KR100399451B1

KR100399451B1 - 노광장치

Info

Publication number: KR100399451B1
Application number: KR1019960010949A
Authority: KR
Inventors: 유타까 하야시
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 2003-12-11
Also published as: GB9607575D0; JP3506158B2; HK1019794A1; GB2299867B; KR100399452B1; KR960038498A; JPH08288198A; HK1019795A1; US6388733B1; GB9918510D0; GB2299867A

Abstract

노광 장치는 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29)을 갖는다. 조명 광학 시스템(37)은 예를들면 냉각 팬(43)을 포함하고 그리고 바닥(1)에 고정적으로 부착되는 독립 칼럼(36)에 부착된다. 노광 기계 주요 부분(29)은 레티클 스테이지(27), 투과 광학 시스템(25), 웨이퍼 스테이지(20), 제 1 및 제 2지지 칼럼(24, 26) 및 압판(6)을 포함한다. 노광 기계 주요 부분(29)은 높이 조정기(3A-3D) 및 관련된 진동 격리체(4A-4D)를 통하여 바닥(1)에 부착되고 그리고 작동기(7A, 7B) 및 (32A-32C)를 통하여 6단계의 자유로운 변위가 가능하다. 캐피시터 형태 센서(44A, 44B)는 조명 광학 시스템(37)과 노광 기계 주요 부분(29)사이에 어떤 잘못된 정렬 및 거리를 검출하기 위하여 독립 칼럼(36) 및 제 2컬럼(26)사이에 제공된다. 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29)의 상대적 위치가 검출된 잘못된 정렬 및 위치를 근거로 하여 제어기(11)에 의해 제어된다. 이런 방법으로 노광 광원에서 발생된 열을 제거하기 위한 냉각 팬에 의해 발생된 노광 광학 시스템의 어떤 진동 및 흔들림이 독립 칼럼(36)에만 전달되고 그리고 노광 기계 주요 부분(29)에 전달되지 않아, 그 결과 마스크(레티클)와 감광성 기판(웨이퍼)사이에 향상된 정확한 정렬이 발생된다.

Description

노광 장치

본 발명은 마스크에 형성된 패턴을 포토레지스트로 코팅된 웨이퍼와 같은 감광성 기판위에 인쇄하는 노광 장치에 관한 것이고, 특히 진동 소스를 포함하는 조명 광학 시스템을 갖는 노광 장치에 관한 것이다.

반도체 장치, 액정 디스플레이 등의 제조에서 사진 인쇄 처리를 위해(스텝퍼를 포함하여) 다양한 노광 장치가 사용되며, 여기서 레티클(또는 마스크) 위의 패턴이 포토레지스트로 코팅된 웨이피(또는 유리 플레이트) 위의 각 샷 영역으로의 노광에 의해 전사된다. 스텝퍼와 같은 노광 장치의 원-샷 노광 형태에서, 레티클에 형성된 패턴을 웨이퍼 위의 각 샷 영역에 인쇄하기 위하여 레티클 및 웨이퍼는 거의 정지 상태로 지지되어야 한다. 이를 위하여, 그러한 노광 장치는 바닥에서 압판까지 및 압판 위의 노광 장치의 부분(예를 들면 노광 장치의 주요 부분)까지 소정의 유해한 진동이 전달되지 않도록 진동 격리체를 통하여 바닥에 부착된 압판(또는 표면 블록)을 가진다.

최근에, (노광 장치의 스텝-앤드-스캔 형태와 같은) 스캐닝 투영 노광 기술을 사용한 노광 장치가, 보다 큰 사이즈의 투영 광학 시스템의 필요성없이 레티클위에 형성된 현저히 큰 패턴이 웨이퍼에 전사될 수 있기 때문에 엔지니어의 관심을 끈다. 스캐닝 투영 노광 장치에서, 레티클 상의 패턴이 노광에 의해 웨이퍼에 직렬로 전송되도록, 레티클과 웨이퍼의 속도 비가 투영 광학 시스템의 축소비와 동일한 비로 웨이퍼가 스캐닝을 위한 레티클의 이동 방향에 상응하는 방향에 그리고 레티클과 동시에 이동되는 반면, 레티클은 스캐닝을 위한 투영 광학 시스템의 광학 축에 수직방향으로 이동된다. 이러한 장치를 가진 스캐닝 투영 노광 장치에서, 진동 격리체는 레티클 및 웨이퍼는 스캐닝 투영 장치의 작동 동안에 안정되게 일정한 속도에서 스캐닝을 위하여 이동될 수 있도록 바닥으로부터 전달되는 해로운 진등을 배출하기 위하여 사용되어야 한다.

제 5도는 노광 장치의 전형적인 스텝퍼 형태를 나타내고 부분적으로 절단된 개략 도이다. 제 5도에 도시된 바와 같이, 노광 장치는 조명 시스템 렌즈 베럴(42) 및 조명 시스템 렌즈 베럴(42)에 부착된 다른 성분을 포함하는 조명 광학 시스템(37)을 갖고, 상기 다른 구성 요소는 수은 증기 램프, 릴레이 렌즈(40A), 레티클 블라인드(시야 조리개)(41), 콘덴서 렌즈(40B), 및 냉각 에어 닥터를 통하는 냉각 공기를 조명 시스템 렌즈 베럴(42)로 주입하기 위하여 냉각 팬(43)을 덮는 케이싱(43A)을 갖는 냉각 팬(43)을 포함한다. 조명 광학 시스템(37)은 광학 적분기를 포함하는 추가 성분을 가지지만, 도면에는 표시되지 않았다. 레티클을 지지하기 위한 레티클 스테이지(27), 투영 광학 시스템(25), 그리고 웨이퍼(22)를 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지(20)가 순서대로 상부 위치로부터 하부 위치로 조명 광학 시스템(37) 아래에 놓여진다.

투영 광학 시스템(25)은 제 1컬럼(124)에 직접 부착되고, 레티클 스테이지(27)는 제 2칼럼(126)을 통하여 제 1칼럼(124)에 부착되고, 조명 광학 시스템의 성분을 한정하는 조명 시스템 렌즈 베럴(42)이 제 3컬럼(136)을 통하여 제 1컬럼(124)에 부착된다. 차례로 제 1컬럼(124)은 압판(106)(또는 표면 블록(106))에 고정되게 부착된다. 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지(20)는 압판(106)에 역시 부착된다. 압판(106), 웨이퍼 스테이지(20), 제 1컬럼(124), 투영 광학 시스템(25), 제 2컬럼(126) 및 레티클 스테이지(27) 모두가 노광 장치의 주요 부분을 구성한다. 따라서, 조명 광학 시스템(37)은 제 3컬럼(136)을 통하여 노광 장치의 주요 부분에 부착된다.

바닥(1)에 3개 또는 4개 베이스 플레이트(제 5도는 2개 베이스 플레이트(102A, 102B)를 나타냄)가 놓여지고, 3개 또는 4개 진동 격리체(제 5도는 오직 2개 진동 격리체(111A, 111B)를 나타냄)가 압판(106)을 지지하기 위하여 각각 베이스 플레이트 위의 하나에 부착된다. 노광 장치는 레티클(28) 및 웨이퍼(22) 사이의 정렬을 형성하기 위한 다양한 정렬 시스템을 포함하지만, 정렬 장치는 도면에 도시되지 않았다.

