KR100595045B1 - 리소그래피 투영 장치에 사용되는 위치 결정 장치에서의 충돌 방지 - Google Patents
리소그래피 투영 장치에 사용되는 위치 결정 장치에서의 충돌 방지 Download PDFInfo
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Abstract
기판을 테이블상으로 로딩하고 제거하는 제 1 작업 영역과 웨이퍼가 노광되는 제 2 작업 영역사이에서 기판 테이블이 교환가능한 다중 테이블 리소그래피 장치에 있어서, 교환과정중 테이블사이의 충돌을 방지하기 위한 충돌 방지 수단이 제공된다. 충돌 방지 수단은 레버린스 또는 회전 도어로 형성된다. 교환 과정은 선택적으로 구동 수단을 포함하는 셔틀에 의해 제어될 수 있는데, 상기 셔틀은 테이블이 영역들사이에서 서로 교환될 수 있도록 연결된다.
Description
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리소그래피 투영 장치를 나타낸 도면.
도 2는 작동 위치내에 두개의 웨이퍼 테이블을 가지는 도 1의 장치의 웨이퍼 스테이지의 평면도.
도 3은 도 2와 유사하지만 교환과정의 제 1 단계에 있는 테이블을 도시하는 도면.
도 4는 도 2와 유사하지만 교환과정의 제 2 단계에 있는 테이블을 도시하는 도면.
도 5는 도 2와 유사하지만 교환과정의 제 3 단계에 있는 테이블을 도시하는 도면.
도 6은 도 2와 유사하지만 교환과정의 제 4 단계에 있는 테이블을 도시하는 도면.
도 7은 도 2와 유사하지만 교환과정의 제 5 단계에 있는 테이블을 도시하는 도면.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제 1 실시예에서의 구동 수단에 웨이퍼 스테 이지를 해체가능하게 연결하기 위한 연결기구를 나타낸 도면.
도 9는 도 2의 웨이퍼 스테이지내에 포함되는 래버린스의 평면도.
도 10은 웨이퍼 테이블이 교환과정의 제 2 단계에 있는 본 발명의 제 2 실시예의 웨이퍼 스테이지의 단면도.
도 11은 도 10과 유사하지만 교환과정의 제 3 단계에 있는 테이블을 도시하는 도면.
도 12는 도 10과 유사하지만 교환과정의 제 4 단계에 있는 테이블을 도시하는 도면.
도 13은 도 10과 유사하지만 교환이 완료된 후 작동 위치내에 있는 테이블을 도시하는 도면.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예의 웨이퍼 스테이지의 평면도.
도 15는 본 발명의 제 4 실시예의 웨이퍼 스테이지의 평면도.
도 16은 테이블이 중심 포스트의 잘못된 쪽으로 통과하는 것을 방지하는 방법을 나타낸 본 발명의 제 4 실시예의 웨이퍼 스테이지의 평면도.
도 17은 본 발명의 제 5 실시예의 웨이퍼 스테이지의 평면도.
도 18은 본 발명의 제 5 실시예의 수정예의 웨이퍼 스테이지의 평면도.
도 19는 본 발명의 제 6 실시예의 웨이퍼 스테이지의 평면도.
본 발명은 리소그래피 투영 장치에 사용되는 위치결정 장치에서의 충돌 방지에 관한 것으로서,
상기 리소그래피 투영 장치는,
방사선 투영 빔을 공급하기 위한 조명 시스템(illumination system),
소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝할 수 있는 패터닝 수단을 고정하기 위한 제 1 대물 테이블,
기판을 고정하기 위한 제 2 가동 대물 테이블,
제 2 패터닝 수단 또는 제 2 기판을 고정하기 위한 제 3 가동 대물 테이블,
기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 묘화(imaging)하기 위한 투영 시스템으로 구성된다.
"패터닝 수단" 이라는 용어는 상기 기판의 타겟부에 생성될 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 제공하기 위해 사용될 수 있는 수단을 가리키는 것으로 널리 해석되어야 한다; "광밸브" 라는 용어 역시 마찬가지 맥락으로 사용되었다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적 회로 또는 다른 디바이스(아래의 설명을 참조)와 같은 타겟부에 생성되는 디바이스내의 특정 기능 층에 대응할 것이다. 이러한 패터닝 수단의 예시는 다음과 같은 것을 포함한다.
- 제 1 대물 테이블에 의해 고정된 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 기술에 잘 알려져 있고, 다양한 하이브리드 마스크 형태 뿐만 아니라 바이너리형, 교번 위상 시프트형, 및 감쇠 위상 시프트형 등의 마스크 형태를 포함한다. 투영빔내의 마스크 배치는 마스크상의 패턴에 따라 마스크상에 부딪히는 방사선의 선택적 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크인 경우)를 일으킨다. 상기 제 1 대물 테이블은 상기 마스크가 입사하는 투영빔내의 소정 위치에 고정될 수 있고 원한다면 상기 빔에 대하여 이동할 수 있는 것을 보장한다.
- 제 1 대물 테이블이라 지칭되는 구조체에 의해 고정되는 프로그램가능한 미러 어레이. 이러한 디바이스의 예시는 점탄성 제어층(viscoelastic control layer) 및 반사표면을 갖는 매트릭스-어드레서블 표면이다. 상기 장치의 기본 원리는, (예를 들어) 반사 표면의 어드레스된 영역이 입사 광선을 회절된 광선으로서 반사시키는 반면, 비어드레스된 영역은 입사된 광선을 비회절된 광선으로서 반사한다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔으로부터 상기 비회절된 광선은 필터링되어 회절된 광선만을 남게 할 수 있다. 이러한 방법으로 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 의해 상기 빔이 패터닝된다. 적당한 전자 수단을 사용하여 필요한 매트릭스 어드레싱이 실시될 수 있다. 상기 미러 어레이에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 여기에 참고로 포함된 미합중국 특허 제 5,296,891호 및 제 5,523,193호로부터 얻어질 수 있다.
- 제 1 대물 테이블로 지칭되는 구조체에 의해 고정되는 프로그램가능한 LCD 어레이. 이러한 구성의 예시는 여기에 참고로 포함된 미합중국 특허 제 5,229,872호에 나타나있다.
간략화를 위해서, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크를 포함하는 예시로 지칭될 것이다. 그러나, 본 예시에 나타난 일반적인 원리는, 상술된 바와 같은 패터닝 수단의 더 폭넓은 개념으로 이해되어야 한다.
간략화를 위해서, 이하에서 투영 시스템은 "렌즈"로 칭한다; 그러나, 상기 용어는 예를 들어, 굴절 광학 요소, 반사 광학 요소, 및 카타디옵트릭(catadioptric) 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영 시스템을 모두 포함하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 상기 방사 시스템 역시, 방사선 투영빔을 지향, 성형 또는 제어하는 이들 설계 형태중 어느 것을 따라 작동하는 구성 요소를 포함하고, 이러한 구성 요소는 이하에서 집합적으로 또는 단독적으로 "렌즈"로 지칭될 것이다. 또한, 제 1 및 제 2 대물 테이블은 각각 "마스크 테이블" 및 "기판 테이블"로 지칭될 수 있다.
