KR100524265B1 - 진공챔버용 격리 마운트와 리소그래피 투영장치에의 그 적용 - Google Patents

진공챔버용 격리 마운트와 리소그래피 투영장치에의 그 적용 Download PDF

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Abstract

진공챔버내에 제공된 기준 프레임이, 진공챔버내의 진동으로부터 기준프레임을 격리시키고자 진공챔버 벽으로부터 격리되고 진공챔버 벽을 통과하여 연장되는지지 필러(pillar)에 의해 지지된다. 상기 지지 필러와 상기 진공챔버 벽사이의 갭은 저강성 밀봉부에 의해 밀봉되어진다. 저강성 밀봉부는 6의 자유도에서 상대운동을 허용하는 3개 부분의 밀봉부가 될 것이다.

Description

진공챔버용 격리 마운트와 리소그래피 투영장치에의 그 적용{ISOLATION MOUNTS FOR USE WITH VACUUM CHAMBERS AND THEIR APPLICATION IN LITHOGRAPHIC PROJECTION APPARATUS}
본 발명은 진공챔버용 격리 마운트에 관한 것이다. 특히, 본 발명은,
방사선 투영 빔을 공급하는 방사선 시스템;
마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 제 1 대물 테이블;
기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 제 2 대물 테이블;
기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 투영 장치에서 이런 디바이스를 적용하는 것에 관한 것이다.
간단히, 투영 시스템은 이후로 "렌즈"로 언급될 수 있다; 그러나, 이 용어는 예를 들어 굴절 광학기, 반사 광학기, 카타디옵트릭(catadioptric) 시스템, 및 하전 입자 광학기를 포함하는 다양한 형태의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 이해되어야 한다. 방사선 시스템은 또한 방사선 투영 빔을 방향짓고, 성형하거나 제어하는 원리들중 하나에 따라 동작하는 요소를 포함할 수 있고, 이들 소자는 "렌즈"로서 집합적으로 또는 단독으로 아래에서 언급될 수 있다. 게다가 제 1 및 제 2 대물 테이블은 각각 "마스크 테이블"과 "기판 테이블"로 언급될 수 있다. 더욱이, 리소그래피 투영 장치는 두개 이상의 마스크 테이블 및/또는 두개 이상의 기판 테이블을 갖는 형태일 수 있다. 이와 같은 "다중 스테이지" 디바이스에서, 추가 테이블은 병렬로 사용될 수 있거나, 예비 단계가 하나 이상의 다른 스테이지가 노광용으로 사용되는 동안 하나 이상의 스테이지가 실행될 수 있다. 트윈 리소그래피 장치는 예를 들어, 국제 특허 출원 WO 98/28665와 WO 98/40791에 기술되어 있다.
리소그래피 투영 장치는, 예를 들면, 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그와 같은 경우, 마스크(레티클)는 집적회로의 각 층에 대응하는 회로패턴을 포함하고, 이 패턴은 이 후에 감광물질(레지스트)층이 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)위의 목표영역(다이) 위로 묘화될 수 있다. 대개 단일 웨이퍼는 레티클을 통해 한번에 하나씩 연속적으로 조사되는 인접한 다이들의 전체적인 네트워크를 갖는다. 일 형태의 리소그래피투영장치에서 전체 레티클 패턴을 다이 위로 한번에 노광함으로써 각 다이가 조사되며, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라 칭한다. 이와 달리, 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)로 불리워지는 대체장치에서는 투영 빔 하에서 소정의 기준방향("주사(走査)"방향)으로 레티클 패턴을 점진적으로 주사하면서 상기 주사방향에 평행 또는 평행하지 않게 웨이퍼 테이블을 동시에 주사함으로써 각 다이가 조사되며, 일반적으로 투영계는 배율인자 (magnification factor:Ｍ)(대개<1)를 가지므로 웨이퍼테이블이 주사되는 속도(v)는 레티클 테이블이 주사되는 속도의 Ｍ배가 된다. 여기에서 설명된 리소그래피장치에 관한 상세한 정보는 국제특허출원 WO 97/33205에서 찾을 수 있다.
