KR100554869B1 - 리소그래피장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

한 평면내에서 기판테이블의 이동이 평면 자기 위치설정수단에 의하여 이루어지고 상기 평면에 직교하는 방향을 중심으로 하는 상기 기판테이블의 회전을 제한하는 기계식 리미터를 가지는 리소그래피 투영장치.

Description

리소그래피장치 및 디바이스 제조방법{A Lithographic Apparatus and a Device Manufacturing Method}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 도시한 도,

도 2는 본 발명의 제1실시예의 평면 자기 위치설정수단 및 기판테이블의 평면도,

도 3은 본 발명의 제2실시예의 평면 자기 위치설정수단 및 기판테이블의 평면도,

도 4a 및 도 4b는 제3실시예의 평면 자기 위치설정수단 및 기판테이블의 평면도,

본 발명은,

- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

- 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

- 기판을 잡아주는 기판테이블;

- 기판의 타겟부 위로 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및

- 평면내에서 상기 기판테이블을 위치설정하는 평면 자기 위치설정수단 (planar magnetic positioning means)을 포함하여 이루어진 리소그래피 투영장치에 관한 것이다.

"패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용된다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 형성될 디바이스 내의 특정 기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번 위상반전(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상반전형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크 형식도 포함한다. 투영빔 내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과 마스크의 경우) 또는 반사(반사 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에, 그 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이며 이것은 입사하는 방사선빔 내의 소정 위치에서 마스크를 잡아줄 수 있고 필요에 따라서는 빔에 대하여 이동될 수 있다.

- 프로그래머블 거울 어레이. 이러한 장치의 일례로는, 점탄성제어 층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그래머블 거울 어레이의 대안예는 국부화된 적절한 전기장을 가하거나 압전작동수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채용하는 것이다. 마찬가지로, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이며, 어드레스된 거울은 입사되는 방사선빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사한다. 이러한 방식으로 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 서술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝수단은 1 이상의 프로그래머블 거울배열을 포함할 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조되고 있는 미국특허 US 5,296,891호와 US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호와 WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그래머블 거울 어레이의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.

- 프로그래머블 LCD 어레이. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이러한 경우 상기 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크 및 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.

예를 들어, 리소그래피 투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 상기 패터닝수단은 IC의 개별층에 해당하는 회로패턴을 생성할 수 있으며, 상기 패턴은 한 층의 방사선감응재(레지스트)로 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들면, 1이상의 다이로 구성되는)에 묘화될 수 있다. 일반적으로 한장의 웨이퍼에는 인접하여 있는 여러 개의 타겟부로 구성된 전체적인 네트워크를 포함하며, 이들 타겟부는 투영시스템을 통하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 서로 다른 형식의 기계로 구분될 수 있다. 한 가지 형태의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상에 전체 마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 투영빔하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적 으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 상세한 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며 본 명세서에서도 참조자료로 채용된다.

리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층이 최소한의 부분에라도 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피쳐(imaged feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 모두가 개별층을 마무르도록 하는 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가 정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 수 있다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 이들 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 더 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어 US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에는 듀얼스테이지 리소그래피장치가 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용 참조되고 있다.

리소그래피 투영장치에서 평면내에 웨이퍼를 정확히 위치시키기 위해서는 본 명세서에서 인용 참조하고 있는 WO 01/18944호에 개시된 것과 같은 변위장치가 사용될 수 있다. 상기 개시된 변위장치는 직교 x-y-z 축계의 x-y 평면에 복수의 자석을 가진 고정자 및 기판테이블의 베이스에 2종류의 전기코일 즉, 한 종류는 x 방향에 대하여 +45°의 각도 옵셋을 갖고 다른 것은 -45°의 옵셋을 갖는 전기코일시스템을 포함하여 이루어진 평면 자기 위치설정수단이다. x-y 평면의 자석들은 Halbach 어레이에 따른 행과 열로 즉, 각 행과 각 열에 속한 연속한 자석의 자기방위(magnetic orientation)가 반시계방향으로 90°회전되어 배열된다. 기판테이블은 전기코일시스템을 지나는 전류를 구동(drive)시킴으로써 위치설정될 수 있다.

