KR100540364B1 - 리소그래피 투영장치 - Google Patents

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비냐그테안톤아드리안
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

본 발명에 따른 리소그래피투영장치는, 방사선 투영 빔을 공급하는 방사선 시스템; 마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 마스크 테이블; 기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 기판 테이블; 기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영 시스템; 및 기판(1)이 기판 테이블로 이송되기 전에 위치결정될 수 있는 중간 테이블(5)을 포함하는 예비 스테이션을 포함하고,
상기 중간 테이블(5)은 복수의 개구(9)가 제공된 주표면(11)과, 상기 주표면(11)과 그 위에 위치된 기판(1) 사이에 가스 베어링을 생성시키는 가스베어링수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

리소그래피 투영장치{LITHOGRAPHIC PROJECTION APPARATUS}
도 1은 본 발명을 사용하기에 적합한 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2a는 본 발명에 따른 예비 스테이션의 일부의 단면도,
도 2b는 본 발명에 따른 예비 스테이션에 적용될 수 있는 가스원의 단면도,
도 2c는 도 2a의 실체의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 예비 스테이션의 제 3실시예를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 예비 스테이션의 제 4실시예를 나타내는 도면이다.
본 발명은 예비 스테이션(preparatory station), 특히 리소그래피투영장치에 사용하는 예비 스테이션에 관한 것이다. 또한, 특히 본 발명은 방사 투영 빔을 공급하는 방사 시스템; 마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 마스크 테이블; 기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 기판 테이블; 기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영 시스템; 및 기판이 기판 테이블로 이송되기 전에 위치결정될 수 있는 중간 테이블을 포함하는 예비 스테이션을 포함하는 리소그래피 투영 장치에 관한 것이다.
이러한 형태의 장치는, 예를 들면, 집적회로(ICs)의 제조에 사용될 수 있다. 그와 같은 경우, 마스크(레티클)는 집적회로의 각 층에 대응하는 회로패턴을 포함하고, 이 패턴은 감광물질(레지스트)층이 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)위의 목표영역(다이) 위로 묘화(imaging)될 수 있다. 대개 단일 웨이퍼는 레티클을 통해 한번에 하나씩 연속적으로 조사되는 인접한 다이들의 전체적인 네트워크를 갖는다. 일 형태의 리소그래피 투영장치에서 전체 레티클 패턴을 다이 위로 한번에 노광함으로써 각 다이가 조사되며, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라 칭한다. 이와 달리, 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)로 불리워지는 대체장치에서는 투영 빔 하에서 소정의 기준방향("주사(走査)"방향)으로 레티클 패턴을 점진적으로 주사하면서 상기 주사방향에 평행 또는 평행하지 않게 웨이퍼를 동시에 주사함으로써 각 다이가 조사되며, 일반적으로 투영계는 배율인자 (magnification factor:Ｍ)(대개<1)를 가지므로 웨이퍼테이블이 주사되는 속도(v)는 레티클 테이블이 주사되는 속도의 Ｍ배가 된다. 여기에서 설명된 리소그래피장치에 관한 상세한 정보는 국제특허출원 WO97/33205에서 찾을 수 있다.
최근까지 이러한 형태의 장치는 단일 마스크 테이블 및 단일 기판 테이블을 포함했다. 그러나, 적어도 2개의 독립적으로 이동가능한 기판 테이블이 있는 머신이 이용가능하게 되었다: 예를 들어 국제특허출원 WO98/28665 및 WO98/40791에 기술된 다중 스테이지 장치를 참조하라. 이러한 다중 스테이지 장치의 기본 동작원리는 제 1기판 테이블이 이 테이블상에 위치된 제 1기판의 노광을 위하여 투영 시스템 아래에 있는 동안, 제 2기판 테이블은 로딩 위치로 주행하고, 이전에 노광된 기판을 방출시키고, 새로운 기판을 집어올리고, 새로운 기판상의 소정의 초기 측정을 행하고 제 1기판의 노광이 완료되자마자 투영 시스템 아래의 노광위치로 새로운 기판을 이송할 준비를 하는 것이고 이 사이클은 반복된다. 이런 방식에서, 기계의 소유 비용을 개선시키는 머신 스루풋을 실질적으로 증가시키는 것이 가능하다.
