KR100632885B1 - 리소그래피 장치, 디바이스 제조방법 및 그 제조된 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리소그래피 투영장치에 관련된 로렌츠 액츄에이터에 관한 것이다. 본 발명은, 냉각 요소와 양호하게 열접촉하는 높은 열전도성물질로 구성된 분리층들에 의하여 분리된 복수의 코일을 채택함으로써 종래 기술을 넘어 로렌츠 액츄에이터의 열적 특성을 개선시킨다. 이 방식으로, 코일의 거의 중심의 핫스폿 영역들로부터 냉각 요소로 신속하게 열이 전달된다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 냉각 요소는 상기 분리층들과 일렬로 되도록 배치되어, 이들 2개의 부재 사이의 열적 연결을 최적화한다. 원 코일을 2개의 코일로 분할함으로써, 개선된 열적 특성과 바람직하지 않은 부피 및 복잡성의 증가간의 실제적인 밸런스를 제공하는 것을 알 수 있다.

Description

리소그래피 장치, 디바이스 제조방법 및 그 제조된 디바이스{Lithographic Apparatus, Device Manufacturing Method, and Device Manufactured Thereby}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 도시하는 도면;

도 2는 종래 기술에 따른 로렌츠 액츄에이터의 코일 배치를 도시하는 도면;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로렌츠 액츄에이터의 코일 배치를 도시하는 도면;

도 4는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 로렌츠 액츄에이터의 코일 배치를 도시하는 도면;

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로렌츠 액츄에이터의 코일 배치를 도시하는 도면;

상기 도면들에서, 대응하는 참조부호들은 대응하는 부분들을 나타낸다.

본 발명은,

- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

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

- 기판을 유지하는 기판테이블; 및

- 상기 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및

- 1이상의 냉각 요소와 열접촉하는 코일 배치(coil arrangement)를 포함하는 로렌츠 액츄에이터(Lorentz actuator)을 포함하는 리소그래피투영장치에 관한 것이다.

여기서 사용되는 "패터닝수단(patterning means)" 이라는 용어는 기판의 타겟부에 생성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함된다. 방사선빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크상의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과마스크의 경우) 또는 반사(반사마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 상기 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이 될 것이며, 이것은 입사되는 투영빔 내의 소정위치에 마스크가 잡혀 있을 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크가 상 기 빔에 대하여 이동될 수 있다.

- 프로그램가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 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. 프로그램가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 적절히 국부화된 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, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 서술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝수단은 1이상의 프로그래밍가능한 거울배열을 포함할 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서 인용참조되고 있다. 프로그래밍가능한 거울배열의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따 라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.

- 프로그래밍가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이 경우의 상기 지지구조체는 예를 들어, 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(실리콘웨이퍼)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 대체장치에 서는 투영빔하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 많은 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서도 인용참조되고 있다.

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 피처(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, 예 를 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 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학, 반사광학 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 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.

이 분야에서 통상적으로 사용되는 액츄에이터는 로렌츠 액츄에이터이다. 이러한 디바이스에서, 작용력(actuating force)은 적절히 배치된 코일을 통하여 구동된 전류와 연계된 자기장으로부터 도출된다. 일반적으로, 상기 형태의 액츄에이터는 가능한 한 콤팩트하고 강력한 것이 바람직하다. 로렌츠 액츄에이터의 전력을 증가시키고 및/또는 크기를 증가시키기 위해서는, 코일내의 전류밀도를 증가시킬 필 요가 있다. 하지만, 증가된 전류밀도는 열 발산(heat dissipation)을 증가시키며, 이는 높은 작동온도가 구성요소의 수명을 단축시키고 인접한 열에 민감한 구성요소(heat sensitive component)를 방해할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

로렌츠 액츄에이터의 공지된 디자인들은, 그를 통하여 물이 순환되고 코일에 부착되는 냉각판에 의하여 냉각되는 것이다. 냉각수의 흐름을 단순히 증가시키면, 코일의 몸체내에 바람직하지 않은 온도 변화가 여전히 생긴다.