일반적인 평면 자기 위치설정수단 및 특히 WO 01/18944호에 개시된 평면 자기 위치설정수단은 그러한 시스템이 고정자의 자석의 분극의 방향과 기판테이블간에 어떤 공간관계를 요구하고 그것이 충족되지 못하면 위치설정수단이 기판테이블을 위치시킬 수 없게 된다는 점에서 문제가 있다. 또한, 슬라이더가 x 축에 대하여 45°회전하는 경우, 기판테이블의 각 코일은 평면 자기 위치설정수단의 자석의 북극과 남극 모두와 정렬될 것이고, 따라서 그들 코일을 지나는 모든 전류는 동일한 반대의 힘을 생성하여 결과적으로 아무런 움직임도 생기지 않을 것이다. 따라서, 그러한 위치설정수단을 사용하는 단점은 컴퓨터 정지, 전원고장, 소프트웨어 버그 또는 프로그램상 오류와 같은 이유로 z 축(Rz)을 중심으로 한 회전에 의하여 기판테이블이 오정렬되면 자동으로 기판테이블의 제어를 회복시킬 수는 없다는 점이다. 그러한 큰 회전은 또한, 기판테이블에 연결되어 (예를 들어, 전원, 가스, 제어신호 등등의) 유틸리티를 공급하는 도관(즉, 파워코드, 신호캐리어 및 가스관 등등)에 가해지는 큰 기계적 부하로 인하여 그들 도관에 해로운 영향을 미친다.

본 발명의 목적은 자동적인 자체복구가 가능하고 기판테이블에 부착된 도관에 대한 기계적인 하중을 최소화하는 평면 자기 위치설정수단을 구비한 리소그래피 투영장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 서두에 언급된 리소그래피장치로서, 상기 평면에 직교하는 축선을 중심으로 한 상기 기판테이블의 회전을 제한하는 기계식 리미터를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치에 의하여 상기 목적 및 기타 목적이 성취된다.

상기 기계식 리미터는 기판테이블이 x 및 y 방향으로는 자유롭게 이동하게 하지만 기판테이블이 소정의 허용된 한계를 넘어서는 z 축을 중심으로 회전하지 못하게 하여, 위치설정수단에 의한 기판테이블의 제어가 더이상 불가능하게 되기 전까지 기판테이블이 회전하는 것을 막는다. 따라서, 예를 들어, 컴퓨터나 전원이 고장난 후, 기판테이블의 충돌시 기판테이블에 부착된 도관에 가해지는 큰 부하가 실질적으로 방지되고 기판테이블의 제어가 자동으로 복구될 수 있다.

상기 기계식 리미터(mechanical limiter)의 한 쪽 끝은 상기 기판테이블에, 다른 쪽 끝은 평면내에서 1의 자유도를 가지고 움직일 수 있는 액추에이터에 부착될 수 있다. 이것은 기판테이블과 기계식 리미터 사이의 해로운 상호작용을 감소시킬 수 있다. 이는 상기 액추에이터와 상기 기판테이블 사이에 연장된 도관을 통해 상기 기판테이블에 유틸리티가 제공될 수 있어 유리하다. 여기에서 사용된 "도관(conduit)"이라는 용어는 일반적으로 기판테이블을 외부의 프레임(예를 들어, 메트롤로지 프레임)에 연결하는 "공급선(umbilical cord)"을 의미하며, 파워코드, 신호캐리어, (예를 들어, 테이블내 가스베어링으로의 가스 공급용) 가스관, 냉각제관 등등을 포함한다. 따라서, 액추에이터는 수 개의 상이한 목적을 위하여 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면,

- 적어도 부분적으로는 방사선 감응재의 층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

- 기판테이블상에 상기 기판을 유지하는 단계;

- 평면 자기 위치설정수단을 사용하여 평면내에 상기 기판테이블을 위치설정하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계; 및

- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 방사선감응재층의 타겟부 위로 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,

- 기계식 리미터를 사용하여 상기 평면에 직교하는 축선을 중심으로 한 상기 기판테이블의 회전을 제한하는 단계를 특징으로 하는 디바이스 제조방법이 제공된다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는, "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 자외선 및 EUV(극자외선, 예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인)를 포함한 모든 형태의 전자기방사선뿐만 아니라 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔까지도 포괄하여 사용된다.

