KR101128403B1 - 리소그래피 장치 및 2-상 유동의 유속을 측정하는 방법 - Google Patents

리소그래피 장치 및 2-상 유동의 유속을 측정하는 방법 Download PDF

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에릭 헨리쿠스 에기디우스 카타리나 에움멜렌
안토니에 쿠이퍼
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Abstract

2-상 유동용 도관을 포함하는 리소그래피 장치가 개시된다. 상기 2-상 유동을 가스 유동 및 액체 유동으로 분리시키는 유동 분리기가 제공된다. 유량계는 상기 가스 유동 또는 액체 유동의 유체 유속을 측정한다.

Description

리소그래피 장치 및 2-상 유동의 유속을 측정하는 방법{Lithographic Apparatus and a Method of Measuring Flow Rate in a Two Phase Flow}
본 발명은 리소그래피 장치 및 2-상 유동의 유속을 측정하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행한 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스에서 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
본 명세서에서 전문이 인용 참조되는 유럽 특허 출원 공개공보 EP 1420300호 및 미국 특허 출원 공개공보 US 2004-0136494호에, 트윈(twin) 또는 듀얼(dual) 스테이지 침지 리소그래피 장치의 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2 개의 테이블이 제공된다. 침지 액체가 없는 제 1 위치에서 테이블을 이용하여 레벨링 측정(leveling measurement)들이 수행되고, 침지 액체가 존재하는 제 2 위치에서 테이블을 이용하여 노광이 수행된다. 대안적으로, 상기 장치는 하나의 테이블만을 갖는다.
침지 리소그래피 장치에서 기판의 노광 후, 기판 테이블은 그 노광 위치로부터 기판이 제거될 수 있고 상이한 기판으로 교체될 수 있는 위치로 멀리 이동된다. 이는 기판 교체(substrate swap)로 알려져 있다. 2-스테이지 리소그래피 장치에서, 기판 테이블들의 교체는 투영 시스템 아래에서 행해질 수 있다.
투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 리소그래피 투영 장치 내에 기판을 침지시키는 것이 제안되었다. 일 실시예에서, 상기 액체는 증류수이지만, 또 다른 액체가 사용될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예는 액체에 관하여 설명될 것이다. 하지만, 또 다른 유체, 특히 습윤 유체(wetting fluid), 비압축성 유체 및/또는 공기보다 높은 굴절률, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적절할 수 있다. 가스를 배제한 유체들이 특히 바람직하다. 이것의 요점은, 노광 방사선이 액체 내에서 더 짧은 파장을 가질 것이기 때문에 더 작은 피처들의 이미징을 가능하게 한다는 것이다[또한, 액체의 효과는 시스템의 유효 개구수(NA)를 증가시키는 것으로 간주될 수 있으며, 초점 심도(depth of focus)를 증가시키는 것으로 간주될 수도 있다]. 고체 입자(예를 들어, 석영)가 그 안에 부유(suspend)되어 있는 물, 또는 나노-입자 부유물(예를 들어, 최대 치수가 10 nm까지인 입자들)을 갖는 액체를 포함한 다른 침지 액체들이 제안되었다. 부유된 입자들은, 그것들이 부유되어 있는 액체와 유사하거나 동일한 굴절률을 갖거나 갖지 않을 수 있다. 적절할 수 있는 다른 액체들로는 탄화수소, 예컨대 방향족(aromatic), 플루오르화탄화수소(fluorohydrocarbon), 및/또는 수용액을 포함한다.
기판 또는 기판과 기판 테이블을 액체 배스(bath of liquid) 내에 담근다는 것(예를 들어, 미국 특허 US 4,509,852호 참조)은 침지 시스템 구성의 일 형태이다. 이 구성은 스캐닝 노광시 대량의 액체(large body of liquid)가 가속화되어야 한다는 것을 필요로 한다. 이는 강력한 추가 또는 더 많은 모터들을 필요로 하며, 액체 내의 난류(turbulence)는 바람직하지 않고 예측 불가능한 영향들을 초래할 수 있다.
제안된 또 다른 구성은, 액체 공급 시스템이 액체 한정 시스템을 이용하여 기판의 국부화된 영역 및 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에만 액체를 제공하는 것이다(일반적으로, 기판은 투영 시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이처럼 배치하기 위해 제안된 한가지 방식이 PCT 특허 출원 공개공보 WO 99/49504호에 개시되어 있다. 이러한 타입의 구성은 국부화된 침지 시스템 구성이라고 칭해질 수 있다.
PCT 특허 출원 공개공보 WO 2005/064405호는 침지 액체가 한정되지 않는 완전 습윤 구성(all wet arrangement)이라고 칭해지는 또 다른 타입의 침지 시스템 구성을 개시한다. 이러한 시스템에서는, 기판의 전체 최상부 표면이 액체로 덮인다. 이는 기판의 전체 최상부 표면이 실질적으로 동일한 조건들로 노출되기 때문에 유리할 수 있다. 이는 기판의 온도 제어 및 처리에 대해 장점을 가질 수 있다. WO 2005/064405호에서, 액체 공급 시스템은 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 갭에 액체를 제공한다. 그 액체는 기판의 잔여부에 걸쳐 누출되게 되어 있다. 기판 테이블의 에지에 있는 방벽은 액체가 방출되는 것을 방지하므로, 액체가 기판 테이블의 최상부 표면으로부터 제어되는 방식으로 제거될 수 있다. 이러한 시스템이 기판의 온도 제어 및 처리를 개선한다 하더라도, 침지 액체의 증발(evaporation)은 여전히 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해소하는데 도움을 주는 한가지 방법은 미국 특허 출원 공개공보 US 2006/0119809호에 개시되어 있다. 모든 위치들에서 기판(W)을 덮는 부재가 제공되며, 상기 부재는 상기 부재와 기판 및/또는 상기 기판을 유지하는 기판 테이블의 최상부 사이에서 침지 액체가 연장되도록 구성된다.
침지 장치에서, 침지 유체는 유체 핸들링 시스템, 구조체 또는 장치에 의해 핸들링된다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은 침지 유체를 공급할 수 있으며, 따라서 유체 공급 시스템일 수 있다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은 침지 유체를 적어도 부분적으로 한정할 수 있으며, 이에 따라 유체 한정 시스템일 수 있다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은 침지 유체에 방벽을 제공할 수 있으며, 이에 따라 방벽 부재, 예컨대 유체 한정 구조체일 수 있다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 시스템은, 예를 들어 침지 유체의 위치 및/또는 유동을 제어하는 것을 돕기 위해 가스의 유동을 생성하거나 이용할 수 있다. 가스의 유동은 침지 유체를 한정하는 시일을 형성할 수 있으므로, 유체 핸들링 구조체는 시일 부재라고도 칭해질 수 있으며; 이러한 시일 부재는 유체 한정 구조체일 수 있다. 일 실시예에서, 침지 유체로서 침지 액체가 사용될 수도 있다. 그 경우, 유체 핸들링 시스템은 액체 핸들링 시스템일 수 있다. 유체 핸들링 시스템은 투영 시스템과 기판 테이블 사이에 위치된다. 앞서 언급된 설명을 참조로, 이 문단에서 유체에 대해 정의된 특징에 대한 언급은 액체에 대해 정의된 특징을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
유체 핸들링 시스템 또는 액체 한정 구조체에서, 공간, 즉 침지 공간에 액체가 한정된다. 예를 들어, 한정 구조체 내에서, 상기 구조체의 몸체, 투영 시스템의 표면 및 아래 놓인 구조체(예를 들어, 기판 테이블, 기판 테이블 상에 지지된 기판, 셔터 부재 및/또는 측정 테이블)에 의해 액체가 한정된다. 또한, 국부화된 영역 침지 시스템의 경우, 유체 핸들링 시스템 또는 액체 한정 구조체 및 아래 놓인 구조체 사이의 액체 메니스커스(liquid meniscus)에 의해 침지 공간 내에 액체가 한정된다. 완전 습윤 시스템의 경우, 침지 공간으로부터 기판 및/또는 기판 테이블의 최상부 표면 상으로 액체가 유동하도록 되어 있다.
