KR100802008B1 - 이머션 리소그래피 장치 및 방법 - Google Patents

이머션 리소그래피 장치 및 방법 Download PDF

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타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명의 이머션 리소그래피 장치(100)는 렌즈 시스템(또는 이미징 렌즈 시스템)을 포함한다. 반도체 웨이퍼는 렌즈 시스템(130) 밑의 스테이지에 위치될 수 있다. 렌즈 시스템(130)은 단일 렌즈 또는 복수 렌즈 및/또는 다른 렌즈 구성요소를 구비할 수 있는 조명 시스템(예를 들어, 집광기)을 더 포함하거나 이에 통합될 수 있다. 예를 들어, 조명 시스템은 마이크로렌즈 어레이, 쉐도우 마스크 및/또는 다른 구조물을 포함할 수 있다. 렌즈 시스템(130)은 단일 레즈 요소 또는 복수 렌즈 요소를 구비할 수 있는 대물 렌즈를 더 포함할 수 있다. 각 렌즈 요소는 투명 기판을 포함할 수 있고 복수의 코팅층을 더 포함할 수 있다. 투명 기판은 통상적인 대물 렌즈일 수 있고, 융합 실리카(SiO2), 불화칼슘(CaF2), 불화리튬(LiF), 불화바륨(BaF2) 또는 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 각 렌즈 요소들에 사용되는 재료들은 흡수와 산란을 최소화하기 위해 리소그래피 공정에서 사용되는 빛이 파장을 기초로 하여 선택될 수 있다.
기판, 이머션 리소그래피 장치

Description

이머션 리소그래피 장치 및 방법{Apparatus and methods for immersion lithography}
도 1은 이머션 리소그래피 장치의 실시예의 개략도이다.
도 2는 도 1의 장치와 통합된 가스 제거 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 태양에 따라 감소된 미세-방울로 이머션 리소그래피 공정을 실행하기 위한 방법의 실시예의 흐름도이다.
본 발명은 이머션 리소그래피 장치와 방법에 관한 것이다. 이머션 리소그래피는 통상적으로 더 높은 해상도를 위해 투사 렌즈와 레지스트층 사이의 공간에 채워진 탈이온수(DIW)를 통해 코팅된 포토레지스트(레지스트)를 패턴에 노출시키는 공정을 포함한다. 이머션 리소그래피 공정은 포토레지스트 코팅, 프리-베이킹, 이머션 노광, 노광 후 베이킹, 현상 및 하드 베이킹과 같은 다양한 공정 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 현재의 이머션 리소그래피 방법들은 채워진 DIW에 형성되는 미세-방울이 발생하여, 다른 문제들 중에서 패턴 결함, 패턴 왜곡 및 패턴 손실을 일으킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상기 DIW에 형성되는 미세-방울을 제거하여 패턴 결함, 패턴 왜곡 및 패턴 손실 등을 제거하는 것을 목적으로 한다.
다음 설명은 다양한 실시예들의 다른 특징들을 실행하기 위해 많은 다른 실시예, 또는 예들을 제공한다는 것을 알 것이다. 구성요소와 장치의 구체적인 예들은 본 발명을 단순화하기 위해 아래에 기술된다. 물론, 단순한 예들도 있으나 이에 제한되지 않는다. 또한, 본 발명의 설명은 다양한 예들에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복해서 사용할 것이다. 단순하고 명확하게 하기 위해 반복해서 사용하며 이것 자체가 논의된 다양한 실시예들 및/또는 구성들 사이에 관계를 나타내는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 기판(110)이 이머션 리소그래피 공정 중에 있는 이머션 리소그래피 장치(100)의 실시예의 개략도가 도시된다. 기판(110)은 원소 반도체, 화합물 반도체, 합금 반도체 또는 이의 조합을 가진 반도체 웨이퍼일 수 있다. 반도체 웨이퍼는 폴리-실리콘, 금속, 및/또는 유전체와 같이 패턴화되는 하나 이상의 재료층들을 포함할 수 있다. 기판(110)은 그 위에 형성된 패턴층(120)을 더 포함할 수 있다. 패턴층은 패턴을 생성하기 위한 노광 공정에 반응하는 포토레지스트(레지스트) 층일 수 있다.