본 발명의 목적은 개선된 열적 거동(thermal behaviour)을 갖는 로렌츠 액츄에이터를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적 및 다른 목적들은 서두문에 밝힌 바 있는 리소그래피 장치에서 달성되며, 상기 코일 배치는,

- 상기 냉각 요소와의 양호한 열접촉이 이루어지도록 배치된 높은 열전도물질로 된 1이상의 분리층들에 의하여 서로로부터 분리된 복수의 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

단일 코일보다는 오히려 복수의 코일을 채택함으로써, 평균 코일 단면이 감소된다. 핫스폿 온도(hotspot temperature)는, 열이 코일로부터 분리층들 및 냉각 요소로 전도되는 속도에 따라 달라진다. 원 코일(parent coil)을 보다 작은 코일들로 분할시키면, 코일과 분리층들/냉각요소 사이에서, 접촉 면적을 증가시키는 효과 및 공간적인 분리를 감소시키는 효과를 갖게 된다. 상기 결과는 코일로부터 멀리 보다 신속하게 열을 전달함에 따라 핫스폿 온도를 감소시키는 데 도움을 주는 보다 효율적인 열적 연결(thermal connection)이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 분리층들이 코일배치면과 평행하고 냉각 요소가 그로부터 반경방향 바깥쪽에 위치되는 리소그래피 투영장치가 제공된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 높은 열전도물질로 구성된 상기 분리층들은 상기 코일 배치면에 수직이고 상기 냉각 요소는 상기 코일 배치의 축선방향 위쪽에 또는 축선방향 아래쪽에 위치되는 리소그래피 투영장치가 제공된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 분리층들은 상기 코일 배치면과 평행한 제1층들 및 상기 코일 배치면과 수직한 제2층들을 포함하고, 상기 냉각 요소는 상기 코일 배치로부터 반경방향 바깥쪽에 위치된 제1요소들 및 상기 코일 배치의 축선방향 위쪽 또는 아래쪽에 위치된 제2요소들을 포함하는 리소그래피 투영장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 냉각 요소는 냉각 채널들이 형성된 판이며, 냉각 유체(coolant fluid)는 상기 냉각 채널들을 통하여 순환된다. 상기 냉각 채널들은 실질적으로 원형의 또는 실질적으로 직사각형의 단면을 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 분리층들에는 냉각 채널들이 제공되고, 냉각 유체는 상기 냉각 채널들을 통하여 순환된다. 상기 냉각 채널들은 실질적으로 원형의 또는 실질적으로 직사각형의 단면을 가질 수 있다.

상기의 실시예들은 분리층들과 냉각 요소와의 최단 경로를 보장하므로, 최저 의 열적 저항성도 보장한다. 상기 특징은, 분리층들이 가능한 최저 온도에서 유지되는 것을 보장함으로써, 열이 효율적으로 코일로부터 멀리 전달되는 것을 보장하는 데 도움을 준다.

로렌츠 액츄에이터의 열적 거동은 복수의 코일의 사용을 통하여 개선될 지라도, 최적의 수의 선택을 좌우하는 실제적인 한계가 있다. 첫번째로, 개별 코일들 사이에 삽입된 분리층들은 코일 배치의 부피를 바람직하지 않게 증가시킨다. 두번째로, 요구되는 전기적 접속부들의 복잡성은 코일의 수에 따라 증가하므로, 제조 비용을 발생시킨다. 여러가지 이유로, 최적의 밸런스는 2개의 코일로 달성된다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면,

- 부분적으로 또는 전체적으로 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 상기 방사선감응재층의 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;

- 1이상의 냉각 요소와 열접촉하는 코일 배치를 포함하는 로렌츠 액츄에이터를 작동시키는 단계를 포함하는 디바이스제조방법으로, 상기 코일 배치는,

- 상기 냉각 요소와의 양호한 열접촉이 이루어지도록 배치된 높은 열전도물질로 구성된 1이상의 분리층들에 의하여 서로로부터 분리된 복수의 코일을 포함하 는 것을 특징으로 한다.

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 사용되는 "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 자외선(예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 및 EUV(극자외선, 예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인)를 포함한 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔까지도 포괄하여 사용된다.

첨부된 도면을 참조하여, 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예를 서술한다.

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

- 방사선(예를 들어, DUV방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사선소스(LA)도 포함한다);

- 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 마련된, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

- 기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 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 렌즈시스템)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (투과마스크를 구비한) 투과형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (반사마스크를 구비한) 반사형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램 가능한 거울 배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.

방사선소스(LA)(예를 들어, 엑시머레이저)는 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기분포의 외측반경 및/또는 내측반경(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 조정하는 수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, 상기 방사선소스(LA)는 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사선소스(LA)가 흔히 수은램프인 경우에서처럼), 그것이 리 소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 흔히 방사선소스(LA)가 엑시머레이저인 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 두 시나리오 모두를 포괄하고 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)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(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, 제1위치설정수단은 예를 들어, 마스크 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, 긴 행정모듈(long stroke module)(개략위치설정) 및 짧은 행정모듈(미세위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은 행정모듈에만 연결될 수도 있고 고정될 수도 있다.