리소그래피 장치에서, 웨이퍼에 묘화될 수 있는 피처의 크기는 투영 방사선의 파장에 의하여 한정된다. 더 높은 집적도와 더 높은 동작 속도를 갖는 집적회로를 생산하기 위하여, 더 작은 피처를 묘화할 수 있는 것이 바람직하다. 대부분 현재의 리소그래피 투영 장치는 수은 램프와 엑시머 레이저에 의하여 발생된 자외선을 채용하는 반면, 13nm가량의 더 짧은 파장 방사선을 사용하는 것이 제안되었다. 그와 같은 방사선은 극자외선(EUV) 또는 소프트 X-선으로 불리어지고 가능한 소스는 레이저 플라즈마 소스 또는 전자 저장 링으로부터의 싱크로트론 방사선원을 포함한다. 싱크로트론 방사선을 사용하는 리소그래피 투영 장치의 개략적인 설계는 "Synchrotron radiation sources and condencers for projecting x-ray lithography", JB Murphy et al, Applied Optics Vol. 32 No. 24 pp6920-6929(1993)에 기술되어 있다.
다른 제안된 방사선 형태는 전자 빔과 이온 빔을 포함한다. 이러한 형태의 빔은 마스크, 기판 및 광학 구성요소를 포함하는 빔 경로가 고 진공에서 유지되는 요건을 EUV와 공유한다. 이는 빔의 흡수 및/또는 산란을 방지하여, 10-6 밀리바(milibar)가량 보다 작은 총압력이 그와 같은 하전 입자 빔에 대하여 전형적으로 필요하다. 이들 표면상의 탄소층의 퇴적에 의하여, 웨이퍼가 오염될 수 있고, EUV방사선의 광학 요소가 손상될 수 있으므로, 탄화수소 분압이 10-8 또는 10-9 밀리바 아래로 일반적으로 유지해야 하는 추가 요건을 부과한다. 그렇지 않은 경우, EUV 방사선을 사용하는 장치에 대하여, 총 진공은 대략적인 진공으로 일반적으로 생각되는 10-3 또는 10-4 밀리바의 압력만을 필요로 한다.
리소그래피에서 전자 빔의 사용에 관한 추가 정보는 예를 들어, US 5,079,122과 US 5,260,151뿐만 아니라 EP-A-0 965 888에서 얻을 수 있다.
그와 같은 고 진공에서 작업은 진공이나 진공챔버 밀봉부(seals)에 놓여져야 하는 구성요소, 특히 외부에서 진공챔버 내부의 부품으로 관통하여 이동되는 장치 부분 주위의 구성요소에 꽤 큰 부담스런 조건을 부과한다. 챔버내부의 구성요소에 대하여, 오염 물질 및 전체 아웃개싱(outgassing), 즉 그들 재료 자체로부터의 아웃개싱 및 그들 표면에 흡착된 가스로부터의 아웃개싱 양자 모두를 최소화하거나 제거하는 재료가 사용되어야 한다. 그와 같은 제한을 줄이거나 피할 수 있는 것이 매우 바람직하다.
본 발명의 목적은 예를 들어 계측 프레임(metrology frame)을 지지하도록 리소그래피투영 장치의 진공 챔버에서 사용될 수 있는 개선된 격리 마운트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이것과 다른 목적은:
방사선 투영 빔을 공급하는 방사선 시스템;
마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 제 1 대물 테이블;
기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 제 2 대물 테이블; 및
기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 투영 장치에 있어서:
상기 제 1과 제 2 대물 테이블의 적어도 하나를 둘러싸는 벽을 구비하고 이곳에 적어도 하나의 개구(aperture)를 구비하는 진공챔버;
상기 진공챔버내에 제공된 기준 프레임;
상기 기준프레임에 관한 상기 진공챔버내의 대상물의 위치를 감지하는 위치감지 수단; 및
상기 진공챔버 외부로부터 상기 기준프레임을 지지하고 상기 진공챔버 벽으로부터 상기 기준프레임을 격리시키도록 상기 개구를 통과하는 지지수단을 특징으로 하는 리소그래피장치에 의하여 달성된다.
현재 리소그래피 장치는 클린룸 환경에서 사용되게 설계되고 그리하여 장치에 의하여 처리되는 웨이퍼의 가능한 오염원을 줄이도록 몇몇 단계가 통상적으로 취해졌다. 그러나, 웨이퍼, 마스크와 이송 스테이지의 종래의 설계는 매우 복잡하고 센서와 구동 장치용 다수의 구성요소를 채용한다. 그와 같은 스테이지는 또한 다수의 신호와 제어 케이블 및 다른 유틸리티를 구비할 필요가 있다. 본 발명은 진공 챔버외측에 가능한 많은 부품과 기능을 위치시키는 원리를 채택하여, 이러한 많은 수의 부품들이 진공-호환성(vacuum compatible)이 되도록 하거나, 진공-호환성에 등가인 부품으로 대체하는 어렵고 세밀한 업무를 제거할 수 있다. 이리하여, 본 발명은 혁신적인 밀봉 장치로 적절한 기계적 피드-스루(feed-throughs)를 제공하여, 많은 구성요소의 대부분을 내진공(vacuum-proof)시켜야 할 필요성을 줄인다. 이와 같이, 본 발명은 진공 챔버 벽으로부터 진동에 민감한 구성요소를 가능한 멀리 격리시켜, 예를 들어, 강력한 펌프가 제공되는 경우의 진공 장치에서 피할 수 없는 진동을 줄여야 하는 어려움을 제거한다.