이머션 리소그래피 장치(100)는 렌즈 시스템(또는 이미징 렌즈 시스템)을 포 함한다. 반도체 웨이퍼는 렌즈 시스템(130) 밑의 스테이지에 위치될 수 있다. 렌즈 시스템(130)은 단일 렌즈 또는 복수 렌즈 및/또는 다른 렌즈 구성요소를 구비할 수 있는 조명 시스템(예를 들어, 집광기)을 더 포함하거나 이에 통합될 수 있다. 예를 들어, 조명 시스템은 마이크로렌즈 어레이, 쉐도우 마스크 및/또는 다른 구조물을 포함할 수 있다. 렌즈 시스템(130)은 단일 렌즈 요소 또는 복수 렌즈 요소를 구비할 수 있는 대물 렌즈를 더 포함할 수 있다. 각 렌즈 요소는 투명 기판을 포함할 수 있고 복수의 코팅층을 더 포함할 수 있다. 투명 기판은 통상적인 대물 렌즈일 수 있고, 융합 실리카(SiO2), 불화칼슘(CaF2), 불화리튬(LiF), 불화바륨(BaF2) 또는 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 각 렌즈 요소에 사용되는 재료들은 흡수와 산란을 최소화하기 위해 리소그래피 공정에서 사용되는 빛이 파장을 기초로 하여 선택될 수 있다.
시스템(100)은 물(수용액 또는 탈이온수) 또는 높은 n 유체(n은 굴절률, n 값은 1.44보다 크다)와 같은 이머션 유체(150)를 담고 있는 이머션 유체 보유 모듈을 포함할 수 있다. 상기 이머션 유체 보유 모듈(140)은 렌즈 시스템(130) 근처(예를 들어, 주위)에 위치될 수 있고 이머션 유체를 담는 것 이외에, 다른 기능을 위해 설계될 수 있다. 상기 이머션 유체 보유 모듈(140)과 렌즈 시스템(130)은 이머션 헤드를 구성한다.
이머션 유체 보유 모듈(140)은 이머션 유체, 다른 유체, 건조를 위한 정화 공기를 제공하고, 임의의 정화된 유체를 제거 및/또는 다른 적절한 기능을 수행하 기 위한 여러 구멍(또는 노즐)을 포함할 수 있다.
이머션 유체 보유 모듈(140)은 이머션 유체(150)를 렌즈 시스템(130)과 레지스트층(120)을 구비한 기판(110) 사이의 공간에 제공하고 전달하기 위한 이머션 유체 입구로서 입구(141)과 같은 구멍을 포함할 수 있다. 이머션 유체 보유 모듈(140)은 정화된 이머션 유체 및 임의의 다른 정화된 유체를 제거하기 위한 이머션 유체 출구로서 구멍(142)을 포함할 수 있다. 가스제거 시스템은 이머션 유체 보유 모듈(140)과 결합 또는 통합될 수 있고 렌즈 시스템(130)과 기판(110) 사이의 공간을 채우기 전에 이머션 유체에서 가스를 제거하는 작용을 할 수 있다. 예시적 가스제거 시스템(200)은 도 2에 설계도로 도시된다. 가스제거 시스템(200)은 이머션 유체를 함유하는 하나 이상의 탱크(210a-c)를 포함할 수 있다. 탱크(210)는 질량 유량 제어기(MFCs) 또는 다른 적절한 밸브들을 사용하여 복수의 유량 제어기(220a-d)를 통해 연결된 형태일 수 있다. 가스제거 시스템(200)은 DI수 공급원와 같은 이미션 유체 공급원과 결합된 유량 제어기(220d) 및 이머션 유체 출구(141)와 결합된 다른 유량 제어기(220a)를 더 포함할 수 있다. 각 탱크는 1기압 이하의 압력을 주입할 수 있는 각각의 진공 펌프(230a-c)와 추가로 결합될 수 있다.