침지 리소그래피 장치는 흔히 2-상 유동을 갖는 1 이상의 도관들을 포함한다. 2-상 유동은, 예를 들어 가스 및 액체가 개구부를 통해 동시에 또는 차례대로 제거되는 곳에서 발생한다. 일 예시는 메니스커스, 예를 들어 액체 한정 구조체와 기판 사이의 액체의 메니스커스의 위치를 제어하는데 사용되는 추출기이다. 상기 장치를 정확하게 작동시켜, 진단 원인들에 대해 범람(flooding)으로부터 상기 장치를 보호하기 위해서는, 2-상 유동을 검출/측정하는 것이 바람직하다. 압력 센서로 2-상 유동을 검출하기는 어려우며, 이는 측정된 압력이 2-상 유동에서 정확한 가스-액체 비율(예를 들어, 가스 대 액체 비율 및/또는 액체 대 가스 비율)에 의존하기 때문이다. 압력 센서의 사용은 가스-액체 비율에 관한 정보를 제공하지 않는다.
그러므로, 예를 들어 2-상 유동에서 유동을 검출하는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 2-상 유동에서 가스-액체 비율을 검출하는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
일 실시형태에서, 2-상 유동용 도관; 상기 2-상 유동을 가스 유동 및 액체 유동으로 분리시키도록 구성된 유동 분리기; 및 상기 가스 유동 및/또는 액체 유동의 유체의 유속을 측정하도록 구성된 유량계를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
일 실시형태에서, 2-상 유동을 가스 유동 및 액체 유동으로 분리시키는 단계; 및 유량계를 사용하여, 상기 가스 유동 및/또는 액체 유동의 유속을 측정하는 단계를 포함하는, 2-상 유동의 유속을 측정하는 방법이 제공된다.
이하, 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2 및 도 3은 리소그래피 투영 장치에서 사용하기 위한 액체 공급 시스템으로서 유체 핸들링 구조체를 도시하는 도면;
도 4는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;
도 5는 유체 핸들링 구조체의 단면도;
도 6은 또 다른 유체 핸들링 구조체의 단면도;
도 7은 2-상 유동의 유속을 측정하는 시스템의 개략도; 및
도 8은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 액체 한정 구조체 및 기판 테이블의 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판(W)을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체(MT)는, 패터닝 디바이스(MA)가 예를 들어 투영 시스템(PS)에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는 여하한의 타입의 투영 시스템을 포괄하는 것으로 폭넓게 이해되어야 한다. 이러한 타입의 투영 시스템은: 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템들, 또는 그 여하한의 조합을 포함할 수 있다. 투영 시스템의 선택 또는 조합은, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절히 행해진다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 패터닝 디바이스 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스(SO) 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스(SO)는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스(SO)는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 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 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다. 상기 소스(SO)와 유사하게, 일루미네이터(IL)는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주될 수 있거나 간주되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 일루미네이터(IL)는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있거나, 리소그래피 장치로부터 별도의 개체일 수 있다. 후자의 경우, 리소그래피 장치는 일루미네이터(IL)가 그 위에 장착되도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 일루미네이터(IL)는 분리가능하며(detachable), (예를 들어, 리소그래피 장치 제조업자 또는 다른 공급자에 의해) 별도로 제공될 수도 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과한다. 상기 투영 시스템(PS)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 지지 구조체(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
스텝 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
스캔 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
또 다른 모드에서, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 한가지 구성은 소위 국부화된 침지 시스템(IH)이다. 이 시스템에서는, 기판의 국부화된 영역에만 액체가 제공되는 유체 핸들링 구조체가 사용된다. 액체에 의해 채워진 공간은 평면에서 기판의 최상부 표면보다 작으며, 액체로 채워진 공간은 기판(W)이 상기 공간 밑으로 이동하는 동안에 투영 시스템(PS)에 대해 정지한 상태로 유지된다. 4 개의 상이한 타입의 유체 핸들링 구조체가 도 2 내지 도 5에 도시된다.
도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 적어도 1 이상의 유입구에 의해 기판 상으로, 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 액체가 공급된다. 투영 시스템 아래로 통과한 이후에는 적어도 1 이상의 유출구에 의해 액체가 제거된다. 즉, 기판이 -X 방향으로 요소 밑에서 스캐닝됨에 따라, 액체는 요소의 +X 측에 공급되고 -X 측에서 흡수(taken up)된다. 도 2는 액체가 유입구를 통해 공급되고, 저압력원에 연결되어 있는 유출구에 의해 요소의 다른 측에서 흡수되는 구성을 개략적으로 도시한다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대해 기판의 이동 방향을 따라 공급되지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 최종 요소 주변에 위치된 유입 및 유출구들의 다양한 방위들 및 개수들이 가능하며, 어느 한 쪽에 유출구와 함께 유입구의 4 개의 세트가 최종 요소 주변에 규칙적인 패턴으로 제공된 일 예시가 도 3에서 설명된다. 액체 공급 및 액체 회수 디바이스들에서 화살표들은 액체 유동 방향을 나타낸다.
국부화된 액체 공급 시스템을 갖는 또 다른 침지 리소그래피 해결책이 도 4에 도시된다. 투영 시스템(PS)의 어느 한쪽 상의 2 개의 홈형 유입구에 의해 액체가 공급되고, 유입구들의 반경 방향 바깥쪽으로 배치된 복수의 개별 유출구들에 의해 제거된다. 유입구들은 그 중심에 홀(hole)을 갖고, 그를 통해 투영 빔이 투영되는 플레이트 내에 배치될 수 있다. 투영 시스템(PS)의 한쪽에서 하나의 홈형 유입구에 의해 액체가 공급되고, 투영 시스템(PS)의 다른 쪽에서 복수의 개별 유출구들에 의해 제거되어, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이에 박막의 액체 유동을 유도한다. 유입구 및 유출구들의 어떤 조합을 사용할지에 관한 선택은, 기판(W)의 이동 방향에 의존할 수 있다(유입구 및 유출구들의 다른 조합은 비활성적이다). 도 4의 단면도에서, 화살표들은 유입구들 안으로 그리고 유출구들 밖으로 액체의 유동 방향을 나타낸다는 것을 유의한다.
제안된 또 다른 구성은 액체 공급 시스템에 액체 한정 구조체를 제공하는 것이며, 액체 한정 구조체는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 사이의 공간 경계의 전체 또는 일부분을 따라 연장된다. 이러한 구성은 도 5에 예시된다.