이하, 첨부된 개략적인 도면을 참조로 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예를 서술한다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,

- 방사선(예를 들어, EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템 (Ex, IL)(특별히 여기에서는 방사선시스템이 방사원(LA)도 포함한다);

- 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 마련된, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단(PM)에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

- 기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단 (PW)에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및

- 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 굴절 또는 커타디옵트릭 시스템 혹은 반사시스템)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사마스크를 구비한) 반사형(reflective type)이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과마스크를 구비한) 투과형일 수도 있다. 대안으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그래머블 거울 어레이와 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.

방사원(LA)(예를 들어, 방전 플라즈마원 혹은 레이저생성 플라즈마원)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함하고 있다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 도달하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(흔히 예를 들어, 방사원(LA)이 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향 거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 흔히 엑시머레이저인 때의 경우이다. 본 발명과 청구 범위는 이들 시나리오를 모두 포함하고 있다.

이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)을 포커스한다. 제2위치설정수단(PW)(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단(PM)은 예를 들어, 마 스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴행정모듈 (long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은행정모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 짧은행정모듈에만 연결될 수도 있고 고정될 수도 있다.

상술한 장치는 다음의 두 가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.

2. 스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 소정 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동 가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V = Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대 방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 M=1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

도 2는 기판테이블(WT) 및 제2위치설정수단(PW)을 더욱 상세히 도시한다. 제2위치설정수단(PW)은 단일 평면내의 행과 열로 배열된 복수의 자석(도시되지 않음)을 포함하는 고정자(10)를 가진 평면 자기 위치설정수단이다. 고정자(10)내의 자석은 Halbach 어레이에 따라 즉, 각 열과 각 행의 연속하는 자석들의 자기 방위가 반시계방향으로 90°회전하여 배열될 수 있다. 기판테이블(WT)에는 그것의 베이스에 전기코일시스템이 제공된다. 전기코일시스템은 2종류의 코일 즉, 자석의 체커보드(checker board) 구성에 대하여 +45°의 옵셋(offset)을 가진 한 종류와 -45°의 옵셋을 가진 다른 한 종류를 포함한다. 기판테이블(WT)은 기판테이블(WT)의 베이스내 전기코일시스템을 지나는 구동전류에 의하여 고정자(10)에 대하여 이동될 수 있다.

기계식 리미터(100)는 고정자(10)에 직교하는 방향을 중심으로 한 기판테이블(WT)의 회전을 제한하는 효과를 준다. 방향(12)이 x 축이고 방향(14)이 y 축이면, 기계식 리미터(100)는 z 축(즉, Rz) 주위로의 회전을 제한한다.

상기 기계식 리미터(100)는 고정자(10)의 평면내의 한 방향(16)으로 이동하는 액추에이터(20)로 구성된다. 도시된 실시예에서, 액추에이터는 가이드(25)를 따라 y축과 평행한 방향(16)으로 이동한다. 상기 액추에이터(20)에는 세장부재(elongate member)(110)가 고정식으로 부착되어 있다. 상기 기판테이블(WT)에는 상기 세장부재(110)를 적어도 부분적으로 감싸는 슬리브(sleeve)(120)가 고정식으로 부착되어 있다. 상기 슬리브(120)는 세장부재(110)를 따라 슬라이드 가능한다.

사용시, x 방향으로의 기판테이블(WT)의 이동은 슬리브(120)가 세장부재(110)를 따라 슬라이드하게 한다. 기판테이블(WT)이 y 방향으로 이동하면, 액추에이터(20)도 y 방향으로 대응하는 양만큼 이동되어 기판테이블(WT)은 기 계식 리미터(100)에 의하여 방해받지 않고 자유롭게 이동할 수 있다. 이것은 기판테이블(WT)에 대하여 액추에이터의 위치를 측정하는 센서를 둠으로써 성취되고 이것은 액추에이터가 y 방향으로 기판테이블(WT)을 따라가게 한다.

바람직하게, 기판테이블(WT)은 기계식 리미터(100)로부터의 간섭없이 위치설정수단(PW)에 의하여 이동될 수 있다. 이를 추진하기 위해서, 에어베어링과 같은 마찰없는 베어링이 슬리브(120)와 세장부재(110)의 사이에 사용될 수 있다.