리소그래피 장치는 예를 들어 자외선(UV), 극자외선(extreme UV), X-선, 이온 빔 또는 전자 빔 등의 여러 형태의 투영 방사선을 채용할 수 있다. 사용되는 방사선의 형태 및 장치의 특정의 설계요구에 따라, 투영 시스템은 예를 들어 굴절형, 반사형 또는 카타디옵트릭형일 수 있고 유리 구성요소, 그레이징-입사각 미러, 선택적 다중층 코팅, 자기장 및/또는 정전장 렌즈 등을 포함할 수 있다. 설명을 간단히 하기 위하여, 이러한 구성요소는 본 명세서에서 단일 또는 집합적으로 "렌즈"로 지칭한다. 이 장치는 진공에서 작동되는 구성요소를 포함할 수 있고 따라서 진공-호환성(vacuum-compatible)이다. 상술된 바와 같이, 이 장치는 하나보다 많은 기판 테이블 및/또는 마스크 테이블을 가질 수 있다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 제조 공정에 있어서, 마스크내의 패턴은 에너지 감지 물질(레지스트)층에 의해 적어도 부분적으로 도포된 기판상으로 묘화된다. 이러한 공정에 있어서, 기판을 기판 테이블에 제공하고 이 공정시 기판을 상기 테이블상의 고정된 위치에 확실하게 고정하는 것이 필요하다. 기판은 기판 테이블의 주 표면에 진공을 인가하는 수단을 포함하는 기판 홀더로써 고정된 위치에 유지될 수 있다. 진공은 기판을 기판 테이블에 확실하게 흡착(suck)시킨다. 기판이 기판 테이블로 제공되기 전에, 처리 트랙에서 처리(예를 들어 레지스트로 스핀 도포(spin-coated))되고 따라서, 기판의 온도는 기판 테이블의 온도와 다를 수 있다. 기판이 기판 테이블에 제공된 후 기판의 온도가 변화할 수 있기 때문에, 이러한 온도 차이는 문제를 발생시킬 수 있다. 기판 테이블은 기판을 냉각시켜 기판이 수축할 수도 있다. 그러나, 기판을 수축하지 않게 하는 기판 홀더에 의해 기판은 확고하게 유지된다. 기판은 기판 내부의 장력이 기판과 기판 테이블의 표면 사이의 마찰력보다 클 때만 수축 할 수 있다. 만일 이것이 발생하면, 기판의 일부는 기판 내부의 장력을 해제하기 위하여 기판 테이블의 표면상에서 미끄러질(slip) 것이다. 이 미끄럼 운동(slyp movement)은 기판상의 연속층상에 노출된 2개의 동시 이미지를 겹쳐놓는데 있어서의(in the super-positioning) 오류를 발생시켜 소위 오버레이 에러(overlay errors)를 발생시킨다. 통상적으로 2개의 동시 이미지를 겹쳐놓는 것은 (예를 들어, 마스크 상, 또는 기판 테이블상의 기준상에) 기준 마크에 대한 기판상의 마크를 정렬함으로써 매우 정확하게 달성된다. 만일 기판이 기판을 상기 기준 마크에 정렬한 후 미끄러진다면, 기판의 미끄러진 부분상의 2개의 동시 이미지를 겹쳐놓는 것이 실패할 수 있다. 기판이 기판 테이블보다 더 차가워서 기판 테이블에 의해 따뜻해지는 경우에도 유사한 개념이 적용된다. 이러한 경우에 기판은 팽창하기 쉽고 기판 테이블의 표면상에서 미끄러질 수 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제를 적어도 부분적으로 완화시키는 것이다.
따라서, 본 발명은 서두에 언급한 장치를 제공하는 것으로서, 중간 테이블이 복수의 개구가 제공된 주표면과, 상기 주표면과 그위에 위치된 기판 사이의 가스 베어링을 발생시키는 가스베어링수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
가스베어링은 기판과 중간 테이블의 주표면 사이의 마찰을 실질적으로 제거한다. 기판은 기판의 온도가 변화할 때 가스 베어링상에서 용이하게 팽창 및 수축할 수 있다. 중간 테이블의 표면과 기판 사이에 가스 베어링을 사용하는 다른 장점은 중간 테이블의 주표면상에 존재하는 외계 입자(foreign particle)에 의한 기판 배면측의 오염이 회피된다는 것이다. 상기 배면측에 모여진 입자는 가스 베어링에 의해 배면측으로부터 불어 날려버릴 수 있다.
