KR100816838B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에는, 기판테이블로부터 개별적으로 형성되는 커버 플레이트 및 상기 커버 플레이트의 온도를 제어함으로써 기판테이블의 온도를 안정화시키는 수단이 개시되어 있다. 상기 커버 플레이트가 상기 기판테이블에 대한 열적 실드로서 작용하도록 커버 플레이트와 기판테이블 사이에 제공되는 열적 절연부를 갖는 리소그래피 장치에 대해 개시되어 있다. 기판테이블의 왜곡을 결정하고 상기 기판테이블의 왜곡을 기준으로 하여 기판의 위치 제어를 향상시키기 위한 수단을 포함하는 리소그래피 장치가 개시되어 있다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 대안적으로는 마스크 또는 레티클이라 지칭되는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층상에 형성될 회로 패턴을 생성시키는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상에 전사(transfer)될 수 있다. 통상적으로, 패턴의 전사(transfer)는 기판상에 제공되는 방사선 감응재(레지스트) 층상으로의 이미징(imaging)을 통해 이루어진다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 전체패턴을 한번에 타겟부상에 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 패턴을 기판상에 임프린팅(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사하는 것도 가능하다.
기판과 투영시스템의 최종요소 사이의 공간을 채우기 위하여, 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 물에 리소그래피 투영장치의 기판을 침지시키는 방법이 제안되어 왔다. 이것의 핵심은 노광 방사선이 상기 액체에서 보다 짧은 파장을 갖기 때문에 보다 작은 피처들의 묘화를 가능하게 한다는 것이다. (액체의 효과는 또한 시스템의 유효 NA를 증가시키고, 초점 깊이 또한 증가시키는 것으로 간주될 수도 있다.) 솔리드 입자(예를 들어, 쿼츠(quartz))를 내포한 물을 포함하는 여타 침지 액체들이 제안되어 왔다.
하지만, 액체의 바스내에 기판 또는 기판과 기판테이블을 침지시키는 것(예를 들어 본 명세서에서 인용 참조되는 미국특허 US 4,509,852 참조)은, 스캐닝 노광중에 가속화되어야 하는 많은 양(largy body)의 액체가 있어야 한다는 것을 의미한다. 이는 추가적이거나 보다 강력한 모터를 필요로 하며, 액체내의 난류가 바람직하지 않거나 예측불가능한 효과들을 야기할 수도 있다.
제안된 해결책 중 하나는, 액체공급시스템이, 액체한정시스템(liquid confinement system)을 사용하여, 단지 기판의 국부적인 영역에 그리고 투영시스템의 최종요소와 기판 사이에 액체를 제공하도록 하는 것이다(일반적으로, 기판은 투영시스템의 최종요소보다 큰 표면적을 가진다). 이러한 구성을 위해 제안된 한가지 방법이 WO 99/49504호에 개시되어 있으며, 그 전문이 본 명세서에서 인용참조되고 있다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 액체는 1이상의 유입부(IN)에 의하여, 바람직하게는 최종요소에 대한 기판의 이동방향을 따라 기판상으로 공급되며, 투영시스템 아래를 통과한 후에는 1이상의 유출부(OUT)에 의하여 제거된다. 즉, 기판이 -X 방향으로 요소의 밑에서 스캐닝되기 때문에, 액체는 상기 요소의 +X 쪽에서 공급되고 -X 쪽에서 흡수(take up)된다. 도 2는, 액체가 유입부(IN)를 통하여 공급되고 저 압력 소스에 연결된 유출부(OUT)에 의하여 요소의 다른 측상에서 흡수되는 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종요소에 대한 기판의 이동방향을 따라 공급되나, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 최종요소 주위에 위치된 유입부들 및 유출부들의 방위 및 개수는 다양할 수 있으며, 도 3에는 양쪽에 유출부를 갖는 유입부의 4개의 세트들이 최종요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되는 일례가 예시되어 있다.
도 4에는 국부화된 액체공급시스템을 갖는 추가적인 침지 리소그래피 해법이 도시되어 있다. 액체는 투영시스템(PL)의 어느 한 측상에서 2개의 유입부(IN)에 의하여 공급되고, 유입부(IN)의 반경방향 바깥쪽으로 배치된 복수의 개별 유출부(OUT)에 의하여 제거된다. 유입부(IN) 및 유출부(OUT)들은 중심에 홀을 가지며 그를 통해 투영 빔이 투영되는 플레이트에 배치될 수 있다. 액체는 투영시스템(PL) 일 측 상의 하나의 홈 유입부(IN)에 의하여 공급되고, 투영시스템(PL)의 다른 측 상의 복수의 개별 유출부(OUT)에 의하여 제거되어, 투영시스템(PL)과 기판(W) 사이에 얇은 액체 막의 유동을 야기한다. 유입부(IN) 및 유출부(OUT)들의 어떠한 조합을 사용할 것인지에 대한 선택은 기판(W)의 이동 방향에 따라 이루어질 수 있다(유 입부(IN)와 유출부들(OUT)의 다른 조합은 불활성임).
제안된 또 다른 해법은, 액체공급시스템에 투영시스템의 최종 요소와 기판테이블 사이 공간의 적어도 일부를 따라 연장되는 배리어 부재(barrier member)를 제공하는 것이다. 배리어 부재는 Z 방향(광학 축선의 방향)으로 약간의 상대적인 이동이 존재하기는 하지만, XY 평면에서 투영시스템에 대해 실질적으로 정치(stationary)되어 있다. 배리어 부재와 기판의 표면 사이에는 시일이 형성된다. 일 실시예에서, 시일은 가스 시일과 같은 무접촉 시일이다. 가스 시일을 갖는 이러한 시스템은 본 명세서에서 인용 참조되는 미국특허출원 US 2004-0207824에 개시되어 있다.
각각 본 명세서에 전문이 인용 참조되는 유럽특허출원공보 EP 1420300 및 미국특허출원공보 US 2004-0136494에는, 듀얼 스테이지 침지 리소그래피 장치의 아이디어가 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2개의 테이블들이 제공된다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2개의 스테이지가 제공된다. 제 1 위치에서 테이블을 이용하여 침지 액체 없이 레벨링 측정(leveling measurement)들이 수행되며, 침지 액체가 존재하는 제 2 위치에서 테이블을 이용하여 노광이 수행된다. 대안적으로, 상기 장치는 노광과 측정 위치들 사이에 단 하나의 테이블만을 가질 수도 있다.
기판(W)은 그것이 지지되는 기판테이블(WT)을 이동시킴으로써 XY 평면에서 변위될 수 있다. 기판테이블(WT) 및 그에 따른 기판(W)의 상대적인 위치는 기판테이블(WT)의 측방향 측면 상에 장착되는 1 이상의 거울들을 기준으로 하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 1 이상의 간섭계들은 이들 거울들의 표면 상 지점들로부터 기준 프레임의 대응되는 지점들 또는 축선들까지의 실질적으로 직각방향의 거리를 측정하기 위해 제공된다. 기판테이블(WT)의 왜곡은 이들 거울들의 변형을 야기할 수 있으며, 따라서 기판(W)이 투영시스템(PS)에 대해 이동 및/또는 위치되는 정확성을 떨어뜨려 기판(W) 상에 형성될 패턴의 품질에 악영향을 미칠 수도 있다.