한 실시예에서, 이머션 유체 보유 모듈(140)은 구멍(143 및 144)과 같은 하나 이상의 화학물질 분사구를 포함할 수 있다. 각 구멍(143 및 144)은 화학물질 분사구와 결합되고 유량 제어기의 제어하에서 관련 화학물질(associated chemicals)을 분사할 수 있다. 화학물질 원료는, 예를 들어, 아이소프로필 알콜, 계면활성제, 및/또는 고분자와 같은 화학물질을 포함할 수 있다. 각 화학물질 분사구는 관련 화학물질을 스테이지(160)에 위치한 기판(110)의 레지스트층(120), 다른 표면, 및/또는 이미징 렌즈(130)와 기판(110) 사이의 공간에 전달할 수 있다. 시스템(100)은 관련 화학물질 단독, 이머션 유체, 다른 화학물질 또는 이의 조합과 함께 전달하는 각각의 화학물질 분사구를 제어할 수 있다. 전달 속도와 다른 변수들은 공정 방법들에 따라 제어될 수 있다.
이머션 유체 보유 모듈(140)은 각각이 가스 공급원과 결합되고, 공기, 질소, 산소, 아르곤 또는 정화, 건조, 세척, 분사, 전처리, 및/또는 다른 적절한 기능을 위한 다른 적절한 가스와 같은 관련 가스를 전달하도록 구성된 하나 이상의 가스 구멍을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 이머션 유체 보유 모듈은 각각 공기와 산소를 전달하는 두 개의 공기 구멍(145 및 146)를 포함할 수 있다. 이 구멍들은 최적의 성능을 위해 적절하게 구성되며 도 1에 도시된 것과 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 구멍(143)은 공기 구멍(145)보다 렌즈에 더 가깝게 위치될 수 있거나 그 반대일 수 있다. 시스템(100)은 관련 가스 단독, 이머션 유체, 화학물질(들), 다른 가스(들) 또는 이의 조합과 함께 전달하는 각각의 가스 구멍을 제어할 수 있다. 전달 속도와 다른 변수들은 공정 방법들에 따라 제어될 수 있다. 입구, 출구, 화학물질 구멍 및 가스 구멍과 같은 이머션 유체 보유 모듈(140)의 여러 구멍은 응용분야와 용도에 따른 최적의 기능을 위해 적절한 방식으로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 여러 구멍은 기판 스테이지(160)에 부분적으로 또는 완전히 통합되도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 여러 구멍들을 가진 이머션 유체 보유 모듈(140)은 기판 스테이지(160)에 통합될 수 있다.
시스템(100)의 기판 스테이지(스테이지)는 렌즈 시스템(130)에 대해 기 판(110)을 고정하고 움직이도록 작동할 수 있다. 예를 들어, 스테이지(160)는 웨이퍼 배열, 스태핑, 및 스캐닝을 위한 평행 및/또는 회전 이동할 수 있도록 설계될 수 있다. 시스템(100)은 화학적 세척, 이머션 유체를 분배하기 전에 유체층의 분사 및/또는 이머션 유체의 가스제거와 같은 추가 기능 및/또는 향상된 노광 품질을 나타내도록 작동될 수 있다.
이머션 리소그래피 시스템(100)은 복사원(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 복사원은 적절한 자외선(UV) 광원일 수 있다. 예를 들어, 복사원은 436nm(G-라인) 또는 365nm(I-라인)의 파장을 갖는 수은 램프; 248nm의 파장을 가진 불화 크립톤(KrF) 엑시머 레이저; 193nm의 파장을 가진 불화 아르곤(ArF) 엑시머 레이저; 157nm의 파장을 가진 플루오르화물(F2) 엑시머 레이저; 또는 소정의 파장(예를 들어, 대략 100mn 이하)을 가진 다른 광원일 수 있다.