통상적인 장치에서, 조명 광학 시스템(37)은 노광 장치의 주요 부분에 직접 연결된, 소위 일체형 구조가 사용된다. 그러나, 이 장치는 일반적으로 다양한 종류의 진동을 발생하는데, 진동의 하나는 광원(39)에 의해 발생된 열을 제거하기 위한 냉각 팬(43)에 의해 발생되어 조명 광학 시스템(37)에 전송된 진동이고, 진동의 다른 하나는 에어컨 시스템의 팬 및/또는 냉각 수 시스템의 펌프에 의해 발생된 진동이다. 그러므로, 이 장치는 그러한 진동이 웨이퍼 스테이지(20)와 같은 스테이지 시스템에 전달되는 결점을 겪게되고, 노광 장치의 정확한 정렬 및 스테이지를 위치시키기 위한 정확한 위치가 나빠진다.

본 발명의 목적은 진동이 노광 장치의 주요 부분과 분리된 독립 칼럼에 전달됨으로써 진동이 노광 장치의 주요 부분에 위치한 정렬 시스템 및 스테이지 시스템에 전달되는 것을 막는 장치에 의하여, 예를 들면 조명 광학 시스템의 광원을 냉각하기 위한 냉각 팬에 의해 생성된 소정의 진동의 영향을 받지 않고 정확하게 웨이퍼를 배치시킬 수 있는 노광 장치를 제공하는 것이다.

오정렬을 검출하는 메카니즘이 그들 사이에 소정의 오정렬을 검출하기 위하여 조명 광학 시스템 및 노광 기계 주요 부분사이에 제공되는 (각각으로부터 서로 분리된) 장치에 의해 더 정확하게 웨이퍼를 위치시킬 수 있는 노광 장치를 제공하는 것이 본 발명의 추가 목적이고, 상기 오정렬을 검출하는 메카니즘은 예를 들면 냉각 팬에 의해 발생한 진동뿐만 아니라 레티클 스테이지 및/또는 웨이퍼 스테이지의 이동에 의해 발생한 진동에 의해 야기될 수 있는 소정의 오정렬 검출 및 수정에 의해 그러한 소정의 진동을 없앨 수 있도록 사용된다.

제 1도에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 상기 및 다른 목적을 이룩하기 위하여, 마스크(28)위에 형성된 패턴을 감광성 기판(22)위에 전사하기 위한 노광 장치를 제공하고, 상기 장치는 노광 조명 빔(IL)으로 마스크(28)를 조명하기 위하여 조명 광학 시스템(37); 마스크(28) 및 감광성 기판(22)을 지지하기 위한 노광 기계 주요 부분(29); 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29)이 각각 부착되고, 제 1 및 제 2지지 구조체가 각각 분리되는 것을 포함한다.

이 장치에서, 아래 사항이 바람직할 수 있다. 노광 기계 주요 부분(29)이 부착되는 제 2지지 구조체는 6단계의 자유로운 배치 및 방향 제어가 가능한 진동 격리 구조(3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6, 7A, 7B, 31A, 31B, 32A, 32B, 35A, 35B)를 포함하고; 노광 장치는 조명 광학 시스템(37)과 노광 기계 주요 부분(29) 사이의 소정의 오정렬을 검출하기 위한 위치 검출 메카니즘(44A, 44B)을 추가로 포함하고, 진동 격리 구조의 위치 및 방향이 위치 검출 메카니즘(44A, 44B)으로부터 검출된 값에 기초하여 제어된다.

부가적으로, 조명 광학 시스템(37)이 마스크(28)의 조명 영역을 한정하기 위하여 시야 조리개(41)를 바람직하게 추가로 포함할 수 있고, 그리고 시야 조리개(41)는 노광 기계 주요 부분(29)에 고정적으로 부착된다.

본 발명의 노광 장치에 따라서, 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29)이 분리된 제 1 및 제 2지지 구조체에 장착되기 때문에, 냉각 팬 및 구성 성분으로서 일반적으로 조명 광학 시스템에 부착되는 다른 성분 및 냉각 팬에 의해 만들어질 수 있는 조명 광학 시스템(37)의 소정의 진동 및 흔들림이 마스크(28) 및 감광성 기판(22) 사이에 정확한 정렬에 영향을 끼치지 않아서, 정렬이 정확하게 이루어진다.

노광 기계 주요 부분(29)이 부착되는 제 2지지 구조체가 6단계의 자유로운 배치 및 배향 제어가 가능한 진동 격리 구조(3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6, 7A, 7B, 31A, 31B, 32A, 32B, 35A, 35B)를 포함하고, 노광 장치가 조명 광학 시스템(37)과 노광 기계 주요 부분(29) 사이의 소정의 오정렬을 검출하기 위한 위치 검출 메카니즘(44A, 44B)을 추가로 포함하고, 진동 격리구조의 위치 및 방향이 위치 검출 메카니즘(44A, 44B)으로부터 검출된 값을 근거로 제어되는 경우에, 위치 검출 수단(44A, 44B)은 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29) 사이의 소정의 오정렬을 검출하는데 사용되고, 그리고 6단계의 자유로운 진동 격리 구조체는노광 기계 주요 부분(29)과 조명 광학 시스템(37) 사이의 소정의 오정렬을 조정하기 위하여 정확하게 노광 기계 주요 부분(29)의 위치 및 방향을 제어하는데 사용될 수 있다.

조명 광학 시스템(37)이 마스크(28)위의 조명 영역을 한정하기 위한 시야 조리개(41)를 추가로 포함하고, 그리고 상기 시야 조리개(41)가 노광 기계 주요 부분(29)에 고정적으로 부착되는 경우에, 시야 조리개(41) 및 노광 기계 주요 부분(29)의 상대적 위치는 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29) 사이에 오정렬이 발생할 때 조차도 변하지 않고 남아서 조명 영역이 정지 상태 유지될 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점이 바람직한 실시예의 아래의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.

제 1도 내지 제 3도에서, 본 발명에 따른 노광 장치의 실시예가 상세히 설명될 것이다. 이 실시예는 레티클 위의 패턴이 투영 광학 시스템에 의해 웨이퍼 위의 각각의 샷 영역으로 노광에 의해 전사되어, 전사된 패턴의 축소를 초래하는 스텝-앤드-리피트(step-and-repeat) 형태의 투영 노광 장치에 대한 본 발명의 예시된 응용예를 나타낸다. 제 1도에서 상응하는 구성 성분 및 소자가 제 5도에서 동일 참조 번호로 표시되고 상세히는 설명되지 않을 것이다.

제 1도는 본 실시예의 투영 노광 장치를 부분적으로 절단한 개략적인 입면도이다. 제 1도에 도시된 바와 같이, 조명 광학 시스템(37)은 레티클(28)위의 조명 영역을 비추는 조명 빔(IL)을 방출하고, 조명 영역 내에 그려진 회로 패턴이 투영광학 시스템(25)을 통하여 전사되어, 전사된 패턴의 축소를 초래한다. 투영 광학 시스템(25)은 광학 축(AX2)을 갖고 있다. 제 1도에 도시된 장치의 위치 및 방향을 나타내기 위하여, 우리는 (X, Y, Z축)을 가진 3차원의 직교 좌표 시스템을 사용한다. Z축은 투영 광학 시스템(25)의 광학 축(AX2)에 평행하게 확장되고, X축은 제 1도의 종이 표면과 평행하고 광학 축(AX2)에 수직적인 평면에 확장되고, 그리고 Y축은 제 1도의 종이 표면에 수직적으로 확장된다.