가스 베어링에서 사용되는 가스는 공기일 수 있고 가스원에는 가스(예를 들어 외부측으로부터의 공기)를 여과하는 수단이 제공되어 실질적으로 외계입자로부터 실질적으로 해방된다. 대안적으로, 예를 들어 질소 또는 헬륨등의 다른 가스가 사용될 수 있다. 당업자에 의해 명백히 이해되는 바와 같이, 가스 베어링으로의 가스의 유입을 위한 개구와 가스 베어링으로부터의 가스의 배출을 위한 개구를 구비함으로써 가스 베어링을 제어할 수 있다. 가스의 유입을 위한 특정 압력은 예를 들어 약 1.1 및 1.5 bar 사이일 수 있는 반면, 가스의 배출을 위한 감소된 가스 압력은 예를 들어 약 0.5 및 0.9 bar 사이일 수 있다. 가스 베어링은 예를 들어 약 150 ㎛이하의 두께를 가질 수 있다.
예비 스테이션은 가스 베어링을 만드는데 사용되는 가스를 이온화하는 가스 이온화수단을 포함할 수 있다. 가스이온화수단을 사용함으로써 (기판의 정전적으로 대전된 부분이 반대극성의 전하로 이온을 끌어들여 이 대전된 부분이 이온에 의해 중성화되기 때문에) 기판은 초기에 대전된 상태로부터 점진적으로 방전될 수 있다. 예를 들어 기판이 도체의 근처로 가는 경우의 기판의 갑작스런 방전을 방지하기 때문에 이 점진적인 방전이 이롭다. 예를 들어 스파크를 동반하는 갑작스런 방전은 기판에 또는 이미 그 위에 생성된 감지 구조에 손상을 발생시킬 수 있다. 당업자에 의해 명백히 알 수 있는 바와 같이, 가스이온화수단은, 예를 들어, 가스를 이온화하기 위하여 방사능 이온화 또는 코로나 방전을 사용할 수 있다. 코로나 방전은 날카로운 지점에 고전압을 인가하여 상기 지점의 근처에서 가스를 이온화하는 방법이다.
중간 테이블은 이 테이블의 온도를 제어하는 제 1제어수단을 포함할 수 있다. 중간 테이블의 온도를 제어함으로써, 기판의 온도가 영향받을 수 있다. 이러한 영향을 줄 수 있는 가능한 제 1메커니즘은 기판으로부터 중간테이블로의 열 방사선일 수 있다. 제 2메커니즘은 중간 테이블의 온도가 가스 베어링에서 사용되는 가스의 온도에 영향을 주고 가스의 온도가 기판의 온도에 영향을 주는 것일 수 있다. 특히, 기판과 중간 테이블의 표면 사이의 가스 베어링에 의해 발생된 갭이 매우 얇을 때, 상기 테이블의 온도는 기판의 온도에 강하고 급격한 영향을 미칠 수 있다.
예비 스테이션은 가스 베어링에 사용되는 가스의 온도를 조절하는 제 2제어수단을 포함할 수 있다. 상기 가스의 온도를 직접 조절함으로써 기판의 온도가 마찬가지로 영향을 받을 수 있다. 특히, 기판과 중간 테이블 사이의 갭이 클 때는, 중간 테이블의 온도만을 조절하는 것 대신에 직접 가스의 온도를 조절하는 것이 바람직 할 수 있다.
상술된 본 발명의 장점은 상기 제 1 및 제 2제어수단이 중간 테이블 및 가스를 (예를 들어 기판 테이블내의 온도 감지 수단을 사용하여 측정된) 기판 테이블의 온도와 실질적으로 동일하게 유지할 수 있다는 것이다. 이 경우, 가스 및 중간 테이블의 온도는 기판 테이블의 온도와 실질적으로 동일한 온도로 기판의 온도를 변화시킨다. 기판이 기판 테이블에 제공된 후, 기판의 온도는 더 이상 심각하게 변화하지 않고, 따라서 기판의 어떠한 팽창 또는 수축도 기판 테이블상에 발생하지 않는다. 따라서, 이들 측정이 행해질 때, 기판 테이블상의 기판의 미끄럼이 발생할 기회는 최소화될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 있어서, 상기 예비 스테이션은, 상기 중간 테이블상의 상기 기판의 제 1위치를 검출하는 검출수단; 중간 테이블상의 기판의 소정의 위치와 상기 제 1위치 사이의 소정의 변위를 계산하는 계산수단; 및 상기 제 1위치로부터 상기 소정의 위치로 상기 기판을 이동시키는 이동수단을 더 포함한다.