포토마스크(또한 마스크 또는 레티클로 불림)는 이머션 리소그래피 공정이 수행되는 동안 렌즈 시스템(130)과 패터닝층(120) 사이에 주입될 수 있다. 상기 마스크는 투명 기판과 패턴화된 흡수층을 포함할 수 있다. 상기 투명 기판은 붕규산염 유리 및 소다-석회 유리와 같은 비교적 결함이 없는 융합된 실리카(SiO2)를 사용할 수 있다. 상기 투명 기판은 불화 칼슘 및/또는 다른 적절한 재료들을 사용할 수 있다. 상기 패턴화된 흡수층은 크롬(Cr) 및 산화철로 제조한 금속막의 증착, 또는 MoSi, ZrSiO, SiN 및/또는 TiN으로 제조된 유기막의 증착과 같은 복수의 공정과 복수의 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 광선은 흡수 영역을 때릴 때 부분적으로 또 는 완전히 차단될 수 있다. 흡수층은 광선이 흡수층에 의해 흡수되지 않고 이동할 수 있는 하나 이상의 개구부를 갖도록 패턴화될 수 있다.
도 3은 미세-방울 및 이에 의해 발생한 결함들을 감소시키기 위한 이머션 리소그래피 공정(300)의 실시예의 흐름도를 도시한다. 공정(300)은 이머션 리소그래피 시스템(100) 및 통합되거나 함께 결합된 가스제거 시스템(200)을 사용할 수 있다. 공정(300)은 도 1-3을 참조하여 아래에 기술된다.
공정(300)은 반도체 웨이퍼 또는 다른 적절한 기판에 레지스트층을 형성함으로써 단계(310)에서 시작할 수 있다. 레지스트층은 스핀온 코팅과 같은 통상의 코팅 방법 및/또는 화학기상증착과 같은 다른 적절한 공정에 의해 형성될 수 있다. 레지스트층은 화학증폭(CA) 레지스트 재료와 같은 적절한 레지스트 재료를 포함할 수 있다. 레지스트 코팅 전 또는 후에 소프트 베이킹과 같은 다른 적절한 공정들이 실행될 수 있다.
단계(320)에서, 공정(300)은 이머션 노광하는 동안 미세-방울 및/또는 다른 관련 결함들을 감소시키기 위해 전처리 공정을 실행할 수 있다. 한 실시예에서, 전처리 단계(320)는 기판에 코팅된 레지스트층에 유체층을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 유체층은 이머션 리소그래피 시스템(100)에 의해 형성될 수 있고 유체를 레지스트층에 분사하기 위해 적절한 구멍을 사용할 수 있다. 유체 재료는, 예를 들어, DI수, 계면활성제, 고분자, 아이소프로필 알콜, 염기성 유체, 산성 유체, 용매 또는 이의 조합을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전처리 단계(320)는 이머션 유체를 분배하기 전에 이머션 유체(예를 들어, DI수)의 가스를 제거하는 가스제거 공정(324)을 포함할 수 있다. 가스제거는 이머션 리소그래피 시스템(100)과 결합되거나 통합된 가스제거 시스템(200)에 의해 수행될 수 있다. 가스제거 시스템(200)은 연속으로 결합된 하나 이상의 펌프를 포함할 수 있고, 각각은 약 1기압 이하의 압력을 관련 탱크에 제공하고 이머션 유체에 용해된 가스가 효과적으로 제거될 수 있도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 대로 복수의 펌프들이 실질적으로 가스가 제거된 이머션 유체를 제공하는데 사용될 수 있다. 가스제거 단계는 렌즈 시스템과 기판 사이의 공간에 가스제거된 이머션 유체를 채우는 다음 단계와 결합될 수 있다.