도 5는 유체 핸들링 구조체(12)를 갖는 국부화된 액체 공급 시스템을 개략적으로 도시한다. 유체 핸들링 구조체(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와, 바람직하게는 실질적으로 평탄한 표면인 대향 표면, 예를 들어 기판 테이블(WT) 및/또는 기판(W) 사이의 공간(11) 경계 전체 또는 일부분을 따라 연장된다[다음에서, 기판(W)의 표면에 관한 언급은, 다른 곳에 특별히 언급되지 않는다면, 추가적으로 또는 대안적으로 기판 테이블(WT)의 표면을 지칭한다는 것을 유의한다]. 유체 핸들링 구조체는 Z 방향(광축 방향)으로 약간의 상대 이동이 있을 수 있지만, XY 평면에서는 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지해 있다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 구조체(12)와 기판(W)의 표면 사이에 시일이 형성되며, 유체 시일, 바람직하게는 가스 시일과 같은 무접촉 시일일 수 있다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개공보 US 2004-0207824호에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
유체 핸들링 구조체(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 침지 공간(11)에 전체적으로 또는 부분적으로 액체를 수용한다. 기판(W)에 대한 무접촉 시일, 예컨대 가스 시일(16)은, 기판(W) 표면과 투영 시스템(PS)의 최종 요소 사이의 공간(11) 내에 액체가 한정되도록 투영 시스템(PS)의 이미지 필드 주위의 유체 핸들링 구조체(12)의 하부면(40) 내에 형성될 수 있다. 상기 하부면(40)은 대향 표면에 대해 실질적으로 평행한 것이 바람직하다. 침지 공간(11)은 투영 시스템(PS)의 최종 요소 아래에, 그리고 그것을 둘러싸서 위치된 유체 핸들링 구조체(12)에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 형성된다. 액체 유입구(13)에 의해 투영 시스템(PS) 아래의 그리고 유체 핸들링 구조체(12) 내의 공간(11)으로 액체가 유입된다. 상기 액체는 액체 유출구(13)에 의해 제거될 수 있다. 유체 핸들링 구조체(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소 위로 약간 연장될 수 있다. 액체 수위가 상기 최종 요소 위로 상승하여 액체의 버퍼가 제공된다. 일 실시예에서, 유체 핸들링 구조체(12)는 상단부에서 투영 시스템(PS) 또는 그 최종 요소의 형상에 꼭 일치하고(closely conform), 예를 들어 원형일 수 있는 내부 주변부(inner periphery)를 갖는다. 저부에서, 하부면(40)의 에지(20)에 의해 정의된 내부 주변부는 이미지 필드의 형상, 예를 들어 직사각형에 꼭 일치하지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 하부면(40)은 외측 에지(45) 또는 림(rim)을 갖는다.
가스 시일(16)은 가스, 예를 들어 공기 또는 합성 공기(synthetic air)에 의해 형성되지만, 일 실시예에서는 N2 또는 또 다른 비활성 기체에 의해 형성된다. 가스 시일(16) 내의 가스는 유입구(15)를 통해 과소압력(under pressure)으로 액체 한정 구조체(12)와 기판(W) 사이의 갭에 제공된다. 상기 가스는 유출구(14)를 통해 추출된다. 가스 유입구(15) 상의 과대압력(overpressure), 유출구(14) 상의 진공 레벨, 및 갭의 지오메트리(geometry)는 안쪽으로 액체를 한정시키는 고속의 가스 유동이 존재하도록 배치된다. 유체 핸들링 구조체(12)와 기판(W) 사이의 액체 상의 가스의 힘은 침지 공간(11) 내에 액체를 수용한다. 유입구들/유출구들은 상기 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈일 수 있다. 상기 환형의 홈은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 상기 가스 유동은 상기 공간(11) 내에 액체를 수용하는데 효과적이다. 이러한 시스템은 미국 특허 출원 공개공보 US 2004-0207824호에 개시되어 있다.
도 6은 액체 공급 시스템의 일부분인 액체 한정 구조체(12)의 일 실시예를 도시한다. 액체 한정 구조체(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소의 주변부(예를 들어, 외주) 주위에서 연장된다.
상기 공간(11)을 정의하는 표면 내의 복수의 개구부들(20)은 상기 공간(11)에 액체를 제공한다. 상기 액체는 상기 공간(11)에 들어가기 이전에 측벽들(28, 22) 내의 개구부들(29, 20)을 각각 통과한다.
액체 한정 구조체(12)의 저부와 기판(W) 사이에 시일이 제공된다. 도 6에서, 시일 디바이스가 무접촉 시일을 제공하도록 구성되고, 수 개의 구성요소들로 구성된다. 투영 시스템(PS)의 광축으로부터 반경방향 바깥쪽으로, 상기 공간(11) 안으로 연장되는 (선택적인) 유동 제어 플레이트(50)가 제공된다. 기판(W) 또는 기판 테이블(WT)을 향하는 액체 한정 구조체(12)의 저부 표면 상에 유동 제어 플레이트(50)의 반경방향 바깥쪽으로 개구부(180)가 존재할 수 있다. 상기 개구부(180)는 기판(W)을 향하는 방향으로 액체를 제공할 수 있다. 이미징 동안에, 이는 기판(W)과 기판 테이블(WT) 사이의 갭을 액체로 채움으로써 침지 액체 내에 기포 형성을 방지하는데 유용할 수 있다.
상기 개구부(180)의 반경방향 바깥쪽으로, 액체 한정 구조체(12)와 기판(W) 및/또는 기판 테이블(WT) 사이로부터 액체를 추출하는 추출기 조립체(70)가 존재할 수 있다. 상기 추출기 조립체(70)는 단-상 또는 2-상 추출기로서 작동할 수 있다.
추출기 조립체(70)의 반경방향 바깥쪽으로 후퇴부(80)가 존재할 수 있다. 상기 후퇴부(80)는 유입구(82)를 통해 대기에 연결된다. 상기 후퇴부(80)는 유출구(84)를 통해 저압력원에 연결된다. 상기 후퇴부(80)의 반경방향 바깥쪽으로 가스 나이프(90)가 존재할 수 있다. 추출기 조립체, 후퇴부 및 가스 나이프의 구성은 미국 특허 출원 공개공보 US 2006/0158627호에 자세히 개시되어 있으며, 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
추출기 조립체(70)는 액체 제거 디바이스 또는 추출기, 또는 본 명세서에서 전문이 인용 참조되는 미국 특허 출원 공개공보 US 2006/0038968호에 개시된 것과 같은 유입구를 포함한다. 일 실시예에서, 액체 제거 디바이스(70)는 단일-액상 액체 추출을 가능하게 하기 위해 가스로부터 액체를 분리시키는데 사용되는 다공성 재료(110)로 덮인 유입구를 포함한다. 챔버(120) 내의 과소압력은 다공성 재료(110)의 홀들 내에 형성된 메니스커스들이 액체 제거 디바이스(70)의 챔버(120) 안으로 주위 가스가 흡입되는 것을 방지하도록 선택된다. 하지만, 다공성 재료(110)의 표면이 액체와 접촉하게 될 때에는, 유동을 제한하는 메니스커스가 존재하지 않으며, 액체는 액체 제거 디바이스(70)의 챔버(120) 안으로 자유롭게 유동할 수 있다.
다공성 재료(110)는 치수, 예를 들어 폭, 예컨대 5 내지 50 mm 범위의 직경 dhole을 각각 갖는 다수의 작은 홀들을 갖는다. 다공성 재료(110)는 액체가 제거되어야 하는 표면, 예를 들어 기판(W)의 표면 위로부터 50 내지 300 mm 범위의 높이에서 유지될 수 있다. 일 실시예에서, 다공성 재료(110)는 적어도 다소 액체-친화성(liquidphilic)이며, 부연하면 침지 액체, 예를 들어 물에 대해 90°미만, 바람직하게는 85°미만 또는 바람직하게는 80°미만의 동적 접촉 각도를 갖는다.
도 6에 구체적으로 나타내지는 않았지만, 액체 공급 시스템은 액체 수위의 변동을 다루는 구성을 갖는다. 이는, 투영 시스템(PS)과 액체 한정 구조체(12) 사이에 축적된 액체가 다루어질 수 있게 하고 넘치지 않게 한다. 이 액체를 다루는 한가지 방식은 액체-불화성(liquidphobic)(예를 들어, 소수성) 코팅을 제공하는 것이다. 상기 코팅은 투영 시스템(PS)의 마지막 광학 요소 주위에 및/또는 개구부를 둘러싼 액체 한정 구조체(12)의 최상부 주위에 띠(band)를 형성할 수 있다. 상기 코팅은 투영 시스템(PS)의 광축의 반경방향 바깥쪽으로 존재할 수 있다. 액체-불화성(예를 들어, 소수성) 코팅은 상기 공간(11) 내에 침지 액체를 유지하는 것을 돕는다.