상기 검출수단은 상기 중간 테이블상의 상기 기판의 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 검출수단을 포함할 수 있다. 검출수단은 용량성 센서 또는 광학 센서, 예를 들어 카메라 시스템 또는 CCD 배열을 포함할 수 있다. 중간 테이블상의 기판의 제 1위치에 대하여 검출수단으로 얻어진 정보는 상기 테이블상의 대상물의 소정의 위치에 대한 정보와 함께 계산수단에서 처리되어 소정의 변위를 계산할 수 있다. 중간 테이블상의 기판의 상기 소정의 위치는 미리 결정되어 메모리 장치에 기억될 수 있어 필요할 때 회수될 수 있다. 이동수단은 예를 들어 로봇 아암을 포함할 수 있다.
기판은 소정의 위치로 가져올 수 있고 동시에 소정의 온도로 가져올 수 있다. 이것은 장치의 시간효율(스루풋 보강)을 향상시킨다. 다른 장점은 기판이 가스 베어링상에서 완전히 평편하기 때문에 검출수단이 중간 테이블의 제 1위치를 검출할 수 있는 정확도가 더 양호하다는 것이다. 이것은 가스 베어링이 기판의 모든 배면측에 대해 동등하게 분할된 기판상에 힘을 가하기 때문이어서 기판은 기판 홀더에 의해 응력을 받지않는다(따라서 뒤틀리지 않는다).
본 발명은, 또한
(a) 마스크 테이블에 패턴을 포함하는 마스크를 제공하는 단계,
(b) 기판 테이블에 방사선 감지물질층에 의해 적어도 부분적으로 도포된 기판을 제공하는 단계, 및
(c) 방사선 투영빔을 사용하여 마스크의 조사부분을 방사선 감지 물질층의 목표영역상에 투영하는 단계를 포함하고,
단계(b) 이전에 기판을 복수의 개구를 갖는 주표면을 포함하는 중간 테이블에 제공하고 상기 주표면과 기판사이에 발생된 가스 베어링상에 소정의 시간간격동안 기판을 유지하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다. 이러한 방식으로 기판을 가스 베어링상에 유지시키는 것은 기판 및 중간테이블 사이에 장력이 발생하지 않고 기판의 온도가 변화할 때 기판을 수축 또는 팽창하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 리소그래피 투영 장치를 사용하는 제조 공정에서, 마스크의 패턴은 에너지 감지 물질(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 준비작업(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 다양한 공정을 거친다. 노광후에, 기판은 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처의 측정/검사와 같은 다른 공정을 거칠 수 있다. 공정의 이러한 배열은 예를 들어 IC와 같은 소자의 개별 층을 패턴화하는 기초로서 사용된다. 그와 같은 패턴화된 층은 에칭, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 연마등 개별 층을 마무리하는 데 의도된 모든 다양한 공정을 거친다. 여러 층이 요구된다면, 전체 공정 또는 그 변형은 각 새로운 층에 반복되어야만 할 것이다. 결국, 소자의 배열이 기판(웨이퍼)에 존재하게 될 것이다. 이들 소자는 다이싱(dicing) 또는 소잉(sawing) 등의 기술에 의해 서로로부터 분리되어 개개의 소자는 캐리어에 장착되고 핀에 접속될 수 있다. 그와 같은 공정에 관한 추가 정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, 저자 Peter van Zant, 맥그로힐출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.
상술된 본 발명은 마스크를 준비하는 예비 스테이션에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 사용에 대해 본 명세서에서 집적회로의 제조에 대해서만 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 곳에 적용될 수도 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용의 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막 자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라 면, 전술한 기타 응용분야들을 고려할 때, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "목표 영역" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체될 수 있음이 이해될 것이다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 투영 장치를 개략적으로 도시한다. 이 장치는
Figure 112003026155512-pat00001
(예를 들어, 파장이 365 nm, 248 nm, 193 nm 또는 157 nm 인) 자외선, 극자외선(EUV), X-선, 전자 또는 이온 등의 방사선 투영 빔(PB)을 공급하는 방사선 시스템(LA, Ex, IN, CO);
Figure 112000007755064-pat00002
마스크(예를 들어, 레티클)(MA)를 고정하는 마스크 홀더를 구비하는 마스크 테이블(MT);
Figure 112000007755064-pat00003
(예를 들어, 레지스트 도포된 실리콘 웨이퍼와 같은) 기판(W)을 고정하는 기판홀더가 구비된 기판 테이블(WT);
Figure 112003026155512-pat00004
기판(W)의 목표 영역(C)(다이)상에 마스크(MA)의 조사부를 묘화하는 투영 시스템(PL)(예를 들어, 렌즈 또는 카타디오프트릭 시스템, 미러군 또는 필드 디플렉터의 어레이)을 포함한다.