상기 진공챔버 외부로부터 기준 프레임을 지지하고 상기 진공챔버 벽으로부터 기준 프레임을 격리함으로써, 이러한 진동이 대물 테이블의 위치 정확성 및 이동 정확성을 감소시키는 것을 방지하여, 위치측정의 신뢰성이 상기 기준프레임에 관하여 달성된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 리소그래피투영 장치구성은:
방사선 투영 빔을 공급하는 방사선 시스템;
마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 제 1 대물 테이블;
기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 제 2 대물 테이블; 및
기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 투영 장치에 있어서:
상기 제 1과 제 2 대물 테이블의 적어도 하나를 둘러싸는 벽을 구비하고 이곳에 적어도 하나의 개구(aperture)를 구비하는 진공챔버;
상기 진공챔버내에 위치한 제 1부분과 상기 진공챔버 외측에 위치한 제 2부분을 구비하도록 상기 개구를 통하여 연장하는 기준프레임;
상기 기준 프레임의 상기 제 1부분에 장착된 제 1구성요소와 상기 기준 프레임의 상기 제 2부분에 장착된 제 2구성요소를 갖는 감지수단; 및
상기 진공챔버 벽과 상기 기준프레임 사이를 밀봉하는 저강성 밀봉부가 제공된다.
이 배열은, 상기 기준프레임에 장착된 두 구성요소의 상대적 위치가, 그들을 가로지르는 압력차의 변화로 인한 진공챔버 벽의 변형과 관계없이 일정하게 유지되도록 한다.
또한, 본 발명의 다른측면에 따르면, 진공챔버 벽내의 개구를 통과하고 길이방향축을 갖는 가늘고 긴 로드(elongate rod)와 상기 진공챔버 벽 사이의 공간을 밀봉하는 저강성 밀봉부(low-stiffness seal)가 제공되며, 상기 밀봉부는:
상기 가늘고 긴 로드 근처에 회전가능하게 장착되어지고 상기 길이방향축과 동심인 제 1밀봉 표면을 갖는 환형 칼라(annular collar);
상기 제 1밀봉 표면에 상보적이면서 대향하는 제 2밀봉 표면 및 제 3밀봉 표면을 갖는 중간 부재; 및
상기 가늘고 긴 로드를 통하는 개구를 한정하고 상기 제 3밀봉 표면에 상보적이면서도 대향하는 제 4밀봉 표면을 갖고 상기 압력챔버 벽에 장착되어지는 플레이트 부재를 포함한다.
본 발명의 저강성 밀봉부는 6의 자유도에서 진공챔버벽에 대한 로드의 운동을 허용하는 한편 진공챔버내로 통과하는 로드 주위에 밀봉부를 제공할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 저강성 밀봉부는 리소그래피장치의 진공챔버내에 제공된 기준 프레임의 지지 필러 근처를 밀봉하는데 사용된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면,
에너지 감지 재료층에 의해 적어도 부분적으로 도포되는 기판을 제공하는 단계;
패턴을 포함하는 마스크를 제공하는 단계;
방사선의 투영빔을 사용하여 에너지 감지 재료층의 목표영역상에 마스크 패턴의 적어도 일부분의 이미지를 투영하는 단계를 포함하고,
상기 기판과 상기 마스크중 적어도 하나는 진공챔버내에 제공되며,
상기 마스크 또는 상기 기판 중 하나는 상기 진공챔버내에서 제공된 기준프레임에 대하여 위치되고, 상기 기준 프레임은 상기 진공챔버 외측으로부터 지지되고 상기 진공챔버의 벽으로부터 격리되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 리소그래피 투영 장치를 사용하는 제조 공정에서, 마스크의 패턴은 에너지 감지 물질(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계에 앞서, 기판은 준비작업(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 다양한 공정을 거친다. 노광후에, 기판은 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처의 측정/검사와 같은 다른 공정을 거칠 수 있다. 공정의 이러한 배열은 예를 들어 IC와 같은 디바이스의 개별 층을 패턴화하는 기초로서 사용된다. 그와 같은 패턴화된 층은 식각, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 연마등 개별 층을 마무리하는 데 의도된 모든 다양한 공정을 거친다. 여러 층이 요구된다면, 전체 공정 또는 그 변형은 각 새로운 층에 반복되어야만 할 것이다. 