조명 광학 시스템(37)은 조명 시스템 렌즈 베럴(42) 및 조명 광학 렌즈 베럴(42)위에 부착된 기타 성분을 포함하고, 상기 기타 성분은 수은 증기 램프와 같은 광원(39), 광학 적분기(도시되지 않았음), 릴레이 렌즈(40A), 레티클 블라인드(시야 조리개)(41), 콘덴스 렌즈(40B), 냉각 에어 닥트를 통하여 냉각된 에어를 조명 시스템 렌즈 베럴(42)로 주입하기 위하여 냉각 패(43)은 덮는 케이싱(43A)을 갖는 냉각 팬(43)을 포함한다. 조명 광학 시스템(37)은 광학 축(AX1)을 갖고 있다. 이 광원(39)은 선택적으로 엑시머 레이저(크립톤-플루오르 엑시머 레이저 또는 아르콘-플루오르 액시머 레이저와 같은), 금속 증기 레이지 또는 야그 레이저의 이상적인 발생기를 포함한다.

다음에, 조명 광학 시스템(37)을 포함하는 본 실시예의 노광 장치의 노광 기계 주요 부분(29)이 상세히 설명될 것이다. 본 실시예에서, 노광 기계 주요 부분(29)으로 불리는 것은 압판(6) 및 압판(6)에 부착된 성분(또는 표면 블록(6))의 결합이다. 이 노광 기계 주요 부분(29)에서, 그려진 회로 패턴을 갖는 레티클(28)은 진공 척에 의하여 레티클 스테이지(27)에 지지된다. 레티클스테이지(27)는 투영 광학 시스템(25)의 광학 축(AX2)에 수직인 2차원 평면(XY- 면)에서 레티클(28)을 이동시키고, 특히 요구된 위치에 레티클(28)을 위치시키기 위하여 X-방향, Y방향 및 회전 방향(θ-방향)으로 레티클(28)을 이동시킨다. 2차원 평면에서 레티클 스테이지(27)의 위치 좌표는 레티클 스테이지(27)에 고정적으로 부착된 이동 거울(도시되지 않았음) 및 레티클 스테이지(27)에 정지된 부재 외부에 부착된 레이저 간섭계(도시되지 않았음)의 결합에 의하여 예를 들면 약 0.01㎛의 해상력으로 연속적으로 검출된다.

제 1도에 도시된 것처럼, 웨이퍼(22)는 진공 척에 의하여 웨이퍼 지지기(21)에 부착되고, 웨이퍼 지지기는 X축 및 Y축 방향에 이동되는 웨이퍼 스테이지(20)에 지지된다. 웨이퍼 스테이지(20)는 투영 광학 시스템(25)의 이미지 평면에 상대적인 방향 뿐만 아니라 광학 축(AX2)(예를 들면 Z방향)의 방향에 정밀 조정이 가능하게 경사질 수 있다. 웨이퍼 스테이지(20)는 광축(AX2)에 대해 추가로 회전 가능하다. 웨이퍼 스테이지(20)의 X 및 Y 좌표는 웨이퍼 스테이지(20) 위에 고정적으로 부착된 이동 거울(도시되지 않았음) 및 웨이퍼 스테이지(20)에 정지 부재 외부에 부착된 레이저 간섭계(도시되지 않았음)의 결합에 의하여 연속적으로 검출된다.

초점 위치 검출 시스템의 경사 입사 광선 형태가 제공되고, 상기 초점 위치 검출 시스템은 I) 광학 축(AX2)에 상대적으로 경사진 투영 광선을 사용함으로써 투영 광학 시스템(25)의 이미지 평면에 위치한 웨이퍼(22)의 감광성 표면에 핀홀 모양 또는 슬릿 모양 패턴의 이미지를 투영하기 위하여 투영 광학 시스템(도시되지 않았음), ii) 기판의 감광성 기판에 형성된 이미지의 이미지를 다시 형성하고 투영된 이미지로부터 반사된 빔을 수신하기 위한 빛을 수신하는 광학 시스템(도시되지 않았음)을 포함한다. Z방향에서 웨이퍼(22)의 표면의 위치는 초점 위치 검출 시스템에 의해 검출되고, 그리고 자동 초점 작동은 웨이퍼(22)의 표면이 투영 광학 시스템(25)의 이미지 평면과 일치되게 만들어 질 수 있도록 지지된다. 더욱이, 이 실시예의 노광장치는 서로 각각으로 레티클(28) 및 웨이퍼(22)를 정렬시키기 위한 다른 다양한 정렬 메카니즘(도시되지 않았음)으로 제공되고, 정렬 메카니즘은 더 상세히 설명되지 않을 것이다.

다음에, 이 실시예의 노광 장치에 사용된 지지 구조는 더 상세히 기술될 것이다.

본 실시예의 노광 장치에서, 조명 렌즈 베럴(42)을 포함하는 조명 광학 시스템(37)은 노광 기계 주요 부분(29)으로부터 분리되는 독립 칼럼(36)을 통하여 바닥(1)에 고정적으로 부착된다. 독립 칼럼(36)은 노광 기계 주요 부분(29)을 둘러싸고 그리고 중앙 부분에 조명 시스템 렌즈 베럴(42)을 지지하는 수평 지지 플레이트(36A), 지지 플레이트(36A)를 지지하고 그리고 바닥(1)에 고정된 레그(36B, 36C)를 포함한다.

제 1도에 도시된 바와 같이, 4개의 베이스 플레이트(2A, 2B, 2C, 2D)(오직 2개의 베이스 플레이트(4A, 4B)만이 제 1도에 나타나 있고, 그리고 다른 2개는 도시되지 않는다)가 바닥(1)의 설치 표면 위에 놓여져 있다(아래에 기술된 성분의 어떤 것도 역시 제 1도에 도시되지 않는다). 4개의 진동 격리체(4A, 4B, 4C, 4D)가 4개의 베이스 플레이트(2A-2B)의 각각 하나에 부착되어 있고, 높이 조정기(3A, 3B,3C, 3D)가 각각 베이스 플레이트와 상응하는 진동 격리체 사이에 놓여 있다. 진동 격리체(4A-4D)는 진동 격리체(4A-4D)와 압판(6) 사이에 놓여진 각각 부하 센서(5A, 5B, 5C, 5D)를 갖고 노광 기계 주요 부분(29)의 압판(6)에 연결된다.

압판(6)은 그 위에 고정적으로 부착된 웨이퍼 스테이지(20)를 지지한다. 압판(6)은 압판의 위쪽에 있고 압판(6)에 고정적으로 부착되어 있으며, 웨이퍼 스테이지(20)를 둘러싸는 제 1컬럼(24)을 지지한다. 제 1컬럼(24)은 상부 플레이트위에 고정적으로 부착되어 있고 상부 플레이트의 중앙 부분에 놓여진 투영 광학 시스템(25)을 지지하는 상부 플레이트를 갖고 있다. 제 1 컬럼(24)의 상부 플레이트는 상부 플레이트 위쪽에 있고 제 1칼럼(24)의 상부 플레이트에 고정적으로 부착되며 투영 광학 시스템(25)을 둘러싸는 제 2 컬럼(26)을 지지한다. 제 2칼럼(26)은 상부 플레이트위에 고정적으로 부착되고 상부 플레이트 중앙 부분에 놓여지며 레티클 스테이지 위의 레티클(28)이 지지된 레티클 스테이지(27)를 지지하는 상부 플레이트를 갖고 있다. 제 3 도에 도시된 바와 같이, 제 1컬럼(24)은 4개의 레그(24a, 24b, 24c, 24d)를 갖고 있고, 레그를 통하여 압판(6)에 접속된다.