다른 실시예에서, 전처리 공정(320)은 레지스트 전공정(326)을 포함할 수 있다. 이 레지스트 전공정은 부분 노광과 결합된 DI수 린스제 또는 계면활성제를 사용할 수 있다. 한 선택에서, 레지스트층은 부분적으로 노출되고 소정의 기간 동안 DI수로 세척될 수 있다. 다른 선택에서, 레지스트층은 소정의 비율로 혼합된 DI수와 계면활성제의 용액으로 세척될 수 있다. 계면활성제는 공정 방법에 따라 계면활성제 원료에서 DI수와 혼합될 수 있고 그런 후에 구멍(143)과 같은 화학물질 구멍을 통해 기판의 레지스트층에 분사된다. 계면활성제는 낮은 농도에서 사용될 때 표면 장력을 크게 감소시킬 수 있는 재료이다. 계면활성제는 비온성, 음이온성, 양이온성 또는 양쪽성을 포함하는 다양한 형태를 가질 수 있다. 적절한 계면활성제는 레지스트 재료와 혼용될 수 있고 레지스트층의 표면 장력을 효과적으로 제거할 수 있다. 레지스트층의 표면 장력을 감소시키는데 최적의 효과를 얻기 위하여 세척에 한가지 형태의 계면활성제를 사용할 수 있거나 여러 형태의 계면활성제들을 사용할 수 있다. 두 가지 선택은 선택적으로 사용될 수 있거나 다양한 실시예에서 통합될 수 있다.
전처리 단계(320)는 다음 단계에서 이머션 유체를 채우는 동안 미세-방울의 형성을 감소시키도록 설계된다. 전처리 공정(322, 324 및 326)은 최적의 결과를 얻기 위해 단독으로 또는 다양한 방식으로 결합해서 사용할 수 있다. 예를 들어, 레지스트층은 계면활성제/DIW로 세척될 수 있고 가스제거된 DI수가 채워진다. 다른 실시예에서, 유체층은 레지스트층에 형성될 수 있고 가스제거된 DI수는 렌즈 시스템과 기판 사이의 공간에 채워진다. 전처리 공정 후에, DIW와 레지스트층 사이의 접촉각은 약 100도 이하로 감소될 수 있다. 공정(332 및 326)은 다른 챔버에서 수행될 수 있고 다른 전달 구조를 사용할 수 있다.
단계(330)에서, 공정(300)은 이머션 유체를 렌즈 시스템(130)과 기판(110) 사이의 공간에 채울 수 있다. 이머션 유체는 DI수일 수 있고 입구(141)를 통해 제공될 수 있다. 이머션 유체는 렌즈 시스템(130)과 기판(110) 사이의 공간을 단지 부분적으로 채울 수 있다. 예를 들어, 조명 지점 밑의 공간이 채워질 수 있고 채워진 이머션 유체는 조명 지점을 따라 이동할 수 있다. 이머션 유체는 가스제거 공정(324)을 통해 가스가 제거될 수 있다. 레지스트층(120)의 상부 표면은 DIW, 계면활성제/DIW로 세척될 수 있고, 또는 부분적으로 노광/DIW 세척될 수 있고 그런 후에 이머션 유체를 채운다.
공정(300)은 레지스트층(120)을 노광시킴으로써 단계(340)를 재개할 수 있다. 레지스트층(120)은 렌즈 시스템, 패턴화된 마스크, 및 렌즈 시스템과 기판 사 이의 공간에 채워진 이머션 유체를 통해 복사원의 복사 에너지로 조명된다. 복사원은, 예를 들어, 불화 크립톤(KrF, 248nm), 불화 아르곤(ArF, 193nm), 또는 F2(157nm) 엑시머 레이저와 같은 자외선 광원일 수 있다. 웨이퍼는 복사원의 노광량과 강도와 관련된 소정의 시간 동안 복사선에 노광된다.