도 5 및 도 6의 예시들은, 어느 한 순간에 기판(W)의 최상부 표면의 국부화된 영역에만 액체가 제공되는, 소위 국부화된 영역 구성이다. 가스 드래그 원리를 이용하는 유체 핸들링 시스템들을 포함하는 다른 구성들이 가능하다. 소위 가스 드래그 원리는, 예를 들어 2008년 5월 8일에 출원된 미국 특허 출원 US 61/071,621호 및 미국 특허 출원 공보 US 2008/0212046호에 개시되어 있다. 상기 시스템에서, 추출 홀들은 바람직하게 코너를 갖는 형상으로 배치된다. 상기 코너는 스텝핑 및 스캐닝 방향들로 정렬될 수 있다. 이는, 2 개의 유출구들이 스캔 방향에 대해 수직으로 배치된 경우와 비교하여, 주어진 속도에 대해 스텝 또는 스캔 방향으로 유체 핸들링 구조체 표면 내의 2 개의 개구부들 사이의 메니스커스 상의 힘을 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예는 완전 습윤 침지 장치에서 사용되는 유체 핸들링 구조체에 적용될 수 있다. 완전 습윤 실시예에서는, 예를 들어 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이로 액체를 한정하는 한정 구조체로부터 액체가 누설되게 함으로써, 유체가 기판 테이블의 최상부 표면 전체를 덮게 한다. 완전 습윤 실시예에 대한 유체 핸들링 구조체의 일 예시는 2008년 9월 2일에 출원된 미국 특허 출원 US 61/136,380호에서 찾을 수 있다.
이해되는 바와 같이, 앞서 설명된 특징부들 중 어느 것도 여하한의 다른 특징부들과 함께 사용될 수 있으며, 본 명세서에서 다루어지는 명시적으로 설명된 이러한 조합들에만 한정되는 것은 아니다.
침지 장치에서 2-상 유동을 갖는 1 이상의 도관들이 존재할 수 있다. 도 8을 참조하여 몇몇 예시들이 아래에 설명된다. 이러한 도관에서 유동을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 유동을 측정하면, 도관 내의 유체 유동을 유도하는 펌프가 기능하고 있는지를 확인할 수 있다. 2-상 유동에서 가스-액체 비율을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 가스-액체 비율에 따라, 상이한 유동 방식들이 생길 수 있으며, 그 각각은 외란(disturbance)들이 발생하는 상이한 주파수 범위를 갖는다[예를 들어, 슬러그 유동(slug flow)은, 예를 들어 미스트 유동(mist flow)과 상이한 외란 범위를 갖는다]. 또한, 상이한 가스-액체 비율은 상이한 열 부하가 구성요소들에 인가되게 할 수 있다. 그러므로, 2-상 유동에서 가스-액체 비율을 측정할 수 있는 것이 바람직하다.
2-상 유동에 관한 정보는 상기 장치의 성능을 최적화하거나 개선하는 조치를 취하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 원하는 결과를 달성하기 위해 유출구로부터 또는 유출구 안으로 유동을 변동시키는 것이 필요할 수 있다. 일 예시로서, 인접한 도관으로부터의 가스 유동과 동일한, 2-상 유동용 도관 내의 가스 유속을 달성하는 것이 바람직할 수 있다. 일 실시예에서는, 2-상 유동에서 소정의 가스-액체 비율을 달성하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 상기의 문제점들, 또는 본 명세서에 언급되지 않은 다른 문제점들 중 1 이상을 해결하기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시예는 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 2-상 유동이 존재하는 도관(100)은 도 6 및 도 8을 참조하여 아래에 설명되는 바와 같이 기판 테이블(WT) 또는 액체 한정 구조체(12)의 일부분일 수 있다. 상기 도관(100) 내의 액체 및 가스의 유동은 유동 분리기에 의해 가스 유동 및 액체 유동으로 분리된다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에서는 유동 분리기가 분리 챔버(111)에 포함될 수도 있다. 2-상 유동이 도관(100)으로부터 분리 챔버(111) 내로 유동함에 따라, 액체(121)가 분리 챔버(111)의 저부에 모여 배수되며, 가스(130)는 분리 챔버(111)의 상부에 존재한다. 가스 도관(140)이 분리 챔버(111)의 상부에서 분기된다. 이에 따라, 실질적으로 가스 유동만이 가스 도관(140) 내에 존재한다. 액체 도관(150)이 분리 챔버(111)의 저부에 부착되며, 이에 따라 상기 도관 내에는 실질적으로 액체만이 존재한다.
가스 도관(140) 및 액체 도관(150)은 재조합 챔버(160)에 연결되며, 상기 재조합 챔버로부터 유출구 도관(170)을 통해 2-상 유동이 추출된다. 유출구 도관(170)은 배수부(181)로 2-상 유동을 제공하며, 적절하다면, 이 지점에서 액체가 재생되거나, 폐기될 수 있다.
재조합 챔버(160)의 하류에 펌프(190)가 제공될 수 있다. 상기 펌프(190)는 유체를 빼내거나 도관들 및 챔버들을 통해 유체를 주입하도록 구성된다. 분리 챔버(111) 내에서의 가스의 유동은 재조합 챔버(160)로부터의 가스의 유동과 동일할 것이다. 분리 챔버(111) 내에서의 액체의 유동은 재조합 챔버(160)로부터의 액체의 유동과 동일할 것이다. 그러므로, 가스 도관(140) 내의 가스의 유속은 도관(100) 내의 2-상 유동의 가스의 유속과 동일할 것이다. 그러므로, 가스 도관(140) 내의 가스의 유동을 측정하는 제 1 유량계(260)를 위치시킴으로써, 제 1 유량계(260)의 눈금(reading)은 도관(100) 내의 가스의 유동과 동일할 것이다. 이와 유사하게, 액체 도관(150) 내의 액체의 유동을 측정하기 위해 제 2 유량계(262)가 제공될 수 있다. 제 2 유량계(262)의 눈금은 도관(100) 내의 액체의 유속과 동일할 것이다.
도 7에서는 재조합 챔버(160)의 하류에 펌프(190)가 도시되어 있지만, 그 대신에 또는 추가적으로 점선으로 도시된 도면번호 190'으로 나타낸 바와 같이 분리 챔버(111)의 상류에 펌프가 제공될 수도 있을 것이다. 추가적으로, 펌프(190, 190') 대신에, 유출구 도관(170)의 단부가 도관(100)에 대해 과소압력으로 유지된다면, 아이템 190, 190'은 유속 또는 압력 조정 디바이스(예를 들어, 조절 밸브)일 수도 있다.
도 7에 도시된 시스템은, 특히 펌프(190')가 사용되고 분리 챔버(111)가 항상 어느 정도의 액체를 수용하고 있는 경우, 재조합 챔버(160)에서 2 개의 유동들을 재조합하지 않고 사용될 수 있다. 그 대신에, 가스 도관(140) 및 액체 도관(150)은 1 이상의 배수부들에 직접적으로 안내될 수 있을 것이다.
제어기(300)가 제공될 수 있다. 제 1 및 제 2 유량계(260, 262)는 측정된 유속을 나타내는 신호를 제어기(300)로 제공할 수 있다. 상기 신호들 중 하나 또는 두 개에 기초하여, 제어기(300)는 상기 장치의 적어도 1 이상의 파라미터를 변동시키는데 사용될 수 있다.