예를 들어, 기판이 투영시스템에 대해 위치될 수 있는 정확성을 향상시키는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판을 지지하도록 구성되는 기판테이블; 모듈레이팅된 방사선 빔을 기판 상에 투영하도록 구성되는 투영시스템; 노광시 상기 투영시스템과 기판 사이의 영역에 액체를 제공하도록 구성되는 액체공급시스템; 노광시 상기 기판의 반경방향 외측에 위치되고, 상기 기판과 실질적으로 인접하고 기판 레벨에 있는 상기 투영시스템과 마주하는 표면을 제공하도록 구성되는, 상기 기판테이블로부터 물리적으로 분리되는 커버 플레이트; 및 상기 커버 플레이트 일부의 온도를 제어함으로써 대응되는 타겟 온도로부터 상기 기판테이블의 일부의 온도 편차를 저감시키도록 구성되는 기판테이블 온도안정화 디바이스를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 액체를 통해 기판테이블 상에서 유지되는 기판 상에 모듈레이팅된 방사선 빔을 투영하는 단계; 및 커버 플레이트 일부의 온도를 제어함으로써 대응되는 타겟 온도로부터 상기 기판테이블 일부의 온도 편차를 저감시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공되며, 상기 커버 플레이트는 상기 모듈레이팅된 방사선 빔의 투영시 상기 기판의 반경방향 외측에 있으며, 상기 기판과 실질적으로 인접하고 기판 레벨에 있는 표면을 갖는 상기 기판테이블 로부터 물리적으로 분리된다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 기판을 지지하도록 구성된 기판테이블; 기판 상에 모듈레이팅된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템; 노광시 상기 투영시스템과 기판 사이의 영역에 액체를 제공하도록 구성된 액체공급시스템; 노광시 상기 기판의 반경방향 외측에 위치되고, 상기 기판과 실질적으로 인접하고 기판 레벨에 있는 상기 투영시스템과 마주하는 표면을 제공하도록 구성되는 상기 기판테이블로부터 물리적으로 분리되는 커버 플레이트; 및 상기 커버 플레이트에 의해 상기 기판테이블의 열적 실딩(shielding)을 제공하기 위하여 상기 커버 플레이트와 상기 기판테이블 간의 열전달을 저감시키도록 구성되는 열 절연체를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 액체를 통해 기판테이블 상에서 유지되는 기판 상에 모듈레이팅된 방사선 빔을 투영하는 단계; 및 커버 플레이트와 기판테이블 간의 열전달을 저감시켜 상기 커버 플레이트에 의한 상기 기판의 열적 실딩이 가능해 지도록 상기 커버 플레이트를 열적으로 절연시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공되며, 상기 커버 플레이트는 상기 모듈레이팅된 방사선 빔의 투영시 상기 기판의 반경방향 외측에 있으며, 상기 기판과 실질적으로 인접하고 기판 레벨에 있는 표면을 갖는 상기 기판테이블로부터 물리적으로 분리된다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 기판을 지지하도록 구성된 기판테이블; 기판 상에 모듈레이팅된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템; 기판 상에 모듈레이팅된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템; 상기 기판테이블 일 부분 의 위치를 결정하도록 구성된 측정시스템; 상기 기판테이블의 왜곡과 관련하여 데이터를 제공하도록 구성되는 기판테이블 왜곡 결정 디바이스; 및 상기 측정시스템에 의하여 측정되는 상기 기판테이블 일 부분의 위치 및 상기 기판테이블 왜곡 결정 디바이스에 의하여 제공되는 상기 기판테이블의 왜곡과 관련한 데이터를 기준으로 하여 상기 투영시스템에 대한 상기 기판의 위치를 제어하도록 구성되는 기판 위치 제어기를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 기판테이블에 의해 유지되는 기판 상에 모듈레이팅된 방사선 빔을 투영하는 단계; 상기 기판테이블 일 부분의 위치를 결정하는 단계; 및 상기 기판테이블 일 부분의 결정된 위치 및 상기 기판테이블의 왜곡과 관련한 데이터를 기준으로 하여 상기 모듈레이팅된 방사선 빔을 투영하는데 사용되는 투영시스템에 대한 상기 기판의 위치를 제어하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 기판을 지지하도록 구성된 기판테이블의 제 1 측방향 측면 상에 장착되는 실질적으로 평면이며 제 1 축선과 평행한 법선을 갖는 제 1 리플렉터를 제공하는 단계; 상기 기판테이블의 제 2 측방향 측면 상에 장착되며 상기 제 1 축선에 대해 평행하지 않은 제 2 축선과 평행한 법선을 갖는 실질적으로 평면인 제 2 리플렉터를 제공하는 단계; 및 상기 제 1 축선과 평행하게 상기 기판테이블을 이동시키는 한편, 상기 제 2 리플렉터의 표면으로부터 기준 프레임의 기준 지점까지의 직각방향의 거리를 측정하는 단계를 포함하는, 리소그래피 장치에서 기판테이블 리플렉터의 표면 프로파일을 매핑하는 방법이 제공된다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 제 1 축선과 평행하게 기판테이블을 이동시키는 한편, 상기 제 1 축선과 실질적으로 직교하는 제 2 축선과 실질적으로 평행한 방향으로 리플렉터 표면으로부터 기준 지점까지의 거리를 측정함으로써 상기 기판테이블의 리플렉터의 표면 프로파일을 매핑하는 단계; 기판 상에 모듈레이팅된 방사선 빔을 투영하는 단계; 및 상기 기판의 상이한 타겟 영역들을 노광하도록 상기 모듈레이팅된 방사선 빔을 투영하는데 사용되는 투영시스템에 대해 상기 기판을 이동시키되, 그 이동이 상기 기판의 위치에 대한 기준에 의해 제어되고, 상기 위치가 상기 기판테이블 리플렉터의 표면 프로파일 및 기준 위치로부터의 상기 기판테이블 리플렉터의 분리(separation)의 측정을 기준으로 하여 결정되는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 기판이 투영시스템에 대해 위치될 수 있는 정확성을 향상시키는 시스템을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치는:
방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 콘디셔닝하도록 구성된 조명시스템(일루미네이터)(IL);
패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)를 지지하고, 특정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성되는 제 1 위치설정장치(PM)에 연 결되도록 구성된 지지구조체(예를 들어, 마스크테이블)(MT);
기판(W)(예를 들어, 레지스트코팅된 웨이퍼)을 잡아주고, 특정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정장치(PW)에 연결되도록 구성된 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼테이블)(WT); 및
패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함)상에 투영하도록 구성된 투영시스템(PL)(예를 들어, 굴절형 투영렌즈 시스템)을 포함한다.
조명시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어시키기 위하여 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 및 여타 유형의 광학 구성요소, 또는 그들의 조합과 같은 다양한 종류의 광학 구성요소를 포함할 수도 있다.