제 3도는 제 1의 라인 A-A를 따라서 절단된 단면도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 압판(6)은 평면에서 직사각형 형태를 갖는다. 높이 조정기(3A-3D), 진동 격리체(4A-4D) 및 부하 센서(5A-5D)가 직사각형 압판(6)의 4개의 코너에 놓여진다. 높이 조정기(3A-3B)의 각각은 나사식 메카니즘 및 나사식 메카니즘을 구동하기 위한 전기 모터를 갖는 전기 전력 높이 조정기를 포함할 수 있다. 각각 높이 조정기(3A-3D)에 의해 설정되는 Z방향 위치 또는 높이)는 일반적으로 제어 기능이전체 장치에 제공되는 제어기(11)에 의해 제어된다. 진동 격리체(4A-4D)는 각각 댐핑을 위해 유체로 채워진 원통형에 장착된 압축 코일 스프링을 갖는 에어 댐퍼 또는 기계적인 댐퍼를 포함할 수 있다. 진동 격리체는 공기압을 변화시킴으로서 진동 격리체의 길이(수직적인 방향의 크기)에서 확장/수축될 수 있는 에어 댐퍼를 포함한다. 부하 센서(5A-5D)의 각각은 스트레인 게이지를 사용한 부하 셀을 포함한다. 부하 센서(5A-5D)는 진동 격리체(4A-4D)위의 압판(6)에 의해 부과된 부하를 측정하고, 그 부하는 진동 격리체(4A-4D)로부터 Z방향에 압판(6)에 가해지는 각각의 반작용 힘과 동일하다. 이 반작용 힘을 나타내는 측정된 값은 제어기(11)에 공급된다.

다시 제 1도에서, 작동기(7A)는 베이스 플레이트(2A) 및 압판(6) 사이에 놓여지고, 진동 격리체(4A)와 평행하다. 작동기(7A)는 베이스 플레이트(2A)위에 고정적으로 부착된 정지 부재 및 바닥 표면에서 압판(6)에 고정적으로 접속된 이동 부재를 포함한다. 제어기(11)에 의해 제공된 명령 신호에 응답하여, 작동기(7A)는 베이스 플레이트(2A)로부터 Z방향에 압판(6)의 바닥에 작용하는 압력 또는 베이스 플레이트(2A)방향에 압판(6)의 바닥에 작용하는 인력을 만들어 낸다. 유사하게, 다른 진동 격리체(4B-4D)는 진동 격리체와 관련된 각각의 작동기(7B-7D)를 갖는다. 작동기(7A-7D)의 인력/압력이 각각 제어기(11)에 의해 제어된다. 작동기(7A-7D)는 구조상 이론적으로 동일하므로 작동기(7A)제조만이 더 상세히 기술될 것이다.

제 2(a)도는 이 실시예에 유용한 작동기(7A)의 장치를 나타낸다. 제 2(a)도에 도시되듯이, 정지 부재(9A)는 N극을 한정하는 중앙 핑거(9Aa) 및 중앙 핑거(9Aa)의 반대쪽으로 확장하고 S극을 한정하는 한 쌍의 측면 핑거(9Ab, 9Ac)를포함하는 3개의 평행 핑거를 갖는 자기 부재를 포함한다. 이동 부재(8A)는 중앙 핑거(9Aa)위에 느슨하게 고정된 보빈(12), 보빈(12) 주위를 감는 솔레노이드(13) 및 솔레노이드(13)를 덮는 외부 덮개(14)를 포함한다. 솔레노이드(13)를 통하여 흐르는 전류를 제어함으로써, 제어된 힘은 제 2(a)도에 양방 화살표로 표시된 이동 부재(8A) 및 정지 부재(9A) 사이에 중앙 핑거(9Aa)의 세로 방향(예를 들면 ±Z방향)에 만들어진다.

제 2(b)도는 이 실시예에 유용한 작동기(7A')의 선택적인 장치를 나타낸다. 제 2(b)도에 도시되듯이, 작동기(7A')는 고정적으로 부착된 자기 재료의 정지 부재(16)를 지지하는 제 1부재(15), 주위에 각각 솔레노이드(19A, 19B)가 감겨진 한 쌍의 보빈(18A, 18B)을 지지하는 제 2부재(17)를 포함한다. 제 2(a)도의 작동기(7A)와 같이, 솔레노이드(19A, 19B)를 통하여 흐르는 전류를 제어함으로써, 제어된 힘은 제 1부재(15) 및 제 2부재(17) 사이에 만들어진다.

다시 제 1도에서, 한 쌍의 캐패시터 형태 센서(44A, 44B)는 독립 칼럼(36) 및 제 2컬럼(26) 사이에 제공되고, 독립 칼럼(36)의 지지 플레이트(36A)에 부착된 조명 시스템 렌즈 베럴(42)과 대향하는 측면에 놓여지고, 상기 캐패시터 각각은 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29) 사이에 X축 및 Y축에 오정렬된 것뿐만 아니라 거리를 검출한다. 캐패시터 형태 센서(44A, 44B) 각각은 레티클 스테이지(27)과 대향하는 지지 플레이트(36A)의 바닥에 부착된 캐패시터 검출 유니트(45A, 45B), 그리고 레티클 스테이지(27)를 지지하는 제 2칼럼(26)에 부착된 전극(46A, 46B)을 포함한다.

캐패시터 형태 센서(44A, 44B)는 수 ㎛ 정도의 측정 정확도를 가진다. 캐패시터 형태 센서(44A, 44B)에 의하여 측정된 조명 광학 시스템(37)과 노광 기계 주요 부분(29) 사이의 측면 오정렬 및 거리가 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29) 사이의 X방향 및 Y방향의 오정렬뿐만 아니라 그들 사이의 오정렬된 각의 상대적 기울기를 결정하는데 사용된다. 캐패시터 형태 센서(44A, 44B)로부터의 측정값이 제어기(11)에 공급되며, 제어기는 조명 광학 시스템(37)의 상대적 위치 및 노광 기계 주요 부분(29)이 고정된 상대적 위치에 유지될 수 있도록 제어하기 위하여 측정값을 사용한다.

변위 센서(10)는 바닥(1)에 대한 압판(6)의 Z방향에서의 상대적인 변위를 검출하기 위하여 바닥(1) 및 압판(6) 바닥의 중앙 부분 사이에 놓여진다. 변위 센서(10)로부터의 검출 결과는 제어기(11)에 또한 공급된다. 변위 센서(10)는 약 0.1mm의 해상력을 갖는 전위차계 또는 광전자 선형 부호기를 포함할 수 있다.

제 3도에 도시된 바와 같이, 제 1칼럼(24)은 4개의 레그(24a, 24b, 24c, 24d)를 갖고 있고 레그를 통하여 압판(6)에 연결된다. 수평 평면에 대하여 압판(6)의 경사각을 검출하기 위하여 레벨 센서(23) 및 압판(6)의 가속을 검출하기 위한 가속 센서(30)가 웨이퍼 스테이지(20) 근처의 압판(6)에 놓여진다. 레벨 센서(23) 및 가속 센서(30)로부터 검출 결과는 제어기(11)에 공급된다. 가속 센서(30)는 X, Y, Z 방향에 선형 가속뿐만 아니라 XZ 평면(또는 피칭)의 회전에 대한 회전 가속, YZ 평면(또는 롤링)에서의 회전 및 XY평면(또는 요잉)에서의 회전을 검출할 수 있다. 즉, 가속 센서(30)는 6단계의 자유로운 운동에서 가속을 검출할 수 있다.