리소그래피 투영 장치는 예를 들어, 집적 회로(ICs)의 제조에서 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 마스크(레티클)는, 집적 회로의 각 층에 대응하는 회로 패턴을 발생시킬 수 있고, 이 패턴은, 방사선 감지재료(레지스트)층으로 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(하나 이상의 다이를 포함)상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로 단일 웨이퍼는 마스크를 통해 한번에 하나씩 연속적으로 조사되는 인접 타겟부들의 전체적인 연결망을 포함할 것이다. 일 형태의 리소그래피 투영 장치에 있어서, 목표 영역상으로 전체 마스크 패턴을 한번에 노광시킴으로써 각각의 목표 영역이 조사된다. 상기 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라 칭한다. 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and scan apparatus)로 칭하는 대안의 장치에 있어서, 각각의 타겟부은 투영빔하에서 소정의 기준 방향("스캐닝 방향")으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하면서 상기 스캔 방향과 동일한 방향으로 또는 반대방향으로 기판 테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 조사된다. 일반적으로 투영 시스템은, 배율 인자(M)(대개<1)를 가지므로, 기판 테이블이 스캐닝되는 속도(V)는 마스크 테이블이 스캐닝되는 속도의 M배가 된다. 여기서 설명된 리소그래피 디바이스에 관한 더 많은 정보는 예를 들어 본 명세서에서 참조로 포함한 국제 특허 WO 97/33205호에서 얻을 수 있다.
일반적으로, 이러한 타입의 장치는 단일 제 1 대물(마스크) 테이블 및 단일 제 2 대물(기판) 테이블을 포함하였다. 그러나, 적어도 두개의 독립적으로 이동가능한 기판 테이블이 있는 기기가 이용가능해지고 있는데, 예를 들면 본 명세서에 참고로 인용되는 US 5,969,441 및 1998년 2월 27일에 출원된 미국 출원 번호 09/180,011(WO98/40791)호에 기술된 다중 스테이지 장치를 보라. 이러한 다중 스테이지 장치의 기본적인 작동 원리는, 투영 시스템 바로 밑에 제 1 기판 테이블을 위치시켜 테이블상에 위치한 제 1 기판을 노광시키는 동안, 제 2 기판 테이블은 로딩 위치(loading position)로 이동하고, 노광된 기판을 방출하고, 새로운 기판을 집어 올리고, 새로운 기판상에 소정의 초기 측정 단계를 수행하고, 그후 제 1 기판의 노광이 완료되면 곧 이 새로운 기판을 투영 시스템의 바로 밑의 노광 위치로 이송시키기 위하여 대기하며, 상기 사이클이 반복된다. 이러한 방식으로, 증대된 기기 스루풋을 얻을 수 있어 기기 소유 비용을 개선한다.
이중 테이블 장치를 갖는 또 다른 타입은 WO98/24115에 기술되었다. 이러한 장치는 두개의 특성화 영역(characterization zone) 및 단일 노광 영역(expoaure zone)을 구비한다. 장치를 제어하는 소프트웨어가 두개의 테이블이 동시에 노광영역으로 오지 못하도록 한다.
본 발명자들은 서로 다른 영역사이에서 테이블이 교환되는 다중 테이블 장치내에 있어서 테이블간의 충돌의 위험이 있음을 알게 되었다. 리소그래피 장치에 있어서, 테이블은 무겁고 매우 고속으로 움직인다. 테이블은 또한 깨지기 쉬운 물질(brittle material)로 만들어지며 고정밀도로 그 위치가 알려질 필요가 있는 다수의 예민한(delicate) 구성요소를 지닌다. 따라서, 심지어 저속에서도 테이블사이의 모든 충돌의 영향은 매우 치명적일 수 있다. 테이블의 예민한 구성요소에 심각한 손상을 주는 주요 충돌은, 정밀 부분(precision part)의 파손 또는 영구적인 변형에 의하여 전체 장치를 사용불가능하게 만들수 있다. 물론, 장치를 제어하는 소프트웨어가 충돌을 일으키게 될 테이블의 운동을 방지하도록 프로그래밍될 수 있는 반면에 소프트웨어 오류, 즉 간섭 또는 전력 스파크 또는 예기치 않은 전력손실에 의해 유발되는 오류는 여전히 충돌을 일으킬 소지가 있다.
본 발명의 목적은 다중 대물 위치결정 시스템을 제공함으로써 위치결정되고 있는 대물들간의 충돌을 피하거나 및/또는 모든 충돌의 영향을 개선시키는 것이다.
본 발명에 따르면 리소그래피 투영 장치가 제공되고 있는데,
상기 리소그래피 투영 장치는,
방사선 투영 빔을 공급하기 위한 조명 시스템,
소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝할 수 있는 패터닝 수단을 고정하기 위한 제 1 대물 테이블,
적어도 제 1 및 제 2 작업 영역을 포함하는 공통의 이동 범위에 걸쳐 이동이 가능하며, 각각 기판을 고정하는 제 2 및 제 3 가동 대물 테이블,
기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 묘화하기 위한 투영 시스템, 및
제 2 및 제 3 대물 테이블을 이동시키기 위한 테이블 위치결정 수단을 포함하며,
상기 제 2 및 제 3 대물 테이블중 적어도 하나의 이동을 물리적으로 제한하여 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블사이의 충돌을 방지하는 충돌 방지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 리소그래피 투영 장치가 제공되는데,
상기 리소그래피 투영 장치는,
방사선 투영 빔을 공급하기 위한 조명 시스템,
적어도 제 1 및 제 2 작업 영역을 포함하는 공통의 이동 범위에 걸친 이동이 가능하며, 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝할 수 있는 패터닝 수단을 각각 고정하기 위한 제 1 및 제 2 가동 대물 테이블,
기판을 고정하기 위한 제 3 가동 대물 테이블,
기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 묘화하기 위한 투영 시스템, 및
제 1 및 제 2 대물 테이블을 이동시키기 위한 테이블 위치결정 수단을 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 대물 테이블중 적어도 하나의 이동을 물리적으로 제한하여 상기 제 1 및 제 2 대물 테이블사이의 충돌을 방지하는 충돌 방지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
전적으로 소프트웨어에 의존해 충돌을 방지하는 것이 아니라 물리적인 이동 제한기(physical movement limiter)(예를 들어, 배리어)를 포함하는 충돌 방지 수단이, 주 전력 손실 또는 심각한 시스템 장애 등의 디바이스의 파국적인 장애의 발생하에서도 충돌을 피할 수 있도록 한다. 상기와 같은 상황하의 기판 또는 마스크 테이블에 대한 비경제적 및/또는 돌이킬수 없는 손상에 대한 가능성을 피할 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면,
방사선 투영 빔을 공급하기 위한 조명 시스템,
소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝할 수 있는 패터닝 수단을 고정하기 위한 제 1 대물 테이블,
적어도 제 1 및 제 2 작업 영역을 포함하는 공통의 이동 범위에 걸쳐 이동이 가능하며, 각각 기판을 고정하기 위한 제 2 및 제 3 가동 대물 테이블,
기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 묘화하기 위한 투영 시스템, 및
제 2 및 제 3 대물 테이블을 이동시키기 위한 테이블 위치결정 수단으로 구성된 리소그래피 투영 장치를 이용해 디바이스를 제조하는 방법으로서,
조명 시스템을 이용해 방사선 투영빔을 제공하는 단계,
패터닝 수단을 이용하여 단면 패턴을 투영빔에 부여하는 이용하는 단계,
상기 제 1 작업 영역내에 상기 제 2 대물 테이블을 위치시키고 상기 제 2 작업 영역내에 상기 제 3 대물 테이블을 위치시키는 단계,
상기 제 1 작업 영역내의 상기 제 2 대물 대물 테이블에 방사선 감지층을 구비하는 제 1 기판을 제공하는 단계,
상기 제 1 및 제 2 작업 영역사이에서 제 2 및 제 3 대물 테이블을 교환하는 단계,
상기 제 2 대물 테이블에 제공되는 상기 제 1 기판의 방사선 감지 재료층의 타겟부상으로 패터닝된 방사빔을 투영하는 단계,
상기 제 1 작업 영역내의 상기 제 3 대물 테이블에 방사선 감지층을 구비하는 제 2 기판을 제공하는 단계,
상기 제 1 및 제 2 작업 영역사이에서 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블을 다시 교환하는 단계로 이루어지며,
