디셔닝 유체의 온도가 모니터링되며 혼합된 컨디셔닝 유체의 안정한 온도를 획득하기 위해 비가 조정된다. 혼합된 컨디셔닝 유체가 반도체 기판(미도시)과 열 연통하는 냉각 후드(21)로 전달되고 냉각 후드(21)가 기판을 냉각시킨다. 혼합된 컨디셔닝 유체는 혼합된 컨디셔닝 유체가 열을 흡수하는 통과 동안 냉각 후드(21)를 통과한다. 혼합된 컨디셔닝 유체는 냉각 후드(21)를 빠져 나와 복귀 도관(20)을 통과한다. 복귀 도관(20)은 배기 또는 재순환을 위해 통과하기 전에 열을 흡수하는 열 교환기(19)(존재하는 경우)와 유체 연결된다. 이는 혼합된 컨디셔닝 유체 스트림을 운반하는 혼합된 컨디셔닝 유체 도관(27)이 냉각 장치 내에 및/또는 냉각 후드(21) 내에 내장될 수도 있음을 의미한다.
도 3은 도 2의 서브-시스템의 대안으로서 서브-시스템의 다른 실시형태를 도시한다. 도 2의 실시형태에 나타낸 특징들과 동일한 대안적인 실시형태의 특징들은 동일한 도면부호들로 표시된다. 도 3의 서브-시스템은 추가적인 특징으로서, 제 1 질량 유량 제어기(17)로부터의 컨디셔닝 유체를 가열하도록 구성된 가열 디바이스(28)를 포함한다.
사용 시, 도 3의 서브-시스템은 도 2의 장치와 거의 동일한 방법으로 동작한다. 게다가, 가열 디바이스(28)의 존재는 제 1 질량 제어기(17)로부터의 컨디셔닝 유체가 15°C 내지 29°C의 범위 내에 있는 주변 온도보다 더 높은 온도로 가열되는 것을 가능하게 한다. 냉각 후드(21)는 대략 실온, 예를 들어, 대략 22°C인 온도에서 유지될 필요가 있을 수도 있다. 외부 공급 소스로부터 공급되는 컨디셔닝 유체의 온도가 대략 15°C 내지 29°C 사이에 변할 수 있으므로, 컨디셔닝 유체가 혼합된 컨디셔닝 유체의 원하는 온도를 제공하기에 충분히 따뜻하지 않은 경우가 있을 수도 있다. 혼합된 컨디셔닝 유체의 온도가 정확하게 조정되도록 하기 위해, 가열 디바이스(28)는 제 1 컨디셔닝 유체를 혼합된 컨디셔닝 유체의 의도된 온도보다 높은 온도까지, 예를 들어, 대략 40°C까지 가열한다. 그후, 원하는 온도를 달성하기 위해, 가열된 제 1 컨디셔닝 유체는 제 2 컨디셔닝 유체와 혼합될 수 있다. 이러한 방법으로, 냉각 후드는 교정의 목적들을 위해, 안정하고 제어된 방법으로 대략 실온, 예를 들어, 22°C까지 가열될 수도 있다. 추가 가열 시, 냉각 후드는 냉각 후드로부터 임의의 물 또는 다른 휘발성 화합물들을 제거하는데 사용될 수 있다.
도 2 및 도 3의 다이어그램들은 열 교환기(19)의 상류 및 냉각 디바이스(22)의 상류에 위치된 제 2 질량 유량 제어기(18)를 나타낸다. 도 3의 다이어그램은 가열 디바이스(28)의 상류에 위치된 제 1 질량 제어기(17)를 나타낸다. 바람직하게는, 열 교환기(19)는 리소그래피 장치(LA)의 열-민감한 컴포넌트들로의 열 전달의 양을 감소시키기 위해 별개의 고-진공 환경에 수용된다. 바람직하게는, 제 1 질량 유량 제어기(17) 및 제 2 질량 제어기(18)는 예컨대 그들을 서비스 액션들을 위해 액세스가능하게 하기 위해, 고-진공 환경 외부에, 가능하면, 외부 리소그래피 장치(LA) 외부에 위치된다. 기능적으로, 그러나, 제 1 질량 제어기(17)는 가열 디바이스(28)의 하류에 위치될 수 있으며, 제 2 질량 유량 제어기(18)는 열 교환기(19)의 하류 또는 냉각 디바이스(22)의 하류에 위치될 수 있다.