결국, 디바이스의 어레이가 기판(웨이퍼)에 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉과 같은 기술에 의해 서로 분리되어, 개별적인 디바이스들이 캐리어에 장착되고 핀에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가 정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing (3판, 저자 Peter van Zant, 맥그로힐출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)" 으로부터 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 사용에 대해 본 명세서에서 집적회로의 제조에 대해서만 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 곳에 적용될 수도 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용의 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막 자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 숙련된 기술자라면, 전술한 기타 응용분야들을 고려할 때, 본 명세서에서 사용된 "레티클" , "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "노광 영역" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체될 수 있음이 이해될 것이다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 투영 장치를 개략적으로 도시한다. 이 장치는
(예를 들어, 자외선(UV) 또는 극자외선(EUV), 전자 또는 이온) 방사선 투영 빔(PB)을 공급하는 방사선 시스템(LA, IL);
마스크(예를 들어, 레티클)(MA)를 고정하는 마스크 홀더를 구비하고 아이템(PL)에 대하여 마스크를 정확하게 위치시키는 제 1 위치결정 수단(PM)에 접속되는 제 1 대물 테이블(마스크 테이블)(MT);
(예를 들어, 레지스트 도포된 실리콘 웨이퍼와 같은) 기판(W)을 고정하는 기판홀더가 구비하고, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확하게 위치시키는 제 2 위치 결정 수단(PW)에 접속되는 제 2 대물 테이블(기판 테이블)(WT);
기판(W)의 노광부(C)(다이)상에 마스크(MA)의 조사부를 묘화하는 투영 시스템("렌즈")(PL)(특히, 굴절 또는 카타디옵트릭 시스템, 미러군(mirror group ) 또는 필드 편향기의 어레이)을 포함한다.
방사선 시스템은 방사선 빔을 생성하는 소스(LA)(특히, 저장 링 또는 싱크로트론의 전자 빔의 경로주위에 제공되는 언둘레이터 또는 위글러, 레이저 플라즈마 소스 또는 전자나 이온 빔 소스)를 포함한다. 이 빔은 조명 시스템(IL) 내에 포함된 다양한 광학 구성요소를 따라 통과하여, 최종적인 빔(PB)을 성형 및/또는 시준(collimating)하며, 그리고/또는 그 단면에 걸쳐 균일한 세기가 되게 한다.
그 후, 빔(PB)은 마스크 테이블(MT)위의 마스크 홀더에 고정되어 있는 마스크(MA)로 충돌한다. 마스크(MA)에 의하여 선택적으로 반사되거나 (투과되어), 빔(PB)은 기판(W)의 목표영역(C) 위로 빔(PB)을 집속하는 "렌즈"(PL)를 통과한다. 위치결정수단(PW)과 간섭변위 측정수단(IF)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들면, 빔(PB)의 경로에 상이한 목표영역(C)을 위치시키도록 정확하게 움직일 수 있다. 유사하게, 위치 결정 수단(PM)과 간섭계 변위 측정 수단(IF)이 예를 들어, 마스크 라이브러리(libary)로부터의 마스크(MA)의 기계적 회수후 또는 스캐닝 이동동안 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확하게 위치하는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지 않았지만 긴 스트로크 모듈(대략적인 위치결정)과 짧은 스트로크 모듈(미세한 위치 결정)의 도움으로 이루어진다.
예시된 장치는 두 개의 다른 모드로 이용될 수 있다:
스텝 모드에서는, 마스크 테이블(MT)이 기본적으로 고정되어 있으며, 전체 마스크 이미지가 목표영역(C) 위로 한번(즉, 단일 "플래쉬")에 투영된다. 그 다음, 기판 테이블(WT)이 X 및/또는 Y 방향으로 이동하여 다른 목표 영역(C)이 빔(PB)에 의해 조사될 수 있다;
스캔 모드에서는, 소정의 목표영역(C)이 단일 "플래쉬"에 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 스텝 모드와 동일한 방법이 적용된다. 대신에, 마스크 테이블(MT)이 소정방향(소위 "스캔 방향", 예를 들면 X 방향)으로 속도(v)로 이동이 가능하기 때문에 투영 빔(PB)이 마스크 이미지를 스캔하게 된다; 이와 병행하여, 기판 테이블(WT)은 V = Mv 의 속도로 동일한 방향 혹은 반대 방향으로 동시에 이동하고, 이때의 M은 렌즈(PL)의 배율 (전형적으로, M = 1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 비교적 큰 목표영역(C)이 해상도에 구애받지 않고 노광될 수 있다.