상기 제 2 및 제 3 대물 테이블을 교환하는 단계들 동안에, 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블중 적어도 하나의 이동을 물리적으로 제한하는 충돌 방지 수단이 제공되어 제 2 및 제 3 대물 테이블사이의 충돌을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 리소그래피투영장치를 사용하는 제조 공정에서, 마스크의 패턴은 방사선 감지 재료(레지스트)층이 부분적으로나마 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 도포 및 소프트 베이크와 같은 다양한 절차를 거친다. 노광후에, 기판은 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피처(imaged feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 절차를 거칠 것이다. 이러한 일련의 절차는 예를 들어 IC와 같은 디바이스의 개별 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 연마 등과 같이 개별 층을 마무리하기 위한 다양한 모든 공정을 거친다. 여러 층이 요구된다면, 전체 공정 또는 그 변형 공정은 새로운 층마다 반복되어질 것이다. 종국에는, 디바이스의 배열이 기판(웨이퍼) 상에 존재할 것이다. 이들 이바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의해 서로에 대해 분리되어, 각각의 디바이스가 운반 장치에 탑재되고 핀에 접속될 수 있다. 그와 같은 공정에 관한 추가 정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing"(3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill 출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 장치를 사용함에 있어 상기에서는 집적회로의 제조에 대해서 언급될 수 있으나, 이러한 장치가 다른 여러 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용 유도 및 검출 패턴, 액정 표시 패널, 박막 자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 전술한 기타 응용분야들을 고려할 때, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체될 수 있음이 이해될 것이다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔" 같은 용어는 자외선(UV) 방사선(예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm 의 파장을 갖는) 및 극자외선(EUV) 방사선, 엑스레이(x-ray), 전자 및 이온을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선 또는 입자 플러스를 포괄하도록 사용된다.
실시예 1
도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 투영 장치를 개략적으로 나타낸다. 상기 장치는,
ㆍ방사선(예를 들어 UV, EUV 방사선) 투영 빔(PB)을 제공하기 위한 방사 시스템(LA, IL);
ㆍ마스크(예를 들어, 레티클)(MA)를 고정시키기 위한 마스크 홀더가 제공되고 아이템 PL에 대하여 정확하게 마스크를 위치시키기 위한 제 1 위치결정수단에 연결되는 제 1 대물 테이블(마스크 테이블)(MT);
ㆍ기판(W)(예를 들어 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 고정하기 위한 기판 홀더가 각각 제공되고 아이템 PL 및 MS에 대하여 기판을 정확하게 위치시키기 위한 제 2 및 제 3 위치결정수단에 연결되는 제 2 및 제 3 대물 테이블(기판 테이블)(WTa 및 WTb);
ㆍ기판(W)의 타겟부(C)상으로 마스크(MA)의 조사된 부분(irradiated portion)를 묘화하기 위한 투영 시스템(PL)("렌즈")(예를 들어, 굴절 또는 카타디옵트릭 시스템, 미러그룹 또는 필드 디플렉터 어레이)으로 구성된다.
도시된 바와 같이 본 장치는 투과형이다(즉, 투과 마스크를 구비함) 그러나, 일반적으로, 예를 들어 반사형일 수도 있다.
본 명세서에 도시된 예시에 있어, 방사 시스템은 방사 빔을 생성하는 방사원(LA)(예를 들면, Hg 램프, 엑시머 레이저, 스토리지 링 또는 싱크로트론내의 전자 빔의 경로주위에 제공되는 언듈레이터(undulator), 또는 전자 또는 이온빔 소스)을 포함한다. 이러한 빔은 조명 시스템(IL)내에 포함되는 다양한 광학적 구성요소(예를 들면, 빔 성형 광학기(Ex), 인티그레이터(IN), 콘덴서(CO))를 따라 진행하여 결과적으로 상기 빔(PB)은 소정의 형상 및 강도 분포를 갖는다.
그 다음 빔(PB)은 마스크 테이블(MT)상의 마스크 홀더에 고정되는 마스크(MA)를 거친다. 마스크(MA)를 통과한 후에, 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상으로 빔을 포커싱한다. 간섭계 변위측정수단(IF) 및 제 2 위치결정 수단의 도움으로, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 서로 다른 목표 영역(C)을 위치시키기 위하여 기판 테이블(WTa, WTb)이 정확하게 움직이게 될 수 있다. 유사하게는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 마스크(MA)의 기계적 회수후 제 1 위치결정 수단은 빔(PB)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확하게 위치시키는데 이용될 수 있다. 일반적으로, 도 1에 분명히 도시되진 않았지만, 장행정 모듈(long stroke module)(대략적 위치결정) 및 단행정 모듈(short stroke module)(미세 위치결정)에 의하여 대물 테이블(MT, WT)의 이동이 실현된다.
도시된 장치는 두 가지 다른 모드로 이용될 수 있다.
1. 스텝 모드에 있어서는 마스크 테이블(MT)이 본질적으로 정지상태로 유지되고, 전체 마스크 이미지가 목표 영역(C)상으로 한번에(즉, 단일 "플래쉬"로) 투영된다. 그 다음에 기판 테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의해 조사될 수 있다;
2. 스캔 모드에 있어서는 주어진 타겟부(C)가 단일 "플래쉬"로 노광되지 않는 다는 것만 제외하고는 본질적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 대신에, 마스크 테이블(MT)은 속도(ν)로 소정 방향(소위 "스캐닝 방향", 예를 들어 Y 방향)으로 이동가능하여 투영 빔(PB)이 마스크 이미지 전체를 스캐닝하게 된다. 동시에, 기판 테이블(WTa 또는 WTb)은 V = Mν의 속도로 동일한 또는 반대 방향으로 이동되는데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상적으로 M = 1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 상대적으로 큰 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
도 2는 실시예 1의 리소그래피 장치의 웨이퍼 스테이지(100)를 나타낸다. 웨이퍼 스테이지(100)의 코어는 두개의 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)이 그 위로 이동가능한 평탄하고 수평인 상부 표면을 구비하는 기준 테이블 또는 스톤(110)에 의해 형성된다. 웨이퍼 테이블(WTa 및 WTb)은 본질적으로 동일하며 기준 테이블(110)상에서의 마찰없이 움직일 수 있도록 테이블을 지지하기 위한 에어풋(에어 베어링)과, 각 웨이퍼(Wa, Wb)용 웨이퍼 홀더(도시되지 않음)를 각각 포함한다. 웨이퍼 테이블은 공지의 H-구동 설비인 두개의 구동 유닛(120, 130)에 의해 위치된다. 각 구동 유닛은 빔의 종방향으로 X-슬라이더(122, 132)를 구동시키는 X-선형 모터의 고정자가 장착되는 X-빔(121, 131)으로 구성된다. 웨이퍼 테이블(WTa 및 WTb)은 해체가능한 스테이지 커플링(releasable stage coupling)(125, 135)에 의해 X-슬라이더(122, 132)의 각각에 역학적으로 연결된다. 각 X-빔의 각 단부는 Y-선형 모터(도시되지 않음)에 의해 구동될 수 있는 Y-슬라이더(123, 124, 133, 134)상에 장착되고 상기 모터의 고정자는 기준 테이블(110)을 둘러싼 직사각형 프레임형태로 된 밸런스 매스(balance mass)(140)위에 장착된다. 따라서, 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)은 X-슬라이더(122, 132)를 X-빔(121, 131)을 따라 구동시킴으로써 X-방향으로 위치결정되고, X-빔을 Y-슬라이더(123, 124, 133, 134)에 의하여 구동시킴으로써 Y-방향으로 위치결정된다. 테이블은 또한 Y-슬라이더(123, 124, 133, 134)의 독립적인 제어에 의하여 Z 방향에 평행한 축에 대해서 회전될 수 있다.