이동가능 로드(35A)(제 1도 및 제 3도 참조)는 X방향으로 향하는 제 1컬럼(24)의 4개 측면중 하나에 고정적으로 부착되고, 작동기(32A)는 바닥(1)위에 고정적으로 부착된 정지 브래킷(31A)과 이동가능 로드(35A) 사이에 제공된다. 제3도에 도시된 바와 같이, 작동기(32A)는 작동기(7A)와 유사한 구조로 제조되고, 자기 부재로 만들어진 정지 부재(34A), 이동가능 로드(35A)에 고정된 솔레노이드를 포함하는 이동 부재를 포함한다. 제어기(11)가 이동부재(33A)의 솔레노이드를 통하여 흐르는 전류를 제어할 때, +Y 방향 또는 -Y 방향에서 제어된 힘이 제 3도에 양 방향 화살표로 표시된 이동가능 로드(35A)에 작용한다.

유사하게, 제 2 이동가능 로드(35B)는 +X 방향을 향하여 마주하는 제 1칼럼(24)의 4개의 다른 측면에 고정적으로 부착되고, 제 2작동기(32B)는 제 2 이동가능 로드(35B)와 바닥(1)에 고정적으로 부착된 제 2정지 브래킷(31B)사이에 제공된 작동기(32A)와 동일하게 제조된다. 제어기(11)로부터의 명령에 의하여, +Y 방향 또는 -Y 방향에서 제어된 힘은 이동가능 로드(35B)에 작용한다. 부가적으로, 제 3작동기(32C)은 +X 방향을 향하여 직면한 제 1칼럼(24)의 4개의 측면의 하나와 바닥(1)에 고정적으로 부착된 제 3 정지 브래킷(31C) 사이에 제공된다. 작동기(32C)는 고정 부재(34C) 및 이동 부재(33C)를 포함한다. 제어기(11)로부터의 명령에 의하여, +X 방향 또는 -X 방향에서 제어된 힘은 작동기(32C)로부터 제 1컬럼(24)에 작용한다.

다시 제 1도에서, 정지 브래킷(31a, 31B, 31C)이 제 1컬럼(24) 측면의 바닥(1)에 고정적으로 부착된다. 제 1도에서, 압판(6), 웨이퍼 스테이지(20), 웨이퍼 홀더(21), 제 1칼럼(24), 투영 광학 시스템(25), 제 2칼럼(26 및 레티클 스테이지(27)로 구성된 시스템의 무게 중심이 포인트(G)로 표시된다. 더욱이, 도면에서 작용 포인트(AP, BP)는 작동기(32A, 32B)가 각각 이동가능 로드(35A, 35B)를 통하여 제 1컬럼(24)에 힘을 부가하는 제 1컬럼(24)위의 포인트를 나타내고, 도면에서 작용 포인트(CP)는 작동기(32C)가 이동 부재(34C)를 통하여 제 1컬럼(24)에 힘을 부가하는 제 1칼럼(24)위의 포인트를 나타낸다. 제 1도에 나타난 바와 같이, 실시예에 따라서, 작동 포인트(AP, BP, CP)의 Z방향(또는 높이)에서 위치는 무게 중심(G)의 위치(예를 들면 작동 프인트(AP,BP,CP) 및 무게 중심(G)은 동일 레벨이다)와 동일하게 선택된다.

아래에, 이 실시예의 장치 작동이 기술될 것이다.

이 실시예에서, 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29)은 분리 지지 구조에 의해 지지되고 예를 들면 노광 기계 주요 부분(29)은 압판(6) 및 제 1 및 제 2컬럼(24, 26)의 결합에 의해 지지되는 반면에, 조명 광학 시스템은 독립 칼럼(36C)에 의해 지지된다. 그러므로, 예를 들면 냉각 팬(43)의 작용 또는 조명 광학 시스템(37)에 부착된 다른 성분에 의해 발생된 조명 광학 시스템(37)의 진동 및 흔들림은 노광 기계 주요 부분(29)에 전달되지 않을 것이다. 투영 노광 장치의 통상적인 장치에서는, 조명 광학 시스템의 진동 및 흔들림이 노광 장치의 주요 부분에 직접 전달되어 레티클과 웨이퍼 사이에 정확한 정렬에 악영향을 준다. 대조적으로, 본 발명에 따르면, 조명 광학 시스템(37)의 어떠한 진동과 흔들림도 레티클(28) 및 웨이퍼(22) 사이의 정확한 정렬을 결코 나쁘게 하지 않을 것이다.

더욱이, 빠른 제어 응답을 요구하는 웨이퍼 스테이지(20) 및 레티클 스테이지(27)를 지지하는 노광 기계 주요 부분(29)은 노광 기계 주요 부분(29)으로부터 조명 광학 시스템(27)의 분리에 의하여 보다 높은 자연 주파수를 가질 수 있어서 웨이퍼 스테이지(20) 및 레티클 스테이지(22)의 제어 응답 주파수가 보다 높은 주파수로 선택될 수 있다.

그럼에도 불구하고, 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29)이 분리 지지 구조에 의해 지지되는 경우에도, 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29) 사이의 정렬이 노광 기계 주요 부분(29)에 일어나는 레티클 스테이지(27) 및/또는 웨이퍼 스테이지(21)의 운동에 의하여 만들어지는 흔들림 같은 어떤 원인에 의해 흐트러질 수 있고, 결과로 조명 빔(IL)으로 레티클(28)위의 전체 패턴 영역을 조명할 수 없을 수 있다. 더욱이, 조명 광학 시스템(37)의 원격 중심을 나쁘게 할 수 있는 전사상의 오정렬 뿐만 아니라 각의 오정렬이 발생할 수 있고, 결과로 노광의 정확성이 줄어든다. 이것을 설명하기 위하여 이 실시예의 투영 노광 장치에는 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29)의 상대적 위치를 결정하기 위한 용량성 형태 센서(44A, 44B)가 제공된다. 노광 기계 주요 부분(29)을 지지하는 진동 격리체는 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29)의 상대적 위치가 고정된 상대적 위치에서 유지될 수 있도록 용량성 형태 센서(44A, 44B)로부터의 측정을 기초로 제어된다.

무엇보다 먼저, 노광 기계 주요 부분(29)에서 조명 광학 시스템(37)의 광학 측(AX1)과 투영 광학 시스템의 광학 축(AX2) 사이에 정렬이 이루어지도록 정확한제어가 수행된다. 그후, 실제 작동(노광 작동) 중에 높이 조정기(3A-3D) 및 작동기(7A-7D 및 32A-32C)를 적절히 가동함으로써, 조명 광학 시스템(37)의 광학 축(AX1)과 광학 축(AX2) 사이에 정렬이 유지되도록 계속적인 제어가 수행된다.