여기서 기술된 바와 같이, 본 장치는 굴절형 구성요소를 포함할 수 있다. 그러나, 대안적으로 하나 이상의 반사형 구성요소를 포함할 수도 있다.
방사선 시스템은 방사선 빔을 생성하는 소스(LA)(예를 들어, 수은등, 엑사이머 레이저, 열이온 총 또는 이온원, 또는 저장 링이나 싱크로트론의 전자 빔의 경로주위에 제공되는 위글러/언둘레이터)를 포함한다. 이 빔은 예를 들어 빔 성형 광학기(Ex), 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)인 다양한 광학 구성요소를 따라 통과되어, 최종적인 빔(PB)이 그 단면에서 소정의 형상과 강도 분포를 갖도록 한다.
그 후, 빔(PB)은 마스크 테이블(MT)위의 마스크 홀더에 고정되어 있는 마스크(MA)로 충돌한다. 마스크(MA)를 통과하면서 빔(PB)은 기판(W)의 목표영역(C)상으로 빔(PB)을 포커싱하는 투영시스템(PL)을 통과한다. 간섭계 변위 및 측정 수단(IF)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들면, 빔(PB)의 경로에 상이한 목표영역(C)을 위치시키도록 정확하게 움직일 수 있다. 유사하게, 마스크 테이블(MT)은 빔(PB)에 대하여 매우 정확하게 위치될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지 않았지만 긴 스트로크 모듈(대략적인 위치결정)과 짧은 스트로크 모듈(미세한 위치 결정)의 도움으로 실현된다. 스텝 및 스캔 장치와는 반대로 웨이퍼 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 짧은 스트로크 모듈로만 이동될 수 있거나 고정될 수 있다.
상술된 장치는 두 개의 다른 모드로 이용될 수 있다:
Figure 112000007755064-pat00005
스텝 모드에서는, 마스크 테이블(MT)이 기본적으로 고정되어 있으며, 전체 마스크 이미지가 목표영역(C) 위로 한번(즉, 단일 "플래쉬")로 투영된다. 그 다음, 기판 테이블(WT)이 X 및/또는 Y 방향으로 이동하여 다른 목표 영역(C)이 (고정) 빔(PB)에 의해 조사될 수 있다;
Figure 112000007755064-pat00006
스캔 모드에서는, 소정의 목표영역(C)이 단일 "플래쉬"에 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 스텝 모드와 동일한 방법이 적용된다. 대신에, 마스 크 테이블(MT)이 소정방향(소위 "스캔 방향", 예를 들면 X 방향)으로 속도(υ)로 이동이 가능하기 때문에 투영 빔(PB)이 마스크 이미지를 스캔하게 된다; 이와 병행하여, 기판 테이블(WT)은 V = Mυ 의 속도로 동일한 방향 혹은 반대 방향으로 동시에 이동하고, 이때의 M은 투영시스템(PL)의 배율 (일반적으로, M = 1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 비교적 큰 목표영역(C)이 해상도에 구애받지 않고 노광될 수 있다.
(실시예 2)
도 2a는 본 발명에 따른 예비 스테이션의 바람직한 실시예의 단면도이다. 이 도면으로부터 다음의 항목이 이해될 수 있다.
Figure 112000007755064-pat00007
가장자리(3), 정면측(1a) 및 배면측(1b)을 갖는 기판(웨이퍼)(1);
Figure 112000007755064-pat00008
개구(9)를 통하여 주표면(11)에 연결된 가스 챔버(7)를 포함하는 중간 테이블(5);
Figure 112000007755064-pat00009
액츄에이터(17)와 진공 홀딩 수단(19)으로 이루어져 중간 테이블(5) 위에서 기판(1)을 유지 및 회전시키는 회전 유닛(15);
Figure 112000007755064-pat00010
개구(9), 가스 챔버(7) 및 튜브(23)를 통하여 가스를 주표면(11)에 공급하는 가스원(21)을 포함하는 가스 베어링 수단;
Figure 112000007755064-pat00011
기판(1)의 가장자리(3)를 검출하는 가장자리 검출수단(27)과 기판(1)의 정면측(1a)상의 마크를 검출하는 마크검출수단(29)을 포함하는 검출수단(25).