각각의 선형 모터가 작용되는 X 및 Y 방향은 일반적으로 서로 직각이며 기준 테이블(110)의 최상부 표면에 평행하다. 그러나, 상술한 바와 같이, X-빔이 밸런스 매스(140)내의 Y-모터에 더이상 정확하게 수직이 되지 않게 되도록 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)의 Rz위치를 제어하기 위하여 각 구동 유닛내의 두개의 Y-슬라이더(123, 124, 133, 134)는 소정의 한계내에서, 독립적으로 위치될 수 있다.
웨이퍼의 미세 위치결정을 위한 단행정 모듈이 각각 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)에 포함되는 한편 H-구동 유닛(120, 130)은 웨이퍼 테이블의 대략적 위치결정을 위한 장행정 모듈로 효과적으로 구성된다.
기준 테이블(110)의 일 단부에 방사선 감지층을 노광시키도록 마스크 이미지가 웨이퍼로 투영될 수 있는 노광 영역(20)이 위치된다. 다른 단부에는 웨이퍼가 웨이퍼 테이블로 로딩되고 제거될 수 있고 모든 예비 단계(예를 들면, 6 자유도에서 테이블상의 웨이퍼의 정확한 위치를 결정하는 측정 과정이 수행될 수 있음)가 수행될 수 있는 가예비 특성화 영역(30)이 위치된다. 간략화를 위해 본 명세서에서는 기술되지 않은, 로딩, 제거 및 예비 단계가 공지의 장치에 의하여 공지의 방법으로 수행될 수 있는 한편, 상술된 바와 같이 노광 과정이 수행된다. 본 실시예에서, 두 영역에서의 요구되는 웨이퍼 테이블의 이동범위, 속도 및 가속도가 다르긴 하지만 두 영역(20, 30)을 커버하는 H-구동 유닛(120, 130)은 동일하다.
상술된 바와 같이, 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)는 해체가능한 커플링(125, 135)에 의해 X-슬라이더(122, 132)에 역학적으로 연결된다. 커플링(125, 135)은 양 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)의 각각의 측면에 연결될 수 있도록 배치된다. 아래에 좀더 자세히 기술되는 테이블 교환 공정에 있어서, 두개의 테이블이 이송 영역(40a, 40b)내에 위치되도록 하여, 커플링(125, 135)은 해체되며 X-슬라이더가 다른 웨이퍼 테이블로 이동된 후 연결된다.
연결된 커플링(125, 135)은 XY 면내에서 힘(즉, 웨이퍼 테이블 및 각 X-슬라이더사이의 X 및 Y 병진력(translational force) 및 Rz 토크)을 전달한다. 그러나, 위치결정 정확도를 높이기 위하여, 커플링은 다른 자유도(즉, Z 병진이동 및 Rx 및 Ry 회전)에서 자유로울 수 있다. 예를 들면, 이러한 자유도는 전달될 힘의 평면내에 놓여진 판스프링을 커플링내에 포함함으로써 제공될 수 있다.
커플링은 마찰 커플링(예를 들면, 단일층 또는 다중층상의 캘리퍼 클램프) 또는 연동 디바이스(interlocking device)(예를 들면, 핀을 사용하여 구멍 또는 오목부 또는 연동 v-형 홈 및 릿지에 맞물림)에 의해 평면내에서의 힘을 전달할 수 있다. 마찰 커플링을 구비하여, 클램프는 X-슬라이더 및 웨이퍼의 상대적인 위치범위내에서 맞물릴 수 있어 테이블 교환 과정시의 슬라이더의 정확한 위치결정에 대한 요구를 감소시킨다. 한편, 연동 디바이스 클램프힘(clamping force)을 적게 필요로 하기 때문에 에너지소비가 덜 들어가는 디바이스가 사용될 수 있다. 커플링은 마찰 및 연동 원리의 조합을 채용할 수도 있으며 다른 방향으로의 다른 힘전달필요조건에 따라 다른 방향에서의 다른 커플링 방법을 채용할 수 있다.
전력 또는 다른 기기 장애의 경우에서 커플링 작용의 손실을 방지하기 위하여, 커플링은 자연스러운 상태에서 폐쇄(부착)되고 개방(분리)시키기 위한 동력 구동을 필요로 하는 형태이거나, 또는 쌍안정(bi-stable)하고 개방상태 및 폐쇄상태간의 전환을 위한 동력 구동을 필요로 하는 형태이다. 이러한 형태의 커플링의 예시는 가령 나선 또는 원뿔형 스프링 스택에 의해 제공되는 탄성 에너지, 영구자석에 의해 제공되는 자기 에너지, 정전기력에 의해 제공되는 전기 에너지 또는 증가된 압력하에서 기체의 질량의 위치 에너지에 의해 폐쇄되는 편향된 클램프를 포함한다. 수동 폐쇄력과 반대로 작용하는 개방력은 공압(pneumatic), 유압(hydraulic)(바람직하게는 오염될 가능성을 최소화 시키기 위해 초순수를 사용함) 또는 전자기력 등일 수 있다. 개폐지점간의 커플링의 행정은 작을 수 있기 때문에, 상당한 역학적인 장점을 가진 전달 기구가 엑추에이터 및 클램프사이에 사용될 수 있다. 이러한 전달 기구의 예로서 단일 또는 다중 레버 시스템, 공압/유압 부스터 등을 포함한다. 또한, 다양한 역학적 장점을 가지며 행정의 마지막 부분에서만 조임력을 전적으로 제공하는 전달 기구는 예를 들어 소위 토글 기구 또는 이동가능한 효과적인 피봇점을 구비한 레버 시스템에 이용될 수 있다. 바람직한 기구가 도 8a 내지 도 8d에 도시된다.
도 8a는 능동 개방형인 커플링 기구를 나타낸다. 상기 기구에 있어서, 일반적으로 XY면에 평행한 판스프링(151)은 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)에 고정되며, 커플링이 폐쇄될 때 X-슬라이더(122, 132)에 고정된 모루(anvil)(153) 및 가동 해머(152)사이에서 클램핑된다. 마찰 또는 연동 클램핑 원리가 요구되는지의 여부에 따라 모루(153) 및 해머(152)의 마주보는 클램핑면에는 마찰을 증진하도록 거칠게 되거나 또는 예를 들어 핀 또는 릿지등의 돌출부, 또는 해당 돌출부에 맞는 함몰부 또는 판스프링(151)상의 함몰부가 제공된다. 해머(152)는 제 1 단부 근처에서 레버(154)에 선회하도록 연결된다. 제 1 단부에서 레버(154)가 X-슬라이더(122, 132)에 고정된 피봇(155)에 연결되고, 반대의 제 2 단부에서 레버를 편향시키는 X-슬라이더(122, 132)의 고정부(157)에 대항하여 작용하는 스프링(156)에 연결되어 해머(152)는 판스프링(151)을 클램핑하는 모루(153)에 대항하여 가압된다. 커플링을 해제시키기 위하여, 개방 엑추에이터(158)가 스프링(156)에 의해 가해지는 힘에 반대 방향으로 레버(154)상에 힘을 가한다.