실제 작동에서, 제 1도에 도시된 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29) 사이의 오정렬 및 거리가 용량성 형태 센서(44A, 44B)에 의해 검출되고 그리고 센서(44A, 44B)로부터 측정된 값은 제어기(11)에 공급된다. 제어기(11)는 노광 기계 주요 부분(29)의 위치 및 방향의 제어를 위한 최초 세팅을 세트하기 위하여 측정된 값을 사용한다. 제 1도 및 제 3도에 도시된바와 같이, 노광 기계 주요 부분(29)에서는, 진동 격리체(4A-4D)로부터 압판(6)에 작용하는 반작용 힘이 부하 센서(5A-5D)에 의해 측정되고, 측정된 값이 제어기(11)에 공급된다. 부가적으로, 수평 평면에 상대적으로 레벨 센서(23)에 의해 측정된 압판(6)의 경사 각 및 변위 센서(10)에 의해 측정된 압판(6)의 높이는 제어기(11)에 통보된다. 제어기(11)는 높이를 세팅하기 위하여 요구된 각각의 진동 격리체(4A-4D)의 바람직한 높이 및 현재 최초 세팅에 대해 압판(6)의 경사각을 계산하기 위하여 이 데이터를 사용한다. 이런 목적을 위하여 각각의 진동 격리체(4A-4D)의 바람직한 높이가 진동 격리체(4A-4D)로부터 압판(6)에 작용하는 반작용 힘의 최종 밸런스가 예정된 밸런스로 되도록 결정된다. 이에, 상기 제어기(11)는 각각의 진동 격리체(4A-4D)의 높이를 계산된 바람직한 높이에 세팅하기 위하여 높이 조정기(3A-3D)를 작동시킨다.

그후, 실제 작동 동안에, 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29) 사이의 어떤 오정렬 및 거리가 용량성 형태 센서(44A, 44B)에 의하여 연속적으로측정되고 그리고 센서(44A,44B)로부터 측정된 값은 제어기(11)에 공급된다. 제어기(11)는 진동 격리체(4A-4D)의 높이를 측정하기 위하여 측정된 값을 사용한다. 이런 방법으로, 조명 광학 시스템(37) 및 노광 기계 주요 부분(29)의 상대적 위치가 고정된 상대적인 위치에서 제어되고 유지된다. 그 결과로 압판(6)위의 웨이퍼 스테이지(20)의 정확한 위치가 높은 정밀도로 유지된다.

더욱이, 제 3도에 도시된 바와 같이, 압판(6)위의 가속 센서(30)에 의하여 검출되고 6단계의 자유로운 이동에서 가속을 나타내는 데이터가 제어기(11)에 공급된다. 6단계의 자유로운 이동에서 가속 성분이 제로로 줄어들 수 있도록 제어기는 4개의 Z방향 작동기(7A-7D), 2개의 Y방향 작동기(32A, 32B) 및 하나의 X방향 작동기(32C)를 작동한다. 이런 방법으로 압판(6) 및 압판(6)에 부착된 성분을 포함하는 노광 기계 주요 부분의 소정의 6단계의 자유로운 흔들림이 효율적으로 저지된다. 그럼으로써, 노광 기계 주요 부분(29)의 흔들림에 의해 야기된 조명 광학 시스템(37)과 노광 기계 주요 부분(29) 사이의 소정의 일시적으로 오정렬이 빨리 사라진다.

이런 관계에서 Y축 제어를 위한 2개의 작동기(32A, 32B) 및 X축 제어에 작동기(32C)로부터 힘이 매스에 가해지는 진동 시스템의 "매스"(매스는 압판(6) 및 압판(6)에 부착된 성분의 결합이고, 그것은 진동 저지의 대상이다)위에 작동 포인트(AP, BP, CP)는 이전에 언급된 매스의 무게 중심 포인트(G)의 동일한 Z방향 위치(동일 높이에서)에 선택된다. 그 결과로 Z축에 대한 회전 운동과 매스의 X방향 및 Y방향에서 전달 운동이 이 작동기에 의해 제어에 유도된 X축 또는 Y축에 대해소정의 회전 운동 없이 X축 작동기(32C) 및 Y축 적동기(32A, 32B)에 의해 제어될 수 있어서, 내부 축 간섭(다른 축에 대하여 수행되는 제어 작동 사이의 간섭)이, 만약 있어도, 최소로 저지될 수 있다.

더욱이, 상기 언급된 실시예에서, X축 작동기(32C)의 작동 포인트(CP) 및 Y축 작동기(32A, 32B)의 작동 포인트(AP, BP)가 "매스"의 무게 중심의 포인트(G) 레벨이 되도록 선택되지만, 이것은 항상 중요한 요건은 아니다. 사실, 만약 소정의 내부 축 간섭이 허용된다면, 작동 포인트(AP, BP, CP)는 "매스"의 무게 중심의 포인트(G) 레벨이 아닌 위치로 선택될 수 있다. 더욱이, X축 작동기(32C)의 작동 포인트(CP)는 실질적으로 "매스"의 무게 중심의 포인트(G) 레벨이 되도록 선택될 수 있다.

제 4도에서, 제 1도의 노광 장치의 변형이 기술될 것이다. 변형된 특징은 조명 광학 시스템(37)의 잔여 부분 및 노광 기계 주요 부분(29)의 칼럼 중 하나 위의 레티클 블라인드(41)의 장착으로부터 조명 광학 시스템(37)(제 1도 참조)의 레티클 블라인드(시야 조리개)(41)의 분리를 포함한다. 제 4도 및 아래의 기술에서, 상응하는 성분 빛 부재는 제 1도와 동일한 숫자로 표시되고 그리고 상세히 기술되지 않을 것이다.

제 4도는 변형된 실시예의 노광 장치의 결과 부분의 장치를 나타낸다. 제 4도에서 도시된 바와 같이, 레티클 블라인드(41)를 제외하고 전체 조명 광학 시스템(37)은 제 1도의 실시예와 같이 독립 칼럼(36)의 지지 플레이트(36A)에 고정적으로 부착된다. 조명 광학 시스템 렌즈 베럴(42)에서 확정된 레티클블라인드(41)는 조명 시스템 렌즈 베럴(42)에 부착되는 것이 아니라 대향하는 측면으로부터 조명 시스템 렌즈 베럴(42)의 측면 벽을 통하여 확장되는 한 쌍의 브래킷(26A)에 의해 지지된다. 브래킷(26A)은 독립적인 칼럼(36)에 형성된 각각의 홀(36D)을 통하여 수직적으로 확장되는 각각의 레그를 가지고 있고, 레티클 스테이지(27)를 지지하는 제 2칼럼(26)에 고정적으로 연결된다. 이런 방법으로, 레티클(41)은 노광 기계 주요 부분(29)에 고정적으로 부착된다.

변형된 실시예에서, 레티클 블라인드(41)가 노광 기계 주요 몸체(29)에 고정되었기 때문에, 레티클(28), 투영 광학 시스템(25) 및 웨이퍼(22)에 대한 레티클 블라인드(41)의 상대적인 위치는 조명 광학 시스템(37)의 잔여 부분과 노광 기계 주요 부분(29) 사이의 정렬에 흐트러져도 변하지 않고 남아 있을 것이고, 그 결과 레티클(28)에 한정된 안정된 조명 필드를 형성한다.

제 1도의 실시예에서, 전체 조명 광학 시스템(37)은 노광 기계 주요 몸체(29)로부터 분리된 분리 지지 구조(예를 들면 독립 칼럼(36))에 부착된다. 추가로, 선택적으로 변형된 실시예가 고려되고, 조명 광학 시스템(37)은 광원(39) 및 냉각 팬(39)을 포함하는 상부 부분 및 광원(39) 아래에 놓여진 구성 요소를 포함하는 하부 부분으로 나누어지고, 상부 부분이 상기 언급과 같은 분리 지지 구조에 지지되는 반면, 하부 부분은 노광 기계 주요 부분(29)을 위한 지지 구조체에 지지된다. 이러한 장치에서, 조명 광학 축(37)의 광학 축(AX1, AX2) 및 노광 기계 주요 부분(29) 사이에 어떠한 일시적인 오정렬도 발생할 수 없어서, 2개의 지지 구조체의 상대적인 위치가 아주 정밀하게 측정될 필요가 없다.