상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하 여 조사될 수 있다.

2. 스캔모드에서는, 소정타겟부(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 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

로렌츠 액츄에이터는, 통상적으로 코일 배치를 통하여 전류를 구동시킴으로써 생성되는 작용력을 가하기 위해서 자기장에 의존한다. 도 2, 도 3 및 도 4는 각각 코일(들)의 직경을 통과하는 수직 평면으로 절단된 로렌츠 액츄에이터에서의 코일 배치(1)의 단면도이다. 코일(3, 5)의 유한한 전기 저항으로 인하여 불가피하게 열이 발생되며, 코일(3, 5)이 과열하지 않도록 하려면 효율적으로 멀리 열이 전달되어야 한다.

도 2는 종래의 코일 배치(1)를 나타낸다. 상기 도면에서는, 높은 열전도성을 가지는 냉각 요소와 접촉해 있는 단일 코일(3)이 제공된다. 수직 자기장의 경우, 코일(3)내의 전류흐름은 도면의 오른쪽상에서 페이지내로 들어가고 도면의 왼쪽상에서 페이지 밖으로 나온다. 코일(3)의 온도가 상승함에 따라, 코일(3)로부터 냉각 요소로 열이 전달된다. 이 예시인 냉각 요소는, 냉각 요소 판(2)을 포함하고, 냉각 요소 판(2)를 통하여 진행하며 그 안에 물과 같은 냉각수가 순환되는 냉각 채널(4) 의 네트워크에 의하여 냉각된다. 이러한 배치의 문제점은 코일(3)의 중심과 냉각 요소 사이에 비교적 약한(poor) 열접촉이 존재하여, 시간이 지남에 따라 코일 배치(1)를 손상시키거나 인접한 열에 민감한 구성요소들을 열적으로 방해할 수 있는 핫스폿을 유발한다.

도 3 및 도 4에 예시된 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 이러한 상황은, 원 코일(parent coil)을, 1이상의 냉각 요소와의 양호한 열접촉이 이루어지도록 배치된 높은 열전도성물질로 구성된 분리층(6)에 의하여 각각 분리되는 다수의 보다 작은 코일(5)로 분할시킴으로써 크게 개선될 수 있다. 분리층(6)이 각각의 핫스폿의 중심에 가깝게 근접함으로써, 냉각 요소로의 낮은 열저항 경로와 높은 온도 경사도(gradient) 둘 모두가 제공되며, 그 둘 모두는 코일(5)로부터 멀리 열을 신속하게 전달할 수 있게 한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 분리층(6)과 냉각 요소 사이의 열접촉은 그것들을 서로에 대하여 직접적으로 일렬로(in direct line) 배치시킴으로써 개선될 수 있다. 서로에 인접하여 위치되는 도 3에서 설명된 바와 같은 구성을 채택하는 경우, 분리층(6)은 반경방향으로 방위가 잡혀진 채로 2개의 동일한 코일(5)은 도시된 바와 같이 분리층(6)과 일렬로(in line) 코일(5)로부터 반경방향 바깥쪽에 냉각 요소를 위치시키는 것이 가장 좋다.

대안적으로, 분리층(6)이 그 코일(5)의 평면에 수직으로 방위가 잡힌 채로 반경이 다른 공면의 코일(coplanar coil)(5)들이 하나내에 다른 하나가 위치되는 도 4에 도시된 바와 같은 구성을 채택하는 경우에는, 도시된 바와 같이 분리층(6) 과 일렬로 코일(5)의 위쪽 또는 아래쪽에 냉각 채널을 위치시키는 것이 더욱 효과적이다.

상기의 2가지 구성 중 각각에서, 냉각판(2)내의 냉각 채널(4)의 수를 변동시킬 수 있다. 통상적으로, 보다 많은 수의 냉각 채널(4)은 보다 양호한 냉각을 제공할 것이다. 어떠한 경우에서도, 냉각 채널(4)은 통상적으로 냉각 요소의 냉각이 가장 잘된 부분을 나타내므로, 분리층(6)과 일렬로 가능한 한 많이 위치되는 것이 가장 좋다. 냉각 채널(4)은 그 단면이 실질적으로 원형 또는 실질적으로 직사각형일 수 있으며, 그 각각은 제조 및 배치의 용이성과 관련해 소정의 장점들을 가진다. 상기의 2개의 구성들의 조합을 채택하면, 분리층(6)과 일렬로 가능한 한 많이 있도록 각각을 위치시키기 위해서 냉각 채널(4)과 냉각 요소 둘 모두의 보다 복잡한 배치가 바람직할 수 있다.