기판(1)은 기판이송수단, 예를 들어 로봇 아암에 의해 중간 테이블(5)로 이동된다. 일반적으로, 정면측(1a)에는 기판(1)상에 이미 생성된 감지 구조(sensitive structure)가 존재할 수 있기 때문에, 기판이송수단은 기판을 배면측(1b) 또는 가장자리(3)상에서 유지시킨다. 기판이송수단은 주표면(11) 위에 기판(1)을 유지하고 진공 홀딩 수단(19)은 액츄에이터(17)에 의해 주표면(11) 쪽으로 배면측(1b)까지 이에 수직인 방향으로 이동된다. 진공이 진공 홀딩 수단(19)에 인가되어 기판(1)의 배면측(1b)이 진공 홀딩 수단(19)으로 흡착된다. 그 후, 기판이송수단은 기판(1)의 배면측(1b)으로부터 해제되고 주표면(11)으로부터 멀어진다. 액츄에이터(17)는 주표면(11)에 실질적으로 수직인 방향으로 주표면(11)을 향하여 진공 홀딩 수단(19)을 후퇴시키고, 튜브(23), 가스 챔버(7) 및 개구(9)를 통하여 가스원(21)에 의해 가스가 주표면(11)으로 공급된다. 이 가스는 기판(1)과 주표면(11) 사이에 가스 베어링을 생성한다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 가스원(21)은 펌프(31), 가스 이온화 수단(33), 가스의 온도제어를 위한 제 2제어수단(35), 가스여과수단(37) 및 공기 입구(39)를 포함하여 이루어질 수 있다. 만일 가스 베어링이 공기로 만들어진다면, 상기 공기는 공기 입구(39)를 통하여 가스원(21)으로 들어가고 가스여과수단(37)에 의해 여과되어 공기로부터 외계입자를 실질적으로 제거한다. 그 후, 공기는 제 2제어수단(35)에 의해 소정의 온도가 되고, 이온화 수단(33)에 의해 이온화되고, 펌프(31)에 의해 소정 압력으로 되고 튜브(23)를 통하여 중간 테이블(5)로 전달된다. 만일 공기 이외의 가스가 사용된다면 가스여과수단(37) 및 공기 입구(39)는 존재하지 않을 수도 있다. 질소 또는 헬륨 등의 가스가 이러한 목적으로 사용된다. 가스이온화수단(33)은 가스베어링을 생성하는데 사용된 가스를 이온화한다. 가스중의 이온은 기판(1)의 배면측(1b)상에 수집된 임의의 정전 전하에 의해 인력을 받고, 이러한 전하를 중성화시킨다.
중간 테이블(5)(도 2a)은 이 테이블의 온도를 제어하는 제 1제어수단을 포함할 수 있다. 중간 테이블(5)의 온도를 제어함으로써, 기판(1)의 온도가 영향을 받을 수 있다. 이러한 영향을 줄 가능성이 있는 제 1메커니즘은 기판(1)과 주표면(11) 사이의 열 방사선일 수 있다. 제 2메커니즘은 중간 테이블(5)의 온도가 가스 베어링에 사용되는 가스의 온도에 영향을 주는 것일 수 있고 이는 가스의 온도가 기판(1)의 온도에 영향을 준다. 특히, 기판(1)과 주표면(11) 사이의 가스 베어링에 의해 발생된 갭이 얇을 때, 예를 들어 150 ㎛ 이하일 때, 상기 테이블(5)의 온도는 기판(1)의 온도에 강력하고 급격한 영향을 미칠 수 있다.
만일 상기 제 1 및/또는 제 2제어수단이 중간테이블(5) 및 가스를 기판 테이블(WT)의 온도와 실질적으로 동일한 온도로 유지시킨다면 유리할 것이다. 예를 들어 기판 테이블(WT)의 온도를 측정하는 센서를 사용할 수 있고, 상기 측정된 온도와 실질적으로 동일하도록 제 1 및/또는 제 2제어수단의 온도를 조절할 수 있다. 이것은 기판 테이블(WT)로의 이송전에 기판(1)의 온도가 기판테이블(WT)의 온도와 동일하게 되기 때문에 이롭고, 따라서 기판 테이블(WT)상의 기판(1) 배치 후에 실질적으로 어떠한 수축 또는 팽창도 발생하지 않을 것이다.