본 명세서에서는, IC들의 제조에서의 리소그래피 장치의 사용에 대해 특정의 참조가 이루어지지만, 본원에서 설명되는 리소그래피 장치가 다른 애플리케이션들을 가질 수도 있는 것으로 이해되어야 한다. 가능한 다른 애플리케이션들은 통합된 광학 시스템들의 제조, 자기 도메인 메모리들, 평판-패널 디스플레이들, 액정 디스플레이들(LCDs), 박막 자기 헤드들, 등에 대한 가이던스(guidance) 및 검출 패턴들을 포함한다.
본 명세서에서는 리소그래피 장치의 상황에서 본 발명의 실시형태들에 대해 특정의 참조가 이루어질 수도 있지만, 본 발명의 실시형태들은 다른 장치에서 사용될 수도 있다. 본 발명의 실시형태들은 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼(또는, 다른 기판) 또는 마스크(또는, 다른 패터닝 디바이스)와 같은 물체를 측정하거나 또는 프로세싱하는 임의의 장치의 부분을 형성할 수도 있다. 이들 장치는 일반적으로 리소그래피 툴들로서 지칭될 수도 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건들 또는 주변(비-진공) 조건들을 이용할 수도 있다.
문맥이 허용하는 경우, 본 발명의 실시형태들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 본 발명의 실시형태들은 또한, 하나 이상의 프로세서들에 의해 판독되어 실행될 수도 있는 머신-판독가능 매체 상에 저장된 명령들로서 구현될 수도 있다. 머신-판독가능 매체는 정보를 머신(예컨대, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 저장하거나 또는 송신하는 임의의 메커니즘을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 머신-판독가능 매체는 판독전용 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기 저장 매체들; 광학 저장 매체들; 플래시 메모리 디바이스들; 전파 신호들의 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태들(예컨대, 반송파들, 적외선 신호들, 디지털 신호들, 등), 등을 포함할 수도 있다. 또, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴들, 명령들은 본원에서 특정의 액션들을 수행하는 것으로 설명될 수도 있다. 그러나, 이러한 설명들은 단지 편의를 위한 것이며, 실제로 이러한 액션들은 펌웨어, 소프트웨어, 루틴들, 명령들, 등을 실행하는 컴퓨팅 디바이스들, 프로세서들, 제어기들, 또는 다른 디바이스들로부터 발생하고 그러면 액추에이터들 또는 다른 디바이스들이 물리적인 세계와 상호작용을 하게 할 수도 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 특정의 실시형태들이 위에서 설명되었지만, 본 발명이 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있음을 명백히 알 수 있을 것이다. 위의 설명들은 한정하려는 것이 아닌, 예시를 위한 것이다. 따라서, 당업자는 아래에서 개시되는 청구항들의 범위로부터 일탈함이 없이 설명된 바와 같이 본 발명에 대한 수정들이 이루어질 수도 있음을 알 수 있을 것이다.
요약하면, 본 발명은 리소그래피 장치에서의 냉각 후드의 온도의 빠르고 정확한 스위칭을 가능하게 하여, 장치의 가동휴지기간(downtime)을 최소화하고 잠재적인 오버레이 에러들을 감소시킨다. 본 발명은 또한 리소그래피 장치를 둘러싼 주변 온도 또는 컨디셔닝 유체의 온도에 관계없이, 냉각 후드의 안정한 실온을 가능하게 한다.