예를 들어, 제어기(300)는 상기 장치의 적어도 1 이상의 펌프를 통해 유속의 파라미터를 변동시킬 수 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 이는 유출구 도관(170)에서의 펌프(190)의 유속 및/또는 도관(100)에서의 펌프(190')의 유속일 수 있다. 일 실시예에서, 제어기(300)는 유속 또는 압력 조정 디바이스[예를 들어, (조정) 밸브] 또는 추가 펌프(320)를 통해 유속을 변동시킬 수 있다. 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 추가 펌프(320)는 가스 또는 액체 또는 둘 모두를 추출하도록 구성된 추출 시스템의 일부분이거나, 액체 또는 가스 또는 둘 모두를 제공하도록 구성된 제공 시스템의 일부분일 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 제어기(300)는 액체 한정 구조체(12) 및/또는 기판 테이블(WT)의 파라미터를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(300)는 액체 한정 구조체(12) 및 기판 테이블(WT)의 상대 위치를 변동시킴에 따라, 이러한 2 개의 구성요소들 사이의 거리를 변동시킬 수 있을 것이다.
제어기(300)는 제 1 유량계(260) 또는 제 2 유량계(262) 또는 둘 모두에 의해 측정된 유체 유동의 크기에 의존하여 파라미터를 조정할 수 있을 것이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제어기(300)는 제 2 유량계(262)에 의해 측정된 액체 유동 내의 유체 유동에 대한 제 1 유량계(260)에 의해 측정된 가스 유동 내의 유체 유동의 크기 비율, 및/또는 제 1 유량계(260)에 의해 측정된 가스 유동 내의 유체 유동의 크기에 대한 제 2 유량계(262)에 의해 측정된 액체 유동 내의 유체 유동의 비율에 의존하여 파라미터를 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 파라미터는 가스 또는 액체 또는 둘 모두의 유동 크기를 유지하거나, 가스-액체 비율이 소정의 요구되는(예를 들어, 사전설정된) 레벨에 있도록 조정될 수 있을 것이다.
제어기(300)는 가스의 유속 변화, 또는 액체의 유속 변화, 또는 가스 또는 액체의 유속 변화, 또는 시간에 따른 가스-액체 비율의 변화에 기초하여 파라미터의 변동을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 시간에 걸쳐 (예를 들어, 사전설정된 레벨에서) 실질적으로 일정한 이러한 조건들 중 어느 것을 유지하기 위하여 적어도 1 이상의 파라미터를 변동시킬 수 있다.
이제, 상기 시스템 또는 도 7의 시스템의 일부분들의 사용은 몇 가지 예시들로 설명될 것이다. 이러한 예시들에서, 아이템들 320, 321, 322, 323, 324, 325 및 410은 펌프라고 칭해진다. 하지만, 이러한 아이템들은 대안적으로 유속 또는 압력 조정 디바이스(예를 들어, 조정 밸브)일 수도 있을 것이다. 예를 들어, 상기 아이템들은 이들을 통해 저압력원(예를 들어, 321, 322, 323, 324, 325)으로 유동을 변동시키거나, 또는 고압력원(예를 들어, 410)으로부터 유동을 변동시킬 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 상기 시스템 또는 도 7의 상기 시스템의 일부분들은 펌프의 고장 시에 발생할 액체 누설의 확률을 감소시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 챔버(120) 내에 과소압력을 생성하는 펌프, 또는 소위 가스 드래그 원리 구성에서 추출기의 개구부에 부착된 펌프의 고장은 침지 액체가 기판 테이블(WT) 상에 누설되게 할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 장치의 휴지 시간(downtime)을 방지하기 위해 이러한 고장을 빨리 검출하는 것이 바람직하다. 이러한 고장이 검출되면, 파라미터, 예컨대 공간(11)에 액체를 제공하는 펌프의 유속 및/또는 액체 한정 구조체(12)와 기판(W) 사이의 갭에 액체를 제공하는 펌프의 유속이 조정될 수 있다(예를 들어, 0으로 감소될 수 있다).
도관(100) 내의 압력 센서를 이용하여 이러한 고장을 측정하는 것은 신뢰성이 없는데, 압력에만 기초하여서는 펌프가 기능하지 않는지 또는 펌프가 가스만을 펌핑하는 것인지 구별하기가 어렵기 때문이다. 즉, 압력 센서는 펌핑되고 있는 정확한 가스-액체 비율에 민감하다. 이와 유사하게, 도관(100) 내의 2-상 유동을 검출하는데 사용되는 유량계(예컨대, 임펄스 유량계 및/또는 열손실 기반 유량계)는 가스와 액체의 큰 특성 차이로 인해 어려움을 갖는다.
도 7의 시스템의 사용으로, 가스 유속 및/또는 액체 유속이 측정될 수 있으며, 이에 따라 펌프(190 또는 190')가 올바르게 기능하고 있는지 아닌지가 검출될 수 있다. 오작동이 검출되면, 제어기(300)는 교정 조치를 취할 수 있다. 예를 들어, 제어기(300)는 펌프들(190 또는 190')에게 추출을 증가시키도록 지시할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제어기(300)는 개구부(180)를 통해 기판과 액체 한정 구조체(12) 사이로 또는 상기 공간(11)으로 액체를 제공하는 펌프(320)가 스위치 오프(switch off)될 것을 지시할 수 있다. 이는 펌프 고장의 경우에 액체가 누설될 확률을 감소시킬 수 있다.
도 6의 챔버(120)에 부착된 펌프들에, 그리고 가스 드래그 원리 액체 한정 구조체의 개구부들에 적용된 것과 동일한 원리들이 다른 영역들에도 적용될 수 있다. 투영 시스템(PS), 가스-드래그 원리 액체 한정 구조체(12) 및 기판 테이블(WT)을 도시한 도 8에 추가 예시들이 도시된다. 상기 예시들은 도관(311), 및 액체 한정 구조체(12)의 최상부 표면으로부터 액체를 추출하는 펌프(321)를 포함한다. 이러한 도관(311) 및 펌프(321)는 액체 한정 구조체(12) 위로 넘칠 수 있는 과도한 액체를 제거하기 위해 제공된다. 또 다른 예시는, 기판(W)의 에지 아래에 위치된 도관(312), 및 기판(W)이 놓인 기판 테이블(WT) 내의 후퇴부의 에지와 기판(W)의 에지 사이의 갭(305) 안으로 누설되는 액체를 추출하는 펌프(322)를 포함하는 기판 테이블(WT) 내의 추출기이다. 또 다른 예시는 기판 테이블(WT)의 에지에서 도관(313) 및 펌프(323)를 포함하는 추출기이다. 이는, 제 2 기판 테이블(WT) 또는 브릿지(333)의 에지 - 이는 제 1 기판 테이블(WT)과 제 2 기판 테이블(WT) 사이에 위치됨 - 와 기판 테이블(WT)의 에지 사이에서 방출되는 액체를 흡입하도록 위치될 수 있다. 2008년 8월 7일에 출원된 미국 특허 출원 US 61/136,030호는 2 개의 기판 테이블들 및/또는 기판 테이블과 또 다른 기판 테이블로의 브릿지(333) 사이의 갭 사이로 방출된 침지 액체를 추출하는 이러한 추출기가 자세히 개시되어 있다. 도 7과 관련하여 상기 설명된 원리들은 이러한 추출기의 펌프(323)에 적용될 수 있을 것이다. 투영 시스템의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)으로부터 침지 액체를 추출하는 추출기에 동일한 원리들이 적용될 수 있을 것이다. 이러한 추출기의 펌프(324)는 다른 타입의 추출기와 관련하여 상기 설명된 것과 동일한 방식으로 모니터링될 수 있을 것이다. 도 8에 도시된 고장 검출로부터 유익할 수 있는 또 다른 추출기는 소위 가스 드래그 원리 추출기의 개구부(335), 이와 연계된 도관(315) 및 펌프(325)이다.