다른 공정 단계는 공정(300)에 통합될 수 있다. 예를 들어, 현상 공정은 패턴화된 레지스트층을 형성하기 위해 노광된(또는 실드된) 레지스트 영역을 제거하기 위해 단계(340) 후에 수행될 수 있다. 레지스트층은 노광과 현상 사이의 노광 후 베이킹(PEB) 및 현상 후 하드 베이킹과 같은 여러 베이킹 단계를 통해 열처리될 수 있다.
따라서, 본 발명은 이머션 리소그래피 시스템을 제공한다. 이 시스템은 전면을 가진 이미징 렌즈, 이미징 렌즈의 전면 밑에 위치한 기판 스테이지, 및 전면과 기판 스테이지 위의 기판 사이의 공간을 적어도 부분적으로 채우는 제 1 유체를 담도록 구성된 이머션 유체 보유 모듈을 포함한다. 이머션 유체 보유 모듈은 제 1 입구와 제 2 입구 중 적어도 하나를 더 포함한다. 제 1 입구는 이미징 렌즈 근처에 위치하고 진공 펌프 시스템과 결합되며, 제 1 입구는 제 1 유체를 전면과 기판 스테이지 위의 기판 사이의 공간에 제공하도록 작동한다. 제 2 입구는 이미징 렌즈 근처에 위치하고 제 2 유체를 기판에 제공하도록 작동한다. 상기 시스템에서, 제 2 유체는 공기, 질소, 산소, 탈이온수, 알콜, 계면활성제, 및 이의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 이머션 유체 보유 모듈은 이미징 렌즈 주위에 배열될 수 있다. 진공 펌프 시스템은 제 1 유체의 가스를 제거하도록 작동할 수 있고 제 1 입구는 가스제거 후 제 1 유체를 전달하도록 구성된다.
또한 본 발명은 이머션 리소그래피 장치를 제공한다. 이 장치는 전면을 가진 이미징 렌즈, 이미징 렌즈의 전면 밑에 위치한 기판 스테이지, 및 이미징 렌즈 근처에 위치하며 전면과 기판 스테이지 위의 기판 사이의 공간을 적어도 부분적으로 채우는 유체를 담도록 구성된 이머션 유체 보유 모듈, 및 가스를 제거하고 전면과 기판 스테이지 위의 기판 사이의 공간에 유체를 전달하도록 구성된 유체 입구 시스템을 포함한다. 이 장치에서, 유체 입구 시스템은 제 1 유체의 가스를 제거하도록 구성된 적어도 하나의 펌프를 포함할 수 있다. 이 펌프는 유체를 1기압 이하의 압력으로 주입할 수 있다. 유체 입구 시스템은 유체를 공간에 전달하도록 작동하는 적어도 두 개의 입구를 포함한다.
또한 본 발명은 이머션 포토리소그래피 공정을 제공한다. 이 공정은 기판에 레지스트층을 형성하는 단계, 레지스트층에 제 1 유체층을 형성하는 단계, 이미징 렌즈와 레지스트층 사이의 공간을 채우기 위해 제 2 유체를 분배하는 단계 및 레지스트층에 리소그래피 노광을 수행하기 위해 이미징 렌즈를 조명하는 단계를 포함한다. 이 공정에서, 제 1 유체층은 탈이온수, 계면활성제, 고분자, 아이소프로필 알콜, 산성 유체, 염기성 유체, 용매 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유체 재료를 포함할 수 있다. 제 1 유체층은 노즐을 통해 레지스트층에 형성될 수 있다. 노즐은 이머션 헤드에 통합될 수 있다. 제 1 유체층은 선택적으로 레지스트 코팅 전에 기판에 형성될 수 있다. 제 2 유체는 탈이온수, 가스제거된 높은 n 유체(예를 들어, H3PO4 용액) 또는 가스제거된 탈이온수를 포함할 수 있다. 레지스트층은 레지스트층에 제 1 유체층을 형성한 후에 제 2 유체에 대해 100도 이하의 접촉각을 가질 수 있다.