제 1실시예에서, 웨이퍼 테이블(WT), 마스크 테이블(MT) 및 투영렌즈(PL)같은 아이템은 모두 도 2에서 개략적으로 보여준 계측 프레임(기준 프레임)(50)에 대하여 위치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 계측 프레임(50)은 (하나만 도시된) 지지 필러(41)에 장착되고 공기 마운트(51)에 의해 베이스(base) 플레이트(BP)로부터 격리된다. 공기 마운트(51)는 종래의 타입이고, 외부의 영향으로 야기될 수 있는 베이스 플레이트의 진동이 계측 프레임(50)으로 전달되는 것을 방지하는 데 기여할 수 있다. 이것은 이 장치에서 위치측정의 정밀도를 향상시킨다.
또한, 계측 프레임(50)의 안정성을 향상시키기 위해, 지지 필러(41)는 진공챔버 벽(11)의 개구(11a)로 통과되고, 진공챔버 벽(11)로부터 효과적으로 격리된다. 진공챔버 벽(11)내의 결과 갭(resulting gap)은 진공챔버 벽내로의 누출을 감소시키기 위해 좁고 길게 만들어지거나, 바람직하게는 저강성(이상적으로 0) 밀봉부로 밀봉될 수 있다. 이 방식으로 진공챔버 벽(11)의 진동이 계측 프레임으로의 전달되어 위치측정의 정밀도를 감소시키는 것을 막게 된다. 진공챔버 벽에 연결될 진공펌프 및 다른 노이즈 장비(noisy equipment)로 인하여 진공챔버 벽내에 비교적 고 레벨의 진동이 존재할 가능성이 있다. 상기 저강성 밀봉부는, 특히 혼자서 또는 다른 형태의 밀봉부와 조합하여 선회(swivel)운동에 대한 밀봉부용 벨로즈(bellows)일 수 있다.
(실시예 2)
본 발명의 제 2실시예에 따른 격리 지지체(40)가 도 3에서 도시된다. 제 2실시예는 필러(41)와 진공챔버 벽(11)사이에 제공된 밀봉부의 상세만이 제 1실시예와 다르다. 따라서, 공통부분의 설명은 간략화를 위하여 생략한다.
계측 프레임(50)은 진공챔버 벽(11)에서 한정되어진 개구(11a)를 통과하는 (하나만 도시된) 지지 필러(41)에 장착된다. 제 2실시예에서 개구(11a)는 지지 필러(41)를 6의 자유도로 진공챔버 벽(11)에 대하여 이동하게 하는 3개의 부분 밀봉부(42)에 의해 밀봉된다. 상기 3개의 부분 밀봉부(42)는 환형 칼라(43)(annular collar), 시트(44)와 플레이트(45)로 구성된다. 상기 칼라(43)는 필러(41) 근처에 제공되고 볼록한 반구의 상부표면(43a)을 갖는다. 상기 반구표면(43a)은 시트(44)내의 상보적인 오목 반구표면(44a)내에 위치한다. 상기 시트의 편평한 상부표면(44b)은 플레이트(45)에 대하여 놓여진다.
차동 가스(공기)베어링(21a, 21b, 21c)은 3개의 부분 밀봉부; 필러(41)근처의 칼라(43)에 하나, 오목한 반구표면(44a)근처의 시트(44)에 하나, 및 편평한 상부표면(44b)근처의 시트(44)에 하나의 인터페이스에 제공된다. 이들 공기 베어링 (21a, 21b, 21c)은 발명의 명칭이 "진공챔버용 가스베어링 및 리소그래피투영장치에의 그 적용"인 유럽특허출원 no 99201193.2와 여기서 참조되는 유사한 명칭을 갖는 동일자 출원(출원인 참조번호:P-0133.010) 뿐만아니라 도 4와 함께 아래에서 기술된다. 베어링(21a)은 필러(41)를 종방향으로 밀봉부에 대하여 변위시키고 그 축을 중심으로 또한 회전시켜, Z축에 평행하게 이동하기 위한 필러용 자유도와 또한 Z회전을 제공한다. 베어링(21b)은 반구 칼라(43)를 3축을 중심으로 회전시켜, X와 Y 회전 자유도만 아니라 Z자유도를 제공한다. 베어링(21c)은 시트(44)를 플레이트(45)에 대하여 옆으로 이동하게 하여, 필러(41)에 대한 X 및 Y변위와 Z 회전 자유도를 제공한다.