중간 테이블(5)상의 기판(1)의 배향을 측정하는데 있어서, 마크검출수단(29)은 기판의 정면측(1a)상의 마크를 검출하는데 사용될 수 있고, 및/또는 가장자리 검출수단(27)은 기판(1)의 가장자리(3)를 검출하는데 사용될 수 있다. 가장자리 검출수단(27)은 중간 테이블(5)상의 기판(1)의 이심률(eccentricity)을 측정한다. 이것은 중간 테이블(5)의 평면에 수직인 축 주위로 진공 홀딩 수단(19)을 회전시켜 기판(1)의 가장자리(3)가 가장자리 검출수단(27) 아래에서 회전하도록 하는 액츄에이터(17)에 의해 달성된다(기판이 그 위에 위치되지 않은 중간 평면(5)의 평면도를 나타내는 도 2c참조). 가장자리 검출수단(27)은 용량성 센서 또는 광학 센서(예를 들어, 카메라 시스템 또는 CCD 배열)를 채용하여 기판(1)의 가장자리(3)의 위치를 측정할 수 있다. 이러한 방식으로:
- 노치 또는 플랫 에지(flat edge)는 기판(1)이 기판 테이블(WT)로 이송되기 전에 원하는 대로 자동적으로 배향될 수 있다;
- 중간 테이블(5)상의 상기 기판(1)의 이심률이, 기판 테이블(WT)로 이동될 때 기판(1)이 기판 테이블(WT)에 채용된 정렬 모듈의 캡쳐(capture) 영역밖으로 떨어지도록 하는 임계값(threshhold value)를 초과하는지 여부가 결정될 수 있다.
만일 중간 테이블(5)상의 기판(1)의 제 1위치가 기판 테이블(WT)에 채용된 정렬모듈의 캡쳐영역 내에 있지 않다면, 기판(1)이 노광을 위한 기판 테이블(WT)상의 소정의 위치로 정확하게 이송될 수 없기 때문에 중간 테이블(5)상에서 기판(1)을 재위치시킨다. 이러한 재위치결정을 위하여, 중간 테이블(5)에는 기판(1)의 배면측(1b)에 대하여 흡착될 수 있는 제 2진공 홀딩 수단(43)과, 상기 제 2진공 홀딩 수단(43)을 이동시키는 변위수단(45)을 포함하는 이동수단(41)이 제공된다. 만일 기판(1)이 중간 테이블(5)상의 소정의 평면내 위치(in-plane position)에 있지 않으면, 기판(1)의 중심과 진공 홀딩 수단(19)의 중심이 이동수단(41)과 일직선상에 있게 되도록 중간 테이블(5)상의 기판(1)은 회전될 것이다. 그 후, 제 2진공 홀딩 수단(43)은 기판(1)의 배면측(1b)에 흡착되고 진공 홀딩 수단(19)의 진공은 해제된다. 제 2진공 홀딩 수단(43)은 변위수단(45)에 의해 진공 홀딩 수단(19)의 중심으로 또는 중심으로부터 멀어지게 이동되어 제 2진공 홀딩 수단(43)의 진공의 해제 후에 기판(1)이 소정의 평면내 위치를 가지도록 한다. 상기 소정의 위치에 있어서, 기판(1)의 중심은 진공 홀딩 수단(19)의 중심과 실질적으로 동일한 위치에 있을 것이다. 필요하다면, 하나 이상의 이동수단(41)이 사용될 수 있다.
(실시예 3)
도 3은 본 발명의 제 3실시예의 단면도이다. 가스원(21)은 튜브(23), 가스 챔버(7) 및 개구(9)를 통하여 가스를 가스 베어링으로 전달한다. 가스 베어링의 가스는 배기 개구(49) 및 배기 튜브(51)을 통하여 배기 펌프(47)로 배기된다. 기판(1)의 배면측(1b)상에 존재하는 외계입자는 이 실시예에서 배기 펌프(47)로 배기될 수 있다. 만일 배기펌프가 존재하지 않는다면, 외계 입자는 기판(1)의 배면측으로부터 불어져 장치내로 들어갈 수 있고, 여기서 외계 입자는 오염문제를 발생시킬 수 있다. 가스를 배기하는 다른 장점은 당업자라면 알 수 있는 바와 같이 가스의 유입과 배기가 제어된다면, 가스베어링의 두께를 제어하는 것이 쉽다는 것이다. 배기된 가스는 가스원(21)으로 되돌아와서 여과후 가스 베어링에서 재사용될 수 있다.