앞서 언급된 추출기들 중 1 이상이 제어될 수 없을 수도 있으며, 단순히 최대 속도로 가동될 수 있다. 이는, 추출기들이 추출한 가스의 일부분이 시간에 따라 변동할 수 있기 때문에 어려울 수 있다. 이는, 상이한 열 부하가 이와 연계된 도관을 따라 2-상 유체 유동에 의해 인가되게 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는, 예를 들어 두 유동들의 크기에 관한 정보로부터, 또는 펌프의 볼륨 유속(volume flow rate) 및 하나의 유속의 크기에 관한 정보로부터 가스-액체 유동의 비율을 측정하는데 사용될 수 있다. 그 후, 제어기(300)는 연계된 펌프를 제어하여, 상기 펌프를 통해 2-상 유체의 유동을 변동시킴에 따라, 2-상 유동의 가스-액체 비율을 변동시킬 수 있다. 예를 들어, 액체 유동에 대한 가스 유동의 비율이 너무 높은 경우(즉, 가스가 너무 많은 경우), 연계된 펌프의 유속이 감소될 수 있는데, 이는 추출기가 올바르게 기능하는데 있어서 중요한 부분은 가스의 양이 아니라, 추출되는 액체의 양이기 때문이다. 높은 비율은, 추출기의 개구부에 도달하는 액체의 양을 제거하는데 필요한 것보다 더 많이 작동한다는 것을 나타낸다. 펌프의 유속을 감소시킴으로써, 액체의 유속이 유지될 수 있지만(추출기에 도달한 액체가 모두 제거될 수 있음), 가스의 유속이 감소됨에 따라, 2-상 유동의 액체에 대한 가스의 비율이 감소될 수 있다(즉, 액체의 부분이 증가될 수 있다).
이 특정한 예시는 액체 한정 구조체(12)와 기판(W) 사이의 갭으로부터 액체를 추출하도록 구성된 추출 펌프(325)이다. 예를 들어, 액체에 대한 가스의 비율이 너무 높은 경우, 펌프 빈도를 낮춤으로써, 펌프에 의해 추출된 전체 볼륨을 감소시킬 수 있으며, 뿐만 아니라 펌프의 수명도 증가시킬 수 있다. 그 후, 액체에 대한 가스의 비율이 감소할 것이다. 증발에 의해 액체 한정 구조체(12)로의 유동에 의해 적용된 냉각 부하가 이에 따라 감소된다.
추출 펌프(325)에 의해 추출되는 단지 액체의 양, 또는 단지 가스의 양, 또는 가스-액체 비율의 측정은 적어도 1 이상의 파라미터를 변동시키도록 제어기(300)에 의해 사용될 수 있다. 상기 파라미터는: 추출 펌프(325)의 추출 속도, 유출구(400)를 통해 제공된 가스의 유속, 유출구(180)를 통해 제공된 액체의 유속 및/또는 기판(W)의 최상부 표면과 액체 한정 구조체(12) 사이의 거리로부터 선택될 수 있다. 펌프(325)에 의해 추출된 액체에 대한 가스의 비율은 액체 한정 구조체(12)와 기판 테이블(WT) 간의 힘에 영향을 준다. 제어기(300)는 상기 비율을 실질적으로 일정하게 유지하는데 사용될 수 있다. 이는, 유동의 크기가 동일하게 유지되지 않는다면 일정한 힘을 의미하지는 않는다. 액체에 대한 가스의 비율이 너무 낮은 경우(액체가 너무 많은 경우), 개구부(400)(예를 들어, 가스 나이프)로부터의 가스 유속은 추출 펌프(325)에 의해 더 많은 가스가 추출되도록 증가될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 개구부(335)를 통한 유동이 증가되어야 할 필요가 있을 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 개구부(180)로부터의 액체 유동이 감소될 수 있음에 따라, 추출 펌프(325)에 의해 추출되는 액체의 양을 감소시킬 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 액체 한정 구조체(12)와 기판 테이블(WT) 사이의 거리는 동일하거나 유사한 효과를 갖도록 변동될 수 있다.
2009년 5월 25일에 출원된 미국 특허 출원 US 61/181,158호에는, 유동 추출 펌프(325)에 연결된 개구부(들)(335) 내의 가스 유속과 유출구(들)(400)로부터의 가스 유속을 밸런싱(balancing)하는 개념이 제안된다. 이러한 시스템에서, 유출구(400)로부터 액체 한정 구조체(12)를 빠져나가는 실질적으로 모든 가스가 추출 펌프(325)에 연결된 개구부(335)를 통해 액체 한정 구조체(12)를 통해 추출된다. 도 7의 시스템을 이용하면, 유출구(400)로부터의 가스의 유속 및/또는 추출 펌프(325)에 연결된 개구부(335) 내의 가스의 유속이 변동될 수 있다. 부연하면, 펌프들(325, 410) 중 하나 또는 둘 모두가 원하는 밸런스를 달성하기 위해 제어기(300)에 의해 제어될 수 있다. 이 실시예에서, 상기 펌프(410)는 상기에 제안된 바와 같이 유속 또는 압력 조정 디바이스인 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 유출구(400)로부터의 가스의 유속은 펌프(410)를 일정한 볼륨 유동으로 유지함으로써 일정하게(일정한 질량 유동으로) 유지된다. 그 후, 제어기(300)는 개구부(400)로부터의 가스 유속과 동일한 개구부(335) 내의 가스 유속을 달성하기 위해 펌프(325)를 변동시킬 수 있다. 대안적으로, 펌프(325)의 유속은 일정하게 유지될 수 있으며, 펌프(410)[및, 선택적으로는 개구부(180)에 연결된 펌프와 같은 1 이상의 추가 펌프들]는 개구부(400)로부터 그리고 개구부(335)으로 유속을 밸런싱하도록 변동될 수 있다. 일 실시예에서는, [반드시 고정될 필요는 없는 펌프(325)의 볼륨 유동으로] 개구부(335) 내의 가스 유동이 측정될 수 있으며, 개구부(400)를 통한 가스 유동은 펌프(410)의 빈도를 변동시킴으로써 제어될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 및 제 2 유량계들(260, 262)은 유체, 즉 가스, 액체 또는 둘 모두의 도관(100)(추출 도관임)을 통해 유속을 측정한다. 추출 도관(100)은 액체 한정 구조체(12)의 표면 내에 형성될 수 있는 1 이상의 추출 개구부들(예를 들어, 335)로부터 추출 도관(100)을 통해 유체(즉, 가스, 액체 또는 둘 모두)의 유동을 제어하는 제어기(300)를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 액체 한정 구조체(12)는 2-상 유체 추출 개구부(335) 옆에 위치된 개구부(400)를 갖는 가스 나이프를 포함한다. 가스 나이프를 통한 가스 유동은 가스 유동 센서를 이용하여 감지될 수 있다. 가스 나이프 개구부(400)를 통한 유동은 제어기(300)에 의해 제어될 수 있다. 상기 제어기(300)는 가스 나이프 및 추출 도관(100)을 통한 유동을 밸런싱하거나, 적어도 상기 유속들이 소정의 유속 차이 내에 존재하게 할 수 있도록, 가스 나이프 유동 및/또는 추출 유동을 제어할 수 있다. 상기 유속 차이는 어느 한 유속의 20, 10, 또는 심지어 5 퍼센트 미만일 수 있다.