바람직하게, 기계식 리미터(100)에는 기판테이블(WT)의 정렬 및 제어를 돕도록 증분식(incremental) 혹은 선형 엔코더(125, 127)가 제공될 수 있다. 도 2에는 하나의 엔코더만 도시되어 있다. 엔코더는 슬리브(120)에 부착된 센서(125) 및 세장부재(110)에 부착된 회절격자(127)로 이루어진 간섭계 방식이다. 회전식 전위차계와 같은 다른 방식의 엔코더가 사용될 수도 있고 y 방향의 위치도 측정될 수 있다. 엔코더가 고정되는 위치는 상이할 수 있다.

기판테이블(WT)이 z 축을 중심으로 한 회전력을 받게 되면, 슬리브(120)와 세장부재(100)의 맞물림이 실질적으로 기판테이블(WT)의 회전을 막을 것이다. z 축 주위로의 기판테이블(WT)의 회전시 슬리브(120)의 양단은 세장부재(110)의 반대 쪽에 각각 접촉하게 될 것이 분명하다. 기계식 리미터(100)에 의하여 회전이 멈추기 전에 허용되는, z 축을 중심으로 한 기판테이블(WT)의 회전량은 세장부재(110)의 길이 방향으로 슬리브(120)의 길이의 선택 및 세장부재(110)의 외경과 슬리브(120)의 내경간의 차이에 의하여 조정될 수 있다. 대안으로, 세장부재(110) 및 슬리브(120)는 액추에이터(20) 또는 기판테이블에 대하여 어느 정도의 제한된 회전이 가능하도록 부착될 수 있다. 기계식 리미터(100)는 실질적으로 어떠한 회전도 막도록 설계될 수도 있고, 최대 3°, 5° 또는 10°까지는 회전을 허용하도록 설계될 수도 있다. z 축 주위로의 회전을 제한하기 위한 소프트웨어가 구비될 것이지만, 소프트웨어가 오류를 일으킬 수 있으므로 기계적인 해결책이 필요할 것이다.

도시된 실시예에서, 도관(30)은 기판테이블(WT)에 유틸리티를 제공한다. 간편하게 도관(30)은 기판테이블(WT)과 액추에이터(20)의 사이에 부착될 수 있다. 대안 실시예에서, 도관(30)은 기계식 리미터(100)에 의하여 액추에이터(20)로부터 기판테이블(WT)에 안내될 수 있다. 그러면 도관의 하나의 자유도만 요구되기 때문에, 이러한 방식으로 도관(30)에 가해지는 큰 기계적 부하는 실질적으로 방지될 수 있다. 액추에이터(20)는 트랙(25)상에 장착되어 선형 전기모터나 웜 드라이브와 같은 적절한 수단에 의하여 구동될 수 있다.

도 3에 제2실시예가 도시된다. 제2실시예는 하기 서술되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하다.

제2실시예의 기계식 리미터(200)는 세장부재(110)와 슬리브(120)가 적어도 1쌍의 교차하는 세장 암(210, 220, 230)으로 대체되는 것을 제외하고는 제1실시예의 그것과 동일하다. 각 쌍의 교차하는 세장 암(210, 220, 230)은 중앙부(211, 221, 231)에서 서로에 대하여 피봇된다.

적어도 1쌍의 교차하는 세장 암 중 제1쌍(210)은 바깥 쪽 쌍의 세장 암이다. 바깥 쪽 쌍의 암(210) 중 하나의 바깥 쪽 끝(212)은 기판테이블(WT)에 회전가능하 게 부착된다. 상기 쌍(210)의 다른 세장 암의 바깥 쪽 끝(216)은 기판테이블(WT)내 슬롯(214)과 슬라이딩 맞물림되어 있다. 도시된 실시예에서, 슬롯(214)은 y 축(14)과 평행하다.

적어도 1쌍의 교차하는 세장 암 중 제2쌍(220)은 바깥 쪽 쌍의 세장 암이다. 바깥 쪽 쌍의 암(220) 중 하나의 바깥 쪽 끝(222)은 액추에이터(20)에 회전가능하게 부착된다. 상기 쌍(220)의 다른 세장 암의 바깥 쪽 끝(226)은 액추에이터(20)내 슬롯(224)과 슬라이딩 맞물림되어 있다. 슬롯(224)은 기판테이블(WT)상의 슬롯(214)과 평행하다.