지지구조체는, 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경내에서 유지되는지의 여부와 같은 여타 조건들에 종속적인 방식으로 패터닝 디바이스를 유지시킨다. 지지구조체는 패터닝 디바이스를 유지시키기 위하여 기계적, 진공, 정전기 또는 여타의 클램핑 기술을 사용할 수 있다. 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 이동할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 상기 지지구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영시스템에 대해 원하는 위치에 있을 수 있도록 한다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
여기서 사용되는 "패터닝 디바이스(patterning device)"라는 용어는 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 디바이스를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 예를 들어, 패턴이 위상-시프팅 피처 또는 소위 어시스트 피처들을 포함하는 경우 방사선 빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의해야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지 유체(immersion fluid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자에 대하여 적절하다면, 굴절광학시스템, 반사광학시스템, 카타디옵트릭시스템, 자기시스템, 전자기시스템 및 정전기 광학시스템 또는 그들의 조합을 포함하는 소정 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과형 마스크를 채용한) 투과형이다. 대안적으로는, 상기 장치는 (예를 들어, 상술된 바와 같이 소정 형태의 프로그램가능한 거울 어래이를 채용한 또는 반사 마스크를 채용한) 반사형일 수도 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼스테이지) 이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 지지 구조체)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 1 이상의 테이블이 노광을 위해 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피장치의 부분을 형성하는 것으로 간주되지는 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어, 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스펜더를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 상기 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 여타의 경우, 예를 들어 상기 방사선 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요하다면 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라 칭해질 수도 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도세기분포를 조정하는 조정기구(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필평면내의 세기분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터(IL)는 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 갖도록 방사선 빔을 콘디셔닝하는데 사용될 수도 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지구조체(예를 들어, 마스크테이블(MT)) 상에서 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA))상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 방사선 빔(B)은, 패터닝 디바이스(MA)를 가로질러 투영시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정장치(PW) 및 위치센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 선형 인코더(linear encoder) 또는 캐퍼서티 센서(capacitive sensor))의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정장치(PM) 및 또 다른 위치센서(도 1에 명확히 도시되지는 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지구조체(MT)의 이동은, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 제 1 위치설정장치(PM)의 일부를 형성한다. 이와 유사하게, 기판테이블(WT)의 이동은 제 2 위치설정장치(PW)의 일부를 형성하는 긴 행정 모듈 및 짧은 행정 모듈을 사용하여 실현될 수도 있다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 지지구조체(MT)는 단지 짧은 행정액츄에이터에만 연결되 거나 고정될 수도 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수도 있다. 예시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 할당된 타겟부를 점유하기는 하나, 그들은 타겟부들 사이의 공간들에 배치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있음). 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA) 상에 1이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 다이들 사이에 패터닝 디바이스 정렬 마크들이 배치될 수도 있다.
상술된 장치는 다음의 바람직한 모드들 중 1이상에서 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서, 지지구조체(MT) 및 기판테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다{즉, 단일 정적 노광(single static exposure)}. 그런 후, 기판테이블(WT)은 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 묘화되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 지지구조체(MT) 및 기판테이블(WT)은 방사선 빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다{즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)}. 지지구조체(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PS)의 이미지 반전 특성에 의하여 판정된다. 스캔 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 동적노광시 타켓부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 지지구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 기판테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선펄스 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들이 채용될 수도 있다.
도 5는 기판 홀더(2) 및 기판테이블(WT)에 의하여 지지되는 기판(W)을 개략적으로 나타내고 있다. 기판테이블(WT)은 기판(W)의 상이한 타겟 영역들을 노광시키기 위하여 투영시스템(PS)에 대해 이동될 수 있다. 일반적으로, 기판(W)의 정확한 위치설정이 바람직하다. 예를 들어, 디바이스가 몇몇 리소그래피적으로 생성되는 층으로부터 형성될 경우, 각각의 층은 다른 층들과의 정확한 공간적 일치를 보여야 한다. 이 일치의 정도는 각 층의 패터닝시 기판(W)이 얼마나 잘 위치되는지에 달려 있다.
예를 들어, 기판테이블(WT)을 물리적으로 이동시키는 수단 및 그 위치를 측정하는 수단과 조합되는 피드백 또는 서보 루프(feedback or servo loop)를 이용하 여 정확한 변위가 달성될 수 있다. 기판(W)은 가능한 가장 짧은 시간 내에, 그리고 바람직하게는 오버슈트(overshoot) 없이 측정된 위치와 타겟 위치 간의 차이를 점진적으로 저감시킴으로써 타겟 위치를 향하여 이동된다.
기판(W)이 기판 테이블(WT)에 대해 고정되거나, 기판 테이블(WT)과 공지된 공간 관계를 갖는 경우, 훨씬 더 작고 얇은 기판(W)의 위치를 직접 측정하는 것보다는 기판 테이블(WT) 상의 1 이상의 지점의 위치를 측정하고 그로부터 기판(W)의 위치를 유추하는 것이 더 편리할 수 있다.
이러한 접근법의 정확성은 기판(W)의 위치가 기판 테이블(WT)의 측정들로부터 유추될 수 있는 정확성에 적어도 부분적으로 의존한다. 특히, 이는 기판 테이블(WT)이, 예를 들어 기판 테이블(WT)과 기계적으로 접촉해 있는 구성요소들 및/또는 기판 테이블(WT)의 온도 변화로 인해 발생할 수 있는 노광 시에 왜곡되는 경우에 어려울 수 있다.
온도 변화는, 예를 들어 리소그래피 방사선으로부터의 열로 인해 생길 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 특히 침지 시스템에서 기판(W)의 표면 및 둘러싸인 영역으로부터의 액체의 증발은 냉각을 초래할 수 있다. 이 상황은 기판(W) 또는 다른 중요한 요소의 온도를 제어하기 위해 통합될 수 있는 보상 시스템에 의해 더욱 복잡해질 수 있다. 예를 들어, 기판 히터는 침지 액체의 증발로 인해 유도된 냉각을 상쇄시키기 위해 공급될 수 있다. 상기 히터는 더 일정한 온도에서 기판(W)을 유지하도록 설계될 수 있지만, 이는 기판 테이블(WT)과 같은 다른 구성요소의 더 큰 온도 구배(temperature gradient) 및/또는 변동을 초래할 수 있다.
도 5는 기판 위치가 기판 테이블(WT)의 측정을 통해 간접적으로 측정될 수 있는 구성을 나타낸다. 도시된 예시에서, 기판(W)은 기판 테이블(WT) 상의 버얼(3)을 통해 놓이도록 구성된 기판 홀더(2) 상의 돌출부 또는 "버얼(burl: 5)"을 통해 지지된다.
기판(W)의 표면 상으로 평활하게(smoothly) 통과하도록 침지 액체를 적어도 부분적으로 한정하는 액체 한정 구조체(68)를 허용하기 위해 1 이상의 커버 플레이트(60)가 제공된다(예를 들어, 도 11 참조 - 간명함을 위해 액체 한정 구조체(68)는 도 5 및 도 8 내지 도 10에 도시되어 있지 않다). 이 구성에서, 기판(W)이 투영 시스템(PS)에 대해 이동되는 때에 작동하도록 액체 한정 구조체(68)에 충분히 큰 평탄한 평면을 제공하기 위해, 커버 플레이트(60)는 기판(W)의 반경 방향 바깥쪽으로 위치된다. 커버 플레이트(60)는 상이한 크기의 기판들에 유연성을 제공하기 위해 버얼(3) 상에 해제가능하게(detachably) 장착될 수 있다.