도 8b는 능동 토글형 커플링 기구를 나타낸다. 이러한 경우에 있어서, 모루(161)는 케이지(162)에 포함되지만 판스프링(151)을 모루(161)에 대항하여 조이도록 스프링(163)에 의해 편향된다. 제 1 레버(164)는 케이지(162)에 제 1 단부에서 선회하도록 장착되며 제 2 레버(165)는 제 1 레버상의 중간 피봇점(167) 및 X-슬라이더(122, 132)에 장착된 고정 피봇(166)사이에 선회하도록 연결된다. 케이지(162)를 판스프링(151)을 향하게 하기 위하여 엑추에이터(168)는 제 1 및 제 2 레버(164, 165)에 의해 형성된 꺾인 레버 연결체(dog-leg)를 곧게하는 정도까지 제 1 레버(164)의 단부상에 힘을 가하여, 스프링(163)이 모루(153)에 대항하도록 해머(161)에 가해지는 힘을 증가시킨다. 꺾인 레버 연결체(dog-leg)를 "로크(lock)"시키기 위하여 폐쇄된 상태는 레버를 갖춤으로써 안정될 수 있어 엑추에이터가 곧은 지점을 약간 통과하는 레버(164, 165)를 스톱(stop)(도시되지 않음)에 대항하도록 민다.
도 8c 및 도 8d는 연동을 향상시키도록 V-릿지 및 V-홈을 이용한 대안적인 커플링 기구를 나타낸다. 잠금 기구는 능동 토글 또는 상술된 능동 개방형태중에 하나가 될 수 있다. 도 8c 및 도 8d의 커플링 기구에 있어서, 모루(153')에는 아랫방향으로 돌출되고 x-방향으로 긴 V-형 릿지가 제공되는 한편, 판스프링(151')에는 모루(153')의 V-형 릿지에 대응하는 V-형 홈을 구비하는 종단부재(terminal member)가 제공된다. 해머(152)는 종단부재(159)를 모루(153')에 대하여 클램핑하도록 제공된다. 커플링 기구가 반대로 형성되어질 수 있다(즉, 모루(153')상에 제공되는 홈 및 종단부재(159)상에 제공되는 릿지).
도 8c 및 도 8d의 커플링 기구를 맞물리게 하기 위하여, 모루(153') 및 해머(152)사이에 종단부재(159)가 위치되도록 기판 테이블(WTa, WTb) 및 구동 수단이 위치결정된다. 도 8d에 도시된 바와 같이, V-형 릿지가 V-형 홈에 들어가서 종단 부재(159)가 모루(153')에 대하여 안전하게 고정되도록 해머(152)를 위로 죄어지게 한다.
도 8c 및 도 8d의 커플링 기구는 V-형 릿지 및 홈이 X-방향으로 평행하게 연장한다는 사실에 기인한 몇가지 장점을 제공한다. 우선, 이동 질량(moving mass), 그에 따른 구동력은 X-방향으로보다는 Y-방향으로 더 크다. X-빔 및 Y-슬라이더가 Y-방향으로 이동되는 반면에 웨이퍼 스테이지, X-슬라이더 및 에어풋 등만은 X-방향으로 이동된다. 따라서, 홈 및 릿지는 가장 강한 Y-방향으로의 힘을 전달하도록 연동을 제공하는 반면 마찰이 X-방향으로 힘을 전달하기에 충분하다. 이와 동시에, 두개의 구동기사이에서의 웨이퍼 테이블의 교환는 용이해진다. 교환시, 모루(153')에 부착된 X-슬라이더는 X-방향으로만 움직인다. 따라서, 상기 이동을 가능하게 하기 위하여 커플링 기구는 종단부재(159) 및 모루(153')사이의 연결을 충분히 끊을 정도로 개방되어야만 하는데, V-형 릿지가 V-형 홈을 통과하도록 하는데 필요한 더 큰 이동은 불필요하다. 그러나, 만약 X 및 Y 양 방향으로 연장하는 홈 및 릿지가 제공된다면 더 큰 이동이 필요하다. 교환에 필요한 커플링의 이동이 감소하면 교환에 필요한 시간은 감소되며, 장치의 스루풋은 증가한다.
다음으로 도 2 내지 도 7 및 도 9를 참조로 하여, 웨이퍼 테이블 교환에 관한 단계의 시퀀스가 기술될 것이다. 도 2는 웨이퍼 테이블(WTb)이 예비 영역(30)내에서 구동 유닛(130)에 연결되어 있는 동안, 웨이퍼 테이블(WTa)을 구비한 작업영역내의 웨이퍼 테이블이 노광 영역(20)내에서 구동 유닛(120)에 연결되어 있는 것을 나타낸다. 테이블 교환 과정의 목적은 웨이퍼 테이블(WTb)을 구동 유닛(120)에 연결하여 노광 영역(20)으로 이송시키는 동시에 웨이퍼 테이블(WTa)을 구동 유닛(130)에 연결하여 예비 영역(30)으로 이송시키는 것이다.
도 3에 도시된 테이블 교환 과정의 제 1 단계에 있어서, 각각의 케이블 셔틀(CS1, CS2)에 맞물리도록 작업 영역의 가장자리로 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)이 이동된다. 케이블 셔틀은 밸런스 매스(140) 또는 다른 평행한 레일의 측면 레일상에 장착되고 가령 체인(도시되지 않음) 등이 연결되어, 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)이 교환과정동안 동시에 움직이는 것을 보장한다. 상기 단계에 있어서, 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)은 또한 도 9에 도시되고 측벽(170, 180) 및 중심 포스트(190)로 구성되는 레버린스(labyrinth)로 들어간다. 측벽(170, 180)은 기준 테이블(110)의 측면에 걸쳐 돌출되는 각 단부에 돌출된 어깨부(171, 172, 181, 182)를 구비하여, 웨이퍼 테이블의 유효 이동 범위가 작업 영역(즉, 중심 영역에서 보다는 노광 영역, 예비 영역) 내에서 더 협소해진다. 중심 포스트(190)는 기준 테이블(110)의 중앙에 위치되어 웨이퍼 테이블이 노광 영역(20)에서 예비 영역(30)으로 그리고 그 반대방향으로 직선으로 움직이는 것이 방지되도록 사이즈가 정해진다. 대신에, 이송 영역(transfer zone)(40a, 40b)내의 측면 레일로 외부로 이동되기 전에 어깨부(171, 172, 181, 182)의 단부를 지나서 웨이퍼 테이블이 이동되어야 한다. 이것은 도 3에 도시된 위치이다. 센서(173, 174, 175, 183, 184, 185)가 웨이퍼 테이블이 레버린스내의 특정 위치를 통과하는 것에 따라 웨이퍼 테이블을 검출하도록 제공될 수 있다.