베어링(21a, 21b, 21c)각각은 본 발명에 따른 차동 공기 베어링이고 공기 공급부(211)와 배기수단(213)을 포함한다. 청정 가스나 공기는 공급 도관(conduit) (47)을 경유하여 공기 공급부(211)로 공급되고 배기(evacuation)수단(213)은 진공 도관(46)을 경유하여 진공펌프(비도시)에 연결된다. 상기 칼라(43)에서 제공된 베어링(21a)내의 상기 배기수단(213)의 경우에, 진공 도관(46a)은 직접 진공펌프로 통하지 않고 대신 시트(44)내의 베어링(21b)의 배기수단과 통하게 된다.
플레이트(45)는 종래 방식으로 볼트(45a)와 예를 들면 O-링(45b)으로 진공 챔버 벽(11)에 밀봉된다. 사용시, 대기와 진공 챔버(V)사이의 압력차가 밀봉부의 나머지를 함께 유지시킬 것이나, 예를 들어 유지보수용으로 진공이 해제되는 경우에 추가적 제약이 제공될 수 있다.
위에서 기술한 바와 같이, 이들 사이의 3개의 공기 베어링은 필러(41)에 대해 6의 자유도를 허용한다. 각 자유도에서 허용되는 이동 범위는 Z와 Z의 경우를 제외하고 필러의 직경(d)과 플레이트(45)내의 개구의 직경(D)에 의존한다. 진공 챔버 벽내의 진동으로부터 지지 필러(41)을 격리하기 위한 본 실시예에서는, 단지 예상된 진동의 최대진폭을 수용하기에 충분한 비교적 작은 범위의 이동만이 필요하다.
플레이트(45)에 관한 시트의 운동을 허용하도록 시트(44)내에 구비된 베어링 (21c)은 도 4에 대체적으로 도시되어 있다. 도 4는 시트(44)와 플레이트(45)의 부분을 보여주는 차동 공기-베어링(21c)의 단면도이다. 베어링(21)은, 예를들어 5㎛인 일정한 갭(g)에 의해 플레이트(45)를 시트(44)에서 떨어지도록 고정한다. 몇몇 응용에서, 5㎛에서 10㎛까지 범위내의 갭이 적절할 수 있다. 청정 공기(또는 N2와 같은 다른 가스)가 수 대기압으로 가스 공급부(211)를 통하여 연속적으로 공급되어 고압영역(214)을 발생시킨다. 공급된 공기는 외부로(도 4에서 왼쪽으로) 그리고 또한 진공챔버(V)로(도 4에서 오른쪽으로) 무해하게 흐를 것이며, 그 존재는 물론 바람직하지 않다. 대기압으로의 유출 경로가 홈(212)을 경유하여 제공된다. 공기 베어링을 형성하는 공기가 허용될 수 없을 정도로 진공 챔버(V)내로 누출되는 것을 방지하기 위하여, 진공 도관(213)을 경유하여 펌핑된다. 바람직하다면, 유출 경로(212)가 또한 펌핑될 수 있다. 이러한 방식으로, 진공 챔버(V)내로의 잔류누출(l)이 수용가능한 수준으로 유지될 수 있다.
이 실시예에서 공기 공급부(211)와 진공 도관(213) 및 유출 경로(212)의 하부는 밀봉부의 주변의 전체 길이를 따라 연장하는 가늘고 긴 홈이다. 공기 공급 파이프(들)(211a)와 진공 파이프(들)(213a)는 홈을 따라 간격을 두고 구비된다.
상기에서 설명된 공기 베어링에서는, 단일 진공 홈은 공기 공급부(211)과 진공 챔버(V)사이에 제공된다. 변형예로서, 두개 이상의 진공 홈이 제공되어 진공 챔버(V)에 더 가까운 것이 더 높은 진공 수준으로 펌핑될 수 있다.
비록 (베어링(21a)에 대해서는 원통형, 베어링(21b)에 대해서는 구면인) 굽은 표면에 제공될지라도 상기 베어링(21a, b)은 유사하다.
(실시예 3)
리소그래피투영장치에서는 2개의 구성요소, 예를 들면 광학감지 시스템의 빔을 방출하고 검출하는 부분들이 장착하여, 그들의 상대위치를 매우 정확하게 고정시키는 것이 종종 바람직하다. 이것은 종종 인바(Invar)와 같은 매우 안정한 재료로 만들어진 기준 프레임에 2개의 구성요소를 장착함으로서 달성되고, 특히 진동을 일으키는 구성요소인, 상기 장치의 다른 구성요소로부터 격리된다. 그러나, 진공챔버를 갖는 리소그래피투영장치에서, 상기 구성요소중의 하나가 진공챔버내에 위치될 것이 틀림없는 반면에 다른 하나가 진공-호환성(vacuum-compatible)이지 않은 경우, 기준 프레임의 사용에는 문제가 있다. 상기 두 구성요소는, 그들을 가로지르는 압력차의 변화로 인하여 진공챔버 벽이 변형될 수 있기 때문에, 진공챔버 벽에 장착될 수 없다. 이러한 변형는 보통 리소그래피투영장치내의 여러 시스템에는 과도한 수십 마이크론에 달할 것이다.