1 이상의 거울(6)은 기판 테이블(WT)의 횡 측면 상에 장착되며, 이들 거울에 의해 기판 테이블(WT)의 위치가 결정된다. 예를 들어, 이들 거울로부터 반사된 방사선에 기초하여 작동하는 1 이상의 간섭계가 사용될 수 있다. 간섭계의 검출 부분에 대해 고정된 기준 프레임 내의 특정 지점으로부터 거울의 표면이 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 유추하기 위해 반사된 방사선을 이용할 수 있다. 상이한 축선을 따라 기판 테이블(WT)의 위치를 결정하기 위해, 복수의 거울 및 대응하는 간섭계가 제공될 수 있다. 예를 들어, 직교 방향으로 향하는 2 개의 평면 거울이 제공될 수 있다. 이 거울들은 기판 테이블(WT)에 대해 고정될 수 있거나, 기판 테이블(WT)과 일체로 형성될 수 있다.
기판 테이블(WT)의 왜곡은 그 위에 장착된 거울의 형상의 왜곡을 유발할 수 있다. 도 6은 도 5에 도시된 구성의 평면도를 개략적으로 도시하며, 이러한 왜곡이 발생할 수 있는 한가지 방식을 예시한다. 좌측 도면에서 중심 원은 그 밑에 기판 홀더(2)(보이지 않음)를 갖는 기판W)을 나타낸다. 둘러싼 정사각형은 기판 테이블(WT)이며, 실질적으로 완벽한 평면 거울(6)이 그 횡 측면 상에 장착된다. 우측 도면은 기판 테이블(WT) 상의 기판 홀더(2)의 열적-유도 왜곡(도 5의 화살표(10))의 효과를 (과장된 형태로) 나타낸다. 기판 홀더(2)의 열은 그것이 그 원래 형태(가는 선)로부터 열적으로 팽창된 형태(굵은 선; 도 6의 화살표(8))로 팽창하게 하였다. 이 열은 아마도 침지 액체 증발의 기판(W)에 관한 냉각 효과를 상쇄하도록 구성된 (예를 들어, 열-교환 유체를 전도시키는데 사용되는 복수의 채널일 수 있는) 기판 히터(4)에 의해 유도되었을 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 열은 리소그래피 방사선 자체로 인해 발생하였을 수 있다.
예를 들어, 2 개의 구성요소 간에 유지된 저압에 의해 기판 테이블(WT)에 대해 매우 단단히(firmly) 유지될 수 있는 팽창된 기판 홀더(2)는 기판 테이블(WT)의 몸체 내에 왜곡(도 5의 화살표(12))을 유발하는 반경 방향 힘들을 가할 수 있다. 따라서, 이 왜곡은 도 6의 우측 도면에 도시된 바와 같은 거울(6)의 대응하는 변형(굵은 선; 화살표(14))을 유발할 수 있다.
기판 테이블(WT) 및 기판 홀더(2) 중 하나 또는 둘 모두는 매우 작은 열 팽창 계수를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 하지만, 이러한 물질은 고가일 수 있으며, 그 이외의 관점에서 상기 물질을 덜 적합하게 할 수 있는 광범위한 물리적 특성에서는 적용가능하지 않을 수 있다. 예를 들어, 내마모성(wear resistance)은 기판 홀더(2)에 대한 중요한 특성일 수 있으나, 양호한 내마모성과 거의 0인 열 팽창 계수를 갖는 물질들이 적용가능하지 않을 수도 있으며 및/또는 경제적이지 않을 수도 있다.
도 5 및 도 6의 기판 테이블(WT) 왜곡이 기판 홀더(2)의 팽창에 기인하는 것으로 나타나 있지만, 왜곡은 기판 테이블(WT) 자체 열 또는 냉각으로 인해 생길 수도 있다. 예를 들어, 침지 액체의 증발은 어느 정도의 열적 수축을 유발할 것이다. 기판 테이블(WT)은 몇몇 부분에서 팽창될 수 있고 그 이외의 부분에서는 수축될 수 있으며, 이는 기판 홀더(2)의 균일한 팽창에 기초한 변형을 가정한 도 6에 도시된 것보다 더 복잡한 왜곡을 유도하게 된다.
거울(6)의 왜곡은 기판(W)의 제어 시에 오차를 유발할 수 있다. 예를 들어, 바깥쪽으로 부풀어져 가는 거울의 일부분이 검출 간섭계에 인접하게 위치되는 경우, 보정 조치(corrective measure)가 취해지지 않는다면, 실제보다 기판 테이블(WT)이 전체적으로 더 가깝게 있다는 것을 나타내는 신호를 출력할 수 있는데, 간섭계는 실제로는 거울의 단지 국부적인 부분만이 가깝게 있다. 이는 상기 신호가 피드백 루프로 입력되는 경우에 기판(W) 위치의 엄청난 오프셋을 유발할 수 있다.
도 7은 기판 테이블(WT)의 가능한 열 및/또는 냉각 원에 대해 열적 차폐를 제공하도록 커버 플레이트(60)가 배치된 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 이는 커버 플레이트(60)와 기판 테이블(WT) 간의 단열(thermal insulation)을 제공함으 로써 달성된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 침지 액체의 증발 또는 방사열로 인해 유도된 커버 플레이트(60)의 온도 변화는 커버 플레이트(60) 아래의 기판 테이블(WT)에 상당한 열 전달을 유도하지 않는다. 도시된 예시에서, 단열은 특별한 버얼(21)의 형태를 취한다. 이들 버얼(21)의 열전도는, 예를 들어 그들의 단면 크기를 최소화하고 및/또는 낮은 열전도성 물질을 이용함으로써 낮아진다. 기판 테이블(WT)과 커버 플레이트(60) 간의 방사열 교환은 이들 구성요소 중 하나에 또는 둘 모두에 반사성 코팅을 적용함으로써 감소될 수 있다.
도 8은 타겟 온도의 소정 범위(범위들) 내에서 기판 테이블(WT)과 기계적 및/또는 열적 접촉하는 기판 테이블(WT) 및/또는 구성요소들의 일부분의 온도를 유지하도록 구성된 기판 테이블 온도 안정화 디바이스를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부분을 개략적으로 도시한다. 상기 범위는 온도(예를 들어, 제공되는 그 열 팽창 계수, 기계적 구조, 및/또는 여하한의 열-싱킹 구성(heat-sinking arrangement))를 변화시키기 위해 원하는 정확성과 기판 테이블(W)(상기에 언급된 그와 관련된 구성요소들)의 감응성에 의존할 것이다. 예상되는 열 입력 또는 열 출력에 따라 기판 테이블(WT)의 상이한 부분들에 대해 상이한 범위 및/또는 타겟 온도가 사용될 수 있다. 예를 들어, 열 팽창을 더 쉽게 거치거나 열 입력/출력에 덜 노출된다고 예상되는 기판(W)의 영역에는 더 좁은(tight) 공차가 바람직할 수 있을 것이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 기판 테이블(WT) 내에서의 제어된 비균질한(inhomogeneous) 온도 프로파일을 유지하는 것이 적합한 경우, 기판 테이블(WT)의 상이한 부분들에 대해 복수의 상이한 타겟 온도가 사용될 수 있다.