상기 차이가 소정의 유속 차이보다 큰 경우에는, 유속 불일치가 존재한다. 유속 불일치의 유동 방식에서는, 유동 제어 성능 및 액체 한정 구조체(12)의 성능이 소정의 성능 표준 이하로 저하될 수 있다. 유속 불일치를 검출하면, 제어기(300)는 신호를 생성한다. 상기 신호는, 예를 들어 경고 신호로서 사용자에게 보내질 수 있다. 상기 신호는, 상기 신호에 응답하여 유속 차이를 소정의 유속 차이 아래로 감소시키는 유속 제어기(300)에 보내질 수 있다. 일 실시예에서, 유속 제어기(300)는 액체 한정 구조체(12)가 여전히 작동하는 동안에 유속을 조정하도록 작동한다. 이에 따라, 시스템 성능이 복원된다.
앞서 설명된 실시예들 중 어느 것에서도, 상기 펌프들은 볼륨 유동 펌프들일 수 있다.
앞서 설명된 실시예들 중 어느 것에서도, 상기 제어기(300)는 사용자 제어를 허용할 수 있다. 예를 들어, 제어기(300)는 가스 유속, 액체 유속 및 가스-액체 비율과 같은 소정 파라미터들을 나타낼 수 있으며, 사용자가 수동으로 작동 파라미터들을 변동시킬 수 있다.
일 실시형태에서, 2-상 유동용 도관; 상기 2-상 유동을 가스 유동 및 액체 유동으로 분리시키는 유동 분리기; 및 상기 가스 유동 또는 액체 유동의 유체의 유속을 측정하는 제 1 유량계를 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다. 상기 장치는 상기 가스 유동 및 액체 유동 중 다른 하나의 유체의 유속을 측정하는 제 2 유량계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 장치는 상기 제 1 유량계 및/또는 제 2 유량계에 의해 측정된 유체 유속에 의존하여 상기 장치의 적어도 1 이상의 파라미터를 제어하는 제어기를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제어기는 상기 제 1 유량계, 또는 제 2 유량계, 또는 둘 모두에 의해 측정된 유체 유동의 크기에 의존하여 상기 파라미터를 조정하는데 적합한 것이 바람직하다. 상기 제어기는 액체 유동의 유체 유동에 대한 가스 유동의 유체 유동의 크기의 비율, 또는 가스 유동의 유체 유동에 대한 액체 유동의 유체 유동의 크기에 대한 비율에 의존하여 상기 파라미터를 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 장치의 적어도 1 이상의 파라미터는 시간에 걸쳐 측정된 유속의 크기에 기초하여 제어되는 것이 바람직하며, 상기 1 이상의 파라미터는 적어도 1 이상의 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 통한 유속을 포함하는 것이 바람직하다. 적어도 1 이상의 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프는 도관을 통해 유체 유동을 변동시키는 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 적어도 1 이상의 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프는 액체 한정 구조체와 기판 사이의 갭 내의 유체 유동을 변동시키는 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 갭 내의 유체 유동을 변동시키는 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프는 상기 갭 내의 가스 유동을 변동시키는 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프인 것이 바람직하다. 상기 갭 내의 유체 유동을 변동시키는 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프는 상기 갭 내의 액체 유동을 변동시키는 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프인 것이 바람직하다. 상기 제어기는 적어도 1 이상의 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 통한 유속이 제 1 유량계에 의해 측정된 유속과 실질적으로 동일하도록 적어도 1 이상의 파라미터가 제어되도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 제어기는 상기 제 1 유량계에 의해 측정된 유속이 실질적으로 사전설정된 유속과 같도록 적어도 1 이상의 파라미터가 제어되도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 장치는 추가 도관, 추가 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 추가 도관을 통한 유체의 유속이 사전설정된 속도로 실질적으로 일정하도록 상기 추가 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 제어하는 것이 바람직하다. 상기 적어도 1 이상의 파라미터는 투영 시스템과 기판 사이의 공간에 액체를 한정하는 액체 한정 구조체와 기판 사이의 거리를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 적어도 1 이상의 파라미터는 도관을 통해 2-상 유동을 배출하는 구성요소가 고장난 경우에 액체의 누설을 경감시키도록 조정되는 파라미터를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 유동 분리기는 분리 챔버를 포함하는 것이 바람직하고, 분리된 가스 유동과 액체 유동이 재조합되는 재조합 챔버가 제공되는 것이 바람직하다. 상기 도관은 액체 한정 구조체 내의 개구부에서 시작되는 것이 바람직하다. 상기 개구부는 액체 한정 구조체가 액체를 한정하는 공간을 정의하는 표면 내에 존재하고, 상기 공간은 투영 시스템과 기판 사이에 존재하는 것이 바람직하다. 상기 개구부는 사용 시 기판을 향하는 액체 한정 구조체의 하부면 내에 존재하는 것이 바람직하다. 사용 시, 액체 및 가스는 액체 한정 구조체와 기판 사이로부터 개구부를 통해 추출되는 것이 바람직하다. 상기 개구부는 다공성 부재로 덮이는 것이 바람직하다. 상기 개구부는 액체 한정 구조체의 상부면 내에 존재하는 것이 바람직하다. 상기 도관은 기판을 지지하는 기판 테이블의 표면 내의 개구부에서 시작되는 것이 바람직하다. 상기 개구부는 기판이 지지되는 기판 테이블과 기판의 에지 사이의 갭을 통과하는 액체의 추출을 위해 존재하는 것이 바람직하다. 상기 개구부는 기판 테이블의 에지와 제 2 기판 테이블의 에지 또는 제 1 기판 테이블과 제 2 기판 테이블 사이에 위치된 브릿지 사이의 갭을 통과하는 액체의 추출을 위해 존재하는 것이 바람직하다.
일 실시형태에서, 2-상 유동을 가스 유동 및 액체 유동으로 분리시키는 단계; 및 제 1 유량계를 사용하여, 상기 가스 유동 또는 액체 유동의 유체 유속을 측정하는 단계를 포함하는 2-상 유동의 유속을 측정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제 2 유량계를 사용하여, 가스 유동 및 액체 유동 중 다른 하나의 유체 유속을 측정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 방법은 제 1 유량계 및/또는 제 2 유량계에 의해 측정된 유체 유속에 의존하여 2-상 유동이 유동하는 장치의 적어도 1 이상의 파라미터를 변동시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 변동된 파라미터는 적어도 1 이상의 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 통한 유속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 적어도 1 이상의 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프는 2-상 유동이 유동하는 도관을 통해 유체 유동을 변동시키는데 사용되는 것이 바람직하다. 상기 변동된 적어도 1 이상의 파라미터는 액체 한정 구조체와 기판 사이의 갭 내의 유체 유속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 변동된 적어도 1 이상의 파라미터는 액체 한정 구조체와 기판 사이의 갭 내의 가스 유동을 포함하는 것이 바람직하다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이, 마이크로스케일 또는 심지어 나노스케일 특징부들을 갖는 구성요소를 제조하는데 있어서 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 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 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 약 365, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절 및 반사 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다. 또한, 기계 판독 가능한 명령어가 2 이상의 컴퓨터 프로그램들에서 구현될 수 있다. 2 이상의 컴퓨터 프로그램들은 1 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다. 앞서 설명된 제어기들은 신호들을 수신하고, 처리하며, 보내는 여하한의 적절한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 제어기는 상기 설명된 방법들을 위해 기계-판독가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 1 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 또한, 제어기들은 이러한 컴퓨터 프로그램들을 저장하는 데이터 저장 매체, 및/또는 이러한 매체를 수용하는 하드웨어를 포함할 수 있다.