세장 암의 제1쌍(210)과 제2쌍(220)의 사이에 제3쌍(230)이 있다. 기판테이블이나 액추에이터(20)에 부착되지 않은 제1쌍(210) 및 제2쌍(220)의 세장 암의 끝은 제3쌍(230)의 세장 암의 끝에 부착된다.

본 발명은 단일 쌍의 세장 암만을 사용하여도 효과가 있는데, 그 경우에 각 세장 암의 한 쪽 끝은 액추에이터(20)에, 다른 쪽 끝은 기판테이블(WT)에 부착될 것이다. 대안으로 2쌍만을 사용하거나 임의의 수의 쌍을 사용할 수도 있다.

사용시, 제2실시예의 기계식 리미터(200)는 y 방향으로의 이동의 경우에는 제1실시예의 그것과 유사하다. x 방향으로의 기판테이블(WT)의 이동의 경우에, 교차하는 세장 암들의 쌍(210, 220, 230)은 가위동작으로 서로에 대하여 피봇하여 늘어났다 줄어들었다 한다. (서로 평행한) 슬롯(214, 224)에 맞물린 끝단부(216, 226)가 상기와 같이 자유롭게 늘어났다 줄어들었다하게 하고 제한기가 회전을 제한할 수 있도록 보장한다.

세장 슬롯(214, 224) 및 끝단부(216, 226)의 맞물림부의 두께를 크기 조정함에 따라 회전의 제한전 기판테이블(WT)의 소정의 회전가능 한도가 정해진다.

제2실시예에서도(하기에 서술되는 제3실시예에서도 마찬가지) 기판테이블 (WT)이나 기계식 리미터(200, 300)(또는 제2실시예의 경우에 액추에이터)에 부착된 증량성 혹은 선형 엔코더를 두어 기판테이블(WT)의 위치를 측정할 수 있고, 기계식 리미터(200, 300)에 의하여 기판테이블(WT)에 안내되는 도관(30)을 가질 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 제3실시예를 도시한다. 제3실시예는 하기 서술되는 점을 제외하고는 제1실시예와 동일하다. 제3실시예의 기계식 리미터(300)는 하나의 기판테이블(WT)만을 가지는 리소그래피장치의 경우에 바람직하다. 그러한 장치내의 단일 기판테이블(WT)의 이동 범위는 듀얼 기판테이블(WT)을 구비한 장치내의 기판테이블(WT)에 요구되는 이동 범위에 비하여 작다. 따라서, 제3실시예의 기계식 리미터(300)는 단일의 기판테이블(WT)만을 구비한 장치에 더욱 적합하다.

제3실시예의 기계식 리미터(300)와 제1 및 제2실시예의 그것과의 차이는 기계식 리미터(300)의 한 쪽 끝이 고정자(10)의 평면의 방향으로 이동 가능하지 않고 위치설정수단(PW)의 고정자(10)에 대하여 한 위치에 고정된다는 점이다. 기판테이블(WT)에 부착된 기계식 리미터(300)의 끝단부에 요구되는 2의 자유도는 2개의 4바 기구(301)의 사용으로 성취된다. 이들은 제1실시예의 세장부재(110) 및 슬라이드(12)를 대체한다.

제1의 4바 기구(301)는 기판테이블(WT)과 연결부재(340)의 사이에 부착된 동 일한 길이의 제1쌍의 세장 암(310, 315)으로 구성된다. 제1쌍의 세장 암(310, 315)은 각 끝단부에서 피봇가능하게 부착되고 기판테이블과 연결부재(34)상의 그들의 부착부 사이의 이격 거리는 등거리이므로 세장 암(310, 315)은 항상 평행을 유지한다.

제2의 4바 기구(302)는 동일한 길이의 제2쌍의 세장 암(320, 325)을 포함하여 이루어진다. 제2쌍의 세장 암(320, 325)은 한 쪽 끝에서 연결부재(340)에 부착되고, 다른 쪽 끝에서 플랫폼(330)상의 고정자(10)와 관련하여 견고하게 부착된다. 마찬가지로, 제2쌍의 암(320, 325)의 끝단부들은 각 끝단부에서 서로 등거리로 회전하능하게 고정된다.