상기 언급한 실시예는 스텝퍼 형태의 투영 노광 장치에 대한 본 발명의 예시된 응용이다; 그러나 본 발명은 투영 노광 장치의 이런 형태에 한정되는 것이 아니라 스텝-스캔 형태와 같은 스캐닝 투영 기술을 사용하여 투영 노광 장치에 인가될 수 있는 응용성을 가지고 있다. 상기 언급한 실시예에서 사용된 바와 같이 압판(6)의 진동을 지지하기 위해 제공된 작동기를 갖는 지지 구조체는 특히 스캐닝 노광 작동 초기 및 끝부분에 타격을 가할 때, 큰 가속을 발생시키는 경향이 있는 스캐닝 투영 노광 장치에 유용하다. 더욱이, 제 4도의 변형된 실시예는 장치가 상대적으로 큰 흔들림을 만드는 경향이 있는 스캐닝 투영 노광 장치에 사용될 때 더 장점이 되도록 상대적으로 큰 흔들림이 발생할지라도 안정된 스테이지 조명 필드를 제공할 수 있다. 공지된 바와 같이, 스캐닝 투영 노광 장치는 만약 다양한 조리개가 제공되지 않는다면 스캐닝 노광 작동의 각각 행정의 초기 및 끝부분에서만 노광되는 웨이퍼상의 상기 부분의 바람직하지 않는 노광을 방지하는 다양한 시야 조리개를 포함한다. 그러한 시야 조리개가 노광 기계 주요 부분에 부착되는 것은 바람직하다.

제 1도의 실시예에서, Z방향 제어에 대한 작동기(7A-7D)가 부가적으로 높이 조정기(3A-3D)에 제공되고; 그러나 작동기(7A-7D)가 빠질 수 있고, 높이 조정기(3A-3D)가 작동기 기능을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 진동 격리체(4A-4D)에 평행하게 놓여진 작동기(7A-7D)는 압판(6)의 흔들림이 높이 응답 속도 및 저지를 위해 요구된 상대적으로 적은 힘으로 저지될 수 있는 장점을 제공한다. 더욱이, 5개 또는 더 이상 진동 격리체가 사용될 수 있고, 그리고 6단계 이상의 자유로운 작동기가 사용될 수 있다.

이해된 바와 같이, 본 발명은 상기 기술된 실시예에 한정되지 않고 다양한 다른 장치 및 변형이 본 발명의 정신과 범위에 벗어나지 않고 만들어질 수 있다.

본 발명의 노광 장치에 따라서, 조명 광학 시스템 및 노광 주요 부분은 조명 광학 시스템의 진동이 노광 기계 주요 부분에 전달되는 것을 효율적으로 막을 수 있는 장점을 제공하기 위하여, 분리 지지 구조체를 사용하여 서로 분리될 수 있다. 그러므로, 조명 광학 시스템의 흔들림 및 진동이 마스크와 감광성 기판 사이의 정렬에 대한 측정에 영향을 끼치지 않고 정렬이 정확하게 이뤄질 수 있다. 더욱이, 빠른 제어 응답을 요구하는 웨이퍼 스테이지 및 레티클 스테이지를 지지하는 노광 기계 주요 부분이 조명 광학 시스템이 웨이퍼 스테이지 및 레티클 스테이지의 제어 응답 주파수가 통상적인 노광 장치에 의해 얻을 수 있는 주파수보다 높은 주파수에 선택될 수 있는 장점을 얻기 위하여 노광 기계 주요 부분으로부터 분리되는 지지 구조체에 부착되는 장치의 장점에 의해 보다 높은 자연 주파수를 가질 수 있다.

더욱이, 노광 기계 주요 부분이 부착되는 지지 구조체가 6단계의 자유로운 위치 및 방향 제어가 가능한 진동 격리 구조체를 포함하고, 노광 장치는 추가로 조명 광학 시스템 및 노광 기계 주요 부분 사이의 소정의 오정렬을 검출하기 위한 위치 검출 메카니즘을 포함하고, 진동 격리 구조체의 위치 및 방향이 위치 검출 메카니즘으로부터 검출된 값을 근거로 하여 제어되며, 위치 검출 수단은 조명 광학 시스템 및 노광 기계 주요 부분 사이에 소정의 오정렬을 측정하는데 사용될 수 있고, 6단계의 자유로운 진동 격리 구조체는 노광 기계 주요 부분과 조명 광학 시스템 사이의 소정의 오정렬을 수정하기 위하여 정확하게 노광 기계 주요 부분의 위치 및방향을 제어하는데 사용될 수 있다.

부가적으로, 마스크 및 시야 조리개 위의 조명 영역을 조명하기 위하여 시야 조리개를 포함하는 조명 광학 시스템이 노광 기계 주요 부분에 부착되는 경우에, 오정렬이 조명 영역이 정지 상태로 유지되도록 조명 광학 시스템 및 노광 기계 주요 부분 사이에 발생할 때라도 시야 조리개의 상대적 위치 및 노광 기계 주요 부분이 변하지 않도록 남아 있는 장점을 제공한다.

제 1도는 본 발명에 따른 노광 장치의 실시예를 나타내는 부분적으로 절단된 개략적인 입면도;

제 2(a)도는 제 1도의 작동기(7A)에 이용가능한 장치의 예를 나타내는 확대된 부분 입면도이고 그리고 제 2(b)도는 제 1도의 작동기(7A)에 이용가능한 다른 장치의 다른 예를 나타내는 확대된 부분 입면도;

제 3도는 제 1도의 라인 A-A를 따라서 절단된 단면도;

제 4도는 제 1도의 실시예의 변형에 따라서 투영 장치의 중요한 부분을 나타내는 부분적으로 절단된 개략적인 입면도; 및

제 5도는 전형적인 노광 장치를 나타내고 부분적으로 절단된 개략적인 입면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 제어기 22 : 감광성 기판

27 : 레티클 스테이지 28 : 마스크

44A,44B : 위치 검출 메카니즘 43 : 냉각 팬

Claims

마스크 상에 형성된 패턴을 감광성 기판에 전사하는 노광 장치로서,

조명 광원로부터의 조명 빔으로 상기 마스크를 조명하기 위하여 적어도 하나의 노광 조명 광원을 가지는 조명 광학 시스템;

적어도 상기 마스크 및 상기 감광성 기판을 가지는 노광 기계 주요 부분;

상기 조명 광학 시스템 및 상기 조명 기계 주요 부분이 각각 부착되며, 서로 분리된 제 1 및 제 2지지 구조체; 및

상기 제 1지지 구조체와 상기 제 2지지 구조체 사이의 상대적 위치를 검출하고 상기 상대적 위치와 관련한 신호를 출력하는 위치 검출 메카니즘을 포함하는 노광 장치.
제 1항에 있어서,

상기 조명 광학 시스템은 상기 마스크 상의 조명 영역을 한정하며, 상기 노광 기계 주요 부분에 고정적으로 부착된 시야 조리개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1항에 있어서,