또한 본 발명은 이머션 포토리소그래피 공정을 제공한다. 이 공정은 기판에 레지스트층을 형성하는 단계, 조명하는 동안 제 1 유체와 관련된 결함들을 감소시키기 위해 전처리하는 단계, 전처리 단계 후 이미징 렌즈와 기판 스테이지에 위치한 기판에 형성된 레지스트층 사이의 공간을 채우기 위해 제 1 유체를 분배하는 단계, 및 레지스트층에 리소그래피 노광을 수행하기 위해 이미징 렌즈를 조명하는 단계를 포함한다. 전처리 단계는 적어도 하나의 다음 단계를 포함한다;
제 1 유체의 가스를 제거하는 단계;
레지스트층에 제 2 유체층을 형성하는 단계;
레지스트층과 이를 세척하는 탈이온수를 부분적으로 노광하는 단계; 및
레지스트층을 계면활성제, 산성 용액, 염기성 용액, 용매, 탈이온수 또는 이의 조합으로 세척하는 단계.
이 공정에서, 제 1 유체는 탈이온수를 포함할 수 있다. 제 2 유체층은 탈이온수, 계면활성제, 고분자, 아이소프로필 알콜 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유체 재료를 포함할 수 있다. 제 1 유체의 가스제거는 적어도 하나의 진공 펌프를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 레지스트층은 전처리 후에 제 1 유체에 대해 100도 이하의 접촉각을 가질 수 있다.
또한 본 발명은 이머션 포토리소그래피 공정을 제공한다. 이 공정은 기판에 레지스트층을 형성하는 단계, 이미징 렌즈와 이미징 렌즈 밑에 위치한 기판에 형성된 레지스트층 사이의 공간을 채우기 위해 탈이온수 또는 높은 n 유체의 가스를 제거하고 분배하는 단계, 및 레지스트층에 리소그래피 노광을 수행하기 위해 이미징 렌즈를 조명하는 단계를 포함한다.
비록 본 발명의 실시예는 상세하게 기술되었지만, 당업자는 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화, 치환 및 변형을 할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 이머션 리소그래피 장치와 방법은 DIW에 형성되는 미세-방울을 제거하여 패턴 결함, 패턴 왜곡 및 패턴 손실을 제거하는 효과를 나타낸다.

Claims (18)

  1. 전면을 가진 이미징 렌즈;
    이미징 렌즈의 전면 밑에 위치한 기판 스테이지; 및
    전면과 기판 스테이지 위의 기판 사이의 공간을 부분적으로 채우는 제 1 유체를 담도록 구성된 이머션 유체 보유 모듈을 포함하며, 상기 이머션 유체 보유 모듈은 이미징 렌즈 근처에 위치하고 진공 펌프 시스템과 결합되며, 전면과 기판 사이의 공간에 제 1 유체를 제공하도록 작동하는 제 1 입구; 및 이미징 렌즈 근처에 위치하고 제 2 유체를 기판에 제공하도록 작동하는 제 2 입구 중 하나 이상을 더 포함하는 이머션 리소그래프 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 2 유체는 공기, 질소, 산소, 탈이온수, 알콜, 계면활성제, 및 이의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 이머션 리소그래프 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    이머션 유체 보유 모듈은 이미징 렌즈 주위에 배열되는 이머션 리소그래프 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    진공 펌프 시스템은 제 1 유체의 가스를 제거하도록 작동할 수 있고 제 1 입구는 가스제거 후 제 1 유체를 전달하도록 구성되는 이머션 리소그래피 시스템.