제 2 단계에 있어서, 웨이퍼 스테이지(WTa, WTb)는 도 4에 도시된 이송영역(40a, 40b)으로 근접할 때까지 앞으로 움직인다. 케이블 셔틀(CS1, CS2)사이의 상호 연결은 두개의 웨이퍼 테이블이 각각의 케이블 셔틀에 연결되어 소프트웨어 제어하에서 동시에 움직이지 않으면 상기 단계가 발생되지 않는 것을 보장한다. 이러한 상호연결이 테이블을 구동시키진 않지만 동시 이동을 벗어나도록 할 수 있는 모든 잘못된 소프트웨어 명령을 방지한다. 그렇게 함으로써 테이블이 우선 동시에 이동되지 않고서는 작업 영역중 하나로 이동되지 못하도록 한다. 케이블 셔틀은 제어 케이블 및 각각의 테이블로의 다른 유틸리티 도관을 지지한다. 이것과 테이블이 테이블측상의 중심 포스트만을 지날 수 있다는 사실로 인해 케이블은 걸리게 될 수 없다.
제 3 단계에 있어서, 예를 들어, 테이블을 지지하는 에어풋을 부드럽게 턴오프시킴으로써, 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)은 기준 테이블(110)에 고정된다. 대안적으로 밸런스 매스의 함몰부 또는 구멍내에 보통은 감춰진 핀등이 돌출되어 테이블을 고정한다. 그런 다음에, 커플링 기구(125, 135)가 웨이퍼 테이블이 원래 부착되어 있던 X-슬라이더로부터 웨이퍼 테이블을 해체하기 위해 개방된다. 그런 다음에, X-슬라이더(122, 132)는 도 5에 도시된 바와 같이 다른 웨이퍼 테이블에 인접하도록 이동되며, 커플링 기구(125, 135)는 다시 맞물린다. 따라서, 웨이퍼 테이블(WTa)은 구동 유닛(130)에 연결되며, 웨이퍼 테이블(WTb)은 구동 유닛(120)에 연결된다.
제 4 단계에 있어서, 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)은 도 6에 도시된 바와 같이 구동 유닛(130, 120)에 의해 각각의 목표지점을 향하여 이송되도록 이동된다. 이 과정중에, 웨이퍼 테이블은 여전히 동시에 움직이는 것을 보장하는 케이블 셔틀(CS1, CS2)에 연결된다.
마지막으로, 일단 웨이퍼 테이블이 중심 포스트(190)를 지나서 이동하게 되면 케이블 셔틀(CS1, CS2)로부터 해체되어 작동 위치로 이동된다. 도 7에 도시된 바와 같이 웨이퍼 테이블(WTa)이 예비 영역(30)에 있으며, 웨이퍼 테이블(WTb)은 노광 영역(20)에 있다.
실시예 2
본 발명의 제 2 실시예가 도 10 내지 도 13에 도시된다. 본 실시예에 있어서, 충돌 가능성은 구동기를 구비한 케이블 셔틀(CS1', CS2')을 제공함으로써 좀더 경감되는데, 이는 케이블 셔틀이 구동유닛(120, 130)보다는 오히려 측정 및 노광 영역사이의 웨이퍼 테이블의 이송에 영향을 미치기 때문이다.
제 2 실시예에서의 이송과정의 제 1 단계는 제 1 실시예에서와 동일하다. 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)은 케이블 셔틀(CS1', CS2')과 각각 맞물리기 위하여 레버린스내로 이동된다. 제 2 단계에 있어서, 구동기(120, 130)에 의하여 레버린스를 통하여 안내되기 보다는, 커플링 기구(125, 135)가 해체되어 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)을 구동유닛(120, 130)으로부터 분리시킨다. 그런 다음에, 도 10에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 테이블((WTa, WTb)은 케이블 셔틀(CS1', CS2')에 의해 레버린스를 통하도록 구동된다. 제 2 실시예에서의 제 1 단계 및 제 2 단계는 "온더플라이(on-the-fly)"로 수행될 수 있어 이송에 걸리는 시간을 경감시킨다. 이러한 설비에 있어서, 케이블 셔틀(CS1', CS2')이 각각의 테이블에 맞물려 있는 동안 Y 방향으로 계속 가속시키는 구동유닛(120, 130)에 의해 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)이 레버린스내로 구동된다. 일단 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)이 일정한 속도로 움직이면, 구동 유닛(120, 130)은 분리되고 레버린스를 통과하는 테이블 이동의 나머지는 케이블 셔틀(CS1', CS2')에 의해 구동된다. 이송이 끝나는데 걸리는 시간을 감소시킴에 따라, 상기 설비에 있어서 케이블 셔틀 구동기의 성능 스펙도 감소된다. 케이블 셔틀(CS1 및 CS2)은 Y-슬라이더(123 및 133) 및 Y-슬라이더(124, 134)사이의 충돌을 방지하기 위한 충돌 방지 수단으로서의 역할도 한다.
일단 구동 유닛(120, 130)이 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)로부터 해체되면, 케이블 셔틀(CS1', CS2')이 자유롭게 되어 테이블이 도 13의 작업 영역(working zone)으로 움직이기 전에 도 11에 도시된 바와 같이, X-슬라이더(122, 132)는 도 12의 다른 테이블과 다시 맞물리게 될 다른쪽으로 이동된다. 상술된 과정의 역방향에서도 구동 유닛(120, 130)의 재결합 및 케이블 셔틀로부터의 해체는 또한 온더플라이로 수행될 수 있다.
실시예 3
도 14에 도시된 제 3 실시예에 있어서, 레버린스 구성은 회전 배리어(revolving barrier) 또는 도어(200)에 의해 대체된다. 그 이외의 점에서는, 제 3 실시예는 제 1 또는 제 2 실시예에서와 동일할 수 있다.
회전 배리어(200)는 기준 테이블(110) 중심의 피봇(201)상에 장착된다. 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)의 이송의 개시를 위하여, 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)은 피봇(201)의 한측면의 대각선으로 대향하는 위치로 구동된다. 그런 다음에, 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)은 배리어(200)의 회전과 동시에 이송 영역(40a, 40b)를 통하여 구동된다. 본 실시예에 있어서, 이송과정시의 이동체의 동시성은 소프트웨어에 의해 제어된다. 그러나, 소프트웨어 에러, 예상치 못한 전력 손실 또는 간섭 등의 대규모의 장애가 일어나는 경우에도, 접촉이 일어나는 것을 방지하도록 두개의 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)사이에 회전 배리어(200)가 항상 존재할 것이다.
대안적인 구성에 있어서, 수축가능한 배리어(retractable barrier)로 동일한 효과가 얻어진다; 하나는 웨이퍼 테이블이 작업 영역에 있을 때 제 1 위치에 돌출되고 제 2의 것은 이송 처리를 위해 두개의 경로를 정의하는 제 2 위치에 돌출된다.
제 3 실시예는 제 1 및 제 2 실시예에 채용된 것과 같이 이송 과정시에 기준 테이블의 각 절반을 커버하는 구동 유닛사이의 교대(handover)가 요구되는 구동 장치뿐 아니라 각 구동 유닛이 기준 테이블(110)의 전 영역에 걸쳐서 각 웨이퍼 테이블을 위치시킬 수 있는 가령 평면 모터(planar motor)를 이용한 장행정구동 장치에 연결될 때 특히 유용하다.