Claims (23)
- 물리적 컴포넌트의 열적 조건을 설정-지점으로부터 새로운 설정-지점으로 변경하도록 구성되는 서브-시스템을 포함하는 시스템으로서,
상기 서브-시스템은,
제 1 온도를 갖는 제 1 컨디셔닝 유체 및 상기 제 1 온도와는 상이한 제 2 온도를 갖는 제 2 컨디셔닝 유체를 수용하도록 동작하고, 상기 물리적 컴포넌트로, 상기 제 1 컨디셔닝 유체와 상기 제 2 컨디셔닝 유체의 혼합물을 공급하도록 동작하는 믹서; 및
상기 새로운 설정-지점에 따라서 상기 믹서를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는, 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 물리적 컴포넌트로 향하는 상기 혼합물의 질량 유량의 크기를 상기 설정-지점 및 상기 새로운 설정-지점과는 독립적으로 유지하도록 상기 믹서를 제어하도록 동작하는, 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 서브-시스템은,
상기 믹서로의 상기 제 1 컨디셔닝 유체의 제 1 질량-유동을 제어하도록 동작하는 제 1 질량-유동 제어기; 및
상기 믹서로의 상기 제 2 컨디셔닝 유체의 제 2 질량-유동을 제어하도록 동작하는 제 2 질량-유동 제어기를 포함하며,
상기 제어기는 상기 새로운 설정-지점에 따라서 상기 제 1 질량-유동 제어기 및 상기 제 2 질량-유동 제어기를 제어하도록 동작하는, 시스템. - 제 1 항, 제 2 항, 또는 제 3 항에 있어서,
상기 서브-시스템은 상기 제 1 온도의 크기를 제어하도록 구성된 제어가능한 냉각기, 및 상기 제 2 온도의 크기를 제어하도록 구성된 제어가능한 히터 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템. - 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 시스템은 투영 광학계를 통해서 기판 지지대 상에 유지된 반도체 기판 상으로 패턴을 이미징하기 위해 전자기 방사선을 이용하도록 구성되는 리소그래피 장치를 포함하며;
상기 물리적 컴포넌트는 상기 리소그래피 장치에 수용되며 상기 투영 광학계와 상기 기판 지지대 사이에 냉각 후드를 포함하며, 바람직하게는, 상기 물리적 컴포넌트는 상기 기판을 냉각하도록 구성된 냉각 장치이며;
상기 냉각 후드는 상기 반도체 기판 상에 입사하는 상기 방사선에 의해 발생된 열을 상기 반도체 기판으로부터 추출하도록 동작하는, 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 믹서는 상기 리소그래피 장치 내에 수용되는, 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 믹서는 상기 리소그래피 장치의 상기 노출 챔버 내에 위치되는, 시스템. - 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리소그래피 장치는,
상기 제 1 컨디셔닝 유체의 수용을 위한 제 1 입구;
상기 제 1 컨디셔닝 유체를 상기 제 1 입구로부터 상기 믹서로 보내도록 구성된 제 1 도관;
상기 제 2 컨디셔닝 유체의 수용을 위한 제 2 입구; 및
상기 제 2 컨디셔닝 유체를 상기 제 2 입구로부터 상기 믹서로 보내도록 구성된 제 2 도관을 포함하는, 시스템. - 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서브-시스템은,
상기 제 1 온도의 크기를 제어하도록 구성되고 상기 리소그래피 장치의 외부에 수용되는 제어가능한 냉각기; 및
상기 제 2 온도의 크기를 제어하도록 구성되고 상기 리소그래피 장치의 외부에 수용되는 제어가능한 히터 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템. - 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서브-시스템은 상기 제 1 컨디셔닝 유체 및 상기 제 2 컨디셔닝 유체의 상기 혼합물을 상기 믹서로부터 상기 물리적 컴포넌트로 보내도록 구성된 혼합된 컨디셔닝 유체 도관을 포함하며, 상기 믹서 및 상기 혼합된 컨디셔닝 유체 도관은 상기 물리적 컴포넌트의 상기 열적 조건을 미리 결정된 시간 기간 내에서 제어하기 위해 상기 혼합물을 상기 물리적 컴포넌트로 보내도록 구성되는, 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 