이 문제는 도 5에 개략적으로 도시되는 관련 구성요소인 제 3실시예에 따른 리소그래피투영장치에서 해결된다. 제 1구성요소(61), 예를 들어 위치감지 시스템의 검출기는, 진공챔버(V)내부에 제 1기준 프레임(71)상에 장착된다. 제 1기준 프레임은, 예를 들어 인바와 같은 매우 안정한 재료로 만들어지고, 진공챔버 벽을 포함하여 상기 장치의 진동을 야기하거나 또는 전달하는 구성요소들로부터 격리된다. 제 2구성요소(62), 예를 들어 위치감지 시스템의 빔을 방출하는 부분은, 진공챔버 외부의 제 2기준 프레임(72)에 장착된다(진공챔버 외부의 구성요소(62)에 의해 방출된 빔은 윈도우(window)(비도시)를 경유하여 상기 챔버로 쉽게 받아들여질 수 있음을 주목하라). 제 2기준 프레임(72)은, 예를 들어 인바와 같은 매우 안정한 재료로 또한 만들어지고, 마찬가지로 진공챔버 벽을 포함하여 상기 장치의 진동을 야기하거나 전달하는 구성요소들로부터 격리된다. 상기 두 기준 프레임(71, 72)는 서로 연결되어 격리 마운트(40)을 경유하여 그들의 상대적 물리적 위치를 고정한다. 이들 마운트들은 본 발명의 제 1 및 제 2실시예에서 설명된 것들과 기능적으로나 구조적으로 같을 것이다.
제 1 및 제 2기준 프레임이 도 5에서 실선으로 나타낸 정상위치에서 도 5에서 가상선으로 나타낸 변형된 위치(V')로 진공챔버 벽(V)의 변형에 의해 영향받지 않을 것이라는 것은 쉽게 알 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예와 관련하여 위에서 설명되었다; 그러나, 본 발명은 상기 설명에 제한되지 않음을 이해해야 될 것이다. 특히, 본 발명은 리소그래피 장치의 웨이퍼 스테이지에 관계하여 위에서 설명되었으나 진공 챔버내에 공급되어야 하는 이와 같은 장치 또는 임의의 장치의 마스크 스테이지에 동등하게 적용가능하다.
예를들면, 본 발명은 리소그래피장치로 웨이퍼를 이송하거나, 이러한 장치의 노광을 위한 웨이퍼를 준비하기 위하여 이송 또는 준비장치에 채용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리소그래피 투영장치의 개략도이고;
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에서의 격리 마운트의 부분 단면도이고;
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 격리 마운트의 단면도이고;
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에서 사용된 차동 공기 베어링(diffrerntial air bearing)의 단면도이고;
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 진공챔버의 개략도를 각각 나타낸다.

Claims (18)

  1. 방사선 투영 빔을 공급하는 방사선 시스템;
    마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 제 1 대물 테이블;
    기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 제 2 대물 테이블; 및
    기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 투영 장치에 있어서,
    상기 제 1과 제 2 대물 테이블의 적어도 하나를 둘러싸는 벽을 구비하고, 그 내부에 하나의 개구(aperture)를 구비하는 진공챔버;
    상기 진공챔버내에 제공된 기준 프레임;
    상기 기준프레임에 관한 상기 진공챔버내의 대상물의 위치를 감지하는 위치감지 수단; 및
    상기 진공챔버 외부로부터 상기 기준프레임을 지지하고 상기 진공챔버 벽으로부터 상기 기준프레임을 격리시키도록 상기 개구를 통과하는 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지지수단과 상기 진공챔버 벽사이에 저강성 밀봉부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 지지수단은 길이방향축을 갖는 가늘고 긴 로드(elongate rod)를 포함하며;
    상기 저강성 밀봉부는:
    상기 가늘고 긴 로드 근처에 회전가능하게 제공되고 상기 길이방향축과 동심인 제 1밀봉 표면을 갖는 환형 칼라(collar);
    상기 제 1밀봉 표면에 상보적이면서 대향하는 제 2밀봉 표면, 및 제 3밀봉 표면을 갖는 중간 부재;
    상기 가늘고 긴 로드를 통하는 개구를 한정하고 상기 제 3밀봉 표면에 상보적이면서도 대향하는 제 4밀봉 표면을 갖고 상기 압력챔버 벽에 밀봉되어지는 플레이트 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2밀봉 표면은 구(球)형이고, 상기 제 3 및 제 4밀봉표면은 편평하고 상기 길이방향 축에 수직인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 환형 칼라는 상기 가늘고 긴 로드의 외부표면에 상보적이면서도 대향하는 제 5 밀봉표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 5 밀봉표면은 원통형인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