기판 테이블(WT) 및/또는 그와 관련된 구성요소의 온도를 안정화하는 것은 그 열 팽창 및/또는 수축의 정도를 감소시킬 수 있으며, 따라서 기판 테이블(WT)의 전체 왜곡을 감소시킬 수 있다. 따라서, 이는 거울(6)(도 8에는 도시되지 않음)과 같은 기판 테이블(WT) 위치 측정 디바이스의 작동에 대한 단절을 최소화할 수 있으므로, 기판(W)이 투영 시스템(PS)에 대해 위치될 수 있는 정확성을 개선시킬 수 있으며, 따라서 예를 들어 오버레이 오차를 감소시킬 수 있다.
이 실시예에 따른 온도 안정화 디바이스는 1 이상의 커버 플레이트(60)의 온도를 제어함으로써 작동된다. 이는 기판 테이블(WT)의 평균 온도 또는 온도 프로파일의 측정된 변화에 따라 커버 플레이트(60)의 (공간적으로 일정한 또는 공간적으로 변화는 온도 분포를 포함하는) 온도 프로파일을 제어함으로써 능동적으로 행해질 수 있다. 대안적으로, 온도 안정화 디바이스는 (커버 플레이트의 온도가 측정될 수도 있지만) 기판 테이블(WT)의 온도 프로파일의 측정과 관계없이, 단지 커버 플레이트의 온도를 따로 제어함으로써 더 수동적으로 작동될 수 있다. 이 후자의 접근법에 따르면, 커버 플레이트(60)의 온도는 실질적으로 일정한 온도를 유지하도록(또는, 달리 말하면, 커버 플레이트(60)에 대한 타겟 온도의 범위 내에서 커버 플레이트의 온도를 유지하도록) 제어될 수 있다. 기판 테이블(WT)의 온도와 직접적인 관계없이 커버 플레이트(60)의 온도를 유지하면, 기판 테이블 장치에 대한 최소한의 단절로 구현될 수 있다.
커버 플레이트(60)의 온도 제어는 수동적으로 및/또는 능동적으로(상기 참 조) 가장 중요한 수개의 열 입력 및/또는 출력 원으로부터 기판 테이블(WT)을 효과적으로 "차폐"할 수 있다. 예를 들어, 냉각을 유발하는 침지 액체의 증발의 대부분은 커버 플레이트(60)의 표면 상에서 발생한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT) 위의 영역에 노출된 구성요소로부터의 방사열은 커버 플레이트(60) 상에 가장 먼저 입사되는 경향이 있다. 이들 인자들 중 1 이상을 바로 보상하기 위해 커버 플레이트(60)의 온도를 제어하는 것은 기판 테이블(WT)의 온도에 관한 그들의 궁극적인 효과가 감소된다는 것을 의미할 수 있다.
커버 플레이트 온도가 기판 테이블(WT)의 측정된 온도에 대한 기준에 의해 제어되는 경우, 커버 플레이트 온도 제어는 커버 플레이트(60)를 가장 먼저 통과하지 않고도 기판 테이블(WT)에 도달하는 열(예를 들어, 기판 홀더(2) 내에 설치된 기판 온도 보상 장치로부터의 열 및/또는 방사선 빔으로부터의 방사열) 및/또는 냉각을 적어도 부분적으로 보상할 수 있다.
도 8의 구성에 따른 커버 플레이트(60)의 온도 제어는, 대응하는 타겟 온도(각각의 타겟 온도는 제어되고 있는 기판 테이블(WT)(및/또는 그와 관련된 구성요소들)의 1 이상의 부분들에 대응)의 범위 내에서 기판 테이블(WT)(및/또는 기판 홀더(2) 및 커버 플레이트(60)와 같은 그와 관련된 구성요소)의 일부분의 온도를 유지하기 위해, 커버 플레이트(60) 내의 또는 그 안에 매입된 채널들의 네트워크(20), 및 상기 채널들의 네트워크(20) 내에서 유동하는 열 교환 유체의 온도 및/또는 압력(및, 이에 따른 유속)을 제어하도록 배치된 제어기(30)에 의해 달성된다. 열 교환 유체는 예를 들어 정화수(purified water)일 수 있다. 온도 및/또는 압력 은, 예를 들어 캘리브레이션 실험들, 기판 테이블(WT)에 입력/출력된 예상되는 전력의 수학적 모델링, 왜곡에 기여하는 구성요소들의 온도의 측정들(이하 참조), 및/또는 유체의 측정들에 대한 기준에 의해 제어될 수 있다.
채널 시스템(20)은 필요에 따라 커버 플레이트(60)를 가열하고 커버 플레이트(60)를 냉각하도록 구성될 수 있으므로, 기판 테이블 온도의 유연성 제어를 허용한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 채널(20)은 커버 플레이트(60)의 일부분을 가열하면서 또 다른 부분을 냉각하도록 구성될 수 있다. 이는 커버 플레이트(60) 및/또는 기판 테이블(WT)(및/또는 다른 관련된 구성요소들)에 걸친 온도의 변화가 열-교환 유체의 온도에 미치는(span) 경우에 달성될 수 있다. 대안적으로, 한 세트의 특성(예컨대, 높은 온도)을 갖는 열-교환 유체를 채널 시스템(20)의 일부분으로 공급함과 동시에, 상이한 세트 특성(예를 들어, 낮은 온도)을 갖는 열-교환 유체를 채널 시스템(20)의 또 다른 부분에 제공하기 위한 시스템이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 커버 플레이트(60) 및/또는 기판 테이블(WT)(및/또는 다른 관련된 구성요소)의 광범위한 온도 변화를 안정화하기 위해 채널 시스템이 사용될 수 있다.
대안적으로 및/또는 추가적으로, 기판 테이블 온도 안정화 디바이스에는 도 9에 개략적으로 도시된 바와 같은 1 이상의 전기 히터(26)가 제공될 수 있다. 상기 1 이상의 전기 히터(26)는 도시된 바와 같이 커버 플레이트(60) 내에 매입될 수 있거나, 커버 플레이트(60)의 표면에(커버 플레이트 위에, 그 아래에, 또는 양면 상에) 부착될 수 있다.
전기 히터는 최소한의 추가 하드웨어로 용이하게 제어될 수 있다. 그 출력은 빠르게 조정될 수 있어, 향상된 제어와 신속한 응답을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 가열 요소(26)는 타겟 온도 영역에서 온도-유도 위상 전이를 겪는 재료를 포함할 수 있고, 위상 전이는 상기 재료를, 전이 온도 아래의 상대적으로 높은 가열 출력을 생성하는 상태로부터 전이 온도 위의 상대적으로 낮은 가열 출력을 생성하는 상태로 변하도록 한다. 예를 들어, 강자성체, 반-강자성체(anti-ferromagnet) 또는 페리-마그넷과 같은 자기-오더링(magnetic-ordering) 전이를 겪는 재료가 선택될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 구조적 위상 전이를 겪는 재료가 선택될 수도 있다.