실시예 4
도 15 및 도 16에 도시된 제 4 실시예에 있어서, 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)에는 돌출부(212, 213, 215, 216)가 제공되는데, 상기 돌출부는 측벽(170, 180)과 결합하여 중심 포스트(190)의 옆으로 레버린스를 통하여 각 웨이퍼 테이블이 지나가도록 한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 각 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)이 중심 포스트(190)의 올바른 쪽에 있으면, 돌출부(212, 213, 215, 216)는 측벽(170 , 180)의 최상부에 걸쳐 연장되며 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)은 기준 테이블(110)의 측면으로 충분히 가까이 위치될 수 있어 측벽(170, 180) 및 중심 포스트(190)사이를 지나가도록 할 수가 있다. 대안적으로, 웨이퍼 테이블이 기준 테이블(110)의 측면으로 충분히 가까이 움직이게 할 수 있도록 돌출부가 측벽의 해당 홈으로 삽입될 수 있다. 그러나, 중심 포스트(190)는 측벽(170, 180)보다 더 높이 돌출되도록 구성되어, 도 16에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 테이블이 중심 포스트(190)의 "잘못된(wrong)" 쪽에 있을 때 웨이퍼 테이블이 중심 포스트(190) 및 측벽 사이를 통과하지 못하도록 한다.
전력 손실이 일어날 때 및 다른 테이블이 테이블 교환 준비 위치로 이동될 때 테이블이 포스트의 "잘못된"쪽을 향하여 대각선 방향으로 이동하는 상황에서 충돌이 발생하는 가능성을 돌출부(212, 213, 215, 216)가 방지한다. 돌출부(212, 213, 215, 216)가 없다면, 테이블은 측벽과 떨어져 튀어올라 적어도 부분적으로 갭을 통과해서 지나가 다른 테이블과 충돌하게 될 수 있다.
실시예 5
도 17에 도시된 제 5 실시예는 제 1 및 제 2 실시예의 케이블 셔틀을 대신해 레버린스 측벽(170, 180)상에 장착된 교환 레일(swap rail)(221, 222)을 채용한다. 이송과정의 개시에 있어서, 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)은 레버린스의 각 측면의 유입위치(entry position)로 구동된다. 상기 위치에 있어서, 웨이퍼 테이블의 돌출부(211, 214)는 교환 레일(221, 222)상에 장착된 교환 운송대(swap carriage)(223, 224)와 맞물린다. 일단 교환 운송대와 맞물리면, 테이블은 X 방향으로 고정되고 상기 방향으로의 임의의 움직임은 방지된다. 상기 방향으로의 모든 충돌의 에너지는 교환 레일에 의해 흡수된다. 교환 운송대(223, 224)는 서로 움직일 수 있도록 그리고 양자가 각각의 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)과 맞물릴 때에만 이동가능하도록 가령 체인에 의해 또는 전자적으로 연결(interlink)될 수 있다.
도 18에 도시된 제 5 실시예의 수정예에 있어서, 운송대는 불필요하게 되고, 돌출부(211, 214)가 교환 레일(221, 222)로 직접 연결되는 후크(217, 218)를 구비한다. 역시 교환 레일은 X 방향으로의 이동을 방지하며, 테이블이 돌출부(211, 214) 및 후크(217, 218)를 통하여 맞물리면 X 방향으로의 임의의 충돌 에너지를 흡수한다.
제 5 실시예의 상기 수정예에 있어서, 교환 레일은 핀(240)에 의해 영역들로 분할되고 각 영역내의 테이블의 존재를 검출하도록 센서(250)가 제공된다. 핀은 정상상태에서 교환 레일내로 함몰되지만 제어 시스템이 제공되어 센서(250)의 출력이 테이블이 동시에 움직이지 않는 것으로 나타나면, 핀이 교환 레일(221, 222)에서 돌출되어 돌출부(211, 216) 및 테이블(WTa, WTb)을 X 방향뿐 아니라 Y 방향으로 못 움직이도록 한다. 바람직하게는, 핀(240)은 가령 전자석 등의 능동 엑추에이터에 의해 수축되고 돌출되도록 바이어스된 스프링이어서, 전력 장애가 발생하면 자동으로 돌출될 것이다.
실시예 6
제 6 실시예(도시되지 않음)에 있어서, 이송 과정은 작업 영역(20, 30)에서 두개의 웨이퍼 테이블(WTa, WTb)과 각 단부에서 하나와 맞물리는 이중 단부 로봇 아암에 의해 행해진다. 그런 다음에, 테이블은 장행정 구동 유닛으로부터 해체되고 로봇아암은 작업 영역사이에서 두개의 웨이퍼 테이블을 교환하도록 회전한다.
로봇아암의 대안으로서 Y 방향으로만 움직이는 교환 운송대가 있다. 이송과정을 위해 웨이퍼 테이블은 각 구동 유닛에 의해 대각선으로 대향되는 지점으로 이동된 후에 두 작업 영역사이의 교환 운송대에 의해 한번에 하나씩 이동된다. 웨이퍼 테이블이 항상 구동 유닛 또는 교환 운송대중 하나에 맞물린 채 이송이 수행된다.
실시예 7
도 19에 도시된 제 7 실시예에 있어서, 두개의 기판 테이블(WTa, WTb)은 각 특성화 영역(30a, 30b) 및 중심, 공유 노광 영역(20)사이로 이동된다. 기판 테이블은 항상 각 구동 유닛(120, 130)에 연결된 채 유지되어 아무런 교환도 일어나지 않는다.
장치의 제어 시스템(소프트웨어)은 기판테이블 중 단 하나만이 임의의 단일시점에 노광 영역(20)에 위치되도록 프로그램되는데, 만약 그렇지 않으면 소프트웨어 오류 또는 기기 장애가 일어나 두개의 테이블이 동시에 노광영역으로 들어오게 되어 잠재적인 충돌 상황을 낳게된다. 깨지기 쉬운 테이블(fragile table)(WTa, WTb)사이의 물리적인 충돌을 방지하기 위하여, 충돌 방지 수단(200)이 Y-슬라이더(123, 124, 133, 134)상으로 제공된다. 충돌 방지 수단(200)은 충분한 충격 흡수량을 가진 충격 흡수기(shock absorber)로 이루어져 두개의 기판테이블이 실제로 접촉되지 않도록 한다.
상술된 모든 실시예에 있어서, 테이블 자체뿐 아니라 예를 들어 중심 포스트(190), 측벽(170, 180) 및 회전 배리어(200) 등의 두개의 웨이퍼 테이블사이의 충돌을 방지하는 물리적인 배리어 수단들에는 충격 흡수기가 제공될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 테이블 주위가 충격 흡수기로 구성되는 범퍼로 구축되게 할 수 있다. 범퍼는 모든 발생 가능한 충격을 흡수할 수 있어 충격시 웨이퍼 테이블이 손상되지 않도록 할 것이다. 이러한 충격 흡수기는 관련 아이템들이 전체적으로 또는 부분적으로 탄력있는 재료로 만들어짐으로써 또는 예를 들어 에어백, 펜더, 버퍼, 유압식 댐퍼, 스프링 등의 능동 또는 수동 충격 흡수 디바이스를 제공함으로써 효과가 발휘될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 상술되었는 바, 본 발명이 기술된 것 이외의 것으로 실시될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 본 명세서로 본 발명을 제한할 의도는 없다. 특히, 본 발명은 리소그래피 장치의 레티클 또는 마스크 스테이지에 이용될 수 있으며 평면내에 대상물을 신속하고 정확하게 위치시키는 모든 다른 종류의 장치도 바람직한 것으로 이해될 것이다.