미리 결정된 시간 기간은 상기 물리적 컴포넌트의 상기 전력을 변경하는데 요구되는 상기 시간 기간보다 짧거나 또는 같은, 시스템. - 제 10 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합된 컨디셔닝 유체 도관은 상기 물리적 컴포넌트에 내장되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서브-시스템은 상기 제 1 컨디셔닝 유체와 상기 제 2 컨디셔닝 유체의 상기 혼합물을 상기 믹서로부터 상기 물리적 컴포넌트로 보내도록 구성된 혼합된 컨디셔닝 유체 도관을 포함하며, 상기 혼합된 컨디셔닝 유체 도관은 상기 물리적 컴포넌트에 내장되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 믹서는 유체들을 수용하여 -100°C 이하의 온도에서, 또는 -200°C 내지 100°C의 온도에서 혼합할 수 있는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합물은 -100°C 내지 50°C의 온도를 포함하는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 하나 이상의 센서들을 포함하며, 상기 제어기는 상기 제 1 컨디셔닝 유체 및 상기 제 2 컨디셔닝 유체의 상기 양들을 변경하고 하나 이상의 센서들로부터의 정보에 따라서 상기 제 1 컨디셔닝 유체 및 상기 제 2 컨디셔닝 유체의 상기 혼합물을 조정하도록 상기 믹서를 제어하도록 구성될 수도 있는, 시스템. - 리소그래피 장치 내 기판 지지대 상에 유지된 반도체 기판 상에 노출 영역을 형성하기 위해 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계, 및 냉각 장치를 이용하여 상기 반도체 기판을 냉각시키는 단계를 포함하며, 상기 냉각 장치가 상기 기판 지지대 상부에 그리고 상기 노출 영역에 인접하게 위치된 냉각 엘리먼트를 포함하며, 상기 냉각 엘리먼트가 상기 반도체 기판으로부터 열을 제거하도록 기능하는, 방법으로서,
상기 방법은,
제 1 온도를 갖는 제 1 컨디셔닝 유체 및 제 2 온도를 갖는 제 2 컨디셔닝 유체를 믹서에 제공하는 단계, 및
상기 냉각 장치에 제공되는 상기 제 1 컨디셔닝 유체 및 상기 제 2 컨디셔닝 유체의 상기 비를 제어하도록 상기 믹서를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 방법은, 상기 믹서로의 상기 제 1 컨디셔닝 유체의 제 1 질량-유동을 제어하도록 제 1 질량-유동 제어기를 동작시키는 단계, 및 상기 믹서로의 상기 제 2 컨디셔닝 유체의 제 2 질량-유동을 제어하도록 제 2 질량-유동 제어기를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 질량-유동 제어기 및 제 2 질량-유동 제어기는 상기 믹서로부터 상기 냉각 엘리먼트로 실질적으로 일정한 질량-유동을 유지하도록 동작되는, 방법. - 제 17 항, 제 18 항, 및 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 컨디셔닝 유체 및 상기 제 2 컨디셔닝 유체 중 적어도 하나의 상기 온도는 상기 제 1 및/또는 제 2 히터 또는 제어가능한 냉각기에 의해 변경 컨디셔닝 유체들의 상기 온도를 제어하기 위해 제어가능한 되는, 방법. - 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체는 상기 리소그래피 장치 내에서 혼합되는, 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 냉각 장치의 열적 조건을 설정-지점으로부터 새로운 설정-지점으로, 레티클들이 변경되는데 소요되는 시간보다 짧은 시간에 및/또는 연속된 웨이퍼들 사이에 및/또는 상기 리소그래피 장치의 상기 노출 챔버 내에서 상기 제 1 컨디셔닝 유체와 제 2 컨디셔닝 유체를 혼합함으로써 30 초 이하로 변경하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항의 장치를 포함하는 리소그래피 장치를 이용하여 또는 제 17 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항의 방법에 따라서 제조된 디바이스.
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