재료는 상기 재료가 전이 온도를 통해 가열됨에 따라 재료의 저항성이 급격히 증가하도록 선택될 수 있다. 제어기(40)가 일정한 전압을 유지하도록 구성된다면, 재료 내에서 흩어지는(dissipated) 전력은 저항성의 급격한 증가로 인해 급격하게 감소되며, 이는 복잡한 제어 회로 및 많은 수의 온도 센서 및 히터들에 대한 필요성 없이 온도가 위치를 크게 변화시키는 경우에도, 기판테이블(WT)의 온도를 안정화시키는 경향이 있다. 온도가 매우 낮은 경우(즉, 전이 온도 및 타겟 온도를 하회하는 경우), 가열 출력은 자동적으로 비교적 높이지며, 온도가 매우 높은 경우(즉, 전이 온도 및 타겟 온도를 상회하는 경우), 가열 출력은 자동적으로 낮아질 것이다.
유사한 원리에 따라 운용되는 대안적 또는 추가적인 접근법이 도 10에 개략적으로 도시되어 있다. 여기서, 제어기(50)에 의하여 제어되는 1 이상의 전자석들(28)에 의해 작동되는 1 이상의 가열 요소들(26)이 제공된다. 1 이상의 가열 요 소들(26)은 재료가 전이 온도 아래의 자기적으로 이력현상적인(hysteretic) 상태로부터 전이 온도 위의 비-자기적으로 이력현상적인 상태(즉, 자기 이력현상이 없거나 최소의 양을 갖는 것으로 나타나는 상태)로 변화시키는 위상 전이를 겪는 재료를 포함한다. 제어기(50) 및 1 이상의 전자석들(28)은, 1 이상의 가열 요소들이 전이 온도 아래에 있는 경우에만, 1 이상의 가열 요소들이 자기 이력현상에 의하여 기판테이블(WT)에 열을 제공하도록 하는 1 이상의 가열 요소들(26)에 가변적인 자기장을 인가하도록 구성된다.
강자성체 재료는, 예를 들어, 자기적으로 이력현상적 재료로서 사용될 수 있다. 즉, 이 구성은 복잡한 제어 회로 및 많은 수의 온도 센서와 히터들에 대한 필요성 없이 커버 플레이트(60) 및/또는 기판테이블(WT)(및/또는 여타 관련 구성요소들)의 위치-가변적 온도 변화들까지도 안정화시키는 경향이 있다. (도 8, 9 및 10에 도시된) 기판테이블(WT) 및/또는 커버 플레이트(60) 내에 매입되거나, 기판테이블(WT) 및/또는 커버 플레이트에 인접하게 위치되는, 기판테이블(WT) 및/또는 커버 플레이트(60)에 고정되는 1 이상의 온도 센서들(22)(예를 들어, 적외선 센서)이 제공될 수 있다. 1 이상의 온도 센서들은 기판테이블(WT)과의 열적 및/또는 기계적 접촉시 다른 구성요소들 내에 또는 다른 구성요소들 상에 제공될 수도 있다. 기판테이블(WT) 및/또는 커버 플레이트(60)(및/또는 여타 관련 구성요소들) 일부의 온도를 1 이상의 대응되는 타겟 온도의 범위 내에서 유지시키기 위하여 1 이상의 온도 센서들은 1 이상의 가열/냉각 요소들(20/26)의 가열/냉각 출력을 변화시키도록 제어기(30, 40 및/또는 50)에 의하여 사용될 수 있는 기판테이블(WT), 커버 플레이 트(60) 및/또는 관련 구성요소들의 온도에 관한 정보를 제공한다. 예를 들어, 온도 센서(들)의 판독치(들)과 1 이상의 타겟 온도들 간의 차이(들)을 저감시키기 위하여 1 이상의 가열/냉각 요소들(20/26)의 출력을 조정하는 피드백 루프가 제공될 수도 있다.
도 11은 기판(W)이 기판(W)과 기판테이블(WT) 사이에 위치되는 기판 홀더(2) 상에서 지지되는 실시예를 개략적으로 나타내고 있다. 이 구성은 기판 홀더(2)의 어떠한 가열 또는 냉각 요소들도 포함하지 않을 수 있다. 이는 기판 홀더(2)가 너무 크거나 복잡하지 않게 만들어져 제조 비용을 줄일 수 있다는 것을 의미한다. 보다 작은 재료의 볼륨은 기판 홀더(2)가 팽창 또는 수축하는 경우 야기되는 문제들을 저감시키는데, 이는 이러한 팽창 또는 수축들이 보다 작은 양의 재료들이 관련됨으로 인해 비례적으로 보다 작고/약하기 때문이다. 따라서, 기판 홀더(2)의 열적 특성들(예를 들어, 열 팽창 계수)과 관련된 디자인의 제약들은 이 구성요소의 다른 물리적 또는 경제적 특성들을 최적화시키기 위해 보다 큰 자유도를 제공하도록 융통성 있게 이루어질 수 있다.
기판(W), 기판 홀더(2), 기판테이블(WT) 및/또는 커버 플레이트(60)의 개선된 열적 제어는, 기판(W)과 기판 홀더(2), 기판 홀더(2)와 기판테이블(WT), 및/또는 커버 플레이트(60)와 기판테이블(WT) 사이의 높은 열 전도성 경로를 제공함으로써 달성된다. 일 실시예에 따르면, 이는 기판(W), 커버 플레이트(60) 및/또는 기판테이블(WT) 사이의 열 전도성 커플링 매체(66)를 채용함으로써 달성될 수 있다. 나타낸 실시예에서,이 커플링 매체는 액체이고, 기판 홀더(2) 및 커버 플레이트(60) 아래의 영역에 제공되며, 1 이상의 플러그(64)에 의해 한정된다. 상기 액체는 메인 지지 기구로서의 버얼들의 사용과 연관된 융통성을 잃지 않고 기판 홀더(2)와 기판테이블(WT) 사이에 큰 접촉면적을 제공한다. 높은 열 전도성을 갖는 액체는 특히 효과적이어야 한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 가스성 커플링 매체가 상요될 수도 있다. 예를 들어, 기판테이블(WT)과 커버 플레이트(60) 및/또는 기판 홀더(2) 사이의 영역이 낮은 압력(즉, 대기압보다 현저히 낮은 압력) 아래로 유지되는 경우, 기판 홀더(2)(또는 커버 플레이트(60))를 충분히 견고하게 고정시키는 것과 기판테이블(WT)에 대한 기판 홀더(2)(또는 커버 플레이트(60))의 열적 커플링을 개선시키기 위하여 소정의 가스를 제공하는 것 간의 균형을 달성하기 위하여 낮은 압력 레벨이 저감될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 기판 홀더(2) 및/또는 커버 플레이트(60) 아래에는 상이한 가스 압력의 영역들이 조성되고, 낮은 압력의 영역은 구성요소(들)을 고정시키는 역할을 하는 한편, 보다 높은 압력의 영역은 열적 커플링을 개선시키는 역할을 한다. 예를 들어, 가스 커플링 매체로서 정화된 공기가 사용될 수도 있다.