  7. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    적어도 한쌍의 대향 표면사이에 제공된 베어링을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 베어링은, 대향한 상기 표면들사이의 갭을 유지하기 위해 가압 가스를 공급하는 가스 베어링, 및 상기 갭에 공급된 가스를 배기하기 위해 상기 공기 베어링과 상기 압력챔버 사이에 제공된 배기수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
  9. 방사선 투영 빔을 공급하는 방사선 시스템;
    마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 제 1대물 테이블;
    기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 제 2대물 테이블; 및
    기판의 목표부에 마스크의 조사부를 묘화하는 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 투영 장치에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2대물 테이블의 적어도 하나를 둘러싸는 벽을 구비하고, 그 내부에 적어도 하나의 개구를 구비하는 진공챔버;
    제 1부분은 상기 진공챔버내에 위치하게 하고 제 2부분은 상기 진공챔버 외측에 위치하게 하도록 상기 개구를 통하여 연장하는 기준프레임;
    상기 기준 프레임의 상기 제 1부분에 장착된 제 1구성요소와 상기 기준 프레임의 상기 제 2부분에 장착된 제 2구성요소를 갖는 감지수단; 및
    상기 진공챔버 벽과 상기 기준프레임 사이를 밀봉하는 저강성 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
  10. 벽을 구비하고, 그 내부에 적어도 하나의 개구를 구비하는 진공챔버;
    상기 진공챔버내에 제공된 기준 프레임; 및
    상기 기준프레임에 관한 상기 진공챔버내의 대상물의 위치를 감지하는 위치감지 수단을 포함하는 진공장치에 있어서,
    상기 진공챔버 외부로부터 상기 기준프레임을 지지하고 상기 진공챔버 벽으로부터 상기 기준프레임을 격리시키기 위해 상기 개구를 통과하는 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공장치.
  11. 진공챔버 벽내의 개구를 통과하고 길이방향축을 갖는 가늘고 긴 로드와 상기 진공챔버 벽 사이의 공간을 밀봉하기 위한 저강성 밀봉부에 있어서,
    상기 가늘고 긴 로드 근처에 회전가능하게 장착되고 상기 길이방향축과 동심인 제 1밀봉 표면을 갖는 환형 칼라(collar);
    상기 제 1밀봉 표면에 상보적이면서도 대향하는 제 2밀봉 표면, 및 제 3밀봉 표면을 갖는 중간 부재;
    상기 가늘고 긴 로드를 통하는 개구를 한정하고 상기 제 3밀봉 표면에 상보적이면서도 대향하는 제 4밀봉 표면을 갖고 상기 압력챔버 벽에 장착되어지는 플레이트 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉부.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2밀봉 표면은 구(球)형이고, 상기 제 3 및 제 4밀봉표면은 편평하고 상기 길이방향 축에 수직인 것을 특징으로 하는 밀봉부.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 환형 칼라는 상기 가늘고 긴 로드의 외부표면에 상보적이면서도 대향하는 제 5 밀봉표면을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉부.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 5 밀봉표면은 원통형인 것을 특징으로 하는 밀봉부.
  15. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    적어도 한쌍의 상기 대향하는 표면 사이에 제공된 베어링을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉부.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 베어링은, 상기 대향하는 표면 사이의 갭을 유지하기 위해 가압 가스를 공급하는 가스 베어링, 및 상기 갭에 공급된 가스를 배기하기 위해 상기 공기 베어링과 상기 압력챔버 사이에 제공된 배기수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉부.
  17. 에너지 감지 재료층에 의해 적어도 부분적으로 도포되는 기판을 제공하는 단계;
    패턴을 포함하는 마스크를 제공하는 단계;
    방사선 투영빔을 사용하여 에너지 감지 재료층의 목표영역상에 마스크 패턴의 적어도 일부분의 이미지를 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,
    상기 기판과 상기 마스크중 적어도 하나는 진공챔버내에 제공되며,
    상기 마스크와 상기 기판중 하나는 상기 진공챔버내에서 제공된 기준프레임에 대하여 위치되고, 상기 기준 프레임은 상기 진공챔버 외측으로부터 지지되고 상기 진공챔버의 벽으로부터 격리되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  18. 제 17항의 방법에 따라 제조된 디바이스.
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