도시된 실시예에서 제1쌍의 암의 제1암(310) 및 제2쌍의 암의 제1암(320)은 연결부재(340)상의 동일한 점을 중심으로 피봇된다. 그 경우에 반드시 그러해야 할 필요는 없으며 그들 2개의 암(310, 320)이 연결부재(340)상의 상이한 위치에서 피봇할 수도 있다.

세장 암의 끝단부의 위치설정 및, 제1쌍의 암의 양자가 동일한 길이이며 제2쌍의 암의 양자가 동일한 길이라는 사실은 기판테이블(WT)이 이동할 때 기판테이블(WT)이 기계식 리미터(300)에 의하여 z 축을 중심으로 한 그것의 회전에 구속받는다는 것을 의미한다. 더 넓은 범위의 회전이 요구된다면, 플랫폼(330)이 액추에이터(즉, 액추에이터(20))에 부착되어 기판테이블(WT)의 더 넓은 범위의 운동이 가능하게 할 수 있다.

이상, 본 발명의 특정한 실시예를 서술하였으나, 본 발명이 서술된 바와 다 르게도 실시될 수 있음을 알 수 있다. 상기 서술내용은 본 발명을 한정하려는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 자동적인 자체복구가 가능하고 기판테이블에 부착된 도관에 대한 기계적인 하중을 최소화하는 평면 자기 위치설정수단을 구비한 리소그래피 투영장치가 제공된다.

Claims (10)

1. 리소그래피 투영장치에 있어서,

   - 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

   - 원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

   - 기판을 잡아주는 기판테이블;

   - 상기 기판의 타겟부 위로 상기 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및

   - 평면내에서 상기 기판을 위치설정하는 평면 자기 위치설정수단을 포함하여 이루어지고,

   상기 평면에 직교하는 축선들을 중심으로 하는 상기 기판테이블의 회전을 제한하는 기계식 리미터를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기계식 리미터는, 상기 기판테이블이 그 방향을 중심으로 한 상기 기판테이블의 회전이 제한되기 전에 상기 축선들 주위로 최대 10°, 바람직하게는 5°, 보다 바람직하게는 3°까지 회전할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 기판테이블은 실질적으로 상기 기계식 리미터로부터의 간섭없이 상기 평면내에서 상기 평면 자기 위치설정수단에 의하여 위치설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 기계식 리미터는 2개 이상의 위치에서 상기 기판테이블과 맞물리는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 기계식 리미터는 상기 기판테이블이 상기 기판테이블의 위치와 무관하게 상기 축의 주위로 실질적으로 동일한 양의 회전이 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 기계식 리미터의 한 쪽 끝은 상기 기판테이블에 부착되고 다른 쪽 끝은 상기 평면 자기 위치설정수단에 대하여 상기 평면내에서 1의 자유도로 이동가능한 액추에이터에 부착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 기계식 리미터는 세장부재 및, 상기 세장부재의 길이 방향을 따라 슬라이드 가능하며 상기 세장부재를 부분적으로 감싸는 슬리브를 포함하며, 상기 세장 부재와 슬리브중 하나는 상기 액추에이터에 부착되고 상기 세장부재와 슬리브중 다른 하나는 상기 기판테이블에 부착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 기계식 리미터는 교차하는 세장 암의 각각의 중앙부에서 서로에 대하여 피봇되는 1이상 쌍의 상기 교차하는 세장 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
9. 디바이스 제조방법에 있어서,

   - 부분적 또는 전체적으로 방사선 감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

   - 기판테이블상에 상기 기판을 유지하는 단계;

   - 평면 자기 위치설정수단을 사용하여 평면내에 상기 기판테이블을 위치설정하는 단계;

   - 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계; 및

   - 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

   - 상기 방사선감응재층의 타겟부 위로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하여 이루어지고,

   - 기계식 리미터를 사용하여 상기 평면에 직교하는 축선들을 중심으로 한 상기 기판테이블의 회전을 제한하는 단계를 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 회전을 제한하는 단계는 상기 기판테이블이 상기 방향을 중심으로 10°이상 회전된 후에 실행되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.

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