대안적인 기구에 따르면, 버얼(3, 5)과 기판테이블(W), 기판 홀더(2), 커버 플레이트(60) 및/또는 기판테이블(WT) 사이에 비-유체 커플링 매체가 제공될 수도 있다. 예를 들어, 매우 소프트하고 양호한 열 전도체인 인듐 포일일 사용될 수 있다.
기판(W) 및/또는 기판 홀더(2)와 기판테이블(WT) 및/또는 커버 플레이트(60) 사이의 개선된 열적 경로는 기판테이블(WT)의 온도를 안정화시키기 위해 취해지는 방법들이 기판(W) 및 기판 홀더(2)의 온도를 안정화시키는 역할을 하도록 할 수도 있다. 이는, 예를 들어 기판 홀더(2)의 열 팽창/수축이 기판테이블(WT)의 왜곡을 덜 야기하며, 이는 기판 홀더(2)에 적합한 재료 선택의 폭을 넓혀준다는 것을 의미한다. 예를 들어, 높은 내마모성을 갖는 실리콘 침윤 SiC(Si-SiC) 기판 홀더(2)가 사용될 수도 있다.
도 12는 투영시스템(PS) 및/또는 리소그래피 장치에 대해 견고하게 고정될 수 있는 기준 프레임(92)에 대한 기판테이블(WT) 일 부분의 위치를 결정하기 위한 측정시스템을 포함하는 실시예를 나타내고 있다. 상기 장치는 또한, 원하는 않는 온도 변화로 인해 열 수축 및/또는 팽창으로부터 기판테이블(WT)의 왜곡과 관련된 데이터를 생성하도록 구성되는 기판테이블 왜곡 결정 디바이스(86)를 포함한다. 기판(W)은 기판 위치 제어기(84)의 제어 하에 작동하는 기판테이블 변위 디바이스(90)에 의하여 투영시스템(PS)에 대해 변위된다(예를 들어 스캐닝된다(scanned)).
기판 위치 제어기(84)는 기판테이블 왜곡 결정 디바이스(86) 및 측정시스템으로부터의 데이터 입력을 기준으로 하여 원하는 궤적을 따라 어떻게 기판(W)을 이동시킬지에 대해 결정한다. 측정시스템은 기판 위치 제어기(84)가 기판(W)의 위치를 유도하도록 구성되는 기판테이블(WT)의 측정된 부분의 위치와 관련해 규칙적인 업데이트들을 제공한다. 이 작업은 측정시스템에 의해 측정되는 기판테이블(W) 부분의 위치와 기판의 위치 간에 대응적으로 일정한 관계가 이루어지기 때문에 기판 테이블(WT)이 일정한 기하학적 구조를 유지한다면 상대적으로 수월하다(straightforward). 하지만, 기판테이블(WT)의 기하학적 구조가 변하고, 이것이 기판(W)의 위치설정에 있어서의 오차를 야기한다면, 이 관계가 변화될 수도 있다. 본 실시예에 따르면, 이 오차는 기판테이블의 왜곡을 반영하기 위하여 기판테이블(WT)의 측정된 부분의 위치와 기판의 위치 사이의 관계를 업데이트하도록 기판테이블 왜곡 결정 디바이스(86)의 출력을 사용함으로써 저감 또는 회피될 수 있다. 이러한 접근법은, 예를 들어 실질적인 추가적 하드웨어, 예컨대 기판테이블(WT)의 온도 불규칙성 및/또는 그것의 직접적인 물리적 결과를 저감시키기 위한 노력과 연관된 하드웨어에 대한 필요 없이 기판의 위치설정 및 그에 따른 오버레이 성능의 향상을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 측정시스템은 기판테이블(WT)의 측방향 측면 상에 장착되는 복수의 평면 리플렉터(82)를 포함한다. 거울들의 표면들의 위치를 측정하기 위하여 1 이상의 간섭계들이 제공된다. 1 이상의 간섭계들은 각각 방사선 소스(81) 및 방사선 디텍터(83), 그리고 여하한의 시간에 방사선이 입사하는 거울의 표면과 해당 간섭계와 연관된 기준 프레임(92)에 대한 고정된 지점 간의 분리(separation)를 결정하기 위하여 방출된 방사선을 수용된 방사선과 비교하기 위한 시스템을 포함할 수 있다. 거울들이 직교 방향으로 배향되도록 구성함으로써, 예를 들어 직교 축선에 따른 기판테이블(WT) 일 부분의 위치를 결정할 수 있다.
기판테이블(WT)의 왜곡은 이들 거울이 약간 만곡되도록 할 수 있다. 기판테이블 왜곡 결정 디바이스(86)는 그것이 보정될 수 있도록 이것의 곡률 또는 "거울 프로파일"에 대한 정보를 제공한다.
이것이 이행될 수 있는 한가지 방법은 거울(82) 및/또는 기판테이블(WT)의 곡률을 측정하는 것이다. 이는, 하나 또는 복수의 통상적인 노광 시퀀스(들)이 진행되는 동안 기판테이블(WT)이 어떻게 변형되는지를 측정하기 위한 캘리브레이션 런(calibration run)으로서 수행될 수 있다. 이들 캘리브레이션의 결과들은 기판테이블 위치 제어기에 적절한 보정들을 제공하기 위하여 왜곡 결정 디바이스(86)에 의하여 온라인으로 액세스될 수 있는 메모리 디바이스(88)에 저장될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 측정시스템에는, 기판테이블(WT)에 형성되는 각각의 거울들(82)에 대해, 도 13에 나타낸 바와 같이 복수의 간섭계(예를 들어, 방사선 소스들 및 디텍터들의 쌍들을 포함함)가 제공될 수 있다. 이 구성에서의 각각의 간섭계는 여하한의 시간에 기준 프레임(92)에 대한 거울 표면의 상이한 부분으로부터의 거리를 측정할 수 있고, 이에 의하여 기판테이블(WT)의 프로파일을 매우 효율적으로 측정할 수 있다. 이 구성은 노광시 기판테이블(WT)의 예측된 왜곡에 대한 캘리브레이션 데이터를 신속하게 유도하는데 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 기판테이블 위치 제어기(84)는 (대응되는 거울이 정확히 평면이 아닌 경우에) 단 하나의 간섭계를 사용했을 때 가능한 것보다 기판테이블(WT) 일 측방향 측면의 위치를 보다 정확하게 측정하기 위하여, 각각의 거울에 대해 간섭계들 각각의 판독치들의 평균을 얻도록 구성될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 기판테이블 왜곡 결정 디바이스(86)는 예측 모델에 의하여 예측된 기판테이블의 왜곡을 결정하도록 구성될 수 있다. 이 모델은, 기판(W), 기판 홀더(2), 기판테이블(WT) 및/또는 이러한 구성요소들 중 1 이상과 열 및/또는 기계적 접촉을 하는 여하한의 구성요소의 열적 및 기계적 특성들에 기초할 수 있으며, 또한 리소그래피 방사선으로부터의 예측되는 파워 입력 또는 출력 및/또는 기판(W) 및/또는 커버 플레이트(60)의 표면으로부터의 침지 액체의 증발에 기초할 수 있다. 상기 모델의 파라미터들은 캘리브레이션 측정치들을 기준으로 하여 튜닝될 수도 있다. 예측되는 파워 입력 또는 출력은 특정의 원하는 도즈(dose) 패턴과 연관된 에너지 흐름의 분석으로부터 유도되거나, 또는 캘리브레이션 측정치들로부터 유도될 수 있다. 기판테이블(WT)의 왜곡이 기판테이블(WT)에 대해 가압되는 열적으로 팽창되는 기판 홀더(2)로부터 발생하는 것으로 예측되는 경우, 기판 홀더(2)의 균일한 팽창에 기초하여 단순화된 모델이 효과적일 수도 있다.