(실시예 4)
도 4는 본 발명의 제 4실시예의 단면도이다. 이 실시예에 있어서, 가스베어링은 비교적 두껍다(즉, 150 ㎛ 이상). 가스는 튜브(23), 가스 챔버(7) 및 개구(9)를 통하여 가스원(21)으로부터 가스 베어링으로 공급된다. 만일 이러한 가스 베어링이 사용된다면 가스의 온도를 직접 제어하는 제 2제어수단은 가스원(21)은 유리하게 설비될 것이다.
따라서, 본 발명에 의하면 중간 테이블 및 가스를 기판 테이블의 온도와 실질적으로 동일하게 유지할 수 있어, 기판의 어떠한 팽창 또는 수축도 기판 테이블상에 발생하지 않는다. 따라서, 기판 테이블상의 기판의 미끄럼이 발생할 기회는 최소화될 수 있다.

Claims (13)

  1. 방사선 투영 빔을 공급하는 방사선 시스템;
    마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 마스크 테이블;
    기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 기판 테이블;
    기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영 시스템; 및
    기판이 상기 기판 테이블로 이송되기 전에 위치결정될 수 있는 중간 테이블을 포함하는 예비 스테이션을 포함하고,
    상기 중간 테이블은 복수의 개구가 제공된 주표면과, 상기 주표면과 그 위에 위치된 기판 사이에 가스 베어링을 생성시키는 가스베어링수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 예비 스테이션은 상기 가스를 이온화하는 가스이온화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 중간 테이블은 상기 테이블의 온도를 조절하는 제 1제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 가스 베어링은 150 ㎛ 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 예비 스테이션은 상기 가스의 온도를 조절하는 제 2제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1제어수단은 중간 테이블의 온도를, 그리고 상기 가스의 온도를 조절하기 위해 상기 예비 스테이션에 포함된 제 2제어수단은 가스의 온도를 기판 테이블의 온도와 동일한 온도로 유지하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 중간 테이블상의 상기 기판의 제 1위치를 검출하는 검출수단;
    상기 중간 테이블상의 상기 기판의 소정의 위치와 상기 제 1위치 사이의 소정의 변위를 계산하는 계산수단; 및
    상기 제 1위치로부터 상기 소정의 위치로 상기 기판을 이동시키는 이동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 검출수단은 상기 기판의 가장자리를 검출하도록 구성 및 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 검출수단은 상기 기판상의 마크를 검출하도록 구성 및 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  10. (a) 마스크 테이블에 패턴을 포함하는 마스크를 제공하는 단계,
    (b) 기판 테이블에 방사선 감지물질층에 의해 적어도 부분적으로 도포된 기판을 제공하는 단계, 및
    (c) 방사투영빔을 사용하여 마스크의 조사부분을 방사선 감지 물질층의 목표영역상에 투영하는 단계를 포함하고,
    단계(b) 이전에, 기판을 복수의 개구를 갖는 주표면을 포함하는 중간 테이블에 제공하고 상기 주표면과 기판사이에 생성된 가스 베어링상에 소정의 시간간격동안 상기 기판을 유지하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  11. 제 10항의 방법에 따라 제조된 디바이스.
  12. 리소그래피 투영장치내의 기판 테이블로의 이송 전에 기판이 위치결정될 수 있는 중간 테이블을 포함하고,
    상기 중간 테이블은 복수의 개구가 제공된 주표면과, 상기 주표면과 그 위에 위치된 기판 사이에 가스 베어링을 생성하는 가스베어링수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판예비장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 중간 테이블은 상기 테이블의 온도를 조절하는 제 1제어수단을 포함하고, 상기 예비 스테이션은 상기 가스의 온도를 조절하는 제 2제어수단을 포함하며, 상기 제 1제어수단은 중간 테이블의 온도를, 그리고 상기 제 2제어수단은 가스의 온도를 기판 테이블의 온도와 동일한 온도로 유지하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
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