본 발명의 1 이상의 실시예들은 여하한의 침지 리소그래피 장치, 특히 배타적인 것은 아니지만, 앞서 언급된 타입들에 적용될 수 있으며, 침지 액체가 배스의 형태로 기판의 국부화된 표면 영역 상에만 제공되는지 또는 한정되지 않는지에 따라 적용될 수 있다. 한정되지 않는 구성에서는, 실질적으로 기판 및/또는 기판 테이블의 덮이지 않은 전체 표면이 습식 상태가 되도록, 침지 액체는 기판 및 기판 테이블의 표면상에서 유동할 수 있다. 이러한 한정되지 않은 침지 시스템에서, 액체 공급 시스템은 침지 액체를 한정하지 않을 수 있으며, 또는 침지 액체의 일부분을 한정하지만, 실질적으로 침지 액체를 완전하게 한정하지 않을 수도 있다.
본 명세서에서 고려되는 액체 공급 시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 소정 실시예들에서, 이는 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 액체를 제공하는 구조체들의 메커니즘 또는 조합일 수 있다. 이는 1 이상의 구조체, 1 이상의 액체 유입부, 1 이상의 가스 유입부, 1 이상의 가스 유출구, 및/또는 상기 공간에 액체를 제공하는 1 이상의 액체 유출구들의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 공간의 표면은 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분일 수 있고, 또는 상기 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전히 덮을 수 있으며, 또는 상기 공간은 기판 및/또는 기판 테이블을 에워쌀 수 있다. 액체 공급 시스템은, 선택적으로 위치, 양, 질, 형상, 유속 또는 액체의 여타의 특징들을 제어하는 1 이상의 요소들을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 몇몇 실시예들 및 예시들에 관련하여 설명되었지만, 당업자라면, 본 발명이 구체적으로 개시된 실시예들을 넘어 다른 대안적인 실시예들 및/또는 본 발명의 사용예들 및 명확한 변형예들 및 그 균등론으로 확대된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 다양한 변형들이 도시되고 자세히 설명되었지만, 당업자라면 이 설명에 기초하여 본 발명의 범위 내에 있는 다른 변형예들이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 실시예들의 특정한 특징부들 및 실시형태들의 다양한 조합 및 하위-조합들이 만들어질 수 있으며, 여전히 본 발명의 범위 내에 속한다는 것을 이해할 것이다. 이에 따라, 개시된 실시예들의 다양한 특징부들 및 실시형태들은 개시된 발명의 다양한 모드들을 형성하기 위해 서로 조합되거나 치환될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 본 명세서에 개시된 본 발명의 범위는 앞서 설명된 특정한 실시예들에 의해 제한되지 않으며, 다음의 청구항들의 올바른 해석에 의해서만 결정되어야 한다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 리소그래피 장치에 있어서,
    2-상 유동용 도관;
    상기 2-상 유동을 가스 유동 및 액체 유동으로 분리시키도록 구성된 유동 분리기;
    상기 액체 유동의 유체 유속을 측정하도록 구성된 제 1 유량계;
    상기 가스 유동의 유체 유속을 측정하도록 구성된 제 2 유량계; 및
    상기 제 1 유량계 및 제 2 유량계 중 적어도 하나에 의해 측정된 유체 유속에 의존하여 상기 리소그래피 장치의 적어도 1 이상의 파라미터를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는 리소그래피 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기는
    (i) 상기 제 1 유량계에 의해 측정된, 또는 상기 제 2 유량계에 의해 측정된, 또는 상기 제 1 유량계 및 제 2 유량계 둘 모두에 의해 측정된 유체 유동의 크기에 의존하여 적어도 1 이상의 파라미터를 조정하도록 구성되거나;
    (ii) 상기 제어기는 상기 액체 유동의 유체 유동에 대한 상기 가스 유동의 유체 유동의 크기의 비율, 또는 상기 가스 유동의 유체 유동에 대한 상기 액체 유동의 유체 유동의 크기의 비율에 의존하여 상기 적어도 1 이상의 파라미터를 제어하도록 구성되거나; 또는
    (iii) 상기 (i) 및 (ii) 모두를 하도록 구성되는 리소그래피 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 1 이상의 파라미터는 적어도 1 이상의 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 통한 유속을 포함하는 리소그래피 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 1 이상의 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프는 액체 한정 구조체와 기판 사이의 갭 내의 유체 유동을 변동시키도록 구성된 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 포함하는 리소그래피 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 적어도 1 이상의 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프가 상기 제 1 유량계에 의해 측정된 유속과 동일하도록, 상기 적어도 1 이상의 파라미터가 제어되도록 구성되거나,
    상기 제어기는, 상기 제 1 유량계에 의해 측정된 유속이 사전설정된 유속이 되도록, 상기 적어도 1 이상의 파라미터가 제어되도록 구성되는 리소그래피 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    추가 도관, 추가 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 더 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 추가 도관을 통한 유체의 유속이 사전설정된 속도로 일정하도록, 상기 추가 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 제어하도록 구성되는 리소그래피 장치.
  8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 1 이상의 파라미터는, 투영 시스템과 기판 사이의 공간에 액체를 한정하도록 구성된 액체 한정 구조체와 상기 기판 사이의 거리 및 상기 도관을 통해 2-상 유동을 배출하도록 구성된 구성요소가 고장난 경우에 액체의 누설을 경감시키도록 조정되는 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 리소그래피 장치.
  9. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    분리된 가스 유동 및 액체 유동이 재조합되는 재조합 챔버를 더 포함하는 리소그래피 장치.
  10. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 도관은 액체 한정 구조체 내의 개구부에서 시작되는 리소그래피 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 액체 한정 구조체가 액체를 한정하는 공간을 정의하는 표면 내에 존재하고, 상기 공간은 투영 시스템과 기판 사이에 존재하거나,
    상기 개구부는 사용 시 기판을 향하는 상기 액체 한정 구조체의 하부면 내에 존재하거나,
    상기 개구부는 상기 액체 한정 구조체의 상부면 내에 형성되는 리소그래피 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    (i) 사용 시, 액체 및 가스는 상기 액체 한정 구조체와 상기 기판 사이로부터 상기 개구부를 통해 추출되거나;
    (ii) 상기 개구부는 다공성 부재로 덮이거나; 또는
    (iii) 상기 (i) 및 (ii) 모두 되는 리소그래피 장치.
  13. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 도관은 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블의 표면 내의 개구부에서 시작되는 리소그래피 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 개구부는 기판이 지지되는 상기 기판 테이블과 상기 기판의 에지 사이의 갭을 통과하는 액체의 추출을 위해 존재하거나,
    상기 개구부는, 상기 기판 테이블의 에지와 제 2 기판 테이블의 에지 사이의 갭, 또는 상기 기판 테이블의 에지와 브릿지(bridge) - 상기 브릿지는 제 1 기판 테이블과 상기 제 2 기판 테이블 사이에 위치됨 - 사이의 갭을 통과하는 액체의 추출을 위해 존재하는 리소그래피 장치.
  15. 삭제
  16. 2-상 유동의 유속을 측정하는 방법에 있어서,
    2-상 유동을 가스 유동 및 액체 유동으로 분리시키는 단계;
    제 1 유량계를 사용하여, 상기 액체 유동의 유체 유속을 측정하는 단계;
    제 2 유량계를 사용하여, 상기 가스 유동의 유체 유속을 측정하는 단계; 및
    상기 제 1 유량계 및 제 2 유량계 중 적어도 하나에 의해 측정된 유체 유속에 의존하여 상기 2-상 유동이 유동하는 장치의 적어도 1 이상의 파라미터를 변동시키는 단계를 포함하는 유속 측정 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 변동된 적어도 1 이상의 파라미터는, 적어도 1 이상의 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프를 통한 유속 및 액체 한정 구조체와 기판 사이의 갭 내의 유체 유속 중 적어도 하나를 포함하는 유속 측정 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 적어도 1 이상의 유속 또는 압력 조정 디바이스 또는 유체 펌프는 2-상 유동이 유동하는 도관을 통해 유체 유동을 변동시키는데 사용되는 유속 측정 방법.
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