기판테이블 위치설정 거울(82)의 표면 프로파일은 매핑 방법에 의하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 2개의 공칭 평면 리플렉터(82)가 기판테이블(WT)의 상이한 비-평행 측방향 측면들 상에 제공되는 경우에, 거울(82)들 중 제 1 거울의 표면 프로파일은 거울들(82) 중 제 2 거울에 대한 법선과 평행하게 기판테이블(WT)을 이동시키는 한편, 간섭계로부터 제 1 거울의 표면까지의 직각방향의 거리가 어떻게 변하는지를 측정함으로써 매핑될 수 있다. 그 후, 이 프로세스가 반복되나, 제 2 거울의 프로파일을 매핑하기 위하여 제 1 거울(82)에 대한 법선과 평행하게 기판테이블(WT)을 이동시킨다.
본 명세서에서는, IC의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에서 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자 기 도메인 메모리용 유도 및 검출패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드의 제조와 같이 여타의 응용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 여타의 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 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.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126㎚의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절 및 반사 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 나타낼 수 있다.
이상, 특정 실시예들이 서술되었지만, 본 발명은 서술된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명은 상기에 개시된 바 와 같은 방법을 설명하는 기계-판독가능한 명령어들의 1이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.
특히, 상술된 타입으로 국한되거나, 침지 액체가 배스의 형태로 제공되거나 또는 기판이 국부화된 표면적 상에만 제공되는지 여부와는 상관없이 본 발명의 1 이상의 실시예들이 침지 리소그래피 장치에 적용될 수도 있다. 본 명세서에서 구현되는 액체공급시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 특정 실시예들에서, 그것은 투영시스템과 기판 및/또는 기판테이블 사이의 공간에 액체를 제공하는 기구 또는 구조체들의 조합일 수 있다. 그것은 1 이상의 구조체들, 1 이상의 액체 유입부, 1 이상의 가스 유입부, 1 이상의 가스 유출부, 및/또는 상기 공간에 액체를 제공하는 1 이상의 액체 유출부들의 조합을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 공간의 표면은 기판 및/또는 기판테이블의 일 부분일 수 있으며, 상기 공간의 표면은 기판 및/또는 기판테이블의 표면을 완전히 덮거나, 또는 상기 공간은 기판 및/또는 기판테이블을 둘러쌀 수 있다. 액체공급시스템은 선택적으로 액체의 위치, 양, 품질, 형상, 유량 또는여타의 특징들을 제어하기 위한 1 이상의 요소들을 더 포함할 수 있다.
그것의 기본적 형태에 있어, 상술된 기판테이블(WT)은 통상 "거울 블록(mirror block)"이라 알려져 있다. 그것이 기본적 형태에 있어, 상술된 기판 홀더(2)는 통상 "핌플 플레이트(pimple plate)"라 알려져 있다.
이상의 설명은 예시에 지나지 않으며, 제한의 의미는 없다. 따라서, 당업자라면, 상술된 청구항들의 범위를 벗어나지 않는 본 발명에 대한 수정들이 가해질 수 있다는 것을 명백히 이해할 것이다.
이하, 대응되는 참조부호들이 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들이 예시의 방법으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸 도;
도 2 및 3은 리소그래피 투영장치에서 사용하기 위한 액체공급시스템을 나타낸 도;
도 4는 리소그래피 투영장치에 사용하기 위한 또 따른 액체공급시스템을 나타낸 도;
도 5는 기판 홀더 및 이동가능한 기판테이블 상에 장착되는 기판을 나타낸 도;
도 6은 기판 홀더의 열적 팽창에 의해 야기되는 기판테이블 상의 효과들을 나타낸 도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 커버 플레이트와 기판테이블 간의 열적 절연을 나타낸 도;
도 8은 채널들의 네트워크를 갖는, 본 발명에 따른 기판테이블 온도 안정화 디바이스를 나타낸 도;
도 9는 전기 히터 및 제어기를 갖는, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판테이블 온도 안정화 디바이스를 나타낸 도;
도 10은 자기장을 변화시킴으로써 작동되도록 구성된 가열 요소들을 갖는, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판테이블 온도 안정화 디바이스를 나타낸 도;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도 커플링 매체(thermally conducting coupling medium)를 포함하는 기판테이블 조립체를 나타낸 도;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치측정시스템 및 기판테이블 왜곡 측정 디바이스를 나타낸 도;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 매 거울마다 복수의 간섭계들을 포함하는 측정시스템을 나타낸 도이다.

Claims (4)

  1. 리소그래피 장치에 있어서,
    기판을 지지하도록 구성된 기판테이블;
    모듈레이팅된 방사선 빔을 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영시스템;
    노광시 상기 투영시스템과 기판 사이의 영역에 액체를 제공하도록 구성된 액체공급시스템;
    노광시 상기 기판의 반경방향 외측에 위치되고, 상기 기판과 실질적으로 인접하고 기판 레벨에 있는 상기 투영시스템과 마주하는 표면을 제공하도록 구성되는 상기 기판테이블로부터 물리적으로 분리되는 커버 플레이트; 및
    상기 커버 플레이트에 의해 상기 기판테이블의 열적 실딩(shielding)을 제공하기 위하여 상기 커버 플레이트와 상기 기판테이블 간의 열전달을 저감시키도록 구성되는 열 절연체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 절연체는 상기 커버 플레이트가 장착되는 낮은 열 전도성 버얼(burl)을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 낮은 열 전도성 버얼들은 낮은 열 전도성, 커버 플레이트와의 최소 접 촉 영역, 및 상기 기판테이블과의 최소 접촉 영역 중 하나 이상을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  4. 디바이스 제조방법에 있어서,
    액체를 통해 기판테이블 상에서 유지되는 기판 상으로 모듈레이팅된 방사선 빔을 투영하는 단계; 및
    커버 플레이트와 기판테이블 간의 열전달을 저감시켜 상기 커버 플레이트에 의해 상기 기판의 열적 실딩이 가능해 지도록 상기 커버 플레이트를 열적으로 절연시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공되며,
    상기 커버 플레이트는 상기 모듈레이팅된 방사선 빔의 투영시 상기 기판의 반경방향 외측에 있으며, 상기 기판과 실질적으로 인접하고 기판 레벨에 있는 표면을 갖는 상기 기판테이블로부터 물리적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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