도 5에는, 냉각 채널(4)이 제공된 2개의 냉각판(2)에 의하여 에워싸인 2개의 코일(5)의 코일 배치를 포함하는 대안적인 배치가 도시된다. 2개의 코일 사이에는, 분리층(6)이 제공된다. 냉각판과 분리층 사이의 열접촉은 높은 열전도성 물질로 만들어진 요소들(7)에 의하여 제공된다. 또한, 이들 요소에도 냉각 채널이 제공될 수 있음을 유의하여야 한다.

또한, 또 다른 실시예에서는, 도 6에 도시된 바와 같이 분리층(6)에 냉각 채널이 제공된다. 도시된 코일 배치는 도 5와 유사한 2개의 냉각판에 의하여 에워싸인 2개의 코일(5)을 포함한다. 이러한 배치에서, 코일 조립체의 외측상의 냉각판을 냉각 채널이 제공된 내측 분리층과 반드시 접속시킬 필요는 없다. 또한, 도 6에 도 시된 배치는, 코일의 수가 2보다 많은 코일 장치들로 확장될 수 있다. 도 7은 3개의 코일(5)을 에워싸는 4개의 냉각판(2)을 포함하는 코일 배치를 도시한다. 분리층의 수는 해당 용도에 알맞는 열적 요건, 즉 코일의 발산양 및 허용가능한 코일의 최대 온도에 의하여 결정될 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예가 서술되었지만, 본 발명은 상술된 바와 다르게 실행될 수도 있다. 상기 서술은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 열적 거동이 개선된 로렌츠 액츄에이터가 제공된다.

Claims (10)

1. 삭제
2. - 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

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

   - 기판을 유지하는 기판테이블; 및

   - 상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템; 및

   - 1이상의 냉각 요소와 열접촉하는 코일 배치를 포함하는 로렌츠 액츄에이터을 포함하는 리소그래피투영장치에 있어서,

   상기 코일 배치는,

   - 상기 냉각 요소와의 양호한 열접촉이 이루어지도록 배치된 높은 열전도물질로 구성된 1이상의 분리층들에 의하여 서로로부터 분리된 복수의 코일을 포함하며,

   상기 분리층들은 상기 코일 배치면과 평행하고, 상기 냉각 요소는 상기 코일 배치로부터 반경방향 바깥쪽에 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
3. 삭제
4. 제2항에 있어서,

   상기 분리층들은 상기 코일 배치면과 평행한 제1층들 및 상기 코일 배치면과 수직한 제2층들을 포함하고, 상기 냉각 요소는 상기 코일 배치로부터 반경방향 바깥쪽으로 위치된 제1요소들 및 상기 코일 배치의 축선방향 위쪽 또는 아래쪽에 위치된 제2요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
5. 제2항 또는 제4항에 있어서,

   상기 냉각 요소, 상기 분리층들, 또는 상기 냉각요소 및 분리층들은 강(steel)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
6. 제2항 또는 제4항에 있어서,

   상기 냉각 요소, 상기 분리층들, 또는 상기 냉각요소 및 분리층들은 세라믹으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
7. 제2항 또는 제4항에 있어서,

   상기 냉각판은 냉각 채널을 포함하는 판이며, 상기 냉각 채널을 통하여 냉각유체가 순환될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 냉각 채널은 원형 또는 직사각형 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
9. 제2항 또는 제4항에 있어서,

   상기 분리층들은 냉각 채널을 포함하며, 상기 냉각 채널을 통하여 냉각 유체가 순환될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
10. - 부분적 또는 전체적으로 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

    - 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

    - 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

    - 상기 방사선감응재층의 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;

    - 1이상의 냉각 요소와 열접촉하는 코일 배치를 포함하는 로렌츠 액츄에이터를 작동시키는 단계를 포함하는 디바이스제조방법에 있어서,

    상기 코일 배치는,

    - 상기 냉각 요소와의 양호한 열접촉이 이루어지도록 배치된 높은 열전도물질로 구성된 1이상의 분리층들에 의하여 서로로부터 분리된 복수의 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.

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