기판을 테이블상으로 로딩하고 제거하는 제 1 작업 영역과 웨이퍼가 노광되는 제 2 작업 영역사이에서 기판 테이블이 교환가능한 다중 테이블 리소그래피 장치에 있어서, 교환과정중 테이블사이의 충돌을 방지하기 위한 충돌 방지 수단을 제공함으로써, 위치되는 대상물들간의 충돌을 피하거나 및/또는 모든 충돌의 영향을 개선시켜, 전적으로 소프트웨어에 의존해 충돌을 방지하는 것보다는 오히려 물리적인 이동 제한기(예를 들어, 배리어)를 포함하는 충돌 방지 수단으로 큰 전력 손실 또는 심각한 시스템 장애등의 파국적인 장애의 발생하에서도 충돌을 피할 수 있도록 한다. 상기와 같은 상황하의 기판 또는 마스크 테이블에 대한 비경제적 및/또는 돌이킬수 없는 손상에 대한 가능성을 피할 수 있다.
Claims (16)
- 방사선 투영 빔을 공급하기 위한 조명 시스템,원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝할 수 있는 패터닝 수단을 고정하기 위한 제 1 대물 테이블,제 1 및 제 2 작업 영역을 포함하는 공통의 이동 범위에 걸쳐 이동이 가능하며, 각각의 기판을 고정하기 위한 제 2 및 제 3 가동 대물 테이블,상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 묘화하기 위한 투영 시스템, 및상기 제 2 및 제 3 대물 테이블을 이동시키기 위한 테이블 위치결정 수단을 포함하는 리소그래피 투영장치에 있어서,상기 제 2 및 제 3 대물 테이블사이의 충돌을 방지하기 위해 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블 중 하나 이상의 이동을 물리적으로 제한하는 충돌 방지 수단을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 충돌 방지 수단이 상기 제 1 및 제 2 작업 영역사이의 두개의 개별 경로를 정의하는 레버린스를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 레버린스는 제 1 및 제 2 측벽 및 상기 측벽사이에 배치되는 포스트로 구성되어 상기 개별 경로가 상기 포스트 및 상기 측벽사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 삭제
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 제 2 및 제 3 대물 테이블이 각각의 개별 경로 하나만 지날 수 있도록 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블 및 상기 레버린스가 성형되고 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 충돌 방지 수단은 각각 상기 제 1 및 제 2 작업 영역의 인근의 제 1 및 제 2 위치사이에서 각각 이동가능한 제 1 및 제 2 셔틀을 포함하며, 상기 셔틀중 하나가 상기 제 1 위치에서 상기 제 2 위치로 이동하면 다른 하나가 상기 제 2 위치에서 상기 제 1 위치로 이동하고 각각이 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블중 서로 다른 테이블에 연결될 때만 이동가능하도록 상기 셔틀이 체인에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 셔틀은 제 1 및 제 2 작업 영역사이의 이동시에 상기 대물테이블을 구동시키는 이송 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 충돌 방지 수단은 상기 제 1 및 제 2 작업 영역사이의 상기 이동 범위에서 선회하도록 장착되는 회전가능한 배리어를 포함하며, 상기 베리어가 상기 제 1 및 제 2 작업 영역을 분리시키는 제 1 상태 및 상기 베리어가 양측에 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블이 상기 제 1 및 제 2 작업 영역사이로 이동될 수 있는 두개의 개별 경로를 형성하는 제 2 상태사이로 회전가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 및 제 3 대물 테이블중 하나에 각각 선택적으로 커플링가능한 제 1 및 제 2 구동 수단을 더욱 포함하며,상기 제 1 구동 수단은 상기 제 1 작업 영역 및 이송 영역내에 상기 대물테이블을 위치시킬 수 있으며,상기 제 2 구동 수단은 상기 제 2 작업 영역 및 이송 영역내에 상기 대물테이블을 위치시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 9 항에 있어서,각각의 상기 제 1 및 제 2 구동 수단은 상기 제 2 또는 제 3 대물 테이블 중 어느 것과 맞물리는 해체가능한 커플링 수단을 포함하고,상기 해체가능한 커플링 수단은 상기 대물 테이블중 하나와의 맞물림이 유지되는 고장 안전 상태(fail-safe state)를 구비하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 각각의 제 1 및 제 2 구동 수단은 V-형 홈에 대응하는 V-형 릿지를 구비하는 해체가능한 커플링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 충돌 방지 수단은 상기 대물 테이블들사이의 충돌을 방지하도록 상기 테이블 위치결정 수단의 이동 부분에 장착되어 에너지를 흡수하는 충격 흡수기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 작업 영역내의 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블에 기판을 로딩하고 제거시키는 기판 로딩 수단을 더욱 포함하고,상기 투영 시스템은 상기 제 2 작업 영역내의 상기 대물 테이블중 하나상에 제공되는 상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 묘화시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 방사선 투영 빔을 공급하기 위한 조명 시스템,제 1 및 제 2 작업 영역을 포함하는 공통의 이동 범위에 걸친 이동이 가능하며, 소정의 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝할 수 있는 패터닝 수단을 각각 고정하기 위한 제 1 및 제 2 가동 대물 테이블,기판을 고정하기 위한 제 3 가동 대물 테이블,상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 묘화하기 위한 투영 시스템,상기 제 1 및 제 2 대물 테이블을 이동시키기 위한 테이블 위치결정 수단을 포함하는 리소그래피 투영장치에 있어서,상기 제 1 및 제 2 대물 테이블사이의 충돌을 방지하기 위해 상기 제 1 및 제 2 대물 테이블중 하나 이상의 이동을 물리적으로 제한하는 충돌 방지 수단을 특징으로 하는 리소그래피 투영 장치.
- 방사선 투영 빔을 공급하기 위한 조명 시스템,원하는 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝할 수 있는 패터닝 수단을 고정하기 위한 제 1 대물 테이블,적어도 제 1 및 제 2 작업 영역을 포함하는 공통의 이동 범위에 걸친 이동이 가능하며, 각각 기판을 고정하기 위한 제 2 및 제 3 가동 대물 테이블,상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 묘화하기 위한 투영 시스템, 및상기 제 2 및 제 3 대물 테이블을 이동시키기 위한 테이블 위치결정 수단으로 구성되는 리소그래피 투영 장치를 이용하여 디바이스를 제조하는 방법으로서,상기 조명 시스템을 이용해 방사선 투영빔을 제공하는 단계,상기 패터닝 수단을 이용하여 단면 패턴을 상기 투영빔에 부여하는 단계,상기 제 1 작업 영역내에 상기 제 2 대물 테이블을 위치시키고 상기 제 2 작업 영역내에 상기 제 3 대물 테이블을 위치시키는 단계,상기 제 1 작업 영역내의 상기 제 2 대물 테이블에 방사선 감지층을 구비하는 제 1 기판을 제공하는 단계,상기 제 1 및 제 2 작업 영역사이에서 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블을 교환하는 단계,상기 제 2 대물 테이블에 제공되는 상기 제 1 기판의 방사선 감지층의 타겟부상으로 상기 패터닝된 방사빔을 투영하는 단계,상기 제 1 작업 영역내의 상기 제 3 대물 테이블에 방사선 감지층을 구비하는 제 2 기판을 제공하는 단계,상기 제 1 및 제 2 작업 영역사이에서 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블을 다시 교환하는 단계로 이루어지며,상기 제 2 및 제 3 대물 테이블을 교환하는 상기 단계동안에, 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블 중 하나 이상의 이동을 물리적으로 제한하는 충돌 방지 수단이 제공되어 상기 제 2 및 제 3 대물 테이블사이의 충돌을 방지하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
- 삭제
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