상기 조명 광학 시스템은 상기 마스크 상에 조명 영역을 한정하는 시야 조리개 및 상대 조명 빔을 형성하는 렌즈를 더 포함하며, 상기 시야 조리개 및 상기 렌즈는 상기 노광 기계 주요 부분에 고정적으로 부착된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1항에 있어서,

상기 조명 광학 시스템이 부착된 상기 제 1지지 구조체는 바닥에 부착된 독립 지지 부재를 포함하고;

상기 노광 기계 주요 부분이 부착된 상기 제 2지지 구조체는 적어도 상기 감광성 기판을 지지하는 베이스 지지 부재, 상기 베이스 지지 부재에 부착되는 제 1지지 부재, 및 상기 제 1지지 부재에 부착되며 적어도 상기 마스크를 지지하는 제 2지지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
감광성 기판상에 마스크의 패턴을 전사하는 노광 장치로서,

상기 마스크를 조명하는 적어도 하나의 광학 부재를 가진 조명 광학 시스템;

상기 마스크 및 상기 감광성 기판중 적어도 하나를 지지하는 노광 기계 주요 부분;

상기 노광 기계 주요 부분의 움직임을 저지하도록 상기 노광 기계 주요 부분을 구동시키는 구동 부재; 및

상기 조명 광학 시스템을 지지하며 상기 노광 기계 주요 부분으로부터 분리된 조명 지지 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5항에 있어서,

상기 노광 장치는 상기 조명 광학 시스템과 상기 노광 기계 주요 부분 사이의 오정렬을 검출하는 위치 검출 메카니즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5항에 있어서,

상기 조명 광학 시스템은, 상기 마스크상의 조명 영역을 한정하고 상기 노광 기계 주요 부분 상에 고정적으로 부착된 시야 조리개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5항에 있어서,

상기 조명 광학 시스템은 상기 마스크상의 조명 영역을 한정하는 시야 조리개 및 상기 조명 빔을 형성하는 렌즈를 더 포함하며, 상기 시야 조리개 및 상기 렌즈는 상기 노광 기계 주요 부분 상에 고정적으로 부착된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5항에 있어서,

상기 구동 부재는 상기 노광 기계 주요 부분의 수직축 위치를 구동시키는 수직 구동 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5항에 있어서,

상기 노광 장치는 상하 이동동안의 가속도를 검출할 수 있는 가속 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5항에 있어서,

상기 조명 광학 시스템은 적어도 중계 렌즈 및 집광 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5항에 있어서, 상기 노광 장치는;

상기 마스크를 유지하는 가동 마스크 스테이지; 및

상기 감광성 기판을 유지하는 가동 기판 스테이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 12항에 있어서,

상기 구동 부재는 상기 가동 마스크 스테이지 및 상기 가동 기판 스테이지 중 적어도 하나의 움직임에 의한 상기 노광 기계 주요 부분의 움직임을 저지하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5항에 있어서,

상기 구동 부재는 코일 부재 및 자석 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는노광 장치.
제 5항에 있어서,

상기 구동 부재는 유체형 구동자 및 전기형 구동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5항에 있어서,

상기 노광 장치는 스텝-앤드-스캔형 노광 장치인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
투영 광학 시스템을 통해 감광성 기판 상의 마스크 상에 형성된 패턴을 전사하는 노광 장치로서,

적어도 하나의 광학 부재 및 상기 마스크상의 조명 영역을 한정하는 시야 조리개를 구비한 조명 광학 시스템;

상기 감광성 기판상에 상기 패턴을 투영하는 투영 광학 시스템;

상기 마스크를 이동시키도록 상기 마스크를 유지하는 마스크 스테이지;

상기 감광성 기판을 이동시키도록 상기 감광성 기판을 유지하는 기판 스테이지;

상기 투영 광학 시스템, 상기 마스크 스테이지 및 상기 기판 스테이지 중 적어도 하나를 지지하는 노광 기계 주요 부분; 및

상기 조명 광학 시스템을 지지하며 상기 노공 기계 주요 부분으로부터 분리된 조명 지지 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 17항에 있어서, 상기 노광 장치는:

상기 노광 기계 주요 부분을 구동시킬 수 있는 구동 부재; 및

상기 조명 광학 시스템과 상기 노광 기계 주요 부분 사이의 오정렬을 검출하는 위치 검출 메카니즘을 더 포함하며,

상기 구동 부재는 상기 위치 검출 메카니즘의 출력에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 17항에 있어서, 상기 노광 장치는:

상기 노광 기계 주요 부분을 구동시킬 수 있으며 상기 노광 기계 주요 부분에 결합된 구동 부재; 및

상하 이동동안 가속도를 검출할 수 있으며 상기 노광 기계 주요 부분에 부착된 가속도 센서를 더 포함하며,

상기 구동 부재는 상기 가속도 센서의 출력에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 17항에 있어서,

상기 노광 기계 주요 부분은 상기 투영 광학 시스템 및 상기 마스크 스테이지를 지지하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 17항에 있어서,

상기 노광 기계 주요 부분은 상기 투영 광학 시스템, 상기 마스크 스테이지 및 상기 기판 스테이지를 지지하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
대상물에 마스크의 패턴을 전사하는 노광 장치로서,

노광 빔으로 상기 마스크를 조명하며, 제 1부분 및 제 2부분을 가진 조명 광학 시스템;

스텝-앤드-스캔 기술에 의해 상기 대상물에 상기 패턴을 전사하는 노광 디바이스;

상기 노광 디바이스와 상기 제 1부분 또는 상기 제 2부분 중 하나를 지지하는 제 1지지 구조물; 및

상기 제 1부분 또는 상기 제 2부분 중 나머지 하나를 지지하며, 상기 제 1지지 구조물로부터 분리된 제 2지지 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 22항에 있어서,

상기 제 1부분은 상기 마스크상의 조명 영역을 한정하는 시야 조리개를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 23항에 있어서,

상기 제 1지지 구조물은 상기 제 1부분을 지지하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 22항에 있어서,

상기 제 2부분은 상기 마스크상의 조명 영역을 한정하는 시야 조리개를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 22항에 있어서,

상기 제 1부분은 광원을 포함하며, 상기 제 2부분은 상기 마스크상의 조명 영역을 한정하는 시야 조리개를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 22항에 있어서,

상기 제 1부분은 광학 부재를 포함하며, 상기 제 2부분은 상기 마스크상의 조명 영역을 한정하는 시야 조리개를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 22항에 있어서,

상기 노광 장치는 상기 제 1지지 구조물을 구동시킬 수 있으며, 상기 제 1지지 구조물에 결합된 구동자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 28항에 있어서, 상기 구동자는 상기 제 1지지 구조물의 수직축 위치를 구동시키는 수직 구동 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 22항에 있어서, 상기 노광 디바이스는 상기 패턴을 상기 대상물에 투영하는 투영 렌즈 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 30항에 있어서, 상기 노광 디바이스는 상기 마스크가 이동하도록 상기 마스크를 유지하는 마스크 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 31항에 있어서, 상기 노광 디바이스는 상기 기판이 이동하도록 상기 기판을 유지하는 기판 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 32항에 있어서, 상기 노광 장치는 수직 방향으로 상기 노광 디바이스를 구동시키는 구동자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 22항에 있어서, 상기 노광 장치는 상기 조명 시스템과 상기 노광 디바이스 사이의 오정렬을 검출하는 위치 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 34항에 있어서, 상기 위치 검출기는 비접촉 방식 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.