  5. 전면을 가진 이미징 렌즈;
    이미징 렌즈의 전면 밑에 위치한 기판 스테이지;
    이미징 렌즈 근처에 위치하며 전면과 기판 스테이지 위의 기판 사이의 공간을 적어도 부분적으로 채우는 유체를 담도록 구성된 이머션 유체 보유 모듈; 및
    가스를 제거하고 상기 공간에 유체를 전달하도록 구성된 유체 입구 시스템을 포함하는 이머션 리소그래피 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    유체 입구 시스템은 유체의 가스를 제거하도록 구성된 하나 이상의 펌프를 포함하는 이머션 리소그래피 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    유체 입구 시스템은 유체를 상기 공간에 전달하도록 작동하는 두 개 이상의 입구를 포함하는 이머션 리소그래피 장치.
  8. 기판에 레지스트층을 형성하는 단계;
    레지스트층에 제 1 유체층을 형성하는 단계;
    이미징 렌즈와 레지스트층 사이의 공간을 채우기 위해 제 2 유체를 분배하는 단계; 및
    레지스트층에 리소그래피 노광을 수행하기 위해 이미징 렌즈를 조명하는 단계를 포함하는 이머션 포토리소그래피 공정.
  9. 제 8 항에 있어서,
    제 1 유체는 탈이온수, 계면활성제, 고분자, 아이소프로필 알콜, 산성 유체, 염기성 유체, 용매 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유체를 포함하는 이머션 포토리소그래피 공정.
  10. 제 8 항에 있어서,
    제 2 유체는 탈이온수를 포함하는 이머션 포토리소그래피 공정.
  11. 제 8 항에 있어서,
    제 2 유체는 가스제거된 탈이온수를 포함하는 이머션 포토리소그래피 공정.
  12. 제 8 항에 있어서,
    제 2 유체는 레지스트층에 제 1 유체층을 형성한 후에 레지스트층에 대해 100도 이하의 접촉각을 갖는 이머션 포토리소그래피 공정.
  13. 기판에 레지스트층을 형성하는 단계;
    이머션 포토리소그래피 공정과 관련된 결함들을 감소시키기 위해 전처리하는 단계;
    전처리 단계 후 이미징 렌즈와 기판 스테이지에 위치한 기판에 형성된 레지스트층 사이의 공간을 채우기 위해 제 1 유체를 분배하는 단계; 및
    레지스트층에 리소그래피 노광을 수행하기 위해 이미징 렌즈를 조명하는 단계를 포함하는 이머션 포토리소그래피 공정.
  14. 제 13 항에 있어서,
    전처리는
    제 1 유체의 가스를 제거하는 단계;
    레지스트층에 제 2 유체층을 형성하는 단계;
    레지스트층과 이를 세척하는 탈이온수를 부분적으로 노광하는 단계; 및
    레지스트층을 계면활성제, 산성 용액, 염기성 용액, 용매, 탈이온수 또는 이의 조합으로 세척하는 단계 중 하나 이상을 포함하는 이머션 포토리소그래피 공정.
  15. 제 14 항에 있어서,
    제 1 유체는 탈이온수를 포함하는 이머션 포토리소그래피 공정.
  16. 제 14 항에 있어서,
    제 2 유체층은 탈이온수, 계면활성제, 고분자, 아이소프로필 알콜 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유체 재료를 포함하는 이머션 포토리소그래피 공정.
  17. 제 14 항에 있어서,
    레지스트층은 전처리 후에 제 1 유체에 대해 100도 이하의 접촉각을 갖는 이머션 포토리소그래피 공정.
  18. 기판에 레지스트층을 형성하는 단계;
    이미징 렌즈와 이미징 렌즈 밑에 위치한 기판에 형성된 레지스트층 사이의 공간을 채우기 위해 탈이온수의 가스를 제거하고 분배하는 단계; 및
    레지스트층에 리소그래피 노광을 수행하기 위해 이미징 렌즈를 조명하는 단계를 포함하는 이머션 리소그래피 공정.
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